- Суть процесса ректификации
- Как сделать своими руками?
- Перегонный куб
- Царга
- Насадка
- Узел отбора
- Дефлегматор
- Холодильник
- Царга пастеризации (опционально)
- Автоматика
- Из чего состоит ректификационная колонна, и ее чертеж?
- Перегонный куб
- Царга для самогонного аппарата
- Набивка или насадка
- Охладитель Димрота
- Узел отбора
- Дополнительный холодильник
- Как добиться лучшего результата?
- Исключение «захлебывания» установки
- Своевременное выведение готового продукта и оседающих тяжелых фракций
- Правильная подготовка установки к пуску
- Выбор конструкции
- Устройство и принцип работы ректификационной колонны
- Царга
- Дефлегматор
- Узел отбора
- Термометр
- Перегонный куб с ТЭНами
- Разница между дистилляцией и ректификацией спирта
- За счет чего происходит непрерывная ректификация
- Изготовление ректификационной колонны
- Оптимальные расчеты
- Источник и мощность нагрева колонны
- Как сделать из фитинговой сантехники в домашних условиях?
- Режимы работы
- Инструкция по изготовлению ректификационной колонны
Суть процесса ректификации
Ректификация — это процесс очистки спирта от основных легких и тяжелых компонентов сивуши, избавления продукта от глюкозы, сахаров и кислот. Процесс ректификации позволяет получить чистый этиловый спирт до 96°.
Полученное сырье используется в технических, медицинских целях и для приготовления высококачественных алкогольных напитков.
Ссылка. Чтобы сделать безошибочный аппарат своими руками, необходимо разбираться в физике и химии процессов измельчения.
Спирт-сырец или сусло нагревают в кубе. Пары поднимаются вдоль царя, более тяжелые части конденсируются на дне упаковки и стекают в куб. Более легкие пары поднимаются над упаковкой, конденсируются и стекают в куб. Поднимается новая порция паров, нагревает уже вытекшую мокроту, из нее испаряются легкие фракции — вступает в действие основной принцип тепломассопереноса.
Более легкие частицы попадают в холодильник Dimroth, где они остывают и стекают. Когда пары в дистилляционной колонне «выравниваются» по этажам в соответствии с плотностью, выбор спирта начинается с верха колонны. Начинающие выпрямители ошибаются именно на этом этапе — либо делают «удушье» — излишнюю мокроту, либо возьмут много продукта, тогда пострадает «этажность» и полученный спирт будет с примесями.
сделать шлифовальную колонну в домашних условиях довольно сложно. Серьезные производители детально просчитывают и тестируют свою продукцию, прилагая подробную инструкцию. У DIY есть выбор:
- Повторите идею популярных производителей, скопируйте существующее устройство. При необходимости вы можете внести изменения и улучшения в выбранные схемы.
- Создайте свою схему, отличную от других.
Как сделать своими руками?
Вначале, когда самогонный бизнес только начинал развиваться, аппараты делались так, чтобы все было под ногами, поэтому качество самогона было соответствующим.
С развитием сектора любители научились производить продукцию все более высокого качества, модернизируя заводы и объединяя стандартные проекты с новыми элементами.
Перегонный куб
Чтобы построить куб своими руками, вам потребуется сварить лист нержавеющей стали, предварительно сложив его в цилиндр.
Дно также можно сделать, приварив осушенный листовой металл и разрезав его ножницами по металлу (для большей устойчивости лист можно оставить неразрезанным). Припой будет оловянным.
Вы можете соорудить герметичную крышку своими руками, заклеив стык резиной или воспользовавшись крышкой для сковороды.
Ссылка! Куб можно сделать полностью из кастрюли или металлической банки, если крышка предусматривает возможность соединения с остальной конструкцией.
Царга
Ящик представляет собой обычный фильтр, который можно соорудить из обычного смесителя для воды или пластмассового стакана, в который будет запрессовываться металлическая губка для мытья посуды.
Несколько важных критериев хорошего ящика:
- наличие входа и выхода,
- возможность его отсоединения для замены фильтра,
- возможность легко заменить корпус конструкции в случае выхода из строя (поэтому рекомендуется использовать пластиковые стаканчики).
Даже небольшое изменение диаметра струны серьезно повлияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальная мощность (Вт) и производительность (мл / час) численно равны площади поперечного сечения колонны (м2), что означает, что они пропорциональны площади диаметра.
Насадка
Для сопла используется обычное сопло из медной проволоки, однако можно использовать и обычную металлическую губку.
Чистота конечного продукта и продолжительность процесса измельчения будут зависеть от упаковочного материала. Вы можете построить многослойную насадку, комбинируя разные элементы и материалы.
