Эксплуатация и уход за самогонным аппаратом. Очистка самогона угольной колонной от запаха и сивушных масел в домашних условиях

#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.

В ректификационную колонну, можно засыпать разную насадку и она будет работать, но по разному. Выбирая наполнитель для колонны нужно учитывать ее характеристики (диаметр трубы, ее высота). Наполнители для ректификационной колонны бывают разные, наиболее популярные из них: (СПН) Селиваненко спирально призматическая насадка, (РПН) Панченкова, кольца Рашига, обычные кухонные мочалки из нержавеющей стали, битое стекло, и др.

Насадка необходима чтобы удержать на своей поверхности наибольший объем флегмы, так же дать возможность свободно проходить потоку спиртовых паров. Взаимодействуя между сбой флегма и пар обеспечивают разделение водно-спиртой смеси на различные фракции. Поэтому чем больше будет площадь у поверхности насадки тем лучше будет разделение.

1. СПН

Спирально-призматические наполнители были изобретены совсем недавно. СПН Селиваненко была первой из них. Сейчас появились некоторые модификации этой насадки, к примеру 10 гранная СПН Диогена. В настоящее время насадка спирально призматическая считается наиболее лучшей для применения в домашних самогонных апаратах и ректификационных колоннах. Для бытовых бражных колонн и дистилляторов лучше использовать медную СПН, по некоторым данным она смягчает вкус дистиллята.

СПН сделана из нержавеющей проволоки толщиной 0,2 0,25 и 0,3 мм. Состоит из отрезков 4х4; 3,5х3,5; 3х3 и 2х2 мм призматической спирали. Чем меньше насадка размером, тем выше качество получаемого продукта, но ниже производительность, а с крупной насадкой увеличивается скорость отбора, но ниже качество разделения.

Насадка засыпается в колонну слегка утрамбовывается каждые 10 см, для этого удобно использовать черенок лопаты. Для бытовой колонны проще закупить насадку, у проверенного продавца, т.к. последнее время появилось много подделок на рынке. Цена насадки СПН Селиваненко порядка 1500-2500 рублей за литр, 1 литр в зависимости от типа проволоки, весит примерно 1.2 кг.

Можно СПН изготовить и своими руками в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нержавеющей стали, приспособление для намотки (обычно дрель или шуруповерт), готовую нарезанную насадку необходимо протравить.

Видео как можно делать СПН своими руками

2.РПН

Вторая по популярности насадка Панченкова используемая в домашних дистилляторах и самодельных ректификационных колоннах для увеличения крепости и увеличения степени очистки спирта. РПН (регулярная проволочная насадка) была создана в ОАО «Туполев». У этой насадки высокая эффективность, она используется во многих дорогих бытовых дистилляторах и рек.колоннах.

Удобна при использовании, свернутая в рулоны насадка легко вставляется и вынимается из колонны для чистки. РПН сплетена из нержавеющей нити толщиной 0,13 мм. Плетение зигзагом, очень тонкое, зазоры между нитями не более 1 мм. Используется в трубах с внутренним диаметром не менее 30 мм. Регулярная насадка отлично зарекомендовала себя у домашних винокуров.

3.Кольца Рашига

Кольца Рашига сделанные из керамики, металла или стекла с шероховатой поверхностью, что бы флегма дольше удерживалась на поверхности. Такой тип давно используются в ректификационных колоннах. Кольца Рашига менее популярны, но тем не менее применяется во многих в аппаратах в качестве насадки.

От качества эксплуатации самогонного аппарата зависят все характеристики получаемого продукта: его чистота, крепость и внешний вид. Мало приобрести качественное оборудование для приготовления самогона, ведь каждый самогонный аппарат со временем нуждается в чистке. Как почистить самогонный аппарат? Этот вопрос является достаточно серьезным, поскольку любое оборудование, в том числе и самогонный аппарат, нуждается в правильной чистке.

Общие правила

Любой самогонный аппарат или колонна от производителя сопровождается инструкцией, в которой четко прописаны правила эксплуатации оборудования. Все же большинство эффективных способов очистки аппарата для приготовления самогона не упоминаются производителями.

Самогонный аппарат

Зачастую очистка самогонного аппарата озадачивает владельцев аламбиков и алькитар, изготовленных из меди. О правильной чистке самогонного аппарата следует позаботиться еще перед первой его эксплуатацией.

1. Новый аппарат следует наполнять исключительно дистиллированной водой. Процедура дистилляции позволит очистить жидкость от примесей, которые могут влиять не только на характеристики самогона, но и на .
2. Если аппарат для перегона самогона используется редко, то его следует очищать после каждой эксплуатации. С этой целью можно использовать смесь дистиллированной воды и ржаной муки, причем объем муки не должен превышать 5% от количества воды. Полученную жидкость перегоняют через аппарат, но так, чтобы объем перегонки не превышал 50% объема куба. Перед такой чисткой следует убедиться в том, что змеевик и «лебединая шея» полностью очищены.
3. Если аппарат эксплуатируется часто, то для его очистки достаточно время от времени перегонять дистиллированную воду.
4. Также существуют некоторые народные методы ухода за самогонным аппаратом. К примеру, можно взять стакан воды, 2 чайные ложки лимонной кислоты и губку. Из воды и кислоты необходимо приготовить раствор, наполнить им куб и протереть его изнутри мочалкой. Этот раствор также подойдет для чистки шлема. Змеевик затыкают в его нижней части, наполняют раствором и оставляют его в полости змеевика на 10-15 минут.
5. Некоторые винокуры предпочитают неординарный способ очистки , используя с этой целью кетчуп. Считается, что некоторые компоненты этого пищевого продукта могут эффективно удалять загрязнения и окислы с меди. Суть метода чистки заключается в том, что окислившуюся медь покрывают тонким слоем кетчупа, оставляют его на несколько минут, а после тщательно смывают.
6. Медь можно почистить и специальным средством, которое называется Glasrens[АМ1]. Это средство используют в чистке любого домашнего оборудования для винокурения, приготовления пива и другого алкоголя. Применять Glasrens[АМ1] следует в соответствии с инструкцией.

Следует учесть, что самогонный аппарат (ректификационная колона) может быть изготовлен не только из меди, но и других материалов, к примеру, нержавеющей стали или алюминия. Такое оборудование, как и медные аппараты, нуждается в чистке, которая проводится еще перед первой эксплуатацией. Для чистки нового аппарата существует такой способ, как десятиминутная перегонка дистиллированной воды через аппарат.

Перечень универсальных способов чистки аппаратов и колонн из нержавеющей стали выглядит следующим образом:

1. Очистка поверхности аппарата: промойте поверхность оборудования из стали лимонным соком, разбавленным водой, и аппарат будет выглядеть, как новый.
2. В кубе нередко скапливаются пригоревшие остатки браги, от которых можно довольно просто избавиться. Для этого загрязнения следует присыпать солью (можно брать и толченые таблетки активированного угля) и оставить ее на 15 минут. После куб следует промыть водой и обработать его лимонным соком.
3. Для очистки емкостей также подойдет смесь порошка горчицы и соды.
4. Емкости из нержавейки также разрешается чистить уксусом, но после такой процедуры их следует тщательно промывать водой.

Нередко винокуры используют вместо фляги из алюминия. Алюминий, в частности, изделия из него, имеют доступную цену и отличную износостойкость. Чтобы алюминиевый куб надолго сохранился в идеальном состоянии, следует позаботиться о его очистке.

Как промыть куб из алюминия:

1. Чтобы металл блестел, можно отполировать его пастой, содержащей в качестве основы белую глину.
2. Чтобы убрать черный налет с алюминия, можно воспользоваться раствором, состоящим из уксуса и питьевой воды.
3. Можно в стакане воды развести несколько капель геля для мытья посуды и тщательно помыть таким раствором куб.

Чего нельзя делать?

Для чистки самогонных аппаратов, причем независимо от типа материала, из которого они изготовлены, нельзя использовать любые токсические растворы. Если внутри емкостей сохранятся их остатки, то они попадут в самогон, поэтому полученный продукт станет опасным для здоровья человека!

Если аппарат изготовлен из алюминия, для его чистки нельзя использовать любые пасты, содержащие абразивы, поскольку они сильно царапают поверхность металла. Металлические мочалки (ершики) также не подойдут для чистки куба из алюминия. Щелочные средства тоже нельзя применять с целью очистки алюминия, поскольку металл может вступать в реакцию с ними и становиться непригодным для эксплуатации.

Регулярная чистка оборудования для приготовления домашнего алкоголя поможет продлить срок его эксплуатации и сэкономить средства, которые обычно тратятся на покупку новых аппаратов для приготовления самогона.

Даже у опытных самогонщиков может возникнуть вопрос, как правильно почистить . Дело в том, что некоторые любители что-нибудь перегнать пользуются своими аламбиками и совершенно не беспокоясь ни о внешнем виде, ни о гигиене аппарата. Но вопрос "как чистить" рано или поздно поднимется...

Не забывайте, Ваш аламбик производит пищевой продукт, поэтому жёсткие и агрессивные методы слесарей-сантехников и нумизматов могут Вам и не подойти. Есть две основные причины почистить медный аламбик: во-первых, Вы его только что купили и готовитесь к перегонке. Как и всякую другую посуду его надо помыть, однако в мытье медного аламбика есть некоторые хитрости. К такому мытью следует прибегать также, если Вы ранее перегоняли эссенциальные масла или гидролаты (мы рекомендуем использовать для них другой аламбик или алькитару). Во-вторых, в процессе перегонки спирта происходит естественное окисление медной поверхности. У меди оно происходит и без перегонки, поэтому знать, как очистить медь от окислов также необходимо.

В этой статье сайт расскажет Вам, как подготовить аламбик к первой перегонке, или как почистить медную поверхность, если Вас каким-то образом смущает чистота Вашего медного дистиллятора, будь то аламбик или алькитара. Об очистке от окислов мы расскажем в следующей статье.

Итак, для чистки аламбика Вам понадобится сам аламбик, вода и ржаная мука.

Общая рекомендация такова: от объёма аламбика берётся 40% воды и 5% ржаной муки. То есть для очистки, например, 20-литрового аламбика Вам понадобится 8 литров чистой воды и полкило ржаной муки. Формула выглядит так:

где 20 - это объём аламбика, 8 - объём воды, а 500 - вес муки в граммах.

Мы пересчитали для Вас формулу очистки и для других объёмов, где первая цифра - литраж дистиллятора, вторая - объём воды, а третья - вес муки в граммах:

Удостоверьтесь, что "лебединая шея" аппарата и змеевик ничем не забиты. Для этого можно просто продуть их. Для "лебединой шеи" подойдёт визуальный осмотр (если она разборная) или ёршик (если неразборная). Змеевик можно также пролить водой с небольшим напором.

Добавьте ржаную муку в воду, перемешайте и вылейте раствор в перегонный куб аламбика.

Соберите дистиллятор. Установите шланги подачи и слива охлаждающей воды. Охлаждение должно проводиться весь процесс перегонки.

Установите аламбик на нагревательный элемент, - электроплиту, ТЭН, стеклокерамическую плиту, газ, дровяной или угольный мангал. Доведите жидкость до кипения как можно быстрее и кипятите около 5 минут.

Раствор ржаной муки должен вспениться и пузыриться. Раствор должен пройти по всему перегонному тракту и выйти из штуцера отбора готового продукта. Старайтесь не допускать пригорания "теста" в перегонном кубе.

Если раствор выбрасывается из щелей между составными элементами дистиллятора, следите, чтобы он не подгорал на поверхности аппарата. Осторожно уберите эти выбросы тряпочкой.

Выключите нагреватель. Не торопитесь промывать горячий аппарат. Дайте жидкости остыть, процесс очистки ещё идёт. Когда жидкость остыла, слейте её. Затем тщательно промойте весь тракт горячей водой с мылом, убирая остатки ржаной муки. Аккуратно протрите и просушите аламбик.

Пригоревшие остатки муки необходимо тщательно и аккуратно удалить с внутренних поверхностей аппарата перед последующей перегонкой.

Желательно повторить процедуру перед перегонкой, если Ваш аламбик долго не использовался.

Если Вы считаете, что Ваш аппарат не нуждается в подобной чистке, не забудьте просто продистиллировать воду перед перегонкой браги. Дистиллируйте воду, пока дистиллят не станет прозрачно-чистым, без вкуса и без запаха.

Как мы и обещали, в следующей статье речь пойдёт об очистке Вашего дистиллятора от медных окислов.

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:

1. Равное давление каждого отдельно взятого компонента смеси.
2. 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.