Изготовление ректификационных колонн своими руками

Самодельная ректификационная колонна. Как просто обеспечить её работу.

Посл. ред. 24 Июля 15, 23:56 от Miroschnik

1.(РК) с наилучшим сочетанием эфективность-цена. Miroschnik, 31 Марта 13, 12:33

Здесь [Конструкции от nederlander-а. Страница 4]
Эскизы колонн.
Оптимален вариант в виде перевёрнутой буквы «L»
Здесь [сообщение #11365278]
Варианты построения
Здесь
[Проект Народная Колонна — сваяем сообща?]
Народный вариант
В качестве насадки применять СПН от Селиваненко
При применении спирально-призматической насадки (СПН), квадрат внутреннего диаметра колонны в миллиметрах равен подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации) и равен максимально возможному отбору спирта в миллилитрах.
Оптимальные размеры(длина-ширина) СПН должны быть меньше диаметра колонны в 10 раз.
Для изготовления РК применять трубу из нержавеющей стали с толщиной стенки от 1 мм.
Внутренний диаметр трубы насадочной колонны применяемой в бытовых условиях возможен от 25 до 50 мм.
Оптимально: диаметр трубы(внутренний) — 40 мм и мощность тэна в кубе 2,5 кВт
Длина насадочной части, трубы с засыпанной насадкой не менее 1500 мм.
В конструкции колонны предусмотреть минимум разъёмных деталей.
В имеющихся обеспечить герметичность под давлением 1-2 Атм
Все элементы и узлы колонны собирать на сварочных соединениях.
Исключить в конструкции колонны применение шлангов и трубок кроме нержавеющих.
Теплоизолировть «тело» колонны трубным утеплителем в два слоя общей толщиной не менее 30 мм.

Для нагрева применять тэны врезанные в куб с расчётом минимального не снижаемого остатка до оголения тэнов.

Посл. ред. 27 Нояб. 13, 18:22 от Miroschnik

2.Простые способы регулировки РК без электронной автоматики управления отбора. Miroschnik, 31 Марта 13, 12:33

Еще раз оговариваюсь, в качестве насадки мы применяем СПН от Селиванеко.

Минимальный набор приборов для ректификации.
1.Монометр от тонометра установленный в крышке куба (нужен в процессе настройки, потом можно удалить).
2.Термометр установленный в крышке куба с точностью показаний 1 градус цельсия.
3.Термометр с дискретностью показаний 0,1 градуса цельсия установленный в металлическом кормашке с термопастой или плотно прижатый хомутиком на поверхности колнны в 20 см от нижнего края насадки((нужен в процессе настройки — выработки алгоритма, потом можно удалить или заменить на старт-стоп автоматику).
4.Регулятор мощности тэнов- диммер(если не получается требуемая мощность подбором-подключением последовательно-паралельно мощностей тэнов).
5.Эллектрический тестер для определения напряжения и сопротивления.
6.Набор спиртометров АСП-3
7.Мерный цилиндр для АСП
8.Секундомер.
9.Если питающее тэн напряжение отклоняется от среднего более 2-3 вольт обязательно применение устройства стабилизации( РМ-2 или подобное)

Заливаем сырец в куб.

В куб, для ректификации, ВСЕГДА заливать спирт-сырец одинаковой крепости и в одном и том же количестве, изготовленный из браги по одинаковому рецепту(составу).
***************************************************
Самый первый раз заливаем сырца столько чтобы в конце ректификации тзны не оголились. Остаток вычисляется просто. 40(крепость СС) * 5(литраж СС) / 96(крепость спирта) полученное опять разделить на 5(литраж СС) получим кубовый остаток воды и хвостов(почти 3 литра)
Не большое кол-во сырца при первой ректификации нам нужно для промывки колонны, насадки и куба, а также для уменьшения времени ожидания изменений в режимах работы колонны(разгон, отбор голов, тела, появление и отбор хвостов)
****************************************************
Подключаем нагрев и ждём начала роста давления по манометру.
Диммером или РМ-2, регулируя мощность тэнов или подбирая подключением мощность устонавливаем рабочее давление в пределах 10-15 мм ртутного столба при напряжении в розетке 220 вольт.
Помня что, при применении спирально-призматической насадки (СПН), квадрат внутреннего диаметра колонны в миллиметрах равен максимальной подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации) и равен максимально возможному отбору спирта в миллилитрах.

