DE2050212C3 - Process for the production of purified alcohol from fermented mash Trial and Lenran staft for alcohol production, 1000 Berlin; Rother, Hans, 4712 Werne - Google Patents

Description

3030th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von gereinigtem Alkohol aus vergorenen Maischen, bei dem der zur Emgeistung benutzte Dampf sowohl zur Rektifikation als auch zur Entfernung der Vorlaufprodukte eingesetzt wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung der Destillate für sogenannte originäre Branntweine wie Korn, Whisky, Weinbrand, Rum usw., die zum Teil stark, zum Teil weniger stark gereinigt werden, denen aber ein rohstofftypisches Aroma eigen ist.The invention relates to a method for the continuous recovery of purified alcohol from fermented Mashing, in which the steam used for emgeistation is used for both rectification and removal the preliminary products are used. This method is particularly suitable for producing the Distillates for so-called original brandies such as grain, whiskey, brandy, rum, etc., some of which are strong, partly less strongly cleaned, but which have an aroma typical of the raw material.

Üblicherweise wird Alkohol dieser Art auf periodisch arbeitenden Blasen-, Blasenkolonnen- oder kontinuierlichen Apparaten hergestellt. Aus der DT-PS 6 75 106 ist ein Verfahren zur Vorreinigung von Alkohol bei der unmittelbaren Destillation aus vergorenen, schwach alkoholischen Flüssigkeiten bekannt, bei welchem man durch schwache Verdampfung ein Destillat abzieht, das zur vollständigen Abtrennung der darin enthaltenen unlöslichen Verunreinigungen entgeistet wird, wobei diese unlöslichen und die flüchtigen Verunreinigungen abgezogen und der vorgereinigte Alkohol frischer alkoholischer Flüssigkeit zugemischt wird. Diese Verfahrensweise stellt auf die Erzeugung von Neutralsprit ab und macht einen Fuselölabzug überflüssig.Typically, alcohol of this type is used on intermittent bubbles, column columns, or continuous Apparatus manufactured. From DT-PS 6 75 106 is a process for the pre-cleaning of alcohol in the immediate distillation from fermented, weakly alcoholic liquids known, in which one a distillate is drawn off by weak evaporation, which is necessary for the complete separation of the contained insoluble impurities is de-flooded, these insoluble and the volatile impurities withdrawn and the pre-cleaned alcohol is mixed with fresh alcoholic liquid. This procedure is based on the production of neutral fuel and makes a fusel oil deduction superfluous.

Nach der DT-PS 6 75 106 sollen die störenden Verunreinigungen der Maische, vor allem die mit Alkohol azetrope Gemische bildenden Substanzen in einem geringen Dampfvolumen, welches 1 bis 10 Gew.-% der behandelten Maische ausmacht, vollständig abgetrieben werden, wobei zugrundegelegt wird, daß das Acetyl mit einem Siedepunkt von 102°C ein binäres azeotropes Gemisch mit 21% Acetal bildet. Die DT-PS glaubt daher, das Acetal als binäres Azeotrop zum Kolonnenkopf destillieren zu können und stattet demgemäß die Kolonne, in welcher die geringe Verdampfung erfolgt, mit kleiner Verweilzeit aus. Wie sich zeigte, wandert jedoch das Acetal in der Praxis mit zur eigentlichen Entgeistungskolonne, wird dort infolge _einer Gleichgewichtsreaktion mit Acetaldehyd und Äthanol total gespalten, so daß ein großer Teil des freigesetzten Aldehyds zur Reküfizterkolonne gelangen kann wo er erneut teilweise Diäthylacetal bildet. Am Kcpf der Rektifizierkolonne erhält man einen Neutralsprit der nicht vollständig frei von Acetaldehyd ist. Nach dem Prinzip des Verfahrens der DT-FS 6 75 106 werden noch heute Weindestillate mit einem Aldehydgehalt von 50 bis 100 mg/Liter gereinigtem Alkohol hergestelltAccording to DT-PS 6 75 106, the disruptive impurities in the mash, especially the substances forming azeotropic mixtures with alcohol, should be completely driven off in a small vapor volume, which makes up 1 to 10% by weight of the treated mash, based on the assumption that that the acetyl with a boiling point of 102 ° C forms a binary azeotropic mixture with 21% acetal. The DT-PS therefore believes that it can distill the acetal as a binary azeotrope to the top of the column and accordingly equips the column in which the slight evaporation takes place with a short residence time. As it turned out, however, in practice the acetal migrates with the actual _{de-spiriting column, where it is totally split as a} result of an equilibrium reaction with acetaldehyde and ethanol, so that a large part of the released aldehyde can reach the recuperation column, where it again partially forms diethyl acetal. At the top of the rectification column, a neutral fuel is obtained which is not completely free from acetaldehyde. According to the principle of the DT-FS 6 75 106 process, wine distillates with an aldehyde content of 50 to 100 mg / liter of purified alcohol are still produced today

