Сделать царгу для ректификации своими руками. Определение длины царги. Какой материал предпочтительней

Для того, чтобы самогон получился чистым и без характерного сивушного запаха, его необходимо прогонять через аппарат как минимум дважды. За время перегонки оседает бОльшая часть сивушных масел, что и дает повод назвать готовый продукт чистым. Однако специалисты настаивают на том, что получить действительно чистый спиртосодержащий напиток в домашних условиях можно только при использовании ректификационной колонны.

Для того, чтобы понимать, как делается ректификационная колонна для самогонного аппарата своими руками и зачем она вообще нужна, попробуем разобраться в принципе ее работы. Здесь же мы рассмотрим, какие материалы понадобятся и целесообразно ли ее домашнее изготовление.

Как работает ректификационная колонна

При нагревании перегонного куба, куда залита брага, начинается постепенное закипание с интенсивным выделением спиртосодержащего пара. Эти пары, более легкие, чем жидкость, поднимаются вверх по ректификационной колонне, откуда попадают в охлаждаемый водой дефлегматор. Здесь в самой верхней точке начинается конденсация пара, и он снова в виде конденсата стекает в колонну. Та, в свою очередь, заполнена специальными элементами, сквозь которые и протекает жидкость. В это время продолжается кипение браги, и пары ее поднимаются вверх по колонне, встречаясь по пути с конденсатом. Именно этот непрерывный процесс обмена жидкости и пара именуется ректификацией.

Во время такого обмена жидкий конденсат (флегма) насыщается паром, а пар, наоборот, жидкостью с более низкой температурой кипения. Этот процесс происходит постоянно, пока кипит брага и образуется конденсат. В итоге в изголовье ректификационной колонны собирается самый легкий пар с максимально высокой концентрацией спирта, который и отводится в холодильник для финальной конденсации. Уже из холодильника в приемочную емкость спускается абсолютно чистый дистиллят - самогон.

Принцип работы ректификационной колонны показан на этом рисунке

За счет чего происходит непрерывная ректификация

Для того, чтобы пар и стекающая жидкость (флегма) контактировали наиболее эффективно, в ректификационной колонне используются специальные контактные элементы. В промышленных образцах эту функцию выполняют физические тарелки, в домашних - металлическая губка для мытья сковородок. Эти элементы за счет разрозненной структуры увеличивают площадь контакта флегмы и пара, и, соответственно, эффективность такого взаимодействия. Это становится возможным благодаря тому, что между двумя фазами (жидкой и парообразной) очень быстро достигается равновесие.

В процессе стекания флегмы вниз по колонне она минует целых слой металлических пружинок, встречаясь по пути с паром. В тот момент, когда пар преодолевает первый слой контактного элемента, наступает фаза физического равновесия. Для получения оптимальной высоты бытовой ректификационной колонны ее диаметр должен быть не менее 30 и не более 50 мм.

Изготовление ректификационной колонны

Вопрос приобретения такого оборудования для многих стоит очень остро. Если речь идет о промышленном производстве, то в большинстве образцов есть много недоработок. Все же потоковое производство дает о себе знать. Можно, как вариант, заказать ручную сборку, но тогда цена ее будет приблизительно такой же, как у «крыла» хорошего внедорожника. Поэтому самый оптимальный вариант - сделать ректификационную колонну своими руками. Безусловно, ее строение чуть более сложное, чем у самодельного самогонного аппарата, но все же не настолько, чтобы терять сознание от чертежа и инструкций.

В качестве материала для изготовления подходит нержавеющая сталь - химически инертный материал, не подвергающийся коррозии и не дающий посторонних примесей и запаха.

Это схема ректификационной колонны, по которой ее можно будет собрать

Теперь более подробно об основных элементах оборудования и о том, из чего их можно будет сделать.

• Тело — труба из нержавеющей стали диаметром 30-50 мм и суммарной длиной 1300-1400 мм. Допустимая толщина стенки трубы 2-3 мм, поскольку придется делать отверстия для резьбового соединения.
• Водяной корпус (дефлегматор) — чаще всего изготавливается из обычного термоса. Буквально 10-15 минут, и этот элемент идеально заменит промышленный образец. В некоторых случаях дефлегматор изготавливают из медной трубы. Самый экзотический и неэффективный вариант - змеевик, изготовленный из медной трубки. Его наматывают по верху колонны и пускают по нему холодную воду. По опыту, даже расплющенная трубка не обеспечивает необходимой потери тепла за счет малого пятна контакта.
• Холодильник - емкость с погруженным змеевиком и холодной водой. Бак и трубки изготавливают из меди. Можно также приобрести в магазине химреактивов готовый лабораторный холодильник.
• Контактный элемент - несколько металлических губок-сеток, которыми обычно домохозяйки снимают с кастрюль и сковород накипь и пригоревшую пищу.

Помимо этого необходимы также силиконовые соединительные и медные трубки, упорные шайбы, резьбовые гайки, переходники.

В колонне предусмотрено 2 места состыковки - точка обора и соединение с перегонным кубом. Обычно для соединения используют резьбовые элементы, но опасность здесь в протекании. Можно также надевать один элемент на другой, при этом состыковывать максимально плотно, чтобы не допускать пропускания пара и просачивания флегмы. Можно, конечно, обработать края герметиком и состыковать конструкцию навечно, но тогда вы ее не сможете разбирать и чистить.

Как собрать ректификационную колонну

1. Берем медную трубу высотой 1300-1400 мм и диаметром 30-50 мм. Разрезаем ее на 2 части, они могут быть как равной длины, так и с небольшими отклонениями - это не принципиально. Края у обоих частей зачищаете, торцуете, обязательно снимаете фаску и состыковываете друг с другом резьбовыми соединениями или посредством переходника. Напоминаем! Соединение должно быть герметичным.
2. На одной части трубы устанавливаете сетку и упорные шайбы, чтобы исключить выпадение контактного элемента. Это нижняя часть колонны, которая будет надеваться на перегонный куб. Сюда засыпаются металлические пружинки.

В качестве такого контактного элемента могут использоваться не только пружинки, но и небольшие стеклянные шарики, хотя это довольно дорогое удовольствие. Совершенно не уступают по площади контакта и качеству теплообмена обычные металлические губки. Изготовленные из нержавеющей стали, они абсолютно инертны к спиртовой массе и не подвержены коррозии.

Перед тем, как купить такую губку, проверьте магнитом, действительно ли она изготовлена из нержавейки. Если используется другой металл, со временем пружинки начнут ржаветь, что сведет на нет качество очистки самогона.

1. Покупаете 30-40 металлических мочалок и разрезаете их на небольшие фрагменты до 5 мм.
2. В нижнюю часть трубы, где установлена металлическая сетка-фиксатор, засыпаете контактный элемент, периодически постукивая о стол. Не надо заталкивать его принудительно, чтобы пружинки по возможности не переплетались, а компактно утрамбовывались. Вот так, встряхивая и постукивая, заполняете весь отрезок трубы, после чего закрываете сеткой и фиксируете упорной шайбой.

Уже установленную на перегонный куб эту часть трубы следует утеплить любым изолятором, подойдет даже поролон толщиной 3-5 мм.

1. На вторую часть трубы припаиваете паяльником водяной корпус (дефлектор) с двумя патрубками - один на вход воды, другой на вывод.
2. Сверху трубу закрываете крышкой или запаиваете, сделав отверстие для трубки.

1. В 15-20 мм от стыка с нижней частью трубы делаете отверстие под патрубок для вывода дистиллята, а под ним небольшую пластинку для сбора конденсата - флегмы.

1. Соединяете колонну и холодильник силиконовым шлангом, на который установлен зажим от капельницы - это очень удобный инструмент для регулировки движения жидкости.

На этом собственноручное изготовление ректификационной колонны закончено, можно приступать к перегонке.

Если у вас остались вопросы, на видео вы посмотрите, как правильно делать колонну и в какой последовательности.

Самогонный аппарат позволяет вам конденсировать пар рабочего тела (браги) и получать продукт, не лишённый не только приятных свойств, но и, к сожалению, многих вредных примесей, от которых дистиллят необходимо чистить. Как , который будет производить для вас только качественный напиток?

Чтобы приготовить высококачественный спирт-ректификат, вам потребуются купить дополнительные . Чем выше царга, тем ниже скорость ректификации, но выше разделительная способность, и, соответственно, выше качество спирта-ректификата.

Царги длиной 15, 35 и 45 см обеспечивают условную степень очистки соответственно 20, 50 и 60-ти крат.

При использовании нескольких царг одновременно степень очистки равняется сумме кратностей используемых царг.

Царги длиной 15 и 35 см позволят получить дистиллят высокой степени очистки, - качественный самогон.

Царги длиной 35 и 45 см позволяют получить спирт-ректификат, - чистый этиловый спирт объёмной долей 96%.

Царга выполняет роль модуля ректификационной колонны, то есть модернизирует ваш самогонный аппарат до уровня ректификационной колонны.

Как же купить хорошую царгу, царгу, которая будет оптимально отделять продукт от флегмы? Как не разочароваться её качеством?

Самый главный и важный элемент ректификационной колонны – насадка , или насыпка. Насадка большинства наших царг представляет собой насыпку из спирально-призматических элементов. Они изготовлены из нержавеющей стали. Спирально-призматическая насыпка, пожалуй, самый распространённый «чистящий» материал в современном самогоноварении.

Какой должна быть насадка царги?

Качество насыпки сказывается на качестве получаемого самогона. Купите примитивный самогонный аппарат, и вы обнаружите, что при использовании контактного дефлегматора роль насадки обычно выполняет рубленная китайская металлическая мочалка, которую домохозяйки используют на кухне для очистки особо загрязнившейся посуды. Способность такой мочалки осаждать флегму при перегонке спирта весьма сомнительна. А кто может поручиться за химическую инертность сего «чудо-прибора» при температуре испарения спирта?

Почему выбирают именно спирально-призматическую насадку?

Спирально-призматическая насадка призвана минимизировать флегмовое число, то есть показатель уровня влаги на поверхности контактного тела в ректификационной колонне. Чем больше влаги в колонне, тем меньше возможностей получить качественный продукт за одну перегонку.

Важнейшая функция насадки в царге – не дать вашей «захлебнуться». Так называемая «пропускная способность» колонны зависит, в основном, от качеств жидкости, которую вы перегоняете. Однако при прочих равных условиях (высоте и диаметре колонны, количестве образующейся в колонне флегмы, температурном режиме и т.д.) «правильная» насадка скорее очистит ваш продукт от флегмы, а значит даст всему аппарату работать в полную силу, не снижая производительности.

Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.

Схема работы колонны

Характеристики трубы (царги) и насадки

Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.

Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).

Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг

Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.

Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.

Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.

Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.

В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.

Варианты спирально-призматических насадок

Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.

Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.

Зависимость мощности от диаметра трубы

Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.

Объем куба для ректификационной колонны

Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.

С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.

При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.

Источник и мощность нагрева колонны

Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.

Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.

Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».

Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.

Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.

Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.

Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.

При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.

Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.

Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.

Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.

Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.

Формула для расчета скорости пара:

V = N * 750 / S (м/сек),

• N – мощность, кВт;
• 750 – парообразование (куб. см/сек кВт);
• S – площадь поперечного сечения колонны (кв. мм).

Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.

Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.

Расчет параметров дефлегматора ректификационной колонны

Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.

Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.

Пример холодильника Димрота для колонны

Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.

Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.

«Рубашечник»

Расчет прямоточного холодильника

Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.

Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.

Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.

Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.

Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.

Возможная конструкция прямоточного холодильника

Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».

Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.

Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.

На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.

Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.

Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).

Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:

S = P * 100 (кв. см).

Длина внешней окружности паровой трубы:

Lокр = 3.14 * D.

Высота рубашки охлаждения:

H = S / Lокр.

Общая формула расчета:

H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).

Пример расчета прямоточника

Мощность нагрева – 2 кВт.

Возможно применение труб 12х1 и 14х1.

Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.

Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.

Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.

Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.

Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.

Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.

Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.

Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.

Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.

Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.

Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.

При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.

Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.

Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.

Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.

P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .

Всякий искушённый любитель самогоноварения желает добиться, чтобы у него на выходе получался не просто самогон, а высококачественный спирт 95,6%. Для получения такого результата необходима модернизация самогонного аппарата, которую, при желании, можно сделать своими руками. Этого возможно достичь с помощью установления ректификационной царги.

Царга для самогонного аппарата представляет собой продолговатую трубку из нержавейки со вставленными внутрь специальными насадками в виде спирали. Главной функцией этого прибора является разъединение спиртосодержащих испарений по их плотности. Благодаря чему происходить максимальная очистка спирта.

Принцип действия царги

Основной принцип приготовления алкоголя заключается в процессе дефлегмирования, т. е. разделении паров, отличающихся друг от друга температурой кипения. Так, спиртовые испарения наиболее лёгкие, именно они и отделяются от более тяжёлых веществ во время перегонки. Дефлегмирование происходит всегда одинаково, не важно, используется ли сухопарник и ректификационная царга. Различие заключается только в размерах этих двух приборах. Царга, в отличие от сухопарника, имеет объём значительно больше, поэтому и производительность спирта в несколько раз выше.

Царга для самогонного аппарата требует совершенно определённых и точных размеров. Её длина не может быть произвольной, так как именно длина определяет во сколько крат будет произведено очищение самогона. Так, например, трубка длиною 15 см позволит очистить перегоняемую жидкость в 20 раз, 35 см – в 50 раз, 45 см – в 60 раз. Иными словами, чем длиннее труба, тем дольше проходит ректификационный процесс и, как следствие, всё больше сокращается количество ненужных примесей, а градус, соответственно, возрастает. В общем-то, и при минимальной длине можно приготовить свой высококачественный самогон, если после перегонки отфильтровать его, используя для этой цели обычный активированный уголь или перманганат калия (т.е. марганцовку), продающиеся в любой аптеке. Для такой фильтровки надо взять примерно 50 г угля на каждый литр самогона, растолочь и залить. Дать отстояться в течение недели, иногда перемешивая. По истечении срока пропустить сквозь бытовой водяной фильтр. Вот и всё, чистый самогонный продукт без неприятного запаха и вредных веществ готов.

В случае же если вы захотите 95,6% спирт сразу за один сеанс перегона, то потребуется применять не просто самогонный аппарат вместе с царгой, царгу, к тому же, обязательно применять длиною 45 см, не меньше. Её можно приобрести в магазине, хотя она и будет стоить недёшево, в переделах 3000-5000 рублей. Впрочем, зачем покупать, если есть возможность смастерить своими руками? Но следует понимать, что изготовление такого приспособления это достаточно трудоёмкое дело.

Самостоятельное изготовление царги

В вопросе о том, как сделать царгу своими руками нет ничего сверхсложного. Человек, умеющий сносно обращаться с инструментом, вполне способен справиться с задачей по изготовлению простой разновидностей царги. Но будет весьма кстати если есть навыки токаря или сварщика.
Для начала потребуется взять дюймовую трубу необходимой длины. В принципе, царга может быть и составной из нескольких отрезков труб, чтобы сооружение можно было увеличивать или уменьшать по мере надобности. В идеале труба должна быть нержавеющей, но также вполне подойдёт медная или латунная.

Железо, чугун или пластмасса здесь неприемлемы, так как железо имеет свойство ржаветь, а чугунные трубы не бывают такого диаметра. Пластмасса же выделяет вредные вещества при соприкосновении со спиртом. Итак, на нержавеющей, медной или латунной трубе первым делом нужно нарезать резьбу с двух концов. Для нержавейки потребуются особые лерки марки Р18 и для нарезки потребуется приложить немалые усилия, т. к. вручную она нарезается достаточно тяжело. Для меди и латуни подойдут обычные трубные клуппы.

После того как резьба нарезана необходимо установить резьбовой штуцер на крышке испарителя (перегонного куба), закрепив его парой прижимных гаек с подложенными силиконовыми шайбами для герметичности. Резиновые прокладки лучше не использовать, так как они, в отличие от силиконовых, менее жаростойкие. Если крышка испарителя выполнена из нержавейки, то штуцера (по желанию) привариваются. Затем соединяем штуцер с нижним краем царги. Если резьба на царге нарезана снаружи, то у штуцера, соответственно, должна быть внутренняя резьба. Если же, наоборот, на царге резьба внутри, то штуцер подбирается с наружней резьбой. Для самодельной конструкции это вполне допустимо. Для того, чтобы соединение было плотным и надёжным дина резьбы должна быть не меньше 3 см. При этом надо учитывать, что эта резьба будет удерживать практически весь самогонный аппарат, по крайней мере его основную верхнюю часть, особенно если сбоку к ректификационной царге планируется присоединение охладителя. Поэтому так важно прочная и устойчивая основа для всей этой конструкции.

К резьбе на верхнем конце царговой трубы, в зависимости от типа конструкции, подсоединяется паровой трубопровод охладителя (змеевика), вторая часть царги или навершие ректификационной колонны. Как уже было сказано, нижнюю 35-сантиметровую часть царги можно легко удлинить, соединив отрезки труб при помощи обычной трубной муфты.
Далее. Чуть ниже, примерно на пару сантиметров, сверлится небольшое отверстие (3-4 см), в нём нарезается резьба, в которую закручивается трубочка длиною 4 см, также с заранее нарезанной резьбою. Это будет гнездо для щупа датчика температуры, вставляемого туда вместе с уплотнителем из силикона в процессе самогоноварения.

Разобравшись с внешними соединениями, переходим к заполнению внутренней части, пожалуй, самому важному элементу в конструкции царги. Именно это наполнение превращает металлическую трубу в ректификационную царгу. Сделанный из трубы корпус царги набивается особыми спиралевидными элементами из нержавеющей стали или меди, которые внешне напоминают мелкие пружинки диаметром 2-3 мм. Эти пружинки называют насадкой или насыпкой. Их нельзя приготовить своими руками из подручных средств, поэтому проще всего заказать насыпку в интернете на сайтах, продающих подобное оборудование. Эта насыпка действует не только в качестве фильтра, но благодаря ей протекают сложные физические и химические процессы, где взаимодействуют пар и конденсат. Именно из-за этих процессов пары спирта делятся на различные по плотности фракции, и происходит очищение от сторонних примесей. Стоит также учитывать, что, применяя царгу, перегонка проходит значительно медленнее, примерно на треть. Но потраченное время с лихвой окупается высоким качеством готового продукта на выходе.

Многие специалисты по самогоноварению советуют, чтобы аппарат был утеплённый. В царге, проходит теплообмен испаряющегося спирта и конденсата. Это главный процесс, позволяющий отделять спирт от примесей. Поэтому теплообмен внутри царги очень полезен. Внешний же тепловой обмен царги с окружающей средой — процесс вредоносный, т.к. отрицательно сказывается на основной, поэтому в идеале его необходимо сокращать. Для этого царгу снаружи рекомендуется утеплять.

Итак, вкратце повторим ещё раз, каким образом царга для самогонного аппарата собирается своими руками. В целом схема проста. Берётся нержавеющая труба диаметром 1 дюйм и соединяется с испарителем посредством штуцера с резьбой. В нижней части трубы ставится сито. Остальное внутреннее пространство трубы заполняется насыпкой. Сверху царги устанавливается сухопарник. Весь этот изготовленный прибор может достигать в высоту одного метра и даже больше. Впрочем, использовать самогонный аппарат, в данном случае, можно и без сухопарника. Тогда верх царги соединяется со змеевиком, из которого будет капать готовый спирт.

Царга для самогонного аппарата своими руками поможет решить несколько проблем и модернизировать устройство старого типа. Это приспособление, которое может превратить устаревшее оборудование в весьма мощный и довольно модный аппарат для .

Если говорить о том, как выглядит царга и что она собой представляет, то стоит пояснить, что речь идет о трубке, которая присоединяется к устройству для дистилляции. Но это непростая труба, она имеет определенную «начинку», которая и помогает на выходе получить продукт высокого качества с отличными характеристиками.

Для чего нужная царга?

В процессе брага проходит через несколько этапов очистки. Она постепенно превращается в алкоголь, но в его составе все же присутствуют примеси и так называемые сивушные масла.

Царга для самогонного аппарата

Сивуха вредна для здоровья человека, она может стать причиной тяжелого отравления, которое, в свою очередь, приведет к органическому поражению печени и головного мозга. Признаком интоксикации служит тяжелое похмелье.

Если в алкоголе нет сивухи, то и похмелья от него не будет, по крайней мере, если не злоупотреблять спиртными напитками.

Так вот царга нужна для того, чтобы очистить самогон от вредных примесей и сивушных масел. За счет специальной «начинки» обычная, на первый взгляд, труба выполняет функцию многоступенчатого фильтра. Она очищает алкоголь от вредных примесей, повышает его крепость, влияет на вкус и запах.

Сделать царгу можно самостоятельно, но тут есть определенные трудности в технологии ее изготовления. По этой причине царгу часто покупают уже в готовом виде. Приспособление можно приобрести на специализированных сайтах, которые занимаются продажей самогонных аппаратов и дополнительных модулей.

Что касается функций приспособления, то говорят, что царга в несколько крат увеличивает качество алкоголя, помогает получить продукт высокого качества, не прибегая к повторной перегонке.

Выбирая длину царги, стоит учесть, что степень очитки зависит от длины трубы:

1. 20-кратную степень очистки дает труба длиною в 15 см.
2. 50-кратную - в 35 см.
3. 65-кратную - не менее 45 см.

Некоторые любители производить самогон в домашних условиях думают, что можно получить напиток чище в 20 раз, присоединив к аппарату трубу длиной всего лишь 15 см. На деле все не совсем так. Кратность показывает, сколько раз происходит контакт конденсата с насадкой или так называемой начинкой.

Чем кратность выше, тем лучше для продукта, тем выше его качество и крепость. Многие путают царгу с ректификатором, на деле эти приспособления имеют несколько отличий. Если говорить точнее, то царга - это неотъемлемая часть ректификационной колонны. Но ректификатор состоит не только из царги, что стоит учитывать.

Несмотря на то что конструкция царги имеет определенные особенности, ее все же можно сделать своими руками в домашних условиях при наличии определенных навыков в конструировании.

Делаем приспособление сами

Если разобраться, то ничего сложного в изготовлении этого приспособления нет. Но чтобы сделать царгу, надо обладать хоть какими-то навыками в работе с болгаркой, паяльником и металлом.

Лучшим материалом для этого устройства будет медь или нержавейка. Что касается первой, то она отличается высокой теплопроводностью, а вот нержавейка идеально подходит для создания перегонного куба, царги и других частей самогонного аппарата.

Если есть возможность и желание, то можно сделать разъемную царгу, особенно если планируется оснастить аппарат трубой длиной не менее 45–50 см.

Но стоит иметь в виду, что резьбу на трубе придется вырезать самостоятельно. Диаметр ее подбирается в индивидуальном порядке.

Процесс изготовления царги своими руками:

• Выбираем трубу, подойдет отрезок диаметром от 35 до 45 мм. Еще понадобится штуцер, желательно, чтобы он был разъемным, его следует закрепить на крышке перегонного куба. Закрепить штуцер помогут две гайки и прокладки из силикона, они обеспечат конструкции герметичность. Но не стоит в целях экономии использовать прокладки из резины. Дело в том, что этот материал влияет на качество продукта, меняет его вкус и запах. Если крышка куба, сделана из нержавеющей стали, то штуцер можно просто приварить к ней.
• Чтобы труба легко накручивалась на патрубок, с ее внутренней стороны придется нарезать резьбу. Если на штуцере резьба находится с внутренней стороны, то на царге она должна располагаться с внешней. Длина резьбы должна составлять не менее трех сантиметров. Стоит проверить крепость конструкции, поскольку именно на ней будет держаться вся верхняя часть аппарата.
• Основание должно быть прочным, особенно если к нему будет присоединен холодильник с трубопроводом. В том случае, если из царги планируется создать ректификационную колонну, то конструкция может отличаться немного меньшей прочностью, поскольку на нее не будет давить холодильник или трубопровод.
• На верхнюю часть трубки также придется нанести резьбу. Посредством ее будет подсоединяться вторая часть ректификационной колонны, «головная» часть царги или отвод паропровода, который идет к холодильнику.
• Нижняя часть царги должна быть длиной от 35 до 45 мм. Если труба до этих показателей не дотягивает, то ее можно удлинить любым известным способом. Но не стоит использовать различные вставки, пытаясь таким образом удлинить царгу. Вставка из пластика, чугуна или любого другого материала может оказать негативное влияние на качество алкоголя: наделить напиток ненужными примесями, изменить его вкус, запах и состав.
• Теперь понадобится просверлить отверстие, оно должно находиться чуть ниже кромки резьбы буквально на 2-3 см. Диаметр отверстия небольшой, всего 3-4 мм. Опять нарезаем резьбу и вкручиваем в отверстие трубку длиною 3-4 см. Эта трубка будет своеобразным гнездом, в которое затем нужно будет вставить штуцер и термометр. Датчик температур будет крепиться в штуцере с помощью уплотнителей из силикона.

Когда царга будет готова, ее необходимо будет наполнить. В качестве наполнителя используют мелкие, закрученные в спираль проволоки из меди или нержавейки. Но не стоит пытаться изготовить «наполнитель» самостоятельно: это очень трудоемкая и неблагодарная работа.

Наполнитель можно приобрести в специализированном магазине. Кто-то использует в качестве «фильтров» мелко нарезанные мочалки из нержавейки для мытья посуды. В принципе в этом нет ничего «криминального». Но следует обладать 100 % уверенностью в том, что мочалки сделаны именно из этого металла, а не из любого другого.

Чтобы наполнитель по чистой случайности не оказался внутри бака, нужно установить ограничитель, в качестве которого можно использовать ситечко из нержавейки. Это может быть ситечко для чайника весьма крупного размера или обычное старое ситечко с кухни.

Можно с этой целью использовать и сетку для мытья посуды, но перед тем как вырезать из нее круг нужного диаметра, стоит убедиться в том, что сетка сделана из нержавейки. Требуется затолкать внутрь трубы несколько подобных отрезков и уплотнить конструкцию.

Если не жалко средств, то вместо подобных «инноваций» можно ограничиться покупкой специальной насадки.

Насадка представляет собой плотно сплетенную из нержавеющей стали полоску, ее скручивают в рулон, а после вставляют внутрь трубы. Стоимость насадки нельзя назвать высокой.

Что касается наполнителя, то, по сути, это главная часть царги, не стоит пренебрегать им и использовать для изготовления его материалы невысокого качества. Это напрямую отразится на вкусовых характеристиках алкоголя.

Перед изготовлением модуля, желая модернизировать старый аппарат для производства самогона, стоит учесть, что наличие царги немного снизит мощность устройства. На практике мощность прибора снизится примерно на 30 %, а значит, на выгон алкоголя придется потратить чуть больше времени. Но эти затраты легко компенсируются, если учесть тот факт, что полученный в результате дистилляции напиток будет отличаться прекрасными характеристиками.

Впрочем, не стоит переоценивать или недооценивать царгу. Это приспособление нередко помогает превратить прибор, который ранее выдавал алкоголь, непригодный для питья, в устройство, которое способно производить качественный самогон высокой крепости.