Тарельчатые колонны для дистилляции имеют небольшую укрепляющую способность и традиционно используются при производстве виски, коньяка и других благородных напитков. Небольшое количество тарелок позволяет сохранить органолептику сырья при высокой стабильности и производительности аппарата.
Материал
Медные тарельчатые колонны со смотровыми окнами из-за своей похожести называют флейтами, а изготовленные в корпусе из стекла – хрустальными. Понятно, что эти названия всего лишь маркетинговый ход и к самой конструкции не имеют отношения.
Медь – материал недешёвый, поэтому и подход к его обработке тщательный. Медная флейта от ведущих производителей – произведение искусства и предмет их гордости. Стоимость изделия может составлять абсолютно любую сумму, которую готов потратить покупатель.
Ненамного дешевле флейты в корпусе из нержавеющей стали, а самый бюджетный вариант – в корпусе из стекла.
Конструктивные особенности и виды тарельчатых колонн
Наибольшее распространение получили модульные конструкции колонн на базе тройников-отводов или цилиндров из боросиликатного стекла. Естественно, это большое количество лишних соединительных деталей и завышенная стоимость.
Более простой вариант представляет собой готовые блоки на 5-10 тарелок. Здесь выбор шире, а цена умеренней. Как правило, этот вариант изготавливают в стеклянных корпусах.
Есть и совсем бюджетные варианты – просто вставки для существующих царг.
Их можно набирать из комплектующих в любом требуемом количестве.
Конструкция может быть разной, но если такие тарельчатые колонны применять с металлическими колбами, теряется наглядность процесса. Намного труднее понять, в каком режиме работает колонна, а для работы с тарелками это очень важно.
Для герметизации каждого этажа применяют простые силиконовые диски.
Естественно, это менее надежно, чем уплотнительные прокладки в модульных конструкциях, но в целом работают неплохо.
Как альтернатива существует упрощенная модульная конструкция, где каждый этаж собирается из простых и недорогих деталей, а вся конструкция стягивается воедино шпильками.
Преимуществом модульных колонн является в первую очередь их ремонтопригодность и открытость для модификаций. Например, легко дополнить колонну на нужном уровне узлом промежуточного отбора фракций и штуцером под термометр. Стоит всего лишь поменять тарелку.
Более дешевым вариантом являются колонны с ситчатыми тарелками. Это не означает, что качество продукта с их использованием будет хуже. Но они требуют более точного управления.
Еще более дешевы провальные тарелки, но их рабочий диапазон очень узок, поэтому нужно быть готовым к точному управлению нагревом источниками со стабилизированной мощностью. В основном провальные тарелки используют на НБК.
Наиболее распространенный материал для изготовления тарелок – медь, нержавейка и фторопласт. Возможно их любое сочетание. Медь и нержавейка материалы привычные, фторопласт – один из самых инертных материалов, сравнимый с платиной. Но вот его смачиваемость плохая.
Если сравнивать фторопластовую тарелку с нержавеющей, то она будет намного быстрее затапливаться.
Количество тарелок в колонне как правило ограничивают 5 для получения дистиллятов крепостью 88-92% и 10 для очищенных дистиллятов с укреплением до 94-95%.
Модульные колонны позволяют сделать набор нужного количества тарелок из различного материала.
Разница между насадочной и тарельчатой колонной
«У меня есть насадочная колонна, нужна ли мне тарельчатая?» – этот вопрос рано или поздно становится перед каждым винокуром. Обе колонны реализуют технологию тепломассообмена, но в их работе есть существенные отличия.
Количество ступеней укрепления
Насадочная колонна работает в режиме максимального разделения на предзахлебной мощности. Регулируя флегмовое число, можно менять количество теоретических тарелок в широком диапазоне: от нуля до бесконечности (при полностью отключенном дефлегматоре и работе колонны на себя).
Тарельчатой колонне характерно конструктивно заданное количество ступеней разделения. Одна физическая тарелка имеет КПД от 40 до 70 %. Другими словами, две физические тарелки дают одну ступень разделения (укрепления, теоретическую тарелку). В зависимости от режима работы КПД меняется не на столько, чтобы существенно повилять на количество ступеней.
Удерживающая способность
Насадочная колонна со своей малой удерживающей способностью позволяет хорошо очищать дистиллят от головной фракции и как-то сдерживать хвостовую.
Тарельчатая колонна имеет на порядок большую удерживающую способность. Это мешает ей сделать такую жесткую очистку от «голов», но позволяет прекрасно сдержать хвосты. То есть выровнять дистиллят по химическому составу. При этом чем больше нужно очистить дистиллят от примесей, тем больше тарелок требуется поставить. Простая задача, решаемая практически. Один раз нашел для себя оптимальное количество тарелок и больше не думаешь об этом.
Чувствительность к управляющим воздействиям
Насадочная колонна очень чувствительна к перепаду давления воды в дефлегматоре или изменению мощности нагрева. Небольшое их изменение приводит к изменению количества ступеней укрепления в разы или даже в десятки раз.
КПД тарелок может поменяться максимум в 1,5 раза, да и то при очень большом и целевом изменении этих параметров. Можно считать, что настроенная тарельчатая колонна, с точки зрения разделяющей способности, практически не будет реагировать на обычные небольшие перепады давления воды или напряжения.
Производительность
Производительность насадочной колонны в основном зависит от её диаметра. Оптимальным диаметром для современных насадок является 40-50 мм, при дальнейшем увеличении диаметра стабильность процессов падает. Начинают проявлять себя пристеночные эффекты и каналообразование. Тарельчатые колонны такими слабостями не страдают. Их диаметр и производительность можно увеличивать до любого необходимого значения. Лишь бы хватило мощности нагрева.
Технологические особенности получения ароматных дистиллятов
При использовании насадочных колонн для ограничения степени укрепления мы вынуждены применять более короткие царги и более крупную насадку. Иначе эфиры, дающие основную вкусоароматику дистилляту, создадут с примесями головной фракции азеотропы, затем быстро вылетят из куба. Отбор «голов» производим коротко, «тело» — на повышенной скорости. Что касается «хвостов», то малое количество насадки и короткая царга не дает полностью сдержать сивуху. К отбору хвостовых фракций приходится переходить раньше или работать с малыми кубовыми навалками.
Тарельчатая колонна имеет сравнительно большую удерживающую способность, поэтому с удержанием сивухи вопросов нет. Для отбора «голов» и «тела» 5-10 физических тарелок дают 3-5 ступеней укрепления. Это позволяет проводить перегон по правилам обычной дистилляции. Спокойно, без риска лишить дистиллят аромата, отбирать «головы», а при сборе «тела» не задумываться о преждевременном подходе «хвостов». Запотевание на нижних тарелках в конце отбора наглядно даст знать о необходимости поменять тару. Степень очистки можно задать, изменяя количество тарелок.
Пяти или десяти тарелок недостаточно, чтобы по степени очистки приблизиться к спирту, но попасть в требования ГОСТ по дистилляту реально.
Использование тарельчатых колонн при перегонке фруктового или зернового сырья особенно для дальнейшей выдержки в бочках значительно упрощает жизнь винокуру.
Основы выбора конструктивных размеров тарелок для колонны
Рассмотрим конструкции самых распространенных для бытовых целей тарелок.
Провальная тарелка
По своей сути это просто пластина с отверстиями, которые могут быть круглыми, прямоугольными, и т.д.
Флегма стекает в относительно крупные отверстия навстречу пару, что определяет главный недостаток провальных тарелок – необходимость точного регулирования заданного режима.
Небольшое уменьшение мощности нагрева приводит к тому, что вся флегма проваливается в куб, а увеличение мощности запирает флегму на тарелке и приводит к захлебу. Эти тарелки могут удовлетворительно работать в сравнительно узком диапазоне изменения нагрузок, где они вполне конкурентоспособны.
Простота конструкции и высокая производительность провальных тарелок, наряду с привычным в домашнем винокурении нагревом ТЭНами со стабилизированным по напряжению источником питания, привела к их широкому применению для непрерывных бражных колонн (НБК), что в сочетании с корпусом из боросиликатного или кварцевого стекла, делает настройку колонны простой и наглядной.
Для расчета количества и диаметра отверстий исходят из условия обеспечения барботажа. Экспериментально определено, что суммарная площадь отверстий должна быть равной 15-30% от площади тарелки (сечения трубы). В общем случае для БК периодического действия базовый диаметр отверстий порядка 9-10% от диаметра колонны позволяет попасть в рабочую зону.
Диаметр отверстий провальных тарелок для НБК подбирают, исходя из свойств сырья. Если при перегонке сахарной браги и вина достаточно отверстий диаметром 5-6 мм, то при перегонке мучных заторов диаметр отверстий 7-8 мм предпочтительнее. Впрочем, тарелки для НБК имеют свои особенности расчета, поскольку плотность паров по высоте колонны значительно меняется, то размеры необходимо просчитывать для каждой тарелки отдельно, иначе их работа будет далека от оптимальной.
Ситчатая тарелка с переливом
Если диаметры отверстий провальной тарелки сделать менее 3 мм, то уже при относительно небольшой мощности флегма будет запираться на тарелке и без дополнительных устройств перелива будет происходить её затопление. Но оборудованная такими устройствами ситчатая тарелка существенно расширяет свой рабочий диапазон.
1 – корпус; 2 – ситчатая тарелка; 3 – переливная трубка; 4- стакан
С помощью переливных устройств на этих тарелках задается максимальный уровень флегмы, что позволяет избежать раннего затопления и более уверенно работать с высокой нагрузкой по пару. Это не мешает флегме при выключении нагрева полностью слиться в куб и перезапускать колонну придется с нуля, как и обычно для всех провальных тарелок.
При упрощенном расчете таких тарелок исходят из следующих соотношений:
- суммарная площадь отверстий 7-15% от площади сечения трубы;
- соотношение между диаметрами отверстий и шагом между ними около 3,5;
- диаметр сливных трубок примерно 20% от диаметра тарелки.
В сливных отверстиях обязательно ставятся гидрозатворы, чтобы избежать прорыва пара. Ситчатые тарелки нужно устанавливать строго горизонтально для прохождения пара сквозь все отверстия и во избежание стекания флегмы сквозь них.
Колпачковые тарелки
Если вместо отверстий в тарелках сделать паропроводные трубки высотой больше, чем сливные трубки, и накрыть их колпачками с прорезями, то получим совершенно новое качество. Эти тарелки при отключении нагрева не сольют флегму. Разделенная по фракциям флегма останется на тарелках. Поэтому для продолжения работы достаточно будет включить нагрев.
Кроме того, такие тарелки имеют конструктивно закрепленный слой флегмы на поверхности, они работают в более широком диапазоне мощностей нагрева (нагрузок по пару) и изменениях флегмового числа (от полного отсутствия до полного возврата флегмы).
Немаловажно и то, что колпачковые тарелки имеют относительно высокий КПД – порядка 0,6-0,7. Все это, наряду с эстетичностью процесса, и определяет популярность колпачковых тарелок.
При расчете конструктива исходят из следующих пропорций:
- площадь паровых трубок -порядка 10% от сечения колонны;
- площадь прорезей – 70-80% от площади паровых трубок;
- площадь слива 1/3 от суммарной площади паровых трубок (диаметр примерно 18-20% от диаметра сечения трубы);
- нижние тарелки проектируют с большим уровнем флегмы и большим сечением прорезей для того, чтобы они работали как удерживающие;
- верхние тарелки изготавливают с меньшим уровнем флегмы и сечением прорезей для того, чтобы они работали как разделяющие.
Исходя из графиков, приведенных у Стабникова, видим, что при слое флегмы в 12 мм (2 кривая) максимальный КПД достигается при скорости пара порядка 0,3-0,4 м/с.
Для колонны в 2” с внутренним диаметром 48 мм необходимая полезная мощность нагрева составит:
N = V * S / 750;
где:
- V – скорость пара в м/с;
- N – мощность в кВт, S – площадь сечения колонны в мм².
N = 0,3 * 1808 / 750 = 0,72 кВт.
Можно подумать, что 0,72 кВт определяют небольшую производительность. Возможно, с учетом доступной мощности стоит увеличить диаметр колонны? Наверно, это правильно. Распространенные диаметры кварцевых стёкол для диоптров – 80, 108 мм. Возьмем 80 мм с толщиной стенки 4 мм, внутренний диаметр 72 мм, площадь сечения 4069 мм². Пересчитаем мощность – получим 1,62 кВт. Ну уже получше, для домашней газовой плиты подходит.
Выбрав диаметр колонны и расчетную мощность, определим высоту переливной трубочки и расстояние между тарелками. Для этого воспользуемся следующим уравнением:
V = (0,305 * H / (60 + 0,05 * H)) — 0,012 * Z (м/с);
где:
- H – расстояние между тарелками;
- Z – высота трубочки перелива (т.е. толщина слоя флегмы на тарелке).
Скорость пара 0,3 м/с, высота тарелки не должна быть меньше её диаметра. Для нижних тарелок высота слоя флегмы побольше. Для верхних поменьше.
Рассчитаем наиболее близкие варианты сочетаний высот тарелок и перелива, мм: 90-11; 100-14; 110-18; 120-21. С учетом того, что стандартное стекло имеет высоту 100 мм, для модульной конструкции выбираем пару 100-14 мм. Естественно, это всего лишь наш выбор. Можно взять и больше, тогда лучше будет защита от брызгоуноса с увеличением мощности.
Если конструкция не модульная, то простора для творчества больше. Можно сделать нижние тарелки с большей удерживающей способностью 100-14, а верхнюю с большей разделительной – 90-11.
Колпачки выбираем из стандартных и доступных размеров. Например, заглушки для медной трубы 28 мм, паровые трубы – труба 22 мм. Высота паровой трубки должна быть больше, чем у переливной, скажем 17 мм. Зазоры для прохода пара между колпачком и паровой трубой должны иметь большую площадь сечения, чем у паровой трубы.
Прорези для прохождения пара в каждом колпачке обязательно площадью сечения порядка 0,75 от площади паровой трубы. Форма прорезей особой роли не играет, но их лучше выполнять максимально узкими, чтобы пар разбивался на более мелкие пузырьки. Это увеличивает площадь соприкосновения фаз. Увеличение количества колпачков так же идет на пользу процессу.
Режимы работы колонны тарельчатого типа
Любые барботажные колонны могут работать в нескольких режимах. При малых скоростях пара (малой мощности нагрева) возникает пузырьковый режим. Пар в виде пузырьков движется сквозь слой флегмы. Поверхность контакта фаз минимальна. При повышении скорости пара (мощности нагрева) отдельные пузырьки на выходе из прорезей сливаются в сплошную струю, а через небольшие расстояния из-за сопротивления барботажного слоя, струя распадается на множество мелких пузырьков. Образуется обильный пенный слой. Зона контакта – максимальна. Это пенный режим.
Если продолжить повышать скорость подачи пара, то длинна струй пара увеличивается, и они выходят на поверхность барботажного слоя не разрушаясь, образуя большое количество брызг. Площадь контакта снижается, эффективность тарелки падает. Это струйный или инжекционный режим.
Переход от одного режима к другому не имеет четких границ. Поэтому даже при расчете промышленных колонн определяют только скорости пара по нижнему и верхнему пределу работы. Рабочую же скорость (мощность нагрева) просто выбирают в этом диапазоне. Для домашних же колонн проводится упрощенный расчет на некую среднюю мощность нагрева, чтобы осталась возможность для регулировок в процессе работы.
Желающим провести более точные расчеты можно порекомендовать книгу А.Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической промышленности».
P.S. Вышеизложенное не является полноценной методикой, позволяющей рассчитать оптимальные размеры каждой тарелки применительно к любому конкретному случаю и не претендует на точность или наукообразность. Но всё же этого достаточно, чтобы сделать рабочую тарельчатую колонну своими руками или разобраться в достоинствах и недостатках колонн, предлагаемых на рынке.
Автор статьи – ИгорьГор.
Особенности тарельчатой колонны
Ректификационные колонны применяются в самогоноварении для очищения и укрепления самогона. Тарельчатые колонны – одна из разновидностей ректификационных устройств, названная так из-за расположенных внутри тарелок. Благодаря этим тарелкам конечный напиток получается более крепким, сохраняя при этом органолептические характеристики исходного сырья.
Содержание
- Какой должна быть тарельчатая колонна?
- Что представляет из себя ректификационный абсорбер тарельчатого типа и для чего нужен?
- Формула расчета высоты тарельчатой колонны
- Число тарелок в ректификационной колонне
- Типы тарелок для тарельчатой ректификационной колонны
- Ситчатые тарелки
- Решетчатые тарелки провального типа
- Ситчатые тарелки с s-образной перегородкой
- Колпачковые тарелки
- Тарелки с s-образными элементами
- Клапанные дисковые тарелки
- Преимущества тарельчатой колонны
- Заключение
Какой должна быть тарельчатая колонна?
Тарельчатая колонна – узкий цилиндр, который вертикально крепится к перегонному кубу. Внутри трубы на расстоянии друг от друга расположены горизонтальные перегородки – тарелки. Именно из-за них устройство получило свое название. Сверху на колонну крепится дефлегматор, в котором происходит частичная конденсация спиртовых паров.
Тарельчатые колонны могут быть стальными, медными и стеклянными. Изделие из нержавейки – вариант относительно недорогой и самый распространенный. Колонны из меди недешевы, но обеспечивают отличное качество дистиллята и шикарно выглядят. Что касается стеклянных колонн, то это самый бюджетный вариант, который выбирают в первую очередь ради возможности наблюдать за процессом перегонки.
Высота и диаметр колонны тарельчатого типа, а также количество тарелок могут быть разными. Эти параметры подбирают, исходя из желаемой крепости самогона, условий размещения аппарата, потенциальной мощности нагрева.
Что представляет из себя ректификационный абсорбер тарельчатого типа и для чего нужен?
Любая ректификационная колонна по сути является абсорбером. Устройство тарельчатого типа – вертикально расположенный цилиндр с расположенными друг над другом поперечными перегородками в форме тарелок. Именно на них происходит контакт спиртовых паров и флегмы с последующим тепломассообменом.
Основная функция абсорбера – максимально точное разделение газа и жидкости на фракции, отличающиеся температурой кипения. Этот процесс происходит благодаря многократному испарению и конденсации спиртовых паров.
Формула расчета высоты тарельчатой колонны
Для того чтобы колонна с барботажными тарелками работала максимально эффективно, важно правильно подобрать габариты. Основные – это высота колонны, количество тарелок и схема их размещения.
Для расчета высоты тарельчатой ректификационной колонны используется формула:
H = (N-1)*h + z₁ + z₂
- где N – число тарелок;
- h – расстояние между перегородками;
- z₁ – расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны;
- z₂ – расстояние между нижней тарелкой и дном колонны.
Обычно тарелки, которые находятся в нижней части ректификационной колонны, имеют отверстия большего диаметра, чем те, которые располагаются сверху.
Число тарелок в ректификационной колонне
В тарельчатой колонне число ступеней разделения задается конструктивно. Расчет числа теоретических тарелок довольно прост. Считается, что КПД одной физической тарелки – от 40 до 60%. Таким образом, две физические тарелки – это одна теоретическая.
Обычно в колонне установлено от 5 до 10 тарелок. Это 3–5 ступеней укрепления, которых вполне достаточно для получения дистиллята с крепостью соответственно от 88 до 95%. Кроме того, такая конструкция позволяет с высокой точностью отбирать головы и не бояться преждевременного подхода хвостов.
Степень очистки можно регулировать, корректируя количество перегородок.
Типы тарелок для тарельчатой ректификационной колонны
От типа тарелок, размещенных в аппарате колонного типа, зависит точность разделения спиртосодержащей смеси на компоненты, скорость перегонки, крепость конечного продукта. Основные требования к тарелкам:
- малый вес;
- простота конструкции;
- удобство эксплуатации;
- обеспечение хорошего контакта между паром и жидкостью.
Различают несколько видов контактных элементов:
- ситчатые;
- решетчатые провального типа;
- ситчатые с S-образной перегородкой;
- колпачковые;
- с S-образными элементами;
- клапанные дисковые.
Каждый вид имеет свои особенности, сказывающиеся на эффективности процесса.
Ситчатые тарелки
Тарелка этого вида представляют собой плоский диск, в котором проделаны отверстия одинакового диаметра. Одной стороной от жестко прикреплен к внутренней стенке колонны, с другой находится переливной канал для стекания жидкости. Отверстия в ситчатых тарелках отличаются по форме. Они могут быть круглыми, треугольными, в виде удлиненных узких прорезей.
Решетчатые тарелки провального типа
Пластины с прямоугольными или круглыми отверстиями – вот что такое решетчатые тарелки. Канала для стекания жидкости для данного вида не предусмотрено, поэтому горячий пар и жидкость походят через одни и те же щели, двигаясь в противоположных направлениях.
Основной недостаток таких тарелок – необходимость точной регулировки заданного режима перегонки. В противном случае при увеличении нагрева может произойти захлеб колонны, а если мощность нагрева уменьшится, то большая часть флегмы стечет обратно в перегонный куб.
Ситчатые тарелки с S-образной перегородкой
Эта разновидность ситчатой тарелки дополнена приваренной с верхней стороны перегородкой в виде буквы S, которая делит тарелку на две части. Флегма, перетекшая на тарелку сверху, движется вдоль перегородки, по пути контактируя с поднимающимся через отверстия паром. Дойдя до другого края тарелки, жидкость через переливной стакан стекает на следующий уровень.
Колпачковые тарелки
Колонны с колпачковыми тарелками – одни из самых популярных среди самогонщиков. Это связано с эффективностью конструкции. В колпачковой тарелке вместо обычных отверстий – патрубки, которые прикрыты колпачками с прорезями. Через патрубки поступает пар, который контактирует с флегмой, скопившейся на поверхности тарелки. Постоянный уровень флегмы обеспечивают находящиеся на тарелке перегородки, а избыток жидкости стекает на нижерасположенную тарелку через сливной стакан.
Тарелки с S-образными элементами
На поверхности тарелок этого вида находятся колпачки в форме буквы S, на одной из продольных кромок которых сделаны прорези. Эти элементы расположены таким образом, что образуют ряд чередующихся колпачков и желобков. Прорези колпачков погружены в жидкость, благодаря чему образуется гидравлический запор.
Спиртовые пары, поднимаясь, попадают внутрь колпачков и распределяются через прорези, проходя через слой флегмы, находящейся на поверхности тарелки. Избыток флегмы стекает вниз через сливной стакан.
Клапанные дисковые тарелки
Основной элемент тарелок этого вида – клапан в форме буквы L, закрывающий прямоугольное отверстие. В обычном состоянии клапан прикрывает щель под действием собственного веса. Идущие снизу спиртовые пары приоткрывают клапан и контактируют с жидкостью, находящейся на поверхности тарелки.
Преимущества тарельчатой колонны
Самогонные аппараты тарельчатого типа пользуются популярностью. Этому есть несколько объяснений:
- у таких аппаратов довольно высокая производительность;
- перегон на тарельчатой колонне благодаря точному разделению фракций позволяет получить более чистый, качественный самогон;
- можно получать самогон с различными характеристиками, меняя количество тарелок, комбинируя разные виды;
- работа на тарельчатой колонне практически не зависит от скачков напряжения.
Освоить тарельчатую колонну не так сложно, а результат перегонки точно порадует.
Заключение
Вследствие многократного контакта пара и жидкости в тарельчатой колонне происходит качественная очистка самогона. Такие устройства в первую очередь полезны при перегонке зерновых или фруктовых браг, так как большая часть вредных примесей остается во флегме, при этом вкус и аромат сырья в напитке практически полностью сохраняются.
ПРИНЦИПЫ выбора, сборки, работы, настройки ТАРЕЛЬЧАТОЙ КОЛОННЫ
Похожие видео
Дополнительные материалы
Тарельчатые ректификационные колонны представляют из себя устройства, в которых вместо насадки устанавливаются классические тарелки. Дома эти колонны используются для получения, пусть и не ректификованного спирта, но очень качественного и очищенного дистиллята – степень его укрепления составляет 90-95% вплоть до протоспирта.
Традиционно тарельчатые колонны используются для производства коньяка, виски и подобных благородных напитков. Небольшое число дисков сохраняет органолептику сырья при высокой производительности и стабильности устройства.
Устройство и принцип работы самогонных аппаратов с дефлегматором
Колпачковый ректификационный абсорбер может содержать разное число колпачков.
- Во время перегонки браги колпачки разогреваются, а их температура растёт сверху вниз. Во всех колпачках имеется по нескольку отверстий, через них стекает флегма и попадает на нижерасположенный колпачок.
Так процессы испарения происходят повторяясь один за другим и в итоге выходит жидкость с более высокой температурой кипения. В результате этого и получается высокоградусный спирт. - Абсорберы по основным типам слива жидкости с тарелки разделяются на тарельчатые колонны со сливными устройствами и без сливных устройств (с неорганизованным сливом жидкости).
К изделиям со сливным устройством относятся абсорберы с клапанными, ситчатыми, колпачковыми и прочими тарелками, имеющими специфические устройства для перетекания жидкости с тарелки на тарелку – карманы, сливные трубки и пр. - Нижние концы сливных устройств погружены в жидкость на нижерасположенных тарелках для создания гидрозатвора, предотвращающего прохождение газа через сливное устройство.
Некоторые недостатки
Что для одних недостаток, для других – преимущество. Однако, прежде чем приобретать или делать такое устройство (лучше всего из меди своими руками), следует кое-что знать.
Для привычной практики самогоноварения (время от времени, небольшими партиями) она не подходит, поскольку продукта, предназначенного для переработки (бражки), бражной колонне требуется, как минимум, 70 литров, а еще лучше – 100-120.
Необходимы затраты – либо денежные, либо трудовые для того, чтобы иметь такое приспособление. Необходимость точной и правильной регулировки температуры, прохождения воды и т.п. лучше всего поручить электронике, что в иных случаях вызывает трудности.
Если позволяют средства, лучше всего приобрести готовую колонну, обеспечивающую непрерывное действие, оснащенную электронным управлением. Это избавит от дополнительных регулировок и начальных ошибок.
Конструктивные особенности и разновидности
- Тарельчатый колпачковый абсорбер «DISTINEY» на 2 дюйма с 4 колпачковыми тарелками работает с благородными брагами (зерновые и фруктовые) с максимальным сохранением при перегоне вкусовых свойств исходного сырья.
Тарелки с медными колпачками, помимо фракционного разделения, также забирают на себя соединения серы, улучшая аромат получаемого продукта. Высота 415 мм, сами тарелки сделаны из нержавеющей стали, колпачки сделаны из меди, диаметр клампового соединения 2 дюйма. - Тарельчатый абсорбер «ХД/4-375КТС» с провальными тарелками размерностью 375 мм. применяется для фракционной перегонки сырого спирта.
С его помощью можно получить дистиллят крепостью ~92%, очень качественно отсекая «головы» и «хвосты», оставив органолептику исходного сырья в конечном продукте. При этом «ненужные» фракции можно прилично очистить за один перегон, что при использовании обычного дистиллятора достижима только путем 3-4-кратной дробной дистилляции. - Недавно представила свою версию тарельчатых абсорберов. Новинки представлены в виде 3 моделей и каждая имеет 8 модификаций, сами колонны двух видов – 3 тарельчатых уровня и 5 тарельчатый уровней.
Колонны имеют внутренний диаметр 80 мм, все тарелки с 3 колпачками из нержавеющей стали. Все разъемы для крепления – хомут кламп. - Ректификационный тарельчатый абсорбер «Прима» разработки ЦОП «у Счастливчика» является современным универсальным устройством для производства широкого ассортимента алкоголя, выполняющее 3 функции:
- перегонка браги в сырец;
получение ароматных благородных дистиллятов;
- получение спирта нейтрального вкуса с крепостью от 96%.
Абсорбер состоит из 4 основных частей: головная часть с узлами отбора по пару и жидкости, холодильник Димрота, доохладитель и царга (2 шт.) – полметра и метр.
Применение меди в самогоноварении
Сегодня в продаже встречаются как полностью выполненные из меди аппараты, так и отдельные детали – трубки, змеевики, сухопарники, колонны. Как правило, комбинированные модели дешевле, но при этом в состоянии выполнить возложенные на них ожидания винокуров.
Свойства меди
Медь обладает свойствами адсорбции примесей, содержащихся в спиртосодержащей жидкости. При этом она не взаимодействует с этиленом. Поэтому полученный при взаимодействии с медью спирт имеет мягкий вкус и природный аромат того сырья, из которого готовилось сусло для браги.
Конструкция аламбика (округлая, коническая, без углов) предотвращает скапливание винных взвесей и сивушных масел.
Сернистые соединения
Одно из наиболее вредоносных веществ (наряду с альдегидами и сивушными маслами), появляющаяся в браге из зерна и фруктов сера. Ее соединения портят вкус конечного продукта, наносят вред при потреблении внутрь.
Именно медь – металл, который осаживает оксид серы, то есть – не пропускает его в готовый самогон. Достаточно иметь детали из этого металла (тот же змеевик), чтобы получить самогон чище, чем при использовании одной нержавеющей стали.
Осторожно. Не игнорируйте мытьем и очисткой внутренних медных частей
Они скапливают на стенках серу и сивуху
Они скапливают на стенках серу и сивуху.
Медь или нержавейка — что лучше?
Каждый из металлов имеет свои сильные стороны и недостатки. Нержавеющая сталь инертна, не вступает в реакцию с компонентами браги, чего не скажешь о меди.
По поводу якобы образования в дистилляте на медном аппарате ярь-медянки (краски, получаемой при взаимодействии меди и кислоты) ломано-переломано «копьев» в среде приверженцев того и другого способа перегонки.
В пользу меди хотелось бы сказать несколько слов:
- Ацетаты действительно способны образовываться при длительном (!) контакте меди с кислотой, а не во время перегона. Вот почему аппарат нужно мыть, чтобы в полостях не застаивались остатки барды.
- Не раз проведенными исследованиями доказано: ничтожно малое количество ярь-медянки действительно возможно, но – только в головных и хвостовых фракциях. Следовательно, при правильном перегоне ее попадание в дистиллят невозможно.
- И еще, ответьте себе на вопрос: кто здоровее, дольше живет и меньше страдает от алкоголизма? Те, кто пьет коньяк и виски, или деревенский сивушный самогон? Так что и спорить не о чем.
Нержавейка, если она пищевая, – хороший инертный материал для дистилляции. Но если любите вкусные самогоны — лучше берите медь. А компромиссный вариант – соединение двух материалов в одном аппарате.
Особенности использования медного перегонного куба
Главное преимущество медного перегонного куба в том, что он прекрасно себя чувствует при нагреве от любого источника тепла: газовой или электроплиты, дровяной плитки или костра. Он долговечен и при правильной эксплуатации прослужит не одному поколению пользователей.
Но он нуждается в уходе:
- Куб необходимо тщательно мыть с лимонной кислотой. Затем промывать чистой водой и просушивать.
- Не допускайте окислов, это негативно повлияет на качество последующего перегона.
- Храните в сухом месте.
Страсть к веселящему и расслабляющему алкоголю не истребить сухими законами и различными запретами. Человечество не готово столь радикально менять свои привычки. Но ради безопасности и достижения нужного вкуса лучше готовить спиртное самостоятельно.
Как изготовить и собрать своими руками?
Стоит ли покупать тарельчатую колонну или лучше изготовить своими руками?
Самостоятельно изготовить колпачковую колонну по чертежу не так сложно, особенно если имеются в наличии колпачковые тарелки, являющиеся практически самой сложной составной частью. В основном приобрести их можно в интернете на подходящих сайтах, например, на алиэкспресс, и чаще всего продаются тарельчатые колонны китайского производства.
Однако выбирать особо не приходится, так как данные изделия являются довольно специфическим товаром и производятся они в очень узком кругу мастерских. А самостоятельно изготовить такие тарелки очень сложно, но вполне реально.
Потребуются для этого медные или нержавеющие пластины для вырезки кругов, которые равны внутреннему диаметру основной трубы колонны. Тарельчатая колонна же делается из нержавеющей, медной или стеклянной трубы, диаметр которой составляет 8-10 мм. и высотой (длиной) приблизительно 75 см.
Готовые стеклянные колонны, которые предлагают производители, пользуются немалой популярностью, так как можно следить за процессом барботирования, а это очень необычный процесс. Хотя сам материал в расчете качества работы колонны не учитывается.
- В готовых дисках сверлятся четыре отверстия диаметром 1-1,5 мм. и вставляются трубки из нержавейки или меди длиной приблизительно 1,5 см, через которые пар поднимается вверх.
По краям диска сверлятся ещё два отверстия диаметром почти 1 см и в них уже вставляются трубки с меньшей высотой – приблизительно 0,8-1,5 см. Стыки дисков и всех трубок пропаиваются. - Сверху на средние трубки впритык к поверхности диска насаживаются колпачки. Для того, чтоб пар выходил, в верхней части трубок просверливаются отверстия диаметром 1-2 мм., чем чаще, тем лучше. Также на высоту 5 мм. пропиливаются нижние края колпачков, чтоб они получились на 2 мм. ниже среза боковых трубок.
- Так как сложно придерживаться классического полусферического вида, можно изготовить стакановидные или конусообразные колпачки. Закрепляются они на паропроводных трубках муфтами или саморезами. Такая тарелка в собранном виде являет собой один рабочий элемент и в колонне указанной высоты их количество должно быть от 5 до 8 штук.
- Для того, чтобы можно было вставлять и доставать тарелки из колонны, они насаживаются на штырь диаметром 5-8 мм. и закрепляются гайками равноудалённо друг от друга. Верхний край колонны соединяется паропроводом с прочным холодильником, а на кубе и вверху колонны устанавливаются термометры.
Для более удобного извлечения тарелочной сборки, верхняя часть колонны выполняется в виде винтовой крышки. Патрубок для отвода пара крепится ниже уровня резьбы на 1-1,5 см.
Материалы изготовления колонны
Колонна для самогонного аппарата является простым приспособлением, которое можно сделать даже своими руками. Но ко всем деталям прибора выдвигаются четкие требования по используемому материалу:
- перегоночный куб должен быть изготовлен из нержавеющей стали;
- сама колонна из меди или пищевой стали;
- пароотвод, холодильник, змеевики также должны быть из стали или меди, в крайнем случае из латуни.
Для соединения колонны и бака потребуется хомут кламп. Укреплять прибор на куб можно при помощи резьбового штуцера.
Чем различаются абсорберы?
- Насадочные дистилляционные колонны имеют меньшую эффективность, нежели тарельчатые. При одинаковом рабочем объёме колонн, площадь контактной поверхности в насадочной колонне является меньшей.
Также неравномерное стекание жидкости по тарельчатой насадке ограничивает насадочные колонны по диаметру, так как тарельчатые колонны по диаметру достигают 4 м., а насадочные не превышают и 2,8 м. А это значительно ограничивает насадочные колонны в ректификационном использовании.Но благодаря невысокой себестоимости и простоте своего изготовления они пользуются популярностью в малом производстве.
- Колпачковые колонны являются более распространёнными за счёт более простой конструкции. Данный вид изделия использует процесс обмена массы и тепла между жидкостью и паром.
Данные абсорберы различаются общим количеством колпачков, которых, чем больше, тем больше количество точек преобразования пара в жидкость, и соответственно выше объём выходящего готового продукта. - Тарельчатая колонна обладает значительно большим удерживающим свойством и соответственно не стоит вопрос на счёт удержания сивухи. Пять-десять тарелок реализуют три-пять уровней укрепления при отборе «тела» и «голов».
Это даёт возможность заниматься перегоном по законам простой ректификации не рискуя оставить спирт без вкусовых качеств, отделять головные фракции и при сборе «тела» не думать о своевременном подходе хвостовых фракций.Запотевшие находящиеся внизу диски визуально покажут по окончанию отбора, что пора сменить тару. Качество очистки здесь задаётся сменой общего числа тарелок.
Область самогоноварения не ограничивается выгонкой одного лишь самогона и современные дистилляционные устройства позволяют производить куда большее разнообразие алкогольных напитков. При этом тарельчатые колонны можно, как приобрести готовые, так и изготовить своими руками, всё упирается лишь в возможности и желание.
Процесс ректификации позволяет добиться высокой чистоты и крепости спирта и оба этих качества зависят от понимания основы дела занимающимся им винокуром. Поэтому для проведения более верных вычислений, рекомендуется к прочтению издание А. Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической промышленности».
Рекомендации мастера
Важно учесть при изготовлении, что подвод жидкости в дефлегматор или к каждому из них, а также холодильнику, должен производиться по отдельности. Трубки, которые будут применяться для выхода из холодильника и дефлегматора, должны использоваться исключительно на основе силикона
Это утверждение верно для продуктов горячей воды. Если же речь идет о холодной воде, то можно использовать трубки на основе поливинилхлорида. Медная бражная колонна должна изготавливаться с учетом вышеописанных технических требований, под которые подходят разные конструктивные решения. Однако вы можете не ограничивать себя и придумать свою модификацию. В качестве главного условия при этом выступает то, что в итоге удастся получить в свои напитки, которые будут обладать разными качествами и органолептическими характеристиками. Однако в итоге не удастся получить чистый спирт. Конечный продукт не будет пахнуть самогоном, но и аптечным спиртом он являться не будет. Но для приготовления водки такая конструкция вполне подойдет, мастер сможет заняться изготовлением основы для качественных дистиллятов.
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Тарельчатая колонна: преимущества, какой должна быть, формула расчета высоты + подборка схем
Тарельчатая колонна – разновидность ректификационных устройств для изготовления домашнего спиртного.
Представляет собой вертикальный цилиндр, внутри которого на определенном расстоянии помещаются горизонтальные перегородки (тарелки), по которым стекает жидкий продукт во время перегонки.
Позволяет получать довольно качественный алкоголь даже при однократной дистилляции благодаря многократному контакту жидкости и газа.
рецепты самогона
Преимущества тарельчатой колонны
-
Хорошая очистка от ядовитых примесей (чем больше перегородок – тем выше);
-
Вариативность конструкции (можно менять характеристики дистиллята, уменьшая или увеличивая число тарелок);
-
Отсутствие зависимости от перепадов давления воды или напряжения (в отличие от устройств насадочного типа);
-
Высокая производительность (усиливается за счет большего диаметра цилиндра).
Тарельчатые колонны делают и меди, стали, стекла и фторпласта. Медные варианты в простонародье называют «флейтами» из-за сходства с музыкальным инструментом.
Отличаются колонны и типом отверстий на тарелках. Они могут быть колпачковыми, ситчатыми, решетчатыми, пластинчатыми, дисковыми.
Для получения качественного домашнего спиртного лучше всего подходят колпачковые варианты, которые отличаются высокой производительностью и легкостью эксплуатации.
Однако они довольно сложны в сборке и требуют дорогих комплектующих. Поэтому чаще всего такие приборы используют для изготовления благородных напитков: виски, коньяка, бурбона.
При желании можно собрать самостоятельно и более дешевый аналог колпачковой колонны.
Какой должна быть тарельчатая колонна
Корпус устройства обычно делают из нержавейки, но стеклянные модели обладают большей наглядностью.
Диаметр зависит только от мощности нагрева: можно увеличивать его на свое усмотрение, тем самым повышая КПД устройства.
Градус и степень очистки напитка усиливают, добавляя тарелки внутрь цилиндра.
Чаще всего используют колонны с 5–10 перегородками (диапазон крепости дистиллятов – от 88 до 95%).
Для герметизации этажей применяют обычные силиконовые диски.
По желанию можно дополнить колонну узлом промежуточного отбора или штуцером под термометр.
Примерные параметры элементов:
-
Площадь паровых трубок – около 10% от сечения колонны;
-
Площадь прорезей – 70–80% площади паровых трубок;
-
Площадь слива 1/3 от общей площади паровых трубок (диаметр – около 18–20% от толщины трубы).
Формула расчета высоты тарельчатой колонны
H = (N-1)*h + z₁ + z₂
Где h – расстояние между тарелками, z₁ – расстояние между верхней перегородкой и крышкой колонны, z₂ – расстояние между нижней перегородкой и дном колонны, N – число тарелок.
Нижние перегородки делают с большим сечением отверстий и уровнем флегмы (как удерживающие), верхние – с меньшими параметрами (как разделяющие).
Колпачки выбирают из доступных размеров (например, заглушки диаметром 28 или 22 мм).
Форма отверстий в тарелках особой роли не играет, но лучше делать их максимально узкими, чтобы пар разделялся на мелкие пузырьки, тем самым увеличивая площадь контакта фаз. Большее число колпачков также пойдет на пользу.
Усовершенствовать устройство можно, разместив вместо отверстий в тарелках паропроводные трубки (большей высоты, чем сливные) и накрыв их колпачками с прорезями. Разделенная по фракциям флегма останется на перегородках даже после отключения нагрева.
Скачать схему тарельчатой колонны
Для того чтобы загрузить архив с чертежами нажмите на картинку ниже, либо эту ссылку.
Актуальность: 16.01.2020
Метки: Водка, брага, самогон, Самогонные аппараты и аксессуары