Узел отбора
Отборная установка расположена на кривой, где нет разделения между исходной смесью, поступающей водой и конечным продуктом.
делать его желательно из меди, так как пластиковые конструкции имеют свойство расширяться под действием температуры, а изменение траектории движения раствора может задержать процесс измельчения или даже остановить его.
Ссылка! Например, давление и температура недостаточны для того, чтобы летучая часть жидкости преодолела кривизну и осела в сосуде. Однако более пологая кривая позволит ему легко проходить и нарастать.
Идеальный материал для взлетного блока — медь или нержавеющая сталь.
Конструкционные элементы можно приобрести в специализированных специализированных магазинах или в отделе сантехники, выбрав то, что подходит именно вашему проекту.
В видео рассказывается, как сделать узел выделения своими руками:
Дефлегматор
Дефлегматор — это своего рода продвинутый фильтр:
- устанавливается в непосредственной близости от взлетной установки и служит для возврата части раствора.
- Попадающая внутрь вода конденсирует тяжелые элементы раствора и отделяет ненужные части от необходимых.
Дефлегматор может быть изготовлен из металла, железа, стали или стекла, так как он хорошо излучает тепло и способствует быстрой конденсации пара.
Холодильник
Чаще всего в самогонном аппарате до сих пор используются холодильные агрегаты класса «холодильный змеевик». Такое название он получил потому, что внутри находится металлическая спираль, по которой циркулирует жидкость. Невооруженным глазом он напоминает змею, свернувшуюся клубком по диагонали.
Работа холодильника — пропускать жидкость через себя и передавать ее в самогонный аппарат. Исходя из этого, материал стен желательно сделать неметаллическим, так как металл долго остывает и хуже переносит тепло.
Лучшим материалом будет:
- пластик
- стакан,
- полимер.
В холодильнике должно быть всего два отверстия: для входа и выхода жидкости.
Между металлической спиралью и стенками холодильника должна быть вода или какая-то другая жидкость, позволяющая хорошо проходить температуре, поскольку именно такая конфигурация позволяет быстро поглощать тепло и понижать температуру.
О том, как сделать самый простой холодильник для самогона, все же рассказывается в видео:
Царга пастеризации (опционально)
Канал пастеризации является завершающим элементом самогонного аппарата, который, конечно же, служит для осаждения и фильтрации жидкости:
- это трубка, покрытая теплоизоляционным материалом, на выходе из которой установлен фильтр.
- именно оттуда жидкость по капле попадет в банку.
Конструкция такой двери багажника проста — труба из полипропилена или ПВХ, облицованная любым теплоизоляционным материалом, на конце которой может быть установлена стандартная дверь багажника.
Только сейчас рекомендуется использовать на выходе только медную проволоку, так как это обеспечит более высокое качество конечного продукта.
Автоматика
Пожалуй, самый сложный конструктивный элемент, способный повысить КПД и увеличить общую производительность самодельного устройства.
Система автоматического управления может самостоятельно контролировать процессы, происходящие в аппарате, включать и выключать его, сигнализировать о готовности.
Сенсорные анализаторы также относятся к элементам автоматического управления:
- датчик давления;
- термометр;
- показатели расхода энергии и жидкости;
- другие.
Универсальной схемы не существует, так как все самодельные устройства имеют разную конструкцию, длину, высоту, объем и другие характеристики.
Важно! Устанавливать автоматику могут только опытные пользователи, владеющие электронными схемами, устройствами микросхем, процессом сварки и коммутацией элементов автоматики. Намного проще купить готовую автоматику для самогона и потом подключить к конструкции.
Плюс в том, что человек экономит время. Ему просто нужно описать конструкцию своего устройства продавцу, который подберет для него оптимальную автоматическую панель управления.
Из чего состоит ректификационная колонна, и ее чертеж?
Изготовить царскую ректификационную колонну сможет домашний мастер. Простите множество ошибок и результат гарантирован.
Чертеж ректификационной колонны
Перегонный куб
Это емкость, в которую встроены нагреватели, испаряется сусло или спирт-сырец.
Характеристики емкости:
- Власть. Вес измельчающей трубки будет приходиться на крышку, поэтому куб должен быть жестким.
- Химическая нейтральность к алкоголю. Идеальный материал — пищевая хромоникелевая сталь (нержавеющая сталь).
- Удобство. Емкость необходимо поднимать, перемещать, отгонять из нее (перегонка). Объем емкости рассчитывается исходя из необходимой производительности устройства, мощности ТЭНов.
- Разогреть. Потери тепла должны быть минимальными, поэтому и стены, и днище должны быть «упакованы» в изоляцию без мостиков холода.
Царга для самогонного аппарата
Царьга — это трубка, которая установлена на кубе. По сути, это основной каркас ректификационной колонны. Боковая панель имеет грибовидную форму, но дома она используется редко.
Характеристики:
- Власть. Толщина стенки боковой панели обычно составляет от 1 до 1,5 мм. Это создает достаточную прочность при небольшом весе.
- Химическая нейтральность.
- Разогреть. Чтобы выстраивать пары разных фракций «по этажам» в колонну, Царь должен быть хорошо утеплен. Идеально подойдет рукав из вспененного полипропилена или поддоны из пенополистирола, используемые в сантехнике.
- Разборный. Для удобства уборки и хранения боковину ящика можно сделать складной — от колен на 30-40 см, это позволит регулировать высоту прибора, что влияет на скорость и качество продуктов.
- Наличие застекленных участков.
- Диаметр. Если это тонкая трубка (до 2 дюймов), то упаковка не нужна — все процессы происходят на стенках. Такой столбец называется столбцом фильма. Большие диаметры требуют использования прокладки — уплотняющей прокладки для увеличения площади тепло- и массообмена.
Набивка или насадка
Упаковка необходима для отложения рефлюкса, его повторного испарения. Главная особенность упаковки — площадь. В качестве упаковки используются камни некоторых пород, сито из нержавеющей стали, спирали из стружки из нержавеющей стали.
В продаже много готовых решений, домашние мастера придумали различные недорогие варианты замены. Чаще всего вместо заводских наполнителей используют металлические сетки для мытья посуды или металлическую стружку.
Объем и плотность упаковки определяют выравнивание паров на полу. Если в колонне используется призматическое сопло для мелких частиц, необходимо сделать решетчатую опору, чтобы сопло не упало в куб.
Охладитель Димрота
В верхней части ректификационной колонны находится охлаждающее устройство — спирально-закрученная трубка.
По нему циркулирует холодная вода. Полностью охлаждает все легкие пары. Характеризуется плоскостью наклона, мощности, длины.
Узел отбора
Используется для приема алкоголя с верхнего «этажа». Отбор проводится не полностью, большая часть мокроты возвращается царге. Отношение изъятого продукта к отливу, возвращенному царю, называется отношением отлива.
Чем выше степень оплавления, тем ниже производительность оборудования, тем чище получается продукт.
Есть три типа выбора:
- Взлетный блок находится на стропе над холодильником Dimroth и улавливает выходящие пары. Они охлаждаются в дополнительном проточном холодильнике.
- Для жидкости. Остывшая мокрота «верхних этажей», капающая из холодильника, собирается через наклонные поверхности или отстойник.
- Пара. Часть пара поднимается в Димрот, а часть устремляется в дополнительный холодильник, где конденсируется. Обеспечивается стабильная флегма, которая не меняется в течение всего времени перегонки.
Дополнительный холодильник
Обеспечивает вспомогательную функцию.
Что ты делаешь:
- последующее охлаждение полученного продукта,
- осаждает случайно захваченные пары,
- охлаждает готовый продукт.
Как добиться лучшего результата?
Во время работы ректификационной колонны необходимо соблюдать определенные меры для достижения ее нормальной работы и получения высококачественного конечного продукта.
Особое внимание следует уделить деятельности в следующих областях.
Исключение «захлебывания» установки
Эта «болезнь» связана с замедлением и остановкой оттока мокроты, что приводит к ее скоплению в цилиндре и блокированию потока пара. В результате «затопления» внутри колонки давление увеличивается, появляется громкое бульканье и шумы.
Явление может быть вызвано следующими причинами:
- Превышение допустимой скорости потока пара, что может быть вызвано чрезмерным нагревом жидкости в кубе;
- Чрезмерное заполнение куба сырьем или засорение нижней части трубки;
- Слишком низкое давление в нижней части колонны, характерное для высокогорных условий;
- Повышение напряжения в электросети, что вызывает незапланированное увеличение мощности ТЭНа;
- Нарушения в конструкции или технологии.
Избежать этого неприятного явления помогает установка систем автоматического управления и регулирования технологического процесса
Особое внимание уделяется нагреву сырья и наполнению куба
Своевременное выведение готового продукта и оседающих тяжелых фракций
В первом случае метод прост: на начальном этапе (до стабилизации температуры и давления) только четверть легколетучих паров конденсируется с конечным продуктом и выводится наружу, затем удаляется его максимальный объем.
Появление осадка тяжелых фракций обнаружить труднее. Ориентируйтесь на запах и цвет жидкости внизу колонки.
Правильная подготовка установки к пуску
Перед началом ректификации необходимо проверить состояние аппарата, прежде всего герметичность колонны. Для проверки закрывается выпуск готового продукта и откачивается холодная вода.
Только убедившись в герметичности установки, можно приступать к заливке сырья и нагреву куба.
Чудес от бытового прибора и от замены им лунного прибора ждать не стоит. Минимальная крепость исходной жидкости должна быть не менее 30%, иначе на выходе не получится продукт, близкий по крепости к чистому спирту.
При выполнении монтажа своими руками не обязательно допускать потерю тепловой энергии через корпус колонки
особенно важно защитить нижнюю часть, например, область перед первым конденсатором орошения
В качестве теплоизолятора рекомендуется использовать:
- полистирол,
- пеноизол,
- современный фольгированный утеплитель.
Дистилляционные колонны позволяют производить глубокую очистку жидкостей или отделение легкой фракции. В промышленных условиях они находят применение во многих отраслях промышленности, в том числе с их помощью обеспечивается переработка нефти, производится высококачественный спирт.
В домашних условиях такие установки подходят для производства из самогона очень крепких и качественных алкогольных напитков. При правильном использовании они совершенно безопасны и эффективны.
Выбор конструкции
Размер и конструкция устройства зависят от ряда факторов:
- Требуется производительность при большей производительности, сторона упаковки будет выше и шире — пар проходит больше. Чиллер и отборный блок также должны обеспечивать достаточную эффективность. Минимальная длина боковой планки — 1,5 метра, лучше сделать складной с трех колен: 1 метр, 0,2 метра, 0,5 метра, это позволит использовать аппарат как для перегонки, так и для измельчения.
- Возможные размеры. Бытовые ректификационные колонны часто имеют ограниченные размеры из-за высоты потолка. Сэкономить место поможет перемещение димрота-холодильника на верх аппарата или размещение его перпендикулярно царю (молот Тора).
- Доступ к технологиям металлообработки. Крепление из нержавеющей стали прослужит долго и не будет окислять спирт, но для соединения деталей потребуется сварка аргоном или электроды из нержавеющей стали. Готовить нержавеющую сталь сложно. По возможности можно использовать лабораторное термостойкое стекло, но оно слишком хрупкое. Отличный вариант своими руками — медь. Легко сваривается газовой горелкой, имеется большое количество
- Объем засыпанного сырья. Чем больше размер используемого куба, тем выше должна быть производительность. Испарение спирта происходит при 75 — 80 ° C, понижение температуры снизит скорость процесса.
- Остаток средств. При минимальном бюджете следует рассмотреть простой, но эффективный дизайн с механическими регулировками. Если бюджет не ограничен, прибор дополняется точными метчиками иглы, дополнительными узлами и автоматом.
Для домашней перегонки самой простой будет колонка с кубом до 50 литров со встроенными ТЭНами мощностью 3 кВт. Колонна диаметром 32 мм, блок отбора жидкости, разработанный Alex Bokakoba, холодильник Dimroth, установленный над блоком отбора.
Нет необходимости в дополнительном кулере; Вместо этого отлично подойдет пластиковая трубка длиной 1,5 метра с воздушным охлаждением. В качестве насадки можно использовать насадку Панченко, СПН или металлические мочалки из нержавеющей стали. Все соединения выполняются на экономичных гидравлических резьбовых соединениях.
Устройство и принцип работы ректификационной колонны
Царга
Он расположен в основании колонны и является одной из ее основных частей. Внутри происходит массообмен газ-жидкость, одно из основных явлений в процессе ректификации. Бывает так:
- Жидкость, кипящая в перегонном кубе, испаряется и в газообразном виде проходит через царгу.
- Пар, достигая орошения конденсатора, охлаждается и конденсируется на его стенках.
- Конденсат течет сначала по стенкам обратного конденсатора, затем по стенкам царьга, возвращаясь в куб.
- В это время происходит массообмен газ-жидкость между потоком конденсата и поднимающимся паром. Он заключается в передаче тепла и определенного количества испаряющихся веществ от пара к конденсату. Под этим влиянием часть мокроты являются ее низкокипящими составляющими: спирт и небольшой процент воды снова испаряются, не доходя до куба перегонки, и их труднее вскипятить: сивушные масла и другие примеси продолжают стекать в куб перегонки.
Таким образом, в верхней части колонны накапливается в основном спирт, а в нижней части колонны циркулируют в основном примеси. В результате выход выпрямляется с усилием примерно 95%.
В ректификационной колонне может быть один или несколько царей. В этом случае, чем выше колонна, тем на большей площади происходит массообмен между флегмой и паром, что, в свою очередь, улучшает качество получаемого продукта.
Внутри ящика расположены форсунки, на поверхности которых происходит основной массообмен. Изделия из нержавеющей стали подходят для сахара и пшеницы, а медь — для фруктового пюре—.
Помимо форсунок, внутри выдвижного ящика могут быть размещены лотки, что дополнительно увеличивает площадь, на которой происходит массообмен газ-жидкость, что влияет на качество получаемого измельченного материала.
Боковые стороны ящика могут иметь дополнительный обогрев, что улучшает испарение флегмы, не достигшей сопел и пластин. Это добавление также улучшает качество конечного продукта.
Дефлегматор
Верхняя часть дистилляционной колонны, отвечающая за сбор и охлаждение паров, которые поднимаются до флегмы. Отсюда конденсированная жидкость перетекает в ящик.
Дефлегматор может быть изготовлен по нескольким принципиальным схемам, самым простым является пленочный вариант, а одним из самых популярных — холодильник Dimroth,
Узел отбора
Отвечает за сбор части конденсированного рефлюкса и выход его наружу в емкость для сбора. В зависимости от настроек пробоотборника количество забираемого конденсата также варьируется. Чем меньше его выбор, тем выше качество ректификата.
Термометр
В ректификационной колонне, в отличие от обычного самогонного аппарата, он является незаменимой частью системы. Дело в том, что измельчение — очень тонкий процесс, сильно зависящий от поддержания правильной температуры.
Перегонный куб с ТЭНами
Хотя дистилляционная колонна также может использоваться с обычным кубом на газовой, электрической или индукционной плите, гораздо лучше оборудовать ее нагревательным элементом.
Эта характеристика, как и термометр, связана с необходимостью точного и точного регулирования температуры внутри системы и, следовательно, с регулированием мощности устройства, нагревающего сусло.
Газовые клапаны требуют большого мастерства, индукционные варочные панели имеют фиксированный шаг от 100 до 300 Вт, но регуляторы сопротивления позволяют изменять мощность на 3-5 Вт.
Разница между дистилляцией и ректификацией спирта
Дистилляция и ректификация — наиболее распространенные методы очистки жидкостей. Эти технологии во многом схожи, что иногда приводит к совершенно неверному сочетанию концепций.
- Дистилляция — это очистка путем нагревания смеси до определенной температуры, когда активно испаряются только низкокипящие фракции, с последующим охлаждением паров для обеспечения конденсации. Температура нагрева сырья выбирается таким образом, чтобы кипела только указанная фракция, а высококипящие компоненты не доходили до точки кипения, оставаясь в жидком состоянии. По сути, самогонный аппарат — это пример аппарата.
- Ректификация требует нагревания смеси до кипения всей массы с последующим тепломассообменом потоков жидкости и пара. Дистилляция используется как заключительный этап, когда взятый легколетучий пар превращается в жидкость путем конденсации с получением готового продукта.
Принципиальные различия в механизме процесса приводят к тому, что конечный продукт при ректификации имеет гораздо более глубокую очистку и высокое качество, чем при перегонке.
Дело в том, что при перегонке частично испаряется даже некипящая жидкость, а это значит, что в любом случае в очищенной жидкости попадает определенное количество разных фракций. Для достижения хорошего качества требуется до 6-7 процедур.
Измельчение позволяет получить чистый и однородный продукт за один проход. При чистке самогона этот эффект существенно сказывается на прочности:
- Так при одной перегонке она не превышает 35-40%, при двух — до 50-55%, при трех — до 70%.
- Крепость 90-95% (спирт) получается после не менее 5 перегонок.
- Дистилляционная колонна позволяет получать практически чистый спирт за один цикл. Кроме того, вкус и запах сырья сохраняются во время перегонки.
У метода дистилляции есть и положительные стороны:
- Многочисленные перегонки в зависимости от технологии также позволяют потерять не более 20-22% жидкости.
- Потери в мелющих агрегатах намного выше — они могут достигать 32-35%.
- Также отметим простоту технологии. Для шлифования требуется гораздо более сложное и дорогое оборудование.
Посмотрите видео, где специалист по самогону еще раз сравнивает процессы дистилляции и ректификации и дает советы по выбору аппарата для перегонки самогона:
За счет чего происходит непрерывная ректификация
Для наиболее эффективного соприкосновения пара и текущей жидкости (отлив) в ректификационной колонне используются специальные контактные элементы. В промышленных проектах эту функцию выполняют физические тарелки, в бытовых — металлическая губка для мытья посуды. Эти элементы за счет рассеянной структуры увеличивают площадь контакта прилива и пара, а, следовательно, эффективность такого взаимодействия. Это становится возможным благодаря тому, что между двумя фазами (жидкостью и паром) очень быстро достигается равновесие.
В процессе отлива по колонне проходит целый слой металлических пружин, попутно встречая пар. Когда пар проходит через первый слой контактного элемента, начинается фаза физического равновесия. Для достижения оптимальной высоты бытовой помольной колонны ее диаметр должен быть не менее 30 и не более 50 мм.
Изготовление ректификационной колонны
Проблема приобретения такой техники для многих стоит очень остро. Если мы говорим о промышленном производстве, то в большинстве образцов очень много недостатков. Однако потоковое производство дает о себе знать. При желании можно заказать ручную сборку, но ее цена будет примерно равна стоимости хорошего внедорожника «крыло». Поэтому лучший вариант — изготовить шлифовальную колонну своими руками. Конечно, его структура немного сложнее, чем у самодельного самогона, но все же недостаточно, чтобы потерять сознание от рисунка и инструкции.
В качестве материала для производства подойдет нержавеющая сталь — химически инертный материал, не подверженный коррозии и не выделяющий посторонних примесей и запахов.
Это схема регулировочной колонны, по которой ее можно собрать
Теперь подробнее об основных элементах оборудования и о том, из чего они могут быть изготовлены.
- Корпус представляет собой трубу из нержавеющей стали диаметром 30-50 мм и общей длиной 1300-1400 мм. Допустимая толщина стенки трубы — 2-3 мм, так как необходимо будет просверлить отверстия под резьбовое соединение.
- Водоём (орошающий конденсатор) — чаще всего делается из обычного термоса. Буквально 10-15 минут и этот элемент идеально заменит промышленный образец. В некоторых случаях дефлегматор изготавливается из медной трубки. Самый экзотический и малоэффективный вариант — змеевик из медных труб. Его оборачивают вокруг верхней части колонны и пропускают через него холодную воду. Опыт показал, что даже сплющенная трубка не обеспечивает необходимой потери тепла из-за небольшой контактной поверхности.
- Холодильник — емкость с погружным змеевиком и холодной водой. Резервуар и трубы изготовлены из меди. Вы также можете приобрести готовый лабораторный холодильник в химическом магазине.
- Контактный элемент — несколько губок из проволочной сетки, с помощью которых хозяйки обычно удаляют налет и пригоревшую пищу с кастрюль и сковородок.
Кроме того, необходимы силиконовые и медные соединительные патрубки, упорные шайбы, резьбовые гайки, переходники.
Колонна обеспечивает 2 точки соединения: точку препятствия и точку соединения с неподвижным объектом. Обычно для соединения используются резьбовые элементы, но опасность здесь в потоке. Вы также можете разместить один элемент поверх другого, закрепив при этом как можно плотнее, чтобы предотвратить выход пара и оттока. Можно, конечно, обработать края герметиком и закрепить конструкцию навсегда, но тогда разобрать и очистить не получится.
Оптимальные расчеты
Дизайн колонны начинается с определения следующих параметров:
- Возможная высота. Практика показывает, что для домашнего устройства оптимальной будет высота 1,5 — 2 метра. Если в качестве обогревателя использовать газовую плиту, высота боковой панели будет 1,2 — 1,5 метра. Диаметр зависит от высоты, среднее соотношение 1/50. Например, рейка длиной 1,5 метра не должна превышать 32 мм. (круглые и стандартные трубы).
- Нагревательный элемент или мощность нагревателя. 1,5-метровая царга будет иметь производительность примерно 300 мл / час, что соответствует 300 Вт мощности нагревательного элемента. Мощность нагревателя должна быть достаточной для нагрева объема сусла до 70 ° C в течение 1 часа, а также иметь возможность оптимальной регулировки.
- Объем куба. Это переносной изотермический контейнер удобных размеров. Чтобы сохранить высоту помещения, диаметр и высота должны быть примерно одинаковыми. Количество нагретых паров зависит от объема куба. Для домашнего использования удобны пивные кеги на 25, 30, 50 литров. Алюминиевые бидоны и баки лучше не использовать — алюминий быстро корродирует.
- Мощность чиллеров. Чиллер должен полностью справляться с конденсацией паров при минимальном потоке воды. Точной формулы для расчета мощности чиллера нет, количество оборотов и длина подбираются опытным путем. Для нашего проекта достаточно 30 сантиметров спирали, плотно намотанной трубкой 6 мм. Лучше сделать холодильник с запасом мощности и регулировать скорость подачи холодной воды.
Источник и мощность нагрева колонны
Тип блюда. Прошлое самогона не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если еще разогреть самогон газовой, индукционной или обычной электрической плитой, то этот источник можно оставить для колонки.
Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, все намного сложнее, и на одном огне не получится. Необходимо обеспечить регулярную регулировку и стабильность подаваемой тепловой мощности.
Нагревательные пластины, которые работают на термостате в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение электроэнергии, пар перестанет поступать в колонку, и приливы схлопнутся в куб. В этом случае придется начинать исправление заново, от работы колонки до самой себя и от выбора «головок».
Индукционная плита — это крайне грубый аппарат с постепенным изменением мощности на 100-200 Вт, а при измельчении нужно менять мощность плавно, буквально на 5-10 Вт. И вряд ли удастся стабилизировать нагрев независимо от колебаний напряжения на входе.
Газовая плита с 40% -ным спиртом, налитым в куб, и выходящим продуктом с температурой 96 градусов — смертельная опасность, не говоря уже о колебаниях температуры нагрева.
Оптимальное решение — встроить в куб колонки ТЭН необходимой мощности и использовать для регулирования реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно брать аналоги. Главное — получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно изменять температуру нагрева на 5-10 Вт.
Подведено питание. Чтобы нагреть куб за разумные сроки, необходимо исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Это означает, что на 50 литров куба, заполненного 40 литрами, требуется минимум 4 кВт, 40 литров — 3 кВт, 30 литров — 2-2,5 кВт, 20 литров — 1,5 кВт.
При одинаковом объеме кубики могут быть низкими или широкими, узкими или высокими. При выборе подходящей емкости необходимо учитывать, что часто куб используют не только для ректификации, но и для дистилляции, поэтому мы исходим из самых жестких условий, чтобы поглощаемая мощность не приводила к бурным пенообразованию с выбросами брызги из куба в паропровод.
экспериментально установлено, что при глубине размещения нагревательного элемента около 40-50 см нормальное кипение происходит, если 1 кв. См незакрепленных зеркал представляют собой не более 4-5 ватт мощности. С уменьшением глубины допустимая мощность увеличивается, а с увеличением — уменьшается.
Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки сусла, когда плотность увеличивается. Поэтому проведение процесса шлифования на границе допустимого диапазона всегда чревато проблемами.
Обычные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. По допустимой мощности на зеркальной поверхности куба массой 26 см куб обычно будет работать с мощностью нагрева до 2,5 кВт, для 30 см — 3,5 кВт, 40 см — 5 кВт.
Третий фактор, определяющий мощность нагрева, — это использование одной из колонн без насадки в качестве сухой камеры для борьбы с разбрызгиванием. Для этого необходимо, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м / с, при 2-3 м / с защитный эффект ослабевает, а при высоких значениях пар будет гнать отлив по течению трубу и закинуть в вытяжку.
Формула расчета скорости пара:
V = N * 750 / S (м / с),
где это находится:
- N — мощность, кВт;
- 750 — выработка пара (куб. См / сек кВт);
- S — площадь поперечного сечения колонны (ммк).
Труба диаметром 50 мм справится с брызгами при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм — до 3 кВт, 38 — до 2 кВт, 32 — до 1,5 кВт.
Исходя из приведенных выше соображений, мы выбираем объем, размер куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.
Как сделать из фитинговой сантехники в домашних условиях?
Действия следующие:
- Покупаем материалы — 2 метра медной трубы 32 мм; паяльное олово; 15 см медной трубы диаметром 8 мм, 2 метра трубы 6 мм; метчик-игла, пластиковая трубка диаметром 8 мм. Покупаем готовый аксессуар или заменитель: керамический гравий, металлическую губку. Самые простые соединители — это латунные зажимы или резьбы.
- Будем королем. Делим трубу на отрезки по 1 метр, 0,3 метра, 0,5 метра. К крышке кубика привариваем отрезок 10 сантиметров, вставляем сетку для задержки сопла. К каждому стыку привариваем хомутное соединение или гидравлическую резьбу из меди или латуни.
- Собираем узел выбора по мотивам Алекса Бокакоба. На трубе длиной 0,3 метра ближе к нижнему краю делаем два угловых надреза под углом 30-40 градусов. Вставьте медные пластины в прорези, вырежьте и заклейте. Проделываем отверстие под трубку для отвода жидкости; отверстие должно быть внизу «кармана» нижней пластины. К отборной трубке припаиваем провод для игольчатого клапана, который будет регулировать отбор. Сбоку и прямо над отверстием для пробы вставьте трубку прямого потока. Необходимо проверить коэффициент рефлюкса. Прямоточный поток уносит мокроту из отборного «кармана» ниже, обратный поток стекает в центр сопла. Центральная часть прямотока представляет собой прозрачную пластиковую трубку.
- Собираем кулер, для чего плотно наматываем медную трубку, наполненную песком, на шпильку диаметром 12 мм. Штифт вынимается, песок встряхивается и сдувается. Получается спираль, один конец которой нужно продеть внутрь. Начало и конец трубки вставляются в латунную «чашку» с резьбой и пломбированием: это пробка. Полученный холодильник ставят на пробоотборник, капающую мокроту собирают с наклонных плоскостей.
- Перед использованием наполните насадку в ящик. Форсунка не должна строго забивать трубку, пар должен свободно течь по ней.
- При желании можно создать доохладитель с непрерывным потоком. Он состоит из двух трубок диаметром 10 и 12 мм. Длина тонкой трубки на 3 см короче толстой. Трубки вставляются друг в друга и концы герметизируются. Вход и выход холодной воды привариваются к толстой трубе.
Колонка собрана и готова к использованию. Перед использованием детали лучше промыть слабым раствором уксусной кислоты при помощи щетки.
Посмотрите видео, как собрать ректификационную колонну своими руками:
Режимы работы
Методы следующие:
- Нагрейте сусло до 72-75 ° С. Чиллер Dimroth работает на минимальной мощности.
- Колонное отопление и устройство «полов» отвода конденсата. По всей колонне происходит активное барботирование и обмен паром и массой. Важно не перенасыщать колонку, иначе будет «потоп»: мокрота забьет весь диаметр боковой панели. Подбираем мощность подогревателей так, чтобы температура около взлетного блока была 71 — 75 ° С.
- Начало отбора. При отборе проб жидкости тонкая пирамида в «Царе» неизбежно ломается, поэтому необходимо будет отрегулировать степень рефлюкса. Плотность пара постепенно уменьшается, и частота отбора проб также уменьшается. Первая отобранная жидкость — «головы» — содержит летучие эфирные компоненты. Объем головы достигает 20% от ожидаемого содержания алкоголя.
- Выбирают основной товарный спирт до появления запаха сивушных масел.
- Если вы хотите извлечь из сырья все возможное, извлеките «хвосты» — последнюю часть паров, содержащих спирт. В них содержится большое количество сивушных масел, хвосты смешиваются в «головы» и используются для дальнейшего измельчения.
- Завершение ректификации: отключение ТЭНа, охлаждение труб.
Весь цикл, в зависимости от желаемого качества продукта, может длиться относительно долго, от 8 часов до 2 дней.
Средняя производительность собранной колонки 250-300 мл. 96 ° спирта в час.
Инструкция по изготовлению ректификационной колонны
При создании ректификационной колонны имеет значение каждая мелочь, поэтому следует неукоснительно выполнять все рекомендации. Не лишним будет посмотреть видео сборки.
- Металлическая труба с рекомендованными параметрами разрезается на 2 части примерно равной длины, края очищаются и герметизируются с помощью резьбовых соединений или переходника.
- Выбранный тип форсунок сливается в одну часть, которая будет внизу, после установки решетки и упорной шайбы для предотвращения утечки материала. Если вы используете металлические губки (требуется примерно 40 штук), предварительно нарежьте их на кусочки 5 мм. Пружины следует распределить равномерно, постукивая трубкой по твердой поверхности. После заполнения форсунки закрыть трубку сеткой, зафиксировать шайбой.
- Соедините получившуюся конструкцию с перегонным кубом и изолируйте ее теплоизоляционным материалом.
- Вторая (верхняя) часть трубы соединяется с обратным холодильником с помощью паяльника. В водоеме должно быть 2 штуцера: для входа и выхода воды. Дефлегматор можно купить или изготовить самостоятельно из термоса, скороварки, змеевика, медной трубы (предпочтительнее первые варианты). Например, вот так: https://youtu.be/D4ZsbbRH6ds
- Верхний конец колонки закрывают пробкой / крышкой или герметизируют, оставляя отверстие для атмосферной трубки. Для его фиксации используют штуцер, конец шланга опускают в воду.
- Делается отверстие для выхода дистиллята. Его следует разместить на пару сантиметров выше стыка с нижней частью трубы, под ней устанавливают тарелку для сбора конденсата.
- Холодильник подключается к колонке через силиконовую трубку. Вы можете купить его или сделать самостоятельно. Для регулирования процесса движения жидкости к трубке прикреплен зажим-капельница.
- Охлаждающие элементы соединены между собой: верхняя часть холодильника с нижней частью обратного конденсатора, верхняя часть обратного конденсатора с канализацией. Таким образом, вода будет нагреваться до обратного конденсатора.
- Дополнительно может быть установлен регулятор расхода воды и термометр (для этого потребуется дополнительное отверстие в блоке отбора проб).
Также ящик можно разделить на 3 части — такая конструкция считается более универсальной в применении. Подробный процесс сборки колонны можно посмотреть здесь: