Чтобы получить чистый самогон, домашние кулинары обычно прибегают к двойной перегонке. В результате выходит качественный продукт без вредных примесей, с приятным вкусом и ароматом.
Еще лучший эффект дает дистилляция в ректификационной колонне. Она позволяет получить максимально очищенный крепкий спирт (94–96%) или водку без дополнительных привкусов и запахов.
При этом минусов у устройства практически нет, за исключением крупных габаритов и необходимости потрудиться над его изготовлением. В том, что ректификационную колонну лучше собирать самостоятельно, сходится большинство опытных самогонщиков.
Конструкция и принцип работы ректификационной колонны
Перегонный куб
Царга (труба) с наполнителем
Узел отбора спирта
Дефлегматор
Дополнительный холодильник
Работает она следующим образом
Находящаяся в перегонной емкости брага нагревается и начинает испаряться. Пары следуют вверх по царге, достигают холодильника и узла отбора, кран которого на начальном этапе закрыт.
Сконденсированные пары (флегма) спускаются обратно по трубе. При этом тяжелые фракции накапливаются внизу, а легкие – вверху. Благодаря насадкам, процессы конденсации и испарения происходят многократно: пары и жидкости непрерывно взаимодействуют.
Этот процесс обмена и представляет собой процесс ректификации. Самые легкие пары с высоким содержанием спирта отводятся в холодильник, где происходит финальная конденсация. В результате в приемную емкость поступает чистый дистиллят.
Расчет параметров и подбор материалов
Прежде чем приступать к сборке колонны, следует определиться с размерами и другими характеристиками аппарата.
Высота царги
Если раньше ректификационные колонны представляли собой многометровые конструкции, то сегодня домашние винокуры пользуются компактными вариантами – около 1,5 метров длиной. Главный принцип, которым следует руководствоваться при расчете габаритов следующий: высота трубы должна быть равна примерно 50 ее диаметрам. Допускаются небольшие отклонения в одну или другую сторону. Однако длина царги не может быть меньше 1 метра. В противном случае часть сивушных масел попадет в отбор, и возникнут трудности с разделением фракций. Увеличение высоты колонны свыше 1,5 метров на качество продукта существенно не влияет, но удлиняет время перегона. К тому же, разместить такую конструкцию в домашних условиях будет проблематично. Оптимальные размеры трубы: длина – 1,3-1,4 м, диаметр – 3–5 см.
Материал и толщина стенок
Идеальным вариантом для царги является пищевая нержавейка: она никак не влияет на состав напитков. Также подойдет медь. Оптимальная толщина стенок находится в пределах 1–2 мм. Больше можно, но это утяжелит конструкцию и увеличит расходы, не принося особой выгоды. К тому же стоит помнить, что в стенках придется делать отверстия.
Вид и параметры насадок
В качестве контактного элемента проще всего использовать бытовые мочалки из нержавейки, которыми чистят посуду. Чтобы проверить качество металла, можно замочить изделие в растворе соли и оставить в нем на сутки: хорошее изделие не заржавеет. Альтернативными вариантами являются стеклянные шарики, камни определенных пород, металлическая стружка. Плотность набивки составляет 250–270 г контактного элемента на 1 л объема колонны.
Объем куба
Емкость для перегонки заполняют на 2/3, при этом количество спиртосодержащей жидкости должно соответствовать 10–20 объемам насадки. Для колонны с диаметром 5 см оптимально использовать бак на 40–80 л, для ширины в 4 см – 30–50 л.
Источник нагрева
Не рекомендуется использование газовой, электрической или индукционной плиты. Первый вариант опасен, остальные не позволяют обеспечить равномерную подачу тепла. Оптимальным вариантом является электронагрев с помощью ТЭНов, которые можно вмонтировать в куб самостоятельно. Мощность элементов зависит от объема куба: на 50 л требуется не менее 4 кВт, на 40 л – не менее 3 кВт и т. д.
Вид теплоизоляционного материала
Он должен выдерживать высокие температуры, быть химически инертным. Обычно используют поролон 3–5 мм толщиной, фторопластовые или силиконовые (но не резиновые!) прокладки.
Вариант состыковки
Если используются резьбовые соединения, может потребоваться герметик. Лучше отдать предпочтение надеванию элементов друг на друга.
При создании ректификационной колонны имеет значение каждая мелочь, поэтому следует строго соблюдать все рекомендации. Не лишним будет посмотреть видео сборки.
В одну часть, которая будет находиться внизу, засыпают выбранный вид насадок, предварительно установив сетку и упорную шайбу для исключения выпадения материала. Если используются металлические губки (потребуется около 40 шт.), предварительно нарезают их на кусочки по 5 мм. Пружинки следует распределять равномерно, постукивая трубой по твердой поверхности. Засыпав насадку, закрывают трубу сеткой, фиксируют ее шайбой.
Подсоединяют получившуюся конструкцию к перегонному кубу и утепляют ее теплоизоляционным материалом.
Вторую (верхнюю) часть трубы с помощью паяльника соединяют с дефлегматором. В водяном корпусе должно быть 2 патрубка: на ввод и вывод воды. Дефлегматор можно купить или сделать самостоятельно из термоса, скороварки, змеевика, медной трубки (первые варианты предпочтительнее). Например, так: https://youtu.be/D4ZsbbRH6ds
Верхний конец колонны закрывают пробкой/крышкой или запаивают, оставив отверстие для установки атмосферной трубки. Для ее закрепления используют штуцер, конец трубки опускают в воду.
Делают отверстие под патрубок для выхода дистиллята. Оно должно находится на пару сантиметров выше места соединения с нижней частью трубы, под ним устанавливают пластинку для сбора конденсата.
С помощью силиконового шланга подсоединяют к колонне холодильник. Его можно купить или сделать самостоятельно. Для регуляции процесса движения жидкости на шланг крепят зажим от капельницы.
Соединяют охлаждающие элементы между собой: верхнюю часть холодильника с низом дефлегматора, верхнюю часть дефлегматора с канализацией. Таким образом, вода к дефлегматору будет поступать подогретой.
Дополнительно можно установить регулятор потока воды и термометр (для него потребуется дополнительное отверстие в узле отбора).
Можно также разделить царгу на 3 части: такая конструкция считается более вариативной в применении. Подробный процесс сборки колонны можно посмотреть здесь:
Российский гений, который желает регулярно вкушать спирт в чистом виде, не спит – таким видят человека собравшего самодельную ректификационную колонну своими руками.
Но, на самом деле это абсолютно не так!
С помощью ректификационной колонны можно получать такие вкусные напитки как абсент, виски, можно готовить ароматизированный спирт для и тд.
Раньше ректификаторы представляли собой многометровую колонну, но, сегодняшний вариант с «многоходовой» ректификацией позволяет сократить высоту колонны.
Если вы не уверенны в своих силах, то лучше купить ректификационную колонну в интернет магазине, например серия Добровар вполне позволяет получать 98% спирт с первой перегонки.
Однако, вернемся к тому, как сделать самодельную ректификационную колонну своими руками.
Предоставляем вам простой способ приготовления ректификатора в бытовых условиях. Внешний вид конструкции предоставлен в первом изображении. Кроме того, предоставлены чертежи ректификатора.
Для начала хотелось бы рассказать о том, почему самогонное устройство – переросток является самой удачной конструкцией.
Во-первых, данное устройство уникально, так как оно требует лишь подвода проточной воды. Регулировать температуру кипятильника можно при помощи выключателя света, который имеет плавную регулировку. Применять самодельную ректификационную колонну можно с любой емкостью, начиная от трехлитровой банки и заканчивая установленной скороваркой.
Давайте разберем схему ректификационной колонны, сделанной в домашних условиях.
Чертеж ректификационной колонны
Как вы видите – конструкция достаточно проста. Холодильник и водяную рубашку можно изготовить из медной трубы, обернув ей трубы ректификатора. Вы можете сделать их из труб более толстого диаметра, чем использовали мы в нашей колонне. В таком случае вам необходимо спаять нижнюю и верхнюю часть со стенами. На оставшуюся часть нужно надеть утеплитель – для этого вам необходимо посетить строительный рынок и приобрести утеплитель для металлических труб.
Мочалки – это железная мочалка для раковин, которая нарезана ножницами. Как правило, мочалки изготавливают из нержавеющей стали, которые не портятся в процессе эксплуатации ректификационной колонны. Для трубы длиной 130 см и диаметром в 35 см необходимо затратить 15-20 мочалок.
Зажим медицинской капельницы необходимо использовать совместно с трубкой. Трубка послужит связью с атмосферой – это классическая иголка от шприца.
Высота ректификационной колонны, которая предоставлена на чертеже составляет 130 сантиметров (высота перегонного кубика – паяльника не учитывается).
Теперь немного теоретических знаний .
