Автоматика для ректификационной колонны своими руками чертежи

Мой алгоритм автоматизации колонны, критика, замечания

Собираю РК, параллельно заморочился ее автоматизацией. Практического опыта пока никакого нет, хочу предложить к обсуждению следующий алгоритм работы автоматики ректификационной колонны:
Для автоматизации предполагаю использовать 4 термостата и 4 таймера.
Термостаты электронные, программируемые подключаются попарно к одному датчику. Пара в середину царги и пара в верхнюю, паровую часть.
Таймеры электронные программируемые. Два используются для ШИМ клапана отбора, один для головы, другой для тела. Еще один таймер отмеряет задержку отбора для стабилизации колонны и работе на себя. Другой задает задержку для стабилизации температуры и отбора тела, после отбора голов.
Работает так: Разогрев. Тен включается на полную мощность. Первый термостат настроен на температуру начала отбора, которую мерит в середине царги , по ее достижению тен переключается на регулятор мощности настроенный на рабочую мощность отбора. Таймер отсчитывает время стабилизации колонны. После этого открывается клапан отбирающий головы через таймер работающий в режиме ШИМ настроенный на скорость отбора голов. Дальше срабатывает термостат в верхней части колонны настроенный на температуру отбора тела. Он запускает таймер задержки отбора тела, что бы не реагировать на колебания температуры. Если за время задержки температура не снизилась Клапан отбора голов закрывается. Открывается клапан отбора тела через таймер настроенный в режиме ШИМ для отбора тела. Дальше второй термостат в голове колонны выключает клапан отбора если температура начинает превышать заданную максимальную температуру отбора тела. Если температура опять падает, клапан отбора продолжает отбор тела. Это продолжается до тех пор, пока не срабатывает последний термостат в середине колонны, который сигнализирует о подходе хвостов и выключает все, отбор и нагрев. Автоматический отбор хвостов пока не предусматривается.
Все параметры температур, задержки времени, настройки ШИМ клапанов, устанавливаются экспериментальным путем и могут потом быть использованы с поправкой на изменяющееся атмосферное давление.

Костя Б, запусти сначала колонну, поставь в нее все датчики, которые ты хочешь, и посмотри температуры за все время ректификации. Вот тогда ты сможешь уже без вопросов делать алгоритм.

Дальше срабатывает термостат в верхней части колонны настроенный на температуру отбора тела. Костя Б, 03 Сент. 15, 16:04

какая планируется разрешающая способность датчика в дефе?
И чем будешь корректировать атмосферное давление?

P.S. А еще лучше, почитай сначала форум, ветку «Автоматизация процессов», много вопросов отпадет!

Посл. ред. 03 Сент. 15, 22:35 от Любитель_выпить

Собираю РК, параллельно заморочился ее автоматизацией. Практического опыта пока никакого нет, Костя Б, 03 Сент. 15, 16:04

Любитель_выпить, В качестве термостатов хочу использовать W1209. Вроде как он 0,1 градус мерит. С атмосферным давлением, предполагаю взять таблицу кипения спирта в зависимости от давления. Померить какие реально будут температуры кипения спирта при разных давлениях, на конкретной колоне. Высчитать коэффициент поправки. И в дальнейшем смотреть на барометр, смотреть в табличку и ставить температуру на термостате.

Wygas, Спасибо, понятно. Но творческий зуд трудно унять:)

W1209. Вроде как он 0,1 градус мерит Костя Б, 04 Сент. 15, 09:51

не «мерит» а показыват разница большая.

я нашел анализ данного устройства на mysku — товарищ пишет, что, по его мнению, датчик опрашивается с разрешением 10бит, что означает точность до 0.5гр.
возможно, товарищ ошибается, но.

и второй момент — частота замеров на данном агрегате плаваящая — когда скорость изменения температуры большая — оно меряет чаще, в режиме ректа скорость изменения (с точки зрения термостата) в пределах погрешности измерений, т.ч. он еще и замерять будет нечасто.

т.е. данный термостат надо ставить с датчиком внизу колонны.

т.е. про «посмотреть таблицу с давлением» можно забыть сразу. алгоритм будет скорее такой — поставил колонну, замерят температуру, выставил гистерезис, произвел уставку под головы.
отобрал головы, произвел коррекцию уставки, пошел жать подтоварный. потом, под тело тоже возможна коррекция, если объем куба маленький

в общем, термостаты сии требуют вдумчивого наблюдения. мне два пришло, вот и понаблюдаю.

т.е. про «посмотреть таблицу с давлением» можно забыть сразу. алгоритм будет скорее такой — поставил колонну, замерят температуру, выставил гистерезис, произвел уставку под головы.
отобрал головы, произвел коррекцию уставки, пошел жать подтоварный. потом, под тело тоже возможна коррекция, если объем куба маленький

в общем, термостаты сии требуют вдумчивого наблюдения. мне два пришло, вот и понаблюдаю. ДенисП, 18 Сент. 15, 02:37

Посл. ред. 01 Нояб. 15, 01:00 от palich444

Костя Б,вот я бы тебе посоветовал быстрее собрать колонну, Wygas, 03 Сент. 15, 23:10

а я бы посоветовал Косте, почитать темы по созданию РК
еще бы админу посоветовал банить за создание таких тем. но думаю админ уже замучался с новичками-писателями.

а так-то — прикол —
3 сентября чел фантазирует про датчики и таймеры.
2 ноября чел фантазирует про «полноценную автоматику» с подвязкой в смартфон.
да еще и чел с Мск. т.е. месячный доход — около 50тр.

вот и не могу я понять — Костя, ты любишь создавать всякие элементы асутп — ну тогда чего так убогонько? только начал в этом хобби?
ну начни с автоматизации включения света в туалете.
чтобы автоматизировать работу РК — проще всего, почитать инструкцию к эталонной по цене/качество автоматике — БКУ07. тут на форуме, легко найдешь. заодно глянь видео от Игорь Семеновича.
поймешь маленько чего и куда и для чего. потом еще почитай по всяким ардуино — там много чего про подключение смартфона (которое конечно в хер не уперлось, но все же)

а если у тебя хобби — чего-то замутить по-бухлу —
ну так выдели уже 500-1000$, купи готовое, и уже будешь создавать нубовские темы по теме.

crvd Спасибо за советы. Все что Вы предлагаете я внимательно прочитал и не только это. Именно на основе прочитанного используя опыт форума и собственное представление о прекрасном, я решил строить свою систему.
И не вижу в этом ничего предосудительного.
Вы правильно заметили что с первого моего поста уже прошло 2 месяца и за это время я не сидел на месте, переосмыслил свои планы и начал действовать в более серьезном и интересном направлении. Тем более что, у меня есть идеи, которые не освещены на форуме, и которые лично мне, кажутся интересными и перспективными.
Я делаю автоматику параллельно с РК по той причине, что на первом этапе, это будет не автоматическое управление а сбор данных.
Я хочу получить все возможные параметры и характеристики колонны, что бы уже по результатам разработать алгоритм автоматизации.
Насчет смартфона, или планшета. Для меня это самый удобный способ управления и сбора информации. Достаточно мощный, с удобным представлением информации, при этом маленький и всегда под рукой.

Про мои доходы и материальные возможности — я не смог понять, какое это имеет отношение к теме?

Источник

Как сделать ректификационную колонну – расчет параметров системы

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.

Источник

Ректификационная колонна своими руками — подробное описание и схема

В 80-х годах XIX века, когда самогонное дело начало набирать популярность среди любителей алкоголя, никто и представить не мог, что ректификационные колонны, которые приносили огромное количество чистого спирта, при малых затратах, станут доступны рядовому любителю по вменяемой цене.

Для получения самогона, очистки браги, дистилляции, применяют ректификационной колонны. Тем не менее, конструкция этого устройства проста и его можно сделать своими руками, тем самым сведя затраты на аппаратуру к минимуму.

Рассмотрим, как сделать её своими руками, какие можно применять материалы, как сконструировать отдельные элементы и интегрировать в самогонный аппарат.

Подробная схема (чертежи с размерами)

Для начала разберёмся, что такое ректификация:

• Это процесс, когда из смеси выделяется один компонент под действием давления и температуры.
• Нагревающий элемент испаряет брагу, которая проходит через фильтры.
• Часть её возвращается назад, а часть проходит дальше.
• Так происходит из-за жидкости, которая поступает на изгибе трубки.
• Она конденсирует часть раствора и возвращает назад.
• Более легкая летучая часть проходит дальше, в последний сегмент, где находится поток воды.

Конечный продукт осаждается в сосуде.

Медная

Стандартная структура, которая подразумевает медную конструкцию в качестве основы. Такой материал как медь обладает отличными характеристиками теплопроводности, сжатия-расширения.

Внимание! Медь не добавляет вредные примеси и осадки в раствор, что делает её эталонным материалом.

Тем не менее, у меди есть один весомый минус — как и любой металл, она окисляется и приобретает зеленоватый цвет.

Коррозионные процессы негативно влияют на качество и чистоту продукта. Так же окисляются металлические фильтры внутри трубки и вся конструкция становится непригодной.

Из полипропилена

Также распространённый вариант.

Полипропилен материал, используемый в сантехнике:

1. Он стоит дешевле и доступен в любой строительном магазине.
2. Он не портится в ходе множества циклов нагрева-охлаждения и не трескается от перепада температур.
3. Из-за большого количества форм можно соорудить конструкцию с любым изгибом.

Минусом является попадание примесей в раствор, так как часть полипропилена испаряется в ходе нагревания.

Из фитингов сантехники

Бюджетный вариант для любителей конструкторов.

Фитинги — это металлические закручивающиеся переходники для коммутации труб и шлангов.

Из них можно соорудить колонну, закрутив в определённом порядке. Металл для таких элементов может применяться любой (в том числе и нержавеющий). Минусов у такой конструкции практически нет, за исключением того, что на сбор и коммутацию уйдёт больше времени.

Справка! Хорошая колонна будет состоять из всех вышеописанных материалов, сочетая в себе плюсы и нивелируя минусы.

Как сделать своими руками?

В первое время, когда самогонное дело только начало развиваться, аппараты делали из всего, что было под ногами, поэтому качество самогона было соответствующее.

С развитием отрасли, любители научились делать продукцию всё лучшего и лучшего качества, модернизируя установки и дополняя стандартные конструкции новыми элементами.

Перегонный куб

Для того, чтобы сконструировать куб своими руками, понадобится выполнить сварочный шов на листе нержавеющей стали, предварительно согнув его в цилиндр.

Днище так же можно выполнить, приварив лист слили и обрезав ножницами по металлу (можно оставить лист необрезанным для большей устойчивости). Припоем послужит олово.

Герметичную крышку можно соорудить своими руками, обклеив стык резиной, или использовать крышку от кастрюли.

Справка! Куб можно полностью выполнить из кастрюли или металлического бидона, если крышка предусматривает возможность соединения со всей остальной конструкцией.

Как сделать перегонный куб своими руками рассказывается на видео:

Царга

Царга представляет собой обычный фильтр, соорудить который можно из обыкновенного водного смесителя или пластикового стакана, в который будет утрамбована металлическая губка для мытья посуды.

Несколько критериев, которые важны для хорошей царги:

• наличие входа и выхода,
• возможность отсоединять ее, чтобы сменить фильтр,
• возможность легко заменить корпус конструкции в случае поломки (поэтому рекомендуется использовать пластиковые стаканы).

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.

Насадка

В качестве насадки применяется регулярная проволочная медная насадка, тем не менее можно использовать обычную металлическую губку.

От материала насадки будет зависеть чистота конечного изделия и длительность процесса ректификации. Можно соорудить многослойную насадку, комбинируя несколько элементов и материалов.

Узел отбора

Узел отбора находится на изгибе, в котором не происходит разделение первоначальной смеси, поступающей воды, конечного продукта.

Выполнить его желательно из меди, так как пластиковые конструкции имеют свойство к расширению под воздействием температуры, а изменение траектории движения раствора может затянуть процесс ректификации, или вовсе остановить его.

Справка! Например, давления и температуры недостаточно для того, чтобы летучая часть жидкости смогла преодолеть изгиб и осаждаться в сосуде. Тем не менее, более пологий изгиб позволит ей легко проходить и накапливаться.

Идеальным материалом для узла отбора является медь или нержавеющая сталь.

Элементы конструкции можно приобрести в тематических специализированных магазинах, или в отделе сантехники, выбрав то, что подходит конкретно для вашей конструкции.

На видео рассказывается, как сделать узел отбора своими руками:

Дефлегматор

Дефлегматор это своего рода продвинутый фильтр:

• Он установлен в непосредственной близости к узлу отбора и служит для того, чтобы возвращать часть раствора назад.
• Вода, поступающая внутрь конденсирует тяжёлые элементы раствора и отделяет ненужные части от нужных.

Дефлегматор можно выполнить из металла, железа, стали, или из стекла, так как она отлично отдает тепло и будет способствовать быстрой конденсации пара.

Холодильник

Чаще всего в самогонных аппаратов используются холодильные установки класса «холодильник-змеевик». Такое название он получил потому, что внутри находится металлическая спираль, которая служит для циркуляции жидкости. Невооружённым взглядом она напоминает змею, которая свернулась в клубок по диагонали.

Работа холодильника состоит в пропускании жидкости через себя и передачи её внутрь самогонного аппарата. Исходя из этого, материал стенок желательно делать неметаллическим, так как металл долго охлаждается и хуже передаёт тепло.

Наилучшим материалом будет:

Холодильник должен содержать всего два отверстия — вход и выход жидкости.

Между металлической спиралью и стенками холодильника должна быть вода или другая жидкость, хорошо пропускающая температуру, так как именно эта конфигурация позволяет максимально быстро поглощать тепло и понижать температуру.

Как изготовить простейший холодильник для самогонного аппарата рассказывается на видео:

Царга пастеризации (опционально)

Царга пастеризации — это конечный элемент самогонного аппарата, который служит для осаждения и фильтрации конечно жидкости:

• Представляет собой трубу, покрытую теплоизоляционным материалом, на выходе из которой находится фильтр.
• Именно оттуда, капля за каплей, жидкость будет попадать в сосуд.

Конструкция такой царги незамысловатая — труба из полипропилена или ПВХ, обшитая любым теплоизоляционным материалом, на конце которой можно установить стандартную царгу.

Только вот на выходе рекомендуется использовать исключительно медную проволоку, так как она обеспечит более высокое качество конечного продукта.

Автоматика

Едва ли не самый сложный элемент конструкции, который может усилить КПД и увеличить общую производительность самодельного аппарата.

Автоматическая система управления может самостоятельно контролировать процессы, происходящие в аппарате, включать и выключать его, сигнализировать о готовности.

К элементам автоматического управления также относятся сенсорные анализаторы:

• датчик давления;
• датчик температуры;
• показатели расхода электроэнергии и жидкости;
• прочее.

Одной универсальной схемы нет, так как все самодельные аппараты имеют разную конструкцию, длину, высоту, объём и прочие характеристики.

Важно! Автоматику могут установить только опытные пользователи, которые имеют понятие о электронных цепях, устройстве микросхемы, процессе спайки и коммутации автоматических элементов. Намного проще приобрести готовую автоматику для самогонного аппарата, после чего подсоединить её к конструкции.

Плюс в том, что человек экономит время. Ему нужно просто описать конструкцию своего аппарата продавцу, который подберет для него оптимальную автоматическую контрольную панель.

Устройство самодельного самогонного аппарата

Обычно самодельный самогонный аппарат состоит из:

1. источника огня, который нагревает сосуд с брагой;
2. после прохождения точки кипения пар попадает в змеевик, который заполнен охлаждающей жидкостью;
3. температуру в змеевике поддерживает холодильник;
4. после выхода из змеевика самогон попадает в царгу, где фильтруется и выливается в сосуд.

Важно! Не экономьте а фильтрах! Чем больше их будет, тем лучше. Некоторые исходные вещества не так хороши и чисты, какими их описывают производители, а на выходе получается продукция ужасного качества.

Чтобы компенсировать убыток от самого «грязного» исходника, рекомендуется ставить фильтры на входе и выходе каждого элемента.

Как сделать и собрать простейший самогонный аппарат в домашних условиях рассказывается на видео:

Подведем краткие итоги: сделать конструкцию можно своими руками.

Каких-то сложных инженерных конструкций в ней нет, а значит самодельная колонна практически ничем не будет отличаться покупной, материалы для колонн и можно выбирать любые от материал внешней стенки будет зависеть параметры теплопередачи, расширение и сужение пропускного канала вследствие термических перепадов.

Внимание! Источник нагрева и фурнитура могут быть любые, тем не менее от качества всех деталей будет зависеть чистота и крепость конечного продукта.

Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в том, что из себя представляет ректификационная колонна, какое имеет строение, какие процессы в ней происходят и из каких материалов ее делать.

Источник