1. Що таке ректифікація спирту
2. Перевага і недоліки методу ректифікації
3. Як працює колона
4. види колон
5. Як зробити в домашніх умовах
6. царга
7. нагрівач
8. насадка
9. куб
10. Дефлегматор і доохладітель
11. розрахунок

Колона ректифікації (РК) - пристрій для виділення спирту з спиртовмісної рідини, що значно перевершує самогонний апарат за ступенем очищення. Без неї приготувати з органічної сировини по-справжньому якісний алкогольний напій неможливо. У даній статті розглянуті принципи конструювання РК.

Що таке ректифікація спирту

Ректифікація спирту - поділ спиртовмісної суміші на складові з різною температурою кипіння, здійснюване за рахунок тепломассообмена. Останній відбувається як результат прагнення системи врівноважити температуру, тиск і концентрацію кожної складової (спирти, вода, сивушні масла та ін.) В рідкої і газоподібної фазах.

В ході тепломассобмена пар насичується речовинами з низькою температурою кипіння (летючі або низкокипящие), рідина - висококиплячих. Пара піднімається вгору, що дозволяє після досягнення системою рівноваги провести відбір самого летючого компоненту.

Перевага і недоліки методу ректифікації

Ректифікація спирту володіє двома перевагами:

1. Мізерна вміст домішок в кінцевому продукті. Метод дозволяє з високою точністю відокремити один від одного компоненти, що відрізняються температурою кипіння всього на 0,1 градуса. Концентрація спирту на виході складає 96% - 98%.
2. Низькі втрати спирту. У відходи потрапляє лише 1% - 3%.

недоліки:

1. Складність методу. Ректифікація можлива тільки при правильному поєднанні ряду умов, що вимагає від оператора глибокого знання процесу. Колона ректифікації влаштована просто, але все її параметри потрібно точно розрахувати.
2. Щодо велика висота колони ректифікації.
3. Відсутність присмаку сировини.

Аромат і смак присутніх в сировині фруктів в ході ректифікації повністю відсікається, що компенсують наступними способами:

• готують з отриманого чистого спирту настоянки;
• додають до спирту в допустимих кількостях висококиплячі фракції.

Як працює колона

Пристрій колони ректифікації складності не представляє. Вона складається з таких вузлів:

• куб: ємність для сировини;
• царга (вертикальна труба) з контактними елементами - насадками або тарілками;
• дефлегматор: встановлений в верху царги;
• вузол відбору з доохладітелем;
• нагрівач;
• термометри.

Принцип роботи ректифікаційної колони полягає в наступному:

1. Сировина нагрівається в кубі (заповнюється на 2/3 об'єму) і випаровується.
2. Заповнив царгу пар остигає в дефлегматоре (сюди подається охолоджуюча рідина) і перетворюється в конденсат - флегму.
3. Флегма стікає по контактним елементам. Конструкція останніх орієнтована на створення значної площі контакту рідини з парою, що необхідно для інтенсивного тепломасообміну.
4. При настанні процесу рівноваги, про що свідчить постійна температура, оператор відкриває клапан відбору і знаходиться в верху царги пар надходить в доохладітель. Сюди також подається холодна вода.
5. Як і в самогонному апараті, першими відокремлюють низкокипящие складові - альдегіди, ефіри, метиловий і етиловий спирти, потім - сивушні масла і інші висококиплячі.

Часто цікавляться, що краще - колона ректифікації або самогонний апарат (дистилятор)? В останньому застосований більш простий метод і зберігається смак сировини, але є ряд істотних недоліків:

1. Висока концентрація домішок в кінцевому продукті: частка спирту становить всього 40% - 65%. Для отримання 96% -ої концентрації потрібно повторити дистиляцію 9 - 10 разів.
2. Значних втрат спирту: не менше 20%.

Але заміною самогонному апарату компактна домашня колона ректифікації виступати не може: вона ефективна при концентрації спирту в сировині 35% - 45%, тоді як в брагу його тільки 10%.

