Колонна для самогона: принцип работы при изготовлении ректификата

Содержание

Разновидности контактных устройств

Теоретическая тарелка

Устройство, которое осуществляет единичный обмен между жидкостью и паром. Таким образом, чтобы получить спирт со знаком качества необходимо около 30-35 таких тарелок.

Физическая тарелка

Контактное устройство, которое используется для максимально тесного взаимодействия паров с жидкостью. Однако с помощью одной-двух тарелок такого результата достичь не удастся, поэтому в колонне их должно быть порядка 75-80 штук.

Насадки

В основном тарелки используются в промышленном производстве, при самостоятельном изготовлении спирта применяются насадки. Их делают из скрученной проволоки или нержавеющей металлической сетки. Принцип действия насадки состоит в максимальном взаимодействии флегмы стекающей по сетке с паром, который поднимается вверх.

Материал и размеры

Для составных частей ректификационной колонны можно использовать только хромникелевую (нержавеющую) пищевую сталь. Длина трубы (царги) должна составлять не менее 130 см, ее диаметр – от 30 до 40 мм, толщина стенки трубы – 1-1,5 мм. Размеры насадки для достижения максимального результата должны быть меньше площади царги в 12-15 раз.

Только пищевая сталь используется для составных частей ректификационной колонны

Система нагрева

Для системы нагрева аппарата возможно использовать портативную индукционную плиту либо ТЭНы, встроенные в перегонный куб. Нагрев на газовой плите исключается (он не дает возможности регулировать процесс нагрева).

Контроль процесса

Самый удобный способ – ориентироваться по показаниям двух термометров, установленных в нижней (около 20 см. от нижней части насадки) и средней части трубы (на высоте 2/3 от общей высоты колонны). Когда начинает отбираться «тело», разница в показаниях термометров не должна превышать более чем 0,3 градуса. Если термометров на царге нет, ориентироваться можно по изменениям температурного режима в перегонном кубе. Если температура повышается на градус, отбор необходимо снизить на 6-10%. Этот способ также поможет избежать «захлебов» колонны.

Производительность

На качество получаемого спирта несомненно влияют такие параметры, как высота царги, количество насадок, а также такие компоненты, как охладитель и узел отбора. Немаловажным фактором является нагрев (его мощность), именно от него зависит, как быстро движутся пары флегма.

От нагрева зависит качество получаемого спирта

Влияние давления

Для изготовления качественного ректификата давление в колонне должно быть приравнено к атмосферному (720-780 мм ртутного столба). Отклонения от этого правила влекут за собой либо некачественное разделение ректификата на отдельные компоненты, либо – захлебывание колонны. Поэтому трубку связи аппарата с атмосферой нужно установить обязательно.

Устройство и принцип работы ректификационной колонны

Как сделать ректификационную колонну волнует многих домашних винокуров. А ведь небольшой миниспиртзавод для дома можно сделать самостоятельно, намного сэкономив при покупке готового комплекта.

Сумма буде в 2-3 раза меньше если вы решите сделать ректификационную колонну самодельную. Все детали, как устроена ректификационная колонна и чертеж подробно описаны ниже.

Каждый домашний миниспиртзавод состоит из:

Перегонный куб;
Царга;
Насадка;
Узел отбора;
Дефлегматор;
Холодильник;
Царга пастеризации (опционально);
Автоматика.

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:

Жидкость, закипая в —перегонном кубе—, испаряется и в газообразной форме проходит через царгу.
Пар, дойдя до дефлегматора, охлаждается и конденсируется на его стенках.
Конденсат стекает сначала по стенкам дефлегматора, а потом и по стенкам царги обратно в куб.
В этот момент между стекающим конденсатом и восходящим паром происходит газо-жидкостный массообмен. Он заключается в передаче тепла и некоторого количества испаренных веществ от пара к конденсату. Под таким воздействием часть флегмы – ее легкокипящие составляющие: спирт и небольшая доля воды вновь испаряются, не доходя до перегонного куба, а более труднокипящие: сивушные масла и другие примеси продолжают стекать в перегонный куб.

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.

Внутри царги находятся насадки, на поверхности которых и происходит основной массообмен. Изделия из нержавейки хорошо подходят для сахарной и зерновой, а медные – —для фруктовой браги—.

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.

По другому испарительный куб,в него заливается сырец(самогон) для ректификации. Куб также является прочным основанием для колонны, вес колонны с насадкой достаточно велик. Для домашнего использования обычно используется емкость 15-50 литров. Куб может быть универсальным подходящим для перегона браги и спирта, в этом случае целесообразно использовать большую емкость 30-50 литров.

При изготовлении куба часто используются пивные кеги из «нержавейки» на 30 и 50 литров или пищевые котлы.

Емкость должна быть оборудована нагревательным элементом, в качестве которого используется ТЭН или два ТЭНа мощностью 1-3 кВт. В качестве источника нагрева можно использовать электоро или индукционную плитку с возможностью регулировки мощность нагрева.

На кубе устанавливается термометр для внутреннего контроля кубовой жидкости. Для уменьшения тепло потерь, рекомендуется утеплить куб снаружи.

Материал для производства

Сырьё для производства этилового спирта нужно выбирать с учётом конечного продукта, который необходимо получить. Для изготовления этанола класса Экстра и Люкс необходимы зерновые культуры, для высшего и первого сорта возможно использование любого продукта с содержанием крахмала.

Получение гидролизного спирта

Виды сырья для переработки довольно разнообразны. Самым продуктивным из них является сахар, из 10 кг этого сырья получают 5 и более кг чистого спирта. Однако сахар — дорогой продукт.

Можно использовать зерновые культуры, в том числе рис и кукурузу. Из пшеницы получают до трёх литров спирта.

Сахарная свёкла, картошка и фрукты (виноград, сливы, яблоки) являются наименее производительным сырьём, они дают всего один литр спирта.

Можно использовать разное сырьё, но нужно учесть, что бражки разных видов нельзя смешивать при изготовлении питьевого спирта.

Устройство и принцип работы устройства

Принцип действия ректификационной колонны состоит в непрерывном повторяющемся процессе испарения тяжелых паров спирта и их конденсации. В результате получается продукт высочайшего качества, крепостью 93-95 градусов.

Лучший вариант для изготовления самогона-ректификационная колонна

В целом процесс ректификации осуществляется в несколько этапов:

пары поднимаются вверх по царге, и на пути к дефлегматору частично охлаждаются;
в охладителе примеси и вода конденсируются и стекают обратно в куб;
этот процесс достаточно простой, повторяется циклично, позволяет отделить сивушные примеси от легких паров спирта, и не дать им попасть в конечный продукт.

Непрерывная ректификационная колонна в основном применяется в промышленных условиях, в связи с тем, что её использование сопровождается большими тепловыми и количественными потерями.

Сам по себе процесс непрерывной ректификации состоит из многоступенчатой очистки, и характеризуется несколькими стадиями:

в первой – происходит испарение исходной смеси;
во второй – испарение жидкости, поступившей из пара первой ступени и т.д.

Таким образом, на каждую последующую очистку поступают пары оставшиеся от предыдущей ступени.

Общие принципы ректификации и дистилляции

Дистилляция. Спиртовые и другие пары отделяются от горячей браги по мере нагревания, перемешиваются в верхней части куба и почти все вместе уходят в отводную трубку и далее к холодильнику и резервуару. Разделить эти пары на полезные (спирт) и вредные (так называемая «сивуха») очень сложно. Частично добиться результата позволяет контроль над температурами и отделение «голов» и «хвостов».

Ректификация. Пары поднимаются вверх не напрямую, а проходят через жидкость — флегму. Она находится в «тарелочках», которые установлены в колонне перегонного аппарата. В жидкости оседают легколетучие вещества (кипят легко, при низких температурах), а в пару остаются труднолетучие. В итоге вверх поднимаются очищенные от тяжелых фракций пары. К сожалению, к труднолетучим относятся и вкусоароматические составляющие.

Схема движения паров и жидкостей в колонне для ректификации

Тарелочка в ректификационной колонне

Поклонники есть и у того, и у другого варианта перегонки браги. И обе группы «болельщиков» непримиримы. Простой самодельный самогонный аппарат с прикубником (он же сухопарник) дает пусть и не очень чистый, но все же соответствующий стандартам алкоголь. И главное — он получается вкусным.

Если сырье прогоняется ректификационной покупной или самодельной колонной, качество и чистота самогона будут выше. Но, как жалуются знатоки, привкусы и ароматы натурального сырья исчезают — продукт становится выхолощенным. Происходит это потому, что в основе лежит другой принцип переработки.

Конструкция и принцип работы

Колонна из активированного угля для очистки самогона работает по тому же принципу, что и промышленная модель для очистки водки. Но в домашних условиях принудительное давление не используется. Самостоятельно сделанная колонна должна работать под давлением силы тяжести, то есть по принципу самотёка.

Конструкция состоит из 10-сантиметровой трубки в диаметре и длиной около 50 см. Лучше использовать медную или из нержавеющей стали трубу. Снизу находится патрубок для отвода вредных веществ.

Принцип работы достаточно простой. Колонна сначала до половины засыпается активированным углём, потом остальной объём заполняется самогоном и конструкция сверху закрывается крышкой. Закрывать нужно не очень плотно. Это предотвратит испарение спирта и обеспечит попадание кислорода внутрь. Если крышка будет закрыта герметично, то процесс очистки может остановиться.

В колонну входит за один раз до 2 л жидкости. Это идеальный вариант, поскольку более двух часов устройство применять нецелесообразно. Поры угля забиваются и фильтрация останавливается. Применять устройство повторно можно спустя 8−10 часов.

При этом применять фильтр можно на одной засыпке до 30 литров. После этого уголь нужно заменить. Использовать можно только древесный или коксовый уголь. Он должен быть предназначен для фильтрации веществ на основе спирта. Костный уголь или фильтр от противогаза использовать категорически нельзя.

Из-за неопытности часто применяют полиэтиленовые бутылки для фильтрации самогона. Делать это нельзя, так как полиэтилен содержит множество вредных веществ в своём составе, в результате чего получится неочищенная водка. Такой состав с вредными химическими веществами будет непригодным к употреблению.

Особенности устройств со спиртовыми колоннами

Даже визуально ректификационный агрегат очень просто отличить от обычного. Он имеет колонну – узкую длинную колбу, вертикально устанавливаемую на перегонный куб. Процедура самогоноварения на таких агрегатах выполняется почти также. При закипании браги этиловый спирт превращается в пар и поднимается по колбе вверх. Там он частично остывает и в виде флегмы спускается в центральную часть колонны.

Именно в центральной части колбы происходят самые важные процессы. Вновь поднимающийся пар обогащается этиловым спиртом и только после этого конденсируется и уходит в приемную емкость в виде чистого и крепкого алкогольного напитка.

Использование ректификационных колонн для производства самогона с каждым годом становится все популярнее, так как имеет целый ряд важных положительных особенностей:

1) Высокая степень очистки. Прошедшим ректификационную колонну парам не требуется дополнительная очистка от примесей, вредных веществ в них не остается. 2) Возможность изготовления спирта-ректификата. Обычный дистиллятор не позволяет приготавливать напитки крепче 45-50 градусов.

Однако идеального оборудования для приготовления самогона не существует. У ректификационных устройств тоже есть минусы и главный из них – сравнительно невысокая скорость перегонки. На обычном аппарате за то же время можно делать в 1,5-2 раза больше напитка.

Своими руками

Изготовить в домашних условиях колонну для производства спирта-сырца не так уж и просто. По этой причине всем тем, кто никогда не сталкивался с конструированием самогонных аппаратов и его частей будет проще приобрести приспособление в магазине. Тем же, кто испытывает тягу к созданию дополнительных модулей и модификации агрегата, стоит закупить исходные материалы и приступить к созданию ректификатора.

Что потребуется для создания ректификатора:

Труба из меди или нержавейки. Диаметр трубы должен составлять от 30 до 50 миллиметров. Длинна трубы не должна превышать 1,5 метра, толщина стенки — от 2 до 3 миллиметров. Более толстые стенки могут создать проблемы, поскольку в дальнейшем потребуется сделать отверстие в трубке.
Корпус, который изготавливают из термоса. Вместо термоса можно использовать отрезок трубы из меди. Но не стоит использовать закрученную в спираль трубку — такой змеевик небезопасен, к тому же подобная конструкция не отличается высокой эффективностью.
Холодильник с уже готовым змеевиком. Резервуар, в который погружена закрученная в спираль трубка из меди. В ней конденсируются пары спирта, под действием воды они охлаждаются и переходят в емкость для сбора самогона.
Наполнитель, в качестве которого можно использовать уже готовый материал. Мелкие, закрученные в спиральки проволоки из нержавейки и будут выполнять роль фильтра. Использовать готовый материал предпочтительнее, поскольку самостоятельно резать мочалки на мелкие части — работа трудоемкая и сложная. Если материала нет, то можно приобрести 30–40 мочалок из нержавейки и мелко их нарезать с помощью ножниц по металлу.
Кроме того, для обеспечения герметичности соединения стоит приобрести герметик, клей или другой материал. А также в магазине стоит купить шланги из силикона, чтобы заняться монтажом конструкции.

Когда материалы будут куплены, можно приступать к изготовлению ректификатора и его испытанию.

Алгоритм действий:

Первое, что нужно сделать с трубой из меди — это распилить ее на 2 части. А можно оставить тело будущего ректификатора без изменений, но тогда могут возникнуть проблемы с чисткой и мытьем колонны. Трубу монтируют, используя переходник, края зачищают, а потом следят за герметичностью конструкции. Укрепляющее действие герметика довольно велико, по этой причине не стоит монтировать трубу, не используя проводник, поскольку разобрать конструкцию в дальнейшем будет проблематично.
На одну сторону колонны надевают сетку. Можно использовать кухонное ситечко, но его придется обрезать и закрепить. Ситечко надевают на нижнюю часть трубы, она будет крепиться к перегонному кубу. Перегонный куб — это та емкость, в которой кипит брага.
После того как ситечко будет закреплено, в трубу засыпают наполнитель. В качестве наполнителя опытные винокуры используют шарики из стекла. Но стоимость такого материала довольно высока.
Наполнитель не нужно утрамбовывать — это только навредит ректификатору. Пружинки не должны деформироваться и переплетаться между собой. Наполнитель бережно складывают в трубку, ее можно немного потрясти, постучать колонной по столу. После того как емкость будет заполнена пружинками, ее закрывают сеткой, для фиксации используя упорные шайбы.
Чтобы оптимизировать работу устройства, стоит немного утеплить его. Когда колона будет вмонтирована в перегонный куб, ее нижнюю часть оборачивают утеплителем. В качестве утеплителя можно использовать поролон или любой другой материал.
На вторую часть с помощью паяльника припаиваем сухопарник (водный корпус с двумя трубками — на вход и на выход).
Затем уже практически готовую колонну закрывают крышкой или запаивают, но еще придется сделать отверстие в стенке трубы. Отступив от стыка колонны буквально 15–20 миллиметров, стоит просверлить отверстие для трубки. По ней будет выходить уже готовый дистиллят. Под трубкой крепим пластину, в нее будет собираться флегма.

В принципе устройство готово, последним штрихом можно считать присоединение к ректификатору холодильника. Для этого потребуется еще один шланг из силикона. На шланг можно установить зажим для капельницы — это приспособление поможет регулировать движение жидкости.

Конструкция ректификационной колонны способна дополнить любой аппарат для производства самогона в домашних условиях. Но не стоит ждать от этого устройства чудес, оно выполняет вполне реальные функции. По этой причине стоит изначально взвесить все «за» и «против», а уже после приступать к покупке ректификатора или его изготовлению.

Источник