Благодаря особому строению ректификационной колонны становится возможным практически полностью очистить конечный напиток от сивушных масел и примесей. В отличие от дистилляции качество самого сырья не имеет такой ключевой роли, поскольку органолептика в конечном напитке практически отсутствует. В результате получается спирт крепостью до 96,6% с бедной органолептикой, однако чистый. Использовать его можно для производства водки и различных настоек.
Рассмотрим принцип устройства ректификационной колонны, и из каких частей она состоит.
Ректификационная колонна, чертеж
Ректификационная колонна, принцип работы
Ректификация - это разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счёт противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Части ректификационной колонны обеспечивают последовательный процесс:
- Испарительный куб - хранение и нагрев кубовой жидкости
- Колонна - тепломассообмен внутри самой колонны за счет насадки
- Дефлегматор - конденсация паров, образование флегмы
- Узел отбора - отбор флегмы и ректификата
Рассмотрим работу каждой части в отдельности.
Испарительный куб
Это емкость, в которой хранится и нагревается брага или дистиллят. Также ее называют кубовой жидкостью. Нагреваясь, жидкость испаряется, и пар поднимается вверх по колонне, где разделяется на фракции. Одновременно куб служит основанием для колонны. Куб можно нагревать на обычной или . На индукционной - быстрее и безопаснее.
Также в качестве источника тепла в некоторых моделях используется .
Обычно сначала перегоняется брага, чтобы получить спирт-сырец. Колонну надо перевести в режим дистиллятора, то есть максимально открыть кран отбора. После этого спирт сырец перегоняется еще раз, на этот раз медленно и с отбором пищевой фракции.
На кубе расположен термометр, чтобы контролировать температуру кубовой жидкости. При достижении в кубе 60-70°С необходимо подать охлаждающую жидкость, чтобы пары могли конденсироваться. При достижении 70°С, мощность нагревательного элемента надо уменьшить и оставить при таком значении до завершения ректификации.
Царга
Царга - это тело колонны, ее центральная часть. Тепломассообмен, который составляет принцип действия ректификационной колонны, протекает именно здесь. Именно она делает процесс ректификации возможным:
- Жидкость в кубе испаряется, и по колонне пар поднимается наверх
- Наверху расположен дефлегматор (холодильник), в котором пар конденсируется
- Дистиллят стекает вниз по дефлегматору и по стенкам колонны
- Жидкость контактирует с паром на стенках насадки, которой заполнена колонна
- В результате тепломассообмена в верхней части колонны скапливается наиболее легкокипящая фракция
- Легкокипящая фракция конденсируется в холодильнике и поступает в канал отбора.
Колонна может собираться из нескольких царг. Чем выше колонна, тем интенсивнее проходит тепломассообмен, и тем чище разделяется жидкость на фракции. Внутри колонна заполнена насадкой: СПН или РПН. Без насадки тепломассообмен невозможен.
Чтобы ускорить процесс ректификации, можно использовать . Стенки колонны подогреваются, поэтому флегма, которая не контактирует с насадкой, испаряется со стенок. В результате процесс ускоряется, а степень очистки повышается.
Дополнительно с колонной могут использоваться . На её поверхности также происходит тепло-массо-обмен между горячим паром и холодной флегмой. Степень очистки растёт.
Насадка ректификационная
Ректификационная насадка - это универсальный инструмент, который состоит из узла отбора и холодильника. В холодильнике происходит конденсация паров спирта, которые возвращаются вниз в виде флегмы. Узел отбора позволяет контролировать количество спирта, которое выходит из колонны. Контролируя этот объем, можно изменять качество спирта, то есть степень его очистки. Чем медленнее идет процесс, тем чище получается спирт.
Насадку можно купить в готовом виде или по отдельности.
Узел отбора спирта
Используется, чтобы повысить качество очистки
Автоматика для ректификационной колонны
Ректификация требует постоянного контроля, чтобы головная и хвостовая фракции не попали в пищевую часть. Этот процесс можно облегчить, используя БУР - блок управления ректификацией. Блок будет ограничивать отбор ректификата в соответствии с заданной программой, чтобы хвостовая часть не смешалась с пищевой. Так вы можете отойти от колонны, не боясь, что хвосты попадут в чистый ректификат.
БУР - это необязательная часть ректификационной колонны, однако работать с ним гораздо удобнее.
Что дальше
Полученный на выходе спирт-ректификат будет иметь жесктий вкус. Спирт надо разбавить, отфильтровать и дать настояться. Для очистки спирта можно использовать , это называется . В результате углевания спирт приобретает более мягкий вкус, уголь связывает остатки сивушных масел, которые в небольшом количстве проникают в напиток дяже при дробном отборе на ректификационной колонне. Именно так готовится классическая русская водка.
