Neutral spirit production: simulation of a distillation plant
2006
Decloux, M. | Coustel, J.
English. Our aim was to simulate with ProSim Plus software the functioning of distillation columns used to produce neutral spirit from fermented juice. A model solution consisting of water, ethanol and 6 representative congeners (acetaldehyde, ethyl acetate, propanol, isobutanol, isoamyl alcohol) was employed. We initially chose two models which might be suitable for alcohol solutions (NRTL and UNIFAC). Comparison of the predictions supplied by the two models with data published by a Japanese team made it possible to prefer the UNIFAC model. Simulations were performed for the entire plant, comprising 7 columns in series (2 to produce intermediate product and 5 to obtain neutral spirit). Thanks to the simulation, it was possible to demonstrate the role of each of these columns: the distillation plant produces an intermediate product with a markedly reduced isoamyl alcohol content; the extractive distillation column eliminates the majority of ethyl acetate and acetaldehyde and half the high alcohols, but has no action on methanol; the rectifier column makes it possible to eliminate the remaining high alcohols; and, finally, the demethylizer column is essential to eliminate methanol. The congeners concentrating column made it possible to concentrate ethanol to comply with commercial requirements and, above all, to recycle 55% of the ethanol introduced into it from extractive and rectifier columns
Show more [+] Less [-]Italian. Il nostro obiettivo era di simulare il funzionamento delle colonne per la distillazione utilizzate per la produzione di alcol neutro a partire da succo fermentato con l'aiuto del programma ProSim Plus. E' stata usata una soluzione modello costituita da acqua, etanolo e da 6 non-alcoli rappresentativi (acetaldeide, acetato d'etile, propanolo, isobutanolo, alcool isoamilico). Per il modello termodinamico abbiamo selezionato a priori due modelli che potevano fare al caso per le soluzioni alcoliche. Il confronto delle previsioni fornite da questi due modelli con i dati pubblicati da un gruppo giapponese ha permesso di scegliere il modello UNIFAC. Le simulazioni sono state realizzate per l'insieme dell'unità comprendente 7 colonne in serie (2 per produrre l'alcol intermedio e 5 per passare all'alcool neutro). Grazie alla simulazione, si è potuto rappresentare il ruolo di ciascuna delle colonne: l'unità che tratta il succo fermentato ha prodotto un alcol intermedio il cui tenore in alcol isoamilico era stato fortemente ridotto; la colonna di idroselezione elimina la maggior parte di acetato d'etile e di acetaldeide e per la metà gli alcoli superiori, ma non ha alcuna azione sul metanolo; la colonna di rettifica permette di eliminare la restante parte degli alcoli superiori; infine, la colonna di demetanolizzazione è indispensabile per eliminare il metanolo. La colonna di concentrazione dei prodotti affini, associata alla colonna di alleggerimento, permette di concentrare l'etanolo per rispondere alle esigenze commerciali e, soprattutto, di riciclare verso la colonna di idroselezione il 55% dell'etanolo introdotto con le estrazioni emesse dalla testa della colonna di idroselezione e delle estrazioni di oli dalla colonna di rettifica
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