Ein ähnliches Verfahren wird von der FR-PS 12.28 832 vorgeschlagen, mit welchem jedoch ein niedrigprozentiger Alkohol hergestellt werden soll. Das Lutterwasser aus einer Verstärkungskolonne wird dabei vollkommen auf den Kopf einer Vorlaufkolonne gepumpt, die keinen weiteren Rücklauf erhält, so daß sich der niedrig? Alkoholgehalt einstellt Bei dem Verfahren der FR-PS 12 28 832 werden neben leichtflüchtigen auch schwerflüchtjge, für das rohstoff typische Aroma verantwortliche Substanzen abgetrenntA similar method is proposed by FR-PS 12.28 832, but with which one low-percentage alcohol is to be produced. The Lutterwasser from a strengthening column is used completely pumped to the top of a forward column that receives no further reflux, so that the low? Alcohol content adjusts in the process of FR-PS 12 28 832 besides volatile also difficult to escape, typical of the raw material Substances responsible for aroma separated

Bei G. F ο t h, »Handbuch der Spiritusfabrikation«, 1929, S. 790 bis 791, werden Apparaturen zur Herstellung von hochprozentigem Spiritus beschrieben, die einen Alkohol mit weniger als 0,1 Gew.-% Aldehyd herzustellen gestatten. Dies entspricht einem Gehalt von etwa 810 mg Aldehyd pro Liter. Die OE-PS 1 88 677 benutzt den gleichen Aufbau wie die DT-PS 6 75 106. speist jedoch eine Hilfskolonne am Kopf mit Lutterwasser der Rektifizierkolonne. Dieses als Hydroselektion bekanntgewordene Verfahren dient dazu, den Alkoholgehalt im Vorlauf herabzusetzen, um auf diese Weise die Feinspritausbeute zu erhöhen. Auch bei diesem Verfahren ist der in die Rekiifi/ierkoionne geleitete Dampf nicht völlig aldehydfrei.In G. F ο t h, »Handbook of Spirit Manufacture«, 1929, pp. 790 to 791, apparatus for the production of high-proof alcohol are described, which make it possible to produce an alcohol with less than 0.1% by weight of aldehyde. This corresponds to a salary of about 810 mg of aldehyde per liter. The OE-PS 1 88 677 uses the same structure as DT-PS 6 75 106. but feeds an auxiliary column at the top with Lutter water the rectification column. This process, known as hydroselection, is used to determine the alcohol content reduce in advance in order to increase the fine fuel yield. Even with this one The procedure is that which is passed on to the Rekiifi / ierkoionne Steam not completely aldehyde-free.

Kornfeindestillat wird bisher in zwei Verfahrensvarianten hergestellt:Fine grain distillate has so far been produced in two process variants:

a) !n einem ersten Schritt wird kontinuierlich ein Rohdestillat mit 60-90 Vol. % Alkoholgehalt erzeugt, das in einem zweiten Schritt nnch Verdünnen auf 40 Vol.-% periodisch auf 96 VoI-% rektifiziert wird. Während dieses zweiten Schrittes erfolgt die Abtrennung der unerwünschten Begleitstoffe, wie Acetaldehyd, gewisser Ester, flüchtiger Fettsäuren und höherer Alkohol, die als »Fuselöl« zusammengefaßt werden.a)! In a first step, a raw distillate with 60-90 vol.% alcohol content is continuously produced, which is periodically rectified to 96% by volume in a second step after dilution to 40% by volume. During this second step, the unwanted accompanying substances, such as acetaldehyde, are separated certain esters, volatile fatty acids and higher alcohols, which are grouped together as "fusel oil".

b) Das Rohdestillat wird im ersten Schritt wie unter a) geschildert produziert. Im zweiten Schritt erfolgt die Rektifikation danach jedoch kontinuierlich in einem aus zwei bis drei Kolonnen bestehenden Mehrkolonnensystem. Auch hier werden die unerwünschten Komponenten erst während dieses zweiten Schrittes abgetrennt.b) The raw distillate is produced in the first step as described under a). The second step is the Thereafter, however, rectification is continuous in a multi-column system consisting of two to three columns. Here, too, the undesired components are only separated off during this second step.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Alkohol zu entwickeln, das die Maischedestillation und Rektifikation in vorteilhafter Weise miteinander koppelt, wobei insbesondere hohe Ausbeuten und eine Einsparung an Dampf- und Kühlwasserverbrauch angestrebt wurde. Der nach diesem Verfahren hergestellte hochrektifizierte Alkohol sollte sein rohstofftypisches Aroma voll beibehalten und einen möglichst niedrigen Acetaldehydgehalt aufweisen.The invention was based on the object of a continuously operating process for extraction of purified alcohol to develop, which the mash distillation and rectification in more advantageous Way couples with each other, with particularly high yields and a saving in steam and Cooling water consumption was aimed for. The highly rectified alcohol produced by this process should fully retain its raw material-typical aroma and have the lowest possible acetaldehyde content.

Diese Aufgabe wurde mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst.This task was matched with the one mentioned at the beginning Procedure solved.

Erfindungsgemäß erfolgt die Destillation kontinuierlich, wobei ein so angeordnetes System von Kolonnen verwendet wird, daß sich ein Dampf (Heizmittel)- und Wasser-(Kühlmittel)verbrauch ergibt, der nur ungefähr 50% vom bisher üblichen beträgt. Dies sei am Beispiel der Herstellung von Kornfeindestillat erläutert.According to the invention, the distillation takes place continuously, with a system of columns arranged in this way is used that results in a steam (heating medium) and water (coolant) consumption that is only approximately 50% of what was previously the norm. This is explained using the example of the production of fine grain distillate.

Erfindungsgemäß wird das Kornfeindestillat kontinuierlich in einem Schritt direkt aus der Maische gewonnen. Die unerwünschten Komponenten werden zum überwiegenden Teil schon aus der Maische abgetrennt und nicht erst aus einem ais Rohdestillat bezeichneten ZwischenproduktAccording to the invention, the fine grain distillate is continuous Obtained directly from the mash in one step. The unwanted components will be for the most part already separated from the mash and not only from a raw distillate designated intermediate

Der Vorteil des neuen Verfahrens ist aus der nachfolgenden Tabelle zu ersehen.The advantage of the new process can be seen in the table below.

Dampf Wasser AusbeuteSteam water yield

kg/hl r.A. mVhi rA. % Feindestillaikg / hl r.A. mVhi rA. % Fine distillery

Verfahren a) 500-600 4,5-5,5 60-85Method a) 500-600 4.5-5.5 60-85

Verfahren b) 480-550 4,5-5,0 95-98Method b) 480-550 4.5-5.0 95-98

der Erfindung 250-300 1,5-2,0 97-98of the invention 250-300 1.5-2.0 97-98

Bei hoher Ausbeute ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Dampfbedarf, der etwa 50% und ein Wasserbedat f, der etwa 30 — 40% des bisher üblichen beträgt.With a high yield, the process according to the invention results in a steam requirement of about 50% and one Wasserbedat f, which is about 30 - 40% of the previously usual amounts to.

Das Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben:The procedure is described below using the drawing:

Die Maische fließt durch Leitung 1 der Kolonne B tu und wird hier in an sich bekannter Weise von gelösten Gasen befreit. Gleichzeitig werden Substanzen mit Vorlaufcharakter von dem aufsteigenden Dampf durch Rohr 2 nach Kolonne C transportiert Hier erfolgt e.ne Konzentrierung, so daß der durch Rohr 3 in den Kondensator K] eintretende Dampf gegenüber dem der Kolonne C mit Rohr 2 zugeführten hinsichtlich der Vorlaufkomponenten wesentliche angereichert ist.The mash flows through line 1 of the column B tu and is freed from dissolved gases here in a manner known per se. At the same time, substances with a flow character are transported by the rising vapor through tube 2 to column C. Here there is a concentration so that the vapor entering the condenser K] through tube 3 is substantially enriched in terms of flow components compared to that fed to column C with tube 2 is.

Das Kondensat fließt durch Rohr 4 dem Kopf von Kolonne C wieder zu. Ein Teil des Kondensates wird durch Rohr 5 dem Kreislauf entzogen. Das in Kolonne C herabfließende Kondensat gelangt durch Rohr 6 zum Kopf Kolonne Sund fließt mit der Maische vereint zum Fuß dieser Kolonne und durch Rohr 7 zum Kopf der Abtriebskolonne A. Hier wird der Maische in an sich bekannter Weise durch den am Fuß 8 zugeführten Dampf der Alkohol entzogen, so daß durch Rohr 9 cie alkoholfreie Schlempe abläuft.The condensate flows through pipe 4 to the top of column C again. Part of the condensate is withdrawn from the circuit through pipe 5. The condensate flowing down in column C passes through pipe 6 to the top of the column Sund flows with the mash combined to the base of this column and through pipe 7 to the top of stripping column A. Here, the mash is in a manner known per se by the steam supplied at the base 8 Alcohol removed, so that cie alcohol-free vinasse runs through pipe 9.

Am Kopf der Kolonne A wird erfindungsgemäß der Dampf so geteilt, dflß über Rohr 10 den Kolonnen ßund C nur etwa 1 - 3% der durchgesetzten Alkoholmenge zugeführt wird, während 97-99% der Alkoholmenge über 11 zur Kolonne D fließen. Hier erfolgt die Rektifikation auf hohe Alkoholstärke unter Abscheidung von höheren Alkoholen 12. Der am Kopf der Kolonne D austretende Dampf fließt über Rohi 13 dem Kondensator K2 zu. Das Kondensat läuft als Rücklauf über Rohr 14 zur Kolonne D zurück. Das herzustellende Destillat läßt sich über Rohr 15 entnehmen. Am Fuß dieser Kolonne D fällt ein alkoholhaltiger Lutter an, der mit einer Pumpe und Rohrleitung 16 der Abtriebskolonne A zugeführt und dort entgeistet wird. Die Kolonnen können in bekannter Weise als Boden- oder Füllkörperkolcnnen ausgeführt werden.At the top of column A , the vapor is divided according to the invention in such a way that only about 1-3% of the amount of alcohol passed through is fed to columns 3 and C via pipe 10, while 97-99% of the amount of alcohol flows via 11 to column D. Here, the rectification to high alcohol strength takes place with the separation of higher alcohols 12. The vapor emerging at the top of the column D flows via Rohi 13 to the condenser K2 . The condensate runs back to column D as reflux via pipe 14. The distillate to be produced can be taken from pipe 15. At the foot of this column D , an alcohol-containing lutter is obtained, which is fed to the stripping column A with a pump and pipeline 16 and is removed there. The columns can be designed in a known manner as tray or packed columns.

Das Verfahren ist mit hohen Feinspritausbeuten durchführbar. So wurden z. B. mit einer einzigen Kampagne im Jahresdurchschnitt je b3,2 Liter Alkohol, die insgesamt erzeugt wurden, 61,7 Liter Feindestillat und nur 1,5 Liter Alkohol im Vor- und Nachlauf erhalten.The process can be carried out with high fine fuel yields. So were z. B. with a single Campaign on an annual average for every b3.2 liters of alcohol produced in total, 61.7 liters of fine distillate and only received 1.5 liters of alcohol in the pre- and post-carriage.

Das folgende Beispiel zeigt, daß man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hochrektifizierten Alkohol mit rohstofftypischem Aroma und niedrigem Azctaldehydgehalt gewinnen kann.The following example shows that highly rectified alcohol can be obtained by the process according to the invention with a flavor typical of the raw material and a low acetaldehyde content.

Eine erfindungsgemäß konstruierte technische Anlage lieferte ein Kornfeindestillat, das sensorisch ein feines und typisches Kornaroma und folgende Analysendaten aufwies:A technical system constructed according to the invention delivered a fine grain distillate that was sensory had a fine and typical grain aroma and the following analysis data:

Aldehydaldehyde

FuselölFusel oil

EsterEster

Säureacid

pH-WertPH value

< 4 mg/1 r. A.<4 mg / 1 r. A.

< 4 mg/1 r. A.
20 mg/1 r. A.<4 mg / 1 r. A.
20 mg / 1 r. A.

0
6,90
6.9

Beispielexample

In einer der Zeichnung entsprechenden Versuchsanlage wurden durch Rohrabzug 5 pro Stunde 2 Liter Vorlauf entnommen bei einer Feinspritleistung am Rohr 15 von 250 Liter pro Stunde. Dies entsprach ca. 1 %.In a test installation corresponding to the drawing, 5 were drawn off to produce 2 liters per hour Flow taken with a fine fuel output at pipe 15 of 250 liters per hour. This corresponded to approx. 1%.

In einem weiteren Versuch wurden bei gleicher Feinspritleistung 7 bis 8 Liter Vorlauf am Rohr 5 entnommen.In a further test, 7 to 8 liters of flow were fed to pipe 5 with the same fine fuel output taken.

Die gesamte Anlage wurde jeweils 10 Stunden mit dieser Einstellung gefahren, bevor Feinspritproben zur Untersuchung entnommen wurden. Als Brennmaterial diente Weizenmaische. Im ersten Fall ergab sich ein Aldehydgehalt, der nur etwa 2 mg/Liter über dem Aldehydgehalt von eff-Sprit der Bundesmonopolverwaltung lag. Im zweiten Fall war die bei der Reaktion gemessene Extinktion derjenigen des eff-Sprits praktisch gleich. Eff-Sprit der Bundesmonopolverwaltung stellt den saubersten bekannten Alkohol zum Ansetzen von Eichreihen dar.The entire system was run with this setting for 10 hours before fine fuel samples were taken Examination were taken. Wheat mash served as fuel. In the first case, there was one Aldehyde content, which is only about 2 mg / liter above the aldehyde content of eff-Sprit of the federal monopoly administration lay. In the second case, the absorbance measured in the reaction was practical that of the eff-fuel same. Eff-Sprit of the federal monopoly administration provides the cleanest known alcohol for preparation of calibration series.

In beiden Fällen war die Entgasungskolonne I mit einer entsprechend langen Verweilzeit ausgestattet, so daß das Acetal hier praktisch vollständig zerlegt werden konnte und kein Acetaldehyd in die Rektifizierkolonne gelangt.In both cases, the degassing column I was equipped with a correspondingly long residence time, see above that the acetal could be almost completely broken down here and no acetaldehyde in the rectification column got.

Der erzeugte Feinsprit verkostete sich deutlich kornaromatisch, reintönig und typisch. Geschmacklich hätte man ihn keineswegs mit Primasprit oder gar eff-Sprit verwechseln können.The fine liquor that was produced was clearly aromatic, pure and typical. Taste one could not have confused it with primate fuel or even eff fuel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Alkohol mit rohstofftypischem Aroma aus vergörener Maische, wobei Substanzen mit Vorlaufcharakter direkt aus der Maische mit einer Entgasungskolonne (B) abgetrennt und in einer weiteren Kolonne (C) hinsichtlich ihrer Vorlaufbestandteile konzentriert werden, während die Maische zum Kopf einer Abtriebskolonne (A) fließt, in welcher ihr durch zugeführten Dampf der Alkohol entzogen und der Dampf am Kopf der Abtriebskolonne (A) in zwei Teilströme geteilt wird, von denen die kleinere Dampf menge als Wärmeträger für die vorgeschalteten Kolonnen und die größere Dampfmeiige zum Stoff- und Wärmetransport der nachgeschalteten Verstärkungskolonne (D) zugeführt wird, d a durch gekennzeichnet, daß bei Teilung des Dampfes am Kopf der Kolonne (A) nur 1 bis 3% der durchgesetzten Alkoholmenge den vorgeschalteten Kolonnen (B) und (C) und 97 bis 99% der Alkoholmenge der nachgeschalteten Kolonne (D) zugeführt werden, wobei das Kondensat aus Kolonne (C)zum Kopf der Kolonne (Zugeführt und mit der Maische vereinigt wird.Process for the production of purified alcohol with a raw material-typical aroma from fermented mash, whereby substances with a first run character are separated directly from the mash with a degassing column (B) and concentrated in a further column (C) with regard to their first run components, while the mash goes to the top of a stripping column ( A) flows, in which the alcohol is withdrawn from it by supplied steam and the steam at the top of the stripping column (A) is divided into two substreams, of which the smaller amount of steam is used as a heat carrier for the upstream columns and the larger amount of steam for mass and heat transport the downstream rectifying column (D) is fed, characterized in that when the vapor is split at the top of column (A) only 1 to 3% of the amount of alcohol passed through the upstream columns (B) and (C) and 97 to 99% of the amount of alcohol the downstream column (D) are fed, the condensate from column (C) to the top of the Ko lonne (added and combined with the mash.