Тарельчатая колонна или царга с насадкой что лучше

Мифы про ректификацию, ректификационные и другие колонны (Страница 1 из 4)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 78

1 Тема от Иван 2016-06-19 20:11:54

Тема: Мифы про ректификацию, ректификационные и другие колонны

Для многих не секрет, что в интернете распространяются различные заблуждения про ректификацию и в целом про ректификационные колонны. Я часто сталкиваюсь с подобными мнениями от адептов баночных и сухопарниковых культов, а в местах сетевых агломерации (в некоторых сообществах) подобных субъектов, вообще сложно что-то объяснить, так как мгновенно будешь закидан носками и фанатично облит различными виртуальными субстанциями. Но если у нас тут имеются подобные «члены сообществ», я не против, если они оставят свой комментарий ниже.

Можно ли потерять ароматы исходного сырья при ректификации? И да и нет!
Это зависит от того, как настроена установка. Для максимального разделения спирта, воды и др. примесей, необходимо обеспечить большую контактную площадь соприкосновения пара с дистиллятом, обеспечить равномерное и непрерывное обогащение контактных элементов дистиллятом и паром. Если мы будем проводить ректификацию с низким флегмовым числом и малой площадью контактных элементов в колонне, освободиться от ароматов очень и очень сложно. Для качества разделения есть много различных критериев и тонкостей в настройке установки, но, участники сообщества alcodistillers.ru рекомендуют поступать проще, достаточно иметь колонну с разборной царгой из двух половин, например 1 метр + 1 метр. На короткой царге можно быстро получать широкий спектр ароматов (в зависимости от выбранного режима), а на высокой, уже более чистый и нейтральный по аромату спирт. Но, даже владельцы двухметровых колонн не дадут мне соврать, у них не всегда получается полностью избавиться от аромата исходного продукта, и через некоторые время яблочный спирт начинает приятно пахнуть яблоком, а виноградный-виноградом. Но по крайней мере, имея в арсенале даже метровую колонну, можно получить чистый и нейтральный спирт, вопрос только во времени и опыте. Имея ректификационную колонну, мысли о какой-то там «очистке самогона» уже не приходят, так как единственный способ избавиться от различных приятных и не приятных запахов в напитке- ректификация.

Миф номер 3
Тарельчатая колонна эффективней насадочной.
И опять, при пристальном рассмотрении источников информации, распространяемый миф приводит в лабазы купцов. А на самом деле?
А на самом деле это выражение было выдернуто из контекста, конкретно, из книг, описывающих промышленные установки. Да, на самом деле в промышленности используют чаще всего именно тарельчатые колонны, но только разница в размерах промышленных тарельчатых колонн и колонн для домашнего (гаражного) винокурения, достигает в среднем 20 метров. Если 20-30 метровая колонна диаметром 2-3 метра, реально эффективна в цепочке промышленной технологии, то «обрубок» высотой в 2-3 метра конкретно проигрывает по эффективности даже метровой насадочной колонне, стоящей на кухонной плите. Всё дело в физике. Некоторые предприимчивые граждане пытаются «ломать стереотипы» и продавать подобные установки, смело заявляя о их уникальной эффективности, но они тоже пытаются спорить с законами физики. Нужно признаться, они пытаются спорить с природой и возможно чего-то когда-то и добьются, ведь даже сам Эйнштейн ошибся по поводу скорости света, а современные квантовые физики достигли немыслимых успехов, и в природе уже существуют реально работающие квантовые компьютеры (пока только как экспериментальные модели). И.. если и искать что-то новое в винокурении, то, только в новых технологиях, принципиально отличающихся от работающих сегодня. На момент написания уже появилась новая технология разделения спирта, но она очень дорогая, требует лабораторной точности и была представлена в научном свете только как эксперимент, доказывающий реальную возможность. Повторить её на кухне не получится. Так что, к сожалению, в настоящее время, насадочная колонна для нас является единственным эффективным инструментом.

Миф номер 4
Через трубку атмосферы всё улетит.
Знакомо? Можно заключать пари, что, почти все начинающие винокуры так думают Многие начинающие боятся, что через открытую трубку в верхней части колонны начнёт улетать весь пар и что они вообще могут взорваться. На самом деле из трубки атмосферы вообще ничего не вылетает, ну почти ничего. Если мы прогреваем колонну, в ней находится воздух, а когда спирт в кубе закипает, пары воздуха выдавливаются поднимающимся спиртовым паром, в этот момент происходит т.н. «выдох» колонны, иногда даже весьма вонючий, так как некоторые легкокипящие примеси с низкой температурой кипения, частично соединились с кислородом и вылетели из колонны (например, некоторые эфиры). Но как только пар достигнет дефлегматора, из колонны перестанет что-то выходить, так как дефлегматор полностью конденсирует поднимающийся пар. Выброс из атмосферной трубки конечно возможен, если установка настроена не правильно, но как показывает практика, через 1-2 запуска эта «проблема» пропадает сама собой, винокур понимает, как нужно настроить работу установки.

