Всем привет!
Пару недель назад мне в руки попало очень интересное оборудование для самогонщиков – бражная колонна . Ее еще называют пленочной колонной или дистиллятором с укреплением. Приобрел ее один мой знакомый винокур и любезно предложил протестировать сей агрегат.
Какой итог спросите вы? Мой коллега гонит превосходный 88-и градусный самогон, а я теперь знаю, что отвечать читателям, когда меня спрашивают “Как сделать крепкий самогон”. Заинтересовал?
И так, в сегодняшней статье я расскажу, что такое бражная колонна, принцип ее работы и как на ней правильно гнать самогон.
Сейчас я кратко расскажу, для чего нужна бражная колонна, а в следующей главе разберу более подробно принцип ее работы.
Итак, пленочная колонна это оборудование, позволяющее получать очень крепкий и чистый самогон. Вплоть до 90 градусов! И при этом оборудование довольно простое по конструкции и использованию, а цена его относительно небольшая. Устанавливается оно прямо на перегонный куб.
С виду бражная колонна напоминает обычный прямоточный дистиллятор . По сути, так оно и есть, разница лишь в том, что на восходящей от куба трубе установлен еще один холодильник. Так называемый дефлегматор или парциальный конденсатор.
Вот в нем-то и кроется вся суть. Но об этом уже в следующей главе.
Чтобы было нагляднее, я нарисовал простенькую схему работы.
Итак, как я уже говорил, ставится колонна прямо на перегонный куб. Нагретые пары самогона из куба попадают в парциальный (по-русски — частичный) конденсатор. Там часть паров конденсируется и оседает на стенках охладителя, а другая часть идет дальше.
Поэтому первый охладитель и называют частичным, т.к. он конденсирует не весь пар.
Та жидкость, которая осела на стенках охладителя, называется флегмой . Отсюда и другое название парциального охладителя – дефлегматор .
Как вы помните, самогон состоит из различных примесей, которые условно разделены на три основные группы – “головы”, “тело” и ”хвосты”. Головы испаряются при более низкой температуре, чем остальные группы. Тело при более высокой, чем головы, а хвосты являются самой высококипящей фракцией. Пьем мы, как известно только тело, а все остальное отсекаем. Такая перегонка называется дробной
.
Так вот, охлаждая пары самогона в дефлегматоре, мы их разделяем и пропускаем дальше более низкокипящие компоненты, а все остальное конденсируется на стенках охладителя и пленкой стекает обратно в куб.
Отсюда и второе название колонны – пленочная .
При этом спиртосодержащий пар, восходящий в царге парциального конденсатора постоянно взаимодействует с стекающей ему на встречу флегмой. Происходит процесс тепломассообмена — пар выхватывает из флегмы низкокипящие составляющие и отдает ей высококипящие (сивушные масла и воду). Отсюда и такое бешеное укрепление – до 90 градусов конечного продукта!
Регулируя подачей воды температуру в дефлегматоре мы можем довольно качественно разделить самогон на фракции и отсечь ненужные его части. Для начала мы устанавливаем такую температуру, чтобы пропустить во второй охладитель только «головы», а спирт и все остальное возвращаем в куб. А затем повышаем температуру и выгоняем спирт, оставляя во флегме «хвосты».
Но чтобы четко отсечь головы с хвостами и получить чистый и крепкий самогон с колонной необходимо правильно работать. К счастью научиться этому довольно просто.
Ну тут все просто. Наша колонна будет работать только как дистиллятор, дефлегматор не используется. Подаем воду только во второй холодильник и как можно быстрее перегоняем брагу на спирт-сырец. Для тех, кто не знает для чего это делается — читать статью двойная фракционная дистилляция .
Начинаем греть куб. Когда температура в кубе приближается к 75 градусам подаем воду в оба охладителя. Причем в дефлегматор необходимо подавать столько воды, чтобы пар в нем полностью конденсировался и не попадал во второй охладитель. Т.е. в приемную емкость течь ничего не должно.
Такой режим работы называется «работой на себя». Длиться он должен 25-30 минут. За это время в царге сконцентрируются головные фракции.
Теперь очень аккуратно начинаем снижать подачу воды в укрепляющий дистиллятор до тех пор пока из второго охладителя не начет капать самогон со скоростью 2-3 капли в секунду. Стоит заметить, что время отклика колонны на изменение подачи воды довольно велико.
Поэтому необходимо делать паузы между изменениями входящих параметров — чуть убавили воды и ждете 30 секунд. Затем смотрите на результат и если надо, убавляете еще. Или прибавили.
И так, на скорости 2-3 капли в секунду отбираем головы. Отбираются они на как правило на запах, но если ваш опыт самогоноварения пока еще не позволяет этого сделать, то пользуйтесь стандартной пропорцией — 50 мл на каждый килограмм сахара в браге.
Когда головы закончились — меняем емкость и начинаем отбор тела.
Медленно уменьшаем подачу воды в дефлегматор. Самогон начинает выходить быстрее. Чем меньше подаете воды, тем быстрее начинает идти процесс. Но при этом крепость и чистота дистиллята падает.
Тут выбирайте сами — либо побыстрее в ущерб степени очистки и градусности, либо покрепче и чище, но подольше.
Компромиссным решением, на мой взгляд, является скорость, при которой самогон идет тонкой струйкой.
Теперь настала пора обратить внимание на термометр, установленный над пленочной колонной. В этот момент на нем должна зафиксироваться какая-то определенная температура. Какая именно у вас будет я сказать не могу, т.к. она зависит от крепости вашего спирта-сырца, залитого в аппарат.
Но вот что вам надо запомнить. Если вы выбрали правильный режим отбора, то температура должна держаться на этом уровне. Если же она растет, пусть даже очень медленно (на 1-1,5 градуса), но постоянно, значит мы подводим слишком много тепла и самогон идет ненадлежащего качества. Поэтому либо увеличиваем подачу воды, либо уменьшаем нагрев.
Теперь, когда мы отрегулировали колонну и из второго прямоточника течет струйкой крепкий самогон, а температура выходящего из колонны спиртосодержащего пара постоянна (колеблется в пределах 0,1-0,2 градусов), мы отбираем тело.
Но через какое-то время температура все же начинает увеличиваться — все потому, что спирта в кубе становится меньше. Тогда необходимо вновь немного увеличить количество подаваемой воды в дефлегматор. Температура вернется к прежнему значению, но количество выходящего самогона уменьшится.
Вот в таком режиме и отбираем тело до хвостов. Опытным самогонщикам их появление подскажет собственный нос. Начинающим же рекомендую переходить к отбору хвостов, когда температура в кубе (именно в кубе, а не над колонной!) поднимется до 93ºС.
Если вы занимаетесь отбором хвостов, то просто отключаете подачу воды в дефлегматор и отжимаете остатки как при обычной дистилляции. На всякий случай напомню, что хвосты мы собираем в отдельную емкость.
Обновление: В феврале я приобрел собственную пленочную колонну ХД/4-2500 ПК производства «Самогон и водка». Она немного доработана по сравнению с заводской конструкцией — утеплен дефлегматор и поставлены игольчатые клапаны для регулировки подачи воды.
Работать на пленочной колонне мне понравилось. И получаемый продукт тоже пришелся по вкусу.
Перечислю пожалуй плюсы, которые я отметил
В общем для себя я выводы сделал — для сахарного самогона бражная колонна обязательна. И очень желательна для плодово-ягодного.
Такое оборудование позволяет изготовить продукт очень достойного качества. Лично я уже решил, что закажу себе такую колонну . Правда после Новогодних праздников, когда семейный бюджет восстановится.
Обновление: В феврале я все-таки купил колонну. Ее фото в предыдущем разделе.
Всем пока.
Точно никто на Земле не знает кто, где и когда первым попробовал дистиллировать из перебродившего пищевого продукта спирт. Обычай самогоноварения уходит в глубокую древность. А теперь бражные колонны или же самогонный аппарат можно свободно купить в торговых сетях.
На рынке предлагаются десятки разновидностей самогонных аппаратов. Принцип их работы не отличается от работы ректификатора, только они намного проще и укрепляют крепость исходного продукта. Технически колонна бражная имеет вид отрезок трубы из нержавейки или меди с охладителями. От 25 мм до 50 мм в диаметре. Аппарат можно смонтировать своими руками. Поэтому некоторые мастеровые люди бражную колонну конструируют сами.
Самогонные аппараты бывают двух видов:
Безнасадочная колонна – это самый первый и простой самогонный аппарат. На «кубе» с брагой устанавливается медный сухопарник. Из-за высокой теплопроводности меди , на поверхности сухопарника конденсируются часть пара и возвращается в «куб». Это способствует укреплению конечного продукта. Колонна с водяным дефлегматором является современным и совершенным вариантом безнасадочной колонны. Дефлегматор – это устройство, которое ещё называют отстойником, отделяет сивушные масла и другие примеси. При некоторых навыках перегонки можно получить качественный продукт.
Колонны этого вида бывают трех видов:
Тарельчатая колонна используется для получения продукта высокого качества. Его особенность: невысокая способность к разделению паров сырья, из-за чего сохраняется вкус исходного материала.
В классических колоннах насадки в основном используют тип РПН (регулярная насадка Панченко). Есть варианты с использованием насадок типа СПН (спирально – призматическая насадка). Эти насадки представляют собой проволочные намотки. Проволока может быть из нержавейки, меди или же из другого металла.
Непрерывную бражную колонну отнести к бражным можно только условно. По сути дела, это та же тарельчатая. Только брага подаётся из бродильной ёмкости насосом.
Сегодня в продаже есть множество вариантов самогонных аппаратов. Одной из них является бражная колонна «Ректифай». Это компактный дистиллятор, укрепляющий брагу. С его помощью получают дистиллят с ароматом самого сырья. Необходимую крепость получают регулировкой крана для подачи холодной воды. Сама колонна состоит из дефлегматора, насадки РПН и охладителя. «Ректифай» работает в двух режимах. Как простой самогонный аппарат и как ректификатор. Комплект состоит из цифрового термометра, самой бражной колонки, краника дефлегматора и силиконового шланга.
Кроме описанного самогонного аппарата, в продаже имеются и другие марки, как, например, бражная колонка «Малютка», БК (бражная колонна) «Буран», БК «Богатырь» и другие. Простейшим является бражная колонна малютка.
Для начала нужно нарисовать чертеж или простую схему будущего изделия. Там надо предусмотреть место для термометра. Бражная колонна или хороший самогонный аппарат должен быть определенной высоты. Высота эта должна составлять примерно пятьдесят сантиметров. Каждый самогонщик сам определяет крепость будущего продукта. Но в любом случае специалисты рекомендуют делать аппарат высотой не ниже тридцати сантиметров.
Нужно определиться с количеством дефлегматоров. Знатоки рекомендуют смонтировать три таких элемента. Обязательным элементов самогонных аппаратов является конденсатор – охладитель. Он отвечает за охлаждение и конденсирование поднимающегося из бака пара. Для регулировки охлаждения дефлегматора нужен источник проточной воды. Нужно учесть, что охлаждающая жидкость должна поступать к каждому дефлегматору и холодильникам отдельно. Гибкие трубки для подвода и отвода воды, а также и сконденсированного готового продукта, должны быть только силиконовые.
Каждый мастер может внести своё «ноу – хау». Главным условием здесь является то, что все усовершенствования конструкции должны влиять на повышение качества продукта, не наоборот.
Непрерывная бражная колонна изготавливается с рубашечным дефлегматором. Тут потребуются четыре трубки из меди. Их длина должна быть 20 сантиметров, 10 сантиметров, 5 сантиметров и 3 сантиметра. Подойдут по диаметру трубки от тормозной системы родных «Жигулей». Понадобятся пять двухрастровых переходных муфт. Но может, в зависимости от решения изобретателя, потребоваться и больше. Пять штук — это самое малое число. Потребуются переходники на внутреннюю резьбу.
Для начала изготавливается спираль с выпуском для вывода из корпуса аппарата. На получившуюся спираль надо намотать алюминиевый провод для увеличения эффективности змеевика.
Затем изготавливается крышка аппарата. Подойдет обычная полиэтиленовая крышка для банок. Только со вплавленной в неё латунной муфтой и затянутой гайкой.
Изготовитель самогонного аппарата самостоятельно выбирает способ нагрева «куба». Нагревать исходный материал можно на газовой или электрической плитке. Некоторые самогонщики предпочитают, чтобы ёмкость с сырьём имела автономный подогрев. Для этого нагревательный элемент монтируют в саму ёмкость. Подойдёт обычный электрический кипятильник . Вмонтированный кипятильник не должен доходить до дна «куба». Отверстие для шнура кипятильника нужно хорошо загерметизировать.
При сборке бражной колонки своими руками не всегда удается придерживаться основных требований по их изготовлению. Бывает так, что нет возможности смонтировать управляемые дефлегматоры. Есть и промышленные варианты, в которых дефлегматор неуправляем. Это бражные колонки «Малютка». В этом случае управляемость стала жертвой компактности. В ней дефлегматор и конденсатор вмонтированы вместе в одном цилиндре и охлаждаются проточной водой из общей водопроводной магистрали. Такая колонна не обеспечивает получения продукта высокой крепости. Максимум пятьдесят градусов .
Для большинства самогонщиков лучшей бражной колонной является «Ректифай». Для изготовления аппарата своими руками многие рекомендуют просто скопировать эту конструкцию и использовать материалы из нержавеющей стали. На все резьбовые соединения ставить прокладки из клампа. Кламп – это соединительная деталь, которая применяется только в молочной, пищевой, фармацевтической и химической промышленностях . Соединения отличаются надёжностью и герметичностью.
Любитель крепких напитков собственного производства сам решит, какой аппарат использовать: купить промышленного изготовления или же собственной сборки. Но может быть и так, что сосед по гаражному кооперативу конструирует самогонный аппарат, ничем не уступающий промышленному, но гораздо более дешёвый по цене. И он может изготовить его в любой комплектации , который требуется заказчику.
Отличительной чертой этого устройства, в отличие от дистиллятора и ректификационной колонны, является получение крепкого самогона с нотками вкуса браги (зерновой или фруктовой) . Этот аппарат не передаёт весь вкус и запах как дистиллятор, но и не очищает продукт до медицинского спирта. Некая золотая середина между дистиллятом и ректификатом, которую в народе называет «недоректификат ».
Нам понадобится следующее оборудование для комфортной работы на бражной колонне:
Это базовый набор, которым должен обладать каждый владелец подобного самогонного аппарата..
Несмотря на высокую крепость продукта и его относительную чистоту, нам необходима двойная перегонка . Поэтому запасаемся терпением и начинаем творить.
Решающую роль в перегонке будет иметь дефлегматор, который вам необходимо точно регулировать.
Многие не включают дефлегматор вплоть до начала отбора. Мы считаем эту тактику неправильной, так как головы не концентрируются в царге и в отбор попадает и хороший продук т, вместе с вредным.
Поэтому включайте подачу воды сразу же. Можно сначала слабо, но на 45 градусах она должна уже нормально циркулировать в аппарате.
Обратите внимание на эти моменты, так как именно здесь большинство заваливают все свои старания.
Экономия воды не приведёт ни к чему хорошему.
Лень и экономия - худшие качества для самогонщика. Ребята, давайте делать хороший продукт, а не какую-то ерунду с сивухой!
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.
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).
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.
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.
Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.
Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.
С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.
При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.
Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.
Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.
Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».
Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.
Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.
Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.
Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.
При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.
Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.
Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.
Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.
Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.
Формула для расчета скорости пара:
V = N * 750 / S (м/сек),
Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.
Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.
Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.
Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.
Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.
Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.
Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.
Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.
Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.
Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.
Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.
Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».
Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.
Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.
На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.
Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.
Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).
Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:
S = P * 100 (кв. см).
Длина внешней окружности паровой трубы:
Lокр = 3.14 * D.
Высота рубашки охлаждения:
H = S / Lокр.
Общая формула расчета:
H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).
Мощность нагрева – 2 кВт.
Возможно применение труб 12х1 и 14х1.
Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.
Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.
Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.
Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.
Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.
Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.
Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.
Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.
Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.
Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.
Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.
При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.
Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.
Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.
Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.
P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .
Чтобы получить крепкий алкогольный напиток в домашних условиях, обычно необходимо две вещи.
Такой дистиллятор, как бражная колонна, по качеству и чистоте получаемого продукта находится между сухопарником и ректификационной колонной. Напиток получается чище и крепче, чем на “классике”, но абсолютной чистоты спирта-ректификата на простой бражной колонне не добиться. Максимальная крепость дистиллята, получаемого на пленочной (бражной) колонне составляет 90-95 градусов. Но этого более чем достаточно даже для приготовления р .
Бражная (или пленочная) колонна представляет собой полую вертикальную трубку диаметром (d) 25-50 мм и высотой 30*d, верхняя часть которой обязательно оборудована охлаждающей “рубашкой” — дефлегматором. Обычно он смонтирован в верхней четверти колонны. Именно благодаря дефлегматору в колонне удается создать нужный температурный режим и ювелирно его регулировать.
Принципиальное устройство бражной колонны показано на рисунке:
Горячие пары, поднимающиеся из перегонного куба, частично конденсируются на стенках колонны. Здесь же происходит и тепломассообмен: жидкость (конденсат) насыщается тяжелокипящими примесями из поднимающихся паров, а сами пары насыщаются легкокипящими веществами, испаряя их из жидкости. Жидкость же, именуемая флегмой, пленкой стекает обратно в перегонный куб. Отсюда и название — пленочная колонна.
Термометр в верхней части колонны обязательно должен быть откалиброван, ведь по нему в большей степени идет контроль температурного режима перегонки.
Как таковых видов бражных колонн всего два: обычная бражная колонна, описанная выше, и непрерывная бражная колонна. Если же внутри колонны имеются насадки и наполнители, то она уже может считаться ректификационной, и бражной ее назвать нельзя.
Как устроена бражная колонна непрерывного типа? В ее конструкции имеются значительные отличия от обычной пленочной колонны, ведь ключевое слово здесь — непрерывная.
Такая колонна предназначена для непрерывной перегонки больших объемов браги (от 100-120 л). При этом брага не должна иметь мелких частиц, не должна быть очень густой и пенистой, должна быть однородной по составу. Это важно потому, что брага на непрерывную колонну подается сверху постоянным потоком посредством насоса. А тепломассообмен происходит на специальных контактных тарелках. Весь путь сверху вниз брага преодолевает за 12-15 секунд, поэтому тяжелокипящие примеси просто не успевают испариться, тогда как спирт при нужной температуре испаряется почти мгновенно, уносимый в отбор водяным паром.
Эта технология хорошо применима в промышленности, но вот в домашних условиях реализовать это непросто: нужен специальный насос и астрономические по домашним меркам объемы браги. В упоминания НБК встречаются довольно редко, поскольку в быту их используют мало, да и моделей для домашнего использования существует всего несколько.
