Удосконалення якості ректифікованого спирту в процесі ректифікації.

Савченко, Олександр Олександрович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7441
Full metadata record
DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Сухенко, Владислав Юрійович	-
dc.contributor.author	Савченко, Олександр Олександрович	-
dc.date.accessioned	2026-03-10T10:21:54Z	-
dc.date.available	2026-03-10T10:21:54Z	-
dc.date.issued	2022-12-25	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7441	-
dc.description.abstract	Магістерська робота на здобуття наукового ступеня магістра за спеціальністю 181 – харчові технології, освітня програма ―Технології продуктів бродіння і виноробства‖. Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2022. У магістерській роботі розглянуто інноваційні методи покращення якості ректифікованого спирту під час ректифікації. Для дослідження було вибрано метод гідроселекції. В магістерській роботі була спроектована брагоректифікаційна установка з використанням методу гідроселекції в епюраційній колоні. Досліджено зміну концентрації спирту та кратність виділення домішок в залежності від кількості введеної води в колону. Зроблено порівняння кратності виділення альдегідів та ефірів в звичайному режимі роботи і при відборі 5% дистиляту від загальної кількості спирту що надходить в епюраційну колону. Отримані дані показали, що використання методу гідроселекції для удосконалення якості ректифікованого спирту в процесі ректифікації є доцільним.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	РЕКТИФІКОВАНИЙ СПИРТ	uk_UA
dc.subject	РЕКТИФІКАЦІЯ,	uk_UA
dc.title	Удосконалення якості ректифікованого спирту в процесі ректифікації.	uk_UA
dc.type	Master Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	181 Харчові технології (Харчові технології)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
КРМ Савченко.pdf Restricted Access	Магістерська робота на здобуття наукового ступеня магістра за спеціальністю 181 – харчові технології, освітня програма ―Технології продуктів бродіння і виноробства‖. Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2022. У магістерській роботі розглянуто інноваційні методи покращення якості ректифікованого спирту під час ректифікації. Для дослідження було вибрано метод гідроселекції. В магістерській роботі була спроектована брагоректифікаційна установка з використанням методу гідроселекції в епюраційній колоні. Досліджено зміну концентрації спирту та кратність виділення домішок в залежності від кількості введеної води в колону. Зроблено порівняння кратності виділення альдегідів та ефірів в звичайному режимі роботи і при відборі 5% дистиляту від загальної кількості спирту що надходить в епюраційну колону. Отримані дані показали, що використання методу гідроселекції для удосконалення якості ректифікованого спирту в процесі ректифікації є доцільним.	2.77 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show simple item record
Extracted text


АНОТАЦІЯ 
 Савченко О.О. Удосконалення якості ректифікованого спирту в 
процесі ректифікації.  
 Магістерська робота на здобуття наукового ступеня магістра за 
спеціальністю 181 – харчові технології, освітня програма ―Технології продуктів 
бродіння і виноробства‖. Черкаський державний технологічний університет, 
Черкаси, 2022. 
 У магістерській роботі розглянуто інноваційні методи покращення якості 
ректифікованого спирту під час ректифікації. Для дослідження було вибрано 
метод гідроселекції. 
 В магістерській роботі була спроектована брагоректифікаційна установка 
з використанням методу гідроселекції в епюраційній колоні. 
 Досліджено зміну концентрації спирту та кратність виділення домішок в 
залежності від кількості введеної води в колону. Зроблено порівняння кратності 
виділення альдегідів та ефірів в звичайному режимі роботи і при відборі 5% 
дистиляту від загальної кількості спирту що надходить в епюраційну колону.  
  Отримані дані показали, що використання методу гідроселекції для 
удосконалення якості ректифікованого спирту в процесі ректифікації є 
доцільним.  
 Ключові слова: РЕКТИФІКОВАНИЙ СПИРТ, РЕКТИФІКАЦІЯ, 
ЕПЮРАЦІЙНА КОЛОНА, ГІДРОСЕЛЕКЦІЯ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANNOTATION 
 Savchenko O.O. Improving the quality of rectified alcohol in the 
rectification process. 
 Master's thesis for obtaining a master's degree in specialty 181 - food 
technology, educational program "Technology of fermentation products and 
winemaking". Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2022. 
 In the master's thesis, innovative methods of improving the quality of rectified 
alcohol during rectification are considered. The hydroselection method was chosen 
for the research. 
 In the master's thesis, a groutrectification unit was designed using the method 
of hydroselection in the epuration column. 
 The change of the concentration of alcohol and the multiplicity of the 
separation of impurities depending on the amount of water entered into the column 
were studied. A comparison of the multiplicity of aldehydes and ethers released in the 
normal mode of operation and when 5% of the distillate was selected from the total 
amount of alcohol entering the epuration column was made. 
 The obtained data showed that the use of the hydroselection method to improve 
the quality of rectified alcohol in the rectification process is expedient. 
 Key words: RECTIFIED ALCOHOL, RECTIFICATION, EPURATION 
COLUMN, HYDROSELECTION. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ЗМІСТ 
                                                                                                                                 стор.                                   
ВСТУП…………………………………………………………………………... 6 
1  АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА……………………………………………...... 8 
1.1 Спирт-ректифікат для харчової промисловості………………………….. 8 
1.2 Сировина для отримання харчового етилового спирту…………………. 10 
1.3 Якість етилового спирту і характеристика домішок етилового спирту... 15 
1.4 Технологічні схеми та способи отримання етилового спирту на  
брагоректифікаційних установках………………....................................... 19 
1.5 Характеристика побічних продуктів ректифікації та їх 
28 
використання….. 
1.6 Виділення побічних продуктів ректифікації у виробничому процесі….. 32 
1.6.1  Процес виділення сивушного масла…………………………................. 32 
1.7 Інноваційні способи підвищення якості ректифікованого спирту в  
процесі ректифікації……………………………………………………….. 36 
1.8 Ресурсозберігаючі технології одержання етилового спирту в процесі  
ректифікації……………………………………………………………….... 40 
2  ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ…………………………………. 46 
2.1 Об’єкти дослідження………………………………………………………. 46 
2.1.1 Спирт-ректифікат………………………………………………………... 46 
2.1.2 Жито…………………………………………………………………….... 49 
2.2 Методи дослідження……………………………………………………….. 51 
2.2.1  Методи дослідження якості спирту етилового ректифікованого…….. 51 
3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА…………………………………….. 58 
3.1 Вплив подачі води в епюраційну колону на виділення летких     
домішок спирту…………………………………………………………….. 58 
3.2 Аналіз доцільності використання методу гідроселекції.………………... 60 
4     ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА……………………………………………. 64 
4.1 Принципова технологічна схема виробництва спирту…………………. 64 
 
4 
 
 
4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми…………………………………… 65 
4.3 Технологічні розрахунки…………………………………………………... 68 
5 ОХОРОНА ПРАЦІ…………………………………………………………. 79 
5.1 Техніка безпеки при роботі з етиловим спиртом в лабораторії………… 79 
5.2 Вимоги з техніки безпеки на підприємстві……………………………….  81 
ВИСНОВОК……………………………………………………………………. 83 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………… 84 
ДОДАТКИ  
Додаток А……………………………………………………………………….. 86 
 
 
 
 
 
 
 
  
5 
 
 
ВСТУП 
 Технологія спирту етилового ректифікованого з крохмалевмісної 
сировини включає в себе багато різних процесів. Одним із найважливіших 
процесів у виробництві, який значно впливає на якість спирту, є перегонка. 
За допомогою простої перегонки неможливо розділити суміш на відносно 
чисті компоненти. Для цього користуються ускладненим процесом перегонки –
ректифікацією. 
 Ректифікація – розділення рідких однорідних летких сумішей на 
компоненти або групи компонентів (фракції) шляхом багаторазового 
двостороннього масо- та теплообміну; між протитечійно рухомими паровим і 
рідинним потоками. Необхідною умовою процесу ректифікації є різна леткість 
окремих компонентів. При взаємодії фаз в процесі ректифікації відбувається 
дифузія легколеткого компонента з рідини в пару і важколеткого компонента з 
пари в рідину. Спосіб контактування потоків може бути ступінчастим або 
безперервним. 
 У виробництві спирту метод ректифікації використовується для 
виділення спирту із бражки і виділення із нього супутніх домішок. Проводиться 
ректифікація на брагоректифікаційних установках (БРУ) різної дії (непрямої дії, 
напівпрямої, прямої, установки що працюють під вакуумом). 
 Виробництво ректифікованого спирту в Україні характеризується 
значними вимогами до його фізико-хімічних та органолептичних показників. 
 Для отримання високоякісних спиртів категорії «Люкс», «Супер – Люкс» 
необхідне більш глибоке вилучення та концентрування органічних домішок 
спирту, які негативно впливають як на аналітичні, так і на органолептичні 
показники товарного спирту [4]. 
 Враховуючи, що найбільш енергоємним у спиртовому виробництві є 
перегонка бражки та ректифікація спирту, а ціна на енергоносії невпинно 
зростає розробка інноваційних та енергоощадних технологій ректифікації 
етилового спирту відноситься до першочергових та актуальних завдань 
спиртової промисловості.  
6 
 
 
 За останні декілька десятиліть дослідниками було розроблено багато 
новітніх та ресурсозберігаючих методів ректифікації, що дозволяють отримати 
спирт підвищеної якості при відносно невеликих енерговитратах. 
 Для підвищення якості етилового спирту під час ректифікації в даній 
роботі було проведено дослідження процесу ректифікації з використанням 
методу гідроселекції домішок в епюраційній колоні. 
 Даний метод використовується в поєднанні з брагоректифікаційною 
установкою БРУВАК – 2, яка розроблена лабораторією ректифікації 
УкрНДІспирт. Навіть беручи до уваги те, що установка складна в експлуатації 
та потребує надійної системи автоматизації, багаторічний досвід використання 
даної установки показав, що витрата гріючої пари на процес брагоректифікації 
значно менша ніж на інших БРУ. 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 
1.1   Спирт-ректифікат для харчової промисловості 
 Етанол (етиловий спирт) – органічна сполука, представник ряду 
одноатомних спиртів складу С2Н5ОН. За звичайних умов є безбарвною, леткою, 
легкозаймистою рідиною, що має різкий специфічний запах і гірко-пекучий 
смак. Важить етанол менше, ніж вода. Змішується з водою у будь-яких 
пропорціях із виділенням тепла та зменшенням загального об'єму розчину. Він 
є гарним розчинником для багатьох органічних, а також неорганічних речовин. 
У хімічно чистому вигляді проявляє нейтральну реакцію, для харчового спирту 
характерною є реакція слабокисла, що пояснюється наявністю в його складі 
органічних кислот [1]. 
 Етиловий спирт є важливим продуктом, який використовують як основну 
або допоміжну сировину в багатьох галузях народного господарства, в тому 
числі харчовій, хімічній, парфумерній, фармацевтичній, целюлозно-паперовій, 
текстильній, оборонній та металургійній. В багатьох країнах етанол 
використовують в якості добавки до бензину з метою підвищення октанового 
числа і зниження токсичних викидів в атмосферу [2]. 
 Харчова промисловість – головний споживач етилового спирту: його 
використовують при виготовленні лікеро-горілчаних та плодово-ягідних 
напоїв, для кріплення виноматеріалів і купажування виноградних вин, у 
виробництві оцту, харчових ароматизаторів, як консервант хлібобулочних та 
кондитерських виробів. Відомий як добавка до їжі E1510 [3]. 
 Харчовий етиловий спирт виготовляється мікробіологічним способом 
(шляхом спиртового бродіння, зброджування цукрів дріжджами). Традиційним 
видом сировини при виробництві харчового етилового спирту є рослинна 
сировина з високим вмістом крохмалю (зернові культури, картопля) або цукрів 
(меляса, цукровий буряк) [2].  
 В загальному, технологічний процес виробництва складається з таких 
етапів [1,3]:  
 підготовка сировини до розварювання;  
8 
 
 
 розварювання зерна з водою для руйнування клітинної структури і 
розчинення крохмалю;  
 охолодження розвареної маси і оцукрення крохмалю ферментами солоду 
або мікроорганізмів;  
 культивування дріжджів;  
 зброджування цукрів дріжджами у спирт;  
 вилучення спирту з бражки з наступним очищенням (брагоректифікація). 
 При одержанні спирту із меляси переробляється цукроза, яка міститься у 
ній, тому процеси розварювання та оцукрення виключаються [3]. 
 Спирт, отриманий під час брагоректифікації, містить етанол (до 95,6 %), 
воду, і сторонні домішки. Від наявності останніх залежить категорія продукту. 
 Етиловий спирт, вироблений із крохмалевмісної та цукровмісної 
сировини повинен відповідати вимогам ДСТУ 4221:2003; 4181:2003 [2]. 
 Залежно від ступеня очищення, для харчової промисловості етиловий 
ректифікований спирт виробляється першого сорту, вищого очищення, 
«екстра», і «люкс». Спирт першого сорту й вищого очищення виготовляється з 
меляси й непопуляційного зерна, спирт «екстра» і «люкс» - лише з 
кондиційного зерна.
9 
 
 
1.2   Сировина для отримання харчового етилового спирту 
 Сировина, яка використовується для одержання спирту, повинна містити 
високу концентрацію крохмалю чи цукру і добре зберігатися, що 
забезпечуватиме економічну доцільність виробництва. Цим умовам 
відповідають зерно рослин, які належать до м’ятликових (злаків), меляса і 
бульби картоплі [3]. 
 У відповідності з географічним розташуванням і структурою 
господарства для виробництва спирту використовують різні види сировини. Це 
залежить від змін у споживанні, від кон’юнктурних та інших факторів [3]. 
 Останнім часом картопля у спирт не переробляється: велика вартість, 
значні витрати на транспортування сировини, тому економічна доцільність 
виробництва спирту з картоплі сумнівна. Таким чином, основними видами 
сировини спиртового виробництва є зернові культури та буряково-цукрова 
меляса [3]. 
 У спирт переробляють будь-яке зерно, і в тому числі й не придатне для 
харчових і кормових цілей. Однак при використанні некондиційного або 
зараженого зерна утворюється більша кількість токсичних мікродомішок, які 
негативним чином впливають на показники готової продукції.  
 Хімічний склад зернових залежить від сорту, ґрунтово-кліматичних умов 
їх вирощування та інших факторів. В середньому в зернових культурах злаків 
міститься 85-86% сухих речовин і 14-15% води. Середній вміст крохмалю в 
зерні змінюється в межах: пшениці 49-73%, жита – 55-73%, ячменю – 45-68%, 
кукурудзи - 61-83%. Загальний вміст цукрів у зрілому зерні 2-5% .  
 Із зернових культур найкращою сировиною для виробництва спирту є 
кукурудза. У ній міститься відносно більше крохмалю, менше клітковини, 
більше жиру (що підвищує кормову цінність барди). Урожайність у 2-3 рази 
вища врожайності інших зернових культур [3]. 
 У залежності від форми зерна та ступеню розвитку ендосперму, 
кукурудзу поділяють на 7 ботанічних груп: кремнисту, зубовидну, 
крохмалевмісну, восковидну, цукрову, лущату. Для виробництва спирту 
10 
 
 
доцільніше використовувати крохмалевмісну і зубовидну кукурудзу, які легко 
розварюються [3].  
 Порівняльна характеристика хімічного складу зернових культур, що 
використовуються у спиртовому виробництві наведена в таблиці 1.1 
 Таблиця 1.1 – Хімічний склад зернових культур. 
Частка сухих речовин, % 
Компонент 
Пшениця Жито Ячмінь Кукурудза  
Крохмаль 67-70 55-65 52-64 65-72 
Білок 12-14 10-15 10-11 9-12 
Жир 3 2-3 2,5-3 4,5 
Зольність 2 2 2,3 1,5 
Речовини клітинних 
11,4 14,6 14,0 9,6 
стінок 
 Жито, пшениця і ячмінь широко культивують в Україні, що в свою чергу 
обумовлює використання цих культур для виробництва спирту. 
 Меляса є побічним продуктом буряково-цукрового виробництва. Вона 
являє собою останній маточний розчин – відтік, який отримують при 
відокремленні кристалів цукрози на центрифугах. У мелясі містяться цукроза, 
яку виділити методом кристалізації вже економічно невигідно, і нецукри соку 
цукрового буряку чи цукрової тростини. При виробництві цукру з буряку вихід 
меляси в розрахунку на безводну коливається від 3,5 до 5 % від її маси. З 
мелясою відходить від 10 до 15 % усього цукру, який міститься у буряку [3]. 
Середній хімічний склад меляси (в %): вода – 18-25; сахароза – 45-50; 
інвертний цукор - 0,5; рафіноза - 2; незброджувані речовини (нецукри) – 35-40, 
залежить від якості буряку і умов її переробки на цукрових заводах .  
 У залежності від вихідної сировини для виробництва цукру одержують 
бурякову чи тростинну мелясу. В Україні цукрова тростина не вирощується. 
Спиртові заводи переробляли тростинну мелясу, яку імпортували з Куби [3]. 
 Меляса – це концентрований розчин різних мінеральних і органічних 
11 
 
 
речовин, частина яких знаходиться в колоїдному стані. Меляса - густа в’язка 
рідина темно-коричневого кольору з відносною густиною 1,35-1,40 [3]. 
 Серед різних видів сировини меляса є найбільш вигідною для 
виробництва етилового спирту. У ній високий вміст зброджуваних цукрів, а 
також речовин, які потрібні для нормальної життєдіяльності дріжджів. При 
переробці меляси спрощується технологічна схема, тому що виключаються 
операції розварювання сировини і оцукрювання крохмалю ферментами солоду 
або ферментних препаратів. У мелясному суслі відсутні декстрини і 
неоцукрений крохмаль, тому воно швидше зброджується, при цьому 
зменшуються втрати зброджуваних вуглеводів і збільшується вихід спирту у 
перерахунку на умовний крохмаль, знижується собівартість спирту і зростає 
продуктивність праці. При комплексній переробці меляси можна одержувати 
великий асортимент цінних для народного господарства продуктів [3].  
 Також існують нетрадиційні види сировини для виробництва спирту. До 
такої сировини відносяться топінамбур, цикорій і молочна сироватка [3]. 
 Топінамбур або земляна груша – бульбоносна рослина з родини 
складноквіткових Composita і належить до роду Helianthus. При достатній 
кількості тепла і опадів дає великий урожай клубнів і зеленої маси, ця культура 
невибаглива до ґрунту [3].  
 Топінамбур – рослина, яка має великі можливості як харчова та кормова 
культура, а також як сировина у ряді мікробіологічних виробництв, у тому 
числі в спиртовому [3].  
 Середній хімічний склад бульб земляної груші такий (%): вода - 80,8; 
протеїн - 2,2; жир - 0,2; клітковина - 0,8; безазотисті екстрактивні речовини - 
14,9; зола - 1,1. Одним з найбільш цінних і переважаючих вуглеводів 
топінамбура є інулін [3].  
 У проблемній науково-дослідній лабораторії НУХТ під керівництвом 
В.М.Швеця встановлено, що ферменти дріжджів здатні швидко гідролізувати 
при температурі 30°С інулін до зброджуваних цукрів - фруктози і частково 
глюкози. У зв’язку з цим у порівнянні з виробництвом спирту iз 
12 
 
 
крохмалевмісної сировини технологія спирту з топінамбуру має ряд переваг: 
виключаються витрати теплоти на розварювання сировини під надлишковим 
тиском, немає потреби в оцукрюючих матеріалах, у солодових відділеннях або 
цехах ферментних препаратів, виключаються витрати кондиційного зерна на 
виробництво оцукрюючих матеріалів, скорочується тривалість зброджування 
живильного середовища. Також розроблені різні технології спирту із зеленої 
маси топінамбуру [3].  
 До недоліків даної культури можна віднести слабкий розвиток коркової 
тканини у бульб земляної груші, що є причиною легкого інфікування їх різними 
хворобами при зберіганні [3].  
 Цикорій - коренеплід з родини складноквіткових (Composita). У його 
бульбах, схожих за формою на цукровий буряк, міститься, як у топінамбурі, 
інулін [3].  
 Свого часу припускалося, що цикорій може замінити картоплю як 
основна сировина для виробництва спирту. Але при переробці на спиртових 
заводах з’ясувалося, що цикорій як у сільськогосподарському, так і у 
виробничому відношеннях переваг перед картоплею не має [3].  
 Принципово важливим є те, що цикорій можна переробляти у спирт, як і 
топінамбур, без попереднього гідролізу інуліну [3].  
 Недоліком є дуже важкий процес зберігання цикорію, тому що навіть при 
температурі 2-З °С відбуваються інтенсивний ріст і витрати резервних речовин 
[3].  
 У процесі переробки молока на білково-жирові концентрати одержують 
90% і більше молочної сироватки від об’єму молока. Приблизно половина 
сироватки, яка може бути додатковим джерелом сировини для виробництва 
спирту, на молокозаводах залишається нереалізованою і скидається у 
каналізацію [3].  
 Молочна сироватка містить (%): сухих речовин - до 6,5; лактози у 
середньому - 4,5; білку - 0,5-1,1; мінеральних речовин - 0,3-0,8 [3].  
13 
 
 
 Одним із сучасних способів зброджування нативної і концентрованої 
молочної сироватки є використання вільних чи імобілізованих 
лактозозброджуючих мікроорганізмів, частіше всього видів Kluyveromyces 
fragilis і Kl. Lactis. Досліди, проведені в Національному університеті харчових 
технологій, показали, що дріжджі із роду Kluyveromyces штам KI. Lactis 42 К 
найбільш ефективно зброджував лактозу молочної сироватки [3].  
 Але переробка у спирт нативної молочної сироватки економічно 
недоцільна – занадто мала міцність зрілої бражки (2-2,5 об. %), у зв’язку з цим 
великі витрати теплоти на виділення спирту із бражки [3].  
 В Україні існують винаходи, які передбачають використання молочної 
сироватки у виробництві спирту з меляси і крохмалевмісної сировини з 
одержанням зрілої бражки міцністю 8-9 об % [3].  
 В даний час можливості поліпшення якості ректифікованого спирту, 
виробленого за традиційною технологією, за рахунок підвищення якості 
переробленої сировини практично вичерпані, у зв'язку з чим потрібна розробка 
нових ресурсів і технологічних схем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
1.3 Якість етилового спирту і характеристика домішок етилового спирту 
 Органічні домішки етилового спирту поділяються на групи за своєю 
хімічною природою (спирти, ефіри, альдегіди, кислоти, азотисті та сірковмісні 
сполуки) і поведінкою в процесі ректифікації. 
 Домішки етилового спирту утворюються під час бродіння, в процесі 
хімічних перетворень при тепловій обробці сировини або при перегонці, 
ректифікації і зберіганні. Більша частина домішок утворюється під час 
бродіння, що пов’язано із життєдіяльністю дріжджів і мікроорганізмів-
контамінантів. Це, перш за все, вищі насичені спирти: пропіловий, 
ізобутиловий, ізоаміловий та інші, а також кислоти, ефіри, альдегіди, діацетил, 
ацетон. Причиною утворення деяких домішок, таких як ізопропіловий спирт, 
кротоновий альдегід і етилбутират, є інфікованість сировини маслянокислими 
бактеріями [2].  
 Речовини, що складають основну масу домішок етилового спирту та 
продуктів ректифікації, за хімічними властивостями можуть бути віднесені до 
таких класів органічних сполук: одноатомні насичені спирти, аліфатичні 
альдегіди і кетони, ацеталі, карбонові кислоти, естери, насичені альдегіди і 
кетони, азотовмісні та сірковмісні сполуки [2]. 
 Одноатомні насичені спирти, які прийнято називати «вищими» 
утворюються під час спиртового бродіння (в процесі життєдіяльності 
мікроорганізмів). Найбільша їх кількість з'являється в бражці при переробці 
некондиційної сировини. Ізоаміловий (C5H11OH) і ізобутиловий (C4H10O) 
спирти мають різкий неприємний запах і смак. Ізопропіловий (C3H8O) і 
пропіловий (C3H7OH) спирти не надають особливої пекучості у смаку і в 
ректифікованому спирті ці домішки малопомітні навіть при досить значних 
концентраціях. 
 Характерною ознакою спиртусирцю, який отримано біохімічним 
способом із сільськогосподарської сировини, є наявність в ньому ізобутанолу в 
3 3
кількості більше 100 мг/дм  і ізоамілолу 200 мг/дм  . Концентрація пропанолу 
3
зазвичай складає менше 100 мг/дм  [2]. 
15 
 
 
 Метиловий спирт (СН3ОН) є характерною домішкою етилового спирту, 
виробленого із рослинної сировини. Він утворюється під час теплової обробки 
сировини в результаті термічного та біохімічного розщеплення пектинових 
сполук [2]. При переробці цукрового буряка і цукрової тростини в бражці і 
напівпродуктах фіксується значна кількість метанолу. Концентрація 
метилового спирту в продуктах перегонки в перерахунку на безводний спирт 
складає 0,05 – 1,2% об. Присутність метанолу в готовій продукції практично не 
впливає на органолептичні показники готової продукції, при цьому він володіє 
дуже високою токсичністю.  
 Утворення альдегідів може відбуватися на різних стадіях виробництва 
етилового спирту (бродінні, водно-теплової обробки сировини, 
брагоректифікації). При використанні доброякісної сировини в бражному 
дистиляті більше всього утворюється оцтового альдегіду (СH3СHO), близько 90 
% від їх загальної кількості. Він являє собою продукт окисновідновлювальної 
стадії бродіння, яка передує утворенню етилового спирту. Якщо сировина для 
виробництва спирту дефектна, то в готовій продукції можуть бути присутні 
кротоновий альдегід (C4H6O) і акролеїн (C3H4O), які сильно знижують 
органолептичні показники спирту. Під час бродіння утворюється до 12-ти 
альдегідів. Із карбонових сполук, що утворюються в процесі життєдіяльності 
дріжджів, важливо відзначити діацетил (C4H6O2) і ацетоїн (C4H8O2). Вони 
сильно впливають на органолептичні показники готової продукції і сприяють 
утворенню нових домішок спирту. Діацетил є характерною домішкою етанолу з 
меляси. Його присутністю пояснюють неприємний запах і смак спирту [2]. 
Практично всі альдегіди надають спирту терпкість і пекучість. 
 Карбонові кислоти утворюються в аеробних умовах бродіння із 
пiровиноградної кислоти. Всі карбонові кислоти є хвостовими домішками і в 
кількості 89-92 % виводяться із брагоректифікаційної установки з бардою і 
лютером, 1 % – з головною фракцією і 0,1-0,3 % – з ректифікованим спиртом 
[2]. Леткі кислоти (оцтова (CH3COOH), масляна (C3H7COOH), ізомасляна та ін.) 
є продуктами життєдіяльності дріжджів та інших мікроорганізмів, що 
16 
 
 
знаходяться в бражці. Навіть в незначній кількості кислоти негативно 
впливають на органолептичні показники, що сильно знижує якість готової 
продукції: пропіонова кислота надає спирту гіркоти, масляна, ізомасляна і 
валеріанова – різкий запах, тривалий неприємний «післясмак».  
 Естери, як спирти і кислоти, є переважно продуктами ферментативних 
процесів при зброджуванні. Група естерів є найбільшою і належить до 
ароматичних речовин напоїв, формує їх смак і запах. В зразках епюрату було 
ідентифіковано естери масляної та валеріанової кислот; в ректифікованому 
спирті виявлено естери оцтової, пропіонової, масляної, валеріанової, 
капронової, енантової та каприлової кислот. Такий спектр естерів знаходять 
тільки в спиртах-сирцях із зерна і меляси. У різних зразках ректифікованого 
спирту кондиції "Люкс" та "Пшенична сльоза" виявляють слідові кількості 
етилацетату, етилпропіонату, а також діетилового етеру [2,4]. Ефіри надають 
спирту фруктовий або квітковий запах і сторонні смакові відтінки 
 З азотистих сполук у спиртопродуктах в основному містяться аміак і 
аміни. Аміак утворюється в процесі розкладу азотовмісних органічних 
компонентів бражки, також може потрапити в готовий продукт з парою, що йде 
на обігрів колон. Присутність азотовмісних речовин знижує органолептичні 
показники готової продукції (спирт має виражений гнилий запах і неприємний 
в'яжучий терпкий смак).  
 До специфічних домішок спирту належать сірковмісні сполуки 
(сірководень, меркаптани і тіоальдегіди.). При переробці зернової сировини 
утворення сірковмісних сполук незначне, в мелясній бражці їх концентрація 
значно більша. При порушенні технології концентрація сірковмісних домішок у 
готовій продукції виникає внаслідок гнильного розкладу білків сировини і 
дріжджів. Більша частина цих сполук виводиться із брагоректифікаційної 
установки з лютером та сивушним маслом. В ректифікованому спирті міститься 
дуже невелика кількість – 0,002-0,008 мг/дм3 сірковмісних сполук. Проте вони 
значно знижують загальну органолептичну оцінку спирту [2]. Сірковмісні 
17 
 
 
домішки мають сильний неприємний запах і навіть при незначному вмісті 
сильно знижують дегустаційну оцінку ректифікованого спирту. 
 Загалом, домішки, які утворюються в процесі виробництва харчового 
етилового спирту є досить різноманітними. Їх вміст і концентрація в кінцевому 
продукті і напівпродуктах спиртового виробництва залежить від багатьох 
факторів: вид і якість вихідної сировини, режимів розварювання і 
зброджування, схеми брагоректифікації і т.д. Тому  очищення етанолу методом 
ректифікації є необхідним і досить складним завданням. 
 Більшість домішок етилового спирту мають проміжний характер. Для 
кожної речовини проміжного характеру існує своя зона максимального 
накопичення, якщо вона знаходиться в діапазоні концентрацій етанолу вище 70 
% об. - домішки умовно називають верхніми проміжними, якщо їх 
концентрація відбувається при меншому вмісті етанолу – нижніми 
проміжними. Основними представниками групи нижніх проміжних домішок є 
ізоаміловий, ізобутиловий, пропіловий спирти, оцтовоізоаміловий ефір та ін.. 
До числа верхніх проміжних домішок відносять акролеїн, кротоновий альдегід, 
ізопропіловий спирт та ін. [3]. 
 Для кінцевих домішок також, як і для проміжних, характерна локальна 
леткість: вони набувають головного характеру при високій концентрації 
етилового спирту і хвостового характеру при низьких. Типовий приклад 
кінцевих домішок – метанол.  
 Практично всі органічні добавки етанолу ядовиті. Найбільш шкідливі для 
здоров'я людини є альдегіди, метанол і вищі спирти, які легко всмоктуються в 
кров. Ці домішки погано розкладаються і накопичуються в організмі, надовго 
отруюючи функціонально важливі внутрішні органи.  
 Високі вимоги до якості харчового етанолу обумовлюють необхідність 
розробки нових схем брагоректифікаційних установок і додаткових 
технологічних прийомів, які дозволять забезпечити ефективне вилучення 
шкідливих речовин.  
 
18 
 
 
 
 
1.4 Технологічні схеми та способи отримання етилового спирту на 
брагоректифікаційних установках [4] 
 Основним завданням брагоректифікації є очищення спирту 
ректифікованого від ефірів, альдегідів, компонентів сивушного масла, 
метанолу, кислот та забезпечення його відповідності нормам ДСТУ 4181; 2003.  
 Однією з основних умов отримання високоякісного спирту є 
використання якісної сировини. Не менш важливе значення також мають: 
ступінь помелу, технологічна схема підготовки зерна до оцукрювання, процес 
гідролізу крохмалю, раси дріжджів, процес зброджування, санітарний стан 
обладнання та ін. Однак основну роль при цьому відіграє брагоректифікація.  
 Великий вплив на ступінь очищення спирту від домішок у 
брагоректифікації має кількість колон, кількість тарілок та умови роботи цих 
колон. Більшість брагоректифікаційних установок складаються з  трьох 
основних колон: 
 бражної, призначена для вилучення спирту з бражки та його очищення 
від хвостових домішок;  
 епюраційної, що служить для видалення головних домішок;  
 ректифікаційної (спиртової), де здійснюється виділення хвостових, 
проміжних, головних домішок та доведення готового продукту до 
необхідної концентрації.  
 Залежно від схеми підключення бражної колони виділяють 
брагоректифікаційні установки непрямої, напівпрямої, прямої дії або їх 
комбінації. При цьому використовують інтенсифікуючі засоби: ректифікація 
при тисках, відмінних від атмосферного, використання найбільш ефективних 
контактних пристроїв, нестандартних режимів, селективної, азеотропної 
ректифікації та ін.  
 
 
19 
 
 
 
 
Брагоректифікаційна установка непрямої дії 
 Найбільш поширеною апаратурно-технологічною схемою ректифікації 
етилового спирту на підприємствах України є схема непрямої дії. Ця схема 
впродовж майже цілого століття вдосконалювалася і була прийнята практикою 
галузі як типова для брагоректифікації завдяки своїй простоті і надійності. 
 Принцип непрямої дії полягає в живленні кожної колони рідкою 
сумішшю. В бражну колону 1 (рис. 1.1) поступає вихідна суміш – бражка, яка 
розділяється на цільову фракцію, що вміщує крім спирту супутні спирту леткі 
домішки, і відхід – барду (звільнену від спирту і супутніх летких домішок 
бражку). 
 З бражної колони 1 водно-спиртова пара поступає в теплообмінник 4, 
конденсується в ньому і в вигляді бражного дистиляту міцністю 40…60 % об. 
подається в колону 2 для подальшої епюрації. З нижньої частини бражної 
колони виводиться барда. 
 
Рис. 1.1 Принципова апаратурно-технологічна схема БРУ непрямої дії. 
Колони: 1 – бражна; 2 – епюраційна; 3 – спиртова; 4, 5, 6, 7, 8 – теплообмінники. Потоки: Б – 
бражка; ГФ – головна фракція; РС – ректифікований спирт; СМ – сивушне масло; Л – 
лютерна вода; П – грійна пара; Бр – барда; НС – непастеризований спирт; К – конденсат; В – 
охолоджуюча вода. 
 В епюраційній колоні 2 з бражного дистиляту (спирту-сирцю) 
виділяються головні та деякі кінцеві домішки у вигляді головної фракції (ГФ). 
20 
 
 
Цей спиртопродукт зі сконцентрованими домішками через дефлегматор 6 
поступає в конденсатор 7. Сконцентрована суміш альдегідів, складних естерів, 
кислот, метанолу і інших домішок у водно-спиртовому розчині видаляється з 
циклу ректифікації, називається вона «спирт етиловий, головна фракція». 
 Основний продукт з проміжними і залишками головних та хвостових 
домішок з нижньої частини епюраційної колони 2, названий епюратом, у 
рідкому стані направляється в спиртову колону 3. В цій колоні готовий продукт 
– етиловий спирт відбирається з верхніх тарілок. Він може бути харчового 
призначення – «ректифікований» чи технічний, або паливний. При виробленні 
харчового спирту з нижніх 5 – 9-ої тарілок спиртової колони відбирається 
сивушний концентрат, а з нижньої частини колони виводиться залишок – 
лютерна вода. Спирт – готовий продукт технічного призначення, чи паливний, 
– відбирається зі спиртової колони, в залежності від вимог стандарту, в суміші з 
сивушними компонентами. 
 Таке ведення процесу брагоректифікації вважається оптимальним з точки 
зору матеріальних відборів: спершу виводиться з циклу ректифікації найбільш 
ємний продукт, компонент – вода, далі в логічній послідовності – інші фракції. 
 Схема непрямої дії проста, дозволяє випускати порівняно легко харчовий 
спирт високої (регульованої) якості завдяки незалежній роботі усіх трьох колон 
і теплообмінної апаратури. Установка може працювати при кваліфікованому 
обслуговуванні навіть без засобів автоматизації, однак установка має суттєвий 
недолік – вона дуже енергоємна. При одержанні ректифікованого спирту 
харчового вищого очищення (не менше 96,0 % об.) витрати теплової енергії 
сягають 55…60 кг н.п. на 1 дал. 
 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
 
Брагоректифікаційна установка напівпрямої дії 
 Якщо в установках непрямої дії всі колони БРУ живляться потоками у 
вигляді рідини, а на обігрів колон подається грійна пара із котельні, то в 
установках напівпрямої дії для обігріву епюраційної або спиртової колон 
використовують тепло водно-спиртової пари бражної колони. При цьому 
колона (епюраційна або спиртова) живиться паровим потоком. 
 Відомі декілька технологічних схем напівпрямої дії. Нижче розглянута 
схема, запропонована ВНДІПрБ, яка широко впроваджена в Росії і на деяких 
заводах України (рис. 1.2). Ця схема передбачає, що пара із котельні надходить 
тільки на бражну і спиртову колони. Обігрів епюраційної колони здійснюється 
водно-спиртовою парою бражної колони. Теоретичні розрахунки і практика 
підтвердили, що в такому варіанті економія тепла може сягти 20 % від кількості 
тепла, яке використовує установка непрямої дії. 
 За технологією (рис. 1.2) близько 80 % водно-спиртової пари із бражної 
колони 1 подається для обігріву епюраційної колони 2. Решта пари через 
верхню частину колони 1 поступає на підігрів бражки і далі в колону 2. Попри 
менші витрати тепла, така установка все ж має недоліки, основним з яких є 
порівняно важче досягнення потрібної якості ректифікованого спирту. 
Причиною цього є більш жорсткий зв’язок колон, і для досягнення високого 
результату роботи потрібна висока кваліфікація працівників, технологічна 
дисципліна і надійне автоматичне регулювання. Прикладами успішної роботи 
схем напівпрямої дії в Україні є такі спиртові заводи: – Вузлівський, 
Косарський, Новосілківський, Стецьківський та ін. 
22 
 
 
 
Рис. 1.2 Апаратурно-технологічна схема БРУ напівпрямої дії. 
Колони: 1 – бражна; 2 – епюраційна; 3 – спиртова, 8 – уловлювач піни; 4, 5, 6, 7- 
теплообмінники. 
Потоки: Б – бражка; ГФ – головна фракція; РС – ректифікований спирт; СМ – сивушне 
масло; П – грійна пара; К – конденсат; НС – непастеризований спирт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
Брагоректифікаційна установка прямої дії 
 Якщо в установках напівпрямої дії живлення парою здійснюється тільки 
однієї колони, то в установках прямої дії проводиться живлення парою двох 
колон – епюраційної і спиртової (рис. 1.3). Такий принцип побудови вважається 
найбільш вигідним, оскільки передбачає двократне використання всього тепла 
грійної пари, що поступає в бражну колону 2. 
 
 
 
 
Рис. 1.3 Апаратурно-технологічна схема БРУ 
прямої дії. 
Колони: 1 – епюраційна; 2 – бражна; 3 – спиртова; 
4, 5, 6, 7, 8 – теплообмінники. 
Потоки: Б – бражка; СР – спирт ректифікований; 
СФ – сивушне масло; ГФ – головна фракція; П – грійна 
пара; В – охолоджуюча вода; Бр – барда. 
 
 
 
 Підігріта в дефлегматорі 7 і підігрівачі 8 бражка вводиться в середню 
частину епюраційної колони 1, де епюрується за рахунок пари, що надходить з 
бражної колони 2. Домішки, які виділились з бражки, концентруються у 
верхній частині епюраційної колони 1 і виводяться через конденсатор 5 у 
вигляді головної фракції. 
 Особливістю спиртової колони 3 є живлення її водно-спиртовою парою, 
що виходить з бражної колони 2. Епюрована бражка з епюраційної колони 1 і 
флегма зі спиртової колони 3 поступають у верхню частину бражної колони 2 і, 
після звільнення від спирту, виходять з установки одним потоком (суміш барди 
і лютерної води). 
 Грійна пара для всієї установки вводиться тільки в одну точку – в нижню 
частину бражної колони 2. Епюраційна 1 і спиртова 3 колони обігріваються 
24 
 
 
водно-спиртовою парою, що виходить з бражної колони 2. Між бражною 1 і 
спиртовою 3 колонами на лінії подачі пари установлюють піноуловлювач, щоб 
виключити попадання бражки в спиртову колону 3. Значна частина тепла з 
дефлегматорів і конденсаторів епюраційної і спиртової колон, а також барди, 
відводиться бражкою, решта тепла відводиться охолоджуючою водою. 
 Питома витрата пари складала близько 38 кг н.п./дал. Проте, незважаючи 
на високу енергетичну ефективність БРУ прямої дії, поширення в Україні вони 
не набули. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
 
Брагоректифікаційні установки, що працюють під вакуумом 
 Теоретичні дослідження фазової рівноваги в системі етиловий спирт – 
вода при різних тисках дали матеріал для оцінки впливу тиску на рівновагу 
рідина – пара. Так, в розчинах з низьким вмістом етанолу спостерігається певна 
залежність: при ректифікації збільшення тиску збільшує відносну леткість 
етанолу (як виняток із закону Вревського). Тоді як при зменшенні тиску – 
робота в умовах розрідження, – відносна леткість етанолу зменшується. На 
основі цього варто зробити висновок для створення технологічних схем: в 
установках для ректифікації етанолу з низьким < 30 % мас вмістом етанолу в 
рідині процес слід проводити при високому, більшому від атмосферного, тиску, 
а з > 30 % мас вмістом етанолу в рідині – при розрідженні. В технології 
брагоректифікації при змінених тисках в колонах можна багаторазово 
використовувати теплоту грійної пари. 
 Як в Україні, так і за її межами є досвід експлуатації БРУ колони яких 
працюють під тисками, відмінними від атмосферного. Такі установки складніші 
за апаратурним оформленням та в експлуатації: для підтримання заданого 
технологічного режиму вони потребують більш ефективної і надійної системи 
автоматизації, необхідне безперебійне енергозабезпечення. 
 Беручи до уваги вплив тиску на ректифікацію спирту, слід рекомендувати 
знижений тиск в повній епюраційній та в концентраційній частині спиртової 
колони. При цьому перегонку бражки в бражній колоні доцільно вести під 
тиском більшим ніж атмосферний. Створення і підтримання заданого тиску в 
колонах, трубопроводах проводиться за рахунок додаткової витрати 
електричної енергії. Так при робочому тиску в колонах 0,05 МПа додатково 
потрібно витрачати 0,10 – 0,15 кВт·год/дал електроенергії. 
 Установки, що працюють під тиском, відмінним від атмосферного, більш 
економічні щодо витрат тепла порівняно з традиційними. Якщо при випуску 
ректифікованого харчового спирту витрати гріючої пари при атмосферному 
тиску складають близько 35-55 кг н.п./дал спирту, то змінюючи тиск при  
26 
 
 
ректифікації, можна отримати економію пари 35-45 %. Таким чином 
досягається і економія охолоджуючої води. 
 Ще однією особливістю БРУ, в яких колони працюють під різними 
тисками, є більш широкі можливості для енерготехнологічного комбінування, 
зокрема, використання тепла технологічних потоків на виході з однієї колони 
для обігріву інших колон, які працюють під пониженим тиском. 
 
Рис. 1.4 Апаратурно-технологічна схема БРУВАК-2 (Україна). 
Колони: 1 – бражна; 2 – епюраційна; 3 – спирто- ва; 4 – відгінна; 5, 6, 10, 11 -   
теплообмінники; 7 – вакуум-насос; 8 – паростуйний інжектор; 9 – випарювач. 
Потоки: Б – бражка; П – грійна пара; СМ – сивушне масло; РС – ректифікований спирт. 
 На рис. 1.4 наведено схему БРУВАК-2, розроблену лабораторією 
ректифікації УкрНДІспирт. Установка має таку особливість: тепло водно-
спиртових парів з бражної колони 1 використовується для обігріву спиртової 
колони 3 через поверхню теплообміну 10. Епюраційна 2 і спиртова 3 колони 
працюють під тиском 0,05 МПа. Знижений тиск створюють конденсатори 5 і 6, 
підтримує робочий тиск вакуум-насос 7. 
 Багаторічний досвід експлуатації даних установок показав, що витрата 
гріючої пари на процес брагоректифікації складає 32-34 кг/дал, замість 55-60 
кг/дал у БРУ непрямої дії.  
 
27 
 
 
1.5   Характеристика побічних продуктів ректифікації та їх використання 
У процесі виділення та очистки спирту одержують побічні продукти: 
барду, лютерну воду, головну фракцію (ГФ), сивушне масло і сивушний спирт. 
З бардою і лютерною водою виводиться нелетка частина бражки; леткі 
домішки спирту, виводяться з ГФ, з сивушним маслом або сивушним спиртом 
[3]. 
Головна фракція (ГФ) 
 Головна фракція являє собою спиртовий розчин головних домішок 
(ефіри, альдегіди). Міцність ГФ - 94-95 %. Склад ГФ досить різноманітний і 
залежить від виду сировини, типу брагоректифікаційних апаратів і методу її 
відбору. Залежно від виду сировини, що переробляється і режимів роботи 
брагоректифікаційних апаратів вихід ГФ становить від 1,5 до 4,5 % до кількості 
спирту, підданого ректифікації. 
 Основним компонентом головної фракції (понад 95 %, вважаючи на 
безводний продукт) є етиловий спирт. У ГФ, одержуваної при ректифікації 
спирту, виробленого із зерна, визначальною домішкою є метиловий спирт. 
Наявність спирту у складі ГФ і визначає її цінність як сировини для технічної 
переробки. 
 Головну фракцію розганяють, включаючи в схему БРУ розгінну колону 
(децентралізована розгонка), або розганяють на спеціальних ректифікаційних 
установках з метою виділення з неї етилового спирту (централізована 
розгонка). Установка для централізованої розгонки ГФ, освоєна в 
промисловості, включає в себе колони: для розгонки ГФ, відгінну, епюраційну, 
спиртову і метанольну. Останню передбачають у тому випадку, коли 
переробляють ГФ, що містить метанол. При переробці ГФ одержують такі 
продукти (дал на 100 дал безводної частини вихідної головної фракції): 
ректифікованого спирту 90-94, ефіроальдегідного концентрату 4-7; втрати при 
розгонці 2-3. Концентрат ГФ є вуглецевим живленням у виробництві кормових 
дріжджів. При фракціонуванні з нього можуть бути виділені цінні органічні 
продукти: оцтовий альдегід, етилацетатний розчинник та ін. [3]. 
28 
 
 
 
Сивушне масло 
 Хвостові домішки бражки мають більш високу температуру кипіння, ніж 
етиловий спирт, але меншу летючість. Частина хвостових домішок нерозчинні 
у воді і мають маслянистий вигляд. Тому хвостові продукти отримали назву 
сивушного масла. 
 Сивушне масло являє собою суміш багатоатомних спиртів, етилового 
спирту і води. До його складу головним чином входять аміловий, ізоаміловий, 
бутиловий, ізобутіловий, пропіловий і ізопропіловий спирти, а також складні 
ефіри. 
 Склад сивушного масла і його вихід залежать від виду сировини, 
технології його переробки та фізіологічного стану дріжджів. Найбільшу 
кількість сивушних масел дає переробка зернової сировини. 
 На вихід сивушного масла впливає кількість поставлених дріжджів. До 
збільшення виходу сивушних масел ведуть посилене розмноження дріжджів, 
висока температура і чистота спиртового бродіння. 
 Вихід сивушного масла із спирту-сирцю коливається в межах 0,2-0,4 %, 
складаючи в середньому 0,35 %. 
 Сивушне масло використовують в основному як сировину для одержання 
чистих вищих спиртів [3]. 
 Особливу цінність представляє аміловий спирт бродіння, який широко 
використовується в сільському господарстві і молочній промисловості як 
розчинник при визначенні жирності молока і молочних продуктів. 
 З амілового спирту бродіння на хімічних заводах отримують 
індивідуальні спирти, а також ізоаміловий і а-аміловий оптично активні спирти, 
що використовуються в лабораторіях різних підприємств у якості реактивів 
високого ступеня чистоти. 
 Технічні суміші амілових, а також бутилових спиртів застосовуються в 
якості розчинників. 
29 
 
 
 Аміловий спирт бродіння йде також для приготування ароматичних 
речовин та синтезу фруктових есенцій. Широко відомі амілові ефіри оцтової, 
масляної, валеріанової та саліцилової кислот, а також похідні ізобутанолу - 
мускат амбрато, мускат кетону, які знаходять широке застосування в 
кондитерській, лікеро-горілчаній і парфумерній промисловості. 
 Амілацетат використовують при приготуванні нітроцелюлозних лаків. 
Амілнітрат, завдяки своїй здатності розширювати кровоносні судини, 
знаходить застосування в медицині для лікування астми. Для лікування 
нервових захворювань застосовують похідні пропанола, виділеного з 
сивушного масла.  
Сивушний спирт [3] 
 Сивушний спирт як товарний продукт на цей час не використовують 
через багатокомпонентність і наявність значної кількості води. Проте відбір 
його доцільний через те, що це позитивно впливає на якість спирту.  
 Він може бути застосований для виробництва технічного спирту, при 
виготовленні денатурованого спирту або піддаватися розгонці для виділення 
харчового спирту та інших окремих компонентів.  
Барда [5] 
 Барда являє собою складну полідисперсних систему, сухі речовини в якій 
знаходяться у вигляді суспензій або в розчиненому стані. При переробці на 
спирт крохмалевмісної сировини в барду переходять сухі речовини бражки, за 
винятком вуглеводів, з яких утворюються спирт, діоксид вуглецю та інші леткі 
продукти. Зерно-картопляна барда містить до 92% води і до 8% сухих речовин і 
має кислу реакцію (рН 4,2-4,6). Сухі речовини барди складаються з білків, 
целюлози, цукрів, декстринів, жиру, мінеральних і інших речовин. Наявність в 
ній значної кількості легкозасвоюваних білкових і безазотистих речовин, 
вітамінів робить зерно-картопляну барду цінних кормовим продуктом. 
 Вихід барди залежить від вмісту спирту в бражці, наприклад при 
отриманні його 8-9% об. вихід барди становить 120-125 л на 1 дал спирту. 
30 
 
 
 Залежно від місцевих умов і потужності спиртових заводів барда 
безпосередньо направляється в свіжому вигляді на корм худобі, переробляється 
в суху збагачену барду або використовується при вирощуванні кормових і 
хлібопекарських дріжджів.  
Лютерна вода [3] 
 З лютерною водою відводяться важколеткі домішки спирту. Лютерна 
вода має кислу реакцію, агресивна по відношенню до звичайної сталі. Вихід її 
півтора-двократний по кількості спирту при закритому обігріванні епюраційної 
та спиртової колон і приблизно чотирикратний при відкритому обігріванні. 
Лютерну воду використовують для промивки сивушного масла, гідроселекції в 
колоні для розгонки ГФ та епюраційній, для приготування зернових замісів і 
мелясного сусла. Залишки лютерної води очищують і скидають у каналізацію. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
 
 
 
 
 
1.6   Виділення побічних продуктів ректифікації у виробничому процесі 
1.6.1  Процес виділення сивушного масла [3] 
 Сивушне масло – побічний продукт спиртового виробництва, суміш 
спиртів (мас. %): 45-65 амілового, 15-25 ізобутилового, 0,5-2 н-бутилового, 2-15 
н-пропілового, 3-15 етилового. Крім того, в товарному сивушному маслі 
міститься 8-15 мас. % води й 0,5-4,0 мас. % інших органічних сполук (кислот, 
альдегідів, амінів та ін.). Сивушне масло виділяють з сивушної фракції 
обробкою її водою (водна екстракція), при цьому одержують дві рідкі 
розшаровані фази: сивушне масло (рафінат) і екстракт, що складається з 
екстрагента (води) з вилученим з вихідної суміші етиловим спиртом. 
 Сивушне масло за зовнішнім виглядом – прозора рідина, що при 
збовтуванні не мутніє; колір від світло-жовтого до червоно-бурого; запах, вла-
стивий сивушному маслу без сторонніх запахів; відносна густина > 0,837, 
показник заломлення > 1,395; має витримувати пробу на чистоту з сірчаною 
кислотою. У період від початку перегонки до досягнення температури 120° С 
має переганятися не більше 50 % від об’єму сивушного масла. 
 Відбір сивушної фракції звичайно складає 2-4 об. % від спирту, введеного 
до спиртової колони; вміст етилового спирту в ній 5-40 об. % і сивушного 
масла 10-45 об.%. 
 Процес виділення сивушного масла водною екстракцією може бути 
організований по-різному, періодично або безперервно, при одноразовому або 
багаторазовому змішуванні, при прямотечійному або протитечійному русі води 
та сивушного масла. 
 У практиці брагоректифікації найбільшого поширення набув спосіб 
багаторазової промивки. 
32 
 
 
 Дослідження показали, що в результаті багаторазової промивки можна 
одержати більший або, принаймні, той же вихід сивушного масла при меншій 
витраті води у порівнянні з одноразовою. Ще більш ефективна безперервна 
протитечійна екстракція. Промивці піддають тільки сивушний (верхній) шар, 
тому попередньо належить декантувати гетерогенну сивушну фракцію. 
 При одноразовій промивці змішувально-відстійним або протитечійним 
способом витрату води контролюють за густиною промивної води. 
Підсивушний шар має видиму (за спиртометром) концентрацію 13 об. %. 
Витрата води має відповідати зазначеній концентрації спирту в промивній воді. 
 
Рис. 1.5 – Екстрактори: В – вод; СФ – сивушна фракція; СМ – сивушне масло. 
 Схема найбільш поширеного екстрактора сивушного масла наведена на 
рис. 1.5, а. Сивушна фракція і вода вводяться у змішувач 1, звідки суміш через 
лійку 3 надходить до основної ємності 6, де розшаровується. Підсивушний шар 
безперервно виводиться з нижньої частини екстрактора через гідрозатвор 7 і 
скидається до спиртової або сивушної колони. У міру накопичення сивушного 
33 
 
 
шару у верхній частині місткості (в межах видимості по ліхтарю 5) його 
додатково два-три рази промивають водою, яка вводиться через барботер 2, і 
після відстоювання верхній шар витісняють водою через лійку 4, для чого 
відвід підсивушної води тимчасово припиняють. 
 Існує вузол безперервної промивки сивушного масла (за авторським 
свідоцтвом Циганкова П.С. та Шияна П.Л.). Він включає ліхтар для 
спостереження за подачею води і сивушної фракції, промивну батарею й 
екстрактор. Схема екстрактора наведена на рис. 1.5, б. Сивушна фракція з 
холодильника і вода попередньо змішуються в ліхтарі до гетерогенного стану 
(що визначається за зовнішнім виглядом) та надходить до промивної батареї, де 
за рахунок багаторазової інверсії фаз здійснюється промивка. Промита таким 
чином сивушна фракція надходить в екстрактор, де відбувається її 
протитечійна промивка та розшарування. Через різницю густин верхній рівень 
сивушного масла в екстракторі завжди буде вищим рівня промивної води в 
гідрозатворі, що створює умови для безперервного виходу сивушного масла з 
екстрактора в міру його накопичення. Різниця рівнів складає 40-50 мм. 
 Важливі фактори в процесі екстракції - температура, pH середовища, 
сольовий склад промивної води. При підвищенні температури прискорюється 
процес розшарування, але знижується якість сивушного масла (воно утримує 
більше води та етанолу). 
 У воді для промивки сивушного масла не повинні міститися солі магнію і 
кальцію, що утворюють з деякими кислотами мила, та мінеральні масла через 
те, що вони збільшують стійкість емульсії і перешкоджають розшаруванню 
сивушного масла й промивної води. Деемульгація йде краще у слабокислому 
середовищі (при pH 5-5,5), тому для промивки рекомендується застосовувати 
лютерну воду, охолоджену до 20-35° С. 
 Робота екстрактора сивушного масла значною мірою залежить від складу 
вихідної сивушної фракції. При стабільному завантаженні спиртової або 
сивушної колон зона максимальної концентрації сивушного масла у ній 
практично стала, порівняно сталий і склад фракції. При відборі у паровій фазі з 
34 
 
 
тарілок спиртової колони, на яких температура 96-98° С, фракція містить 
більше сивушного масла й менше етилового спирту, що покращує процес 
екстракції. Фракції, які відбираються із зон з більш високими температурами, 
добре розшаровуються і дають сивушне масло при мінімальній витраті води на 
промивку. 
 Якщо колона не насичена сивушним маслом, то сивушну фракцію не 
варто відбирати до того часу, поки з цієї зони не почне виходити гетерогенна 
суміш концентрацією 25-35 об. %. 
 Відбирати з спиртової колони сивушну фракцію з рідкої фази треба з 
тарілок, де температура біля 85° С (17-21-а тарілки, рахуючи знизу), при цьому 
концентрація сивушної фракції (за спиртометром) буде становити 65-75 об. %. 
Така фракція, як правило, гомогенна, у ній дуже багато етанолу, вміст 
сивушного масла має бути не менше 0,5 від кількості етанолу. 
 Сивушна фракція, що відбирається з ліхтаря акумулятора типової 
сивушної колони (при температурі над акумулятором 92° С) може бути 
гомогенною, мати видиму концентрацію 70-80 об. %, містити 50-70 % 
сивушного масла і 15-20 % етанолу. Після її промивки одержують високий 
вихід сивушного масла при малій питомій витраті води. 
 Сивушне масло після водної екстракції іноді не відповідає вимогам 
стандарту, тому його додатково промивають водою, обробляють кухонною 
сіллю або переганяють. На більшості заводів обробка зводиться до додаткової 
промивки масла лютерною водою або водою, підкисленою соляною кислотою. 
 При пропусканні сивушного масла через шар крупної кухонної солі 
фазова рівновага зсувається в бік зменшення води у маслі, в результаті чого 
покращуються його якісні показники (межа перегонки, густина). Перегонку 
сивушного масла проводять у кубі, що забезпечений поверхнею теплопередачі 
та конденсатором. Сивушне масло нагрівають до кипіння і відганяють частину 
етилового спирту й води. Якщо сивушне масло забруднене мінеральним 
маслом, то після відгонки водно-спиртової фракції переганяють і його, 
залишаючи в кубі мінеральне масло як найменш летке. 
35 
 
 
 Вихід сивушного масла на зернових заводах звичайно складає 0,3-0,45 % 
від кількості спирту, на мелясних заводах - 0,25 - 0,35 %.  
1.7   Інноваційні способи підвищення якості ректифікованого спирту в 
процесі ректифікації 
Підвищення ступеню очищення спирту етилового ректифікованого від 
летких домішок [6] 
 В умовах високої конкурентоздатності товарного ректифікованого спирту 
як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках збуту в умовах сьогодення 
визначальними показниками його якості є концентрація в готовому продукті 
альдегідів, естерів, сивушного масла, а саме ізопропілового спирту, і метанолу. 
 Метою досліджень авторів було визначення оптимальних технологічних 
режимів розгонки спиртовмісних напівпродуктів і побічних продуктів 
брагоректифікації в розгінній колоні, епюрації бражного дистиляту в 
епюраційній колоні, концентрування ректифікованого спирту в спиртовій 
колоні та його повторної епюрації в колоні кінцевого очищення, за яких вміст 
органічних домішок в спирті етиловому ректифікованому був би найменшим. 
 Дослідження проводили у виробничих умовах Чуднівської філії ДП 
«Житомирський лікеро-горілчаний завод». Діюча БРУ непрямої дії включала 
типові бражну, епюраційну, ректифікаційну колони, а також розгінну колону 
(РК) циклічної дії, оснащену провальними тарілками. Періодичний перелив 
рідини з тарілки на тарілку в розгінній колоні відбувався завдяки примусовій 
роботі переливних пристроїв, що містили рухомі елементи, зв’язані з 
приводними механізмами. Робота мехатронних підсистем на основі 
пневмоавтоматики відбувалася згідно заданого алгоритму за допомогою 
програмного забезпечення робочого місця оператора. Інноваційна технологія 
циклічної ректифікації і конструкція РК були запропоновані співробітниками 
кафедри біотехнології продуктів бродіння і виноробства в тісній співпраці з 
ТОВ «ТІСЕР» (м. Київ). 
 На тарілку живлення РК подавали головну фракцію (ГФ) в кількості 46,5 
дм3 /год із конденсатора епюраційної колони, погони із конденсатора 
36 
 
 
сепаратора СО2 в кількості 16,7 дм3 /год б.с., із конденсатора бражної колони в 
кількості 29,2 дм3 /год і сивушний спирт в кількості 7,8 дм3 /год. Витрати 
вищевказаних спиртовмісних фракцій вказані в перерахунку на безводний 
спирт (б.с.). Загальні витрати погонів живлення становили 125,4 дм3 /год або 
100,2 дм3 /год в перерахунку на б.с. Для гідроселекції головних та частини 
проміжних домішок на верхню тарілку розгінної колони безперервно подавали 
конденсат пари. Естеро-сивушний концентрат відбирали з верхньої частини 
декантатора, альдегідно-метанольний концентрат – із конденсатора колони. 
Загальна кількість сивушно-естеро-альдегідного концентрату (СЕАК) 
становила 2,5 дм3 /год. Водно-спиртову суміш із нижньої частини декантатора 
подавали у вигляді флегми на верхню тарілку колони.  
 Дослідниками було встановлено, що найбільш ефективне звільнення 
кубової рідини від летких домішок спирту відбувалося за концентрації 
етилового спирту в рідині 4% об. За таких умов повністю видалялися естери, а 
ступінь видалення альдегідів і вищих спиртів сивушного масла була 
максимальною. 
 Для підвищення ступеню вилучення і кратності концентрування естерів, 
альдегідів і верхніх проміжних домішок (вищих спиртів сивушного масла) в 
епюраційній колоні проводили гідроселекцію цих домішок. Для цього на 
верхню тарілку колони безперервно подавали кубову рідину в кількості, що 
забезпечувала концентрацію етилового спирту в епюраті в межах 26—27% об. 
завдяки чому ступінь очищення епюрату від вищевказаних домішок зростала. Із 
досвіду експлуатації БРУ відомо, що визначальною домішкою, за якою 
оцінюють ефективність очищення ректифікованого спирту є ізопропіловий 
спирт. Його концентрація в епюраті і готовому продукті не повинна 
перевищувати 1,5 мг/дм3 . Під час досліджень встановлено, що проведення 
подвійної гідроселекції дозволяє зменшити концентрацію ізопропілового і 
метилового спиртів в епюраті (Е2) на 74%, вищих спиртів сивушного масла — 
на 42,3% порівняно з епюратом (Е1), отриманим без проведення гідроселекції в 
37 
 
 
епюраційній колоні. При цьому повністю видалялись естери, а концентрація 
альдегідів в епюраті зменшилась на 40%. 
 Для визначення оптимального режиму ефективного звільнення етилового 
спирту від домішок під час його концентрування в ректифікаційній колоні 
збільшували зону пастеризації від 5 до 10 тарілок. В ході досліджень відбирали 
дослідні проби з 3, 5, 7 і 10-ї тарілок, рахуючи зверху, і визначали фізико-
хімічні показники ректифікованого спирту для встановлення їх відповідності 
вимогам ДСТУ 4221:2003 для спирту «Люкс» хроматографічним методом. 
 Встановлено, що кращі показники мав зразок спирту, який відбирали з 
10-ї тарілки, рахуючи зверху. Для підвищення органолептичних показників 
ректифікованого спирту і зменшення концентрації в ньому метилового спирту 
до складу БРУ була включена додаткова колона — кінцевого очищення, яка 
працювала в режимі повторної епюрації.  
 Збільшення зони пастеризації в спиртовій колоні до 10 тарілок за рахунок 
збільшення загальної їх кількості дозволило зменшити в товарному спирті 
концентрацію альдегідів на 32,3%, метилового спирту — на 30%, вищих 
спиртів сивушного масла — на 15%. 
 Для перевірки достовірності отриманих результатів досліджень, 
експлуатаційних характеристик БРУ у обраному технологічному режимі роботи 
колонного обладнання, що забезпечує високу ступінь очищення спирту 
етилового ректифікованого від летких домішок, проводили хроматографічний 
аналіз проб бражки (Б), бражного дистиляту (БД), епюрату (Е), головної фракції 
(ГФ), ректифікованого спирту (РК), кубової водно-спиртової рідини розгінної 
колони (КВСР) і естеро-сивушного концентрату (КЕС). 
 Аналіз отриманих результатів довів, що впровадження запропонованих 
технологічних заходів дозволяє підвищити ступінь вилучення і кратність 
концентрування летких домішок спирту та гарантувати виробництво спирту 
етилового ректифікованого сорту «Люкс». При цьому отриманий 
естеросивушний концентрат домішок відповідав вимогам ТУ У 24.6-30219014-
004 – 2005. 
38 
 
 
 
 
 
 
Виробництво етилового ректифікованого спирту з максимальним 
видаленням домішок [2] 
 В Інституті кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України було 
розроблено та запатентовано спосіб для виробництва ректифікованого 
етилового спирту, що дає змогу виробляти спирт високої якості при 
мінімальних витратах спирту з побічними продуктами, та установку для його 
здійснення.  
 Спосіб дозволяє практично повністю видалити всі домішки, а метанол – 
до бажаної концентрації.  
 Особливість розробленої технології полягає у тому, що епюрацію 
здійснюють при інтенсивній гідроселекції (цей процес автори назвали 
екстрактивною епюрацією), головні та проміжні домішки виводяться одним 
потоком у вигляді сивушно-естероальдегідного концентрату (або іншими 
словами, концентрату головних та проміжних домішок), метанольна фракція 
виводиться окремо з метанольної колони.  
 Спосіб дозволяє значно підвищити органолептичні властивості спирту. 
При цьому витрати спирту з побічними фракціями складають 0,5 % і менше від 
безводного спирту. Спосіб та установка дозволяють здійснити глибоке та 
цілеспрямоване очищення спирту від головних, проміжних, кінцевих домішок, 
у тому числі верхніх проміжних домішок, які важко видаляються і негативно 
впливають на фізико-хімічні та органолептичні показники спирту, а також 
дають змогу виробляти спирт високої якості навіть з дефектної сировини. 
 
 
 
 
39 
 
 
 
 
 
 
1.8   Ресурсозберігаючі технології одержання етилового спирту в процесі 
ректифікації 
Підвищення експлуатаційних характеристик брагоректифікаційних 
установок шляхом використання технології керованої ректифікації [7] 
 Метою дослідників було підвищити ефективність масообміну між 
рідиною і парою, ступінь вилучення та кратність концентрування ключових 
органічних домішок спирту в процесах перегонки дозрілої бражки і 
ректифікації етилового спирту, а також понизити енергоємність колонного 
обладнання за рахунок використання технології керованих циклів ректифікації.  
 Для вирішення поставленої задачі співробітниками Національного 
університету харчових технологій та ТОВ «Техінсервіс-процес» була 
запропонована технологія ректифікації, що передбачає проведення 
контрольованих циклів затримки і синхронного переливу рідини за рахунок 
додатково встановлених клапанів на рухомих тягах по всій висоті колони, 
зв'язаних з приводними механізмами (пневмоциліндрами), дія яких 
відбувається згідно заданого алгоритму у відповідності з програмою 
контролера і не залежить від режиму подачі гріючої пари в кубову її частину. 
Спосіб передбачає перелив рідини у два послідовних етапи, які повторюються 
періодично у часі почергово. На першому етапі рідина синхронно 
переливається з кожної непарної тарілки на кожну наступну парну тарілку; на 
другому етапі – з кожної парної тарілки на кожну наступну непарну тарілку. 
Причому, на кожному етапі перелив може здійснюватися за один або за два 
прийоми в залежності від ступеню відновлення поверхні міжфазового контакту. 
 Дослідження енергозберігаючої технології проводилися у виробничих 
умовах ДП «Чуднівська філія Житомирського лікеро-горілчаного заводу». 
Завданням досліджень було визначити ступінь вилучення та кратність 
40 
 
 
концентрування основних груп домішок спирту, а також встановити питомі 
витрати гріючої пари в умовах типової та керованої ректифікації. 
 Для вирішення поставленої задачі експериментальна розгінна колона 
діаметром 426 мм була оснащена 30 ситчастими тарілками з діаметром отворів 
2,4 мм. Відстань між тарілками дорівнювала 300 мм, живий перетин тарілки – 
5,5 %. В корпусі колони були встановлені рухомі тяги з клапанами, які 
почергово відкривали та закривали переливні отвори парних і непарних за 
порядком розташування тарілок відповідно до заданого алгоритму. Тяги були 
з’єднані з приводним механізмом (стандартними пневмоциліндрами типу 
DNT). Крім того, колона була додатково оснащена мікропроцесорною 
пневматикою фірми FESTO і сучасними комп'ютерно-інтегрованими засобами. 
Управління клапанами і роботою пневмоциліндрів, контроль технологічних 
параметрів (температури, тиску) здійснювався за допомогою автоматичних 
датчиків, сигнал від яких передавався на мікропроцесорний контролер. 
 Ступінь вилучення і кратність концентрування летких домішок визначали 
за формулами. 
 Аналіз експериментальних даних показав, що при проведенні процесу 
розгонки в режимі контрольованих циклів затримки і переливу рідини при 
безперервній подачі гріючої пари альдегіди та естери (головні домішки) 
виділяються в повному обсязі, ступінь вилучення вищих спиртів сивушного 
масла (верхніх проміжних домішок) і метанолу збільшується на 60 %. При 
цьому кратність концентрування головних домішок підвищується на 33 %, 
вищих спиртів – на 69 %, метанолу – на 52 %. 
 Авторами було встановлено, що при роботі розгінної колони в режимі 
керованої ректифікації витрати гріючої пари скорочуються на 40 % у 
порівнянні з типовими установками і становлять 11-13 кг/дал абсолютного 
алкоголю, введеного на тарілку живлення. Скорочення витрати пари 
відбувається за рахунок зменшення живого перетину тарілок, а також 
збільшення інтервалу затримки рідини до моменту досягнення рівноважного 
стану фаз.  
41 
 
 
 Подальші дослідження були спрямовані на визначення ефективності 
запропонованої авторами технології у процесі перегонки спиртової бражки, 
отриманої із зернової сировини, що містить до 7 % сухих речовин. Виробничі 
випробування проводились в умовах ДП «Лопатинський спиртовий завод». 
 Об'єктами досліджень були типова бражна колона, що працює в 
стаціонарному режимі, і експериментальна бражна колона, конструкція якої 
дозволяла забезпечити роздільний рух фаз при безперервній подачі в колону 
пари і бражки. За критерій оптимізації процесу брагоперегонки приймали 
питому витрату гріючої пари і концентрацію етилового спирту в пробах 
бражного дистиляту. 
 Типова бражна колона діаметром 1200 мм була оснащена тарілками 
подвійного кип'ятіння у кількості 25 шт. Технологічні показники її роботи: тиск 
у кубової частини – 1,3 м вод. ст. (13 кПа), у верхній частині – 0,3 м вод. ст. (3 
о о
кПа), температура кубової частини – 106,3 С, температура верху – 95,6 С, на 
о
22-й тарілці живлення – 93,9 С, температура бражки – 81,6…81,9 оС. 
Експериментальна бражна колона діаметром 650 мм була оснащена лускатими 
тарілками в кількості 30 шт. і рухомими клапанами, закріпленими на тягах, 
зв’язаними з пневмоциліндрами. Відстань між тарілками дорівнювала 400 мм. 
 Показники її роботи при нормативних втратах спирту з бардою: тиск у 
кубової частини – 2,2 м вод. ст. (22 кПа), у верхній частині – 0,7 м вод. ст. (7 
о
кПа), температура кубової частини – 106,3 С, температура верху колони – 91,2 
о
С. У всіх варіантах бражка подавалася на верхні тарілки колон. Концентрація 
етилового спирту в дозрілій бражці становила 8,5 % об. Інтервал часу затримки 
бражки на тарілках колони визначали експериментально залежно від 
концентрації етилового спирту у бражному дистиляті. 
 Дослідження показали, що з подовженням часу затримки бражки на 
тарілках до 12 с. концентрація етанолу у бражному дистиляті збільшувалася на 
28 % в порівнянні з типовою колоною і становила 60,3 % об. при мінімальних 
витратах пари. Підвищення міцності бражного дистиляту дозволяє проводити 
більш глибоку гідроселекцію головних і верхніх проміжних домішок спирту в 
42 
 
 
епюраційній колоні і завдяки цьому підвищити якість епюрату та 
ректифікованого етилового спирту. При затримці бражки на тарілках більше 12 
с. концентрація спирту в бражному дистиляті зростала незначно, при цьому 
зменшувалась пропускна здатність колони по рідині.  
 Використання енергозберігаючої технології ректифікації з 
контрольованими циклами затримки рідини для перегонки спиртової бражки 
дозволяє скоротити питомі витрати гріючої пари на 37 % (до 14,4 кг/дал а.а.) в 
порівнянні з типовими бражними колонами, що працюють в стаціонарному 
режимі. 
Підвищення ефективності процесів масообміну між рідиною і парою в 
брагоректифікаційних установках [8] 
 Для підвищення ефективності масообміну шляхом подовження часу 
контакту пари та рідини на тарілках колони до моменту їх фазової рівноваги 
співробітниками кафедри біотехнології продуктів бродіння і виноробства 
НУХТ в співпраці з ТОВ «ТІСЕР» та ІТТФ НАНУ була запропонована 
енергозберігаюча технологія ректифікації в режимі контрольованих циклів 
затримки рідини на тарілках і синхронного її переливу у два послідовних етапи, 
що повторюються періодично за заданим алгоритмом без переривання потоків 
рідини та пари.  
 Метою авторів даної роботи була розробка високоефективного 
енергозберігаючого обладнання та ресурсозберігаючої технології, що дозволяє 
інтенсифікувати масообмінні процеси між рідиною та парою в 
брагоректифікаційних пристроях спиртового виробництва.  
 Випробовування проводились у виробничих умовах ДП «Чуднівський 
спиртовий завод». Об’єктом досліджень було обрано розгінну колону, в якій 
відбуваються процеси вилучення й очистки етилового спирту із фракцій, 
збагачених леткими органічними домішками, що входять до складу головної 
фракції етилового спирту, погонів із конденсаторів бражної та спиртової колон, 
конденсатора сепаратора вуглекислого газу, спиртовловлювачів та сивушного 
спирту. 
43 
 
 
 Колона діаметром 426 мм, висотою 11300 мм була оснащена 30 
ситчастими контактними пристроями з отворами діаметром 2,4 мм. Відстань 
між тарілками становила 300 мм. Вільний переріз тарілок дорівнював 5,5 %. 
Колона містить корпус, тарілки з контактними елементами та переливними 
трубами, що вставлені в стакани. На рухомих тягах були закріплені клапани. 
Тяги приводились у рух відповідно до програми контролера завдяки дії 
приводних механізмів. Клапани почергово відкривали та закривали переливні 
отвори парних та непарних за порядком розташування тарілок. Конструкція 
переливних пристроїв запобігала прориву пари в період переливу рідини. Для 
щільності клапани піджимались пружинами. Всі конструктивні елементи 
ректифікаційної установки були виконані із нержавіючої харчової сталі марки 
12Х18Н10Т. 
 Спиртовмісні фракції безперервно подавались на 20-у тарілку живлення. 
Їх витрати становили 96 дм3 /год. в перерахунку на абсолютний алкоголь (а.а.). 
На верхню тарілку колони надходила гаряча пом’якшена вода для гідроселекції 
домішок, в нижню її частину безперервно подавалась гріюча пара. Тиск в 
кубовій частині колони дорівнював 30 кПа, у верхній її частині 2-5 кПа, 
о о
температура кубової рідини – 98 С, в парі над верхньою тарілкою – 85 С. 
о
Температура води на охолодження на вході в конденсатор дорівнювала 15 С, 
о
на виході після дефлегматора – 65 С. Робочий цикл процесу дорівнював 40 с.: 
час затримки рідини – 13 с., час її переливу – 7 с. Концентрація етилового 
спирту в кубовій рідині не перевищувала 8 %. Концентрат домішок відбирали із 
конденсатора колони в кількості 0,23-0,27 % від а.а. бражки. Очищену від 
головних та частини проміжних домішок кубову рідину повертали на верхню 
тарілку бражної колони. Управління рухомими клапанами та роботою 
пневмоциліндрів, контроль технологічних параметрів (температури, тиску) 
відбувався за допомогою автоматичних датчиків, сигнал від яких передавався 
на мікропроцесорний контролер. За критерій оптимізації процесу приймали 
ступінь вилучення та кратність концентрування домішок. Для їх розрахунку 
44 
 
 
здійснювали хроматографічний аналіз дослідних проб живлення, кубової 
водно-спиртової рідини та естеросивушного концентрату. 
 Експериментально авторами було доведено, що при використанні 
інноваційної технології в повній мірі видаляються альдегіди та естери, ступінь 
вилучення вищих спиртів (верхніх проміжних домішок) та метанолу зростає на 
38 %, кратність концентрування головних домішок підвищується на 25 %, 
вищих спиртів – на 40 %, метанолу – на 37 %. Питомі витрати гріючої пари для 
вилучення спирту із спиртовмісних фракцій становить 11-13 кг/дал від а.а., що 
вводиться в колону. При цьому показники ректифікованого спирту 
відповідають вимогам для високоякісного спирту «Люкс».  
 Використання даної технології також дозволяє скоротити витрати гріючої 
пари на 40 % в порівнянні з типовими ректифікаційними установками завдяки 
зменшенню вільного перетину тарілок на 45-50 % та подовженню часу 
перебування рідини на тарілках розгінної колони до досягнення фазової 
рівноваги.  
 Після проведення випробувань запропонована авторами технологія 
ректифікації була впроваджена у виробництво і завдяки високій ефективності 
використовується по теперішній час.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 
2.1   Об’єкти дослідження 
2.1.1   Спирт-ректифікат 
Спирт етиловий ректифікований повинен відповідати ДСТУ 4181: 2003 
Органолептичні та фізико-хімічні показники проектованого спирту 
етилового ректифікованого наведені в таблиці 2.1, 2.2. 
 Таблиця 2.1 – Органолептичні показники проектованого спирту 
етилового ректифікованого (згідно вимог ДСТУ 4181; 2003) [9]. 
Назва 
Характеристика Метод контролю 
показника 
Зовнішній 
Прозора рідина без сторонніх часток  Згідно з ДСТУ 4181 
вигляд 
Колір Безбарвна рідина Згідно з ДСТУ 4181 
Характерний для кожного сорту етилового 
Смак і запах спирту, виробленого із відповідної сировини, без Згідно з ДСТУ 4181 
присмаку і запаху сторонніх речовин 
 
 
 
 
 
 
46 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 2.2 – Фізико-хімічні показники проектованого спирту етилового 
ректифікованого (згідно вимог ДСТУ 4181; 2003) [9]. 
Норма для спирту 
"Пшенич Метод 
Назва "Вищої 
- "Люкс "Екс контрол
показника очистки
на " -тра" ю 
" 
сльоза" 
1 2 3 4 5 6 
Згідно з 
Об’ємна частина етилового спирту,     
о ДСТУ 
за температури 20 С, не менше 96,3 96,3 96,0 96,0 
4181 
Проба на чистоту з сірчаною 
В и т р и м у є Те саме 
кислотою 
Згідно з 
Масова концентрація альдегідів у 
    ДСТУ 
перерахунку на оцтовий альдегід в 
3 2,0 2,0 2,0 4,0 4181 та 
безводному спирті, мг/дм , не більше 
4222 
Проба на окислюваність за 
о 23 22 20 15 Те саме 
температури 20 С, хв. не менше 
Масова концентрація сивуш-ного 
масла: пропіловий, ізопро-піловий, 
бутиловий, ізобути-ловий та 
ізоаміловий спирти, в перерахунку на      
суміш пропі-лового, ізобутилового та      
ізо-амілового спиртів (3:1:1) в без- 3,0 4,0  7,0 10,0 - " - 
3
водному спирті, мг/дм ,  
не більше 
 
Згідно з 
Масова концентрація естерів, у ДСТУ 
    
перерахунку на оцтовий естер в 4181 та 
3 1,5 2,0 3,0 5,0 
безводному спирті, мг/дм , не більше ДСТУ 
4222 
Об’ємна частка метилового спирту, в 
     
перерахунку на безводний спирт, %, 
0,005 0,01 0,02 0,03 - " - 
не більше 
Масова концентрація вільних кислот  
(без СО2), в перерахунку на оцтову      Згідно з 
3
кислоту в безводному спирті, мг/дм , 8,0 8,0 12,0 15,0 ДСТУ 
не більше 4181 
47 
 
 
Масова концентрація органічних 
речовин, що обмилюються, в      
перерахунку на оцтовий естер в 12,0 18,0 25,0 30,0 Те саме 
3
безводному спирті, мг/дм , не більше 
Проба на фурфулол Витримує - ‖ - 
Масова концентрація сухого      
3
залишку, мг/дм , не більше 5,0 5,0 5,0 10,0 - ‖ - 
 Згідно з чинними нормативними документами спирт етиловий 
ректифікований за вмістом важких металів і миш’яку повинен відповідати 
вимогам, зазначеним в таблиці 2.3. 
 Таблиця 2.3 – Вміст важких металів та миш’яку (згідно вимог ДСТУ 
4181; 2003) [9]. 
Допустимі рівні, мг/кг, не 
Назва показника Метод контролю 
більше 
Свинець 0,300 Згідно з ГОСТ 26932 
Кадмій  0,030 Згідно з ГОСТ 26933 
Ртуть 0,005 Згідно з ГОСТ 26927 
Цинк 4,000 Згідно з ГОСТ 26934 
Вміст миш’яку 0,200 Згідно з ГОСТ 26930 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
48 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.2   Жито 
Сировина для виробництва спирту етилового ректифікованого – жито 
повинно відповідати ДСТУ 4522:2006. 
Якісні показники жита згідно з ДСТУ наведені в таблиці 2.4. 
 Таблиця 2.4 – Якісні показники жита згідно з ДСТУ 4522:2006 [10]. 
Характеристика і норма за класами  
Показник  
  1   2   3 4  
Властивий здоровому зерну жита і характерний для 
Колір 
даного класу 
Властивий здоровому зерну жита, без цвілеві, 
Запах 
солодового, затхлого та інших сторонніх запахів 
Вологість, %, не більше  14,5  14,5  14,5  14,5  
не обмежено 
Число падання, с  понад 200  200—141  140—80  
менше 80  
680 660 
Натура, г/л, не менше  700  не обмежено  
700  690  
Зернова домішка, %. не більше  4,0  6,0  6,0  15,0  
У межах 
Зокрема пророслі зерна   3,0  5,0  5,0  зернової 
домішки  
Смітна домішка, %, не більше   2,0  2,0  2,0  5,0  
Зокрема:           
У межах 
зіпсовані зерна   1,0  1,0  1,0  сміт- ної 
домішки  
кукіль   0,5  0,5  0,5  0,5  
мінеральна домішка   0,3  0,3  0,3  1,0  
зокрема галька   0,1  0,1  0,1  0,2  
шкідлива домішка   0,2  0,2  0,2  0,2  
зокрема:           
ріжки   0,05  0,05  0,05  0,1  
49 
 
 
 гірчак  повзучий  і      
в'язіль 
різногольоровий 0,1  0,1  0,1  0,1  
(разом)  
Зерна з рожевим забарвленням, Не 
 3,0  5,0  6,0 
%, не більше  обмежено 
Фузаріозні зерна, %, не більше  1,0  1,0  1,0  1,0  
 Максимально допустимий рівень у житі токсичних елементів і 
мікотоксинів повинен відповідати вимогам, зазначеним в таблиці 2.5. 
 Таблиця 2.5 – Максимально допустимий рівень у житі токсичних 
елементів і мікотоксинів (згідно з ДСТУ 4522:2006) [10].  
Зерно жита, використовуваного для 
Показники продовольчих і технічних 
кормових потреб 
потреб та експортування 
Токсичні елементи, мг/кг:   
0,5 (0,3 для дитячого 
свинець 5,0 
харчування) 
0,1 (0,03 для дитячого 
кадмій 0,3 
харчування) 
мишяк 0,2 0,5 
ртуть 0,03 0,1 
мідь 10,0 30,0 
цинк 50,0 50,0 
Мікотоксини, мг/кг:   
афлатоксин Ві 0,005 0,025 – 0,1 
зеараленон 1,0 2 – 3 
Т-2 токсин 0,1 0,2 
дезоксиніваленол 
0,5 – 1,0 1 – 2 
(вомітоксин) 
патулін Не регламентовано 0,5 
Радіонукліди, Бк/кг:   
20,0 
стронцій-90 100 
5,0 
50,0 
цезій-137 600 
20,0 
50 
 
 
Перелік пестицидів, за якими контролюють зерно жита, 
залежить від використовування їх на визначеній території 
Пестициди: 
та узгоджується зі службами Міністерства охорони 
здоров’я і ветеринарної медицини України 
 
 
 
 
2.2   Методи дослідження 
2.2.1   Методи дослідження якості спирту етилового ректифікованого [9] 
Визначання масової концентрації альдегідів 
 Масову концентрацію альдегідів у спирті визначають 
фотоелектроколориметричним методом із застосуванням типових розчинів. 
 Згідно з ДСТУ визначення масової концентрації альдегідів у спирті 
етиловому ректифікованому проводять з використанням фуксиносірчистого 
реактиву 1. Метод ґрунтується на реакції взаємодії наявних у спирті альдегідів 
з фуксиносірчистим реактивом 1. 
 Перед проведенням випробовування типові розчини витримують за 
кімнатної температури не менше ніж 30 хв. 
 Отримання градуювальних характеристик типових розчинів і 
випробовування зразків спирту проводять одночасно і в однакових умовах. 
Для побудови градуювального графіка в чотири пробірки поміщають по 10 
3
см  типових розчинів з масовою концентрацією оцтового альдегіду в 
3 3
безводному спирті відповідно 1,2,4,10 мг/дм . В п’яту пробірку вносять 10 см  
досліджуваного спирту об’ємною часткою 50 %. Одночасно випробовують не 
більше 10 проб (зокрема типові розчини). Пробірки поміщають у водяну баню з 
температурою (20 ± 0,5) °С і витримують протягом 10 хв. Після цього в усі 
3 
пробірки додають по 2 см фуксиносірчистого реактиву 1. Пробірки закривають 
пришліфованими корками, перемішують вміст і витримують за температури (20 
± 0,5) °С протягом 20 хв. Інтенсивність забарвлення (оптичну густину) 
визначають із застосуванням фотоелектроколориметра в кюветі товщиною 20 
51 
 
 
мм з світлофільтром довжиною світлової хвилі 540 нм у порівнянні з 
дистильованою водою. 
 Оптичну густину кожного розчину визначають не менше як з трьох 
паралельних вимірювань і з отриманих значень знаходять середнє 
арифметичне. 
За отриманими після колориметрування результатами будують 
градуювальний графік, відкладаючи на осі абсцис значення масової 
концентрації альдегідів в безводному спирті, у міліграмах на кубічний 
дециметр, а на осі ординат – відповідні їм значення оптичної густини типових 
розчинів.  
Залежність між оптичною густиною і масовою концентрацією альдегідів у 
типових розчинах на градуювальному графіку повинна бути лінійною. 
За величиною оптичної густини досліджуваного водно-спиртового розчину 
визначають масову концентрацію альдегідів у спирті в перерахунку на оцтовий 
альдегід в безводному спирті, у міліграмах на кубічний дециметр, за 
допомогою градуювального графіка. 
За остаточний результат беруть середнє арифметичне значення результатів 
двох паралельних визначень, різниця між якими не повинна перевищувати 0,3 
3
мг альдегідів у перерахунку на оцтовий альдегід в 1 дм  безводного спирту за 
довірчої ймовірності Р = 0,95. 
Визначання масової концентрації сивушного масла 
 Сивушне масло – це переважно суміш вищих спиртів: пропілового, 
ізопропілового, бутилового, ізобутилового, ізоамілового та інших.  
 Метод визначання масової концентрації сивушного масла з саліциловим 
альдегідом дає можливість визначити загальну кількість вищих спиртів (за 
винятком пропілового та ізопропілового, які не дають кольорової реакції з 
саліциловим альдегідом) в перерахунку на суміш ізобутилового та ізоамілового 
спиртів, які в типових розчинах перебувають у співвідношенні 1:1. 
 Метод визначання масової концентрації сивушного масла з саліциловим 
альдегідом ґрунтується на реакції наявних у досліджуваному етиловому 
52 
 
 
ректифікованому спирті вищих спиртів з розчином саліцилового альдегіду в 
присутності сірчаної кислоти. 
3
 По 10 см  концентрованої сірчаної кислоти вносять у пробірки з 
пришліфованими корками, обережно по стінці пробірки додають: у першу 
3 3
пробірку 5 см  досліджуваного спирту, в інші – відповідно по 5 см  типових 
розчинів з масовою концентрацією сивушного масла в безводному спирті 
3
1,2,3,4,(15) мг/дм  таким чином, щоб не відбувалось змішування рідин, а 
3
утворювалось два шари. Потім у кожну пробірку додають по 0,5 см  спиртового 
розчину саліцилового альдегіду, пробірки закривають корками. Пробірки 
почергово перемішують і ставлять через точні проміжки часу в киплячу водяну 
баню, де витримують точно 10 хв. Після цього пробірки в тій самій 
послідовності, витримуючи встановлений інтервал часу, виймають з бані та 
занурюють у проточну холодну воду (краще в водяну баню з льодом) для 
швидкого охолодження (протягом 1 хв), до кімнатної температури (20 ± 5) °С. 
Інтенсивність утвореного в результаті реакції жовтого забарвлення (оптичну гу-
стину) вимірюють відразу на фотоелектроколориметрі з світлофільтром 
довжиною хвилі 540 нм в кюветі товщиною 20 мм порівняно з дистильованою 
водою. 
 Для розрахунку масової концентрації сивушного масла слід ввести 
поправку на наявні в спирті альдегіди, які також реагують з саліциловим 
альдегідом. Для цього від одержаних після колориметрування значень оптичної 
густини слід відняти значення розрахункової оптичної густини, що відповідає 
масовій концентрації альдегідів 
 Оптичну густину кожного розчину визначають не менше трьох разів і з 
отриманих значень знаходять середнє арифметичне. 
 За отриманими результатами будують градуювальний графік, 
відкладаючи на осі абсцис значення масової концентрації сивушного масла в 
безводному спирті у міліграмах на кубічний дециметр, на осі ординат — 
відповідні їм значення оптичної густини типових розчинів. 
 Залежність між оптичною густиною і масовою концентрацією сивушного 
53 
 
 
масла в типових розчинах на градуювальному графіку повинна бути лінійною. 
 Масову концентрацію сивушного масла в досліджуваному спирті 
визначають за оптичною густиною досліджуваного розчину (мінус поправка на 
вміст альдегідів) за допомогою градуювального графіка. 
 За остаточний результат беруть середнє арифметичне двох паралельних 
визначень, різниця між якими не повинна перевищувати 0,3 мг сивушного 
масла в перерахунку на суміш ізоамілового та ізобутилового спиртів (1:1) в 1 
3
дм  безводного спирту за довірчої ймовірності Р = 0,95. 
 
Визначання масової концентрації кислот 
 Метод базується на визначанні кислот, наявних у досліджуваному спирті, 
за об’ємом розчину гідроксиду натрію, витраченого на титрування. 
3
 100 см  досліджуваного спирту поміщають у круглодонну або 
3 
плоскодонну колбу місткістю 500 см з пришліфованим кульковим зворотним 
3
холодильником, додають 100 см  дистильованої води і кип’ятять протягом 10-
15 хв. Потім вміст колби охолоджують до кімнатної температури, закриваючи 
верхню частину холодильника трубкою з натронним вапном, яке періодично 
поновлюють. До вмісту колби додають 10 крапель розчину бромтимолового 
3
синього і титрують розчином гідроксиду натрію с (NaOH) = 0,05 моль/дм  до 
появи голубого забарвлення, яке не зникає під час перемішування протягом 1-2 
хв. 
 Масову концентрацію кислот у спирті визначають за формулою: 
                
 де   – масова концентрація кислот в перерахунку на оцтову в безводному 
3
спирті, мг/дм ;  
3
 V – об’єм розчину гідроксиду натрію, витрачений на титрування 100 см  
3
досліджуваного спирту, см ; 
3
 3 – маса оцтової кислоти, що відповідає 1 см  гідроксиду натрію, мг; 
3
 10 – коефіцієнт перерахунку на 1 дм  спирту; 
54 
 
 
 100/  – коефіцієнт перерахунку на безводний спирт, де   – об’ємна 
частка досліджуваного етилового спирту, %.   
 За остаточний результат визначання беруть середнє арифметичне 
результатів двох паралельних визначень масової концентрації кислот, 
3
допустима розбіжність між якими не повинна перевищувати 2,0 мг/дм  за 
довірчої ймовірності Р = 0,95. 
 
 
Визначання масової концентрації естерів  
 Метод ґрунтується на фотоколориметричному визначанні інтенсивності 
забарвлення після реакції в лужному середовищі хлориду заліза (III) 
шестиводного з гідроксамовою кислотою, яка утворюється в результаті 
взаємодії естерів досліджуваного спирту і солянокислого гідроксиламіну.  
3 3
 У дві конічні колби місткістю 50 см  вносять по 6 см  реакційної суміші. 
3
Потім в одну з колб (колба Б) додають 3 см  розчину соляної кислоти і 
перемішують протягом 1 хв. Вміст цієї колби позначають розчином Б, вміст 
іншої – розчином А. 
3
 В обидві колби вносять по 18 бм  досліджуваного спирту і одночасно 
обережно перемішують протягом 2 хв. 
3
 У колбу з розчином А доливають 3 см  розчину соляної кислоти і також 
3
перемішують протягом 1 хв. В обидві колби додають по 3 см  розчину хлориду 
заліза (III) 6-водного і одночасно перемішують їх вміст вищеописаним 
способом протягом 1 хв. 
 Інтенсивність забарвлення (оптичну густину) розчину А вимірюють в 
порівнянні з розчином Б на фотоелектроколориметрі з довжиною світлової 
хвилі 540 нм в кюветі товщиною 50 мм. 
 Масову концентрацію естерів в ректифікованому спирті розраховують за 
формулою: 
55 
 
 
     
      
        
 де     – масова концентрація естерів в ректифікованому спирті в 
3
перерахунку на оцтовоетиловий в безводному спирті, мг/дм ; 
   – оптична густина; 
 0,0303 – постійний коефіцієнт, одержаний експериментально; 
   – об’ємна частка досліджуваного ректифікованого спирту, %; 
 100/  – коефіцієнт перерахунку на безводний спирт. 
 За остаточний результат вимірювання беруть середнє арифметичне 
результатів двох паралельних вимірювань, різниця між якими не повинна 
3
перевищувати 0,2 мг естерів в перерахунку на оцтовоетиловий естер в 1 дм  
безводного спирту за довірчої ймовірності Р = 0,95. 
Визначання об’ємної частки метилового спирту 
 Метод ґрунтується на фотоелектроколориметричному визначанні 
інтенсивності забарвлення, одержаного після взаємодії динатрієвої солі 
хромотропової кислоти з формальдегідом, який утворюється в результаті 
окислення перманганатом калію метилового спирту, що міститься в дослід-
жуваному спирті. 
3
 У пробірки з пришліфованими корками наливають по 2 см  розчину 
3
перманганату калію, в кожну пробірку додають по 0,2 см  одного з типових 
розчинів, одразу ж вміст пробірок перемішують і відзначають час для витримки 
3
протягом 3 хв, по закінченні витримки вносять по 0,4 см  сірчистокислого 
натрію для знебарвлення реакційного середовища і перемішують. Потім 
3
доливають по 4 см  концентрованої сірчаної кислоти, одразу ж перемішують і 
поміщають на 2-3 хв в баню з холодною водою для охолодження до кімнатної 
3
температури. Після чого в кожну пробірку додають по 0,1 см  розчину 
динатрієвої солі хромотропової кислоти. Вміст пробірок перемішують і 
поміщають у баню з киплячою водою на 5 хв. 
 Потім пробірки виймають і охолоджують до кімнатної температури в бані 
56 
 
 
з холодною водою. 
 Інтенсивність забарвлення (оптичну густину) в результаті проведеної 
реакції вимірюють на фотоелектроколориметрі в кюветах товщиною 10 мм з 
довжиною світлової хвилі 540 нм у порівнянні з дистильованою водою. 
 За отриманими після колориметрування типових розчинів результатами 
будують градуюваль- ний графік, відкладаючи на осі абсцис значення об’ємної 
частки метилового спирту у перерахунку на безводний спирт, у відсотках, а на 
осі ординат – відповідні значення оптичних густин. 
 Оптичну густину кожного розчину визначають не менше трьох разів з 
одержаних значень знаходять середнє арифметичне. 
 Залежність між оптичною густиною і об’ємною часткою метилового 
спирту в типових розчинах на градуювальному графіку повинна бути лінійною. 
 Аналіз спирту здійснюють паралельно з побудовою градуювального 
графіка за наведеною вище методикою. За оптичною густиною досліджуваного 
спиртового розчину на градуювальному графіку визначають об'ємну частку 
метилового спирту у перерахунку на безводний спирт у спирті етиловому 
ректифікованому, у відсотках. За остаточний результат вимірювання беруть 
середнє арифметичне значення результатів двох паралельних визначень, 
різниця між якими не повинна перевищувати 0,002 % за довірчої ймовірності Р 
= 0,95. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
57 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 
3.1   Вплив подачі води в епюраційну колону на виділення летких    
домішок спирту 
 В бражному дистиляті, що надходить із бражної колони в епюраційну, 
містяться різноманітні леткі домішки, які в подальшому здатні погіршувати 
якість готового продукту. 
 Загальний вміст летких домішок не надто великий і складає від 0,5 % до 
1,0 % від кількості спирту. В процесі ректифікації повинно відбуватися 
найбільш повне вилучення домішок, адже від цього залежить якість кінцевого 
продукту. 
 Для покращення процесу епюрації і підвищення ступеня вилучення 
летких домішок спирту можна скористатися методом подачі води на одну з 
тарілок у верхній частині ерюраційної колони. 
 Даний метод отримав назву гідроселекція (екстрактивна ректифікація). 
 Суть методу полягає в тому, що більшість органічних домішок спирту 
мають властивість збільшувати свою леткість коли концентрація спирту в 
розчині зменшується. Таким чином, подача води в концентраційну частину 
епюраційної колони дозволяє зменшити концентрацію спирту на контактних 
58 
 
 
пристроях (тарілках) і відповідно збільшити коефіцієнт леткості основної маси 
домішок, що призведе до більш повного їх вилучення і концентрування. 
 Без подання води в епюраційну колону концентрація спирту на верхній 
тарілці буде найбільшою.  
 При відсутності подання води в епюраційну колону, концентрація спирту 
на верхній тарілці буде найбільшою. Із збільшенням подання води на верхніх 
тарілках концентрація спирту зменшується, а при нескінченному збільшенні її 
витрат настане абсолютне виснаження через адсорбцію пари спирту флегмою. 
Так, регулюючи витрати води, можна підібрати оптимальні умови для 
вилучення домішок спирту, що відділилися в нижній частині епюраційної 
колони, через її верхню частину. Граничною нормою витрат води вважається 
така, при якій міцність на верхній тарілці не падає нижче від міцності на тарілці 
живлення. Подальше подання води недоцільне, оскільки зникнуть зони 
концентрування проміжних домішок. До того ж, це призводить до значного 
розведення епюрату водою, збільшення витрат гріючої пари на епюрацію і 
знижує продуктивність ректифікаційної колони [11]. 
 Теоретичними розрахунками та експериментальними дослідженнями 
визначена гранична кількість води на гідроселекцію, яка складає біля 0,9 кг на 
1кг спирту, що вводиться в колону. При цьому концентрація його у верхній 
частині колони дорівнюватиме концентрації на тарілці живлення [4].   
 При введенні води ступінь вилучення естерів збільшується, а оцтового 
альдегіду зменшується. У випадку, коли вимагається збільшити вилучення або 
концентрування естерів, треба нарівні з подачею води збільшувати й подачу 
пари, щоб компенсувати зменшення вилучення оцтового альдегіду. При витраті 
води 0,5 кг на 1 кг спирту витрати пари підвищують з 0,6 до 0,75 кг; при витраті 
води більше 0,6 кг оцтовоізоаміловий естер концентрується і виводиться разом 
з головними домішками. Ізомасляноетиловий та ізовалеріаноетиловий естери, 
що мають великі значення коефіцієнтів випаровування перейдуть у групу 
головних домішок навіть при меншій кількості води, яка подається в колону [4]. 
59 
 
 
 Досвід використання гідроселекції показує, що її застосування особливо 
доцільно при вилученні верхніх проміжних домішок. Оптимальні витрати 
гріючої пари при цьому знаходяться в межах 1,8-2,0 кг а.а. бражного дистиляту 
[4].  
 При введенні води на верхню тарілку епюраційної колони зменшується 
концентрація спирту в головній фракції нижче вимог нормативної 
документації. У зв’язку з цим вода на гідроселекцію вводиться на декілька 
тарілок нижче верхньої тарілки. Це дозволяє підвищити концентрацію головної 
фракції. При визначених умовах у концентраційній частині колони при 
гідроселекції створюються сприятливі умови для концентрування проміжних 
домішок, вилучення яких з епюраційної колони підвищує якість спирту та 
полегшує роботу спиртової колони [4]. 
 
 
3.2   Аналіз доцільності використання методу гідроселекції 
 При подаванні води на верхню тарілку епюраційної колони відбувається 
зміна концентрації спирту. Залежність концентрації спирту від кількості води, 
що подається в колону, наведена в таблиці 3.1. 
 Таблиця 3.1 – Зміна концентрації спирту в залежності від подачі води. 
Концентрація спирту, % мас. 
Кількість води, 
кг на 1 кг на тарілці 
спирту в кубі 
живлення верхній 
0 33,3 53,1 92,75 
0,25 20,7 49,2 66,5 
0,5 28,4 45,7 53,2 
0,75 6,5 42,8 44,3 
1,0 24,8 40,3 38,5 
60 
 
 
 Таблиця 3.2 – Кратність виділення домішок в залежності від кількості 
введеної води. 
При введенні води, кг на 1 кг спирту 
Домішки 0 0,25 0,5 0,75 1,0 
Кратність 
Альдегіди 8,5 6,0 5,0 4,1 3,5 
Ефіри 6,85 6,4 7,45 8,05 8,6 
 Дані таблиці 3.2 показують, що подача води покращує кратність 
вилучення ефірів і значно погіршує виділення альдегідів. 
 Щоб компенсувати погіршення виділення альдегідів при подачі води в 
колону, потрібно збільшити подачу пари. Збільшення витрат пари на 0,75 кг 
повністю компенсує цей недолік за рахунок подачі в колону води в кількості 0,5 
кг на 1 кг спирту [4]. 
 Дані таблиці 3.3 показують концентрацію спирту на тарілках при відборі 
5% дистиляту від загального вмісту спирту що надходить в епюраційну колону.  
 Таблиця 3.3 – Зміна концентрації спирту в залежності від подачі води 
(при відборі дистиляту). 
Концентрація спирту, % мас. 
Кількість води, 
кг на 1 кг на тарілці 
спирту в кубі 
живлення верхній 
0 32,1 52,5 92,2 
0,25 29,51 47,5 64,7 
0,5 27,4 45,0 51,2 
0,75 25,5 42,1 42,7 
1,0 23,8 39,6 36,2 
61 
 
 
 Порівнюючи дані таблиць 3.1 і 3.2, 3.3 і 3.4 можна зробити висновок, що 
відбір дистиляту не має суттєвого впливу на розподіл концентрації спирту в 
колоні та на кратність виділення домішок. 
 Таблиця 3.4 – Кратність виділення домішок в залежності від подачі води 
(при відборі дистиляту). 
При введенні води, кг на 1 кг спирту 
Домішки 0 0,25 0,5 0,75 1,0 
Кратність 
Альдегіди 9,0 6,5 5,0 4,2 3,7 
Ефіри 7,13 6,9 7,5 8,3 9,2 
 Подача води на верхню тарілку епюраційної колони призводить до 
зниження концентрації спирту в головній фракції. В такому випадку, 
гідроселекцію можна проводити подаючи воду нижче верхньої тарілки.  
 
 Використовуючи отримані результати, побудовано графіки 3.1 і 3.2.  
10
8,5 8,6 
9 8,05 
8 7,45 
6,85 
7 6,4 
6 
6 5 
5 4,1 
3,5 
4
3
2
1
0
0 0,25 0,5 0,75 1
Вода, кг 
Альдегіди Ефіри 
 
 Графік 3.1 – Кратність виділення домішок в залежності від кількості 
введеної води. 
62 
 
 
10 9 9,2 
9 8,3 
7,5 
8 7,13 6,9 
6,5 
7
6 5 
5 4,2 
3,7 
4
3
2
1
0
0 0,25 0,5 0,75 1
Вода, кг 
Альдегіди Ефіри 
 
 Графік 3.2 – Кратність виділення домішок в залежності від кількості 
введеної води (при відборі дистиляту). 
 
  
 
 Висновок 
 Аналізуючи отримані дані, можна зробити висновок, що використання 
методу гідроселекції для покращення виділення домішок спирту в епюраційній 
колоні є доцільним. Однак, потрібно зважати на те, що подача води в колону 
покращує виділення ефірів, але погіршує виділення альдегідів. Для вирішення 
цієї проблеми потрібно буде збільшувати подачу пари. 
 Порівнюючи використання гідроселекції в звичайному режимі роботи і 
при відборі 5% дистиляту від загальної кількості спирту що надходить в 
епюраційну колону, виявлено, що відбір дистиляту майже не впливає на 
підвищення кратності виділення домішок. 
  
 
 
 
63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 
4.1   Принципова технологічна схема виробництва спирту  
64 
 
 
 
 Рисунок 4.1 – Принципова технологічна схема виробництва спирту із 
крохмалевмісної сировини [4]. 
 
 
 
4.2   Опис апаратурно-технологічної схеми 
65 
 
 
 З бродильного відділення бражку насосом подають в підігрівач (39) 
(секцію дефлегматора ректифікаційної колони), в якому бражку нагрівають до 
48 ... 52 ° С. З підігрівача (39) бражку направляють послідовно в підігрівачі (4) і 
(5) і догрівають на початку в підігрівачі (4) до 60 ... 65°С паром бражного 
дистиляту, підведеного з кип'ятильника (27) епюраційної колони, а потім до 90 
... 92°С в підігрівачі (5) паром від інжектора (3) пароінжекційної установки. 
 Підігріту бражку з підігрівача (5) направляють в сепаратор (9), в якому з 
бражки відокремлюють діоксид вуглецю в протитечії зі спиртовою парою, 
підведеною до сепаратора від підігрівача (4). Із сепаратора (9) бражку 
направляють через оглядовий ліхтар (10) на тарілку живлення бражної колони 
(12), а діоксид вуглецю в суміші с іншими газами і водно-спиртовою парою 
відводять послідовно через конденсатори (14) і (15) в атмосферу. Водно-
спиртовий конденсат з конденсаторів (14 і 15) і підігрівача (4) відводять в 
збірник (23). При цьому частина дистиляту в кількості 2,0 ... 2,5 дал на 1 дал 
спирту з підігрівача (4) через роздільник (6) відводять на верхню тарілку 
бражної колони для її зрошення флегмою, регулюючи витрата дистиляту 
ротаметром (7). 
 В бражній колоні з бражки виділяють спирт і летючі компоненти бражки. 
Барду відводять з куба колони через гідрозатвор (11) в випарник (2), з якого 
о
барду при температурі 78-82 С виводять через барометричний затвор (1). 
 Пару самовипаровування барди під тиском 45 ... 55 кПа з випарника (2) 
підводять до пароструминних інжекторів (3). до яких підведений котельний пар 
під тиском 900 ... 1000 кПа. 
 Стиснуту в інжекторах (3) пару направляють під нижню тарілку бражної 
колони (12) для її обігріву. Регульовану частину пари підводять в підігрівач (5). 
Конденсат з підігрівача повертають в випарник (2), а несконденсовану пару 
відводять в підігрівач (30) для нагріву води з барометричного конденсатора 
(31). 
 Водно-спиртову пару з бражної колони направляють в кип'ятильник (34) 
спиртової колони (41) для її обігріву. З кип'ятильника (34) надлишок пари 
66 
 
 
відводять в кип'ятильник (27) для обігріву епюраційної колони (26), а з 
кип'ятильника (27) Несконденсовану пару направляють в підігрівач (4). 
 Бражний дистилят з кип'ятильників (27 і 34) збирають в збірник (28), з 
якого самопливом відводять на тарілку живлення епюраційної колони (26), що 
працює під вакуумом. При цьому відведення дистиляту регулюють за рівнем в 
збірнику (28), підтримуючи рівень постійним. 
 Спирто-водяну пару з епюраційної колони (26) направляють для 
конденсації послідовно в дефлегматор (25), конденсатор (24) і конденсатор-
спиртовловлювач (23). Несконденсовані гази з цього спиртовловлювача 
відводять в барометричний конденсатор, а флегму з теплообмінників (23, 24, 
25) повертають на верхню тарілку епюраційної колони. 
 З конденсатора (24) відбирають головну фракцію етилового спирту в 
кількості від 1,2 до 2,0% за умовним спиртом. Головну фракцію підводять до 
холодильника (20) для охолодження. З холодильника через ротаметр (16),для 
регулювання відбору, ліхтар (17) і контрольний снаряд (18) головну фракцію 
відводять в спиртоприймальне відділення. 
 Епюрат з куба епюраційної колони направляють в збірник (29), а з нього 
насосом (65) через підігрівач (62) і ротаметр (63) подають на тарілку живлення 
відгінної колони (41), що працює під атмосферним тиском і обігрівається 
котельним паром від колектора (22). 
 Лотерну воду з колони (41) відводять через гідрозатвор (64) в підігрівач 
(62), а з останнього на очисні споруди. Для технологічних потреб лютерну воду 
з куба колони (41) насосом (35) подають в напірний збірник (32). З цього 
збірника воду витрачають на екстрактивно-ректифікаційну колону (48) і 
декантатор (52), на які воду підводять через ротаметри (47 і 54). 
 З парової фази над 5, 7, 9 і 11 нижніми тарілками відгінної колони (41) 
відбирають сивушних фракцію для виділення сивушного масла за схемою, що 
включає інжектор (42) екстрактивно-ректифікаційну колону (48), дефлегматор 
(49), роздільник дистиляту (50), оглядовий ліхтар (51), декантатор (52), 
холодильник (55), збірник (56) і насос (57).  
67 
 
 
 З відгінної колони водно-спиртову пару направляють в кип'ятильник (34) 
спиртової колони (41), а несконденсовану в кип'ятильнику (34) пару відводять 
під нижню тарілку спиртової колони (41). Дистилят з кип'ятильника (34) 
подають самопливом на 4 ... 5 нижню тарілку спиртової колони. 
 З спиртової колони спирто-водяну пару відводять послідовно для 
конденсації в дефлегматори (39 і 40), конденсатор (38) і конденсатор-
спиртовловлювач (37), флегму з яких повертають на верхню тарілку колони 
(41). З конденсатора (38) відбирають в кількості від 1 до 3% за умовним 
спиртом непастеризований спирт і через ротаметр (36) його відводять на одну з 
верхніх тарілок в епераційну колону. З куба спиртової колонії (41) флегму 
відводять в збірник (29). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
68 
 
 
4.3   Технологічні розрахунки 
Вихідні дані: 
висота переливної перегородки  h = 48 мм, 
продуктивність колони                   
об’ємна частка спирту в дистиляті           
флегмове число v = 4, 
внутрішній діаметр колони d = 1,6 м, 
молярна частка спирту в парі, що надходить на нижню тарілку концентраційної 
частини Yжив = 50%. 
Матеріальний баланс 
Таблиця 4.1 – Матеріальний баланс бражної колони продуктивністю 3000 
дал/добу. 
В тому числі 
Продукт Кількість, кг 
спирту води 
Прихід 
Бражка 383028 23679 359349 
Гріюча пара P1 — P1 
Витрати 
Бражний дистилят 53808 23559 30249 
Барда (за виключенням 329100 — 329100 
конденсату пари) 
Конденсат пари P1 — P1 
Втрати 120 120 — 
Разом 383028+ P1 23679 359349+ P1 
 
 
 
 
 
 
69 
 
 
Таблиця 4.2 – Матеріальний баланс епюраційної колони продуктивністю 
3000 дал/добу 
В тому числі 
Продукт Кількість, кг 
спирту води 
Прихід 
Бражний дистилят 53808 23559 30249 
Непастеризований спирт 732 708 24 
Погон з сивушної 1044 993 51 
колони 
Гріюча пара 32010 — 32010 
Витрати 
Головна фракція 639 591 48 
Епюрат 86955 24669 62286 
Разом 87594 25260 62334 
 
Таблиця 4.3 – Матеріальний баланс ректифікаційної колони 
продуктивністю 3000 дал/добу. 
В тому числі 
Продукт Кількість, кг 
спирту води 
Прихід 
Епюрат 86955 24669 62286 
Гріюча пара P2 — P2 
Витрати 
Спирт ректифікований 24618 23187 1431 
Непастеризований спирт 366 354 12 
Сивушний спирт 432 354 78 
Погон парів сивушного 1668 708 960 
масла 
Лютерна вода (без 59805 — 59805 
конденсату пари) 
Конденсат пари P2 — P2 
Втрати 66 66 — 
Разом 86955+ P2 24669 62286+ P2 
 
70 
 
 
Розрахунок кількості тарілок у концентраційній частині 
2
Коефіцієнт дифузії D1,2 визначаємо за рівнянням Джилліленда, см /с, 
               
      (  )   
         
 (     
 )
де Т — температура пари, К; р — загальний тиск, ат; V1, V2 — мольні об’єми 
рідких компонентів 1 та 2 за нормальних температур кипіння, см3/(г·моль); М1, 
М2 — молярні маси компонентів. 
Із таблиць визначаємо температуру спиртоводної пари, яка містить 
о
молярну частку спирту 50% — t = 80 С: 
                      
3
    V1(вода) = M1 / ρ1кип = 18,02 / 0,958 = 18,8 см /(г·моль), 
3
    V1(спирт) = M2 / ρ2кип = 46,07 / 0,74 = 62,2 см /(г·моль), 
  
              
      (  )   
            
    (           )
   
         =                        
 
Витрата парового потоку, що проходить через вільний переріз колони, 
становить  
        (   )              (   )
                   
                     
де ρD, MD — відповідно густина і молярна маса дистиляту. 
Швидкість пари у вільному перерізі колони: 
              
            
  
                 
71 
 
 
де ρG,MG — відповідно густина і молярна маса пари для цього перерізу колони. 
Швидкість пари в отворах тарілки (з урахуванням площі, зайнятої під 
перфоровану частину тарілки та вільного перерізу), м/с, 
 
                
         
Щоб визначити опір парорідинного шару      на тарілці: 
     (    )    , 
потрібно попередньо встановити значення      висоту шару рідини над 
переливною перегородкою: 
  ⁄ 
 
   ( )   
     
де  3
   об’ємна витрата рідини, м /с; П — довжина зливної перегородки, яку 
приймаємо за 1,24 м. 
Об’ємні витрати рідини: 
                 
                   
(   )  (   )     
де                 молярна маса рідини, та її густина             . 
 
        ⁄ 
   ( )          
         
     (           )                  
                   
               
           
           
            
   
                  
72 
 
 
       
           
   
           
Для побудови кінетичної кривої на першій ділянці від                
разраховуємо           для кількох перерізів колони. 
                                         
Коефіцієнт масопередачі : 
                      
             
      
     (   ⁄ )                           
            
                     
 
 Рисунок 4.2 – Визначення кількості контактних ступенів у 
ректифікаційній колоні за кінетичною кривою. 
 За отриманими даними наносимо на поле діаграми     одну з точок 
кінетичної кривої, положення якої встановлюємо зі співвідношення: 
        
              
         
73 
 
 
  На цій ділянці реальних тарілок чотири, про що свідчить рисунок 4.2, на 
якому кількість ступенів між кінетичною кривою і робочою лінією для цієї 
ділянки дорівнює чотирьом. 
 На наступній (другій) ділянці, де молярна частка спирту у рідині зростає 
від             , і на третій ділянці (                     ) кількість 
теоретичних тарілок визначаємо за рівнянням, використавши при цьому 
рівняння рівноваги та табличні значення       . 
Для реальних тарілок     η = 0,72. 
 Із рівняння робочої лінії: 
          
  
          
      
      
           
    
 Визначені у рівнянні рівноваги для другої ділянки значення    
               дають можливість визначити для цього інтервалу параметр 
   . Підставляючи у рівняння отримане значення      розраховуємо кількість 
теоретичних     та реальних тарілок    : 
               
             
               
               
  (    )   ( )
           
            
 
  (        
 )   (
    )
                           
Для третьої ділянки у рівнянні маємо                      
74 
 
 
          
          
          
       
  (
       )
        
      
  (    )
                
 Тоді загальна кількість реальних тарілок у концентраційній частині 
колони становить 
              
Розрахунок кількості теоретичних тарілок спиртової колони 
 Графічне зображення робочих ліній та визначення кількості теоретичних 
тарілок виконуємо на діаграмі рівноважних залежностей      де величини 
       молярні частки спирту відповідно у рідкій та рівноважній з нею паровій 
фазах, %. 
 Значення робочих концентрацій на діаграмі     визначається 
положенням робочої лінії, яка на осі ординат відтинає відрізок, що дорівнює  . 
       
         
    
Теоретичних тарілок дванадцять, про що свідчить рисунок, на якому 
кількість ступенів між кінетичною кривою і робочою лінією дорівнює 
дванадцять. 
 
 
 
 
 
75 
 
 
Розрахунок висоти спиртової колони 
Відстань між тарілками, з конструктивних міркувань, приймаємо 
              
Відстань від верхньої тарілки до кришки колони: 
                 
Відстань від основи колони до першої тарілки:  
                 
Загальна висота колони при кількості реальних тарілок          
        (    )                     
Об’єм пари, що рухається по колоні: 
    
                          
    
Діаметр колони: 
      
  √         
         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
76 
 
 
Розрахунок діаметрів трубопроводів 
Кількість епюрату: 
 
    
    
де ρ — густина спирту,      ; 
Мс  — молярна маса спирту,          
Xм  — молярний вміст спирту, %; 
   
                    
           
Витрати епюрату: 
               
                 
   
Швидкість руху епюрату в трубопроводі, як і інших рідких продуктів, 
рекомендується приймати в межах 0,5 — 1,0    . 
Діаметр патрубка для підведення епюрату:  
         
   √          
        
Витрати пари: 
              
              
    
Швидкість пари в трубопроводі приймаємо      .  
Знаходимо діаметр трубопроводу для підведення нагрівної пари:  
         
   √  √         
          
77 
 
 
Об’єм кубового залишку: 
       (           )   
             
    
Швидкість руху кубового залишку в трубопроводі приймаємо рівній 
        
Знаходимо діаметр патрубка для відведення кубового залишку: 
            
   √  √          
           
Об’єм спирто-водяної пари приймаємо          ⁄   
Швидкість руху спирто-водяної пари в трубопроводі, що відводить пару 
із колони в конденсатор, рекомендується приймати           
Діаметр патрубка для відводу спирто-водяної пари: 
         
    √  √         
           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
78 
 
 
Розрахунок дефлегматора спиртової колони 
При концентрації  спирту 96,2%об приймаємо          
Середня різниця між теплоносіями температур: 
         
 
         
                      
         
          
    
  
    
Теплове навантаження теплообмінника: 
      
Звідки: 
            
             
       
                       
Коефіцієнт теплопередачі приймаємо           (    ) 
 Необхідну площу теплообміну знаходимо за основним рівнянням 
теплопередачі: 
 
    
     
       
           
         
 Приймаємо, що        
 
 
 
79 
 
 
5 ОХОРОНА ПРАЦІ 
5.1   Техніка безпеки при роботі з етиловим спиртом в лабораторії [12,13] 
 Етиловий спирт належить до легкозаймистих рідин (ЛЗР). Температура 
о
спалаху етанолу – 13 С, через що його відносять до постійно небезпечних ЛЗР. 
 ЛЗР у приміщенні лабораторії зберігаються в тонкостінних банках з 
притертими пробками місткістю на 2 л. При більшому об'ємі має бути 
герметичний металевий футляр з кришкою, що щільно закривається. Стінки 
футляра і дно обкладають азбестом, на дно насипають 10 - 15 мм піску. У 
кришці футляра роблять кілька отворів діаметром 5 - 10 мм для виходу парів. 
Футляр розташовують на підлозі подалі від проходів і нагрівачів, але в місці зі 
зручним підходом. Для запобігання вибухам користуються тільки хімічно 
чистим посудом. У приміщеннях лабораторії забороняється зберігати речовини 
з низькою температурою кипіння. Після закінчення роботи їх виносять у 
спеціальне приміщення. Доставка легкозаймистих і вибухонебезпечних 
речовин здійснюється в закритому посуді, що не б'ється, чи в скляному посуді у 
футлярі. Запас у робочому приміщенні не повинен перевищувати добову 
потребу. Усі роботи з цими речовинами проводяться у витяжній шафі з 
увімкненою вентиляцією, вимкненими електроприладами і газовими та іншими 
пальниками. 
 Забороняється нагрівати ємності з ЛЗР на відкритому вогні та 
електронагрівачах. Це роблять тільки в колбонагрівачах. При нагріванні в 
ємності 0,5 л під прилад ставлять більшу ємність для запобігання розливу у 
випадку аварії. Нагрівання ЛЗР можна виконувати тільки у приладах, що 
забезпечують повну конденсацію пари, що утвориться. 
 Ємності після роботи з ЛЗР старанно промивають гарячою водою. 
Виливати самі речовини та їхні відходи в каналізацію забороняється. Їх 
збирають у спеціальний герметично закритий посуд і видаляють з лабораторії 
при регенерації чи знищенні відходів наприкінці робочого дня. 
 
 
80 
 
 
 
 У разі виникнення аварійних ситуацій потрібно: 
 при розлитті ЛЗР – негайно вимкнути пальники, місце розливу засипати 
піском; забруднений пісок зібрати дерев'яним чи пластиковим совком, 
використання інших предметів забороняється; 
 при займанні ЛРЗ – негайно загасити вогонь, застосовуючи вогнестійкі 
накидки, пісок, вогнегасники (окрім пінних), ковдри; воду заборонено 
використовувати, тому що більшість ЛЗР легші за воду, спливають і 
продовжують горіти, а розтікання тільки сприяє поширенню пожежі; 
 при займанні у витяжній шафі – негайно вимкнути вентиляцію, закрити 
шибер витяжного каналу і гасити вогонь, ліквідувавши причину 
загорання; 
 при займанні одягу – негайно його зняти, загорнути потерпілого у 
вогнетривку накидку, ковдру тощо, щоб зменшити доступ кисню. Можна 
застосувати вогнегасник, захистивши очі потерпілого. У жодному разі не 
бігати – це сприяє горінню. При опіках надати потерпілому першу 
медичну допомогу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
81 
 
 
 
 
5.2   Вимоги з техніки безпеки на підприємстві [3] 
Основні вимоги з техніки безпеки для апаратника ректифікації спирту 
 До роботи допускаються особи, які досягли 18-річного віку, пройшли 
медичний огляд, вступний інструктаж, спеціальне навчання, перевірку 
теоретичних і практичних знань у кваліфікаційній комісії з питань охорони 
праці, первинний інструктаж на робочому місці, стажування для придбання 
навичок безпечного ведення процесів перегонки і ректифікації спирту та мають 
відповідне посвідчення. 
 На працівника можуть впливати такі небезпечні та шкідливі фактори: 
 підвищена температура поверхні устаткування, трубопроводів та 
арматури; 
 електричний струм при замиканні його на корпус устаткування; 
 присутність вибухонебезпечної суміші (парів спирту) у повітрі робочої 
зони; 
 відкрита пара, гаряча маса і вода (при порушенні герметичності 
устаткування); 
 пари спирту, ефірів, сивушного масла, кислот, лугів. 
 Дія цих шкідливих речовин на організм людини характеризується такими 
факторами: етиловий спирт (етанол) - отруйна легкозаймиста речовина без 
кольору з характерним для спирту запахом. При попаданні в організм викликає 
наркотичне отруєння. Пари спирту теж шкідливі для організму людини. 
Гранично-допустимі концентрації (ГДК) у повітрі робочої зони для парів 
3 3
етилового спирту - 1000 мг/м , токсична концентрація - 16 г/м , при якій 
можлива смерть. Крім того, пари спирту у суміші з повітрям вибухонебезпечні. 
3
Вибух можливий при концентрації спирту у повітрі вище 3,6% об. або 68 г/м . 
 Пара головної фракції (альдегіди, складні ефіри, вищі спирти - 
ізоаміловий та інші, метанол, кислоти) викликає подразнення слизових 
82 
 
 
оболонок дихальних шляхів. А попадання на шкіру головної фракції етилового 
спирту у вигляді рідини викликає сильне подразнення. 
 Кінцева фракція – сивушне масло (ізоаміловий спирт, ізобутиловий 
спирт, н-пропіловий спирт, н-бутиловий спирт, етанол) у вигляді парів 
викликає подразнення очей і слизових оболонок дихальних шляхів. Сивушне 
масло в рідкому стані викликає подразнення шкіри при попаданні на неї. 
 У брагоректифікаційному відділенні працівникам за нормами належить 
мати такі засоби індивідуального захисту: 
 халати робочі; 
 костюми робочі; 
 ковпаки. 
 Апаратники зобов’язані суворо дотримуватись вимог безпеки перед 
початком роботи, під час роботи, в аварійних ситуаціях та після закінчення 
роботи згідно ―Типових інструкцій з охорони праці за професіями та видами 
робіт у спиртовому та лікеро-горілчаному виробництвах‖. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
83 
 
 
 
ВИСНОВОК 
 Оскільки перегонка є одним із основних процесів спиртового 
виробництва, що впливає на якість етанолу, в даній роботі дослідження 
проводилися з метою покращення процесу ректифікації і створення умов для 
більш повного вилучення домішок із кінцевого продукту. Для досягнення цієї 
мети було прийнято рішення про використання методу гідроселекції. 
 Аналізуючи отримані експериментальні дані, було доведено, що 
використання методу гідроселекції для покращення виділення домішок спирту 
в епюраційній колоні є доцільним. Однак, потрібно зважати на те, що подача 
води в колону покращує виділення ефірів, але погіршує виділення альдегідів. 
Для вирішення цієї проблеми потрібно буде збільшувати подачу пари. 
 Порівнюючи використання гідроселекції в звичайному режимі роботи і 
при відборі 5% дистиляту від загальної кількості спирту що надходить в 
епюраційну колону, виявлено, що відбір дистиляту майже не впливає на 
підвищення кратності виділення домішок. 
 При проведенні технологічних розрахунків було встановлено кількість 
контактних пристроїв (тарілок) у концентраційній частині ректифікаційної 
колони, їх кількість становить 30 одиниць.  
 Також встановлено, що найбільш доцільним, в поєднанні з 
гідроселекцією, є використання в епюраційній колоні багатоковпачкових 
тарілок. 
 Беручи до уваги, що етиловий спирт належить до легкозаймистих рідин, а 
його пари здатні вибухати при високих концентраціях в повітрі, потрібно 
дотримуватися ПІ 1.3.10-456-2006. Примірна інструкція з охорони праці при 
виконанні робіт з легкозаймистими і горючими рідинами та ПІ 1.4.32-419-2005. 
Примірна інструкція з охорони праці при роботах з бутиловим, ізопропиловим, 
бензиловим та етиловим спиртами. 
 
84 
 
 
 
 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
1. Виробництво етилового спирту URL: https://www.systopt.com.ua/article-
proyzvodstvo-yetylovogo-spyrta  
2. Природа домішок етилового спирту та засоби регулювання хімічних і 
сенсорних характеристик спирту / Н. А. Нагурна, В. М. Головченко, В. Г. 
Буряков // Харчова наука і технологія. - 2011. - № 3. - С. 65-68 
3. Технологія спирту. В.О.Маринченко, В.А.Домарецький, П.Л.Шиян, 
В.М.Швець, П.С.Циганков, І.Д.Жолнер. /Під ред. проф. В.О.Маринченка. - 
Вінниця: ―Поділля-2000‖, 2003. - 496 с. 
4. Шиян П.Л., Сосницький В.В., Олійнічук С.Т. Інноваційні технології 
спиртової промисловості. Теорія і практика: Монографія. — К.: Видавничий 
дім «Асканія», 2009. — 424 с. 
5. В. Л. Яровенко, Б. А. Устінніков, Ю. П. Богданов, С. І. Громов «Довідник з 
виробництва спирту. Сировина, технологія і технохімконтроль».- М. Легка і 
харчова пром-сть, 1981. 
6. Підвищення якості спирту етилового ректифікованого в процесі 
брагоректифікації / Ю. В. Булій, А. М. Куц, М. В. Бондар, Р. М. Мукоїд // 
Харчова промисловість. – 2020. – № 28. – С. 17–24. 
7. Підвищення експлуатаційних характеристик брагоректифікаційних 
установок шляхом використання технології керованої ректифікації / Ю. В. 
Булій, П. Л. Шиян, А. М. Куц, А. П. Дмитрук // Харчова промисловість. – К. 
: НУХТ, 2017. - Т. 23, № 2. - С. 234-240. 
8. Підвищення ефективності процесів масообміну між рідиною і парою в 
брагоректифікаційних установках / Ю.В. Булій, О.М. Ободович // 
Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 4. — С. 39-43. — 
Бібліогр.: 6 назв. — укр. 
85 
 
 
9. ДСТУ 4181:2003.Спирт етиловий ректифікований і спирт етиловий – 
сирець. [Дата затвердження 16.05.2003]. Київ, 2004. 30 с. 
10. ДСТУ 4522:2006. Жито. Технічні умови. [Дата затвердження 
20.02.2006/Зміна №1-№307 від 28.08.2009]. Київ, 2009. 18 с. 
11. Милик М. Вплив подачі води в епюраційну колону БРУ прямої дії на 
виділення головних домішок / М. Милик // Вісник ТДТУ. — Т. : ТДТУ, 
2000. — Том 5. — № 1. — С. 122–129. — (Хімія. Хімічна, біологічна та 
харчова технології). 
12. Робота з вогне- та вибухонебезпечними речовинами.URL: 
http://um.co.ua/7/7-15/7-156872.html  
13. Вимоги безпеки при роботі з легкозаймистими та горючими рідинами URL: 
https://studfile.net/preview/5585327/page:4/  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
86 
 
 
 
 
 
 
Додаток А 
УДК 663.55 
УДОСКОНАЛЕННЯ ЯКОСТІ РЕКТИФІКОВАНОГО СПИРТУ В 
ПРОЦЕСІ РЕКТИФІКАЦІЇ 
 
Савченко О.О., студент Факультету технологій, будівництва та 
раціонального природокористування 
Сухенко В.Ю., доктор технічних наук, професор кафедри харчових технологій 
Черкаський державний технологічний університет 
 Етиловий спирт знаходить широке застосування. Харчова промисловість - 
його головний споживач: спирт використовують при виготовленні лікеро-
горілчаних та плодово-ягідних напоїв, для кріплення виноматеріалів і 
купажування виноградних вин, у виробництві оцту, харчових ароматизаторів і 
парфюмерно-косметичних виробів [1]. 
 Традиційним видом сировини при виробництві харчового етилового 
спирту є рослинна сировина з високим вмістом крохмалю (зернові культури, 
картопля) або цукрів (меляса, цукровий буряк). 
 Залежно від ступеня очищення, для харчової промисловості етиловий 
ректифікований спирт виробляється першого сорту, вищого очищення, 
«екстра», і «люкс». Спирт першого сорту й вищого очищення виготовляється з 
меляси й непопуляційного зерна, спирт «екстра» і «люкс» - лише з 
кондиційного зерна. 
 Якість сировини має значний вплив на якість отримуваного спирту. При 
використанні некондиційного або зараженого зерна утворюється більша 
кількість токсичних мікродомішок, які негативним чином впливають на 
показники готової продукції. 
 В даний час можливості поліпшення якості ректифікованого спирту, 
виробленого за традиційною технологією, за рахунок підвищення якості 
переробленої сировини практично вичерпані, у зв'язку з чим потрібна розробка 
нових ресурсів і технологічних схем. 
 Працівниками НУХТ у виробничих умовах були проведені дослідження 
ефективності очищення спирту етилового ректифікованого від летких домішок 
в епюраційній, ректифікаційній і розгінній колонах брагоректифікаційної 
установки. Встановлено, що для підвищення ступеню очищення спирту 
етилового ректифікованого від летких домішок доцільно використовувати 
колонне обладнання циклічної дії, в кубовій частині розгінної колони 
87 
 
 
забезпечити концентрацію етилового спирту, яка не перевищує 4% об., останню 
використовувати для проведення гідроселекції в епюраційній колоні, в 
ректифікаційній колоні збільшити зону пастеризації на 10 тарілок. За таких 
умов органолептичні і фізико-хімічні показники ректифікованого спирту 
повністю відповідають вимогам ДСТУ 4221:2003 для спирту сорту «Люкс». 
Для отримання спирту сорту «Пшенична сльоза» в технологічну схему БРУ 
доцільно включати колону кінцевого очищення, яка працює в режимі повторної  
епюрації. Запропоновані заходи вимагають обов’язкового забезпечення 
постійного контролю технологічних параметрів і роботу технологічного 
обладнання в заданому автоматизованому режимі [2]. 
 В Інституті кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України розроблено 
та запатентовано спосіб для виробництва ректифікованого етилового спирту, 
що дає змогу виробляти спирт високої якості при мінімальних витратах спирту 
з побічними продуктами, та установку для його здійснення.  Спосіб дозволяє 
практично повністю видалити всі домішки, а метанол – до бажаної 
концентрації.  
 Особливість розробленої технології полягає у тому, що епюрацію 
здійснюють при інтенсивній гідроселекції (цей процес автори назвали 
екстрактивною епюрацією), головні та проміжні домішки виводяться одним 
потоком у вигляді сивушно-естероальдегідного концентрату (або іншими 
словами, концентрату головних та проміжних домішок), метанольна фракція 
виводиться окремо з метанольної колони. Спосіб дозволяє значно підвищити 
органолептичні властивості спирту. При цьому витрати спирту з побічними 
фракціями складають 0,5 % і менше від безводного спирту [3,4,5].  
 Спосіб та установка дозволяють здійснити глибоке та цілеспрямоване 
очищення спирту від головних, проміжних, кінцевих домішок, у тому числі 
верхніх проміжних домішок, які важко видаляються і негативно впливають на 
фізико-хімічні та органолептичні показники спирту, а також дають змогу 
виробляти спирт високої якості навіть з дефектної сировини [5]. 
 Можна зробити висновок, що удосконалення якості ректифікованого 
спирту в процесі ректифікації є можливим і потребує подальших досліджень. 
 
Список використаної літератури: 
14. Технологія спирту. В.О.Маринченко, В.А.Домарецький, П.Л.Шиян, 
В.М.Швець, П.С.Циганков, І.Д.Жолнер. /Під ред. проф. В.О.Маринченка. - 
Вінниця: ―Поділля-2000‖, 2003. - 496 с. 
15. Підвищення якості спирту етилового ректифікованого в процесі 
брагоректифікації [Текст] / Ю.В. Булій, А.М. Куц, М.В. Бондар, Р.М. 
Мукоїд// Журн. «Харчова промисловість». – К.: НУХТ, 2020 р. 
16. Буряков, В. Математична модель процесу ректифікації багатокомпонентних 
сумішей [Текст] / В. Буряков, І. Сергієнко, О. Ходзінський // Харчова і 
переробна промисловість – 2008.- № 2 – с.16-17.  
88 
 
 
17. Буряков, В. Математичні моделі ректифікації [Текст] / В. Буряков // Харчова 
і переробна промисловість. – 2008.- № 12 – с.5-6 
18. Природа домішок етилового спирту та засоби регулювання хімічних і 
сенсорних характеристик спирту / Н. А. Нагурна, В. М. Головченко, В. Г. 
Буряков // Харчова наука і технологія. - 2011. - № 3. - С. 65-68 
 
 
89
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
