Ректификационная установка для приготовления спирта на дому

Ректификационная установка (см. рис) предназначена для переработки спиртосодержащего сырья ( домашнее вино, брага ), и позволяет получить спирт 70-80% концентрации, при минимальном содержании примесей.


Установка состоит из трех основных частей: котел(куб), ректификационная колонна, теплообменник (конденсатор).

Котел представляет собой герметическую ёмкость, имеющую большую площадь нижней поверхности для лучшего использования тепла нагревателя. При необходимости в него могут быть встроены ТЭНы.

Вне зоны нагрева находится переливное устройство, соединенное с котлом трубкой, которое обеспечивает постоянный уровень жидкости в котле.

На верхнюю часть котла установлена ректификационная колонна. Соединение может быть разъёмным, не разъёмным, но обязательно герметичным.

Колонну можно отделить от котла и соединить с ним трубами, обеспечивающими подачу пара и слив жидкости. Колонна представляет собой трубу круглого или квадратного сечения с отношением высоты (H) в поперечному размеру (В) от 4-х до 8-ми. Снизу и сверху колонна закрыта сеткой или листом металла с отверстиями и заполнена наполнителем.

Наполнитель нужен для увеличения поверхности контактированния пара и жидкости, он должен быть обязательно из инертного материала и распределяться равномерно по объёму колонны.

В качестве наполнителя можно использовать стеклянный и фарфоровый бой(размер частиц 1/30 - 1/20 В), обрезки трубок, мелкие керамические изоляторы, путанку из нержавеющей проволоки, мелкий гравий, минеральную вату (рыхлую), в крайнем случае - деревянные рейки.

Волокнистые материалы должны располагаться волокнами поперёк в каждом слое относительно другого.

При возможности выбора  наполнитель нужно использовать наименьшим объёмным весом, т.к. колонна получается довольно тяжелой. В нём не должно быть слишком мелких фракций, чтобы они не закрывали проход для пара и жидкости.

На высоте 0,3 - 0,5 Н внутри колонны размещен распределитель сырья и выведена трубка для его подачи. В простейшем случае это мелкая плоская тарелочка с отогнутыми вверх на 2-3 мм. краями и отверстиями 1/40 В. Края отверстий развальцованы (пробиты гвоздем) и ориентированы острой кромкой вверх.

Конструкция его может быть любой, лишь бы обеспечивалось равномерное распределение сырья ткани с пробитыми отверстиями, но без плотного прилегания (отделить сеткой), и без совпадения отверстий.

Таких распределителей может быть устроено несколько на равной высоте, в зависимости от того, колонна какой высоты используется и насколько хотят повысить концентрацию спирта относительно исходного сырья.

Общий принцип: чем выше колонна и чем ниже ввод сырья, тем больше концентрация спирта на выходе, меньше в нем примесей, меньше зависимость качества спирта от равномерности распределения сырья и конденсата на орошение ( о чем ещё будет сказано), поэтому при желании получить спирт высокой концентрации из "мало-градусного" сырья, необходимо использовать высокие колонны.

Но при низко расположенном вводе сырья возрастают потери спирта со сбрасываемой жидкостью, и высокая колонна-это высокая материало-емкость и неудобства в эксплуатации: компромисс - 11/В=5, ввод - посередине.

Для распределения равномерного теплообмена колонна обязательно должна быть снаружи покрыта слоем теплоизоляции(войлок, поролон, вата). Над колонной установлен теплообменник для конденсации пара.

Его конструкция также может быть любой - змеевик, параллельные трубки, охлаждаемая рубашка, но (обязательное условие)-она должна позволять часть конденсата(спирт с водой) возвращать обратно в колонну на орошение наполнителя.

Чем большая часть конденсата возвращается на орошение, тем выше концентрация спирта на выходе, но при меньшей производительности.

В показанной на рисунке конструкции отвод конденсата осуществляется через мелкую воронку с отверстиями, отношение конденсата на выходе к конденсату на орошение определяется как конструктивно и зависит от площади воронки, и площади отверстий на ней, так и при эксплуатации зависит от количества отбираемого продукта.

Соединение теплообменника с колонной должно быть герметично, но может быть разъёмным. При желании теплообменник можно отделить от колонны, тогда упрощается регулировка выход-орошение, но необходимо будет сделать ещё один ввод с распределителем вверху, как и для сырья.

Работа установки

Установка позволяет произвести разделение и очистку спирто-содержащих жидкостей. Эффективность работы на порядок выше по сравнению с аппаратами простой перегонки.



                           
                                 1- сырьё; 2 - краны; 3 - ввод сырья; 4 - теплообменник;
5 - сетки; 6 - котел; 7 - распределитель;
8 - теплозащита колонны; 9 - переливное устройство; 10 - отверстие;
11 - сетки; 12 - холодильник; 
13 - фильтр (при необходимости).

Пар, контактируя с флегмой на насадочных элементах, конденсируется. За счет теплоты её конденсации выделяется вторичный пар с большим содержанием низкокипящего компонента (этилового спирта) чем пар, поступающий с нижележащих элементов.

Аналогичные процессы происходят на всех элементах. Из дефлегматора пары поступают в холодильник, где конденсируются и охлаждаются. Воду для охлаждения подают через патрубок 12 с водопровода или выше расположенной ёмкости. Выход дистиллята начинается после прогрева парами насадочных элементов 8. 

Подогрев куба осуществляется любым источником тепла. Из-за недостаточной паропроизводительности  куба выход дистиллята может отсутствовать. В таком случае следует увеличить паропроизводительность куба или уменьшить площадь контакта паров со стенками дефлегматора помещением внутрь дефлегматора теплоизолирующих колец из дерева, ПХВ, паронита, свернутого в трубку, не закрывая при этом отверстия трубки холодильника 4.

Получение спирта

При перегонке бражки или вин на спирт, массу в кубе поддерживают в состоянии слабого кипения(80-90 градусов). Фракции, отобранные в начале и конце перегонки (по 5% от выхода), добавляют к следующей партии перегоняемой бражки до 4 раз. Головные и хвостовые фракции после 4 отбора используют в технических или гигиенических целях из-за большого содержания в них сивушных масел. 

Средняя фракция используется по назначению. Вести перегонку на спирт в жилом помещении нельзя. Перегонку прекращают при крепости дистиллята менее 5%. Производительность установки по спирту до 2 литров в час.

Примечание: установку необходимо обязательно оснастить двумя термометрами. Первый установить в герметическом патроне, прикрепленном к пробке 1, (в патрон залить минеральное масло). Второй градусник должен указывать температуру воды на выходе из корпуса холодильника (патрубок 3).

Ориентируясь на показания термометров и регулируя, даже вручную вентилем, подачу охлаждающей воды на выходе из установки, можно получить дистиллят с любым содержанием спирта.

Рекомендации

Установка может быть изготовлена из любых доступных материалов (луженая жесть, латунь, медь, нержавеющая сталь, алюминий) сваркой, пайкой, на резьбовых соединениях. Вместо краников можно использовать куски резиновой трубки или шланга, пережимаемые зажимом.
Для получения высококачественного продукта, сырьё должно быть обязательно прозрачным, без мути, для чего оно должно отстояться или быть профильтровано.

Очистка от сивушных масел происходит достаточно эффектно, но для полной очистки продукт необходимо пропустить через фильтр из активированного угля, при производительности до 3 литров в час можно использовать бытовой фильтр, но не б/у.

На 1 литр в час производительности 75-80% продукта при 15%-ном сырье необходима колонна  объёмом примерно 6 литров и 1,5 кВт мощности для нагрева. Производительность и требуемая мощность примерно пропорциональны объёму колонны(при остальных одинаковых условиях).

Для обеспечения равномерной подачи сырья и длительной работы установки без присмотра в подающем сосуде с сырьем, можно сделать поплавковый регулятор уровня (как в карбюраторе ) и подавать в него сырьё сверху самотеком или снизу под давлением.





Для уменьшения потерь спирта на испарение при выходе можно установить простейший холодильник для конечного продукта по схеме труба в трубе, а для охлаждения использовать воду для конденсатора. Подача сырья должна производится так, чтобы была возможность контролировать его расход. Установка должна быть абсолютно герметична и иметь только те отверстия (о которых говорилось). 

Конечный продукт можно использовать по назначению без дополнительной обработки; на вкус он лучше водки среднего качества и не идет ни в какое сравнение с самогоном, но если его дополнительно очистить, дать отстояться 2-3 недели на сухих ягодах черемухи или рябины, дубовой коре, то тогда Вы в полной мере ощутите, что работа сделана не зря.

Примечание: При внутреннем диаметре колонны 100 мм. и высоте 800 мм, внутренний объём составит 6,3 кВт (одна газовая конфорка имеет мощность до 2 кВт). Отверстие 10 желательно оборудовать дополнительным автономным холодильником. 

Можно почитать:


 



Twitter и Pinterest

Постоянные читатели блога

Технологии Blogger.
Главная | Контакты | Карта блога | Читать блог | RSS

Copyright © | Использование не более 30% заимствованного текста разрешается при условии
активной ссылки на сайт | www.horizon-s.ru | Все права защищены