*Добавлено почти через 3 года с момента публикации материала. так как старые мифы перестают работать и уже мало актуальны
Миф номер7
Вакуумная дистилляция и ректификация являются самыми лучшими способами для приготовления напитков.
Распространению мифа опять содействует один из производителей, так как проигрыши в конкурентной войне заставляют придумывать что-то «новенькое» дабы удержаться на плаву.

Процесс в очередной раз был «выдернут» из промышленного цикла и опять с ошибками:
Ректификация в вакууме в домашних условиях невозможна в принципе, также как невозможна в подавляющем большинстве реально существующих пищевых фабрик, так как этот процесс требует колоссальных затрат энергии и наличия сложнейшего оборудования. Также, ректификация под вакуумом используется только в случае разделения сложных примесей имеющих низкую температуру кипения при обычном давлении и практически не способную разделиться (см. Азеотропная смесь). В такой ректификации, используемой только на химических производствах, используют ряд дополнительных «присадок» для изменения физико-химических свойств разделяемого азеотропа, а также удешевление процессов с работой при сверхвысоком вакууме, с заменой его на просто высокий ( 1×10−3 до 1×10−9) с заполнением рабочего пространства инертными газами.

Дистилляция в разреженном пространстве периодически используется в пищевой промышленности, но как правило, в современном мире используются миниатюрные роторные вакуумные испарители, а в промышленном масштабе технология заменяется на классическую сублимацию (использование жидкого азота), что тоже невозможно в домашних или гаражных условиях.

Вакуум-дистилляция — один из методов разделения смесей органических веществ. Широко применяется в ситуации, когда дистилляция не может быть осуществлена при атмосферном давлении из-за высокой температуры кипения целевого вещества, что приводит к термическому разложению перегоняемого продукта. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, становится возможным разогнать жидкости, разлагающиеся при перегонке с атмосферным давлением.

Таким образом, реклама относительно пользы вакуума слишком раздута и на некоторых ресурсах активно насаждается предпринимателями (их клонами и наемными ораторами), но на самом деле никогда не будет иметь распространения в массах, так как представляет очень узкий и ограниченный интерес в производственных процессах. Но если вам интересна реальность и вы хотите оценить реальные энергозатраты или получить несколько капель эфирного масла, разрушающегося при более высоких температурах, то вы сможете собрать такой «дистиллятор» буквально на коленке за 3$ (200рублей) и полчаса. Простейший дешевый вакууматор своими руками за 30 минут просто соедините вторую банку жесткой трубкой с второй банкой, банку с испаряемой жидкостью немного подогрейте (например на солнце), а вторую поместите или в холодную воду или просто в тень.

Если у вас есть мифы, поделитесь с обществом.
Если этот опус читают новички, рекомендую посмотреть некоторые темы, ссылки без подробностей.
Наши аппараты
Как выбрать самогонный аппарат и с чего начать

Источник

Что такое тарельчатые ректификационные колонны, чем они отличаются от других самогонных аппаратов, как изготовить?

Тарельчатые ректификационные колонны представляют из себя устройства, в которых вместо насадки устанавливаются классические тарелки. Дома эти колонны используются для получения, пусть и не ректификованного спирта, но очень качественного и очищенного дистиллята – степень его укрепления составляет 90-95% вплоть до протоспирта.

Традиционно тарельчатые колонны используются для производства коньяка, виски и подобных благородных напитков. Небольшое число дисков сохраняет органолептику сырья при высокой производительности и стабильности устройства.

Что такое ректификационный абсорбер тарельчатого типа и для чего нужен?

Тарельчатые абсорберы являются устройством массообмена с вертикальным расположением, внутри которых друг над другом располагаются поперечные перегородки в виде тарелок. Их функцией является разделение жидкостей на буквально чистые составляющие, отличные температурой кипения, за счёт многократных испарений жидкости и конденсации паров.

Данный процесс в ректификационных колоннах идёт ступенчато, поэтому они относятся к группе ступенчатых агрегатов.

Достоинства и недостатки или какая модель лучше?

Судя по различным отзывам в интернете, ректификационные колонны имеют следующие преимущества и недостатки.

