Большая энциклопедия нефти и газа. Эксплуатация и уход за самогонным аппаратом
#1 Зачем нужна ректификация?
Это единственный доступный способ получить дома относительно чистый спирт. О ректификации.
#2 Ректификация - это только для заводов, или дома тоже можно?
Дома очень даже можно. Ректификационная колонна сложней самогонного аппарата, но проще велосипеда, меньше велосипеда и вполне доступна для самостоятельного изготовления.
#3 Где взять оборудование для ректификации?
Купить. Сделать самостоятельно.
#4 Хочу сделать колонну. Из чего лучше?
Требования те-же, как для самогонных аппаратов. Идеальный вариант - пищевая нержавейка.
#5 Я купил недорогую ректификационную колонну, почему получается плохой спирт с посторонними запахами?
В рекламе таких колонн много неправды. Либо заявленная производительность сильно завышена, либо размеры колонны таковы, что в принципе нет возможности получить чистый спирт не при каких условиях. Хорошие колонны недешевы.
#6 Объясните попроще, как работает ректификационная колонна?
#7 Куда насаживают насадку?
Насадка находится внутри колонны, и обычно она сыпучая. Такое неудачное название. Самый простой, дешевый и доступный тип насадки - металлические мочалки для чистки сковородок. При покупке следует убедиться, что материал нержавеющий, например, приложив к нему магнит.
#8 Что такое флегма?
Флегма - это сконденсированные пары, возвращаемые в перегонный куб. При испарении бражки в первую очередь испаряется спирт, а не вода, если такие пары сконденсировать, то концентрация спирта будет выше. Например, при его концентрации в исходной смеси 8% об. первые порции дистиллята будут иметь концентрацию спирта 49,6% об. При конденсации части пара (этот процесс и называется дефлегмацией, т.е. образование флегмы) в первую очередь будет конденсироваться вода, в оставшемся паре концентрация спирта за счет этого увеличится. Например, при концентрации спирта в исходном паре 49,6% об. при частичной конденсации пара образуется 0,5 кг флегмы с концентрацией около 17% мас. и 0,5 дистиллята с концентрацией уже 67% об. Естественно, при этом скорость перегонки снизится, но зато повысится крепость.
При ректификации флегма начинает играть совершенно другую роль. Нам необходимо обеспечить «пробулькивание» пара через жидкость, своеобразное кипение внутри колонны, усиливаемое контактом на мелкой насадке. При этом происходит дополнительное испарение спирта, уносимого с парами вверх, и конденсация воды, сливающейся вниз с флегмой. Пар мы получаем кипячением бражки в кубе, а вот жидкость как раз и есть флегма, которую мы сознательно охладили, постепенно сливается в куб. Поэтому ректификационная колонна без флегмы не работает, а превращается в обычную трубу с железяками внутри.
#9 Что такое флегмовое число?
В дефлегматоре колонны образуется конденсат. Часть его возвращается в колонну, а часть может направляться в отбор. Возврат в колонну части конденсата - необходимое условие нормальной работы колонны. Отношение количества конденсата, возвращаемого в колонну к количеству конденсата направляемого в отбор называется флегмовым числом (ФЧ) . Если отбор продукта из колонны не производится, флегмовое число равно бесконечности.
#10 Почему ректификационная колонна завернута в теплоизоляцию?
Работа колонны зависит от стабильности распределения температуры по ее длине, теплоизоляция уменьшает влияние внешних факторов.
Самогон, или спирт-сырец уже очищен от основных примесей браги, не пенится. А заброс бражной пены в колонны доставит большие проблемы по ее промывке.
#12 А что значит «колонна захлебнулась», и что с этим делать?
Захлеб колонны происходит, когда поступающая в нее из дефлегматора флегма не проходит в куб, а скапливается. Причинами этого обычно бывают: превышение мощности нагрева, необходимого для данной колонны, тогда слишком сильный поток пара не пропускает флегму вниз; конструктивные ошибки - узкие места, чрезмерное уплотнение насадки, установка труднопроходимых для флегмы сеток и тому подобное. Захлеб колонны проявляется повышенным шумом при работе - бульканье, и выбросом продукта через верхнее отверстие дефлегматора.
Если была превышена мощность нагрева, захлеб колонны устраняется уменьшением нагрева. А ошибки конструкции обычно бывают у самодельных колонн, ну и для устранения захлебывания такой колонны нужно ее переделать.
#13 Обязательно ли соблюдать строгую вертикальность колонны во время ее работы?
Да, обязательно. Конструкция колонны обычно такова, что направление потоков и капель флегмы будет правильным только при строго вертикальном положении. В случае наклона продукт может не попадать в узел отбора дефлегматора. Поток флегмы будет устремляться к нижней наклоненной стенке и по ней стекать, оголяя насадку - снизится количество ТТ и соответственно качество разделения. На тарельчатой колонне пар будет пробулькивать через более тонкий слой флегмы на наклоненной тарелке, что значительно снизит КПД. И другие неприятности.
Безопасность
#1 А что тут вообще может быть опасно?
Во-первых, самогон 50% - это легковоспламеняющаяся жидкость , опасность пожара!
Во-вторых, гоним при кипении браги, высокая температура, при низкой надежности оборудования и его повреждении, аварии - опасность ожога!
В-третьих, при постоянном кипении браги постоянно образуется пар, если засорится каким-то образом паровая трубка и пару будет некуда выходить - опасность взрыва!
#2 У меня не вошла вся брага в аппарат, можно будет немного добавить в куб, после того, как часть выкипит?
Если в процессе работы появилась необходимость долить в куб спиртсодержащее сырье со спиртуозностью выше чем сейчас в кубе - не просто выключите аппарат, а понизьте в нем температуру, естественным охлаждением или доливкой холодной воды. Иначе столкнетесь с взрывообразным вскипанием содержимого, с большим выбросом паров спирта в помещение, или, что еще хуже - СЕБЕ В ЛИЦО !
#3 Я собираюсь достать необходимые реактивы и попробовать химически очистить самогон, а это не опасно?
Некоторые вещества для хим очистки опасны. Порошок марганцовки при попадании в глаза очень опасен, вызывает ожоги. Едкий натр (каустическая сода) - очень едкое агрессивное вещество, при попадании на любой влажный участок кожи вызывает сильнейший ожог!!! Неопасно только в слабоконцентрированных растворах.
#4 Спирт - вещество опасное?
Спирт-это хороший растворитель, при длительном контакте с кожей вымывает из нее органические жиры и воду, возможны иссушения и даже ожоги. А, кроме того, мы его принимаем внутрь, и в случае передозировки - кирдык. Смертельная доза для взрослого человека = 300–400 мл 96% этанола в течение часа или 250 мл в течение 30 минут. Смертельной дозой для детей может оказаться доза в 6-30 мл 96% этанола. Также, спирт легко воспламеняется, пары спирта в определенной концентрации взрывоопасны.
#5 Чем обеспечить элементарную безопасность?
Для быстрого тушения возгорания, которые при самогоноварении по статистике случаются ежегодно и нередко с тяжелыми последствиями , желательно в легкодоступном месте иметь подходящий огнетушитель, или хотя-бы кошму (1,5*1,5 м) из негорючего материала. Все это можно приобрести в магазинах, реализующих противопожарные средства. Для предотвращения скопления взрывоопасных паров желательно перегонку производить под бытовой тягой или в хорошо проветриваемом помещении. Чтобы избежать ожогов при работе оборудования, дотрагиваться незащищенными руками до металлических частей не допускается. Купите обычные хозяйственные х/б перчатки, они защитят вас полностью от подобных неприятностей. Главное, при работе держать их СУХИМИ, мокрые перчатки от температуры не защитят, и даже могут усилить действие горячей жидкости, потому что перчатки бывает затруднительно быстро снять. Если предполагается возможность попадания горячей жидкости на руки, нужно поверх тканевых одеть хозяйственные резиновые перчатки. Для лучшей термоизоляции, х/б перчаток можно одеть две пары.
#6 Можно мне проверить герметичность системы моего аппарата, перекрыв выход пара на время?
Во-первых, даже непродолжительное кипение (несколько десятков секунд) создаст приличное давление в кубе, которое трудно контролировать даже при наличии манометра. Куб может не выдержать. Взрыв, выброс пара и кипятка!
Во-вторых, даже если и не взорвется, открытие закрытого перегретого объема жидкости приведет к взрывному вскипанию, и опять-же ОПАСНОСТЬ ОЖОГОВ!!!
#7 Как мне безопасно устранить мелкие неисправности на работающем оборудовании?
Даже устраняя, казалось бы, незначительные поломки оборудования, возникшие в процессе работы, необходимо ПОЛНОСТЬЮ ОТКЛЮЧИТЬ НАГРЕВ, подождать некоторое время, чтобы давление в кубе уровнялось с атмосферным, иначе возможен выброс горячего пара, следствие - ожоги и воспламенение!. Если производится нагрев открытым огнем - ВЫКЛЮЧИТЬ ВСЕ ГОРЕЛКИ, даже те, которые не используются для нагрева бака, возможно случайное попадание конденсата или пара на огонь и ВОСПЛАМЕНЕНИЕ! Все действия следует выполнять, НЕ ЗАБЫВАЯ, ЧТО В БАКЕ НАХОДИТСЯ ГОРЯЧАЯ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩАЯСЯ ЖИДКОСТЬ!
Пример: http://forum.homedistiller.ru/msg.php?id=1124247
#8 Верно, что стеклянное оборудование самое безопасное?
Стеклянное оборудование можно назвать безопасным только с точки зрения химической инертности. Стекло практически не взаимодействует с продуктами перегонки и не растворяется в них. Но с точки зрения техники безопасности - стекло в нашем деле стоит на последнем месте. Главный недостаток-это хрупкость стекла. При работе на стеклянном оборудовании нужно соблюдать крайнюю осторожность, не нарушать правила соединения, крепления и нагрева. Подогрев колб лучше проводить электронагревом, через песчаную или солевую подушку. При использовании открытого огня нужно применять рассекатели пламени, и также греть через песок или соль. Обязательно иметь рядом углекислотный или порошковый огнетушитель. Не оставлять работающее оборудование без присмотра ни на минуту, не забывая о том, что работаем с легко воспламеняющейся жидкостью!
Распространенные заблуждения
#1 Верно ли, если я буду кипятить брагу при 78,4°С, получу спирт?
Это заблуждение. При этой температуре кипит чистый спирт. Брага содержит лишь до 16% спирта, и ее температура кипения гораздо выше. Если нагреть брагу до 78,4°С, кипения не будет. Спирт конечно будет испарятся, но медленно. Так же будет испарятся и вода, и все остальное, содержащееся в браге.
#2 Раз спирт и примеси кипят при разной температуре, верно ли, что их легко разделить при перегонке, меняя приемные емкости?
Нет, это заблуждение. Все примеси идут одновременно, вопрос только в том, что головная часть перегона обогащена легколетучими примесями, хвостовая - труднолетучими (с запахом сивухи), а в средней пищевой части вредных примесей минимум, но они все же есть. Это закон физики. Также и «голова» и «хвост» содержат спирт, и отбрасывание неизбежно ведет к снижению выхода спирта из бражки. Общее количество примесей вообще не превышают 0,5–1% от объема спирта. Однако они имеют сильный запах и ядовиты, при превышении норм, делают спирт непригодным для употребления.
#3 Головная фракция самогона обязательно содержит вреднейший метанол (метиловый спирт), верно?
Бражка на чистом сахаре, самая распространенная, метанола практически не содержит, поскольку нет источника его образования. Химия-точная наука. Насчет метанола верно только для зерновых и особенно плодовых бражек. И еще, хоть метанол и имеет температуру кипения гораздо ниже, чем у этанола(этилового спирта), его физические свойства таковы, что при дистилляции метанол не является выраженной головной фракцией, а присутствует во всех фракциях перегона. Подробнее .
#4 Если спирт медицинский - он заведомо питьевой?
Это заблуждение. Медицинский спирт бывает разный. И существуют разные виды этих спиртов, требования по ним установлены «фармакопейными статьями». Одна статья устанавливает требования к спирту, который применяется для изготовления лекарственных препаратов внутреннего употребления, и этот спирт можно условно считать «питьевым». Но есть медицинские спирты для наружного применения, это уже другая статья. В чистом виде, для дезинфекции. И для изготовления лекарств наружного применения. В этом случае требования ниже, и допускается применение синтетического спирта. Пить или не пить? Решать Вам!
