Production of neutral alcohol: simulation of a distillation unit
Production d'alcool surfin : simulation d'une unité de distillation
Résumé
We aimed to simulate with ProSim Plus software the functioning of distillation columns used to produce neutral spirits from beer. A model solution consisting of water, ethanol, and 6 representative congeners (acetaldehyde, ethyl acetate, propanol, isobutanol, and isoamyl alcohol) was employed. We initially chose two models that might be suitable for alcohol solutions (NRTL and UNIFAC). Comparison of the predictions supplied by these two models with the 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 (two to produce an intermediate product and five to obtain a neutral spirit). Thanks to the simulation, it was possible to demonstrate the role of each of these columns: the distillation plant for beer 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 focus ethanol to comply with commercial requirements and recycle 55% of the ethanol introduced into it from extractive and rectifier columns.
Notre objectif était de simuler le fonctionnement des colonnes à distiller utilisées pour la production d'alcool surfin à partir de vin à l'aide du progiciel ProSim Plus. Une solution modèle constituée d'eau, d'éthanol et de 6 non-alcools représentatifs (acétaldéhyde, acétate d'éthyle, propanol, isobutanol, alcool isoamylique) a été utilisée. Pour le modèle thermodynamique, nous avons sélectionné a priori 2 modèles pouvant convenir pour les solutions alcooliques (NRTL et UNIFAC). La confrontation des prédictions fournies par ces deux modèles avec les données publiées par une équipe Japonaise a permis de choisir le modèle UNIFAC. Les simulations ont été réalisées pour l'ensemble de l'unité comprenant 7 colonnes en série (2 pour produire l'alcool brut et 5 pour passer à l'alcool surfin). Grâce à la simulation, le rôle de chacune des colonnes a pu être montré : l'unité traitant le vin produit un alcool brut dont la teneur en alcool isoamylique a été fortement réduite ; la colonne d'hydrosélection élimine la majorité de l'acétate d'éthyle et de l'acétaldéhyde et pour moitié les alcools supérieurs, mais n'a aucune action sur le méthanol ; la colonne de rectification permet d'éliminer le restant des alcools supérieurs ; enfin la colonne de déméthanolage est indispensable pour éliminer le méthanol. La colonne de concentration des mauvais goûts, associée à la colonne d'allègement, permet de concentrer l'éthanol pour répondre aux exigences commerciales, et surtout de recycler vers la colonne d'hydrosélection plus de 55 % de l'éthanol introduit avec les extractions issues de la tête de la colonne d'hydrosélection et des extractions d'huiles de la colonne de rectification.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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