Спн размеры. Регулярная проволочная насадка Панченкова (РПН) – понятие и особенности эксплуатации
С проблемой выбора оптимальной насадки рано или поздно сталкиваются все владельцы аппаратов колонного типа. Обычно решение принимают, исходя из рекомендаций производителя колонны или советов на форумах. Проблема в том, что зачастую информация на популярных Интернет-ресурсах не является объективной, поскольку изготовители и продавцы насадок в явной и неявной форме выступают спонсорами постов, в которых нахваливают их детище. В этой статье мы попробуем на основе расчетов объективно оценить свойства самых популярных насадок: спирально-призматической (СПН), регулярной проволочной (сетки Панченкова, РПН) и бытовых металлических мочалок.
При выборе насадки главными критериями являются пропускная и разделительная способность. Немаловажны, конечно, вес и цена. Привяжем все эти показатели друг к другу для понимания, что получаем за свои деньги.
СПН
РПН
Мочалки
Сразу оговоримся, что разделительная и пропускная способности колонны зависят не только от свойств насадки, но и от других факторов: флегмового числа, мощности нагрева, вертикальности расположения колонны, качества засыпки насадки, теплопотерь и т. д. Поэтому при оценке насадки будем разбирать только её возможности и ограничения, без привязки к конкретному типу или конструкции колонны.
Разделительная способность насадки определяется площадью контактной поверхности между паром и флегмой. Другими словами, площадью поверхности смоченной насадки. Пропускная способность – свободный от насадки и флегмы объем.
Обе эти величины можно определить путем нехитрых расчетов. Сделаем их на примере популярной насадки СПН 3,5. В качестве исходных данных понадобятся следующие характеристики насадки:
- вес одного литра (Р) – 1050 грамм;
- диаметр проволоки (D) – 0,25 мм;
- если насадку травили, нужно учесть глубину травления (Ht) – 0,01 мм и плотность материала (Ro) – 7,9 г/см³;
- примем из экспериментальных данных величину удержания флегмы одним литром насадки (Vf) – 150 см³.
1. В одном литре объема колонны насадка займет (см³):
V = 1050 / 7,9 = 133 см³.
2. Диаметр травленной проволоки равен (мм):
Dt = 0,25 — 0,01 = 0,24 мм.
3. Площадь контакта пара с 1 литром смоченной насадки (см²):
S = 20 * ((2V + Vf) / Dt);
S = 20 * (2 * 133 + 150) / 0,24 = 34667 см².
4. Пропускная способность 1 литра смоченной насадки (%):
Рсп = (1000 — V — Vf) / 10;
Рсп = (1000 – 133 — 150) / 10 = 71,7%.
Привязать к полученным характеристикам стоимость насадки совсем уж просто. Разделим цену насадки на площадь контакта и пропускную способность, в результате получим, сколько заплатили.
Травленая насадка СПН 3,5 из проволоки 0,25 мм стоит у производителя порядка 33$ за 1 литр. Значит, каждый квадратный сантиметр площади контакта пара с флегмой обходится в 0,1 цента, а каждый процент пропускной способности – в 46 центов. Но эти цифры мало что говорят сами по себе. Давайте сравним насадку, сделанную из разных толщин проволоки, которая имеет различный вес одного литра.
| СПН легкая | СПН средняя | СПН тяжелая | РПН | |
| Вес насадки (г/литр) | 800 | 1050 | 1800 | 450 |
| Диаметр проволоки (мм) | 0.2 | 0.25 | 0.4 | 0.24 |
| Площадь контакта (м²/литр) | 3.5 | 3.3 | 3 | 2.1 |
| Пропускная способность (%) | 75 | 72 | 62 | 79 |
| Цена за литр ($) | 28 | 33 | 60 | 22 |
| Стоимость 1 кв. см площади контакта (центы) | 0.08 | 0.1 | 0.2 | 0.1 |
С увеличением веса одного литра насадки стоимость разделяющей способности растет, получается один и тот же результат за всё большие деньги. Кроме того, падает пропускная способность, значит, раньше наступит захлеб и в целом работать придется при меньшей производительности.
Сначала кажется, что самая выгодная насадка РПН, стоимость её разделяющей способности такая же, как и СПН среднего веса, проблема в том, что разделяющая способность в полтора раза хуже.
Среди популярных насадок таких как мочалки РПН и СПН безусловным лидером по разделяющей способности является СПН.
Это подтверждают практические выводы винокуров. Например, эксперимент по перегонке разбавленного до 40% спирта на полуметровой царге. После небольшого отбора «голов» последовательно и при одинаковых условиях было отобрано по 100 мл спирта с царгой, заполненной СПН, РПН и мочалками. В результате при применении СПН крепость отбора составила 96,4%, РПН – 94,4%, мочалок – 93,2%. Это наглядно иллюстрирует возможности этих насадок.
Если серьезный отрыв СПН в общем-то предсказуем, то большое отставание мочалок от РПН с первого взгляда не воспринимается и противоречит общепринятым догмам. Но эксперимент не сложен и все желающие могут легко его повторить.
Если же говорить о стоимости заполнения насадкой колонны, то и здесь есть чему удивиться. Для того чтобы заполнить 1,5 дюймовую колонну высотой 1 метр, понадобится или пару пыжей из мочалок и 1 литр насадки СПН стоимостью 1750 рублей, или 10 пыжей РПН длиной по 40 см, общей стоимостью 1250 рублей. Для двухдюймовой колонны высотой 60 см, имеющий тот же объем, понадобится 6 пыжей РПН на сумму 1350 рублей. Настолько ли велика экономия, как принято считать? Это больше самообман.
Анализируя возможности насадки, не стоит забывать, что несмотря на то что насадка из тонкой проволоки показывает лучшие расчетные результаты, она может сминаться. Это приведет к локальным уплотнениям, которые станут очагами захлеба или подвисания флегмы.
Оптимальным диаметром проволоки для СПН 2 – 0,2 мм, для СПН 3 – 0,22-0,25 мм, для СПН 3,5 – 0,25-0,28 мм.
Например, сравним насадку плотностью 1600 г/литр и толщиной проволоки 0,25 мм с насадкой плотностью 1200 г/литр и толщиной проволоки 0,35 мм. На первый взгляд разница не очевидна, но воспользовавшись графиками, видим, что первая насадка имеет площадь контактной поверхности около 4,5 м 2 /литр при пропускной способности порядка 600 см 2 /литр. Вторая же удерживает показатели на уровне 2,3 м 2 /литр и 750 см 2 / литр соответственно. Очевидно, что разделяющая способность первой насадки несравнимо больше, выбор между ними становится понятным.
В заключение не лишним будет напомнить, что нельзя верить устоявшимся догмам о дешевизне и эффективности тех или иных насадок. Нужно всё пересчитывать самим, а не становиться жертвой проплаченной рекламы. Инструмент для этого мы предоставили.
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.
Самогонный аппарат Панченкова – это дистиллятор колонного типа. Прибор особенно не выделяется среди других аппаратов. Колонна дефлегматора, соединяется с холодильником, через изогнутый переходник. Сама колонна оборудована охладителем, который, в случае необходимости, отключается.
К новинкам относятся сетчатые насадки, которые легко разбираются и модифицируются. Весь этот аппарат реально изготовить своими руками.
Эффективность работы самогонного аппарата, определяется наличием и правильностью выбора насадки. Обычно предпочтение отдается регулярной насадке Панченкова. Это скрученная проволока, в виде рулона, вставляется в царгу .
Она имеет преимущества:
- Ее присутствие помогает разделять смесь на отдельные фракции.
- Увеличивает крепость напитка при самогоноварении.
- Легко эксплуатируется в домашних условиях.
- Доступность в использовании.
Недостаток один. Такая насадка применяется только в самогонном аппарате незначительных габаритов, поскольку может вставляться в трубу не больше 30 см.
Техническая характеристика:
- Толщина проволоки — 0,13мм
- Зазоры между витками нитей, максимум 1мм.
- Характер плетения нитей — зигзагом.
- Диаметр царги от 3 мм, до 30.
Разрабатывалась регулярная проволочная насадка Панченкова для очистки сырья авиационного топлива. Однако получила практическое применение в самогонных аппаратах с царгой. Ее использование уменьшает высоту колонны, что является важным условием, при отсутствии большой территории. Не всегда удобно использовать аппарат высотой 1 м.
Такую сетку изготовить своими руками реально, но для этого требуется специальный станок, который обеспечит необходимые допуски при изготовлении.
Процедура ратификации
Находящаяся в царге насадка, постоянно соприкасается с паром . Этим самым, увеличивается контактная поверхность. Теперь соприкосновение его идет не только с трубой, но и с металлической нитью. Эффективность аппарата возрастает в несколько раз. Сивуха, будучи высококипящей жидкостью, конденсируясь, стекает обратно в первоначальную емкость и снова принимает участие в процессе дистилляции. Этот процесс продолжается непрерывно.
Царга вместе с насадкой, не понижает температуру до конденсации спирта, поэтому пары, двигаясь дальше, достигают холодильника. Сетка Панченкова — это фильтр, очищающий самогон.
Самогонный аппарат имеет ровное дно с большим диаметром колонны. При таких масштабах исключен вариант засорения . Сборка аппарата не представляет сложности. Все прокладки обеспечивают достаточную герметичность. Мощный холодильник, дает необходимый теплообмен. На выходе температура конденсата не превышает 25 градусов. Скорость перегонки – 3 литра самогона в час.
Спирально – призматическая насадка
Насадки Селиваненко стали первыми из спирально – призматических сеток. В дальнейшем, такие разработки поддержали другие производители. Внешне, это спиральная призма, которая вставляется в царгу. В современных колоннах, именно их применение считается наиболее эффективным. На основании исследований, наиболее оптимальным вариантом считается применение десятигранной спирально – призматической насадки.
СПН можно изготовить своими руками .
Данный элемент пропускает через себя пар, задерживая на своей поверхности флегму, которая оседает в виде пленки. В этом месте и происходит работа по разделению смеси на фракции. Увеличение площади СПН, благотворно влияет на конечный самогон, однако, важно не создавать препятствия для прохождения паров. Плотная насадка может перекрыть движение будущего конденсата. В случае увеличения слоя флегмы до критического начинается захлеб самогонного аппарата. Существует 3 вида захлеба: пленочный, эмульгационный и аварийный. Нужно, таким образом, подбирать мощность, чтобы аппарат работал в системе эмульгационного захлеба, не переходя в аварийный.
Применение такого материала в аппаратах очень удобно, поскольку позволяет увеличить процент очистки самогона . Медный наполнитель можно легко отрегулировать, с целью получения качественного продукта. Преимущество этого материала в том, что медь способна абсорбировать серу. Свойства меди такие, что она, может, ускоренными темпами нагревать или остужать конденсат. В конечном результате увеличивается скорость работы аппарата.
Мочалки
Мочалки занимают ведущее место по применению в качестве насадок в колоннах. Причина – доступность и низкая цена . Основное правило при выборе, это стойкость коррозии. Учитывая это, не нужно делать, сразу, массовую закупку. Закупается незначительная партия материала, который разрезается на куски, посыпается солью и заворачивается в увлажненную ткань. Проверка проводится в течение нескольких дней. В случае, отсутствия ржавчины, можно делать основную закупку.
Затем мочалки разрезаются на кусочки, не особенно мелкие, потому что материал может рассыпаться. Ими забивают трубу аппарата. Плотность должна быть в отношении 250 грамм мочалки на один литр воды.
Иногда это вещество используют для других целей, таких как создание водяной пробки. При набивке аппарата другой насадкой.
Установка и промывка сеток ректификационных колонн
Сетка представляет собой рулоны , ширина которых колеблется от 5, до 10см. Длина может достигать 100 см. Применяемые параметры зависят от габаритов аппарата. В некоторых случаях сетку можно разрезать.
Процесс установки проводится двумя способами. Можно сложить сетку вдвое и свернув ее в пыж, просунуть в царгу. Другой метод — это просто свернуть ее в плотную трубочку и проворачивая, заложить в трубу аппарата. Обратно извлекается при помощи пинцета.
Промывку насадок ведут редко . Случается это, когда брага попала в трубу, и произошел ее нагар. Если это была нержавейка, то допускается применение вываривания.
Если же используется материал медь, то прочищать систему, в целях профилактики, нужно постоянно.
Для промывки сетки ректификационных колонн применяется метод:
Применяя разного рода насадки, можно значительно повысить качество конечного продукта. Резко возрастает коэффициент полезного действия аппарата. Увеличивается скорость прогонки. Полученный самогон ничем не отличается по качеству, от белого спиртного напитка, продаваемого в магазине.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Насадки, применяемые в ректификационных колоннах (РК) в основном делятся на два типа:
- Регулярная (правильно уложенная) насадка
- Беспорядочная (засыпаемая внавал) насадка
К регулярным насадкам
относятся Зульцер, хордовая, кольцевая (при правильной укладке), тарелки, блочная насадки и ряд других. Чаще они применяются на больших (промышленных) и бражных колоннах.
Беспорядочная насадка (насыпная) наиболее часто применяются и имеет хорошие показатели в колоннах с малыми размерами, т.е. для домашних самогонных аппаратов .
На сегодня наиболее перспективными и качественными считаются спирально-призматические насадки (СПН). Проволока, используемая для ее изготовления, должна быть пищевой и не вступать в химическую реакцию с агрессивными продуктами дистилляции/ректификации. Нержавейки пищевых марок и нихром, вполне удовлетворяют этим характеристикам, но известны случаи использования медных насадок, что, на мой взгляд, более рационально не на ректификационных колоннах (РК), а на бражных (БК) и аппаратах простой перегонки. Лично я использую финскую 100% пищевую нержавейку. Дабы не повторять информацию по ТТХ СПН и выходных параметрах продукта, полученного с ее помощью, перейду к вариантам СПН.
Принято считать, что оптимальные расчетные параметры этого наполнителя должны иметь размер примерно кратный 1/10 внутреннего диаметра колонны. Т.е. если внутренний диаметр 40 мм, насадка должна иметь размер 4 мм, или возле него. Да, если высота колонны и ФЧ будут соответствовать определенным условиям, получить спирт на такой насадке не составит труда, но... НО! - далее предоставляю информацию, которая собрана на практике, рассчитана на компьютере, и часто противоречит придерживающейся официальной теории, да и практике тоже.
Итак, предоставляю несколько видов насадки, которые с успехом мною производились и производятся, имеют соответствующие характеристики (уточню - это не единичная информация, а результат теории и БОЛЬШЕ - практического использования).
1. СПН «тройка»
Эта насадка зарекомендовала себя как одна из первых, которая круто перешагнула рубеж «колец Рашига», Зульцера, мочалок и подобных, с выдачей на гора продукта в разы качественнее с более четким отделением голов, и т.д, т.е. разделением на фракции. Первые варианты такой насадки даже не протравленные, готовы были круто соперничать с предыдущими насадками. Изменение поверхности проволоки, используемой в насадке, а именно придание ей шероховатости методом травления для большей удерживающей способности (большей смачиваемости), усилили свойства «тройки» намного и в лучшую сторону. На сегодня вопрос о не травленной насадке ушел в прошлое. Одно НО - цена насадки выросла, и выросла в основном за счет стоимости качественного металла, используемого для ее производства + использовании реагентов и способов для качественного ее травления. Такая насадка имела (имеет) наполнение 1350-1550-1650 грамм в литре объема, в зависимости от межвиткового сдвига, плотности витков и формы стенок самой призмы и др. технических моментов.
2. СПН «четверка»
С увеличением разделительных возможностей насадок, автоматически увеличился диаметр используемых труб для РК. С 25-ки, а то еще меньше, совершен прыжок на 40 и 50 трубы. Тут, согласно теории 1/10, автоматически начали использовать насадку в 4 мм. Дабы рационально использовать увеличенные параметры колонны, с «четверки» хотели взять и качество и скорость. Насадка в 4 мм работает. В литре такой насадки находится от 1250 до 1500 грамм проволоки.
Подробнее о разных видах насадки.
СПН «3»
Модификаций этой насадки множество. Программа, которая мне помогает вычислить исходные параметры насадки (длина грани, загиб грани призмы, длина сегмента, натяжение, межвитковый зазор и межвитковый сдвиг,..), намного облегчила участь в получении оптимального наполнителя для колонн с разными ее параметрами.
Я и раньше замечал очень существенный разброс в параметрах насадки, связанный в первую очередь длиной сегмента. Дабы воочию убедиться, насыпал в стеклянные цилиндры и утрамбовывал соот-но.
Насадка с длинными сегментами (1,5-2 длины от размера по диаметру) ложилась больше равномерно горизонтально и давали большое НАОЧНОЕ! сопротивление, особенно если она сильно «пушистая» (с большим межвитковым сдвигом). Но на практике такая насадка больше годится не как для разделения, как основы, а как для укрепления и скорости отбора. Оптимум ракой разветвленной насадки был найден - длина сегмента находилась в пределах диаметра самой СПНки, или даже меньше.
Насадка с сегментом равным диаметру насадки , «пушистая». Она зарекомендовала себя как хорошая СПН как по скорости так и по разделению. Один ее минус - большое размазывание голов и стабилизация колонны после смены режимов работы.
Насадка со средним и малым углом сдвига витков (УСВ). Такая насадка у меня в первую очередь заняла основное место в производстве и опытах над ней. И я не ошибся. Разделение СПН с малым и средним УСВ оказалось выше, чем у СПН с большим УСВ. Дабы не утруждать цифрами о количестве тарелок, режимах работы, и т.д., добавлю - насадка с малым УСВ намного! качественнее и четче отделяет головы.. Минусы ТАКОЙ насадки - скорость отбора тела уменьшается до 7-8% , более ранний захлеб, и, желательный более длительный режим работы «на себя» после отбора голов и продувки колонны. Это связано с большим удержанием такой насадки, ее сопротивления, и мест глухого переиспарения.
СПН «4»
На сегодня я очень осторожно отношусь к такому размеру насадки. Осторожно потому, что на 40-50 мм внутреннего диаметра колонн, для более качественного продукта можно использовать иные размеры и виды СПН.
Т.к. на таких диаметрах колонн скорость пара конечно выше, кол-во стекающей флегмы тоже, то, соответственно и пристеночный (пагубный в данном случае) эффект усиливается. Крупная насадка, а еще и с развитой поверхностью, уложенная в таких трубах, имеет большие зазоры и мало снимает пристеночной флегмы, тем самым сводя на нет саму суть высокой производительности за счет диаметра. Почти однозначный диагноз для 40-50 диаметров для РК - это СПН с малым или средним сдвигом витков. Для БК - средний и большой УСВ.
Модификации СПН
Не останавливаясь на банальном копировании СПН, я все же больше создаю, экспериментирую и видать добиваюсь. Для этих целей использую смеси спирта от высокого (15-20%) его содержания, до малого(5-2%). Далее подробнее.
Бытующее мнение об использовании проволоки для «3» - 0,3 и, скажем для «4» - 0,4 как панацеи, считаю неким консервативным заблуждением, или может безысходностью. Тут я вижу варианты, часто с бесконечными тоже вариантами. А посему в подтверждение - СПН «тройка» на проволоке 0,4 имеет право на жизнь. Да, удорожание насадки, вес ее, это никуда не денешь, но равноразмерная «3» и «4» на 0,3 и 0,4 проволоке работают по разному. Уточню - разделение на 0,4 выше.
Регулярный асимметричный наполнитель (РАН)
Внешне такая насадка определяется как набор в сотни разноразмерных форм. Тут не только длина сегмента, но и УСВ, межвитковый, и т.д. Это внешне. Не буду углубляться в сложности процесса ее изготовления, продолжу... Физика же единицы объема РАН такова, что в любой меньшей единицы объема за общий объем насадочной части колонны, физич. свойства РАН одинаковы.
Компьютерная программа, куда заложен диаметр колонны, ее высота и т.д, сама задает и натяжение, и длину сегмента, и угол сдвига, и др. составляющие, что как бы эту насадку не уложил, в сумме она единообразна и не имеет «мостиков хода». Уплотнение такой насадки (РАН) качественно лучше и большее. На сегодня проверены характеристики уплотнения 2,070 кг/л, и в процессе 2,350 кг/л.
Насадка РАН проверена на колоннах от 30 до 50 мм, и наиболее качественно зарекомендовала на 38-42 мм колоннах.
Плюсы
- существенно уменьшился пристеночный эффект, разделение кардинально улучшилось, возможно использовать на колоннах с малой высотой с аналогичными характеристиками рядовой СПН меньших диаметров и высотой около 1,5-1,7м.
Минусы
- производительность (за счет разделения) по скорости меньше до 10%, укладывание РАН требует определенной техники (колонна ставится под 30-45 град, медленно засыпая насадку ПОД УГЛОМ, и через каждые 15-20 см слоя РЕЗКО но не сильно постукивать по трубе снизу, не смещая наклона колонны. Только после заполнения царг/колонны, фиксируем насадку путанкой/заглушкой, и тогда насадка РАН будет работать на полную производительность).
Изготовление РАН занимает намного больше времени по сравнению с СПН, увеличивает в разы выход отрезков проволоки (технологически это для НЕЕ нормально), и, соответственно, увеличивает ее стоимость.
На сегодня более перспективной насадки я не видел.
Двойная СПН и тройная СПН (ДСПН и ТСПН)
Внешне эта насадка похожа на СПН, но существенно тяжелее. ЕЕ изготовление занимает много времени, но это того стоит.
Суть ДСПН и ТСПН в том, что каждый сегмент вмещает в себе еще одну СПНку внутри и (или) две соответственно. Плотность в литре=1,800-2,250кг и больше. Насадка не рассыпается и плотно удерживается одна в одной. Не шуршит и не создает шума.
Согласно опытам, такая насадка отлично зарекомендовала себя на более малых диаметрах, до 32 мм. На метровой трубе получен спирт с отличной органолептикой на скорости отбора около 450мл/час, и это далеко не предел. Головы отходят настолько резко, что можно сравнить: «шли-шли, и пропали». Это на ДСПН. ТСПН показала малоощутимые плюсы, хотя спирт на выходе был явно чище.
Минусы
- потери в скорости отбора на 3-5% (по отнош. к ДСПН).
На больших диаметрах (40-50) ДСПН и ТСПН не дотягивает по скорости/качеству к РАН, но разделение по сравнению с одинарной (банальной) СПН намного лучше. Приблизительные потери по скорости/качеству (по сравнению с СПН) равны около 20%.
Моменты ее изготовления - для правильного задания формы ДСПН и ТСПН необходимо соответствующее программное обеспечение, матрица. Тут важен не только размер, но и межвитковый зазор внешних спиралей, и внутренних. Зазоры каждого слоя намного увеличены, второго стоя (и третьего тоже) тоже. Тем самым, получающийся эффект таков, что пар/флегма, просачивающиеся сквозь витки, наталкиваются на встречные, тем самым определяя свойства насадки...
До конца ДСПН и ТСПН не изучены. Испытания показывают перспективу, возможно сравнимую с РАН, а пока большое значение в характеристиках двух и трехслойных СПН имеет толщина использования проволоки в каждом ряду. И как факт - разброс в диаметрах 1 и 2 ряда проволоки на 5 сотых миллиметра играет очень позитивно. Но это пока еще в разработке...
Фотографии
- «Пушистая» СПН 3,3 мм не травленая
- СПН-4 с малым УСВ не травленая
- СПН -3,3 средний УСВ травленая
- РАН травленая (не полный ассортимент!)
- ДСПН/ТСПН не травленая
Изготовители домашнего самогона стремятся к тому, чтобы их напиток получился чистым от вредных сивушных масел и без неприятного запаха. Для этого они перегоняют продукт несколько раз, в результате чего он очищается. И всё же самым лучшим способом изготовления спирта и спиртосодержащих напитков является использование аппарата с ректификационной колонной. Принцип ее действия и возможность самостоятельного изготовления рассмотрим в статье.
Как и самогонный аппарат, ректификационная колонна изготавливает самогон, только более высокого качества, очищенный
. Но прежде всего она предназначена для производства чистого спирта 96%, который используется как основа в приготовлении разных алкогольных напитков.
Спирт является продуктом ректификации, в процессе которой происходит разделение спиртосодержащей смеси (браги, спирта-сырца) на отдельные фракции (метиловый и этиловый спирты, сивушное масло, альдегиды) с разной температурой кипения в результате многократного испарения исходной жидкости и конденсации пара.
Перегонный куб, заполненный спиртосодержащей жидкостью, нагревается. В процессе кипения интенсивно образуется пар, который по колонне поднимается вверх. Там его ожидает дефлегматор, в котором пар охлаждается и конденсируется.
Знаете ли вы? Самые большие ректификационные колонны достигают 90 м в высоту и имеют диаметр 16 м. Они используются в нефтеперерабатывающей промышленности .
Капли конденсата (флегмы) спускаются вниз в колонну, заполненную паром. Охлаждённая флегма стекает по специальным насадкам, на которых встречается с горячим паром. Между ними происходит тепломассообмен, который повторяется много раз и является сутью ректификации.
В результате этого в «голове» колонны собирается чистый парообразный спирт. Для окончательной конденсации он отводится в холодильник, из которого выходит дистиллят, то есть готовый продукт.
Видео: ректификационная колонна и принцип её работы
Конструкция домашнего спирт-завода
Устройство ректификационной колонны состоит из разных частей, размеры которых нужно точно рассчитать. Для этой конструкции нужны:
- перегонный куб, или ёмкость со спиртосодержащей жидкостью;
- царга, или труба, которая будет корпусом колонны;
- дефлегматор, в котором охлаждается и конденсируется пар;
- насадки, которыми нужно начинить царгу;
- узел отбора дистиллята;
- водный холодильник;
- более мелкие детали для соединения частей конструкции и для контроля её работы (термометры, автоматика).
Рассмотрим каждую составляющую часть устройства отдельно.
Основой всей конструкции является перегонный куб. Это ёмкость для спиртосодержащего сырья.
Ею может послужить любой сосуд из меди, эмалированной или нержавеющей стали. Некоторые самогонщики используют для этого скороварку, если ожидается небольшой выход спирта.
А можно самостоятельно сварить подходящую ёмкость из листов «нержавейки».
Видео: как сделать своими руками перегонный куб Главные требования, которым должен соответствовать куб :
- абсолютная герметичность: при кипении сосуд не должен пропускать пар или жидкость, и крышку не должно срывать от растущего давления;
- отверстие для выхода пара, которое появится, если врезать в крышку штуцер.
Если купить готовый перегонный куб, то он уже отвечает этим критериям.
Очень важно, чтобы объем куба соответствовал размерам колонны. Для трубы высотой 1,5 м и 50 мм в диаметре нужно взять ёмкость, вмещающую 40-80 л, для 40 мм царги подходит 30-50 литровая посудина, для 32 мм нужно не меньше 20-30 л, а для диаметра 28 мм отлично подойдёт скороварка.
Важно! Перегонный куб нужно заполнять брагой не больше чем на 2/3 его объёма, иначе при кипении колонна будет «захлёбываться ».
Труба, в которой происходит ректификация, называется царгой. Это цилиндр с толщиной стенки 1,5 мм и диаметром 30-50 мм. Эффективность царги зависит от её высоты: чем выше труба, тем медленнее отделяются вредные фракции и тем чище получается спирт.
Оптимальная высота царги составляет 1-1,5 м. Если она будет короче, то в ней не будет места для отделившихся сивушных масел, и они окажутся в дистилляте. Если же труба будет длиннее, то время ректификации увеличится, а на эффективность это не повлияет.
Царга ректификационной колонны с насадкой
В продаже имеются готовые царги для самогонных аппаратов длиной от 15 см. Можно купить 2-3 трубки и соединить их в одну. А можно сделать царгу нужной длины самостоятельно. Для этого понадобится нержавеющая труба.
Видео: как сделать царгу для ректификационной колоны самостоятельно Сверху и снизу нужно нарезать резьбу, чтобы нижнюю часть прикрепить к кубу, а к верхней присоединить дефлегматор.
Снизу нужно также прикрепить сетку, чтобы удерживать насадки, которыми будет заполнена царга. Некоторые домашние специалисты укутывают трубу утеплителем, например, поролоном.
Знаете ли вы? Насадка Панченкова была изобретена в СССР в 1981 году не для изготовления спирта, а чтобы улучшить очистку нефтяного сырья для авиатоплива .
Наполнение царги насадками является обязательным условием ректификации. Если труба полая, в ней возможен только процесс дистилляции, результатом которого будет самогон, но не чистый спирт. Цель наполнителя в том, чтобы увеличить поверхность, по которой стекает флегма.
Таким образом тяжёлые вредные компоненты осаждаются и не могут попасть в конечный продукт, а лёгкий пар чистого спирта отбирается. Начинка должна полностью заполнить трубу.
Насадкой может послужить любой наполнитель из инертного нержавеющего материала:
- стеклянные или керамические шарики;
- кухонные мочалки из нержавейки, мелко нарезанные (время от времени их нужно менять, так как материал портится);
- насадка Панченкова (самый лучший вариант), которая по-особому сплетена из медной или нержавеющей стали. Её преимущества: хорошо осаждает флегму и не выходит со временем из строя.
Насадка Панченкова
Важно! Насадка-мочалка должна быть из нержавейки. Проверить её можно магнитом: нержавеющую сталь он притягивает .
Узел отбора представляет собой небольшой кусок трубы между царгой и дефлегматором. Его назначение состоит в том, чтобы собирать флегму: сначала идут «головы», то есть вредные спиртовые фракции, затем выходит «тело», или спирт без вкуса и неприятного запаха.
Самодельный узел отбора все делают по-разному, но по одному принципу. К примеру:
- к внешней трубе, диаметр которой соответствует диаметру царги, изнутри приваривают трубку меньшего диаметра так, чтобы между ними по окружности образовался карман, куда будет собираться часть флегмы;
- вместо трубки внутри приваривают нержавеющую пластинку , соответствующую внутреннему диаметру трубы, с круглым отверстием внутри: часть флегмы будет собираться на пластине, а часть попадёт через отверстие назад в царгу.
Видео: узел отбора своими руками Снаружи в трубе делают два отверстия для двух штуцеров: к одному прикрепляется кран для отвода флегмы, а в другой (поменьше) вставляется термометр для измерения температуры пара.
Верхушкой конструкции является дефлегматор. Здесь пар охлаждается, конденсируется и уже в виде капель направляется вниз.
Своими руками можно сделать несколько вариантов дефлегматоров:
- Дефлегматор рубашечный или прямоточный
изготавливается из двух труб разного диаметра. Между ними циркулирует проточная вода, а внутри меньшей трубы пар превращается в конденсат. Внешнюю трубу легко может заменить корпус термоса, горлышко которого прикручивается к узлу отбора. В донышке термоса обязательно нужно сделать отверстие для ТСА, то есть трубки связи с атмосферой, через которую будут выходить лёгкие ненужные пары.
Видео: принцип работы прямоточного дефлегматора
- Дефлегматор Димрота
более эффективный, чем предыдущая модель. Корпусом является труба того же диаметра, что и царга. Внутри неё находится тонкая трубка, скрученная спиралью, в которой движется холодная вода. Если диаметр царги 50 мм, то спираль нужно скрутить из трубки диаметром 6 мм и длиной 3 м. Тогда длина дефлегматора будет 25-35 см.
Видео: сборка ректификационной колонны с дефлегматором Димрота
- Кожухотрубный дефлегматор
состоит из нескольких труб: внутри большой крепятся маленькие, в которых и происходит конденсация пара. У этой модели несколько преимуществ: экономно расходуется вода и быстро охлаждается пар. К тому же эту конструкцию можно крепить к колонне под наклоном, что уменьшает её высоту.
Видео: принцип работы кожухотрубного дефлегматора
Холодильник
Маленький холодильник, или доохладитель, необходим, чтобы снизить температуру этилена, текущего из узла отбора. Он делается по принципу рубашечного дефлегматора, но из трубок меньшего диаметра.
В нём тоже есть два прохода для воды: в нижний холодная жидкость входит, из верхнего она выходит и направляется по силиконовым трубкам вверх к дефлегматору для той же цели.
Скорость воды регулируется краном.
Видео: как сделать своими руками холодильник для ректификационной колоны
Царга пастеризации не является обязательным элементом колонны. С одной стороны, она усложняет основную конструкцию. Но с другой стороны, она совершенствует её, так как более тщательно очищает спирт от головных фракций в течение всей ректификации.
Это царга меньшего размера (30 см) с дополнительным узлом отбора. Она дополняет основную царгу. «Головы», как обычно, выходят из дефлегматора, но не только вначале, а постоянно.
Спирт же собирается из нижнего отбора маленькой царги. Это обеспечивает максимальную чистоту спирта.
Автоматика
Долгий процесс ректификации может длиться часами. При этом его нужно постоянно контролировать, чтобы «головы» и «хвосты» случайно не смешались с «телом». Это будет не так утомительно, если установить хорошую автоматику для контроля ректификации. Для этой цели предназначен БУР (блок управления ректификацией). Блок может сделать следующее:
- включить воду для охлаждения при определённой температуре;
- уменьшить мощность во время отбора флегмы;
- прекратить отбор в конце процесса;
- выключить воду и нагрев после окончания отбора хвостовой части.
Автоматизировать процесс можно, установив «старт-стоп» с клапаном: когда температура повышается, он останавливает отбор, когда она стабилизируется, он возобновляет отбор.
Без автоматики можно обойтись, но с ней намного легче.
Видео: автоматика для ректификационной колонны
Преимущества:
- готовым продуктом является чистейший спирт 96% без вредных для здоровья примесей;
- в режиме дистилляции можно изготовить самогон с нужной органолептикой;
- этиловый спирт может стать основой любого спиртного напитка;
- можно сконструировать прибор для этого самостоятельно.
Недостатки :
- этилен не имеет органолептики исходного продукта;
- процесс ректификации очень длительный: за час можно получить не больше 1 л дистиллята;
- готовые конструкции стоят очень дорого.
Какой материал предпочтительней
Ректификация предназначена для максимальной очистки спирта от разных примесей. Детали, из которых состоит колонна, не должны влиять ни на качество, ни на вкус продукта. Поэтому материал должен быть химически инертным, не поддающимся ржавчине и не влияющим на вкус и запах дистиллята.
Лучше всего подходит пищевая нержавейка, то есть хромоникелевая нержавеющая сталь. Она химически нейтральна и никак не влияет на состав продукта.
Ректификационную колонну можно назвать самогонным аппаратом нового поколения, потому что она производит спирт лучшего качества. Сделать это устройство своими руками довольно сложно. Но если приложить усилия, то праздничный стол всегда будет возглавлять натуральный и вкусный спиртной напиток собственного приготовления.
Была ли эта статья полезна?
Спасибо за Ваше мнение!
Напишите в комментариях, на какие вопросы Вы не получили ответа, мы обязательно отреагируем!
Вы можете посоветовать статью своим друзьям!
Вы можете посоветовать статью своим друзьям!
36
раз уже
помогла
