Характеристика спирта как растворителя и эксрагента. Ректификация и рекуперация спирта. Характеристика процесса . аппаратура. Принцип работы. Устройство

Характеристика спирта как растворителя и эксрагента. Ректификация и рекуперация спирта. Характеристика процесса. аппаратура. Принцип работы. Устройство.

Свойства спирта как растворителя и экстрагента:

1. Является хорошим растворителем алкалоидов, гликозидов, эфирных масел, смол и др. веществ, которые в воде растворяются плохо.

2. Значительно труднее, чем вода, проникает через стенки клеток (отнимая воду и белков, спирт превращает их в осадки, закупоривавших поры клеток и таким образом ухудшается дккиффузия) чем ниже концентрация спирта, тем легче он проникает внутрь клеток.

3. Спирт инактивирует ферменты.

4. Является бактерицидной средой. В растворах спирта, не развиваются ни микроорганизмы, ни плесень

5. Спирт фармакологически неиндифферентен. Он оказывает как местное, так и общее действие, что необходимо учитывать при производстве извлечений.

6. Спирт достаточно летуч и спиртовое извлечение легко сгущается до густых жидкостей и порошкообразных веществ. Выпаривание и сушка - под вакуумом.

7. Спирт огнеопасен.

8. Спирт является лимитирующим продуктом.

Крепость спирта выражается весовых или объемных процентах. Под крепостью понимаются % содержания б/в (абсолютного) спирта в растворе. Объем спиртоводного раствора изменяется в зависимости от температуры, крепость его в объемных процентах относят к t=20?C. плотность б/в спирта (0,78927).

При смешивании спирта с водой выделяется тепло и температура смеси повышается. Наибольшая теплота – при получении 30 вес. % спирта.Кроме того, при смешивании воды и спирта наблюдается явлении контракции, заключающееся в уменьшении объема смеси против арифметической суммы исходных веществ: 50 л спирта + 50 л воды = 96,4 л смеси (чтобы получилось 100 л 54% об. спирта нужно взять 54 л спирта и 49,679 л воды). Поэтому разработаны таблицы для разведения спирта (приложение к ГФ Х).

Этиловый спирт – в фармацевтической промышленности применяется спирт, получаемый путем сбраживания крахмалсодержащего сырья – в основном картофеля. Для медицинских целей, в качестве растворителя, экстрагента применяется только спирт-ректификат, полученный методом брожения крахмал- и сахаросодержащих продуктов с последующей очисткой и ректификацией.

Картофель, злаки, отходы сахарной промышленности (патока, солод) с помощью дрожжей сбраживаются до получения, содержащей 8-12% спирта, отгоняют спирт-сырец с содержанием спирта 88-90%, 10-12% воды и около 0,4% сивушных масел (амиловый, изоамиловый, бутиловый, изобутиловый спирты, эфиры этих спиртов с уксусной, масляной и др. кислотами, эти кислоты в свободном состоянии).

Для разделения этого комплекса веществ пользуются методом разгонки смеси жидкости с компонентами, имеющими различную t0кип

Ректификация - способ почти полного разделения смеси летучих жидкостей путем взаимодействия пара и жидкости при многократном испарении и конденсации.

Процесс многократной дистилляции ректификация осуществляется в специальных аппаратах - ректификационных установках, основной частью которых являются ректификационные колонны.

Составные части ректификационной установки:

дистиллятор (куб) - имеется только в периодических РУ, ректификационная колоннадефлегматор,конденсатор,сборник, смотровой фонарь, коммуникации.

Назначение каждого узла:

1. Дистиллятор - перегонный куб, предназначен для превращения жидкости в пар, т.е. для перегонки; 2. Ректификационная колонна - для разделения смеси паров двух и более летучих жидкостей;3. Дефлегматор - холодильник для частичной конденсации паров, выходящих из РК (ректификационной колонны). Служит для образования и поддержания уровня флегмы на тарелках; 4. Конденсатор - холодильник для полной конденсации паров, выходящих из РК. В отличие от дефлегматора, конденсатор охлаждается не теплой, а проточной (холодной) водой;

5. Сборник - емкость для готовой продукции (цистерны, танки);

6. Смотровой фонарь - стеклянный колпак с плавающим внутри спиртомером, показывающим “крепость” получаемого спирта;

7. Коммуникации - трубопроводы для пара, жидкостей, связывающие все узлы в единый агрегат.

Принципиальная схема ректификационной установки периодического действия представлена на таблице (рис.)

Исходная смесь загружается в куб 1, где нагревается до температуры кипения и испарения. Пары проходят через ректификационную колонну 2, взаимодействуя в противотоке с жидкостью, возвращаемой из дефлегматора 3. В дефлегматоре богатые спиртом пары конденсируются, и флегма поступает в делитель потока 4. Часть флегмы из делителя потока направляется на орошение ректификационной колонны, а другая часть - дистиллят - проходит через холодильник 5 и направляется в сборники 6.

Укрепление спирта в колонне основано на том, что пары, поднимающиеся снизу, барботируют через слой флегмы, находящейся на горизонтальных перегородках - тарелках, в результате чего пары труднокипящего компонента (воды), соприкасаясь с более холодной жидкостью, конденсируются в ней, а легколетучий продукт испаряется. Вследствие этого пары, уходящие из колонны, обогащаются легколетучим продуктом (спиртом). Для более тесного контакта паров, поднимающихся снизу, с флегмой, истекающей сверху, ректификационные колонны, применяются различной конструкции тарелки.

Ректификационная колонна - чаще всего это полый стальной цилиндр (труба) диаметром от 0,1 до 2,5м и более, высотой от 6 до120м (в зависимости от того, что разгоняют - спирт-вода, нефтепродукты, воздух, продукты синтетической химии и пр.).

Внутри колонна перегорожена тарелками колпачкового, ситчатого или клапанного типа.

1. Наиболее распространенными являются колпачковые тарелки в колоннах; монтируется от 6 до нескольких десятков тарелок.

Тарелка - сплошная перегородка с одним или несколькими отверстиями (круглыми или тоннельными), воротником, колпаком, сливным патрубком – стаканом или переливным порогом.