После сортировки (разбавления) и углевания спирту надо отдохнуть в стеклянной ёмкости несколько дней.
Подробнее об устройстве и работе ректификационной колонны читайте в соответствующей карточке товара.
В этой статье вашему вниманию предлагается вариант ректификационной колонны собранной из доступных материалов, с дефлегматором изготовленным из обычного бытового термоса. Термос объемом 0.5 или 0.75 литра, представляет собой, практически готовый дефлегматор, что значительно упрощает конструкцию и уменьшает объем работ. Производительность колонны, по спирту ректификату, составляет 1-1.5 л/час, в зависимости от диаметра трубы. Для изготовления некоторых элементов колонны потребуются токарные работы. В качестве испарительной емкости (перегонный куб, в дальнейшем просто куб), для спирта-сырца (самогона), можно использовать любую подходящую по размеру, начиная с двух литров, верхний предел не ограничен. Способ нагрева куба может быть любым, но в целях безопасности, нужно стараться по возможности, не использовать для нагрева открытый огонь.
Для изготовления колонны потребуется:
Из инструментов и приспособлений потребуется:
В процессе эксплуатации колонны, для контроля за температурным режимом и отслеживания очередности выхода фракций, потребуются:
термометр до 100 гр
Термометр можно использовать ртутный с ценой деления 0.5 гр, в крайнем случае 1 гр. А лучше с точностью 0.1 гр. Можно использовать недорогой мультиметр с функцией термометра .
Так же нужен будет , для измерения перепада давления в кубе, хотя можно обойтись и без него.
Для подвода и отвода охлаждающей жидкости потребуется гибкая или шланг диаметром 5-6 мм.
Для отбора полученного дистиллята потребуется диаметром 5-6 мм.
И так, если есть желание, самостоятельно изготовить колонну для получения чистого 96% спирта, то вперед, в магазин, за покупкой вышеперечисленных материалов и недостающих инструментов.
Для этого первым делом отнесем трубу к токарю, что бы он отрезал ненужные нам сантиметры от трубы, аккуратненько снял фасочки и таким образом отторцевал края трубы. Если нет токаря, не беда, отрезаем ровненько ножовочкой по металлу, сколько нужно, стараясь выдерживать плоскость реза под углом 90 гр., к телу трубы. Для этого можно трубу в месте разреза, ровненько обмотать изолентой и резать по ее краю. Затем плоским напильником выравниваем края среза и снимаем заусенцы. Круглым напильником обрабатываем внутреннюю часть среза. Потом полируем наждачной бумагой, для того чтобы подготовить поверхность для дальнейшей пайки. Далее нам нужно будет изготовить переходник для соединения трубы с крышкой куба, а так же узел отбора дистиллята. Если есть токарь, то заказываем эти детали ему. Переходники должны одним концом плотно вставляться с внутренней части или надеваться с наружной части трубы. Это будет зависеть от диаметра самой трубы и возможности выточить или достать под этот диаметр переходник. С другой стороны переходник должен иметь резьбу . Резьба может быть как метрическая, так дюймовая или трубная. Шаг резьбы предпочтительно делать не менее 1.5 и не более 2. Если токаря нет, то придется переходник купить в сантехническом магазине. Подойдут переходники на 1 или 1¼ дюйма в зависимости от диаметра трубы. Переходник лучше брать не никелированный, а латунный, для того, что бы его можно было легче, потом залудить. А вот с узлом отбора сложнее, придется импровизировать на ходу, в зависимости от имеющихся деталей и конфигурации горловины термоса. Можно подобрать в сантехническом магазине подходящие детали и посредством подгонки друг к другу и их последующей пайки, собрать узел отбора. Затем нужно изготовить опорные шайбы для насадки. Диаметр шайбы должен быть таким, что бы он обеспечивал плотную посадку шайбы в трубу. Отверстия в шайбе должны быть насверлены как можно чаще и иметь диаметр не менее 3 и не более 4 мм. Вставить с одной стороны в трубу, шайбу на нужную глубину. Далее нужно припаять к трубе переходник для соединения с крышкой куба. Для этого нужен паяльник, припой (а лучше чистое олово, оно не содержит свинца) и паяльная кислота. Сначала зачищаем наждачной бумагой или напильником места предполагаемой пайки на трубе и переходнике. Потом наносим паяльную кислоту и прогреваем паяльником с капелькой олова. Дополнительно, можно прогреть место пайки газовой горелкой. По мере прогрева, олово начнет плавится и растекаться. Таким образом, нужно залудить всю поверхность переходника подлежащую пайке, а так же и ту поверхность, что будет контактировать со спиртом (но это в том случае, если переходник не из нержавеющей стали). Переходник из нержавейки лудить не нужно. Излишние наплывы олова удалить в горячем состоянии ветошью из натурального материала (не синтетики). Затем вставить залуженный переходник в залуженную таким же образом трубу и нагреть место спаивания паяльником, а лучше газовой горелкой. Олово расплавиться и надежно зафиксирует детали между собой. Затем приступаем к изготовлению насадки для колонны . Далее засыпаем насадку в трубу, периодически слегка встряхивая трубу, для равномерной укладки насадки. Не нужно трясти слишком сильно. Таким образом, заполняем трубу до самого верха. Вставляем в трубу, еще одну опорную шайбу для насадки. Затем вставляем залуженный торец узла отбора и нагреваем место спаивания (естественно, что и второй конец трубы тоже залужен). Надеваем на трубу теплоизолятор нужного диаметра и на этом можно считать изготовление ректификационной части колонны, законченной.
Для этого нужно зачистить донышко термоса наждачкой.
Сделать из полоски жести подобие скобы.
Затем из стальной проволоки сделать подобие петли, завести ее в отверстие скобы и скрутить плоскогубцами.
Второй конец проволоки зажать в тиски или прибить к стене. Взять термос обеими руками, отвести его от себя и сильно дернуть. Крышка (донышко), должна слететь. Следует упомянуть о том, что некоторые донышки посажены слабо и слетают довольно легко, а некоторые с очень большим усилием и порой отрывается скоба в месте пайки, а донышко остается на месте. В таком случае нужно увеличить площадь контакта между донышком и скобой поверхности, вновь спаять эти детали и попытаться еще раз.
Нужно обточить по периметру сварочный шов, соединяющий между собой крышку и колбу. Сделать это лучше на наждачном станке.
Но можно и при помощи насадки к дрели. Обтачивать нужно как можно равномернее и следить за появлением небольшого, еле различимого зазора между крышкой и колбой.
Обтачивать нужно до тех пор, пока зазор не появится по всей окружности.
После этого крышка легко извлекается из колбы. Под крышкой будет видна еще одна колба.
Ее при необходимости, так же можно вынуть, обточив на наждаке сварочный шов по периметру.
После чего внутренняя колба легко извлекается из внешней.
В результате всех манипуляций по разборке термоса, мы имеем две отдельные колбы.
Но если каких либо переделок в конструкции термоса не предусматривается, то извлекать внутренюю колбу из внешней не следует. Для изготовления дефлегматора достаточно снять донышко и вакуумную крышку и получить доступ к внутренней колбе. Далее во внутренней колбе, по центру, с задней стороны, нужно просверлить отверстие под трубку для связи с атмосферой. Зачистить и потом залудить место пайки, как колбы, так и трубки. Затем вставить трубку в отверстие и надежно пропаять. Отверстие должно быть такого диаметра, что бы трубка в него вставлялась с натягом. Это облегчит пайку. При пайке стараться не допускать затекания припоя на внутреннюю сторону колбы. Затем также по центру донышка просверлить отверстие и залудить место пайки, залудить сопрягающиеся поверхности колбы и донышка. Надеть донышко на колбу и пропаять. Затем пропаять трубку и донышко. Затем залудить горловину термоса и узел отбора. Вставить узел отбора в горловину и пропаять посредством нагрева паяльником или газовой горелкой. Аккуратно, не повредив внутреннюю колбу, просверлить в наружной колбе внизу и вверху отверстия для трубок подвода и отвода охлаждающей воды. Залудить, вставить трубки и пропаять. В узле отбора дистиллята, просверлить отверстие для втулки термометра. Втулку желательно сделать из фторопласта. Во втулке просверлить отверстие по диаметру щупа термометра. Вставить втулку в узел отбора. Так же нужно в узле отбора просверлить еще одно отверстие для отбора дистиллята. Вставить трубку и пропаять. На этом изготовление дефлегматора, можно считать законченным. Далее нужно тщательно промыть все места пайки раствором пищевой соды в воде. Потом прикрутить дефлегматор к колонне и промыть все в сборе под струей воды.
Перед первым использованием колонны нужно тщательно изучить теорию ректификации . Затем нужно как можно дольше (несколько часов), погонять колонну без отбора дистиллята, для того что бы вымыть с поверхности насадки, трубы и дефлегматора, загрязняющие вещества, оставшиеся после промывки водой. После этого можно начинать производить отбор головных фракций в отдельную емкость. Эти фракции промоют холодильник и трубки отбора дистиллята от загрязнений. И уже только после этого приступать к отбору основной - пищевой фракции . Если вам будет что-то не понятно из описания, задавайте вопросы в отзывах и комментариях. Постараюсь на них ответить в ближайшее время.
Вариант дефлегматора со съемной крышкой большого диаметра выполненной из нержавеющего стаканчика
Сварка в этом варианте также отсутствует. В донышке нужно сделать большое отверстие. Отверстие должно быть такого диаметра, что бы малая колба в него с трудом пропихивалась, то есть по возможности с минимальным зазором. Я это сделал специальным сверлом, которое сам и изготовил когда то. Сейчас таие (наподобие), продают для прорезания круглых отверстий в керамической плитке. Там в центре сверло и еще два резца с победитовыми напайками по краям, выставляешь эти два резца на нужный диаметр и сверлишь на малых оборотах, поливая водой. Дело 1-2 минут. Отверстие получается ровным, без заусенцев и задиров. Но сверлить желательно на сверлильном станке, дрелью есть риск сломать резцы или выевернуть донышко. Если нет ни такого сверла ни станка, то нужно точно в центре накернить. Взять штангенциркуль с острым краем и прочертить окружность нужного диаметра, потом сверлишь максимально возможным сверло, потом берешь насадку на дрель в виде конуса и растачиваешь отверстие до прочерченой окружности, особенно под конец нужно соблюдать аккуратность, что бы отверстие получилось ровным. Ну и примеряешь естественно почаше под конец расточки. На это дело уходит как правило минут 15-20. Далее зачишаешь до блеска наждачкой края подлежащие лужению и залуживаешь их. Потом Натягиваешь донышко на колбу легкими покачиваниями и пропаиваешь место соединения. Далее, веренее это нужно сделать в самом начале. Во внутренней колбе нужно так же просверлить большое отверстие. Почему большое, да потому что туда будет вместо крышки вставляться конусный стаканчик из нержавейки, обрезанный наполовину примерно, принцип закрывания банки с кофем знаете? Там довольно таки большое отверстие но закрывается герметично, за счет натяга и пружинящих свойств крышки. То же самое и здесь, конус стаканчика очень плотно врезается в отверстие колбы, и никаких фторопластовых и прочих крышек не нужно. и еще через это большое отверстие во первых, все видно что там происходит, а во вторых, в нем просверлено отверстие для трубочки которая связывает с атмосферой, а так же для трубки в которую в дальнейшем вставляется щуп термометра.
Ознакомившись с популярными сайтами и форумами ректификационной тематики я решил внести свой вклад в общее дело. Домашние мастера мучаются с колоннами, навешивают на них много автоматики. Датчики давления, старт-стоп системы срывающие весь процесс ректификации и т.д.
Основные проблемы кроются в малой высоте, в неверных расчетах установок, работа на газовой плите, ориентирование на давление в колонне, и просто банальное непонимание сути процесса ректификации. И что главное- все напрочь забывают, что правильной колонне автоматика не требуется . Автоматика- только помощник.
Приведенная схема ректификационной колонны является одним из шести вариантов решения выше обозначенных проблем. "Хитрость" в том, что ее можно сделать невысокой (сверхмалой) и получать вполне качественный спирт. Оговорюсь... работа на газовой плите опасна, малейшая ошибка может привести к непоправимым последствиям- вы предупреждены. Стабильность работы конкретного схемного решения кроется в т.н. накопительной емкости под смещенным в сторону дефлегматором, регулируя подачу мощности (нагрева) в кубе, охлаждение и возврат флегмы, можно добраться до стабильной спиртовой полки при высоте насадочной части всего 80см. В колонне полностью отсутствуют температурной пилы из-за невозможности попадания брызг на датчик термометра. Гидроуровень установленный в узел отбора позволяет наблюдать за уровнем накопленной флегмы, что позволяет более точно стабилизировать процесс в начале ректификации и исключает захлеб колонны при правильной эксплуатации. Накопительный "стакан" заимствован у известного и одноименного устройства (Экстрактора Сокслета).. Франц фон Сокслет (Franz von Soxhlet)
Развивая идеи по конструкции можно поработать и с автоматикой. Вместо регулятора отбора можно поставить электронный клапан, подключив его через компаратор снимающий показания температуры. Таким образом колонна превращается в сверхмалую колонну переодического действия с дробным отбором. Компаратор программируется на открытие клапана при определенной температуре, клапан открывается, накопленная флегма сливается в приемную емкость после чего процесс в колонне сорвется и поднимется температура, а компаратор сработает на закрытие клапана. Можно конечно и руками открывать-закрывать, но процесс это утомительный. Таким образом, на колонне можно отобрать все вещества по очереди, немного подробней процесс описан
Ректификационной колонной называют устройство, отделяющее жидкости неодинаковой температуры кипения. Данный аппарат преимущественно используется в промышленности. Однако в домашних условиях можно собрать такое устройство, как ректификационная колонна, своими руками. Об этом далее подробнее.
Принцип действия
Указанное устройство работает по следующему алгоритму:
- В бак заправляют сырье, содержащее спирт.
- Нагревают его до кипения.
- В результате выделяется пар, который конденсируется вверху колонны и отводится в особый сосуд.
- Оставшаяся жидкость вновь двигается по кругу.
Необходимые составляющие
Качественная самодельная ректификационная колонна получается только из корректно подобранных материалов.
Для процесса сборки необходимы:
- Труба из нержавейки длиной до150 см, диаметром до 50 мм, толщина стенки - до 1 мм.
- Для изготовления дефлегматора потребуется термос. Его объем должен быть 0.5 - 0.75 л.
- Переходники для стыкования дефлегматора и трубы с крышкой куба.
- Утеплитель, при помощи которого будет осуществляться термоизоляция насадочного элемента колонны.
- Трубка диаметра от 4 до 6 мм, чтобы изготовить отводы для воды и холодильника.
- Кусок нержавейки листовой для того, чтобы изготовить опорные шайбы.
- Фторопласт для втулки термометра.
- Сверла разного диаметра.
- Электропаяльник, мощность которого 100 Вт.
- Электрическая дрель.
- Молоток.
- Плоскогубцы.
- Наждачный станок или насадка для электродрели.
- Газовая горелка.
- Напильник.
- Наждачная бумага.
- Флюс, припой (паяльная кислота).
- Шланг или гибкая трубка длиной 6 см.
- Термометр.
- Переходник для кранов.
Инструкция по сборке
В данном случае необходимы следующие действия:
- Отрезать кусок трубы нужной длины. Затем снять фаски и отторцевать края.
- Для соединения узла отбора дистиллята и трубы с крышкой устройства сделать переходники. В данном случае потребуется особое внимание. С одной стороны имеющийся переходник плотно должен вставиться в трубу, а с другой - снабжен резьбой, шаг которой 1,5-2 мм.
- Изготовить для насадки опорные шайбы. Их диаметр обеспечит плотную посадку в трубу. Поэтому данный параметр отверстий должен соответствовать 3-4 миллиметрам. Вставить шайбу с одной стороны трубы. Это немаловажное действие. В месте, где труба присоединяется к емкости, следует припаять переходник. При этом необходимо предварительно тщательно зачистить место пайки. Залуженный переходник вставляется в трубу. Следует нагреть локус пайки газовой горелкой.
- Соорудить насадки для колонны. Засыпать их в трубу и хорошенько ее встряхнуть, чтобы равномерно их уложить.
- Вставить в трубу для насадки опорную шайбу. После этого поместить залуженный торец отбора. Нагреть локус спайки. Потом надеть теплоизолятор на трубу.
- Теперь надо приступить к разборке термоса. Зачистите его дно наждачной бумагой. Это место надо залудить. Из жести соорудите скобку, а из стальной проволоки - петли. Их значение немаловажно. После этого заведите в отверстие скобы петли и скрутите при помощи плоскогубцев.
- Затем нужно прибить к стене свободный конец проволоки, перед этим зажав его в тиски. Обеими руками взять термос и резко дернуть. Это нужно для того, чтобы дно слетело.
- Сварочный шов, соединяющий крышку и колбу термоса, обточите по периметру. Эту процедуру считают законченной до появления небольшого зазора по всему краю. Отделите внутреннюю колбу термоса от внешней части.
- Изготовьте дефлегматор. Для этой цели нужно снять дно и вакуумную крышку колбы. Делать это надо скрупулезно. Во внутренней колбе по задней стенке в центре просверлите отверстие, чтобы обеспечить внутрь доступ воздуха. Следует зачистить и залудить место отверстия, после чего в него вставить трубу и запаять. По центру дна термоса проделать еще одно отверстие. Надеть на колбу дно. Припаять трубку ко дну термоса. Это является значимым процессом.
- Затем необходимо отлудить горловину термоса и узел отбора. После этого их вставить друг в друга и запаять. Для трубок подвода и отвода охлаждающей воды в нижней и верхней части внешней колбы термоса нужно проделать отверстия. Делать это следует аккуратно. Затем необходимо пропаять места стыков трубок. Для втулки термометра просверлите отверстие в узле отбора дистиллята. Это является немаловажным. В самой втулке проделайте дрелью отверстие по диаметру щупа термометра. Затем вставьте туда втулку и узел отбора.
- После этого необходимо хорошо промыть все места спайки раствором пищевой соды. Затем следует дефлегматор прикрепить к колонне, после чего аппарат необходимо снова промыть водой.
Мини-вариант указанного приспособления
В настоящее время спросом пользуется небольшая ректификационная колонна. Устройство это доступно в сборке и занимает немного места. Чертежи промышленного производства ректификационной колонны являются сложными для обычных людей. Однако процесс выгонки спирта в домашних условиях может быть значительно проще. Схема ректификационной колонны промышленного формата требует множества тарелочек для полной очистки конечного продукта. Это довольно усложняет процесс сборки. Для того чтобы изготовить такой агрегат, как ректификационная колонна, своими руками в домашних условиях, потребуется наличие подручных средств. Охладитель можно сделать из медной трубки. Для этого нужно обмотать ею колонну ректификатора. Металлические мочалки делают из нержавейки. При эксплуатации их ресурс использования в ректификационной колонне является долгим. На имеющиеся 10 см трубы нужно взять по одной мочалке. Медицинский зажим от капельницы можно использовать в качестве краника на выходе системы. Схему ректификационной колонны обычно заканчивают трубкой для связи с атмосферным воздухом. Поэтому для этой цели идеально подходит тонкая медицинская игла от шприца.
Если коротко объяснить теорию изготовления спирта и ректификации, то это на самом деле многократная перегонка браги, осуществляемая в противоточных тарелочках. Вместо них обычно применяют любые элементы с большой площадью взаимодействия. Для изготовления в домашних условиях ректификационной колонны с диаметром от 3 до 5 см в качестве контактного элемента может выступать металлическая мочалка. Она должна заполнять все ее внутреннее содержимое. При работе ректификационной колонны медленно вниз стекает дистиллят, а вверх поднимаются спиртовые пары.
Ректификационная колонна, своими руками изготавливаемая: особенности сборки и проверки
Отдельные модели данного приспособления подразумевают использование кипятильника на 220 В и проточной холодной воды для охладителя. Все элементы приспособления могут между собой быть соединены посредством обычной пайки. Небольшие отклонения в параметрах при сборке столь полезного в хозяйстве аппарата мало повлияют на продукт выхода. Однако для повышения объемов спирта следует увеличить в несколько раз размеры ректификационной установки. К примеру, полутораметровая труба колонны обеспечит выход до 30 л спирта за каждые 24 ч. По окончании изготовления аппарата нужно смазать все соединения мыльным раствором и продуть. Таким образом, можно увидеть ненужные протечки в виде появления пузырей. Если водяной охладитель подсоединен к трубке подвода воды, после включения в полную силу, предварительно заглушив выход, определяют протечки в его системе уже под давлением.
Процесс получения спирта
В данном случае следует учесть некоторые критерии. Температура, при которой из браги в ректификационной колонне в домашних условиях можно получить спирт, варьируется в пределах от 82 до 84 °C. Это немаловажно знать. При 98 °C выгонку спирта нужно прекратить. Так как при такой температуре идет полным ходом испарение сивушных масел. За счет многократной перегонки спирта достигается его более полная очистка.
Итог
Все вышесказанное позволяет понять, что представляет собой данное приспособление. Также из этого можно сделать вывод о том, что ректификационная колонна своими руками в домашних условиях изготавливается без особых усилий. Для этого достаточно иметь желание и необходимые приспособления, которые понадобятся для создания указанного аппарата.
Начинающие самогонщики обычно предпочитают дистилляторы. Но чем больше опыт, тем сильнее хочется получать совершенный продукт – лишенный сивушных масел и максимально крепкий.
У самогонщиков, не знакомых на практике с работой РК, существует предубеждение. Они считают, что ректификационная колонна забирает запах исходного продукта. Это справедливо лишь отчасти.
Все зависит от цели, а эксплуатируется колонна по-разному: с целью получения спирта-ректификата или чистого и укрепленного дистиллята.
Ректификационная колонна по внешнему виду — высокая труба , вертикально возвышающаяся над перегонным кубом. Непременные составляющие:
- Труба из пищевой нержавейки высотой не ниже 1 и не выше 1,5 метра. Промышленные имеют размеры, в тысячи раз превосходящие указанные.
- Дефлегматор – верхняя часть трубы с водяной рубашкой.
- Насадки: РПН либо кухонные прополочные скребки из нержавейки, а также (не всегда) СПН- спиральки равного диаметра и высоты.
- Термометр. А лучше два: один в кубе, второй – в колонне.
- Трубка для соединения с атмосферой.
- Прямоточный холодильник, который окончательно конденсирует пары спирта, идущие из колонны.
- Соединительные элементы и трубки для подключения/отвода воды для охлаждения.
- Утеплитель колонны в отсеке, где происходит тепломассообмен (желателен, но не обязателен).
Расчет параметров системы
Расчет необходим для того, чтобы колонна выдавала чистый от сивухи и прочих примесей продукт крепостью до 95°. При этом не захлебывалась, имела оптимальную скорость перегона.
Внимание. Любая из представленных на рынке и самодельных ректификационных колонн имеет скорость перегона в разы ниже, чем .
Это связано с необходимостью многократного переиспарения спиртосодержащей жидкости.
Продуктивность и качество работы зависят от:
- высоты и диаметра царги;
- правильных расчетов по насадке;
- мощности нагрева;
- объема перегонного куба.
Размеры трубы и насадки
Чтобы обеспечить правильную укрепляющую и разделительную способности вне зависимости от внутреннего сечения, приемлемой высотой царги считается 1 — 1,5 м. Эти параметры определены многочисленными экспериментами.
При меньшей высоте не удастся уберечься от прорыва сивухи в готовый продукт, то есть – не удастся добиться надлежащей чистоты отбора. Если же сделать высоту большей, это не дает лучших показателей и даже напротив – увеличивает количество головных фракций. Проще говоря – каждый лишний сантиметр колонны снижает разделяющие способности устройства и отрицательно влияет на скорость перегона.
Допустимые параметры внутреннего диаметра трубы – 28-52 мм . Это – размеры, применяемые в производстве бытовых РК.
Существует формула: производительность, измеряемая в миллилитрах продукта за час работы и мощность (Ватты) равны площади сечения (поперечного разреза) трубы в кв. мм, то есть – прямо пропорциональны ее диаметру в квадрате.
Выбирая или сооружая колонну, просчитывайте диаметр (внутренний). При больших отклонениях правильно работать она не будет.
Насадка
Она не просто увеличивает контакт спиртосодержащего пара с флегмой, она должна быть привязана к конкретной колонне. При домашнем подбирают насадки, имеющие поверхность контакта 1,5 — 4 м2 на литр ректификата.
Если взять больше, очистка улучшится, но упадет и без того невысокая скорость перегонки. Если взять меньше 1,5 кв.м, то разделение и укрепление упадут, в результате чистого спирта не получится.
При использовании только РПН обычно скрученные полотна вставляют одно над другим снизу – от куба до узла отбора. Соотношение СПН к внутреннему диаметру подбирается меньше в 13-15 раз. То есть, при толщине проволоки 0,25 мм диаметр СПН подбирается к трубе 50 мм – 3,5х3,5; 40 мм – 3х3; 28-32 мм – 2х2.
Внимание. Для различных задач используются свои насадки.
Например, при перегонке (дистилляции) зернового сырья целесообразно применять медные РПН или СПН, кольца, седловидные насадки. Для ректификации – РПН+СПН, порезанные проволочные мочалки.
Подбираем объем перегонного куба
Ректификацию проводят после первой дистилляции, когда получают спирт-сырец. Заливается 40-градусная жидкость. Количество насадки для недопущения попадания сивухи в готовый продукт исчисляется от 10 до 20 объемов спиртосодержащей крепкой жидкости в кубе.
Разрешается заполнять спиртом-сырцом только на 2/3, то и подбирать емкость следует, исходя из используемой царги. Расчеты при 1,5-метровой колонне с диаметром трубы:
- 50 мм – не менее 30, не более 60 л. Нужна емкость на 40-80 литров;
- 40 мм – от 17 до 34 л. Куб до 50 литров;
- 32 мм – от 10 до 20 л. Куб до 30 литров;
- 28 мм –до 14 л. Требуется куб до 18 литров.
При минимальных объемах можно брать трубу длиной не 1,5, а 1-1,2 м.
Чем греть и на какой мощности?
Ректификация – это не дистилляция, при которой возможен нагрев на плитках различного промышленного изготовления и даже дровяной. Для РК необходимо выполнение нескольких обязательных условий:
- обеспечение максимально быстрого нагрева;
- возможность тонкой регулировки нагрева для качественного разделения алкоголя на фракции;
- безопасность – предохранение от воспламенения и взрыва, с учетом того, что в кубе – не слабоалкогольная брага, а крепкий спирт-сырец.
В связи с этим и подбирать источник нагрева из многих вариантов необходимо с учетом этих требований:
- Дровяная печь . Отбрасывается безоговорочно, поскольку ни одному пункту требований не отвечает.
- Газовая конфорка. Не подходит, поскольку невозможно точно отрегулировать нагрев и высока опасность взрыва.
- Электроплита не соответствует по той причине, что она работает по принципу полной остановки нагрева и возобновлении после падения температуры до критической отметки (вспомните «щелчки», издаваемые электроплиткой). Когда электропитание прервется, флегма будет не стекать постепенно, как предусмотрено технологией, а обрушится и ректификация попросту не состоится или ее придется начинать заново – с другим источником нагрева.
- Индукционная плита может быть использована «с натяжкой». У нее невозможно плавное изменение мощности, а правильная ректификация требует плавного, не более 10 Вт за раз.
- ТЭН с регулировкой, стабилизацией напряжения и плавным изменением нагрева на 5-10 Вт – это оптимальное решение. Именно им следует оснастить РК.
При подборе мощности учитывайте: для быстрого нагрева куба необходим килловатный ТЭН на каждые 10 литров жидкости. То есть:
- Для 50 литрового (в нем – 40 литров), требуется 4-х килловатный ТЭН.
- 40 л (оптимально 30 л) – 3-х килловатный.
- 30 (до 23 л) – 2,5 кВт.
- 20-25 (15-20 л) – 1,5 кВт.
Расчеты дефлегматора
Их определяют, исходя из типа колонны. При отборе спирта ниже дефлегматора, лучший выбор — дефлегматор Димрота мощностью до 5 Ватт на квадратный см.
Если отбор выше дефлегматора, то мощность может составлять до 2 Ватт. Применяется как Димрот, так и «рубашечник».
Например, если у вас царга 50 мм, то для Димрота достаточно трубки 6 см (внутреннее сечение) до 50 мм в длину (при точном расчете – 48,7). Рубашечник может быть из трубы 52 мм длиной 39 см.
Достижение необходимой мощности в таблице:
| Внутренний диаметр трубы (мм) | Высота царги (см) | Производительность при оптимальной мощности нагрева (мл/ч) |
| 52 | 100 | 1900-1950 |
| 51 | 150 | 1750-1790 |
| 42 | 150 | 1120-1190 |
| 40 | 100 | 1100-1130 |
| 32 | 150 | 630-660 |
| 28 | 150 | 450-490 |
Расчет прямоточного холодильника
Если прямоточник является доохладителем в РК с жидкостным отбором, достаточно 30-сантиметровой «рубашки» на трубке отбора. Обычно соединяют отвод воды с подачей к дефлегматору.
Другое дело, если РК вы намерены эксплуатировать и как дистиллятор, тогда рубашечник изготавливайте, исходя из дистилляционных потребностей.
Не нагружая вас малопонятными подробностями, отметим — чтобы поддерживать турбулентность движения пара, возьмите внутренний диаметр трубы, соответствующий мощности нагрева, помноженного на 6. Диаметр – в мм, мощность в кВТ.
Между стенками трубы и рубашки достаточно 1,5 мм для свободного движения воды.
Важно. При создании прямоточного холодильника навейте на внутреннюю трубу проволоку с таким диаметром, чтобы спираль на 0,3 мм не доставала до внутренней поверхности рубашечника.
Спираль навивается с шагом в 2-3 диаметра внутренней (паровой) трубы. Она предотвращает деформацию стенок, улучшает охлаждение и уберегает от образования «мертвых зон вследствие теплового расширения.
Принято использовать пары труб для холодильников с толщиной стенки 1 мм:
- 10 мм-14 мм;
- 12 мм-16 мм;
- 14 мм-18 мм;
- 16 мм-20 мм;
- 20 мм – 25 мм. В этом случае толщина трубы 25 мм нужна 1,5 мм.
Длина прямоточного холодильника – 50-75 см.
Опираясь на приведенные расчеты, при правильном подходе к делу вы получите продуктивный ректификатор, по качеству – даже выше промышленных аналогов. Но если вы решитесь на покупку готовой колонны, то сможете проверить соответствие ее параметров требованиям.
Полезные видео
Ректификационная колонна для самогонного аппарата своими руками — теория, практика, чертежи и схемы: