Суть ректификации

Ректификация спирта – разделение многокомпонентной спиртосодержащей смеси на чистые фракции (этиловый и метиловый спирты, воду, сивушные масла, альдегиды и другие), имеющие разную температуру кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах (тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах – ректификационных колоннах.

Принцип работы ректификационной колонны. Жидкость в кубе доводят до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне и попадает в дефлегматор, где охлаждается и конденсируется (появляется флегма), затем по стенкам трубы возвращается в жидком виде в нижнюю часть колонны, на обратном пути контактируя с поднимающимся паром на тарелках или насадках. Под действием нагревателя флегма снова становится паром, а пар вверху – опять конденсируется дефлегматором. Процесс становится циклическим, оба потока непрерывно контактируют друг с другом.

После стабилизации (пара и флегмы достаточно для равновесного состояния) в верхней части колонны скапливаются чистые (разделенные) фракции с самой низкой температурой кипения (метиловый спирт, уксусный альдегид, эфиры, этиловый спирт), внизу – с самой высокой (сивушные масла). По мере отбора нижние фракции постепенно поднимаются вверх по колонне.

Схема работы ректификационной колонны

С физической точки зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими). Одновременно с обогащением происходит обмен теплом. Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным дистиллятором, приходится собирать «голову», «тело» и «хвост». Разница только в чистоте выхода. При ректификации фракции не «смазываются» – вещества с близкой, но хотя бы на десятую долю градуса разной температурой кипения не пересекаются, поэтому при отборе «тела» получается практически чистый спирт, чего нельзя достигнуть при дистилляции, какая бы конструкция аппарата не использовалась.

Преимущество ректификации – в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Недостаток – теряется органолептика исходного сырья, это значит, что вкус алкогольного напитка из ячменя и яблок будет одинаковым. Спирт-ректификат используется только для производства водки, иногда в ликерах, настойках и наливках. В технологии приготовления некоторых других крепких напитков, например текилы и виски, допустимо смешивание ректификата и дистиллята в определенном соотношении. Обычно доля дистиллята не меньше 51%, и чем качественнее напиток, тем меньше в нем ректификата.