Что значит работа колонны на себя в самогоноварении

Работа на себя. Формула рассчета.

По режиму разделения отбор голов со скоростью 50 мл/час при нагреве 1.7 кВт (или 30 мл/час при мощности 1 кВт) мало чем отличается от работы на себя. При этом длительном поцессе головные примеси полностью покидают в кубовую жидкость и уходят в колонну, откуда бОльшая их часть выводится, а малая часть остается в насадке.

Посл. ред. 29 Дек. 17, 00:04 от Nick_KRD

Добавлено через 6ч. 0мин.:

Добавлено через 8мин.:

Почитай хотя-бы тему Сержа

Посл. ред. 29 Дек. 17, 06:29 от свирепый гарри

у меня на это уходит примерно полтора часа,плюс 30 минут на работу на себя и того два час. Янн, 28 Дек. 17, 22:36

«Когда головы отбираются медленно и непрерывным потоком, длительная работа на себя не нужна. Nick_KRD, 28 Дек. 17, 23:53

Посл. ред. 29 Дек. 17, 09:31 от Мур

Из куба в первые минуты испаряется совсем далеко не спирт Янн, 28 Дек. 17, 22:36

Посл. ред. 29 Дек. 17, 14:43 от Винтик

у меня на это уходит примерно полтора часа,плюс 30 минут на работу на себя и того два час. Винтик, 29 Дек. 17, 07:37

если отбирать головы по запаху, то нужен отбор на себя какое то время, чем дольше тем раньше по запаху можно начать отбор тела..
ну если делать грубо просто по общему- 10%, то можно и меньше на себя работать.

ПС и последнее, как только придет понимание процессов происходящих в колонне, то после этого сможешь ОСОЗНАННО, а не методом тыка, менять свои режимы. тут поверхностные знания не катят. Процессы при ректе и дисте разные.

Посл. ред. 30 Дек. 17, 08:48 от 0leg

Целиком и полностью согласен с Олегом.
Нет и не может быть точных расчётов,есть общие рекомендации,и если к ним прислушиваться и самому экспериментировать,то всё получится.

Янн, Я тебе вчера в личке ответил насчёт предзахлёба,может конечно через чур эмоционально,после баньки был,так что извини.
Но повторю-не надо никого убеждать в своей правоте,если у тебя пока что то не получилось,это не значит что это невозможно в принципе.Время всё расставит по местам.

Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер.

© 2021 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC
ПК версия

Добро пожаловать на ХоумДистиллер!

Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь!

Предупреждаем, Форум использует cookie файлы.

Источник

Запуск ректификационной колонны, стабилизация, вывод на рабочий режим (Страница 1 из 59)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 1 171

1 Тема от Иван 2014-05-07 23:25:52

Тема: Запуск ректификационной колонны, стабилизация, вывод на рабочий режим

О запуске ректификационной колонны

Этот текст специально упрощен до бытового уровня, он будет полезен только начинающим винокурам. В ссылках этой темы описываемые процессы предоставлены в более подробном виде.

И так. Вы собрали свою первую Ректификационную колонну, в торопях все скрутили и давай гнать. опс.. что-то не то получается.. То воняет, то каплет как-то рывками, то химией завоняло и чернота поперла.. что такое? Давайте кратенько разберемся почему так получается.

ОШИБКА НОМЕР ОДИН
Первым делом после пайки меди или сварки нержавейки всеж будет промывка и чистка колонны от остатков флюса. Чистить можно разными способами, от обычного шомпола, до жидкостей. Но я обычно беру хвосты и головы от старых погонов и просто запускаю колонну на «самопромывку». хорошо знаете ли получается Плюсом такого способа для медных конструкций будет окисление сернистыми соединениями, а такой оксид уже не растворяется и в погон ничего не попадет. То есть, если вы решите перегнать хороший продукт на новой колонне- вы не получите ничего хорошего. С первой ошибкой разобрались. Поехали далее.

ВТОРАЯ ОШИБКА
На колонне нельзя гнать как на обычном дистилляторе, ее необходимо стабилизировать, сейчас я расскажу как это сделать.

НА ЗАМЕТКУ:
Вообще, перегонять на сверхмалой колонне (БК и РК) брагу сразу в готовый продукт- это моветон. Можно конечно, но из этого мало у кого что-то хорошее получается. Немного подробней про это можно почитать в статье секреты домашней дистилляции. Первым делом нужно перегнать брагу на обычном (Любом) дистилляторе или на колонне, но в режиме дистиллятора. В итоге вы получите самогон (Спирт Сырец) с полным набором всех примесей и крепостью в среднем 45%.

Проведем небольшой эксперимент на полноценной ректификационной колонне с узлом возврата и отбора. Вы все сделали правильно, прогрели колонну и уже отобрали головы. Перекройте отбор полностью, проследите за стабильностью колонны (не перегревайте куб дабы не было захлеба) в атмосферную трубку ничего не выходит, колонна шумит.
Как только вы перекроете отбор, секунд через 5-10 температура в верхней части колонны немного упадет. Если открыть отбор полностью- температура вырастет пуще прежнего и будет расти и расти. Почему так происходит? Объясняю. Когда вы отбираете медлено, часть флегмы возвращается обратно в колонну, происходит процесс тепломассообмена, все вещества выстраиваются в колонне по очереди, по температуре кипения. В самой нижней части колонны будут вещества с самой большой температурой кипения, в самой верхней-с самой низкой. И так как в растворе преобладает спирт, его будет больше всего, при правильной настройке установки (выходе на режим ректификации) он будет сверху. При полном открытии отбора процесс срывается и все фракции стремятся выйти наружу, от чего и повышается температура. Часть возвращаемой флегмы в соотношении к отбору называется флегмовым числом. то есть. если вы отобрали 100мл спирта за определенный промежуток времени, а в возврате обратно за это же время ушло 500мл, флегмовое число=5 И чем медленей вы отбираете, чем больше спирта возвращается обратно в процесс, тем больше флегмовое число и тем чище спирт на выходе. Это как бы множественная перегонка без потери спирта. За один запуск процесса ваш спирт в кубе «обернется много-много» раз обратно и разделится с примесями в более-менее чистом виде, чуть более подробно процесс описан в теме Теория ректификации

Источник

Всем привет!
Вот и дошли у меня руки перегнать очищенный спирт-сырец с прошлой перегонки. Ну что, начнем)))

Ждем температуру в кубе 75°С и включаем воду. Подача только на дефлегматор. Подачу на холодильник перекрываем за ненадобностью сейчас. Как только температура в колонне начинает расти прибавляем воды и убавляем нагрев. Добиваемся того, что бы в кубе все кипело, а на колонне температуры не было. У меня получаются такие цифры: куб 83,8°С, колонна 27,2°С.

Как только температура замерла, оставляем колонну поработать «на себя» на 30 мин. За это время кипящее содержимое выстраивается в колонне в очередь по температуре кипения: самые легкие фракции в голове колонны, самые тяжелые, у основания.

Дав колонне поработать на себя, открываем зажим хододильника и даем воду. Дефлегматор временно полностью перекрываем. Температура в колонне растет, пошли первые капли «головных» фракций. Там ничего интересного для нас нет. Это мы отбираем для утилизации, ну или для разведения мангала))) на этом этапе тихонько открывая зажим дефоегматора, добиваемся покапельного отбора. Скорость отбора голов 1-2 капли в секунду. Если делать быстрее, то с «голоаами» начнет просачиваться «тело» продукта и мы его просто сольем в раковину. Температура в кубе 84,0°С, в колонне 75,5°С.

После снятия с осадка и фильтрации спитра-сырца из 14,7 л. осталось 14,5 л. крепостью 38%. Если посчитать абсолютный спирт, то получится почти 5,5 литра спирта крепостью 100%. Из этого 10% откидываем на головы. Итого, нам надо отделить 550 мл «голов». Параллельно отслеживаем отделение голов по запаху. Капаем продукт на сухие чистые руки и растираем до суха. В запахе не должно быть сивухи. Как только идет запах спирта, значит головы отобрали.

Температура в кубе 84,5°С, в колонне 76,2°С. Продукт крепостью 90%

Калькулятор самогонщика говорит, что нам надо отобрать 4461 мл. питьевой части.

Я всегда стараюсь получить качество и количество для меня не первостепенно. Поэтому, что бы не хватать предхвостий (брага сахарная), буду отбирать 4300 мл. «тела». Скорость отбора не увеличиааю и к концу процесса сдерживаю рост температуры в колонне открывая зажим дефлегматора. Скорость отбора к концу процесса значительно падает. Это еще одна из причин, почему я не забираю оставшиеся 161 мл. продукта. Ждать их очень долго))))

И так, что мы имеем к концу отбора:
— итоговая крепость продукта 91%
— итоговый объем 4300 мл
— температура продукта 22,6°С

Спасибо, что дочитали до конца.
желаю всем здоровья. И пейте только вкусные напитки. )))

В следующих постах расскажу, как я распорядился полученным продуктом и как буду облагораживать.

Если вы потом настаиваете на дубе (я впечатлен) зачем так морочиться, почему не взять сразу спирт?

Ну наконец то, хоть кто-то делом занимается, я бы присоединился, но жена ругаться будет, у меня как-то раз брага убежала, а живу я на 17-м этаже

Вот настоящий самогон! А у тебя паленка. 🙂

С женского форума

— Девочки, подскажите, а то я так волнуюсь! Я на восьмом месяце, а нужно удалять зуб. Не скажется ли это на ребёночке, не родится ли уродцем, с личиком может что-то случится? Кто-нибудь удалял зуб во время беременности? А то я паникую!

У меня знакомая удаляла зуб во время беременности, так ребёнок родился без зубов.

Справедливо

В свете новых событий

Приветствую, помните фичу с SSкинопоиск? Так вот, её забанили, но появилась новая.

Если вы вдруг, каким-то чудом н слышали по SS, то рассказываю кратко:

1. Переходим на сайт кинопоиск.ру

2. Выбираем любой фильм или сериал, что вашей душе угодно.

3. Находясь на странице выбранного фильма/сериала меняем в адресной строке kino на SS, чтобы получилось sspoisk.

4. Переходим по получившемуся адресу и открывается плеер.
5. PROFIT

Как это работает? Да все просто! Ребята связали все id Кинопоиска с плеерами фильмов, зарегистрировали домен sspoisk и все. Дальше дело техники и умения отдельно взятых личностей))

Это актуальный способ, особенно сейчас, когда ходят слухи что яндекс убирает из своего поиска все популярные киносайты. Такие как ЛордФильм и Киного.

П.С.: Предчувствую «мильен» минусов, больнооо))

Источник

Пошаговая инструкция работы на ректификационной и бражной колонне

Эта пошаговая инструкция – лишь один из методов перегонки на ректификационной (РК) или бражной (БК) колонне, освоив который можно получить продукт высокой очистки. Однако для фруктовых, ягодных и зерновых дистиллятов есть технологические нюансы, без знания которых вместо ароматного напитка будет чистый спирт. У каждого типа насадок свои особенности. Используйте предложенную методику как старт по изучению работы колонн, тренируясь на сахарной браге, или заведомо понимая, что в итоге получится спирт-ректификат или близкий к нему напиток.

Начальные условия

В наличии имеется спирт-сырец – перегнанная на обычном дистилляторе (самогонном аппарате) сахарная брага и правильно подготовленное оборудование – РК или БК. В данном случае методика работы на разных типах колонн почти идентична, а отличия описаны в подходящих местах инструкции.

Схема ректификации Пример ректификационной колонны в собранном виде с описание основных конструктивных элементов

Технология домашней ректификации на РК и дистилляции на БК

1. Заполнить куб спиртом-сырцом не более чем на 3/4 высоты, обязательно оставив минимум 10-12 см паровой зоны. Однако слишком мало заливать тоже нельзя, чтобы в конце процесса перегонки, когда жидкости в кубе почти не останется, ТЭНы не вынырнули (не оголились).

Крепость кубовой навалки должна быть около 40%. Эта величина связана с минимальным флегмовым числом, необходимым для достижения отбора заданной крепости. При повышении крепости кубовой навалки минимальное флегмовое число уменьшается нелинейно, достигая минимума при крепости около 45%. Поэтому если начать процесс с крепости 60%, то придется уменьшать флегмовое число вплоть до 45% крепости, а потом увеличивать его по мере дальнейшего истощения кубового остатка по спирту. То есть вначале увеличивать отбор с 60 до 45% кубовой крепости, а потом его снижать. В результате ректификация не только будет сложнее в управлении, но и займет больше времени.

2 Включить ТЭН на максимальную мощность и довести спирт-сырец до кипения. Оптимальная мощность ТЭНа для разгона – 1 кВт на 10 литров навалки, тогда время до закипания – 15 минут на каждые 10 литров навалки.

3. Незадолго до начала кипения, при температуре 75-80 °C в кубе, включить подачу воды. После начала кипения уменьшить нагрев до рабочей мощности. Если рабочая мощность пока неизвестна – снижать до уровня ниже номинальной мощности на 200-300 Вт. Отрегулировать подачу воды так, чтобы пар полностью конденсировался в дефлегматоре. Вода на выходе должна быть теплой или горячей. Колонна начала работать на себя.

4. Контролировать значения на термометрах в колонне, подождать стабилизации показаний.

5. Определить рабочую мощность колонны. Для этого после стабилизации температур проверить давление в кубе. Понадобится манометр до 6000 Па (0,06 кг/ кв. см, 400 мм. вод. ст.), или U-образный дифманометр, подойдет и манометр от тонометра (если ничего другого не найдется).

Если давление стабильно и не растет, добавить мощность нагрева на 50-100 Вт. Давление в кубе должно подняться и через 5-10 минут стабилизироваться на новой величине. Повторять эту операцию до тех пор, пока давление не перестанет стабилизироваться и будет постоянно расти, например, по прошествии 20 минут рост продолжается. Запомнить текущие показания – это мощность захлеба.

Если имеется 50 мм колонна и насадка СПН 3,5, то последнее не растущее давление (в мм. водяного столба) будет примерно равно 20% высоты колонны в миллиметрах. Если же давление составит 30-40% от высоты колонны – это значит, что флегма зависла, и дальше идет процесс захлеба. При менее плотной насадке с меньшей удерживающей способностью мощность захлеба будет выше.

Если манометра нет, ориентируются на звуки колонны – при захлебе колонна может начать раскачиваться, слышится бульканье, повышенный шум, также возможны спонтанные выбросы спирта через трубку связи с атмосферой или в холодильник при отборе по пару. В первый раз без опыта определить захлеб колонны сложно, но возможно.

После определения мощности захлеба выключить нагрев и подождать несколько минут, чтобы флегма стекла в куб. Включить нагрев на мощности на 10% меньшей, чем захлебная. Дождаться стабилизации температур и давления в кубе. Если все в порядке, то это и будет рабочая мощность колонны.

Если рабочая мощность намного ниже номинальной, это значит, что насадка или опорные элементы насадки неправильно упакованы в колонну: слишком переуплотнена насадка, возможно путанка, есть очаги концентрации флегмы, где пар ее останавливает, затапливая колонну. В таком случае нужно разобрать колонну, пересыпать насадку, расправить путанку, затем собирать заново и повторить процесс настройки.

Рабочую мощность колонны определяют один раз. В дальнейшем полученное значение используют постоянно, изредка внося коррективы.

При правильно подобранной рабочей мощности давление в кубе будет каждый раз одинаковым. Оно не зависит от диаметра колонны и обычно составляет для насадки СПН 3,5 – 150-200 мм вод. ст. на каждый метр высоты насадки, для СПН 4 – 250-300 мм вод. ст., для других насадок значение будет иным.

При поиске рабочей мощности также можно ориентироваться на следующие практические данные: для травленной семигранной СПН 3,5 рабочая мощность в Ватт ориентировочно равна 0,85-0,9 от площади поперечного сечения трубы в миллиметрах. Если используется СПН 4, коэффициент возрастает до 1,05-1,1. Для менее плотных насадок коэффициент будет больше.

6. После стабилизации на рабочей мощности дать колонне поработать на себя в течении 40-60 минут.

7. Установить отбор «голов» на скорости 50 мл/час для 40 мм колонны, для 50 мм – 70 мл/час, для 60 мм – 100 мл/час, для 63 мм – 120 мл/час. При условии, что используется СПН.

Время отбора «голов» определяют, исходя из объема навалки: 12 минут (0.2 часа) на каждый литр 40% спирта-сырца. Нужно помнить, что это не дистилляция на обычном аппарате со змеевиком – в колоннах происходит разделение на фракции и последовательный их вывод в отбор в концентрированном виде.

Рекомендации типа 3-5% от абсолютного спирта – усредненные значения, но их никто не отменял, а точный контроль окончания отбора «голов» делают, ориентируясь по запаху выхода. Следует помнить, что время и скорость отбора «голов» — величины не связанные. Если отбирать «головы» со скоростью вдвое большей, они просто получатся в менее концентрированном виде.

Общий принцип: при отборе любой фракции нельзя забирать из колонны больше, чем поступает в зону отбора. Это предотвратит нарушение разделения фракций по высоте колонны.

8. Изменение скорости отбора осуществляется только с помощью регулировки подачи воды в дефлегматор для колонн с отбором по пару выше дефлегматора. Если колонна с жидкостным отбором, то просто краном отбора.

Мощность нагрева всегда должна быть неизменной, это обеспечивает стабильность количества подаваемого в колонну пара и работы колонны в целом.

9. Отобрать подголовники – это спирт второго сорта, слегка загрязненный головными фракциями. Его количество равно 1-2 объемам спирта, удерживаемых насадкой в колонне (150-500 мл). По сути делается промывка насадки от остатков «голов» и накопившихся в колонне промежуточных фракций. Для этого отбор устанавливают на уровне 1/3 от номинального (порядка 500 мл/час). Спирт второго сорта годится для повторной перегонки.

10. Перейти к отбору «тела»: установить начальную скорость отбора равную номинальной или немного выше. Номинальная скорость (мл/час) численно примерно равна рабочей мощности нагрева (в Вт). Например, если рабочая мощность 1800 Вт, то и начальная скорость отбора «тела» 1800 мл в час. К концу отбора скорость снижают до 600 мл/час,

11. Контролировать процесс по показаниям термометров и давлению в кубе. Существует несколько методов. Простейший – ориентироваться по разнице температур между нижним (20 см от низа насадки) и средним (на половине или 2/3 высоты колонны) термометрами. После начала отбора «тела» разница этих показаний не должна изменяться больше чем на 0,3 градуса. Как только разница увеличится более чем на принятую величину – нужно снизить скорость отбора на 70-100 мл.

Особые случаи: если есть только один термометр, действовать точно так же, ориентируясь на изменение его показаний. Для нижнего – изменение на 0,3 градуса, для верхнего – 0,1 градус. Это менее точный метод, так как он чувствителен к перепадам атмосферного давления.

Если термометров в колонне нет вообще, ориентируются на изменение температуры в кубе – снижают отбор на 6-10% после повышения температуры в кубе на каждый градус. Это неплохой метод, который позволяет идти на опережение залетов в колонне по температуре.

12. После отбора половины «тела» все чаще и чаще приходится уменьшать скорость отбора. Когда температура в кубе поднимается выше 90 °C, сивуха и другие промежуточные примеси покидают куб и накапливаются в насадке. Для более четкого их отсечения можно перед уменьшением отбора дать колонне поработать на себя в течении нескольких минут, затем возобновить отбор после того как разница температур вернется на прежний уровень, естественно, уменьшив скорость отбора. Это позволит более четко отсечь «хвосты» за счет создания спиртового буфера в зоне отбора.

13. Когда отбор снижается в 2-2,5 раза по отношению к начальному, температура регулярно покидает рабочий диапазон, при этом температура в кубе составляет 92-93 °C. Это сигналы для БК о том, что пора переходить к отбору «хвостов». На РК за счет большей удерживающей способности, при навалке меньше 20 объемов насадки, отбор можно продолжать до 94-95 °C, но зачастую процесс прекращают, сохранив время и нервы.

Поменять тару, установить скорость отбора примерно в половину или 2/3 от номинальной. Хоть это и «хвосты», но нужно постараться взять минимум примесей. Отбирать до 98 °C в кубе. «Хвосты» подходят для второй перегонки.

14. Промыть колонну. После отбора «хвостов» дать колонне поработать на себя 20-30 минут, за это время вверху соберутся остатки спирта, затем отключить нагрев. Спирт, стекая вниз, промоет насадку.

Также периодически нужно пропаривать насадку, убирая остатки сивушных масел. Это можно сделать, выгнав спирт-сырец «досуха», затем на приличной скорости продолжать отбор, пока не пойдет дистиллят без запаха. Второй метод – залить в куб чистую воду и пропарить колонну.

Источник

Теория ректификации спирта и принцип работы ректификационной колонны

Цель статьи – разобрать теоретические и некоторые практические аспекты работы домашней ректификационной колонны, нацеленной на получение этилового спирта, а также развеять самые распространенные в Интернете мифы и разъяснить моменты, о которых «умалчивают» продавцы оборудования.

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.

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.

Схема ректификации

Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Благодаря разной направленности движений (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз), после достижения системой равновесия в верхней части ректификационной колонны можно по отдельности отобрать практически чистые компоненты, входившие в состав смеси. Сначала выходят вещества с более низкой температурой кипения (альдегиды, эфиры и спирты), потом – с высокой (сивушные масла).

Состояние равновесия. Появляется на самой границе разделения фаз. Достигается только при одновременном соблюдении двух условий:

Чем чаще система приходит в равновесие, тем эффективнее тепломасообмен и разделение смеси на отдельные составляющие.

Разница между дистилляцией и ректификацией

Как видно на графике, из 10% спиртового раствора (браги) можно получить самогон 40%, а при второй перегонке этой смеси выйдет 60-градусный дистиллят, при третьей – 70%. Возможны следующие интервалы: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 и так далее до максимума – 96%.

Теоретически, чтобы получить чистый спирт, требуется 9-10 последовательных дистилляций на самогонном аппарате. На практике перегонять спиртосодержащие жидкости концентрацией выше 20-30% взрывоопасно, к тому же из-за больших затрат энергии и времени экономически невыгодно.

С этой точки зрения, ректификация спирта – это минимум 9-10 одновременных, ступенчатых дистилляций, которые происходят на разных контактных элементах колонны (насадках или тарелках) по всей высоте.

Работа ректификационной колонны

Ректификационная колонна – устройство, предназначенное для разделения многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции по температуре кипения. Представляет собой цилиндр постоянного или переменного сечения, внутри которого находятся контактные элементы – тарелки или насадки.

Также почти каждая колонна имеет вспомогательные узлы для подвода исходной смеси (спирта-сырца), контроля процесса ректификации (термометры, автоматика) и отбора дистиллята – модуль, в котором конденсируется, а затем принимается наружу извлеченный из системы пар определенного вещества.

Одна из самых распространенных домашних конструкции

Спирт-сырец – продукт перегонки браги методом классической дистилляции, который можно «заливать» в ректификационную колонну. Фактически это самогон крепостью 35-45 градусов.

Флегма – сконденсировавшийся в дефлегматоре пар, стекающий по стенкам колонны вниз.

Флегмовое число – отношение количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. В спиртовой ректификационной колонне находятся три потока: пар, флегма и дистиллят (конечная цель). В начале процесса дистиллят не отбирают, чтобы в колонне появилась достаточно флегмы для тепломассообмена. Потом часть паров спирта конденсируют и отбирают из колонны, а оставшиеся спиртовые пары и дальше создают поток флегмы, обеспечивая нормальную работу.

Для работы большинства установок флегмовое число должно быть не меньше 3, то есть 25% дистиллята отбирают, остальной – нужен в колонне для орошения контактных элементов. Общее правило: чем медленнее отбирать спирт, тем выше качество.

Контактные устройства ректификационной колонны (тарелки и насадки)

Отвечают за многократное и одновременное разделение смеси на жидкость и пар с последующей конденсацией пара в жидкость – достижение в колонне состояния равновесия. При прочих равных условиях, чем больше в конструкции контактных устройств, тем эффективнее ректификация в плане очистки спирта, поскольку увеличивается поверхность взаимодействия фаз, что интенсифицирует весь тепломасообмен.

Теоретическая тарелка – один цикл выхода из равновесного состояния с повторным его достижением. Для получения качественного спирта требуется минимум 25-30 теоретических тарелок.

Физическая тарелка – реально работающее устройство. Пар проходит сквозь слой жидкости в тарелке в виде множества пузырьков, создающих обширную поверхность контакта. В классической конструкции физическая тарелка обеспечивает примерно половину условий для достижения одного равновесного состояния. Следовательно, для нормальной работы ректификационной колонны требуется в два раза больше физических тарелок, чем теоретических (расчетных) минимум – 50-60 штук.

Насадки. Зачастую тарелки ставят только на промышленные установки. В лабораторных и домашних ректификационных колоннах в качестве контактных элементов используются насадки – скрученная специальным образом медная (либо стальная) проволока или сетки для мытья посуды. В этом случае флегма стекает тонкой струйкой по всей поверхности насадки, обеспечивая максимальную площадь контакта с паром.

Насадки из мочалок самые практичные

Конструкций очень много. Недостаток самодельных проволочных насадок – возможная порча материала (почернение, ржавчина), заводские аналоги лишены подобных проблем.

Свойства ректификационной колонны

Материал и размеры. Цилиндр колонны, насадки, куб и дистилляторы обязательно делают из пищевого, нержавеющего, безопасного при нагревании (равномерно расширяется) сплава. В самодельных конструкциях в качестве куба чаще всего используются бидоны и скороварки.

Минимальная длина трубы домашней ректификационной колонны – 120-150 см, диаметр – 30-40 мм.

Система нагрева. В процессе ректификации очень важно контролировать и быстро регулировать мощность нагрева. Поэтому самым удачным решением является нагрев с помощью ТЭНов, вмонтированных в нижнюю часть куба. Подвод тепла через газовую плиту не рекомендуется, поскольку не позволяет быстро менять температурный диапазон (высокая инертность системы).

Контроль процесса. Во время ректификации важно следовать инструкции производителя колонны, в которой обязательно указываются особенности эксплуатации, мощность нагрева, флегмовое число и производительность модели.

Термометр позволяет точно контролировать процесс отбора фракций

Очень сложно контролировать процесс ректификации без двух простейших приспособлений – термометра (помогает определить правильную степень нагрева) и спиртометра (измеряет крепость полученного спирта).

Производительность. Не зависит от размеров колонны, поскольку, чем выше царга (труба), тем больше физических тарелок находится внутри, следовательно, качественнее очистка. На производительность влияет мощность нагрева, которая определяет скорость движения потоков пара и флегмы. Но при переизбытке подаваемой мощности колонна захлебывается (перестает работать).

Средние значения производительности домашних ректификационных колон – 1 литр в час при мощности нагрева 1 кВт.

Влияние давления. Температура кипения жидкостей зависит от давления. Для успешной ректификации спирта давление вверху колонны должно быть приближено к атмосферному – 720-780 мм.рт.ст. В противном случае при уменьшении давления снизится плотность паров и увеличится скорость испарения, что может стать причиной захлебывания колонны. При слишком высоком давлении падает скорость испарения, делая работу устройства неэффективной (нет разделения смеси на фракции). Для поддержания правильного давления каждая колонна для ректификации спирта оборудована трубкой связи с атмосферой.

О возможности самодельной сборки. Теоретически, ректификационная колонна не является очень сложным устройством. Конструкции успешно реализуются умельцами в домашних условиях.

Но на практике без понимания физических основ процесса ректификации, правильных расчетов параметров оборудования, подбора материалов и качественной сборки узлов, использование самодельной ректификационной колоны превращается опасное занятие. Даже одна ошибка может привести к пожару, взрыву или ожогам.

В плане безопасности прошедшие испытания (имеют подтверждающую документацию) заводские колонны надежнее, к тому же поставляются с инструкцией (должна быть подробной). Риск возникновения критической ситуации сводится только к двум факторам – правильной сборке и эксплуатации согласно инструкции, но это проблема почти всех бытовых приборов, а не только колонн или самогонных аппаратов.

Принцип работы ректификационной колонны

Куб наполняют максимум на 2/3 объема. Перед включением установки обязательно проверяют герметичность соединений и сборки, перекрывают узел отбора дистиллята и подают охлаждающую воду. Только после этого можно начать нагрев куба.

Оптимальная крепость подаваемой в колонну спиртосодержащей смеси – 35-45%. То есть в любом случае перед ректификацией требуется дистилляция браги. Полученный продукт (спирт-сырец) потом перерабатывают на колонне, получая почти чистый спирт.

Это значит, что домашняя ректификационная колонна не является полной заменой классического самогонного аппарата (дистиллятора) и может рассматриваться лишь как дополнительная ступень очистки, более качественно заменяющая повторную дистилляцию (вторую перегонку), но нивелирующая органолептические свойства напитка.

Справедливости ради отмечу, что большинство современных моделей ректификационных колон предполагают работу в режиме самогонного аппарата. Для перехода к дистилляции нужно лишь перекрыть штуцер соединения с атмосферой и открыть узел отбора дистиллята.

Если одновременно перекрыть оба штуцера, то нагретая колонна может взорваться из-за избыточного давления! Не допускайте подобных ошибок!

На промышленных установках непрерывного действия зачастую брагу перегоняют сразу, но это возможно благодаря гигантским размерам и особенностям конструкции. Например, стандартом считается труба 80 метров высоты и 6 метров диаметра, в которой установлено в разы больше контактных элементов, чем на ректификационных колоннах для дома.

Размер имеет значение. Возможности спиртзаводов в плане очистки куда больше, чем при домашней ректификации

После включения жидкость в кубе доводится нагревателем до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне, затем попадает в дефлегматор, где конденсируется (появляется флегма) и 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.

В большинстве случаев стабильной (можно начинать отбор) считается колонна, в которой температура не меняется на протяжении 10 минут (общее время прогрева – 20-60 минут). До этого момента устройство работает «само на себя», создавая потоки пара и флегмы, которые стремятся к равновесию. После стабилизации начинается отбор головной фракции, содержащей вредные вещества: эфиры, альдегиды и метиловый спирт.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным самогонным аппаратом 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 почти чистый спирт. Во время обычной дистилляции разделить выход на фракции, состоящие только из одного вещества, невозможно физически какая бы конструкция не использовалась.

Если колонна выведена на оптимальный режим работы, то при отборе «тела» трудностей не возникает, так как температура всё время стабильна.

Нижние фракции («хвосты») при ректификации отбирают, ориентируясь по температуре или по запаху, но в отличие от дистилляции эти вещества не содержат спирта.

Возвращение спирту органолептических свойств. Зачастую «хвосты» требуются, чтобы вернуть спирту-ректификату «душу» – аромат и вкус исходного сырья, например, яблока или винограда. После завершения процесса в чистый спирт добавляют некоторое количество собранных хвостовых фракций. Концентрацию рассчитывают эмпирическим путем, экспериментируя на небольшом количестве продукта.

Преимущество ректификации в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Это значит, что «головы» и «хвосты», полученные на самогонном аппарате, можно переработать на ректификационной колонне и получить безопасный для здоровья этиловый спирт.

Захлебывание ректификационной колонны

Каждая конструкция имеет предельную скорость движения пара, после которой течение флегмы в кубе сначала замедляется, а потом и вовсе прекращается. Жидкость накапливается в ректификационной части колонны и происходит «захлебывание» – прекращение тепломассообменного процесса. Внутри происходит резкий перепад давления, появляется посторонний шум или бульканье.

Причины захлебывания ректификационной колонны:

Источник