Тарельчатые

Нерегулярные насадочные

Регулярные насадочные

Колпачковые

Устройство и принцип работы самогонных аппаратов с дефлегматором

Колпачковый ректификационный абсорбер может содержать разное число колпачков.

Так процессы испарения происходят повторяясь один за другим и в итоге выходит жидкость с более высокой температурой кипения. В результате этого и получается высокоградусный спирт.

К изделиям со сливным устройством относятся абсорберы с клапанными, ситчатыми, колпачковыми и прочими тарелками, имеющими специфические устройства для перетекания жидкости с тарелки на тарелку – карманы, сливные трубки и пр.

Конструктивные особенности и разновидности

Ниже приводятся несколько видов колонн в основном с медными комплектующими:

Тарелки с медными колпачками, помимо фракционного разделения, также забирают на себя соединения серы, улучшая аромат получаемого продукта. Высота 415 мм, сами тарелки сделаны из нержавеющей стали, колпачки сделаны из меди, диаметр клампового соединения 2 дюйма.

С его помощью можно получить дистиллят крепостью

92%, очень качественно отсекая «головы» и «хвосты», оставив органолептику исходного сырья в конечном продукте. При этом «ненужные» фракции можно прилично очистить за один перегон, что при использовании обычного дистиллятора достижима только путем 3-4-кратной дробной дистилляции.

Колонны имеют внутренний диаметр 80 мм, все тарелки с 3 колпачками из нержавеющей стали. Все разъемы для крепления – хомут кламп.

Абсорбер состоит из 4 основных частей: головная часть с узлами отбора по пару и жидкости, холодильник Димрота, доохладитель и царга (2 шт.) – полметра и метр.

Как изготовить и собрать своими руками?

Стоит ли покупать тарельчатую колонну или лучше изготовить своими руками?

Самостоятельно изготовить колпачковую колонну по чертежу не так сложно, особенно если имеются в наличии колпачковые тарелки, являющиеся практически самой сложной составной частью. В основном приобрести их можно в интернете на подходящих сайтах, например, на алиэкспресс, и чаще всего продаются тарельчатые колонны китайского производства.

Однако выбирать особо не приходится, так как данные изделия являются довольно специфическим товаром и производятся они в очень узком кругу мастерских. А самостоятельно изготовить такие тарелки очень сложно, но вполне реально.

Потребуются для этого медные или нержавеющие пластины для вырезки кругов, которые равны внутреннему диаметру основной трубы колонны. Тарельчатая колонна же делается из нержавеющей, медной или стеклянной трубы, диаметр которой составляет 8-10 мм. и высотой (длиной) приблизительно 75 см.

Готовые стеклянные колонны, которые предлагают производители, пользуются немалой популярностью, так как можно следить за процессом барботирования, а это очень необычный процесс. Хотя сам материал в расчете качества работы колонны не учитывается.

По краям диска сверлятся ещё два отверстия диаметром почти 1 см и в них уже вставляются трубки с меньшей высотой – приблизительно 0,8-1,5 см. Стыки дисков и всех трубок пропаиваются.

Чем различаются абсорберы?

Также неравномерное стекание жидкости по тарельчатой насадке ограничивает насадочные колонны по диаметру, так как тарельчатые колонны по диаметру достигают 4 м., а насадочные не превышают и 2,8 м. А это значительно ограничивает насадочные колонны в ректификационном использовании.

Но благодаря невысокой себестоимости и простоте своего изготовления они пользуются популярностью в малом производстве.

Данные абсорберы различаются общим количеством колпачков, которых, чем больше, тем больше количество точек преобразования пара в жидкость, и соответственно выше объём выходящего готового продукта.

Это даёт возможность заниматься перегоном по законам простой ректификации не рискуя оставить спирт без вкусовых качеств, отделять головные фракции и при сборе «тела» не думать о своевременном подходе хвостовых фракций.

Область самогоноварения не ограничивается выгонкой одного лишь самогона и современные дистилляционные устройства позволяют производить куда большее разнообразие алкогольных напитков. При этом тарельчатые колонны можно, как приобрести готовые, так и изготовить своими руками, всё упирается лишь в возможности и желание.

Процесс ректификации позволяет добиться высокой чистоты и крепости спирта и оба этих качества зависят от понимания основы дела занимающимся им винокуром. Поэтому для проведения более верных вычислений, рекомендуется к прочтению издание А. Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической промышленности».

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о разновидностях и схемах применения ректификационных колонн:

Источник

Как выбрать царгу к самогонному аппарату, бражной или ректификационной колонне

Царга – не просто труба между кубом и холодильником (дефлегматором). От правильного выбора геометрических размеров, материала и теплоизоляции царги зависит производительность, степень очистки, технологические режимы перегонки и комфортная работа с аппаратом в целом.

Царга для самогонного аппарата

В простой классической дистилляции царги успешно вытесняют сухопарники. Решая задачу борьбы с брызгоуносом, царги позволяют одновременно бороться с сернистыми газами, укреплять самогон, и даже в некоторой мере очищать напиток от труднолетучих соединений за счет парциальной конденсации. Еще одно преимущество царги – оборудование становится менее громоздким.

Диаметр царги выбирают исходя из желаемой производительности и предельной скорости пара, при которой образующаяся дикая флегма и брызги, вылетевшие из куба вместе с паром, беспрепятственно стекают обратно, а не загоняться по стенкам вверх к холодильнику.

При скорости пара в царге до 2 м/с брызгоунос исключен, от 2 до 3 м/с результат несколько хуже, а при 3 м/с и выше пар начинает загонять флегму вверх по трубе.

Посчитать скорость пара несложно:

V = N * 750 / S (м/с),

Для защиты от брызгоуноса в большинстве случаев высота царги достаточна в пределах 30-40 см, поэтому определяющим при выборе высоты являются исключительно геометрические соображения. Обычно исходят из свободного вертикального размещения холодильника для обеспечения наилучших условий его работы.

Правильная длина царги самогонного аппарата (классического дистиллятора) примерно равна длине холодильника.

Материал

Стандартно царги изготавливают из меди или нержавейки. Медь выступает катализатором и помогает связывать сернистые газы, очищая самогон от ненужных запахов. Применение меди целесообразно при перегонке зерновых и некоторых фруктово-ягодных браг с целью получения благородных дистиллятов путем повторной дробной перегонки.

Медная царга не дает преимуществ при перегонке сахарного или любого другого сырья для дальнейшей ректификации или получения НДРФ на аппаратах с жидкостным отбором, поскольку неконденсируемые газы и пар в конденсаторе находят разные пути. Газ вылетает через ТСА (трубку связи с атмосферой) и не вступает в контакт с конденсатом, идущим в отбор, а значит, не растворяется в нем. Очистка от сернистых газов на таких аппаратах проста и не требует дополнительных усилий.

Иногда для увеличения эффекта при первой перегонке используют медную насадку (наполнитель). Это довольно спорный прием: зона контакта с медью вырастет, очистка от сернистых газов улучшится, но одновременно уменьшится производительность аппарата, значит, увеличится время перегонки, в результате длительного кипячения браги выделится больше других вредных примесей. Здесь важна мера: если в качестве насадки выбрать медные кольца или трубки – это одно, а если плотную насадку типа СПН – совсем другое.

Плотным насадкам место во втором перегоне, при первом же лучше ограничится просто медной царгой.

Царга для ректификационной и бражной колонны

При выборе размеров царги для процессов тепломассобмена на бражных или ректификационных колоннах условий несколько больше, но они понятны и естественны.

Внутренний диаметр

Стоимость колонны в целом существенно зависит от диаметра. Увеличение диаметра не только повышает стоимость труб, из которых изготавливается колонна, но также увеличивает количество необходимой насадки. А насадка – одна из самых дорогих составляющих аппарата. Например, для колонны высотой в полтора метра при внутреннем диаметре 38 мм нужно 1,7 литра насадки, для 48 мм – уже 2,7 литра.

Производительность колонны прямо пропорциональна квадрату внутреннего диаметра царги. При увеличении диаметра с 38 до 48 мм производительность увеличится в полтора раза. Поэтому выбирая, например, между трубой 52 со стенкой 1 мм или 1,5 мм, нужно понимать, что номинальная скорость отбора у первой будет 1800, а у второй – 1700 мл/час. Вот такая плата за с виду незначительное изменение размеров.

Номинальная мощность нагрева в Ватах и номинальная скорость отбора «тела» миллилитров в час численно равны площади поперечного сечения царги, исходя из внутреннего диаметра. Это правило верно при применении в качестве насадки СПН, размер которой соответствует диаметру колонны. Для других менее или более плотных насадок численные значения будут другими, но общая тенденция сохранится.

Чем плотнее насадка, тем меньше будет производительность колонны. Правда, это компенсируется лучшей разделяющей способностью. Если говорить об СПН и ректификации, то оптимальный размер насадки должен быть меньше внутреннего диаметра царги в 12-14 раз. При получении укрепленного самогона или НДРФ требования к очистке значительно ниже, поэтому можно использовать более крупную насадку, сместив акцент в сторону производительности.

Высота

Именно высота насадочной части царг во многом определяет разделяющую способность колонны. Не нужно путать этот показатель с высотой царги. Часто производители своими неудачными конструкциями вводят в заблуждение покупателей. Например, высота царги 40 см, но из них нижнее пустое пространство – 5 см, еще 3 см забирает конструкция для поддержания насадки, а сверху – приспособление для фиксации насадки в 2 см высотой и пустое место для пены до дефлегматора – 5 см. В результате насадки в 40 см царге оказывается не 40 см, а лишь 25 см! Даже если поставить таких три подряд, то спирта-ректификата не получить.

Это же касается и применения одной царги длинной в 1,5 метра или трех по 50 см. На первый взгляд разницы нет, но если присмотреться внимательней и посчитать высоту насадочной части, то всё не так просто.

Для четкого разделения на фракции и отделения «голов» насадочная часть должна быть высотой не менее 1 метра, а высота одной царги – не более 1,5 метра.

При меньшей длине разделительная способность будет недостаточна для четкого отбора «голов». Ограничение же в 1,5 метра связано с тем, что эффективность насадочной колонны с увеличением высоты изменяется неравномерно. Например, увеличение длины с 50 до 60 см даст такое же повышение разделительной способности как с 120 до 150 см (цифры условные и приводятся для демонстрации тенденции). Высота насадочной части в одной царге должна быть не более 30 её внутренних диаметров.

Пользу от дальнейшего увеличения высоты сводят на нет канальный и пристеночный эффект. Если есть желание построить более высокую колонну, нужно разделить её на несколько царг или использовать концентраторы флегмы – устройства, отводящие флегму от стенок и направляющие её в центр насадки. Но использование концентраторов часто приводит к ранним захлебам колонны, особенно при неумелом исполнении. А если в конструкции имеются сетки, то в большинстве случаев захлеб становится закономерностью.

Концентраторы флегмы

Влияние высоты царги на технологические показатели

Предположим, что имеются хорошо утепленные и выставленные вертикально двухдюймовые колонны длинной в 1,2 и 1,8 метра. Увеличение высоты колонны в 1,5 раза позволит увеличить объем перегоняемой кубовой навалки в те же полтора раза, поскольку увеличится удерживающая способность и объём насадки. Можно будет позже переходить к отбору «хвостов», значительно уменьшив их объем. Но за всё приходится платить – увеличится время отбора, а также объём «голов» и «подголовников».

Для того чтобы «пощупать» порядок чисел, приведем таблицу с объёмами и временем отбора различных фракций при перегонке 40 литров самогона:

Скорость отбора «тела» будет практически одинаковой, а температура перехода с отбора «тела» к «хвостам» изменится с 94-95 градусов до 97. Впрочем, это будет зависеть от обоняния оператора колонны. В обоих случаях получится продукт примерно одинакового качества.

Толщина стенок колонны должна быть в пределах 1-1,5 мм. Такая толщина термопрозрачна и позволяет измерять температуры с пренебрежимо малым запаздыванием. Если прикрепить алюминиевым скотчем датчики температуры на поверхность колонн под теплоизоляцию, этого будет достаточно для нормального управления процессом.

Увеличение толщины стенок только увеличит стоимость и вес колонны. Это делает конструкцию менее устойчивой и предъявляет дополнительные требования к прочности крышки куба.

Правильный выбор размеров царги не представляет труда, нужно лишь учитывать их влияние на технологические параметры процесса и соответствие поставленным задачам.

Даже если средства позволяют, важно избегать самой главной ошибки – гигантомании.

С увеличением диаметра меняется не только производительность. Колонны малого диаметра (25-30 мм) требуют повышенного внимания. В них проблематично использовать насадку, отцентрировать флегму, стекающую с дефлегматора, да и вообще добиться хотя бы уверенного отсечения «хвостов», не говоря уже об удержании промежуточных примесей.

Колонны среднего диаметра (35-55 мм) спокойны и уравновешены, работают четко и предсказуемо.

Колонны большого диаметра (больше 57 мм) труднее настроить на стабильную работу, они производительны, но подвержены различным болячкам, сводящим к нулю пользу от повышенной скорости. Большие колонны страдают спонтанным каналообразованием: при подаче стандартной мощности давление в кубе не растет, и колонна не захлебывается. При смене насадки на более мелкую всё стабилизируется, но производительность становится такой же, как у значительно меньших по диаметру колонн. Поэтому колонны, начиная с диаметра 57 мм, – это оборудование для опытных винокуров, желающих творчества.

Источник