Следим за показаниями манометра(датчика давления) на колонне.
Давление не должно расти в течении 15-20 минут, температура на колонне должна установиться на каких то показаниях и не изменяться.
Даём колонне поработать на себя(без отбора) еще час.

Начинаем вести хронометраж процесса.

Отбираем «головы».
Отбор «голов» производить со скоростью в 10 раз меньшей максимальной скорости отбора «тела» спирта.
Максимальная скорость отбора тела равна максимальной подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации)
Кол-во «голов» при ректификации составит, не менее 5% от предполагаемого количества спирта.
Предполагаемое количество полученного спирта в литрах рассчитываем по формуле: кол.во сырца в литрах умножаем на его крепость(по ареометру АСП) в процентах и делим на 96
Например. 20 литров * 40% /96% = 8,33 литров.

После окончания отбора голов выставляем отбор в миллилитрах равный половине квадрата диаметра колонны в миллиметрах — отбор еще 5% подголовников.

Не изменяя скорости отбора, ставим основную тару и начинаем отбор товарного спирта — «тела».
Температура термометра колонны может подняться на 1-2 десятые градуса — это нормально.

Отбираем от 1/2 до 2/3 из предполагаемого количества спирта и начинаем следить за показаниями термометра на колонне.
Приблизительно до 89 -90°С в кубе температура колонны будет неизменна.
При изменении показаний термометра в 20 см от низа колонны на 0,2-0,3 градуса.
Тут начинаются варианты.
Вариант №1
Меняем тару и «сливаем» оставшийся сырец через колонну в режиме дистиллятора то есть с максимальным отбором.
Или выгоняем через притороченный к кубу дистиллятор.
Вариант№2
Уменьшаем отбор на 50% и продолжаем отбор тела следя за показаниями термометра колонны. Не забываем вести хронометраж процесса.
Следующий подъём температуры в 20 см от низа колонны на 0,2-0,5 градуса будет при кубовой спиртуозности 10-11% и температуры в кубе 92 — 93°С.
При изменении показаний термометра перейти к Варианту№1 или уменьшить отбор еще на 50%, обязательно сменить приёмную тару и продолжать следить за термометром колонны.

После температуры в кубе 92-93°С очень велик шанс прорыва в отбор так называемых промежуточных примесей.
Даже при условии достаточного ФЧ.
И неизменной температуры низа колонны.

Источник

Как сделать ректификационную колонну своими руками по чертежам с размерами

Ректификационная колонна, которая еще 20 лет назад была только на спиртзаводах, теперь используется и в быту для производства высококачественного спирта – ректификата, что для обычного самогонного аппарата задача невыполнимая.

И чтобы лучше понять, что это такое, каково устройство и принцип действия ректификационной колонны, а также как изготовить агрегат своими руками, стоит ознакомиться с вопросом более детально.

Что это такое и для чего нужно

Ректификационная колонна – это сложное устройство, состоящее из нескольких узлов: —царги—, дефлегматора, узла отбора и —термометра—, – необходимых для протекания полноценной ректификации. Этот процесс позволяет разделить многокомпонентную смесь, состоящую из веществ с близкой температурой кипения/испарения.

Главное отличие ректификации от обычной дистилляции в том, что при ней испарение и конденсация веществ – это не единичное явление, а постоянный цикличный процесс. В результате —самогонный аппарат— колонного типа производит спирт высочайшего качества – ректификат.

Устройство и принцип работы ректификационной колонны

Царга

Находится в основании колонны и является одной из основных ее частей. Внутри нее протекает газо-жидкостный массообмен – одно из основных явлений в процессе ректификации. Происходит это следующим образом:

• Жидкость, закипая в —перегонном кубе—, испаряется и в газообразной форме проходит через царгу.
• Пар, дойдя до дефлегматора, охлаждается и конденсируется на его стенках.
• Конденсат стекает сначала по стенкам дефлегматора, а потом и по стенкам царги обратно в куб.
• В этот момент между стекающим конденсатом и восходящим паром происходит газо-жидкостный массообмен. Он заключается в передаче тепла и некоторого количества испаренных веществ от пара к конденсату. Под таким воздействием часть флегмы – ее легкокипящие составляющие: спирт и небольшая доля воды вновь испаряются, не доходя до перегонного куба, а более труднокипящие: сивушные масла и другие примеси продолжают стекать в перегонный куб.

Таким образом в верхней части колоны скапливается в основном спирт, а примеси в основном циркулируют в нижней части агрегата. Как следствие, на выходе получается ректификат с крепостью около 95%.

В ректификационной колоне может быть как одна царга, так и несколько. При этом чем выше колонна, тем больше площадь, на которой проходит массообмен между флегмой и паром, что в свою очередь улучшает качество получаемого продукта.

Внутри царги находятся насадки, на поверхности которых и происходит основной массообмен. Изделия из нержавейки хорошо подходят для сахарной и зерновой, а медные – —для фруктовой браги—.

Кроме насадок внутри царги могут размещаться тарелки, которые еще больше увеличивают площадь, на которой проходит газо-жидкостный массообмен, что сказывается на качестве получаемого ректификата.

Стенки царги могут иметь дополнительный подогрев, усиливающий испарение флегмы, не попавшей на насадки и тарелки. Такое дополнение также улучшает качество конечного продукта.

Дефлегматор

Верхняя часть ректификационной колонны, отвечающая за сбор и охлаждение восходящих паров до флегмы. Отсюда конденсировавшаяся жидкость стекает вниз в царгу.

Дефлегматор может быть выполнен по нескольким принципиальным схемам, самой простой является пленочный вариант, а одной из самых популярных – холодильник Димрота,

Узел отбора

Отвечает за сбор части конденсировавшейся флегмы и ее вывод наружу в тару для сбора. В зависимости от настроек узла отбора варьируется и количество отбираемого конденсата. Чем меньше его отбор, тем выше качество ректификата.

Термометр

В ректификационной колонне, в отличие от стандартного самогонного аппарата, является обязательной составной частью системы. Дело в том, что ректификация – это очень тонкий процесс, сильно зависящий от поддержания правильной температуры.

Перегонный куб с ТЭНами

Хотя ректификационная колонна может использоваться и с обычным кубом на газовой, электро- или индукционной плитке, значительно лучше оборудовать ее ТЭНовым агрегатом.

Такая особенность, как и термометр, связана с необходимостью точной и тонкой регуляции температуры внутри системы, а значит и с регуляцией мощности устройства, нагревающего брагу.

Газовые вентили требуют большого мастерства, индукционные плитки имеют фиксированный шаг от 100 до 300 Вт, а вот регуляторы ТЭНов позволяют изменять мощность по 3-5 Вт.

Что лучше, классический самогонный аппарат или ректификационная колонна?

Чтобы понять преимущества ректификации перед дистилляцией, стоит провести наглядное сравнение этих технологий.

Критерий

Дистилляция

Ректификация

Вкусо-ароматические качества конечного продукта

Вкус и запах соответствуют сырью браги.

Очень чистый спирт без вкуса и запаха.

Крепость напитка

В зависимости от конструкции аппарата и количества перегонок от 40 до 65%.

до 97, в среднем 93-95%.

Степень отделения веществ с разной температурой кипения/испарения

Низкая, даже вещества имеющие большую разницу в температуре испарения после конденсации остаются вместе.

Очень высокая, при необходимости можно не только отделить спирт, но и разделить сивушные масла на составляющие.

Степень отделения вредных веществ от спирта

От низкой до средней. Улучшить качество отделения можно только за счет увеличения количества перегонок.

Высокая, содержание сивушных масел и примесей в спирте минимальное.

Потеря спирта

Большая, в лучшем случае получится собрать до 80% продукта, содержащегося в браге.

Маленькая, потери на практике составляют от 1 до 3%, хотя при идеальных условиях их может и не быть.

Сложность создания и использования агрегата на базе технологии

От низкой до средней, примитивные модели не имеют строгих размерных критериев, потенциал улучшения оборудования ограничен. Обращаться с технологией легко и просто.

Высокая. Для создания понадобится специализированное оборудование и строгий перечень материалов. Для эффективного использования нужны теоретические познания.

Как сделать ректификационную колонну своими руками по подробной схеме

Агрегат выполняется по простой конструкции.

Расчет и сборка ректификационной колоны своими руками проводятся следующим образом:

1. Медная труба с длиной 130-140 см и диаметром 30-50 мм аккуратно и ровно разрезается на две части, края зачищаются. Между двумя частями необходимо создать резьбовое или другое соединение, но разборное. Одна часть будет царгой, вторая – корпусом дефлегматора.
2. На трубу, предназначенную под царгу, на оба конца устанавливаются сетки и упорные шайбы. Они будут удерживать наполнитель внутри.
3. Губки из нержавейки нарезаются небольшими фрагментами по 5-15 мм и засыпаются в трубу. Стружка, заполняющая трубу, не должна сдавливаться, оптимальное заполнение 250-280 г на 1 литр объема царги.
4. После наполнения сетки и шайбы устанавливаются на места.
5. Царга устанавливается на перегонный куб.
6. Вторая труба оборудуется вторичным полым корпусом, внутри которого будет циркулировать вода. Для этого понадобится труба с диаметром на 10-20 мм шире основной и на 30 мм ее короче, длинная труба размещается внутри более короткой, снизу и сверху привариваются вырезанные под размер кольца с внешним диаметром, равным толщине трубы (30-50 мм), плюс толщина холодильника (10-20 мм), и внутренним, равным толщине трубы. Во вторичном корпусе просверливается 2 отверстия снизу и сверху под подачу воды и обратку и привариваются патрубки.
7. Сверху дефлегматор оборудуется крышкой, внутри которой просверливается отверстие для атмосферной трубки.
   
8. Под узел отбора просверливается отверстие на 15-20 мм выше, чем соединение царги и дефлегматора. Внутри дефлегматора на уровне отверстия приваривается кольцо для сбора и стекания продукта в узел отбора. Проходное отверстие кольца зависит от основного диаметра дефлегматора.
   
9. Внешний —холодильник— изготавливается по традиционной конструкции своими руками и подключается посредством трубки от капельницы с регулятором потока к узлу отбора.
   
10. Дефлегматор и холодильник можно подключать к воде обособленно или одним последовательным подключением. В таком случае направление движения воды должно быть следующим: от низа холодильника к его верху, потом к низу дефлегматора и через верхний патрубок в канализацию. Для регуляции потока воды можно установить регулятор потока от газосварочной установки.
11. Царга и ТЭНовый куб обшиваются теплоизолирующим материалом, например пенополипропиленом.
12. Термометр должен устанавливаться в нижней части колонны так, чтобы можно было измерять температуру внутри царги.

Вместо послесловия

Спирт, полученный посредством ректификации, значительно качественней дистиллята из классического самогонного аппарата.

Но вместе с положительными сторонами приходят и недостатки: требования к оборудованию значительно выше, а его изготовление затратнее, кроме того, эксплуатация также требует высокого мастерства.

Поэтому однозначно определить, что лучше, хороший самогонный аппарат или ректификационная колонна, не так легко, но, конечно, существует промежуточное решение – бражная колонна. Она дает дистиллят, но не ректификат, очень высокого качества, и пользоваться ей проще, тут все дело в приоритетах.

Источник