Ректификационная колонна своими руками

Как это работает?

В процессе перегонки горячий пар поступает по трубкам из резервуара с брагой, который стоит на огне, в пространство над первым колпачком, где он преобразовывается в жидкость, стекающую через отверстия на тарелку. Постепенно жидкости становится все больше. После того как уровень поднимется до определенной отметки, пар, проходя сквозь эту жидкость, вместе со спиртами поднимается до следующей тарелки, расположенной выше, где весь процесс повторяется. После того как уровень жидкости превысит срез, флегма стекает в куб.

По мере прохождения пара через колпачковые тарелки градусы спирта увеличиваются, а количество вредных примесей уменьшается. Аналогичным образом работают абсолютно все колпачковые колонны. Однако есть один важный нюанс. Если вы хотите получить спирт самого высокого качества, то рекомендуется делать двойной перегон. Для этого брага сперва перерабатывается на обычном самогонном аппарате, после чего сырец проходит повторный перегон через колонну. Это занимает довольно много времени, но только так можно получить кристально чистый спирт.

Особенности изготовления зеленого вина

Легкая игристость, которая стала фирменным знаком вин региона, – результат взаимодействия терруара, уникальных сортов винограда и технологии производства.

Терруар

Плодородные гранитные почвы и большая влажность обеспечивают высокие урожаи винограда. Но ягоды получаются слишком сочные, водянистые, с большой кислотностью.

Единственный субрегион, где не так заметно влияние Атлантики – Монсау и Мелгасу, поэтому и вина здесь более насыщенные и крепкие.

Сорта винограда

Правилами DOC регламентирован перечень рекомендованных сортов винограда.

Белые:

• Альваринью;
• Аринто;
• Авессо;
• Азал;
• Батока;
• Лоурейру;
• Трейшадура.

При производстве вина чаще всего используют смесь нескольких белых сортов. Самые успешные – Алваринью, Лоурейру, Трейшадура, Азал.

Красные сорта:

• Виньяу;
• Азал Тинто;
• Амарал;
• Эспадейро и др.

Кроме рекомендованных сортов есть разрешенные, поэтому на самом деле перечень – внушительный. Но каждый регион специализируется на производстве нескольких коронных вин и выращивании соответствующего винограда.

Сорт Алваринью и сортовые Vinho Verde Alvarinho – специализация субрегиона Монсау и Мелгасу

Особенности технологии

Путь зеленого вина от виноградника к бутылке – очень короткий и составляет всего 3–6 месяцев.

Сразу после сбора ягоды аккуратно отжимают. Для белых вин берут чистый сок без косточек и кожуры, для красных – сок с мезгой.

По традиционной технологии винификацию проводят при температуре 16–18 °С и не дожидаются остаточного сбраживания дрожжей.

На современных винодельческих производствах допускается полная ферментация с последующей фильтрацией напитка, а углекислый газ добавляют перед разливом в бутылки.

Принцип работы

Как уже упоминалось ранее, колонна может иметь различное количество колпачков. В процессе переработки браги колпачки нагреваются, а их температура возрастает сверху вниз. Каждый колпачок имеет несколько отверстий, сквозь которые стекает флегма и попадает на колпачок, расположенный ниже. Таким образом, происходит несколько процессов повторного испарения, в результате чего на выходе получается вода с более высокой температурой кипения. Благодаря этому получается спирт с большим градусом.

Чтобы было понятнее, стоит рассмотреть это на конкретном примере. Давайте представим, что у нас есть колпачковая колонна для дистилляции высотой 50 см и с десятью колпачками. За один цикл переработки браги она обеспечивает до 40 повторных процессов испарения, благодаря чему на выходе получается чистый спирт, кратность чистоты которого соответствует общему количеству испарений.

Как изготовить и собрать своими руками?

Стоит ли покупать тарельчатую колонну или лучше изготовить своими руками?

Самостоятельно изготовить колпачковую колонну по чертежу не так сложно, особенно если имеются в наличии колпачковые тарелки, являющиеся практически самой сложной составной частью. В основном приобрести их можно в интернете на подходящих сайтах, например, на алиэкспресс, и чаще всего продаются тарельчатые колонны китайского производства.

Однако выбирать особо не приходится, так как данные изделия являются довольно специфическим товаром и производятся они в очень узком кругу мастерских. А самостоятельно изготовить такие тарелки очень сложно, но вполне реально.

Потребуются для этого медные или нержавеющие пластины для вырезки кругов, которые равны внутреннему диаметру основной трубы колонны. Тарельчатая колонна же делается из нержавеющей, медной или стеклянной трубы, диаметр которой составляет 8-10 мм. и высотой (длиной) приблизительно 75 см.

Готовые стеклянные колонны, которые предлагают производители, пользуются немалой популярностью, так как можно следить за процессом барботирования, а это очень необычный процесс. Хотя сам материал в расчете качества работы колонны не учитывается.

1. В готовых дисках сверлятся четыре отверстия диаметром 1-1,5 мм. и вставляются трубки из нержавейки или меди длиной приблизительно 1,5 см, через которые пар поднимается вверх.

   По краям диска сверлятся ещё два отверстия диаметром почти 1 см и в них уже вставляются трубки с меньшей высотой – приблизительно 0,8-1,5 см. Стыки дисков и всех трубок пропаиваются.

2. Сверху на средние трубки впритык к поверхности диска насаживаются колпачки. Для того, чтоб пар выходил, в верхней части трубок просверливаются отверстия диаметром 1-2 мм., чем чаще, тем лучше. Также на высоту 5 мм. пропиливаются нижние края колпачков, чтоб они получились на 2 мм. ниже среза боковых трубок.
3. Так как сложно придерживаться классического полусферического вида, можно изготовить стакановидные или конусообразные колпачки. Закрепляются они на паропроводных трубках муфтами или саморезами. Такая тарелка в собранном виде являет собой один рабочий элемент и в колонне указанной высоты их количество должно быть от 5 до 8 штук.
4. Для того, чтобы можно было вставлять и доставать тарелки из колонны, они насаживаются на штырь диаметром 5-8 мм. и закрепляются гайками равноудалённо друг от друга. Верхний край колонны соединяется паропроводом с прочным холодильником, а на кубе и вверху колонны устанавливаются термометры. Для более удобного извлечения тарелочной сборки, верхняя часть колонны выполняется в виде винтовой крышки. Патрубок для отвода пара крепится ниже уровня резьбы на 1-1,5 см.

Устройство и принцип действия

Чтобы изготовить ректификационную колонну своими руками, нужно ознакомиться не только с размерами и чертежами устройства, но и изучить сам принцип работы такого оборудования.

Агрегат работает следующим образом:

1. Колонну делают из меди или нержавейки, поскольку эти материалы не вступают в химическую реакцию со спиртом и не выделяют ядовитых соединений.
2. Внутри колонны происходит ректификация – непрерывный обмен пара и жидкостей.
3. Сначала жидкость закипает в нижней части устройства (кубе), в результате чего начинает активно выделяться пар, содержащий спирт.
4. Пар поднимается по трубе и попадает в дефлегматор, где проходит повторную конденсацию за счет охлаждения водой, а затем стекает вниз.
5. В процессе стекания конденсат снова попадает под действие горячего пара и вступает с ним в процесс обмена. В это время флегма (стекающая жидкость) насыщается паром, а он, в свою очередь, жидкостью.
6. Окончательная конденсация пара происходит в холодильнике, откуда в емкость стекает максимально очищенный спирт.

Процесс непрерывной ректификации обеспечивается специальными тарельчатыми элементами в промышленных колоннах и металлическими губками и стеклянными шариками в самодельных вариантах агрегатов.

Принцип работы колпачковой колонны

Работает колпачковая колонна по принципу тепломассобмена между поднимающимся снизу, из испарителя, паром и стекающей сверху охлаждённой флегмой. Колпачки, или тарелки служат для увеличения площади контакта нагретого пара и жидкости. От количества тарелок зависит количество точек превращения пара в жидкость и повторного испарения жидкости. Конденсируется спиртосодержащий пар не только на внутренних стенках колонны, но и на поверхности тарелок. Они имеют форму полусферы, обращенной выпуклостью вверх.

Конденсирующаяся на внешней поверхности флегма стекает вниз сквозь переливные отверстия и попадает на нижнюю тарелку, нагретую до более высокой температуры. Спирт и другие легкокипящие фракции повторно испаряются, а жидкости с более высокой температурой кипения (сивушные масла и вода) стекают обратно в испаритель, где остаются в виде водного раствора.

При прохождении спиртового пара колонной высотой 50 сантиметров при монтаже внутри нее 8- 10 колпачков, процесс превращения жидкости в пар и обратно происходит не менее 30- 40 раз. Это количество называется кратностью очистки. Если вы прочитаете в характеристиках колпачковых колонн промышленного изготовления, которые можно без труда купить в интернете, что их кратность очистки составляет 20 или 50, это не значит, что спирт становится во столько раз чище, а характеризует только особенности технологического процесса.

Естественно, чем выше кратность, тем качественнее спирт получается, и тем меньше в нем примесей. Соотношение диаметра и высоты колонны должно составлять не менее 1 к 8, это оптимальные размеры, как для промышленных установок, так и для любительских. Поднимаясь вверх по колонне, пар обогащается спиртом и из него удаляются примеси, он укрепляется, поэтому часто такие колонны называются укрепляющими.

Тип тарелок

На сегодняшний день в продаже можно найти множество вариантов тарелок, однако наиболее часто встречающимися являются колпачковые и провальные. Последние являются более доступными и позволяют получить качественный продукт при соблюдении правильного режима нагрева. Колпачковые обладают более высоким КПД и позволяют перерабатывать брагу в качественный дистиллят в любых условиях.

Как оказалось, освоить принцип работы колпачковой колонны несложно. Кроме этого, сделать ее можно и в домашних условиях своими руками. Самое главное — в процессе изготовления придерживаться определенной инструкции и соблюдать технику безопасности. Не бойтесь экспериментировать! Не получается только у того, кто ничего не делает.

Source: fb.ru

Чем различаются абсорберы?

• Насадочные дистилляционные колонны имеют меньшую эффективность, нежели тарельчатые. При одинаковом рабочем объёме колонн, площадь контактной поверхности в насадочной колонне является меньшей.

  Также неравномерное стекание жидкости по тарельчатой насадке ограничивает насадочные колонны по диаметру, так как тарельчатые колонны по диаметру достигают 4 м., а насадочные не превышают и 2,8 м. А это значительно ограничивает насадочные колонны в ректификационном использовании.

  Но благодаря невысокой себестоимости и простоте своего изготовления они пользуются популярностью в малом производстве.

• Колпачковые колонны являются более распространёнными за счёт более простой конструкции. Данный вид изделия использует процесс обмена массы и тепла между жидкостью и паром.

  Данные абсорберы различаются общим количеством колпачков, которых, чем больше, тем больше количество точек преобразования пара в жидкость, и соответственно выше объём выходящего готового продукта.

• Тарельчатая колонна обладает значительно большим удерживающим свойством и соответственно не стоит вопрос на счёт удержания сивухи. Пять-десять тарелок реализуют три-пять уровней укрепления при отборе «тела» и «голов».

  Это даёт возможность заниматься перегоном по законам простой ректификации не рискуя оставить спирт без вкусовых качеств, отделять головные фракции и при сборе «тела» не думать о своевременном подходе хвостовых фракций.

  Запотевшие находящиеся внизу диски визуально покажут по окончанию отбора, что пора сменить тару. Качество очистки здесь задаётся сменой общего числа тарелок.

Область самогоноварения не ограничивается выгонкой одного лишь самогона и современные дистилляционные устройства позволяют производить куда большее разнообразие алкогольных напитков. При этом тарельчатые колонны можно, как приобрести готовые, так и изготовить своими руками, всё упирается лишь в возможности и желание.

Процесс ректификации позволяет добиться высокой чистоты и крепости спирта и оба этих качества зависят от понимания основы дела занимающимся им винокуром. Поэтому для проведения более верных вычислений, рекомендуется к прочтению издание А. Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической промышленности».