При добавлении в раствор любого спирта марганцовки происходит ряд химических реакций , результатом которых является выпадение осадка окиси марганца. Это вещество нелетуче и при перегонке в дистиллят не переходит. Разница в качестве спирта и наличии в нем примесей сказывается только на скорости его (осадка) образования - проба Ланга на окисляемость. Пить, однако, обработанный марганцовкой спирт не стоит, его необходимо повторно перегнать.
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.
Принципиальная схема 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:
- Равное давление каждого отдельно взятого компонента смеси.
- Температура и концентрация веществ в обеих фазах (паровой и жидкой) одинакова.
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.
| Отличие | Дистилляция | Ректификация |
| Органолептика напитка | Сохраняет аромат и вкус исходного сырья. | Получается чистый спирт без запаха и вкуса (проблема имеет решение). |
| Крепость на выходе | Зависит от количества перегонок и конструкции аппарата (обычно 40-65%). | До 96%. |
| Степень разделения на фракции | Низкая, вещества даже с разной температурой кипения перемешиваются, исправить это невозможно. | Высокая, можно выделить чистые вещества (только с разной температурой кипения). |
| Способность убрать вредные вещества | Низкая или средняя. Для повышения качества требуется минимум две перегонки с разделением на фракции хотя бы при одной из них. | Высокая, при правильном подходе отсекаются все вредные вещества. |
| Потери спирта | Высокие. Даже при правильном подходе можно извлечь до 80% от всего количества, сохранив приемлемое качество. | Низкие. Теоретически, реально извлечь весь этиловый спирт без потери качества. На практике минимум 1-3% потерь. |
| Сложность технологии для реализации в домашних условиях | Низкая и средняя. Подходит даже самый примитивный аппарат со змеевиком. Возможны улучшения оборудования. Технология перегонки проста и понятна. Самогонный аппарат обычно не занимает много места в рабочем состоянии. | Высокая. Требуется специальное оборудование, изготовить которое без знаний и опыта невозможно. Процесс сложнее для понимания, нужна предварительная хотя бы теоретическая подготовка. Колонна занимает больше места (особенно по высоте). |
| Опасность (в сравнении друг с другом), оба процесса пожаро- и взрывоопасны. | Благодаря простоте самогонного аппарата дистилляция несколько безопаснее (субъективное мнение автора статьи). | Из-за сложного оборудования, при работе с которым существует риск допустить больше ошибок, ректификация опаснее. |
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 куба 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:
- превышение допустимой мощности нагрева (встречается наиболее часто);
- засорение нижней части устройства и переполнение куба;
- очень низкое атмосферное давление (характерно для высокогорий);
- напряжение в сети выше 220В – в результате мощность ТЭНов возрастает;
- конструктивные ошибки и неисправности.
Многие люди предпочитают изготавливать самогон в домашних условиях с использованием специального оборудования. Однако такой самогон, изготавливаемый самостоятельно, довольно часто отличается специфическим запахом и цветом. Поэтому люди осуществляют химическую очистку самогона, используя адсорбенты , марганцовку и соду, активированный уголь и многие другие вещества.
Но даже химическая очистка самогона не может сделать качество домашнего спиртного напитка высоким. Для решения данной проблемы необходимо приобрести и ректификационную колонну. Ведь ректификационная колонна позволяет получить самогон высокого качества и скорость фильтрации при этом остается высокой.
И так, в какой последовательности действий необходимо осуществлять очистку самогона? Очистка спиртного напитка должна состоять из таких этапов:
- Химической очистки;
- Фракционной перегонки;
- Второй химической очистки;
- Фильтрации.
Для того чтобы осуществить первый этап очистки самогона необходимо приобрести адсорбенты или марганцовку. И так необходимо 2 г марганцовки растворить в 50 мл дистиллированной или кипяченой воды. Далее полученный раствор нужно вылить в самогон и дать ему настояться на протяжении 10 часов.
Во время фракционной перегонки необходимо использовать ректификационную колонну (см. ) либо самогонный аппарат. Для того, чтобы правильно осуществить фракционную перегонку необходимо придерживаться особых технологий самогоноварения.
Вторую химическую очистку, как правило, осуществляют с использованием активированного угля. На литр спиртного напитка затрачивается около 50 грамм угля. На данном веществе самогон должен настаиваться длительное время.
Завершающий этап очистки самогона – фильтрация. Осуществить данные действия можно самостоятельно либо с использованием специального оборудования, благодаря которому скорость фильтрации будет высокой. Если же, фильтрация осуществляется самостоятельно, тогда необходима плотная ткань, фильтрованная бумага.
Придерживаясь такой последовательности действий при очистке самогона, можно создать отличный и высококачественный самогон.
Просто в случае с колонной самогон пропускают самотеком через слой угля, а не настаивают. Очистка самогона угольной колонной от запаха и сивушных масел является одним из самых эффективных и при этом безопасных методов. Главное — придерживаться основных правил при выборе угля и самой колонны.
Конструкция угольной колонны весьма проста, и если под силу далеко не каждому, то с колонной справится любой. По сложности изготовления самодельные колонны делятся на два типа: сварные из нержавейки и собранные из пластиковой бутылки. Ниже мы рассмотрим оба варианта изготовления.
Что из себя представляет угольная колонна для очистки самогона
Как правило, стандартная угольная колонна представляет собой высокий металлический цилиндр, имеющий входной и выходной штуцеры, а также полноразмерную крышку для того, чтобы можно было закладывать и вынимать уголь. Также цилиндр бывает оснащен ножками, благодаря которым он довольно устойчиво держится на трехлитровой банке.
Колонну можно использовать по двум назначениям: очистка дистиллята сразу на выходе из самогонного аппарата (входной штуцер подключается через шланг к выходу их охладителя) и очистка просто готового дистиллята (в этом случае дистиллят в колонну заливают из емкости, в которой он хранится). Очищать можно как спирт-сырец, так и питьевой самогон.
Поговорим об угле. Как и в случае с простым углеванием (уголь насыпают в самогон и отстаивают до 20 минут) уголь нужен не абы какой. Подойдет только активированный древесный или кокосовый уголь. Не рекомендуем брать уголь для мангала, кальяна или аптечный активированный. Все они содержат примеси, которые отрицательно скажутся на напитке. Идеальный размер частиц угля для колонны — 3-5 мм. В крайнем случае — до 10 мм, но не крупнее.
Сделать своими руками
Приобрести готовую угольную колонну с нужным наполнителем чаще всего можно там же, где и (рекомендуем выбрать аппарат с ректификационной колонной марки или с сухопарником марки ) — в магазинах для самогоноварения.
Если в Вашем распоряжении имеется труба из нержавеющей стали диаметром 100 мм и длиной около 500 мм, то Вы можете сделать колонну, подключаемую к дистиллятору. Понадобится еще верхняя винтовая крышка со входным штуцером, заваренное дно с выходным штуцером, а также сетка-фильтр, установленная в нижней части колонны (нужна для того, чтобы кусочки угля не закупорили выходное отверстие).
Еще один вариант самодельной колонны представлен на рисунке:
Угольная колонна: как пользоваться?
Принцип работы такой колонны очень прост:
- Дистиллят поступает в колонну сверху и самотеком направляется вниз.
- Проходя через слой угля, дистиллят очищается от вредных примесей (крупные молекулы “сивухи” остаются в порах угля).
- На выходе в приемную емкость стекает очищенный самогон.
Как видно, очистка самогона угольной колонной в домашних условиях не составляет большого труда. Время контакта угля со спиртом в колонне не превышает 20 минут, поэтому вредные вещества в виде альдегидов образоваться не успевают.
Как правильно очистить самогон угольной колонной
- Порцию самогона обычно пропускают через колонну 2-3 раза, при этом уголь не меняют.
- После очистки всего объема дистиллята уголь рекомендуется повторно не использовать. Особенно это касается очистки спирта-сырца, где примесей априори больше, чем в питьевом дистилляте.
- После прохождения колонны дистиллят может приобрести черный цвет, это является нормой. Очистить напиток от угольной пыли можно, пропустив его через слой ваты. Если пыли много, вата быстро забъется — ее необходимо будет сменить.
Конечно, очистка на угольной колонне спирта-сырца ни в коей мере не заменит полноценной фракционной перегонки. Главное знать, чтобы он позволял точное разделение на фракции, и их границы не “размазывались”. А если Вы решили обновить свой дистиллятор или пока еще присматриваетесь, не зная, то обязательно ознакомьтесь с отзывами о различных моделях, а покупку совершайте у официального производителя.
Cтраница 1
Чистка колонн необходима, так как в процессе работы на тарелках откладываются различные смолистые вещества, засоряющие зубцы в колпачках и сливные трубки тарелок, йто нарушает.
Возможна также чистка колонны механическим способом (водой под высоким давлением) без разборки тарелок. Для борьбы с пеной используют химические пеногасители: силокса-новые масла, полигликоли, продукты растительного происхождения и др. Без пеногасителей работа колонны неэффективна вследствие возникновения устойчивой пены.
Во время ремонта и чистки колонн малого диаметра возникают трудности при извлечении тарелок. На рис. 2.65 показано простое приспособление для извлечения тарелок, облегчающее и ускоряющее ремонт. Приспособление подвешивается на тали за ушко / и подводится фигурной пластиной 2 под пластины подставника тарелки. После ремонта тарелки ее устанавливают на место и проверяют.
Слесарная группа рабочих в течение месяца почти исключительно была занята чисткой колонн и ремонтом оборудования аппаратного отделения.
Слесарная группа рабочих в течение месяца почти исключительна была занята чисткой колонн и ремонтом оборудования аппаратного отделения.
Расстояние между тарелками обычно принимают в зависимости от диаметра колонны с учетом возможности ремонта и чистки колонны. Рекомендуемые расстояния между тарелками ректификационных колонн в зависимости от их диаметра приведены ниже.
В колоннах дегазации (рабочая температура куба 110 - 115 С, верха колонны 102 С) при забивке отверстий тарелок смолой ПВХ или корками один-два раза в месяц проводили чистку колонны.
Все колонны предварительной ректификации собираются из отдельных дар. Чистка колонн необходима, так как в процессе работы на тарелках откладываются различные смолистые вещества, засоряющие зубцы в колпачках и сливные трубки тарелок, что нарушает нормальный барботаж паров и сток флегмы. В наибольшей степени подвержена загрязнению бензольная колонна, которая является первой по ходу сырого бензола.
Трудности при работе отгонных агрегатов по дегазации латекса связаны с забивкой колонн и конденсаторов полимером, что уменьшает срок их работы. Чистка колонн от полимера выполняется с применением гидромониторов, которые подают на загрязненную поверхность струю воды под большим давлением.
При остановке шламового насоса с подачей водяного пара в колонну (по приемной линии шламового насоса) можно 5 - 6 часов работать без циркуляции шлама. По окончания чистки колонны и ремонта шламового насоса приступают к уску установки.
Работа по чистке внутренних устройств ректификационных колонн от полимера и смолы весьма трудоемка и тяжела. Например, на чистку колонны ректификации изопрена (диаметр колонны 3400 мм. Не менее трудно чистить кипятильники: здесь часто невозможно обходиться без применения шарошек и сверл.
Если дистилляционная колонна действует не так, как ожидалось, то бывает трудно установить причину (причины) ее плохой работы, с тем чтобы принять меры для исправления. Неисправности могут объясняться чем угодно - от ошибки в расчете до спецовки, оставленной на переливном отверстии тарелки при чистке колонны. Обнаружить наличие неисправности легче, чем установить, в чем она заключается.
В последнее время наблюдается тенденция применять химические способы чистки колонн от отложений. В качестве растворов, активно действующих на отложения, используют минеральные и органические кислоты, кислые соли, каустическую и кальцинированную соду, фосфат натрия и др. Некоторое несовершенство и неуниверсальность известных методов химической чистки от любых отложений, особенно от плотного кокса, сложность приготовления и подачи в колонны больших количеств растворов (при больших диаметрах аппаратов) являются - проблемами, решение которых позволит в ближайшем будущем сделать химическую чистку основным способом чистки колонн.