Ректификация – это многоразовая перегонка дистиллята, которая осуществляется в противоточных насадочных и тарелочных колоннах с контактными составляющими (тарелки, насадки т.д.).
Для успешного действия флегмы, стекающей по колонне вниз, и пара, который движется вверх, можно применять любые контактные составляющие, увеличивающие эффективность и площадь их действия. В качестве контактных составляющих в больших ректификационных колоннах, как правило, используются тарелки.
Каждая тарелка, которая расположена в колонне, называется ФТ – физической тарелкой. Ее предназначение – обеспечить стремительное движение состояния равновесия между паровой фазой и жидкостью.
Тарелки работают таким образом: пар в форме пузырьков с достаточно развитой поверхностью действует через слой флегмы, который находится на тарелке. В результате массовый обмен меж фазами интенсифицируется.
Стоит отметить, что при проходе пара сквозь одну тарелку равновесие между различными фазами не достигается. Фактическое состояние жидкой и паровой фаз по отношению к их состоянию оцениваются лишь коэффициентом правильного действия такой тарелки.
КПД обычной тарелки составляет 50-60%, то есть для достижения состояния полного равновесия фаз, которое соответствуют теоретически одной тарелке, требуются две физических.
Таким образом, получается, что для создания в ректификационной колонне-40-ТТ необходимо установить в ней около восьмидесяти тарелок обычной конструкции.
Для ректификационных колонн собранных в домашних условиях диаметром 30..50 мм эффективной контактной составляющей является специальная насадка, которая наполняет собой внутренний объем колонны. При работе колонны вниз дистиллят стекает по контактному наполнителю, а пар поднимается вверх.
В промышленных ректификационных колонах применяется насадка «ЗУЛЬЦЕР» из нержавеющей, гофрированной сетки или из нержавеющей проволоки в виде мелких пружинок спирально-призматического характера.
Обмены тепло-массы на контактных соединяющих проходят непрерывно по всей высоте колонны. Положение фазового равновесия, эквивалентное 1-й теоретической тарелке («ТТ») наступает после того, как пар преодолевает слой насадки – высоту единицы переноса («ВЕП») или высотой теоретической тарелки («ВТТ»).
Эта высота измеряется в миллиметрах, что в свою очередь позволяет рассчитать высоту будущей колонны. Поэтому в изготовлении установки в домашних условиях, речь идет о колонах, которые имеют диаметр от 30 – 50 мм, с применением насадочных контактных составляющих.
А так выглядит покупная ректификационная колонна в "полном обвесе".
Не смотря на такую заумную теорию - самодельная ректификационная колонна это очень простое изделие!
Вадим говорит:
Может диаметр трубы 35мм а не см???
Вадим говорит:И еще у меня вопрос, зачем нужна связь с атмосферой?
Марат говорит:Хорошая статья...
Тема не просто раскрыта, а написанная информация хорошо воспринимается, спасибо!
Вадим, при выходе колонны на режим зажим от медицинской капельницы закрыт и если не будет связи с атмосферой возникнет избыточное давление и последующее разрушение аппаратуры.
георгий говорит:А,что если вместо мочалок разместить ленточную спираль в виде шнека...тогда как рассчетать шаг этой спирали?
Игорь говорит:Добрый вечер, а можно ли посмотреть на схематический рисунок? И какие прокладки нужно использовать в узлах соединения? Спасибо.
Артем говорит:георгий, а чем вам мочалки железные не нравятся?
Николай говорит:Где можно купить не дорогую р.колонну?
Анатолий говорит:труба: диам. 50мм, длина 1.6см, без мочалок не працює. Причина?
Владимир говорит:Я понимаю что не у всех есть возможность, но.
Хороший результат можно получить применив головку старого дистиллятора. Как правило у них раньше выходит из строя ТЕНы и куб, а головки просто выбрасывают.
Помогите разобраться, в чём разница между ректификационной колонной и дестилятором (типа Волжанин или Кум). Т.е отбор спирта ниже дефлегматора или же как у Волжанина?
Павел говорит:Чтобы уменьшить высоту колонны, ставьте дополнительный холодильник в рабочей зоне (там где мочалки), и регулируйте температуру при перегонке.
Фёдор говорит:То есть мочалки, в данномслучае, заменяют тарелки?
ИльяНачинающие самогонщики обычно предпочитают дистилляторы. Но чем больше опыт, тем сильнее хочется получать совершенный продукт – лишенный сивушных масел и максимально крепкий.
