Ректификационная колонна своими руками из медных труб
Обновлено: 04.07.2024
Ректификационная колонна
Для изготовления колонны в простейшем варианте, нужна труба диаметром 30-40 мм, с толщиной стенки желательно не более 1 мм. Длина трубы 120-150 см. В качестве наполнителя (насадки) колонны, можно использовать хозяйственные мочалки из нержавейки, Для трубы диаметром 35 мм и длиной 130 см, нужно будет штук 15 - 18 мочалок. Далее нужен будет корпус для охладителя дефлегматора. Длина корпуса дефлегматора от 20 до 30 см, в зависимости от диаметра трубы. Можно использовать корпус для дефлегматора, от термоса или иной подходящий по размерам баллон или трубу. (я первый раз использовал баллон от лака для волос, потом баллон от пены что применяют для заделки стыков в строительстве или ремонте). Баллон от пены или корпус термоса (или иное), просто припаивается снизу и сверху к трубе. В корпусе внизу и вверху сверлятся два отверстия для подвода и отвода воды соответственно. В отверстия вставляются трубочки и пропаиваются. Между трубой колонны и корпусом (баллоном или иным), циркулирует вода, охлаждая стенки трубы колонны. Таким образом, мы получаем дефлегматор. Пары спирта дойдя до холодных стенок дефлегматора, конденсируются и в виде флегмы стекают вниз для массового обмена. Часть дистиллята отбирается через узел отбора, который состоит из профильной втулки помещенной внутри трубы, чуть ниже дефлегматора. Втулка должна входить в трубу плотно. Дополнительно профильная втулка крепится в трубе посредством точечной пайки. Для этого нужно просверлить три отверстия (диаметром 3-4 мм) в трубе колонны в том месте, где будет располагаться втулка, раззенковать отверстия, сверлом большего диаметра (для удобства пайки), вставить втулку и пропаять снаружи через просверленные отверстия жалом мощного паяльника. Для того, что бы производить отбор дистиллята, сверлится отверстие в стенке трубы в том месте, где размещена профильная втулка. В отверстие плотно (что бы свести к минимуму контакт спирта с припоем), вставляется тонкая трубка 3-5 мм, (желательно из нержавейки) и пропаивается. На трубку одевается силиконовый шланг с зажимом для капельницы. Зажим служит для регулировки флегмового числа. Так как дистиллят на выходе горячий, то для его дополнительного охлаждения нужен холодильник. Холодильник можно сделать в виде небольшого змеевика - трубка в трубке, (при этом достаточно пары витков вокруг трубы колонны), а можно использовать небольшой прямоточный холодильник. Холодильник можно изготовить самостоятельно, из двух отрезков трубок разного диаметра, длиной 30-35 см. Желательно внутреннюю трубку холодильника, брать одинакового (или близкого) диаметра с трубкой выходящей из узла отбора дистиллята, для удобства состыковки. Так же можно использовать лабораторный стеклянный холодильник.
Ректификационная колонна с дефлегматором из нержавеющих стаканов
- Трубка для слива барды.
- Винт М6 крепления защитного кожуха.
- Гайка М6 - припаивать.
- Бидон молочный 25 литров.
- Форма алюминиевая для выпечки хлеба - на ней делается при помощи ножовки по металлу, а потом напильника, проточка в виде канавки для защелкивания и фиксации прижимного кольца.
- Уплотнительные кольца из силикона. Конструкция позволяет очень быстро снять крышку, при этом обеспечивая 100% герметичность.
- Зажимы или струбцинки, или иное приспособление надежно удерживающее крышку бидона от выталкивания, при повышении давления в колонне, или захлебывании (на это стоит обратить особое внимание, иначе спирт может выплеснуться наружу).
- Прижимное кольцо - отрезанное от тарелки из нержавейки.
- Гайки под переходник 1 дюйм.
- Шайба.
- Переходник для колонны - 1 дюйм.
- Уплотнительные кольца из силикона.
- Труба из нержавейки - диаметр 35 мм длина 1400 мм толщина стенки 1 мм.
- Утеплитель - продается в хозмагах для утепления труб отопления.
- Наполнитель - мочалки из нержавейки 18 шт.
- Трубка медная диаметр 5 мм, по ней стекает теплая вода из холодильника-дефлегматора.
- Трубка медная с внешним диаметром 2 мм, (змеевик) служит для охлаждения дистиллята и отвода его в приемную емкость (применяется в бытовых холодильниках для термостабилизации).
- Декоративный кожух из стальной трубы или иного материала, в принципе его может и не быть, никакую важную функцию он не несет.
- Трубка медная с внешним диаметром 6.5 мм запаянная с двух сторон К ней также припаяна еще одна медная трубка, вторым концом припаянная к кожуху дефлегматора. Служит для охлаждения змеевика, который пропущен внутри нее, а также для подачи воды к дефлегматору.
- Трубка медная диаметром 5 мм припаянная к дефлегматору с одной стороны и к трубке подачи воды с другой.
- Второй конец змеевика - вставляется в отверстие в стенке колонны диаметром 2.5 мм и припаивается к стенке колонны.
- Щуп термометра.
- Кожух дефлегматора - выполнен из двух стаканов из нержавейки, купленных в хозмаге и спаянных между собой посередине. В стаканах по центру, просверлены отверстия диаметром 35 мм позволяющие одеть их на трубу колонны и затем соединить с трубой, при помощи пайки. Также в нижнем стакане просверлено отверстие диметром 5 мм, для трубки отвода воды, которая также герметизируется при помощи пайки.
- Кольцо, отрезанное от банки из-под зеленого горошка и залуженное для предотвращения коррозии. Служит для соединения стаканов между собой.
- Термометр.
- Трубка силиконовая или ПВХ, для соединения с атмосферой.
- Трубка нержавейка диаметром 5мм для соединения с атмосферой.
- Пробка колонны из фторопласта.
- Профильная втулка - служит для отбора дистиллята.
- Втулка, на которую опирается шайба с отверстиями для прохода флегмы и пара.
- Шайба с отверстиями диаметром 3-4 мм - является упором для насадки.
- Трубка медная, служит для подвода холодной воды, к охладителю. Припаивается.
- Шайба служащая как дно для декоративного колпака, а также для фиксации трубок при помощи пайки.
- Шайба с отверстиями диаметром 3-4 мм - является упором для насадки.
- Штуцер для подсоединения манометра.
- Эл. ТЭНы мощностью 1.25 кВт каждый 8шт. Коммутируются последовательно-параллельно, при помощи переключателя от электроплитки.
- Защитный кожух отрезанный от большой емкости нужного диаметра из под краски.
- Уплотнительные кольца из силикона.
- Угловой переходник 3/4 дюйма.
- Шаровый кран 3/4 дюйма.
- Гайки к переходнику 3/4 дюйма.
- Гайки крепления эл. ТЭНов.
27 авг. 07 20 сент. 21, 18:38
Вы можете изменять любую статью на сайте, более того, ваше участие всячески приветствуется! Делитесь своими знания и опытом.
Спиртовая колонна своими руками. Часть 2: Особенности конструкции, советы по эксплуатации
Для того чтобы понять сущность процессов, протекающих внутри ректификационной колонны, рекомендуем вам обратиться к первой части нашей статьи о спиртовых колоннах. В ней раскрыта теория получения этанола, качество которого приближено к максимальному.
Сегодня же мы поговорим о конструкции домашнего ректификатора и о том, как это устройство можно изготовить своими руками.
Перед тем как приступить к созданию ректификационной (насадочной) колонны (РК), необходимо приобрести подходящий материал. Сразу следует отметить, что всевозможные цветные металлы следует заведомо исключить из конструкции устройства: никаких сплавов из меди, никакого пищевого алюминия и тому подобных материалов. Только нержавеющая сталь – химически инертный сплав, не подверженный коррозии и не выделяющий ядовитых примесей в процессе ректификации.
На страницах FORUMHOUSE можно встретить немало советов, касающихся использования меди в конструкции ректификаторов и дистилляторов. Но если почитать соответствующие темы, то еще больше можно найти людей, несогласных с подобными мнениями. Объясняется все довольно просто: горячий спирт является очень сильным растворителем. Поэтому контакт горячих спиртосодержащих жидкостей с любыми цветными металлами крайне нежелателен и даже опасен для здоровья.
Только стекло, силикон и нержавейка.
Рабочая схема РК
На рисунке изображена схема стандартной РК, разобравшись с которой, вы сможете самостоятельно собрать домашний ректификатор.
Рассмотрим основные элементы конструкции более подробно.
Перегонный куб
В качестве перегонного куба может быть использована любая металлическая емкость, изготовленная из нержавейки и обладающая подходящим объемом.
Что касается объема: кто-то использует обычную скороварку (с уже встроенным подогревом), а у кого-то требования несколько выше. В целом, каждый ориентируется на свои потребности.
Скороварка слишком мала, нужна емкость хотя бы на 15-20 литров. Процесс ректификации занимает довольно много времени и получить литр за полдня – не кошерно.
Что касается подогрева колонны: самый простой (но не очень практичный) вариант заключается в установке перегонного куба на электрическую или газовую плиту. Дело в том, что колонна имеет сравнительно большую высоту, поэтому будет лучше, если перегонный куб будет стоять на полу (а не на плите).
Установить куб непосредственно на пол позволяет электрический подогрев, который делает конструкцию РК менее громоздкой, а всю установку – максимально удобной в эксплуатации.
Надо уйти от газа на электричество – проще регулировать, и высота добавляется! Врезал тэны во флягу, регулятор напряжения от телевизора подключил и вперед.
Как бы там ни было, при подогреве исходного сырья должна быть обеспечена плавная регулировка мощности нагревательного элемента. В противном случае вся затея будет обречена на провал.
Многие пользователи, в попытке усовершенствовать конструкцию РК, оснащают устройство автоматическими системами контроля, а также сложными регуляторами. Но если вы привыкли контролировать процесс самостоятельно (а в случае с самодельной ректификационной колонной на первых порах у вас по-другому и не получится), то установка автоматической системы контроля не является крайней необходимостью. До тех пор, пока у вас не появится достаточный опыт в области домашней ректификации, простенького регулятора мощности, включенного в цепь одного из имеющихся электронагревателей, будет вполне достаточно.
У меня три тэна от советского чайника – 1.25 кв. ЛАТР, показанный на фото, прекрасно регулирует один тэн.
Процесс ректификации в данном случае производится с помощью одного (регулируемого) ТЭНа. Остальные 2 нужны, исключительно, для нагрева.
Если вы уже успели вдоволь насладиться визуальным восприятием процесса, а нехватка времени не позволяет постоянно находиться возле работающей РК, то система автоматики, внедренная в конструкцию устройства, позволит контролировать процесс, требуя минимального участия человека. Автоматика позволяет производить отбор содержимого перегонного куба, не допуская попадания хвостовых фракций в «тело» продукта. Существуют уже готовые технические решения, которые можно купить в специализированных магазинах. Подобные системы, реагируя на изменение температуры, в нужный момент перекрывают узел отбора дистиллята или, наоборот, открывают доступ холодной воды к дефлегматору.
Ректификационная царга
Ректификационная царга включает в себя сразу несколько составляющих:
- Труба с утеплителем и насадкой.
- Дефлегматор с узлом отбора дистиллята, водяной рубашкой и термометром.
- Штуцер для связи с атмосферой.
Рассмотрим конструкцию перечисленных узлов.
Труба (насадочная колонна)
В нижней трубе ректификационной колонны происходит процесс тепломассообмена. В ее внутреннее пространство помещается специальный наполнитель, увеличивающий площадь контакта между горячим паром и остывающей флегмой. При самостоятельном изготовлении колонны в качестве наполнителя (насадки) проще всего использовать мочалки для мытья посуды, изготовленные из нержавеющей стали. Иногда используется специальная скрученная проволока (тоже из нержавейки).
Если в качестве наполнителя вы используете металлические мочалки, то качество их изготовления предварительно следует проверить. Для этого необходимо отрезать кусочек мочалки и прокипятить его в растворе столовой соли. Если вместо нержавеющей стали в состав мочалок входит другой сплав, то изделия не смогут выдержать подобного испытания и быстро поржавеют. Разрезать мочалку следует обязательно. Ведь если она имеет защитное покрытие, то только таким образом можно обнажить ее внутреннюю структуру.Плотность набивки должна соответствовать показателю – 250-280 г насадки на один литр внутреннего объема насадочной колонны.
Качество разделения кипящих фракций напрямую зависит от размеров насадочной трубы. Рассмотрев практические наработки пользователей FORUMHOUSE, можно сделать вывод о том, что минимальный диаметр трубы должен быть равен 32 мм. В целом, чем выше труба, тем качественнее будет идти разделение фракций. Оптимальная высота трубы должна соответствовать 40-60-ти ее диаметрам (минимум 20-ти). Снаружи трубу следует утеплить слоем защитного материала.
Ну, вообще, для лучшего разделения рекомендуется от 1,5 м и выше. Стандартно – две царги по 0,8 метра. Этого достаточно для того, чтобы получить что-то близкое к спирту (по крайней мере, крепость 96 - 96,5% выйдет).
Во внутреннюю полость трубы (сверху и снизу) устанавливается металлическая сетка для удержания наполнителя.
У меня в колонне для НДРФ наполнитель – мочалки. При этом стоят сетки от ситечка чайного. Давление стабильное. Метровая колонна диаметром 35 мм выдаёт недоректификат крепостью 96% со скоростью 950 мл в час. Никаких захлёбов нет.
Низ и верх ректификационной трубы, как правило, оснащается резьбой, которая позволяет подсоединять агрегат к перегонному кубу и к дефлегматору.
Дефлегматор
Основное предназначение дефлегматора – это конденсация и отделение легких фракций, обладающих более низкой (по отношению к флегме) температурой кипения. На практике дефлегматор может иметь разное конструктивное исполнение. Наиболее простым в изготовлении признан дефлегматор прямоточного (рубашечного) типа или, как его еще называют, холодильник-конденсатор. Он состоит из двух труб различного диаметра, между которыми находится рубашка охлаждения с проточной водой.
По сути, прямоточный дефлегматор представляет собой трубу из нержавейки, которая вварена в другую трубу из того же самого материала (только большего диаметра). Внешне устройство выглядит, как на изображении.
На фото видно, что дефлегматор имеет два штуцера (для подвода и отвода охлаждающей жидкости) и трубку для связи с атмосферой (вверху). При этом внизу дефлегматора расположен штуцер для отбора дистиллята.
Во избежание появления посторонних примесей и запахов в составе конечного продукта, для отбора дистиллята рекомендуется использовать только силиконовые трубки.Изготовить корпус дефлегматора можно из нержавеющих труб или из обыкновенного пищевого термоса и дополнительной внутренней трубы. Диаметр внутренней трубы, как правило, равен диаметру насадочной колонны. Если у вас нет доступа к аргоновой сварке, то скреплять элементы конструкции можно при помощи обыкновенного паяльника.
Узел отбора дистиллята, расположенный в самом низу дефлегматора, представляет собой фигурную шайбу, вваренную во внутреннюю трубу устройства.
В узле отбора заранее необходимо проделать отверстия для термометра (если его планируется использовать) и для трубки отбора.
Необходимость внедрения термометров в конструкцию РК – вопрос спорный. Люди «бывалые» зачастую обходятся вообще без термометров. При этом встречаются такие перегонщики, которые, наоборот, измеряют температуру там, где это нужно делать, и там, где в этом совсем нет необходимости. Например, установка термометра в корпус перегонного куба позволяет всего лишь проконтролировать процесс нагрева. То есть, наблюдая за ним, вы можете примерно ориентироваться – сколько времени осталось до закипания колонны.
Но есть в РК два конструктивных узла, где контроль над температурой приносит ощутимую практическую пользу. Это выходной патрубок дефлегматора и узел отбора дефлегматора (вместо узла отбора для установки термометра можно использовать пространство между насадочной колонной и дефлегматором).
Если на выходе из дефлегматора допустить падение температуры проточной воды ниже 45°С, то разделение фракций будет происходить не очень эффективно (за счет переохлаждения флегмы). Если температура будет выше 55°С, то в процессе отбора «тела» в трубку отбора будут прорываться «хвосты».
Контроль температуры в узле отбора позволяет определить температуру пара на выходе из насадочной колонны, а вместе с этим дает понимание того, отделение какой именно фракции происходит в текущий момент времени. Например, если температура пара в узле отбора будет в пределах – 77,5-81,5°С (в зависимости от атмосферного давления), то в трубку отбора дистиллята будет попадать исключительно «тело» продукта.
Внутренний конец трубки термометра, впаянный в колонну, необходимо заглушить.
Для того чтобы дефлегматор равномерно охлаждался со всех сторон, в рубашку охлаждения можно впаять шнековую спираль, которая задаст правильное направление охлаждающему потоку.
А вот какую конструкцию дефлегматора предлагает один из пользователей нашего портала.
Два метра гофры намотал в дэф – 3 литра в час снимает!
Конструкция этого устройства выглядит следующим образом.
В большинстве случаев, гофра, которая пропускает через себя проточную воду, обматывается вокруг внутренней трубы дефлегматора (на рисунке она не показана). Но такой подход не всегда позволяет достичь эффективного теплообмена. Целесообразность внедрения подобной конструкции можно определить только практическим путем.
На практике можно встретить дефлегматоры самого разнообразного исполнения (в том числе, и горизонтальные устройства). Мы описали лишь наиболее распространенные.
Размеры дефлегматора
Основной величиной, определяющей габариты устройства, является площадь соприкосновения пара с охлаждаемой поверхностью. Эта величина зачастую определяется опытным путем. Зависит она от подаваемой на колонну мощности и от температуры охлаждающей жидкости.
Ректификационная колонна, сделанная мной две недели назад, выдает 1200 мл спирта в час. Можно больше, но охлаждения не хватает! Подводимая мощность на разгоне – 3.5 кВт, на перегоне – 1.25 кВт.
Выход продукта всегда пропорционален подводимой мощности. Например, если подводимая к кубу мощность (в процессе ректификации) равна 700 Вт, то максимальная производительность колонны будет равна 700 мл/час (на практике при такой мощности мы имеем – 300-500 мл/час). Площадь дефлегматора при такой производительности должна быть равна – 200-300 см². Такой площадью обладает внутренняя труба дефлегматора, имеющая длину 300 мм и толщину – 32 мм.
Скорость перегонки, в первую очередь, зависит от силы нагрева. Если плита может выкипятить из браги 1 л в час, то какой бы ни был аппарат, 2 л в час вы уже никак не получите. Чем чище и крепче продукт, тем медленнее перегонка. Сам же аппарат может тормозить процесс только в одном случае – маленькая мощность дефлегматора, т. е. когда приходится уменьшать нагрев для нормальной работы аппарата. Чем больше диаметр, тем больше площадь теплопередачи, и тем лучше теплосъем.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что лучше иметь дефлегматор, обладающий размерами, превышающими расчетные. Ведь избыточная площадь охлаждения никогда не приведет к прекращению образования конденсата, а, следовательно, и к прекращению ректификации.
Кстати, в Интернете можно найти калькулятор для расчета дефлегматора, который поможет вам сориентироваться относительно размеров изготавливаемого устройства.
Холодильник
В качестве холодильника для отбираемого дистиллята можно использовать лабораторный охладитель, который обычно приобретается в магазине лабораторной посуды.
При этом устройство можно изготовить самостоятельно – по принципу дефлегматора рубашечного типа (только холодильник получится гораздо меньше в размерах). Для этого, опять же, следует использовать нержавеющие трубки небольшого диаметра. Длина холодильника примерно должна равняться длине дефлегматора.
Для того чтобы регулировать скорость отбора дистиллята или своевременно прекращать (начинать) отбор, трубку отбора дистиллята следует оснастить краником или зажимом (например, от капельницы). Место расположения зажима обозначено на общей схеме РК.
Охлаждающие полости холодильника и дефлегматора соединяются между собой в следующей последовательности: низ холодильника – холодильник – верх холодильника – верх дефлегматора – дефлегматор – низ дефлегматора – канализация. Проще говоря, используется последовательное соединение патрубков, при этом вода на дефлегматор подается уже слегка подогретой.
Температура охлаждающей воды в дефлегматоре, как мы уже знаем, должна соответствовать определенным значениям (ориентировочно – 45-55°С). А добиться требуемых показателей нам помогут дополнительные краны регулировки потока воды. Наиболее тонко регулирует поток кран от газосварочной горелки.
Нужно регулировать поток воды в первый холодильник. Для этого необходим кран игольчатый от газореза.
Экспериментируя со скоростью подачи воды и температурной мощностью, подаваемой на перегонный куб, вы, в конечном итоге, сможете определить рабочие режимы своей РК и научитесь получать продукт необходимого качества.
Скорость подачи воды «поймал», и все нормально заработало.
Последовательность перегонки дистиллята
Рассмотрим последовательность работы с нашей ректификационной колонной. Первым делом разбавляем спирт-сырец (полученный после предварительной дистилляции браги) водопроводной водой до крепости – 30%. 40% (единого мнения по поводу этого показателя не существует, но чем он ниже, тем меньше вероятность случайного возгорания). Затем заливаем его в перегонный куб, собираем ректификационную колонну и прилаживаем ее к перегонной емкости.
Колонна, ни при каких обстоятельствах, не должна отклоняться от вертикального уровня. В противном случае качество конечного продукта заметно пострадает.После того как РК будет установлена, можно начинать разогрев содержимого куба. Кран отбора дистиллята при этом должен быть закрыт. В момент, когда температура пара в дефлегматоре начнет резко подыматься, нужно до минимума уменьшить подаваемую на колонну мощность (температура в этот момент может быстро достичь показателей в 70-78°С, что связано с резким поднятием паров через насадочную часть колонны). В таком положении устройство следует оставить на 30 минут. Это необходимо для того, чтобы РК прогрелась, и внутри нее начался процесс тепломассообмена. Температура в верхней части РК при этом может упасть.
Спустя указанное время, включаем подачу воды в холодильник (и в дефлегматор) и начинаем отбор «голов». Еще раз повторяем, что «головы» пить нельзя!
Окончание отбора «голов» можно определить по нескольким признакам: стабилизация температуры – в районе 78°С и изменение органолептических характеристик отбираемого дистиллята (дистиллят начинает пахнуть спиртом).
После отбора «голов» можно начинать отбор «тела»: увеличиваем мощность колонны и настраиваем температуру воды в дефлегматоре (45°С – 55°С).
Наслаждаемся процессом до момента отсечения «хвостов». О начале конденсации хвостовых фракций можно судить по повышению температуры в дефлегматоре (примерно до 85°С) и появлению запаха сивухи в отбираемом дистилляте. На этом процесс ректификации будем считать оконченным. Хвостовые фракции можно отобрать для использования в процессе последующих перегонов, а можно просто утилизировать. Это решать вам.
Отбор «голов» начинается при температуре около 70°С, при этом ее значение медленно подымается до 78.2°С. Потом берем «тело», пока температура не вырастет до 85°С-87 °С. Затем начинаем брать «хвосты».
Если вы на практике знакомы с технологическими хитростями, касающимися производства разнообразных хмельных напитков для домашнего застолья, то приглашаем вас принять участие в обсуждении вопросов, касающихся этой увлекательной темы. Если в комплекте с изысканными напитками вы привыкли употреблять не менее утонченные закуски, то статья о том, как правильно делать гурманские заготовки из обычных овощей, научит вас бесконечно удивлять гостей необычным вкусом приготовленных блюд.
Спиртовая колонна своими руками. Часть 1: теория самогоноварения
Сегодня к получению хмельных напитков в домашних условиях люди относятся гораздо проще, чем каких-то пару десятилетий назад. Мы не видим в этом ничего зазорного, да и что уж там греха таить: многие из нас испытывают вполне обоснованный интерес к особенностям столь загадочного процесса. Именно поэтому мы решили посвятить своих читателей в «таинство», познав которое, можно гарантировать себе такое качество продукта, в котором никогда не будет уверенности у покупателей розничных торговых сетей.
Одно отравление суррогатом, на который можно нарваться в любом супермаркете, и на лечение может уйти значительно больше денег, чем на изготовление спиртовой колонны.
Дистилляция и ректификация: сущность процессов и отличия между ними
Дистилляция (distillatio) – в переводе с латыни – стекание по каплям. Физическая сущность процесса заключается в испарении жидкостей и последующей конденсации образовавшегося пара (большинство современных обывателей под дистилляцией понимают банальную перегонку, и они правы).
Ректификация (rectificatio) – в переводе с латыни – исправление. Суть процесса - в разделении многокомпонентных жидких смесей на составляющие. Подобная рассортировка возможна благодаря различной температуре кипения у разных компонентов (легкие фракции кипят при более низкой температуре, а тяжелые – при более высокой).
Выделить из «созревшей» браги продукт, пригодный к употреблению, можно посредством банальной дистилляции. Но в образовавшейся субстанции, представляющей собой спирт-сырец (самогон), будет содержаться огромное количество посторонних примесей, не лучшим образом влияющих на вкусовые качества напитка.
Если просто дедовским методом сконденсировать пары в холодильнике (в охлаждаемом змеевике), то получим конденсат (дистиллят) всего того, что было в паре – самогон (мутный и с неприятным запахом).
Поэтому некоторые рано или поздно приходят к необходимости использовать более совершенные методы получения спиртосодержащих продуктов из домашнего сырья. Речь идет о ректификации.
Мы все проходили через этапы опыта и понимания: вначале возьмешь дистиллятор (универсальный и с укреплением), потом докупишь укрепляющие царги или тарельчатую колонну и только тогда начнешь получать качественный продукт. А так – одно баловство, трата времени и денег, не говоря о здоровье.
Создание ректификационной колонны себя оправдает – о наличии ядовитых соединений в конечном продукте можно будет не беспокоиться.Канцерогенные примеси делятся на две разновидности:
- Легкие – эфиры, ацетон, высшие спирты и т. д. Легкие соединения еще называют «головами» - возможно, потому, что они обладают низкой температурой кипения (от 65°С) и покидают перегонную емкость первыми.
- Тяжелые – вода, сивушные масла и т. д. Тяжелые соединения называются «хвостами». Они покидают кипящую субстанцию последними (при более высокой температуре – от 85°С). При этом «хвосты» также нежелательно употреблять ввиду высокого содержания ядовитых примесей, но их вполне можно использовать в процессе последующей перегонки.
«Телом» называется продукт, из-за которого процесс ректификации, собственно, и затевается. Речь идет об этиловом спирте.
Температура кипения этилового спирта при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. составляет 78,39°С. Этот показатель напрямую зависит от процентного содержания этанола в растворе. Также он может снижаться или повышаться пропорционально изменению атмосферного давления.
Если вы научитесь правильно настраивать рабочие параметры ректификатора, то у вас всегда будет возможность получать на выходе максимально очищенный спиртовой раствор, крепость которого приближена к 96%.
Краткий словарь
Прежде, чем продолжить изучение темы, рассмотрим ее основные понятия.
- Спиртовая колонна (СК) – устройство, позволяющее в домашних условиях получать этиловый спирт с высокой степенью очистки. Спиртовые колонны бывают двух типов: бражные колонны (БК) и ректификационные колонны (РК). Их принципиальное отличие состоит в качестве исходного сырья, предназначенного для перегонки. Так, бражная колонна, которую еще называют «пленочной», предназначена для прямой перегонки браги. В ее конструкции отсутствует специальный наполнитель (насадка), при этом она обладает ограниченной разделяющей способностью, не позволяющей получать продукт высокого качества. Более совершенной конструкцией обладает ректификационная колонна (РК), которую еще называют «насадочной». Благодаря специальному наполнителю (например, из нержавеющих металлических мочалок для мытья посуда), это устройство позволяет с высокой точностью отделять друг от друга имеющиеся фракции. В качестве сырья для ректификационной колонны используется спирт-сырец (обычный самогон), полученный методом дистилляции. Как показывает практика, только насадочная колонна позволяет получать продукт с максимальной степенью очистки. Поэтому, создавая устройство для получения этанола в домашних условиях, необходимо сосредоточиться на конструкции именно ректификационной (а не бражной) колонны.
- Флегма (конденсат) – продукты, сопровождающие процесс ректификации и обладающие более высокой температурой кипения, в сравнении с фракцией, отделяемой в текущий момент времени. Например, «тело» по отношению к «головам» можно считать флегмой. Также флегмой являются и «хвосты» (по отношению к «телу»).
- Перегонный куб – емкость ректификатора, в которой содержится перегоняемый спирт-сырец.
- Царга – рабочая часть ректификационной колонны, в которой происходит разделение исходного раствора на составляющие фракции.
- Недоректификат – продукт с высокой степенью очистки, получаемый путем перегона исходного сырья через спиртовую колонну.
Слово «недоректификат» может и не внушает доверия, но на самом деле получение недоректификата – это и есть наша конечная цель.
С двух выгонов делаем из самогона ректификат – ставим нижнюю трубку, после чего долго и терпеливо получаем спирт (недоректификат, точнее). Крепость у него – 96°, а запах (для сахарной браги) – вполне нормальный. Ничего не чистим, продукт итак получается вполне достойный. После него водку промышленную пить даже не хочется (на утро – как огурчик).
Крепость недоректификата, зачастую, недотягивает до показателя в 96%, при этом в нем могут присутствовать запахи исходного сырья. Тем не менее, продукт обладает высокой степенью очистки и соответствующим качеством.
Чем РК лучше дистиллятора
Преимущества ректификационной колонны опираются на конструктивные особенности этого устройства. РК позволяет последовательно и с высокой степенью эффективности отделять «головы» от «тела», а «тело» от «хвостов». Принцип ее действия строится на физическом эффекте тепломассообмена, заключающимся в непрерывном смешивании восходящих паров и стекающей вниз флегмы.
Процесс тепломассообмена происходит в специальном элементе РК, который называется трубой ректификатора. Горячий пар забирает из флегмы те фракции, которые обладают более низкой температурой кипения (как правило, это спирты и другие легко испаряемые соединения). При этом стекающая вниз флегма забирает из пара все то, что обладает более высокой температурой кипения (вода, сивушные масла и т. д.).
Для того чтобы процесс протекал более интенсивно, ректификационная царга заполняется специальной насадкой (наполнителем), увеличивающим площадь контакта различных фракций. В итоге в любой момент времени в узел отбора дистиллята поступают лишь самые легкие химические соединения.
Если производить отбор достаточно медленно, то вначале в дистилляте будут самые легкокипящие фракции: эфиры, ацетоны, высшие спирты. Это "головы", и пить их нельзя. Зато они идут в омыватель для стекол. Потом пойдет спирт – "сердце" продукта. Потом появятся: сивуха, вода и прочие тяжелокипящие фракции ("хвосты"). В них есть большая доля спирта. Их собирают и добавляют в брагу при следующем перегоне, чтобы выжать остатки спирта.
С помощью укрепляющей колонны невозможно получить чистый спирт. Сердце, так или иначе, будет содержать примеси. Это будет не спирт, а крепкий и очищенный самогон. Чем колонна лучше, тем самогон крепче и чище.
Что касается обычного дистиллятора: с его помощью практически невозможно достичь четкого разделения фракций. Но это устройство можно использовать для получения спирта-сырца, из которого впоследствии (методом перегона через насадочную колонну) можно получать качественный и очищенный продукт. Так будет гораздо практичнее, и многие пользователи нашего портала давно освоили подобный способ получения недоректификата.
Назначение моей колонки на скороварке несколько другое, нежели перегонка браги (не те масштабы). Она нужна для укрепления дистиллята при перегонке джина и самбуки.
Прямая перегонка браги с помощью РК, конечно, возможна. Но процесс этот будет медленный, хлопотный и постоянно грозящий засорением насадки кипящей брагой. К тому же, в случае прямой перегонки есть опасность получения недоректификата, который будет сверх нормы «обогащен» альдегидами. Именно поэтому для получения качественного продукта предпочтительнее прибегнуть к двойному перегону, используя для первого перегона дистиллятор.
Это была теория. О конструкции ректификационной колонны и об особенностях работы с этим устройством мы поговорим во второй части настоящей статьи, содержание которой основано на рекомендациях наших пользователей - следите за обновлениями на портале!
Если вы уже сейчас желаете ознакомиться с опытом пользователей FORUMHOUSE, сумевших добиться успехов в создании всевозможных самогонных аппаратов, вам нужно посетить соответствующий раздел нашего портала. Также загляните в раздел вкуснейших рецептов портала - уже скоро они пригодятся для праздничного застолья, как и заготовки, о которых расскажет наше видео.
Проживая в собственном доме, я озаботился проблемой, куда девать урожай яблок, слив, груш, черешни, клубники, винограда? Съесть всё это не представляется возможным, хранить долго не получается, а выкинуть жалко. Не сделать ли из всего этого дистилляты, подумал я. Сказано – сделано!
Начал собирать информацию в интернет:
- как правильно готовить дистилляты;
- как и из чего можно собрать аппарат для получения качественных дистиллятов.
Перелопатив кучу сайтов, пришел к выводу, что в подавляющем большинстве случаев, помимо предоставления информации читателю, причём, ни всегда правдивой, попутно и как бы невзначай, пытаются втюхать «эксклюзивное» оборудование, на которое зачастую даже нет инструкций по сборке/эксплуатации и не указан производитель.
Что подкупило на этом форуме? А то, что:
- форум является некоммерческим проектом;
- ни кто, ни кому не пытается втюхать какое-либо «эксклюзивное» «супер-пупер» оборудование и принадлежности;
- на форуме стараются не разжевывать и не преподносить готовый материал на «блюдечке с голубой каёмочкой», а подводят форумчан к тому, чтоб они сами внимательно читали, думали и анализировали;
- дают понять, что имея голову на плечах и пряморастущие руки из нужного места, читатель может самостоятельно изготовить необходимое ему оборудование, а не заплатить втридорога за блестящую железку с сомнительными характеристиками.
И так, после долгого чтения материалов форума, я пришел к выводу, что для приготовления качественных дистиллятов однозначно нужно изготовить ректификационную колонну (в дальнейшем по тексту РК).
Постройка ректификационной колонны
Исходя из финансовых возможностей и высоты потолка на кухне, где в основном планирую проводить процесс ректификации, было решено собрать РК из медных труб и фитингов Ø 35 мм с высотой царги 140 см и наклонным дефлегматором.
За основу моей РК были взяты колонны и узлы, выполненные форумчанами:
- Иваном (Колонна с отрицательным углом);
- al (Комплект оборудования для самогоноварения);
- Ivanov & Co (Построение РК с отрицательным углом, некоторые моменты изготовления);
- Vlad1975 (Моя РК);
- Lemon (Как переделать самогонный аппарат или дистилятор и РК в одном кубе);
- sklis_s (Построение РК с отрицательным углом, некоторые моменты изготовления);
- Геннадий (Колонна с отрицательным углом фото постройки);
- Алексей (моя первая РК);
- Дмитрий Васильев (Делаем холодильник димрота),
за что им огромное СПАСИБО!
Исходя из поставленной задачи, приобрёл:
Для изготовления РК:
- трубку медную жесткую 35х1,0 мм длиною 2 м – 2500 рублей;
- угол 90° ВП - ВП 35мм 2 шт. – 304 рубля;
- тройник ВП - ВП - ВП 35мм – 282 рубля;
- заглушку ВП 35 мм – 166 рублей;
- муфту переходную ВП - ВП 35х18 – 234 рубля;
- муфту переходную ВхНР 35х1 1/4" – 166 рублей;
- муфту переходную ВхВР 35х1 1/4" – 240 рублей;
- американку ВВ 35 (с прокладкой) – 830 рублей;
- кран игольчатый М1/4" с переходником RBS2 499/2 – 730 рублей;
- переходник - игольчатый кран F1/4" F1/2" – 200 рублей;
- переходник - игольчатый кран/трубка Ø 8 мм – 120 рублей;
- трубку медную Ø 6,35 мм (1/4") длиной 5м (взял с запасом) – 750 рублей;
- мочалки нержавеющие 15 штук – 270 рублей;
- датчик температуры DS18b20 в нержавеющей гильзе 3 штуки – 270 рублей;
- Pl2303ta TTL USB-конвертер RS232 – 123 рубля.
Для изготовления прямоточного холодильника:
- трубку алюминиевую Ø 22 мм (она же оправка для намотки хол. Димрота) – 70 рублей;
- латунный тройник (1/2") 2 штуки – 170 рублей;
- латунный бочонок (1/2") 2 штуки – 62 рубля.
Для изготовления куба и блока управления нагревом ТЭНа:
- флягу-бидон алюминиевую "молочную" 25 литров – 600 рублей;
- врезку 1 1/4" – 280 рублей;
- ТЭН из нержавеющей стали 2,5 кВт – 500 рублей;
- коврик для фитнеса (использовал в качестве утеплителя куба) – 119 рублей.
- регулятор напряжения мощностью 4 кВт – 521 рубль;
- вольтметр цифровой 70-350VAC – 162 рубля;
Инструменты, приспособления, расходные материалы:
- припой мягкий №3 (S-Sn97Cu3) 250 грамм – 934 рубля;
- флюс - пасту №3 250грамм – 850 рублей;
- горелку газовую с баллоном – 505 рублей;
И того, суммарные затраты составили 11958 рублей.
Все остальные материалы, инструменты и приспособления, которые будут проходить в описании постройки РК, были у меня в наличие, соответственно, приобретать их не пришлось.
Сборку колонны начал с намотки холодильника Димрота. Для намотки использовал медную трубку Ø 6,35 мм (1/4") (см. Фото №1).
«Грабли №1» - трубка оказалась чересчур мягкой и постоянно намеревалась сплющиться и заломиться, в общем, намучался я с ней. Думаю, нужно было наполнить её водой и заморозить в морозилке, предварительно заглушив концы, а потом спокойно намотать. Но, как говорится, хорошая мысля, приходит опосля .
Для намотки холодильника Димрота использовал оправку, изготовленную из алюминиевой трубки Ø 22 мм (см. Фото №2).
Отмерил кусок медной трубки длиной 50 см (см. Фото №3).
Сделал кольцо для начала намотки холодильника Димрота. Дабы трубка при сгибе в кольцо не заламывалась, поджимал её тисками (см. Фото №4).
Чтобы оправка свободно вращалась, вставил её в обрезки трубок Ø 25 мм и зажал их в тиски (см. Фото №5).
Как сделать ректификационную колонну своими руками по чертежам с размерами
Ректификационная колонна, которая еще 20 лет назад была только на спиртзаводах, теперь используется и в быту для производства высококачественного спирта – ректификата, что для обычного самогонного аппарата задача невыполнимая.
И чтобы лучше понять, что это такое, каково устройство и принцип действия ректификационной колонны, а также как изготовить агрегат своими руками, стоит ознакомиться с вопросом более детально.
Что это такое и для чего нужно
Устройство и принцип работы ректификационной колонны
Царга
Находится в основании колонны и является одной из основных ее частей. Внутри нее протекает газо-жидкостный массообмен – одно из основных явлений в процессе ректификации. Происходит это следующим образом:
Таким образом в верхней части колоны скапливается в основном спирт, а примеси в основном циркулируют в нижней части агрегата. Как следствие, на выходе получается ректификат с крепостью около 95%.
В ректификационной колоне может быть как одна царга, так и несколько. При этом чем выше колонна, тем больше площадь, на которой проходит массообмен между флегмой и паром, что в свою очередь улучшает качество получаемого продукта.
Кроме насадок внутри царги могут размещаться тарелки, которые еще больше увеличивают площадь, на которой проходит газо-жидкостный массообмен, что сказывается на качестве получаемого ректификата.
Стенки царги могут иметь дополнительный подогрев, усиливающий испарение флегмы, не попавшей на насадки и тарелки. Такое дополнение также улучшает качество конечного продукта.
Дефлегматор
Верхняя часть ректификационной колонны, отвечающая за сбор и охлаждение восходящих паров до флегмы. Отсюда конденсировавшаяся жидкость стекает вниз в царгу.
Дефлегматор может быть выполнен по нескольким принципиальным схемам, самой простой является пленочный вариант, а одной из самых популярных – холодильник Димрота,
Узел отбора
Отвечает за сбор части конденсировавшейся флегмы и ее вывод наружу в тару для сбора. В зависимости от настроек узла отбора варьируется и количество отбираемого конденсата. Чем меньше его отбор, тем выше качество ректификата.
Термометр
В ректификационной колонне, в отличие от стандартного самогонного аппарата, является обязательной составной частью системы. Дело в том, что ректификация – это очень тонкий процесс, сильно зависящий от поддержания правильной температуры.
Перегонный куб с ТЭНами
Хотя ректификационная колонна может использоваться и с обычным кубом на газовой, электро- или индукционной плитке, значительно лучше оборудовать ее ТЭНовым агрегатом.
Такая особенность, как и термометр, связана с необходимостью точной и тонкой регуляции температуры внутри системы, а значит и с регуляцией мощности устройства, нагревающего брагу.
Газовые вентили требуют большого мастерства, индукционные плитки имеют фиксированный шаг от 100 до 300 Вт, а вот регуляторы ТЭНов позволяют изменять мощность по 3-5 Вт.
Что лучше, классический самогонный аппарат или ректификационная колонна?
Чтобы понять преимущества ректификации перед дистилляцией, стоит провести наглядное сравнение этих технологий.
Читайте также: