Для приготовления крепкого и чистого алкогольного продукта в домашних условиях требуется четко понимать технологию процесса перегонки. В большинстве случаев для приготовления домашнего самогона используют весьма примитивное устройство перегонный куб, однако для правильной дистилляции необходимо наличие дополнительного оборудования, и каждый опытный самогонщик об этом знает. Дефлегматор стал одним из таких вспомогательных элементов в системе самогонного аппарата. Размеры такой конструкции могут быть разными, его можно выполнить собственноручно или же приобрести в готовом варианте. Здесь все зависит от конструктивных особенностей выбранного аппарата и от требований к получаемому самогону.
Работа такого устройства как дефлегматор или сухопарник основана на следующих принципах:
Простой принцип работы установленного на самогонный аппарат дефлегматора основан на дополнительной очистке от химических примесей, позволяя при этом улучшить в итоговом продукте качественные показатели. Он также служит отличным промежуточным охладителем, так как температура рабочей смеси при попадании в дефлегматор несколько снижается.
Совсем недавно по поводу установки сухопарника возникало множество неоднозначных споров, теперь же мастера, детально освоившие процесс самогоноварения, в необходимости присутствия такого аппарата попросту не сомневаются.
Самогонный аппарат с качественно выполненным дефлегматором может стать полезным и эффективным решением для слаженной работы всей перегонной системы. Несмотря на то, что многие начинающие изготовители крепкого домашнего напитка отказываются от его наличия в конструкции, все-таки присутствие такого элемента обязательно в перегонном комплексе, так как дефлегматор в самогонном аппарате дает целый ряд преимущественных особенностей:
Каждый из вышеперечисленных факторов в значительной степени упрощает сам процесс приготовления домашнего алкогольного напитка и способствует его более глубокой очистке от тяжелых для человеческого организма соединений.
В технологии получения спирта применяются различные виды дефлегматоров. Отличие в основном связано с конструкцией устройства и наличием дополнительных элементов, выполняемыми функциями, способом применения, разнообразием форм и размеров. В каждом конкретном случае выбор дефлегматора 
необходимо подстраивать под характеристики определенного самогонного аппарата. Наиболее распространенным материалом для изготовления дефлегматора стало стекло, трубки же могут быть из нержавейки, реже из титана или меди ввиду их дороговизны. Наиболее популярными на сегодняшний день среди дефлегматоров считаются:
Холодильники значительно усовершенствуют процесс самогоноварения, позволяя повысить качество алкоголя в несколько раз. Принцип действия каждого из них имеет схожую направленность, которая заключается в нагревании исходного сырья до образования пара и последующего его охлаждения, в результате чего и происходит четкое разграничение тяжелой и легкой фракции.
Многие опытные самогонщики отдают предпочтение холодильнику Димрота, считая его самым практичным по функциональным особенностям. По своей сути он является своеобразным миниатюрным аналогом ректификационной колонны. Оснащение аппарата дистилляции таким устройством дает возможность с легкостью разделить фракции.
При наличии достаточного количества свободного времени и при огромном желании сделать дефлегматор самостоятельно довольно просто. В противном случае следует приобрести уже готовый вариант, благо ими переполнены магазинные полки.
Способов конструирования сухопарника в домашних условиях огромное количество. Его изготовление возможно и с применением подручных, давно ненужных в быту средств. Выполнить дефлегматоры можно из следующих предметов:
Трубка из стеклаДля осуществления такой идеи самодельного дефлегматора нужно подготовить дополнительные материалы:
Сделать дефлегматор из термоса задача не из самых сложных, однако процесс достаточно трудоемкий и требует соблюдения определенной последовательности действий:
Сухопарник, выполненный на основе термоса, требует больших усилий со стороны исполнителя и справиться с освоением такой непростой в исполнении техники можно лишь при большом желании. При нехватке времени и терпения можно воспользоваться простым и оптимальным вариантом изготовления сухопарника из обычной стеклянной банки.
Стеклянная банка самый простой и доступный вариант для изготовления сухопарника. Отстойник такого вида отлично справляется с возложенными на него функциями и очень прост в использовании. Для того, 
чтобы обычная стеклянная банка объемом 750 мл стала полезным и эффективным элементом перегонной системы нужно выполнить следующие действия:
Подводя итог, хотелось бы отметить, что установка дополнительного устройства (дефлегматора) в общую систему самогонного аппарата полностью себя оправдывает. Любой, начинающий осваивать технологию получения правильного самогона, умелец может достигнуть высоких результатов, получая вкусный, крепкий и ароматный самогон.
Анализируя запросы поисковиков, по которым на мой блог попадают посетители, я пришел к выводу, что суть работы дефлегматора и самой пленочной колонны не до конца всем понятна. Соответственно и отличие от обычного аппарата с одной стороны и от рекколонны с другой.
Давайте попробуем более детально разобраться в чем тут дело. Начнем с терминов. Как говорит нам википедия:
Ректификация (от лат. rectus - прямой и facio - делаю) - это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой), ректификационных колоннах.
Дистилляция (лат. distillatio - стекание каплями) - перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Из сравнительного анализа этих терминов видно, что в одном случае имеет место прямой проход пара на охладитель/конденсатор (дистилляция), а во втором случае часть сконденсированного пара возвращается в виде жидкости обратно, повторно/многократно реагирует с вновь образованным паром (ректификация) и лишь потом поступает на конденсатор. Результатом этого многократного переиспарения является качественное разделение смеси на составные части (и значительное укрепление продукта с одновременным уменьшением общей производительности). Т.е. в результате ректификации мы получаем набор разных продуктов (отдельно спирт, воду, сивушное масло), а в результате дистилляции — более менее однородный продукт (спирт, вода и сивушное масло вместе). Напомню, что термин «сивушное масло» является собирательным и обозначает некий комплекс веществ и соединений, входящих в состав дистиллятов/ректификатов спиртосодержащего сырья помимо воды и собственно спирта (см. ). Кроме вредных для здоровья компонентов сивуха содержит и вкусоароматические составляющие, наличие которых в готовом продукте часто приветствуется.
Таким образом разделителем понятий дистилляция и ректификация является «противоточный массо- и теплообмен между паром и жидкостью» . Как и когда он возникает? Или, иначе:
Что такое дефлегматор? Дефлегматор по своей сути является холодильником/конденсатором, который конструктивно может быть выполнен по разным схемам. Его главное предназначение — сконденсировать часть проходящего паропотока в жидкость (которая называется флегмой ) и направить эту жидкость обратно в куб навстречу потоку пара. Встречаясь с паром флегма разогревается и вся/частично вновь превращается в пар. И опять конденсируется дефлегматором и снова стекает в куб, и так далее и так далее. Тут важно понимать ряд условий, максимизирующих выгоды подобной конструкции:
1. Для максимально эффективного переиспарения толщина потока/слоя флегмы должна быть минимальной, а площадь потока максимальной. Поэтому в пустотелых трубах флегма должна стекать равномерно тонким слоем по внутренней стенке трубы, образуя пленку — отсюда название «пленочная». Если использовать колонну, наполненную какой-либо насадкой с развитой поверхностью — можно существенно увеличить площадь контакта флегмы, обволакивающей насадку, и пара — отсюда название «насадочная»
2. Для образования устойчивой пленки труба должна стоять строго вертикально — отсюда «колонна». При даже незначительном наклоне колонны, флегма стремится образовать на одной из сторон внутренней поверхности трубы ручеек и пленка перестает образовываться.
3. Колонна (а точнее ее часть в которой осуществляется контакт флегмы и пара) должна иметь высоту, достаточную для стабилизации процессов тепломассообмена пар/флегма. Не менее 50 диаметров. За счет стабилизированного тепломассообмена и при достаточной высоте колонны, в ней образуются зонное распределение фракций по температуре испарения (т.е. собственно разделение). Самые низкокипящие фракции занимают верхнюю часть колонны так как быстрее и легче переиспаряются, тогда как более высококипящие скатываются ниже. Соответственно низкокипящие первыми проходят на отбор, а затем следующие по температуре кипения и т.д. Получаем хорошо разделенный продукт, отобранный в разные емкости по температуре кипения.
Почему колонны делятся на бражные и ректификационные?
Во-первых, для получения спирта-ректификата (СР) разделительной способности пленочной колонны недостаточно — нужна насадочная колонна.
Во-вторых, если в качестве сырья для насадочной колонны использовать брагу, а не спирт сырец (СС) первого прямоточного перегона, насадка очень быстро загрязнится и перестанет работать в нормальном режиме.
Вот и получается, что бражная колонна — пленочная, а ректификационная — насадочная.
Однако, дефлегматор является неотъемлимой частью и той и другой конструкции.
P.S. В написанной мною позднее есть иллюстрации,показывающие как работает рубашечный дефлегматор пленочной колонны.
Как самому изготовить дефлегматор к бражной колонне вы можете посмотреть в п.2 раздела .
Как всегда жду вопросов, комментариев и критики.
Дефлегматор для самогонного аппарата - это устройство, которое имеет несколько названий, о его необходимости до сих пор ведутся споры. Но, несмотря на столь активные дискуссии, никто и не думает умолять достоинств дефлегматора.
Зачем нужен самогонный аппарат, понятно всем. Несмотря на то что конструкция отличается примитивным строением, ее можно модернизировать. Модернизация поможет значительно улучшить качество продукции: сделает самогон чище, избавит его от неприятных запахов.
Расположение сухопарника в самогонном аппарате
Дефлегматор, или сухопарник, - это неотъемлемая часть прибора, своего рода отстойник, в котором при дистилляции оседают вредные сивушные масла. Именно сивуха портит качество алкоголя, она может стать причиной тяжелой интоксикации.
Самогонные аппараты бывают различными, например, с сухопарником и без него, но это вовсе не значит, что устройства работают одинаково. Строение прибора оказывает прямое влияние на качество самогона. Если аппарат не обладает холодильником, сухопарником и перегонным кубом, то его сложно причислить к устройствам для производства спиртосодержащих напитков в домашних условиях.
Каждая часть агрегата выполняет определенные функции. Если говорить о дефлегматоре (сухопарнике, отстойнике), то он помогает:
Необходимо понимать, что некоторые устройства снабжены несколькими сухопарниками. Наличие дополнительных модулей влияет на качество самогона. В некоторых случаях дефлегматоры работают настолько эффективно, что позволяют в домашних условиях производить спирт высокой крепости.
Многие думают, что сухопарником оснащен только самогонный аппарат, а вот ректификационная колонна в таком устройстве не нуждается. На деле это не совсем так. Ректификатор нередко имеет один или два отстойника. Именно эти модули и помогают прибору производить спирт-сырец крепостью до 96 градусов.
Как работает дефлегматор:
По своей сути дефлегматор - это своеобразный фильтр, который задерживает сивушные масла, капли браги, различные примеси и т. д. Он позволяет улучшить вкус продукта, повысить его крепость и обеспечить самогонщика высококачественным самогоном.
Для чего нужен в таком случае второй сухопарник? Ответ на этот вопрос очевиден: второй сухопарник, или дефлегматор, помогает не только очистить самогон от сивухи, но и повысить его крепость. В конструкции агрегата могут быть два и более сухопарника. Один из них используют для придания напитку аромата, а другой очищает самогон от вредных примесей. Чем больше в агрегате сухопарников, тем качественнее алкоголь он выдает.
Конструкции с тремя сухопарниками используют при дистилляции благородных напитков, таких, как виски, коньяк и даже ром.
Разбираясь с тем, как работает сухопарник и зачем он нужен, стоит заметить, что устройство имеет несколько преимуществ. Самогонный аппарат с дефлегматором - особое устройство, которое отличается рядом положительных характеристик. Наличие дополнительного модуля оптимизирует работу устройства и помогает:
Но главное - это то, что дефлегматор упрощает получение готовой продукции, он позволяет без особых усилий, не проводя вторую или третью перегонку браги, произвести самогон высокого качества.
Изготовить сухопарник для самогонного аппарата своими руками не так уж и сложно, понадобится некоторое знание подробностей строения агрегата и функций дополнительного модуля.
Если изучить чертеж, то можно заметить, что дефлегматор - это своеобразная емкость, которую используют в качестве отстойника. Емкость имеет определенные особенности строения, опираясь на них и можно изготовить модуль самостоятельно. Но если нет навыков в конструировании и создании самогонных аппаратов или его частей, то лучше приобрести прибор в магазине.
Как сделать сухопарник самостоятельно:
Когда все исходные материалы будут готовы, можно приступать к изготовлению модуля своими руками.
Алгоритм действий при работе с материалами:
По такой системе можно изготовить несколько дефлегматоров, в принципе схема не отличается особой сложностью. Можно «прикрутить» к уже готовому агрегату отстойник или дополнить им самогонный аппарат, сделанный своими руками.
После того как сухопарник будет готов и вмонтирован в конструкцию устройства по изготовлению спиртосодержащих напитков, его необходимо будет протестировать. Стоит залить в перегонный куб воду и запустить аппарат - это поможет проверить герметичность соединений и правильность монтажа.
Наличие царги в приборе еще не означает, что он обладает ректификатором. Царга - это часть ректификационной колонны, но не только это приспособление участвует в дистилляции алкоголя. Итак, как усилить работу царги и превратить самогонный аппарат в настоящий спиртзавод? Для этого можно оснастить уже имеющееся устройство дополнительным модулем - дефлегматором.
Как сделать сухопарник для ректификатора:
Конструкция дефлегматора для ректификационной колонны весьма сложная, сделать такое приспособление своими руками совсем непросто. По этой причине можно купить уже готовое приспособление, так будет проще.
Стоит отметить, что ранее сухопарник считали ненужным элементом, оборудование для изготовления самогона с дефлегматором не пользовалось особой популярностью, и агрегаты подвергали демонтажу. Отстойники убирали, не задумываясь о том, что они улучшают качество алкоголя и его вкусовые характеристики.
Изготовить качественный спиртной напиток в домашних условиях требует четкого понимания процесса и наличия дополнительных устройств, а не только сам перегонный куб и холодильник. Одним из таких вспомогательных элементов в системе самогонного аппарата и комплектующих является дефлегматор. Он может принимать различные размеры, быть изготовлен своими руками или приобретен уже в готовом виде от производителя. Все зависит от типа оборудования, будет ли это типовой самогонный аппарат или ректификационная колонна, а также от желаемой производительности, требований к конечному продукту.
Часто под названием сухопарник или отстойник понимают устройство дефлегматора, принцип работы которого заключается в следующем:
Установленный дефлегматор, работая по простому принципу отбора химических соединений, позволяет в значительной степени улучшить качество продукта. Его можно назвать и своеобразным вспомогательным холодильником, который в промежуточной стадии понижает температуру рабочей смеси.
Если раньше отстойник был необязательным элементом в системе перегонки, то сейчас опытные самогонщики обязательно устанавливают аппарат в систему. Сделать это можно и своими руками или обратиться к специалистам, если не нет желания проводить эксперименты. Есть возможность приобрести уже готовое устройство, в частности, дефлегматор или холодильник Димрота, который отличается своей практичностью и профессиональной производительностью, он и визуально больше похож на лабораторное оборудование, за счет стеклянной колбы и змеевика.
Кроме дефлегматора Димрота существуют и другие модели агрегатов, но при их выборе следует ориентироваться, какой самогонный аппарат, показатели производительности и на общую масштабность. Если аппарат собирается самостоятельно, то в качестве отстойника можно использовать специально подготовленную стеклянную банку со штуцерами, хотя вариант уже готового сухопарника будет надежней.
Некоторые начинающие изготовители алкоголя в домашних условиях пренебрегают наличием отстойника, хотя это устройство может стать очень полезным элементом в работе всего перегонного комплекса. Из очевидных преимущественных особенностей присутствия дефлегматора в системе можно выделить следующее:
Все эти факторы только упрощают приготовления алкогольных напитков и делают их более чистыми относительно сопутствующих перегонке браги соединений.
Сейчас доступно любое оборудование для процесса приготовления алкоголя в домашних условия и можно приобрести практически любые детали, в том числе и сухопарник. Дефлегматоры преимущественно выполняются из стекла, в том числе и устройство Димрота. Сами трубки могут быть из нержавеющей стали и реже из титана. В основном для самогоноварения применяются стеклянные трубки. Изделия имеют и разные названия, что лежит в основе принципа действия и конструктивных особенностей деталей. Например, аппарат Димрота имеет обратный принцип действия, то есть сконденсированный раствор возвращается обратно в емкость, а не поступает в тару для конечного продукта. Считается, что такая модель дефлегматора одна из практичных и функциональных. Сам корпус выполнен из специального термостойкого стекла и это облегчает наблюдения за самим процессом дистилляции, а также никак не влияет на вкусовые качества напитка. Такая характеристика также важна, так как, если материала имеет невысокую стойкость к агрессивным средам, реагирует на перепады температур, то это может сказаться на привкусе спиртного. Для работы необходим подвод проточной воды, а также наличие специальной колбы, например, Бунзена.
Сделать своими руками сухопарник достаточно легко, но в случае отсутствия времени и желания конструировать, лучше отдать предпочтение уже готовым экземплярам. Кроме этого, некоторые модели просто невозможно выполнить четко по аналогии с подобными изделиями, но изготовленными в промышленных условиях.
Существует различные варианта конструирования сухопарников и если есть желание, опыт и технические возможности, то можно с помощью паяльника и некоторых других атрибутов, заняться сбором устройства. Насколько эффективно будет налажена работа дефлегматора и будут ли исключены аварийные ситуации, зависит исключительно от расчетных данных, применяемых материалов и методики сбора.
Самым простым сухопарником является банка, именно она может отлично справляться с функциями отстойника или сухопарника и в некоторой степени усовершенствовать аппарат для самогона. Естественно, что такое приспособление будет отличаться по практичности с профессионально изготовленным изделием, но все же, также может быть полезным в системе перегонки, выполненной своими руками. Объем банки зависит от мощности самогонного аппарата, обычно используются банки от 750 мл. Важно найти банку с закручивающейся крышкой, что облегчает процесс применения приспособления. Также следует подготовить штуцеры, гайки и клей, имеющий высокие показатели относительно термостойкости.
Поэтапно мероприятие, как сделать дефлегматор и преимущественно своими руками выглядит следующим образом:
Для ректификационной колонны такой отстойник не подойдет и лучше обратить внимание на вариант дефлегматора из термоса. Сделать такое устройство будет не всем под силу, так как потребуется навыки обтачивания сварочных швов, опыт припаивания, сверления и конечно, огромное желание собрать весь этот агрегат своими руками.
Условно это процесс можно представить следующим образом:
Все действия по изготовлению дефлегматора с применением термоса достаточно трудоемкий процесс и справиться с ним можно только при большом желании. Сэкономить время, сохранить термос и обеспечить самогонный аппарат или ректификационную колонну качественным сухопарником, можно намного проще. Достаточно подобрать оптимальный вариант дефлегматора к уже имеющемуся или вновь приобретаемому аппарату, произведенному согласно специфике технологии и применяемых условий.
Относительно стоимости вспомогательного оборудования, то можно найти модели по весьма приемлемым ценам. Кроме этого, современный аппарат и ректификационная колонна уже идут в комплекте, имеется и дефлегматор, соединительные элементы и другие необходимые детали.
Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.
Схема работы колонны Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.
Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).
Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.
Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.
Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.
Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.
В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.
Варианты спирально-призматических насадок Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.
Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.
Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.
Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.
С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.
При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.
Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.
Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.
Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».
Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.
Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.
Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.
Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.
При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.
Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.
Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.
Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.
Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.
Формула для расчета скорости пара:
V = N * 750 / S (м/сек),
Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.
Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.
Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.
Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.
Пример холодильника Димрота для колонны Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.
Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.
«Рубашечник» Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.
Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.
Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.
Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.
Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.
Возможная конструкция прямоточного холодильника Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».
Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.
Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.
На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.
Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.
Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).
Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:
S = P * 100 (кв. см).
Длина внешней окружности паровой трубы:
Lокр = 3.14 * D.
Высота рубашки охлаждения:
H = S / Lокр.
Общая формула расчета:
H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).
Мощность нагрева – 2 кВт.
Возможно применение труб 12х1 и 14х1.
Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.
Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.
Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.
Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.
Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.
Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.
Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.
Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.
Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.
Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.
Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.
При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.
Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.
Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.
Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.
P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .
