[发明专利]一种用于分离酒类产品中乙醇的旋转带蒸馏装置及方法

说明书

本发明公开一种用于分离酒类产品中乙醇的旋转带蒸馏装置及方法，装置由加热及控温系统、旋转搅拌系统、蒸馏柱组件、冷凝系统及回流比控制系统组成；加热及控温系统用于加热酒类产品，使可挥发组分以蒸汽形式进入蒸馏柱组件，并测量酒类混合液及蒸汽的温度；旋转搅拌系统驱动旋转带在蒸馏柱组件中高速旋转，迫使上升蒸汽和下降冷凝液进行气液交换，使乙醇在上升蒸汽不断富集；冷凝系统用于冷凝蒸馏柱组件顶部乙醇蒸汽，并将冷凝液导入回流比控制系统；回流比控制系统用于控制冷凝液馏出到收集瓶和回流至蒸馏柱组件的比例，以保证馏出液中乙醇的纯度。该装置具有残留量少，回收率高，馏出液中乙醇纯度高，安全性能好，易于实施的优点。

技术领域

本发明涉及一种液体分离领域，特别是涉及一种用于分离酒类产品中乙醇的旋转带蒸馏装置及方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的持续高速发展，白酒、葡萄酒等酒类产品的消费量快速增长。然而，少数不法商贩受利益驱使，在酒类产品的生产和销售过程中，出现了以次充好、掺假、年份造假等欺诈等行为。当前，国内外酒类产品行业存在的造假行为可以分为以下几类：工业酒精勾兑；产地造假，如国产冒充进口或国内灌装冒充原瓶进口；年份造假，针对著名品牌的葡萄酒，收集原瓶，灌装不同年份酒，或者撰改年份；掺水、掺糖造假等。

目前食品检测领域常用的方法，如光学或电子显微镜、高效液相色谱分析方法、气相质谱仪法、差式热扫描仪法、近红外光谱法等，仅能够检测出酒类产品的成分组成及其含量多少，无法确定所测定成分是酒类酿造产生的，还是后期人工添加的，也无法对高价值酒类产品常见的产地冒用、年份造假等造假方式进行鉴别，技术上存在不足。

同位素比值技术在酒类产品的产地溯源、掺水及掺糖假鉴定、年份鉴定等方面具有独特的优势。酒中乙醇和水分子中C、H、O等元素的稳定同位素比值，具有原产地的一些“指纹”特性，能够反映酿酒原料的种类、产地、是否掺假等重要信息。其中，乙醇分子中甲基位点上的D/H比值取决于发酵糖的地理和生物起源；亚甲基位点上的D/H比值受葡萄产地的气候情况(如降雨量、光照强度等)影响。利用点特异性天然同位素分馏核磁共振(SNIF-NMR)技术测量葡萄酒乙醇分子中甲基和亚甲基位点上的D/H比值能够对酒类产品进行产地溯源和发酵前掺糖、年份信息等进行鉴定。

在进行同位素比值测量时，为避免干扰，需要提前分离酒中的乙醇。为保证测得同位素比值能够真实反映酒类产品是否掺假以及如何造假等重要信息，要求分离得到的乙醇需满足：纯度需≥90％wt、收集效率≥96％，以尽可能降低分离过程中的同位素分馏效应。

尽管我国白酒、葡萄酒等酒类行业发展迅速，但国内在基于同位素比值技术对酒类产品进行真实性鉴定方面的研究仍处于起步阶段，国内没有拥有自主知识产权的专用的分离酒类产品中乙醇的设备，研究所需的分离设备全部依赖进口。使用常规蒸馏设备分离酒类产品中的乙醇时，蒸馏获得的乙醇，其纯度低，回收率不高，导致蒸馏过程中存在显著的同位素分馏效应，不能满足同位素比值测定对样品的要求。

因此急需开发出一种能够克服上述缺陷的、乙醇分离纯度高、收集效率高的分离装置，以分离酒类产品中乙醇，用于同位素比值的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分离酒类产品中乙醇的旋转带蒸馏装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题用于提高乙醇的纯度和收集效率，达到降低分离过程同位素分馏效应的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于分离酒类产品中乙醇的旋转带蒸馏装置，包括加热及测温系统、旋转搅拌系统、蒸馏柱组件、冷凝系统、回流比控制系统以及馏分收集装置；

所述加热及控温系统用于加热酒类产品，使可挥发组分以蒸汽形式进入所述蒸馏柱组件，并测量酒类混合液及蒸汽的温度；

所述蒸馏柱组件插接在所述加热及控温系统上，所述蒸馏柱组件顶端与所述冷凝系统相通，所述蒸馏柱组件侧面与所述回流比控制系统相通，所述蒸馏柱组件用于引导蒸汽上升到冷凝系统中；