Какой узел отбора спирта лучше. Узел отбора дистиллята в ректификационной колонне. Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор

Сравнительный анализ трех схем отбора, которые используются в домашних бражных и ректификационных колонах. Рассмотрены характеристики, преимущества и недостатки, а также применимость в различных вариантах дистилляции. Каждому методу соответствует свой тип оборудования.

Чтобы успешно работать с колонной, нужно регулировать флегмовое число. Для этого существует три метода:

• CM (cool managment) – управление расходом воды, подаваемой на охлаждение дефлегматора;
• LM (liquid managment) – управление количеством отбираемой флегмы (отбор по жидкости);
• VM (vapor managment) – управление количеством отбираемого пара (отбор по пару).

Прежде чем начать разговор о видах отбора, определимся с терминами.

Дистилляция – процесс испарения жидкости с последующей конденсацией.

Если изначально сырье испарили из перегонного куба, затем сконденсировали его в холодильнике (конденсоре), то чтобы ни происходило посредине этого процесса (проход пара через сухопарник, барботёр или дефлегматор), в конечном итоге всё равно получится дистиллят.

Ректификация – это один из методов дистилляции, который отличают два технологических приема:

Принудительный, строго регулируемый по величине возврат флегмы с помощью специальных устройств – дефлегматоров или конденсоров.

Организован тепломассобмен между флегмой и поднимающимся навстречу паром. Для повышения эффективности тепломассобмена используют насадку или тарельчатые колонны, где происходит переиспарение флегмы. В первом случае процесс носит пленочный характер, во втором – барботажный.

Целью ректификации является получение спирта заданной крепости и его очистка от примесей. Для этого флегмовое число должно всегда быть выше минимального (подробнее на графике).

Качество продукта зависит от величины флегмового числа, но чем оно выше, тем ниже производительность колонны.

Ректификация не позволяет выделить какую-либо смесь из группы, а лишь более-менее полностью удаляет все сгруппированные по близкой летучести примеси. Поэтому если использовать ректификационное оборудование для получения, например, фруктовых дистиллятов, существует риск сгруппировать головную фракцию в трудно разделяемые азеотропы – удалить вместе с ненужными примесями полезные эфиры, отвечающие за аромат.

Если попытать выгнать благородный дистиллят на ректификационном оборудовании, нужно чтобы во время всего отбора флегмовое число не превышало 1,5-2. Иначе баланс примесей будет нарушен.

Виды узлов отбора в колонне

Жидкостный отбор (liquid managment)

LM – регулировка количества отбора по жидкости. Наиболее удобная и легкая в эксплуатации схема, при которой все пары конденсируются, затем одна часть конденсата возвращается в колонну, другая – идет в отбор.

Характеристики. Регулировка флегмового числа осуществляется одним игольчатым краном отбора спирта. Если кран полностью открыт, флегмовое число равно нулю, а на выходе получается обычный дистиллят. При закрытом кране флегмовое число бесконечно большое – колонна работает на себя. Регулировка краном жидкостного отбора позволяет в любой момент изменить флегмовое число от 0 до 100%. Мощность нагрева и охлаждения устанавливают на оптимальном уровне, обеспечивающем максимальную разделительную способность колонны и минимальное охлаждение флегмы.

Как правило, флегмовое число задают несколько выше минимального, что при отборе «тела» позволяет сравнительно долго обходится без регулировок, но ближе к концу отбора всё же приходится активно регулировать процесс. При этом чем меньше остается спирта в кубе, тем чаще приходится увеличивать флегмовое число.

Преимущества:

• подходит для получения как ароматных, так и чистых спиртов;
• легко и относительно дешево автоматизируется вплоть до АСУ (автоматизированной системы управления) процессом производства с блоками безопасности;

Недостатки:

• если зафиксировать скорость отбора на одном уровне, то по мере ректификации флегмовое число будет падать. Это противоречит технологической необходимости в постепенном поднятии скорости к концу отбора, что является главным недостатком;
• необходим разрыв струи (связь с атмосферой) после регулировочного крана или клапана, иначе возможны сбои в регулировке скорости отбора за счет разряжения в линии отбора, которое создают стекающие потоки спирта.

Паровой отбор (vapor managment)

VM – регулировка разделением потоков пара до дефлегматора. Управление колонной осуществляется путем изменения количества отбираемого пара с помощью шиберного или обычного шарового крана.

Характеристики. Соотношение площадей поперечного сечения колонны и пароотводящей трубы определяет минимальное флегмовое число, которое можно увеличить, регулируя положение крана.

При перегонке количество возвращаемой флегмы регулируется от 80 до 100%. Минимально возможное флегмовое число равно 4.

Преимущества:

• чувствительность к положению крана весьма мала, что позволяет делать точные регулировки;
• флегмовое число не зависит от изменения температуры или расхода охлаждающей воды в дефлегматоре;
• нет повышенной чувствительности к стабильности давления охлаждающей воды.

Недостатки:

• система управления инерционна, от смены положения крана до изменения скорости отбора может пройти до 10-15 секунд;
• не подходит для получения ароматных спиртов из натурального сырья. Требуются конструктивные изменения, позволяющие регулировать количество возвращаемой флегмы от 50 до 100%;
• колонна с паровым отбором чувствительна к пробкам на линии отбора продукта. Если в силиконовом шланге сформируется столбик продукта, стекая, он создаст разряжение, и как насосом потянет пар на себя, нарушая установленное флегмовое число. Вследствие этого резко и неконтролируемо увеличится скорость отбора, без вмешательства оператора система не вернется на прежний уровень. Остановить неконтролируемый отбор можно установкой связи с атмосферой (создать разрыв струи). Например, воткнуть иглу от шприца в верхнюю часть трубки отбора;
• автоматизация сложна и дорога. Часто выполняется в виде сигнализатора достижения определенных температур, но без исполнительных механизмов. Также желательна автоматика безопасности.

Управление охлаждением (cool managment)

CM – регулировка количества воды, подаваемой в дефлегматор. Позволяет контролировать количество пара, проходящего сквозь дефлегматор на холодильник отбора продукта.

Характеристики. Флегмовое число регулируется от 0 до 100 %, но система очень чувствительна к количеству подаваемой воды и требует прецизионного игольчатого крана. Для регулирования скорости отбора приходится поворачивать кран буквально на доли миллиметра. Мощность нагрева во время всего процесса должна быть постоянной и обеспечивать максимальную разделительную способность колонны. С увеличением количества подаваемой воды увеличивается и количество возвращаемой флегмы, соответственно, возрастает флегмовое число.

При ректификации на постоянной мощности охлаждения и нагрева происходит постепенное уменьшение отбора, но флегмовое число остается неизменным.

Преимущество:

• может с успехом использоваться для получения ароматных спиртов из натурального сырья.

Недостатки:

• малейшие колебания напора приводят к изменению скорости отбора и флегмового числа. Если не предпринять мер по стабилизации давления охлаждающей воды в квартире, на процесс отбора будет влиять даже спущенный соседями унитаз;
• повышение температуры воды в дефлегматоре при неизменном ее количестве уменьшает флегмовое число, поэтому для поддержания стабильного флегмового числа нужен контроль за расходом и температурой воды, подаваемой в дефлегматор;
• требуется связь с атмосферой в линии отбора продукта, иначе при случайном отключении нагрева и трубке, погруженной в отбор, весь продукт снова окажется в кубе;
• система дорога и сложна в автоматизации. Обычно на такие ректификационные колонны ставят простейшие термосигнализаторы и автоматику безопасности.

Практика установки разных узлов отбора на колонны

Колонны с жидкостным отбором (LM)

В домашних колоннах отбор по жидкости получил самое широкое распространение. Причина проста – процесс ректификации 40 литров самогона затягивается на 18-20 часов. Можно уменьшить навалку вдвое, но тогда резко вырастает доля оборотного (технического) спирта, который придется перерабатывать при каждой ректификации.

Если говорить о производительности системы как о количестве товарного спирта, полученного за общее время ректификации (включая нагрев), то при уменьшении объема навалки в 2 раза, эффективность снижается примерно в 1,5 раза.

Другой путь минимизации объема получаемого технического спирта при максимальной производительности – автоматизация процесса, позволяющая делать перегонку по заранее заданному алгоритму без участия оператора. Система автоматики обязательно должна иметь не только исполнительный контур, но и блок безопасности, который моментально отключит оборудование при угрозе аварии.

Ректификационная колонна с жидкостным отбором автоматизируется проще и дешевле других систем, а по качеству получаемого спирта ничем не уступает другим типам оборудования.

Колонны с паровым отбором

Системы отбора по пару распространены за рубежом, где спирт и его производные уступают в популярности дистиллятам (коньяку, виски и т. д.), но ценится высокая крепость напитка. Иностранные умельцы конструируют ректификационные колонны с паровым отбором, имеющие минимальное флегмовое число – всего лишь 1, а не 4 как в России. При такой схеме обратно в колонну уходит не менее 50% флегмы.

В режиме дистилляции паровой отбор практически не нуждается в автоматике. Заданное на старте отбора «тела» флегмовое число сохраняется неизменным до конца, изменить его может только оператор, но даже при получении спирта регулировка нужна буквально пару раз.

Скорость же отбора к концу перегонки резко уменьшается вплоть до остановки. Если есть желание поохотиться за энантовыми эфирами (во многом создают органолептические свойства фруктовых дистиллятов) – меняют банки и увеличивают мощность нагрева, дальше следует дробный отбор и сортировка.

Если энантовые эфиры не требуются, делают то же самое, но дополнительно используют паузы для работы колонны на себя, чтобы остатки спирта были более концентрированными и с меньшим количеством примесей.

Автоматика в колоннах с паровым отбором нужна только на уровне блока безопасности. Кроме того, получение дистиллята предусматривает не группирование примесей по фракциям и полное их удаление, а сбалансированное снижение концентраций веществ до приемлемого уровня с обязательным сохранением вкусо-ароматических составляющих. Это дело для мастера-винокура, контролирующего процесс, регулировка по приборам здесь неуместна. Навалка ограничена объемом, который можно перегнать под руководством человека за имеющееся время.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор

Несмотря на все недостатки, этот тип оборудования часто используется в России при строительстве бражных колонн. Причина – возможность получения дистиллятов из любого сырья, а при необходимости без изменения конструкции (дополнительная царга не в счет) можно собирать дистиллят высокой степени очистки – почти как спирт.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор дороги в автоматизации, чувствительны к напору и температуре охлаждающей воды, что делает их слабо пригодными для получения чистого спирта-ректификата, но при малых навалках до 20 литров и неусыпном внимании оператора такие колонны способны на многое.

Кроме того, схема cool managment является лучшей для отбора «голов». При прочих равных условиях получить более концентрированные «головы» на системах отбора по пару и по жидкости невозможно. Правда, это только если справиться со стабилизацией температуры и напора воды в дефлегматоре.

В последние годы делаются попытки создания гибридных ректификационных колонн, в которых «головы» отбирают по пару методом СМ, а «тело» по жидкости (LM). Это повышает и без того высокие показатели качества спирта на колоннах LM. Совершенству нет предела.

При строительстве бражных колонн, сориентированных на ароматные дистилляты, оборудование VM имеет преимущество перед СМ за счет простоты управления, а также нечувствительности к температуре и расходу воды в дефлегматоре – больше предсказуемость в «причесывании» примесей. Для сахарного сырья бражные колонны по схеме СМ перспективней за счет более качественного удаления головной фракции. Но управление ими создает немало проблем.

Можно на ТСА натянуть силиконовую трубочку, завернуть ее петлей, капнуть туда воды и весь погон наблюдать, как сантиметровая водяная пробка будет чуть болтаться туда- сюда весь погон в зависимости от колебаний давления. А притока нового воздуха из вне не будет.

Удивительное ощущение дискуссии с самим собой, только с еще молодым.

Устройство контроля газообмена в дефлегматоре я предложил использовать 8 лет назад, 22 августа 2009 года, когда мало чего понимал в ректификации, и назвал его “крендель Игоря”. Многие его так называют и сегодня. Если найдутся более ранние упоминания такого устройства, буду раз узнать, что ошибся.

При старте и при остановке отбора, и даже при резком изменении скорости отбора, дефлегматор делает ощутимый “вдох-выдох”, заглатывая как минимум 10-20 см3 воздуха, содержащего 2-4 см3 кислорода, который весит всего 2,5-5 миллиграмм. Вроде совсем мало, но этого достаточно чтобы в дефлегматоре образовалось 7-14 миллиграмм ацетальдегида и испортили (вывели за рамки стандарта) несколько литров спирта.

Счастье в том. что в дефлегматоре без медных и серебряных деталей нет катализаторов, ускоряющих реакцию взаимодействия спирта с кислородом, и окисление происходит не полностью. Но это не значит, что его не происходит вовсе.

По моим наблюдением, количество новообразованного альдегида в стандартном вертикальном дефлегматоре диаметром 50-60 мм составляет чуть меньше 1 миллиграмма в час, а в дефлегматорах наклонного типа – порядка 3-4 миллиграмм в час. Если дефлегматор сделан из медной трубки – то в 3-5 раз больше.

Если бы все ограничивалось ацетальдегидом, было бы терпимо. Но в газовой (неконденсируемой) части дефлегматора скапливаются газы из самогона навалки. А там – более чем достоточно соединений серы и азота, которые неохотно, но все же вступают в реакцию с горячим парообразным этанолом, образуя целый букет ацеталей и (пока не уверен) вещество СН3СН2SH, которое отличается от этанола всего одной молекулой и запахом.

Пора вернуться к конструкции дефлегматора.

Если в дефлегматоре пар конденсируется полностью и выхода пара из ТСА нет, значит витки димрота задействованы не полностью, и некоторая часть дефлегматора заполнена азотом, кислородом и неконденсируемыми газами из самогона. Эти вещества (кроме азота) вяло, но все-же вступают в реакцию с этанолом, образуя совсем не нужные нам примеси. Скорость образования этих примесей зависит от ряда факторов, один из которых – площадь соприкосновения газовой и паровой зон дефлегматора. В наклонных дефлегматорах эта зона в разы больше, чем в вертикальных, чем объясняется увеличенное образование примесей в таких конструкциях.

Даже если дефлегматор заперт, а отбор не имеет резких перепадов и крендель Игоря показывает отсутствие газообмена, тех веществ, которые изначально имеются в газовой зоне дефлегматора (кислород) и тех, которые приходят из навалки (соединения азота и серы) достаточно, чтобы заметно портить спирт. А если дефлегматор дышит при старт-стопе, ситуация усугубляется.

Учитывая изложенное, я давно отказался от не вертикальных дефлегматоров и (без обид) считаю, что те кто делает такие конструкции и использует их, мягко говоря, мало понимает в ректификации.

Основной аргумент “горизонтальциков” и “наклонников” – экономия высоты насадки.

Вынужден огорчить, экономии не получается. Но это тема другого разговора.

Пост получился длинным, поэтому о способе и месте вывода нижних промежуточных – в следующем сообщении.

Хоть сто раз произнеси «халва», а во рту слаще не станет. Эта старая восточная мудрость натолкнула меня на мысль о том, что слова лучше подкреплять делами и я сделал т.с. опытно-промышленную модель МБРК (модульной бражно-ректификационной колонны).

Собственно ничего нового, просто все выполнено в металле, опробовано в боевой обстановке, произведен небольшой анализ и сделаны выводы.

Итак, по порядку.

1. Ипостась первая — Бражная колонна. На иллюстрации видно как это выглядит в натуре. На куб установлена короткая и совершенно пустая царга из нержавеющей трубы наружным диаметром 38мм. Выполнена она таким образом, чтобы снизу была резьба 1 дюйм, а сверху фланец под 1,5 дюймовый кламп. Так мне было удобнее для размещения на «фруктово-зерновом» кубе для работы с паром. Разумеется присоединительные части могут быть любыми другими. На царгу через кламп соединение установлен дефлегматор типа «клюшка» с утилизационной мощностью по воде 3 кВт (после сборки гонял на воде с целью помыть и выяснить основные характеристики). В качестве сырья использовался «бурбонный» затор из кукурузы (потому и пар).
При первом перегоне не ставилась задача отогнать на максимальной мощности (я с паром всегда работаю на мощности около 2 кВт, иногда меньше), скорость первичной обработки и так приемлимая. Но, в данном случае я подгонял мощностные характеристики под медную БК с паровым отбором на 22 трубе. Весь процесс, включая разгон парогенератора и самого куба, занял порядка 3 часов. Через три часа на выходе было получено примерно 5 литров 45% СС. Отгонял без дробления до полного нуля в струе. Выход, конечно, не ахти — что поделаешь, это вам не сахар.
Контроль температуры осуществлялся по температуре в кубе. Выход под термометр на дефе был заглушен.

2. Ипостась вторая — Ректификационная колонна. К использованной в первом опыте системе была добавлена метровая царга с насадкой СПН 3,5мм. Царга утеплена и поставлена между пустой царгой и дефлегматором. На иллюстрации не показано, но на практике я нижнюю пустую царгу также «утеплил», обмотав полотенцем. Вообще-то, она совершенно не нужна при ректификации, но мне не хотелось делать специальный переходник для куба и я использовал эту царгу в качестве переходника. В деф установлен термодатчик. Нагрев осуществлялся ТЭНом через регулятор. Подбор точных режимов для колонны в данном опыте целью не ставился, поэтому я остановился на практически первых приемлимых показателях. При работе колонны «на себя» был подобран режим подачи мощности на уровне примерно 1200 Вт (при подаче большей мощности колонна начинала слегка вибрировать), затем колонна была остановлена и также опытным путем для нее был подобран дозатор отбора в режиме головы. Для этого внутрь трубки отбора (см. основную иллюстрацию в начале статьи, пункт 5) была вставлена тонкая игла от обычного шприца. Можно попробовать инсулиновый шприц, но у меня не было под рукой и я использовал самую тонкую от простого 2мл шприца. Она позволила отбирать на уровне 100 мл/час (впоследствии была заменена на более толстую с отбором 130 мл/час).
Когда головы были отобраны полностью (по органолептике — «на нюх»), колонна опять была остановлена для подбора дозатора режима «отбор тела». За не имением широкого выбора игл, была сделана заглушка из фторопласта (материал абсолютно инертный к нашим продуктам), в которой тонким сверлом проделано отверстие. Попробовав несколько диаметров (выбор также был не особо широким), остановился на жиклере, обеспечивавшем около 700 мл/час. После этого возобновил отбор и, контролируя температуру в дефлегматоре и кубе и периодически проверяя крепость отбора, отобрал тело (и хвосты тоже на этом режиме — по окончании отбора тела весь отбор хвостов занял около часа, хотя можно переключиться на трубку без заглушки и отобрать по-быстрому).
В качестве сырья использовались голово-хвосты от разных экспериментов в количестве примерно 8 литров 70% крепости. Получено 4,5 литра продукта крепостью 97, примерно 450 мл голов и около 300мл хвостов. Голов получилось так много из-за того, что исходник изначально был с повышенным содержанием вредностей.

3. Ипостась первая (часть вторая) — Бражная колонна. В ходе экспериментов с ректификацией был опробован «жиклер», давший величину отбора в районе 2,1 л/час при крепости отбора 94,5%. Я не гонял систему на этом режиме долго, чтобы выяснить стабильность показателей, но как видите, НДРФ из такой колонны выходит довольно легко и в приемлимом (сравнимом с БК) количестве.

Наблюдения. Во-первых, работать с колонной довольно просто. Я специально дал более-менее подробное описание действий с ней для того, чтобы вы могли хотя бы приблизительно представить себе как примерно это должно происходить при первом запуске. В дальнейшем вы подберете подходящие режимы и промежуточные регулировки станут не нужными. Во-вторых, мощности малого доохладителя вполне достаточно для работы в режиме РК и категорически мало для режима БК. А точнее, он не справляется с надежным охлаждением при отборе больше 1,5 л/час. В-третьих, при осмотре пустой царги после перегона зернового затора, в ней не было остатков дробины или иных загрязнителей и полученный СС был совершенно прозрачным, т.е. свою функцию защиты от брызгоуноса такая царга выполняет надежно.

Выводы.
Подобная конструкция, конечно, более функциональна, чем просто БК из меди с паровым отбором. Полностью ее перекрывая в дистилляционных моментах, она может еще и ректифицировать.
И, конечно, она гораздо сложнее в изготовлении. Если вы обладаете навыками ТИГ сварки, слесарки и должным набором материалов и вспомогательного инструмента — сделать МБРК из нержавейки вполне по силам. Впрочем и из меди подобную конструкцию также вполне можно изготовить.
Что касается затратной части. Если исключить из расчетов необходимость обладания оборудованием и навыками работы с ним, то после последнего подорожания меди — себестоимость такой конструкции из нержавейки близка к аналогичной медной (медные трубы диаметров 35 и более сильно кусаются как и фитинги для них) или ниже.
Еще немного поэкспериментирую с этой конструкцией и переброшусь на перевертыши, не нравится мне ситуация с доохладителем при прямой дистилляции. Если кто-то захочет приобрести данный комплект (можно и с доработкой под ваши нужды) за весьма сходную цену — стучитесь в почту [email protected]

Как изготовить узел отбора дистиллята для ректификационной колонны

Если вы решили изготовить самостоятельно ректификационную колонну – вы поступаетесовершенно верно. Ранее этот механизм использовался только в промышленных масштабах на ликероводочных предприятиях. Это обусловлено тем, что конструкция занимала несколько метров в высоту и была довольно объемной по площади. Однако прогресс не стоит на месте. Постепенно, изучая основные механизмы и процессы ректификации, специалистам удалось воссоздать уменьшенную копию заводского образца. Современная ректификационная колонна с легкостью помещается на кухне даже самой маленькой квартиры, не говоря уже про гараж или частный дом. При этом продукт, полученный на выходе из такого аппарата, будет ничем не хуже заводского, а, возможно, даже и лучше. Ведь качество и вкус напитка будет зависеть от вас, а точнее от сырья, которое вы будете использовать для получения домашнего алкоголя.

Сегодня мы рассмотрим, как изготовить одну из деталей ректификационной колонны – узел отбора дистиллята.

Не редко у людей, решивших собирать ректификационную колонну, нет возможности и навыков для того, чтобы выточить некоторые детали на токарном станке. Поэтому мы распишем, как изготовить узел отбора дистиллята на дому, с помощью подручных средств. Для этой работы потребуются следующие компоненты:

* Две оправки с разным диаметром (можете использовать подшипники подходящего диаметра).

* Шарик из большого подшипника (в случае отсутствия подходящего подшипника допускается использование любого другого конусовидного предмета).

* Нержавеющая пластинка, толщиной до 1 мм.

* Молоток.

* Дрель со сверлом 7 мм.

Берем пластинку из нержавеющей стали. Ее необходимо накернить. С помощью циркуля очерчиваем диаметр нашей будущей шайбы. Чертите несколько окружностей. Это мы делаем для того, чтобы на них ориентироваться при подгонке изделия. Далее посередине сверлим отверстие, диаметром 7 мм. Заготовку кладем на отверстие подшипника так, чтобы их центральные точки совпали. Поверх этой конструкции кладем большой шарик, диаметр которого 15-16 мм. Несколько раз бьем по нему молотком. В результате этого заготовка прогнется, края приподнимутся, а отверстие - расширится. Нам надо сделать края под углом, который будет стремиться к 90°. Для этого берем еще один подшипник (его диаметр должен быть меньше, чем у первого) или оправку, кладем сверху и бьем молотком. Оправку необходимо брать такую, чтобы в конце она упиралась в шарик и край заготовки одновременно. Таким образом, она отбортует край втулки и получится практически прямой угол. Абсолютно прямого угла добиваться нет смысла.

Далее мы обрезаем лишний металл и обтачиваем напильником. Стачиваем по разметке с
большего до меньшего диаметра. По ходу стачивания примеряйте шайбу к трубе. В окончательном виде она обязана с натягом заходить в трубу. Шайба не должна болтаться и, тем более, вываливаться. Далее берем трубу, которая предназначена для колонны, ножовкой по металлу отрезаем втулку 2 см. Отрезаем ровно. В случае неровностей – ровняем напильником. Им же снимаем фаски. Далее заготовку шлифуем наждачкой. Зажимаем втулку в тисках и распиливаем с одной из сторон стенку. Пилим так, чтобы втулка при сжатии имела наружный диаметр, который бы соответствовал внутреннему диаметру трубы. Втулка должна с усилием входить в трубу. Старайтесь сделать так, чтобы зазор на месте распила отсутствовал или был минимален. Берем оправку и, упираясь в края, садим втулку в трубу на необходимую нам глубину. Обычно это сантиметров 25-30 от края трубы. Проверяем, насколько плотно вошла втулка. Если плотно – оставляем как есть. Если же есть зазор – необходимо пропаивать. Для этого сверлим в трубе 3-4 отверстия в том месте, где расположилась втулка. Диаметр отверстий 5-6 мм. После этого берем сверло в два раза большего диаметра и раззенковываем края отверстий. Будьте аккуратны, нельзя просверлить насквозь втулку. Разогретым паяльником пропаиваем в полученных местах, после чего проверяем надежность соединения. Оно должно быть прочным и детали не должны расшатываться. Далее необходимо насадить 2 профильные втулки (их крепить не надо). Они будут держаться за счет пружинящих свойств и силы натяжения. Единственное условие, которое требуется соблюсти в данной ситуации, это тот факт, что при обработке втулка должна получить правильный круг. После того, как мы собрали и пропаяли конструкцию, на другой стороне трубы загоняем опорную шайбу. Она должна вставляться без натяга, свободно. Далее полностью заполняем трубку насадкой.

Для тех, у кого есть доступ к токарному станку и навыки работы на нем, предлагаем еще один вариант узла отбора дистиллята ректификационной колонны. Тут все гораздо проще, и не требует особых комментариев. Необходимо выточить профильную втулку так, чтобы она, как в вышеописанном варианте,

вошла в трубу с натягом. Фиксируем ее с помощью точечной пайки. Полученное изделие, после того как вы его промоете теплой водой, будет готово к использованию. Вот, как выглядит данная конструкция в готовом виде:

1. Насадка
2. Труба
3. Трубка отбора дистиллята
4. Место пайки
5. Отверстие для выхода дистиллята
6. Профильная втулка
7. Опорная шайба

Часто возникает вопрос, что лучше ректификационная колонна или самогонный аппарат. Сторонников каждого аппарата много, но однозначно имея РК можно получать и хороший самогон, а наоборот не получится. Ректификация позволяет получить из спирта сырца (самогона) чистый спирт крепостью 96-98°. Органолептика у хорошего спирта практически отсутствует, запаха сырья нет, использовать чистый продукт можно для производства домашних водок и всяких наливок, настоек. В домашних условиях получить такой продукт можно используя миниспиртзавод. Домашний миниспиртзавод сегодня довольно просто приобрести в специализированных магазинах. Так же реально сделать самостоятельно настоящую ректификационную колонну своими руками.

Кроме технических навыков вы должны знать принцип работы этого устройства, как работает ректификационная колонна. Для получения спирта применяются насадочные колонны, они имеют небольшие габариты, легко умещаются по высоте в условиях обычной квартиры. Производительность такого устройства достигает 300-1000 мл в час, что вполне достаточно для домашних нужд.

Ректификационная колонна – принцип работы. В качестве насадки для колонны используют различные материалы нейтральные к действию спирта – стекло, нержавеющая сталь, керамика. Основное свойство всех насадок заключается в смачивании и удержании флегмы на своей поверхности. То есть пары спирта из перегонного куба устремляясь вверх по колонне конденсируются наверху и возвращаются вниз стекая по насадке. Происходит обмен компонентами, спирты поднимаются вверх по колонне, а вода и более тяжелые примеси стекают обратно в перегонный куб. Когда стабильная ректификационная колонна входит в рабочий режим, наступает баланс между поступлением пара и отбором спирта. В колонне стабилизируется температура и во время всего процесса ректификации она держится на одном уровнен не превышая 0,1-0,3 градусов. Поддержать такой режим удается хорошим утеплением колонны, подачи определенной для каждой колонны мощности и поддерживая необходимое давление в системе

Устройство 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:

1. Перегонный куб;
2. Царга;
3. Насадка;
4. Узел отбора;
5. Дефлегматор;
6. Холодильник;
7. Царга пастеризации (опционально);
8. Автоматика.

Чертеж схема ректификационной колонны

Перегонный куб. 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.

Царга. Главная, основная часть любой ректификационной колонны. Все процессы протекают именно в ней. Колонну к домашнему миниспиртзаводу можно собрать из нескольких соединенных частей (царг). Соединения всех царг лучше сделать при помощи молочных муфт или кламп соединений. Такая система получится универсальной и может использоваться как бражная колонна для самогона и миниспиртзавод. Для царги используется труба из пищевой нержавеющей стали внутренним диаметром 25-60 мм.

Ректификационная колонна для самогонного аппарата, на которой производят спирт НДРФ (недоректификат крепостью 94-95°) может быть сделана из меди. Диаметр колонны необходимо подобрать ориентировочно 25мм – 0,5кВт, 32мм – 1кВт, 38мм-1,5кВт, 50мм – 2,5кВт. Длина насадочной части ректификационной колонны должна составлять 30-50 диаметров, т.е. если внутренний диаметр трубы 50 мм, то высота должна быть 1500 – 2500 мм. Чем выше колонна, тем лучше происходит в ней обмен пара и жидкости, а в итоге чище спирт. Толщина стенки желательно не больше 1 мм.

Колонне необходима тщательная теплоизоляция. Хорошо зарекомендовал себя утеплитель для труб, также царгу можно утеплить другими методами, намотав шпагат на трубу, замотав сверху фольгированным скотчем. Чем лучше будет выполнена термоизоляции тем стабильнее будет работать колонна. В 20-30 см от низа насадки нужно сделать посадочное место для термометра.

Сделать это можно припаяв трубочку необходимого диаметра к царге. Либо вварить гильзу под датчик или термометр. Нержавейку и качественного сварщика аргонщика не всегда найти, поэтому ректификационную колонну для спирта можно спаять из медных фитингов. Ректификационная колонна из фитингов сантехники своими руками паяется очень просто, подобрать их легко в специализированных магазинах.

Насадка. На сегодня наиболее качественной насадкой считаются СПН (спирально-призматическая насадка). Она изготавливается из нержавеющей или нихромовой проволоки, которая не должна вступать в реакцию со спиртом и другими продуктами перегона.
Цена насадки высокая, но при желании ее легко намотать самостоятельно. Для того чтобы насадка держалась в трубе, внизу царги впаивается крестовина из нержавеющего электрода для сварка, на него укладывается 2-3 см путанки из проволоки (нихром). Сверху не плотно засыпается насадка СПН и поверх вставляется еще один проволочный пыж.

Второй по эффективности насадкой можно назвать РПН – насадка панченкова, она представляет собой сетку из проволоки, смотанной в пыжи диаметром вашей трубы. Есть еще керамические кольца рашига, стеклянные шарики. Самая простая насадка это мочалки из нержавейки, но эффективность такого наполнителя очень низкая. Для трубы длиной 1,3 метра диаметром 35 мм понадобится 16-18 шт. мочалок.

Дефлегматор с узлом отбора РК. Дефлегматор венчает верхнюю часть рек.колонны. В него поступают пары спирта и конденсируются, превращаясь в жидкую флегму. Часть жидкой флегмы возвращается по насадке вниз, а часть через узел отбора выводится наружу. Конструкция дефлегматора может быть разной. Самым простым в изготовлении считается рубашечный или прямоточный дефлегматор. Сделан он из двух труб разного диаметра, между которыми циркулирует вода для охлаждения. Вода подается снизу, сверху выходит теплая вода. Внешний корпус такого дефлегматора можно сделать из обычного термоса.Диаметр внутренней трубы обычно делают таким же как и насадочная колонна. В верхней части любого дефлегматора находится ТСА – трубка связи с атмосферой.

Еще один вариант- дефлегматор димрота. Он представляет собой отрезок трубы (продолжение царги) в середине которой расположенная спираль из тонкой трубки диаметром 6-10 мм по которой циркулирует охлаждающая жидкость. Для колонны диаметром 50 мм димрот наматывается из трубки 6 мм длиной 3 метра. Дефлегматор получается длиной 25-35 см. Такая конструкция имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости и считается эффективней.

И третий вариант – дефлегматор кожухотрубный. В трубу большого диаметра вварены несколько тонких трубок в которых происходит конденсация паров. Плюсом такого устройства является универсальность, он может работать и как холодильник дистиллятора. Второе преимущество такого типа – малый расход воды и большая площадь охлаждения. Кожухотрубник можно сделать наклонным, что уменьшает высоту колонны, актуально для домашнего миниспиртзавода в квартирах с низкими потолками.

Под дефлегматором выше насадочной части находится узел отбора дистиллята в ректификационной колонне. Обычно его конструкция состоит из одной или двух перегородок и трубки отбора спирта. Перегородки под наклоном ввариваются или впаиваются в царгу. На трубку отбора устанавливается игольчатый кран с тонкой регулировкой или зажим гофмана, для ограничения или увеличения отбора фракций.

Царга пастеризации. Царга пастеризации позволяет более качественно очистить товарный спирт от головных фракций. Которые образуются в верхней части ректификационной колонны и дефлегматоре на протяжении всего процесса ректификации. Царга пастеризации спирта усложняет конструкцию ректификационной колонны и может не устанавливать как отдельный элемент, но она позволяет улучшить качество спирта ощутимо. Медленный отбор голов ведется и вовремя отбора спирта ректификата из царги пастеризации.

Холодильник. Спирт на выходе течет горячий и что бы его охладить после узла отбора и крана устанавливается дополнительный холодильник (до охладитель). Можно приобрести готовый стеклянный холодильник в магазинах «мед техника».
Либо изготовить самодельный холодильник из трубок как рубашечный дефлегматор, но с меньшими размерами. Длина холодильника примерно равна длине дефлегматора или чуть длиннее. Вода сначала поступает в нижний вход холодильника, затем с верхнего идет на дефлегматор. Регулируя краном поток воды добиваются нужных показателей.

Автоматика для ректификационной колонны. Сложный процесс ректификации требует постоянного присутствия и наблюдения.
Хорошая автоматика дает возможность производить ректификацию, без постоянного участия человека в процессе. Она не допускает попадания “хвостов” в товарный спирт, позволяет отоборать головные фракции в отдельную емкость. Блок управления ректификацией, сокращенно (БУР), включит воду для охлаждения при нужной температуре, снизит мощность при отборе и уменьшит автоматически отбор в конце. После отбора хвостов выключит нагрев и воду. Простейший вариант автоматизации установка старт стопа с клапаном, который прекращает отбор при повышении температуры в колонне, после стабилизации температуры, отбор возобновляется. Собрать автоматику для домашнего миниспиртзавода дешевле из китайских комплектующих или приобрести на профильных форумах.