У самогонщиков, не знакомых на практике с работой РК, существует предубеждение. Они считают, что ректификационная колонна забирает запах исходного продукта. Это справедливо лишь отчасти.
Все зависит от цели, а эксплуатируется колонна по-разному: с целью получения спирта-ректификата или чистого и укрепленного дистиллята.
Ректификационная колонна по внешнему виду — высокая труба , вертикально возвышающаяся над перегонным кубом. Непременные составляющие:
- Труба из пищевой нержавейки высотой не ниже 1 и не выше 1,5 метра. Промышленные имеют размеры, в тысячи раз превосходящие указанные.
- Дефлегматор – верхняя часть трубы с водяной рубашкой.
- Насадки: РПН либо кухонные прополочные скребки из нержавейки, а также (не всегда) СПН- спиральки равного диаметра и высоты.
- Термометр. А лучше два: один в кубе, второй – в колонне.
- Трубка для соединения с атмосферой.
- Прямоточный холодильник, который окончательно конденсирует пары спирта, идущие из колонны.
- Соединительные элементы и трубки для подключения/отвода воды для охлаждения.
- Утеплитель колонны в отсеке, где происходит тепломассообмен (желателен, но не обязателен).
Расчет параметров системы
Расчет необходим для того, чтобы колонна выдавала чистый от сивухи и прочих примесей продукт крепостью до 95°. При этом не захлебывалась, имела оптимальную скорость перегона.
Внимание. Любая из представленных на рынке и самодельных ректификационных колонн имеет скорость перегона в разы ниже, чем .
Это связано с необходимостью многократного переиспарения спиртосодержащей жидкости.
Продуктивность и качество работы зависят от:
- высоты и диаметра царги;
- правильных расчетов по насадке;
- мощности нагрева;
- объема перегонного куба.
Размеры трубы и насадки
Чтобы обеспечить правильную укрепляющую и разделительную способности вне зависимости от внутреннего сечения, приемлемой высотой царги считается 1 — 1,5 м. Эти параметры определены многочисленными экспериментами.
При меньшей высоте не удастся уберечься от прорыва сивухи в готовый продукт, то есть – не удастся добиться надлежащей чистоты отбора. Если же сделать высоту большей, это не дает лучших показателей и даже напротив – увеличивает количество головных фракций. Проще говоря – каждый лишний сантиметр колонны снижает разделяющие способности устройства и отрицательно влияет на скорость перегона.
Допустимые параметры внутреннего диаметра трубы – 28-52 мм . Это – размеры, применяемые в производстве бытовых РК.
Существует формула: производительность, измеряемая в миллилитрах продукта за час работы и мощность (Ватты) равны площади сечения (поперечного разреза) трубы в кв. мм, то есть – прямо пропорциональны ее диаметру в квадрате.
Выбирая или сооружая колонну, просчитывайте диаметр (внутренний). При больших отклонениях правильно работать она не будет.
Насадка
Она не просто увеличивает контакт спиртосодержащего пара с флегмой, она должна быть привязана к конкретной колонне. При домашнем подбирают насадки, имеющие поверхность контакта 1,5 — 4 м2 на литр ректификата.
Если взять больше, очистка улучшится, но упадет и без того невысокая скорость перегонки. Если взять меньше 1,5 кв.м, то разделение и укрепление упадут, в результате чистого спирта не получится.
При использовании только РПН обычно скрученные полотна вставляют одно над другим снизу – от куба до узла отбора. Соотношение СПН к внутреннему диаметру подбирается меньше в 13-15 раз. То есть, при толщине проволоки 0,25 мм диаметр СПН подбирается к трубе 50 мм – 3,5х3,5; 40 мм – 3х3; 28-32 мм – 2х2.
Внимание. Для различных задач используются свои насадки.
Например, при перегонке (дистилляции) зернового сырья целесообразно применять медные РПН или СПН, кольца, седловидные насадки. Для ректификации – РПН+СПН, порезанные проволочные мочалки.
Подбираем объем перегонного куба
Ректификацию проводят после первой дистилляции, когда получают спирт-сырец. Заливается 40-градусная жидкость. Количество насадки для недопущения попадания сивухи в готовый продукт исчисляется от 10 до 20 объемов спиртосодержащей крепкой жидкости в кубе.
Разрешается заполнять спиртом-сырцом только на 2/3, то и подбирать емкость следует, исходя из используемой царги. Расчеты при 1,5-метровой колонне с диаметром трубы:
- 50 мм – не менее 30, не более 60 л. Нужна емкость на 40-80 литров;
- 40 мм – от 17 до 34 л. Куб до 50 литров;
- 32 мм – от 10 до 20 л. Куб до 30 литров;
- 28 мм –до 14 л. Требуется куб до 18 литров.
При минимальных объемах можно брать трубу длиной не 1,5, а 1-1,2 м.
Чем греть и на какой мощности?
Ректификация – это не дистилляция, при которой возможен нагрев на плитках различного промышленного изготовления и даже дровяной. Для РК необходимо выполнение нескольких обязательных условий:
- обеспечение максимально быстрого нагрева;
- возможность тонкой регулировки нагрева для качественного разделения алкоголя на фракции;
- безопасность – предохранение от воспламенения и взрыва, с учетом того, что в кубе – не слабоалкогольная брага, а крепкий спирт-сырец.
В связи с этим и подбирать источник нагрева из многих вариантов необходимо с учетом этих требований:
- Дровяная печь . Отбрасывается безоговорочно, поскольку ни одному пункту требований не отвечает.
- Газовая конфорка. Не подходит, поскольку невозможно точно отрегулировать нагрев и высока опасность взрыва.
- Электроплита не соответствует по той причине, что она работает по принципу полной остановки нагрева и возобновлении после падения температуры до критической отметки (вспомните «щелчки», издаваемые электроплиткой). Когда электропитание прервется, флегма будет не стекать постепенно, как предусмотрено технологией, а обрушится и ректификация попросту не состоится или ее придется начинать заново – с другим источником нагрева.
- Индукционная плита может быть использована «с натяжкой». У нее невозможно плавное изменение мощности, а правильная ректификация требует плавного, не более 10 Вт за раз.
- ТЭН с регулировкой, стабилизацией напряжения и плавным изменением нагрева на 5-10 Вт – это оптимальное решение. Именно им следует оснастить РК.
При подборе мощности учитывайте: для быстрого нагрева куба необходим килловатный ТЭН на каждые 10 литров жидкости. То есть:
- Для 50 литрового (в нем – 40 литров), требуется 4-х килловатный ТЭН.
- 40 л (оптимально 30 л) – 3-х килловатный.
- 30 (до 23 л) – 2,5 кВт.
- 20-25 (15-20 л) – 1,5 кВт.
Расчеты дефлегматора
Их определяют, исходя из типа колонны. При отборе спирта ниже дефлегматора, лучший выбор — дефлегматор Димрота мощностью до 5 Ватт на квадратный см.
Если отбор выше дефлегматора, то мощность может составлять до 2 Ватт. Применяется как Димрот, так и «рубашечник».
Например, если у вас царга 50 мм, то для Димрота достаточно трубки 6 см (внутреннее сечение) до 50 мм в длину (при точном расчете – 48,7). Рубашечник может быть из трубы 52 мм длиной 39 см.
Достижение необходимой мощности в таблице:
| Внутренний диаметр трубы (мм) | Высота царги (см) | Производительность при оптимальной мощности нагрева (мл/ч) |
| 52 | 100 | 1900-1950 |
| 51 | 150 | 1750-1790 |
| 42 | 150 | 1120-1190 |
| 40 | 100 | 1100-1130 |
| 32 | 150 | 630-660 |
| 28 | 150 | 450-490 |
Расчет прямоточного холодильника
Если прямоточник является доохладителем в РК с жидкостным отбором, достаточно 30-сантиметровой «рубашки» на трубке отбора. Обычно соединяют отвод воды с подачей к дефлегматору.
Другое дело, если РК вы намерены эксплуатировать и как дистиллятор, тогда рубашечник изготавливайте, исходя из дистилляционных потребностей.
Не нагружая вас малопонятными подробностями, отметим — чтобы поддерживать турбулентность движения пара, возьмите внутренний диаметр трубы, соответствующий мощности нагрева, помноженного на 6. Диаметр – в мм, мощность в кВТ.
Между стенками трубы и рубашки достаточно 1,5 мм для свободного движения воды.
Важно. При создании прямоточного холодильника навейте на внутреннюю трубу проволоку с таким диаметром, чтобы спираль на 0,3 мм не доставала до внутренней поверхности рубашечника.
Спираль навивается с шагом в 2-3 диаметра внутренней (паровой) трубы. Она предотвращает деформацию стенок, улучшает охлаждение и уберегает от образования «мертвых зон вследствие теплового расширения.
Принято использовать пары труб для холодильников с толщиной стенки 1 мм:
- 10 мм-14 мм;
- 12 мм-16 мм;
- 14 мм-18 мм;
- 16 мм-20 мм;
- 20 мм – 25 мм. В этом случае толщина трубы 25 мм нужна 1,5 мм.
Длина прямоточного холодильника – 50-75 см.
Опираясь на приведенные расчеты, при правильном подходе к делу вы получите продуктивный ректификатор, по качеству – даже выше промышленных аналогов. Но если вы решитесь на покупку готовой колонны, то сможете проверить соответствие ее параметров требованиям.
Полезные видео
Ректификационная колонна для самогонного аппарата своими руками — теория, практика, чертежи и схемы:
Ознакомившись с популярными сайтами и форумами ректификационной тематики я решил внести свой вклад в общее дело. Домашние мастера мучаются с колоннами, навешивают на них много автоматики. Датчики давления, старт-стоп системы срывающие весь процесс ректификации и т.д.
Основные проблемы кроются в малой высоте, в неверных расчетах установок, работа на газовой плите, ориентирование на давление в колонне, и просто банальное непонимание сути процесса ректификации. И что главное- все напрочь забывают, что правильной колонне автоматика не требуется . Автоматика- только помощник.
Приведенная схема ректификационной колонны является одним из шести вариантов решения выше обозначенных проблем. "Хитрость" в том, что ее можно сделать невысокой (сверхмалой) и получать вполне качественный спирт. Оговорюсь... работа на газовой плите опасна, малейшая ошибка может привести к непоправимым последствиям- вы предупреждены. Стабильность работы конкретного схемного решения кроется в т.н. накопительной емкости под смещенным в сторону дефлегматором, регулируя подачу мощности (нагрева) в кубе, охлаждение и возврат флегмы, можно добраться до стабильной спиртовой полки при высоте насадочной части всего 80см. В колонне полностью отсутствуют температурной пилы из-за невозможности попадания брызг на датчик термометра. Гидроуровень установленный в узел отбора позволяет наблюдать за уровнем накопленной флегмы, что позволяет более точно стабилизировать процесс в начале ректификации и исключает захлеб колонны при правильной эксплуатации. Накопительный "стакан" заимствован у известного и одноименного устройства (Экстрактора Сокслета).. Франц фон Сокслет (Franz von Soxhlet)
Развивая идеи по конструкции можно поработать и с автоматикой. Вместо регулятора отбора можно поставить электронный клапан, подключив его через компаратор снимающий показания температуры. Таким образом колонна превращается в сверхмалую колонну переодического действия с дробным отбором. Компаратор программируется на открытие клапана при определенной температуре, клапан открывается, накопленная флегма сливается в приемную емкость после чего процесс в колонне сорвется и поднимется температура, а компаратор сработает на закрытие клапана. Можно конечно и руками открывать-закрывать, но процесс это утомительный. Таким образом, на колонне можно отобрать все вещества по очереди, немного подробней процесс описан
Безусловно, среди всех разновидностей самогонных аппаратов домашняя ректификационная колонна является одной из наиболее сложных как в эксплуатации, так и в изготовлении. Как правило, для самогоноварения в домашних условиях применяют колонны промышленного производства, которые можно приобрести почти без ограничений в каждом специализированном магазине. Однако, также вполне возможно сделать ее своими руками.
Для того чтобы сделать этот аппарат нужно иметь его схему и чертежи конструкции, а также знать главные принципы работы колонны и смысл процессов, происходящих в ней. А происходит здесь довольно много интересного - процедура ректификации от обычной дистилляции отличается своими химическими и физическими основами.
Ректификационная колонна: Принцип работы
В колонне, как и в простом дистилляторе, находятся и холодильник, и нагреватель, и регулятор, являющиеся рабочими и полноценными элементами. Однако от поверхности браги на пути спиртосодержащего пара до змеевика холодильника расположен еще один сложный узел, называющийся ректификационной колонной. Данный узел собой представляет высокую трубу, сечение которой больше ее размера в 40-60 раз. На схеме в разрезе показана как устроена спиртовая или бражная колонна для приготовления спирта.
Горячий пар по трубе поднимается вверх, охлаждается медленно по пути, конденсируется, и стекает вниз, назад в емкость. Конденсат во время движения сверху вниз контактирует с горячим паром, заново нагревается, и легкокипящие вещества опять превращаются в пар. Среди данных веществ находится и этиловый спирт.
Когда подобрать режим работы этой колонны так, чтобы пары спирта начинали на определенной высоте конденсироваться, в которой находится заборный патрубок, то в холодильник начнет поступать чистый спирт, без различных примесей. Через определенное время в этом устройстве начинается режим динамического равновесия, за счет разницы паровой фазы и теплоемкостей жидкости, помимо этого, жидкостно-паровая смесь начинает разделяться по химическому составу на фракции, от чего будет зависеть температура парообразования
.
Непосредственно в самом верхнем участке скапливаются пары летучих примесей - ацетона, альдегидов и других ядовитых компонентов. Во время температуры колонны на верхнем термометре более 70 градусов они просто выходят в атмосферу, так как она с внешним воздухом соединена клапаном или патрубком и работает почти под атмосферным давлением.
Приблизительно на высоте три четверти от размера колонны начинают собираться пары спирта, которые и необходимо отобрать . Ниже - сивушные масла и другие элементы, у которых температура кипения больше спирта. На участке отбора спирта необходимо сохранять температуру в пределах 75-77 градусов, чтобы это можно было реализовать и потребуется значительный размер колонны, нежели объемнее зоны различных фракций, так проще отделить один элемент от другого.
Как сделать ректификационную колонну своими руками?
Сооружение ректификационной колонны в домашних условиях своими руками - это не миф. Это доказывают множественные фото и видео в интернете, а также посты на форумах. Даже когда они наполовину такие, как утверждают их владельцы, то этот агрегат стоит сделать. Однако необходимо учесть тот факт, что для как такового получения самогона ректификационная колонна, вне зависимости от того, промышленного или самодельного производства, не подходит.
Ректификационное устройство требуется для получения спирта с минимальным количеством добавок, в том числе и смол, и ароматических веществ, которые самогону придают особый привкус и аромат. Однако полученный спирт можно применять в качестве основы для каких-то алкогольных напитков сделанных в домашних условиях, не переживая за отравление эфирами и метилами или сивухой, способствующие сильному похмелью
.
Для повторной перегонки обычного самогона или спирта-сырца, который получен на привычном дистилляторе для самогонщиков, ректификатор является незаменимой вещью. Ни одна система перегонки не сравнится с качеством полученного продукта.
Технология изготовления
В домашних условиях ректификационная колонна своими руками будет работать должным образом лишь, если ее высота будет составлять не меньше 1,9-2,1 метра при внутреннем диаметре 45-60 мм. Эта колонна сложная в эксплуатации, хранении и изготовлении. Желательно ее соорудить разборной, на резьбовых или ламповых соединениях, довольно удобно применять и муфты.
Муфтовое соединение не будет проблемой, когда у вас есть опыт работы на токарном станке. Иначе нужно будет воспользоваться платными услугами специалистов.
Принцип конструкции
Основные составные элементы ректификационной колонны следующие:
- холодильник-дефлегматор;
- корпус;
- термометры;
- тепловая изоляция;
- насадка (спиральная или тарельчатая).
В общей схеме непосредственно самогонного аппарата находится еще и емкость для браги, а также холодильник для конденсата, который собой представляет простой змеевик. Если грамотно смастерить ректификационную колонну, то ее будет можно поставить на любое самогонное устройство с баком объемом не меньше 20 л.
При меньших размерах
можно будет лишь разогнать ее до рабочего состояния и получить пару литров спирта (от вероятного выхода процентов 50). Наилучший объем испарителя - 27-45 литров. Таким образом, удобней отрегулировать температуру процесса, которая во время ректификации считается одним из главных факторов.
Помимо этого, производство спирта в количестве до 9-12 литров занимает такое же количество времени на разгон и подготовку колонны, как и 4-6 литров. Чаще всего экономия времени также довольно важна для уменьшения себестоимости продукта.
Корпус
Корпус желательно изготовить из трех частей, приблизительно одинаковых по длине. Снизу к трубе из нержавейки для крепления на перегонный бак приваривается фланец с крепкой крышкой. Высота колонны довольно большая - приблизительно 2 метра. Оптимальное решение – это фланцевое соединение на герметичной прокладке. Фланцы обязаны быть приварены так, чтобы вся конструкция находилась в четко вертикальном положении, лишь в этом случае она будет работать, как нужно.
Элементы корпуса соединяются друг с другом резьбой или клампами - как удобнее. Самое важное, чтобы сохранялась герметичность. Наилучший материал для основной трубы - пищевая нержавеющая сталь .Этот материал имеет относительно низкую теплопроводность, а в колонне нежелательны потери тепла, вплоть до прохода в холодильник паров.
Две части снизу - это просто отрезки трубы. Здесь будут установлены насадки - приспособления, которые увеличивают площадь контакта жидкости и пара. Наиболее сложный самый верхний элемент конструкции, здесь:
- необходимо оборудовать проточный холодильник;
- предусмотреть воздушный клапан;
- гнездо для термометра;
- отводной патрубок.
Проточный холодильник занимает примерно половину части верхней 1/3 колонны. Наиболее простое решение - намотать поверх трубы нержавеющий или медный змеевик. Более сложный способ - это установить тот же змеевик, охладитель Димрота или шариковый холодильник вовнутрь трубы.
Для этой задачи можно приобрести трубу большего сечения, соединив с помощью переходника с нижней частью. Вариантов в этом случае большое количество - смысл один, дефлегматор обязан на пути пара обеспечить барьер и до достижения воздушного клапана преобразовать его в конденсат. Сюда обязаны попадать лишь пары
с температурой не более 60 градусов. Когда холодильник не сможет справиться с его задачей, то в воздух одновременно с летучими элементами выйдет спирт.
Воздушный клапан ставится в самой верхней точке и требуется для выравнивания давления. Клапан можно и не ставить, а просто установить медную тонкую трубку (Ø4-5 мм). Наличие трубки потребует на всех стадиях ректификации особого контроля за температурой. Во время отбора голов Т=55–65 С обязана находиться на уровне заборного патрубка.
Отбор производится через патрубок, который врезается в корпус ниже холодильника с дистанцией 3-6 см от него. Он собой представляет простую трубку, куда подключается от медицинской капельницы силиконовый шланг.
Сделанная своими руками ректификационная колонна работает довольно медленно, главный забор происходит в капельном режиме. Это необходимо учитывать - изготовление 9-12 литров спирта может занять целый день .
Насадка
Данная часть колонны является одной из наиболее важных. Для ректификации применяются два типа насадок:
- спиральная, из стальной сетки, туго закрученной в спираль либо специальных проволочек, которые свиты в призматические спиральки, они просто засыпаются вовнутрь колонны;
- тарельчатая, в форме сетчатых или колпачковых элементов.
В первом случае снизу колонны ставится сетчатый фильтр, который не допускает выпадение насадки. Для изготовления своими руками ректификационной колонны наиболее эффективной считается тарельчатая насадка колпачкового типа. В данном случае необходимо работу начинать именно с покупки тарелок - размер корпуса обязан соответствовать их диаметру. Проще всего подобрать трубу под тарелки, нежели наоборот.
Сетчатые перегородки изготовить гораздо проще, для чего потребуется лишь набор сверл 2-3 мм и сверлильный станок или дрель. Перегородки изготавливаются из меди, латуни или нержавейки. На один метр высоты колонны их необходимо 8-10 штук.
Спирально призматические специальные насадки Панченкова (РПН), сетку либо аналоги нужно будет приобретать в специализированных магазинах. Самому их не получится изготовить . Выбирать сетки для мытья посуды не стоит - для них применяют неизвестные сплавы, которые смогут войти в реакцию с парами примесей или спирта.
Теплоизоляция
Колонну нужно защитить от теплопотерь на высоту не меньше нижнего среза дефлегматора. В качестве утепления можно выбрать любой эластичный теплоизолятор - трубчатые базальтовые фольгированные утеплители, пеноизол, пенополиуретан. Утепление - это довольно важный этап. Если избежать теплопотерь, то высоту фракционных слоев можно уменьшить на 10-20%. Причем концентрация вещества, в данном случае - спирта, в них повысится, четко сохраняя границы фракций.
Автоматизация ректификационной колонны
Довольно сложный процесс ректификации нуждается в постоянном наблюдении и присутствии человека. Качественная автоматика позволяет проводить ректификацию, без постоянного присмотра. Она дает возможность отобрать головные фракции в отдельную емкость, не допускает в товарный спирт попадания «хвостов».
Блок управления ректификацией (БУР) уменьшит мощность во время отбора, включит воду для охлаждения при необходимой температуре и автоматически снизит отбор в конце. После отбора хвостов отключит воду и нагрев. Простейший способ автоматизации – это монтаж старт стопа с клапаном, прекращающего отбор во время увеличения температуры в колонне, после восстановления температуры, возобновляется отбор. Для домашнего мини-спиртзавода дешевле приобрести автоматику на профильных форумах или собрать из китайских комплектующих.