Издавна известно, что правильно полученный самогон не дает тяжелого похмелья. Очистку спиртовых паров лучше производить сразу при перегонке, чем потом, народными средствами. Ведь при неправильной очистке даже могут не спасти загубленный напиток. Что может способствовать точному разделению фракций? Каждый самогонный аппарат, если он гордо именуется колонной, имеет дефлегматор. По-другому он еще называется укрепляющим холодильником. Без дефлегматора металлическая трубка, возвышающаяся над перегонным кубом, это просто трубка. Для чего он нужен и каков принцип работы дефлегматора в самогонном аппарате? Все очень просто. Начнем с конструкции и места расположения.
Дефлегматор (укрепляющий холодильник) — это что-то вроде “водяной рубашки”, расположенной в верхней четверти колонны. По сути конструкция участка колонны с дефлегматором — это две концентрические трубки разного диаметра. Внешняя трубка приварена к внутренней, а к пространству между ними подводится холодная вода. Иногда дефлегматор бывает съемным, но чаще всего он неразъемно смонтирован на самой колонне. Зона дефлегматора не имеет никаких внутренних насадок. В этом плане дефлегматор ректификационной колонны ничем не отличается от оного на обычной бражной колонне. Высокоэффективные ректификационные колонны могут не иметь дефлегматора, однако брагу на таких колоннах перегонять будет нельзя: она “забъет” насадку, какой бы не использовался. Поэтому бытовые колонные аппараты имеют дефлегматор для перегонки “в режиме самогонного аппарата”. Поэтому, планируя (рекомендуем выбрать аппарат марки ), обратите особое внимание на возможные режимы его работы.
Суть работы этого устройства — создание нужной температуры для очистки и укрепления спиртовых паров за счет их охлаждения и так называемой приоритетной конденсации.
Поясним на примере.
В режиме работы колонны (бражной или ректификационной) “на себя”, происходит полная конденсация всех паров, поступающих из перегонного куба. На дефлегматор на этом этапе подается максимальный поток охлаждения. Весь конденсат стекает по колонне вниз, навстречу новым порциям паров. При их встрече происходит частичное испарение за счет нагрева жидкости (флегмы). Когда колонна прогреется и войдет в рабочий режим, в ней происходит разделение температурных областей. В верхней части будут конденсироваться пары веществ с более низкой температурой кипения, а в нижней — с более высокой. Как только этот режим установится, можно снижать охлаждение дефлегматора.
Температура должна установиться таким образом, чтобы “сдвинуть” область испарения низкокипящих фракций в верхнюю область дефлегматора. В этом случае все низкокипящие фракции начнут испаряться здесь и проходить дальше в конденсирующий холодильник, тогда как все остальные фракции не смогут покинуть колонну. Как только низкокипящие фракции (головы) отобраны, температура в колонне изменяется снова, так, чтобы теперь в той же верхней области дефлегматора испарялась основная фракция “тела”. Таким образом можно разделить все компоненты смеси, имеющие разную температуру кипения. Получается, что дефлегматор — это такой “шлагбаум”, которым можно четко разделять компоненты жидкости. Важно только помнить, что регулировка охлаждения должна производиться максимально плавно и “по чуть-чуть”, поскольку системе нужно время, чтобы установилось новое равновесие. Как правило, это занимает 20-30 секунд.
Хотя принцип в основе работы дефлегматоров лежит один, они могут отличаться по конструкции и величине. Чем больше площадь контакта флегмы и пара (в определенных пределах), и чем точнее температурная регулировка, тем больше будет разделяющая способность дефлегматора. А конструкций всего две: прямоточный и дефлегматор Димрота. Иногда их путают, смешивая все в одно.
Прямоточный дефлегматор — это как раз “трубка в трубке”, что был описан выше. А дефлегматор Димрота имеет немного другую конструкцию. Она выполнена в виде трубки, внутри которой находится вторая трубка в виде спирали. Именно во внутреннюю подается вода, и здесь происходит конденсация жидкости. За счет спиралеобразной формы увеличивается площадь контакта фаз жидкость-пар, а следовательно, и эффективность разделения. Еще один плюс такой конструкции заключается в том, что этот контакт фаз происходит в зоне максимальной температуры — в центре трубки. А это тоже способствует лучшей очистке спиртовых паров, даже
Как получить хороший дистиллят и что это такое, собственно. По поводу «хорошести» можно и поспорить. Как говорится, кому и корова — невеста.
Скажем так, как минимизировать недостатки и максимизировать достоинства дистиллята с помощью техники и технологии? Тут есть один момент. Многие зацикливаются на различных методах очистки, пытаясь избавиться от самогонного запаха и послевкусия. Я считаю, что это есть коренная ошибка. Если вы ставите себе целью приблизиться ко вкусу и «аромату» спирта/водки, то вам нужно обзаводиться ректификационной колонной, а не дистиллятором. Суть процесса дистилляции как раз и заключается в том, чтобы сохранить в продукте вкусо-ароматику исходного сырья. И продукт не виноват в том, что его делали из обычного сахара или картошки — какая уж там вкусоароматика. Делайте брагу из зерновых или фруктовых основ и будет вам счастье. Однако, и сахарный сем на что-нибудь вполне может сгодиться. Как же убрать из него негатив по-максимуму?
Как мы уже рассматривали ранее, «каки» содержаться в головных и хвостовых фракциях. «Головы» необходимо резать по любому, не глядя на основу браги. А вот с хвостами не все так однозначно, именно они содержат эту самую ароматику. Для сахарных браг она не нужна совсем, для фруктовых или зерновых что называется «по вкусу». Одним словом, пора поговорить о голово-хвостах.
Для обеспечения качественного разделения необходимы две вещи: дефлегматор с точной регулировкой водяного потока и термометр в нужном месте (самое универсальное местоположение — после дефлегматора или перед холодильником).
Как правильно настроить колонну. Условимся, что у вас есть, например, пленочная колонна с правильно подключенными дефлегматором и холодильником. Дефлегматор оборудован игольчатым краном подачи и после него в паропроводе установлен термометр, показания которого вы оттарировали по кипящей воде. Нагрев вы осуществляете с помощью электроТЭНов, подключенных через регулятор напряжения. Подобный уровень технической готовности позволяет вам серьезно задуматься над технологией работы.
Для экспериментов по наладке лучше использовать спирт-сырец (СС), разведенный до 15-20% крепости.
Этап 1. Определение утилизационной возможности дефлегматора. Его можно осуществить и на воде в кубе. Данные, полученные на этом этапе носят справочный характер. Подачу воды охлаждения открываем на полную (но не более 120 л/час, если охлаждение не автономное), разгоняем куб до кипения (полезно иметь кубовый термометр) и определяем мощность, при которой не происходит дистилляции, т.е. дефлегматор конденсирует и возвращает в куб весь пар/конденсат/флегму. Это будет предельная рабочая мощность вашего аппарата (хороший дефлегматор может утилизировать всю подводимую мощность при тщательно утепленном кубе). Существуют ограничения по захлебу колонны, когда поднимающийся пар срывает со стенок всю стекающую флегму и тянет ее вверх. Происходит выброс флегмы через холодильник. Ограничения связаны с соотношением диаметра укрепляющей царги, ее высоты и подводимой мощности. Грубо 1 кВт на 1 см диаметра царги.
Этап 2. Режим голов. Проводится на СС или браге. Куб разгоняется до температуры 60-65 град на полной мощности, после чего мощность выставляется в пределах рабочей и подается полное охлаждение (но не более 120 л/час). Далее производится нагрев кубовой жидкости до 85 град. Если по достижении 85 град в кубе дистилляция не началась, то по-немногу убавляем водоток через дефлегматор (но не меньше 30 л/час) до появления покапельного отбора со скоростью капля в две секунды. Не забывайте об инерционности тепловых процессов, делайте паузы (до минуты). Если отбор так и не начался, добавляем немного мощности. Если отбор начался до достижения 80 град в кубе, мощность убавляем до его прекращения и далее «играемся» с водой. Во время всего процесса контролируем температуру после дефлегматора, она не должна превышать 76 град. Водоток через дефлегматор должен быть в районе 60 л/час (для автономного охлаждения этот показатель не важен). Таким образом, мы установили режим отбора голов. Заметьте положения кранов и регулятора напряжения (или само напряжение по вольтметру).
Процесс отбора голов контролируете по запаху, растирая каплю продукта в ладонях. Общий объем не должен быть меньше 3% от общего выхода по АС (абсолютному спирту). И не больше 5%.
Этап 3. Рабочий режим отбора тела. По окончании отбора голов, еще ограничиваете водоток через дефлегматор для увеличения отбора. Контролируете температуру после дефлегматора. Она не должна превышать 80 град, лучше 78-79 град. Это режим отбора тела. Отметьте положения регуляторов для этого режима.
Этап 4. Отсечение хвостов. При достижении температуры после дефлегматора величины 80-81 град, отбор следует прекратить. Далее (добавив мощности до полной) отбираете хвосты в отдельную посуду до достижения 96 град в кубе. Данный алгоритм работы позволяет получить максимально чистый (от головных и хвостовых фракций) дистиллят. Подобный режим имеет смысл на сахарной браге. На зерновых и фруктовых брагах есть резон продолжать отбирать хвосты и после 83 град после дефлегматора для получения нужной вкусоароматики. Отбор этот нужно делать в небольшие объемы и принимать решение по их использованию в основном продукте по окончании процесса.
Как видите, для серьезного занятия дистилляцией нужно оборудование, отвечающее определенным требованиям. Без него не получить действительно качественного продукта. Термометры должны давать вам представление о реальной температуре, краны должны позволять точно регулировать поток воды, подводимая мощность также должна иметь возможность регулирования. И тогда, будет вам счастье…
Однако, несмотря на повсеместное употребление этих названий, если проанализировать многочисленную информацию в Интернете, то по вопросу назначения этих устройств наблюдается повсеместная путаница. Особенно много расхождений наблюдается по функциям и сути работы дефлегматора и сухопарника. Давайте разберемся и начнем с азов.
Дистилляция
- это испарение с последующей конденсацией паров. Именно это и происходит при использовании самогонного аппарата простейшего типа.
Ректификация
- разделение смеси на фракции за счет противоточного движения пара и этого же пара, сконденсировавшегося в жидкость (флегму).
Таким образом, видно, что при дистилляции пар, образовавшийся при кипении жидкости, прямотоком поступает на конденсатор. В итоге мы получаем однородную смесь, содержащую и спирт, и воду, и сивушные масла. Содержание спирта повышается за счет того, что он испаряется при более низких температурах и быстрее, чем вода и прочие фракции.
При ректификации часть сконденсированного пара стекает обратно в сторону перегонной емкости, нагревается от вновь образовавшегося пара и вновь многократно испаряется. В результате процесса переиспарения перегоняемая жидкость разделяется на составные части. В случае с самогоном: сивушные масла, вода и нужный нам спирт. Степень разделения зависит от исполнения ректификационной колонны.
Забегая немного вперед, скажем, что дефлегматор для самогонного аппарата - один из элементов, входящий в устройство ректификационной колонны.
Собственно, это два названия одного и того же элемента. Еще они известны как прикубники. И сухопарник и мокропарник конструктивно представляют собой тонкостенную закрытую емкость небольшого объема с двумя паропроводами в верхней части: вводным и выводным.
В нижнюю часть прикубника врезан кран для сброса отработанного конденсата. Однако часто прикубники делают из стеклянных банок, тогда, естественно, речи о кране идти не может. Слив накопленной жидкости производится через горловину и только по окончании перегонки.
Простой сухопарник из банки
Конструктивное отличие между мокро- и сухопарником одно: в мокропарнике выход вводного патрубка опущен до самого дна, так чтобы пар из перегонного куба «пробулькивал» сквозь налитую в емкость жидкость. Отсюда часто мокропарник называют еще барботером.
Как это работает
Оба варианта и «сброс», и «отбор до победного» к хорошим не относятся - на выходе мы все равно получим не самый качественный продукт. По сути, сухопарник выполняет только две полезные функции:
Можно ли повысить эффективность прикубника? Можно, но необходимо изменять его устройство: корпус должна располагаться над перегонным кубом, а сброс конденсата осуществляться непосредственно в куб. Только это будет уже не сухопарник, а вполне себе приличный неуправляемый дефлегматор.
Устройство дефлегматора в простейшем виде это две сваренные трубки разного диаметра, установленные вертикально на перегонный куб. В рубашке между ними циркулирует охлаждающая жидкость (вода) а трубка меньшего диаметра служит магистралью для выхода спиртосодержащего пара.
Для пояснения принципа работы этого устройства условно примем, что перегоняемая жидкость имеет 2 компоненты, имеющие различные температуры кипения. Разделение на фракции осуществляется следующим образом:
Способ позволяет разделить жидкость на любое количество компонентов, имеющих разную температуру кипения. Процесс инерционен, и менять режим охлаждения лучше очень аккуратно, медленно и ступенчато.
Разделяющая способность дефлегматора зависит от величины площади соприкосновения флегмы с паром и точности регулировки. Принцип же функционирования одинаков для всех типов этих устройств, различаются они только конструктивно.
Тот, что был описан в предыдущем разделе - прямоточный холодильник пленочного типа. Конструкция простая в изготовлении и достаточно эффективная. Но у нее есть недостатки - незначительная площадь взаимодействия, которая при отклонении конструкции от вертикали вообще стремиться к нулю. Второй - это сложность регулировки по температуре пара. Частично этих недостатков лишена конструкция Димрота.
Дефлегматор Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По ней циркулирует вода и на ней же конденсируется флегма.
Принцип работы тот же, но очевидно, что такая конструкция даже на глаз имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости, чем пленочный аппарат. Кроме того, взаимодействие флегмы и пара происходит по центру колбы, там, где его температура максимальна. Следовательно, и продукт на выходе будет более чистый и крепкий.
Почему в быту чаще всего применяются дефлегматор Димрота или пленочный дефлегматор для самогонного аппарата? Это связано со свойствами исходного сырья - брагой. Если при ее перегонке использовать наиболее эффективную насадочную колонну с большой площадью наполнителя, то уже через полчаса работы наполнитель загрязнится настолько, что никакая ректификация станет невозможной.
Краем глаза увидел на одном из форумов очередное обсуждение темы «как подавать воду в холодильник, навстречу пару или попутно», в котором ссылались на мою статью о строительстве БК. Я раньше этой темы не касался, поэтому решил свое мнение изложить отдельно в этой статье.
В предложенной мною конструкции БК вода подается в аппарат снизу и получается, что в дефлегматор она попадает попутно (прямоток) пару, а в холодильник навстречу (противоток). Правильно ли это? Классическая теория теплообменников гласит, что противоточные теплообменники эффективней прямоточных. Это можно проиллюстрировать картинкой.
На рисунке а изображен прямоточный теплообменник, на рисунке б — противоточный. Как видно из температурных графиков, при противотоке температура горячего теплоносителя А на выходе ниже (точка Y), а холодного Б выше (точка Z) чем при прямотоке. Данный факт объясняется тем, что в прямоточном теплобменнике температуры теплоносителей выравниваются до какого-то среднего значения, а в противоточном — температура горячего теплоносителя приближается к температуре холодного и наоборот. Дельта температур (тепловой поток) в случае противоточного теплообменника получается больше. Соответственно, эффективность противотока выше, его можно делать более компактным (либо он будет более эффективным при тех же размерах). Все вроде бы ясно.
Но, как всегда, из общего правила есть исключения. В данном случае это исключение гласит, что если температура одного из теплоносителей изменяется не непрерывно, а лишь до определенного значения (что бывает при конденсации или испарении), то тепловой поток при разных вариантах подключения становится одинаковым. В случае с дефлегматором так и происходит. Нашей задачей является поддерживать определенную температуру пара (для парового отбора — температуру кипения спирта, для жидкостного — температуру его конденсации, собственно это практически одна и та же температура). В случае с прямым холодильником (я в других статьях по привычке неправильно называю его прямоточным, хотя он может быть и противоточным) задача несколько иная — сконденсировать продукт и затем охладить его до температуры воды охлаждения, т.е. классически «теплообменная». Получается, что дефлегматор БК все равно как подключать, а холодильник нужно подключать навстречу.
Тут есть еще один момент. В воде всегда присутствует растворенный газ, который при повышении температуры стремится освободиться и в системе образуется «завоздушивание» вплоть до пробок. Поэтому в рубашечный дефлегматор целесообразнее подавать воду снизу, исключая завоздушивание — поток воды выносит пузырьки воздуха. При малых протоках через дефлегматор можно наблюдать образование пузыря воздуха в самом верху отводящей силиконовой трубки в разгар процесса — это самое оно.
Таким образом , подключение водоподачи в БК целесообразно делать снизу — попутно в дефлегматор (прямоток) и навстречу в холодильник (противоток).