Обидва пристрої застосовують послідовно:

• отримують з браги за допомогою дистилятора спирт-сирець;
• завантажують спирт-сирець і багаті спиртом побічні продукти дистиляції в РК і отримують на виході чистий продукт.

види колон

За типом контактного елемента розрізняють два види РК:

• тарілчасті: використовуються тарілки, в основному це промислові установки;
• насадкові: застосовуються звиті з дроту насадки - варіант для домашніх і лабораторних РК.

Поряд зі звичайними РК випускаються комбіновані пристрої повного циклу - самогонні апарати з ректифікаційної колоною.

Як зробити в домашніх умовах

В процесі виготовлення ректифікаційної колони своїми руками найбільш складний етап - розрахунок. Розглянемо всі складові і їх параметри.

царга

Виготовляється зі сталевої труби з параметрами:

• матеріал: харчова нержавіюча сталь (12Х18Н10Т);
• внутрішній діаметр: D = 28 - 60 мм;
• висота (царга розміщена вертикально): H = 1200 - 1500 мм;
• товщина стінки: 1,0 - 1,5 мм.

Чим вище царга, тим чистіше спирт на виході.

нагрівач

Для ректифікації потрібно тонка настройка температури, тому потрібен нагрівач:

• з малою тепловою інерцією;
• з можливістю регулювання потужності з кроком в 5 - 10 Вт.

Цим вимогам задовольняють лише Тени, підключені через реле зі стабілізацією напруги на виході. Газова плита не підходить.

Для досить швидкого нагріву сировини на кожні 10 л потрібно потужність в 1 кВт. Після розігріву виходять на номінальну потужність. Вона приблизно дорівнює площі поперечного перерізу царги в мм (просвіту). Більш точні значення для різних співвідношень D / H:

• 52/1000: 1950 Вт;
• 50,8 / 1500: 1790 Вт;
• 42/1500 1190 Вт;
• 40/1000: 1133 Вт;
• 32/1500: 660 Вт;
• 28/1500: 490 Вт.

насадка

Найбільш ефективна спірально-призматична насадка (СПН). Варто дорого, але доступна для самостійного виготовлення. Оптимальний розмір - (0,067 - 0,083) D. Для різних D він складе:

• 50 мм: 3,5х3,5х0,25 мм;
• 40 мм: 3,0х3,0х0,25 мм;
• 32 і 28 мм: 2,0х2,0х0,25 мм.

Допускається використовувати замість СПН дротяну мочалку для миття посуду.

куб

Виготовляється з бідона, скороварки або вариться із сталевих листів. Заповнений на 2/3 куб повинен містити сировину в кількості 10 - 20 обсягів насадки. Тобто при H = 1.5 м обсяг куба для різних D становить:

• 50 мм: 45 - 90 л;
• 40 мм: 25 - 50 л;
• 32 мм: 15 - 30 л;
• 28 мм: 10 - 20 л.

Дефлегматор і доохладітель

Виготовлені своїми руками ректифікаційні колони оснащують дефлегматорами двох видів:

• холодильник Дімрота: питома утилізаційна потужність (УУМ) становить 4 - 5 Вт / кв. см поверхні;
• холодильник з сорочкою: УУМ - 2 Вт / кв. см.

Площа дефлегматора розраховують шляхом ділення номінальної потужності колони на УУМ застосовуваного холодильника. Для колон з відбором по пару вище дефлегматора отриману величину множать на 2/3.

Доохладітель конструктивно схожий з дефлегматором і має ті ж розміри.

розрахунок

Розрахунок ректифікаційної колони відрізняється складністю і вимагає знання характеристик застосовуваних матеріалів. Навіть незначні помилки можуть всю роботу зробити марною: фракції будуть частково змішуватися, і отримати на виході чистий продукт не вдасться. Правильніше при виготовленні використовувати готові креслення колони ректифікації, що довела свою придатність на практиці, або придбати апарат заводського виготовлення.

Знайшли помилку? Виділіть її та натисніть Shift + Enter або Натисніть тут