Ректифікаційна колона своїми руками: точні розрахунки за кресленнями і як зробити з фітингів сантехніки в домашніх умовах

Зміст

Суть процесу ректифікації
З чого складається ректифікаційна колона, і її креслення?
- Перегінний куб
- Царга для самогонного апарату
- Набивка або насадка
- Охолоджувач Димрота
- Вузол відбору
- Додатковий холодильник
Вибір конструкції
Оптимальні розрахунки
Як зробити з фитинговой сантехніки в домашніх умовах?
Режими роботи
Потрібно проектувати обладнання?

Любителі приготування домашніх спиртних напоїв з часом приходять до необхідності підвищення якості. Кращим рішенням є отримання чистого спирту і розбавлення його по необхідному рецептом.

Отримати чистий спирт допоможе ректифікаційна колона. Зовсім недавно інформація про домашній ректифікації була недоступною, сьогодні велика кількість спеціалізованих форумів і блогів докладно висвітлює процес домашньої ректифікації та споруди відповідного обладнання.

Зміст

Суть процесу ректифікації

Ректифікація — процес очищення спирту від легких ефірних і важких сивушних складових, позбавлення продукту від глюкози, цукрів і кислот. Процес ректифікації дозволяє отримати чистий етиловий спирт 96°.

Вийшло сировина застосовується в технічних, медичних цілях, а також для приготування високоякісного спиртного.

Довідка. Щоб без помилок зробити апарат своїми руками, потрібно розуміти фізику і хімію процесів ректифікації.

Спирт-сирець або брага нагріваються в кубі. Пари піднімаються по царге, найважчі частини конденсуються в нижній частині набивання і стікають в куб. Пари легше піднімаються вище набивання, конденсуються і стікають в куб. Нова порція парів піднімається, нагріває вже стікає флегму, з неї випаровуються легкі фракції — набуває чинності основоположний принцип тепломасообміну.

Самі легкі частинки досягають холодильника Димрота, де охолоджуються і стікають. Коли в ректифікаційної колоні пари «вишикувалися» по поверхах згідно з щільністю, починається відбір спирту у верхній частині колони. Початківці ректификаторы допускають помилку саме на цьому етапі — або допускають «захлеб» — зайве виникнення флегми, або відбирають багато продукту, тоді страждає «поверховість» та отриманий спирт буде з домішками.

Зробити ректифікаційної колони в домашній умовах досить складно. Серйозні виробники детально розраховують і відчувають свій товар, докладають докладну інструкцію. Перед самодельщиком стоїть вибір:

Повторити задумку популярних виробників, скопіювати вже існуючий апарат. При необхідності в перевірені схеми можна внести виправлення і доопрацювання.

Сконструювати свою схему, відмінну від інших.

З чого складається ректифікаційна колона, і її креслення?

Домашній майстер може виготовити царговую ректифікаційної колони. Вона прощає багато помилок, і результат буде гарантований.

Креслення ректифікаційної колони

Перегінний куб

Це ємність, куди вбудовуються нагрівачі, випаровується брага або спирт-сирець.

Характеристики ємності:

Міцність. Вага колони труби буде припадати на кришку, тому куб повинен бути жорстким.

Хімічна нейтральність до спирту. Ідеальний матеріал — харчова хромникелевая сталь (нержавійка).

Зручність. Ємність потрібно підіймати, переміщувати, зливати з нього барду (перегін). Об’єм ємності розраховується в залежності від необхідної продуктивності апарату, потужності нагрівачів.

Утеплення. Тепловтрати повинні бути мінімальні. тому і стінки і дно повинно бути «упаковано» в утеплювач без містків холоду.

Царга для самогонного апарату

Царга — це труба, яка встановлюється на куб. По суті, це і є основний каркас ректифікаційної колони. Існує тарілчаста царга, але вона рідко застосовується в домашніх умовах.

Характеристики:

Міцність. Товщина стінки царги зазвичай приймається від 1 до 1.5 мм. Це створює достатню міцність при невеликій вазі.

Хімічна нейтральність.

Утеплення. Щоб вибудувати в колоні пари різних фракцій «поверхами», царга повинна бути добре утеплена. Відмінно підійде рукав зі спіненого поліпропілену або лотки з пінополістиролу, застосовувані в сантехніці.

Розбірний. Для зручності чищення і зберігання царгу можна зробити розбірної — з колін 30-40 см. Це дозволить регулювати висоту апарату, що впливає на швидкість і якість продукції.

Наявність оглядових скляних ділянок.

Діаметр. Якщо це тонка трубка (до 2 дюймів), набивка не потрібна — всі процеси відбуваються на стінках. Така колона називається плівковою. Діаметри вище вимагають застосування насадки — ущільнювальної набивання для підвищення площі тепломасообміну.

Читайте також: Пристрій і принцип роботи ректифікаційної колони

Набивка або насадка

Набивання потрібна для осадження флегми, її повторного випаровування. Головна характеристика набивання — площа. Як набивання застосовують каміння певних порід, сито із нержавіючої сталі, стружкові спіралі з нержавійки.

У продажу є багато вже готових рішень, домашні майстри придумали різні недорогі варіанти-замінники. Найчастіше для заміни заводським набивання використовуються металеві сіточки для миття посуду або металева стружка.

Від об’єму і щільності насадки залежить вибудовування парів по поверхах. Якщо в колоні використовується дрібна стружкова призматична насадка, потрібно зробити гратчасту опору, щоб насадка не потрапляла в куб.

Охолоджувач Димрота

Вгорі ректифікаційної колони знаходиться охолоджувач — трубка, свитая в спіраль.

По ній циркулює холодна вода. Він повністю охолоджує всі легені пари. Характеризується площиною нахилу, потужністю, довжиною.

Вузол відбору

Він служить для того, щоб відібрати спирт з верхнього «поверху». Відбір здійснюється не повністю, велика частина флегми повертається в царгу. Співвідношення забраного продукту до повернулася в царгу флегми називається флегмовым числом.

Чам вище флегмовое число, тим менше продуктивність апарату, тим чистішою виходить продукт.

Існують три види відбору:

За бразі. вузол відбору знаходиться вище холодильника Димрота, і вловлює прорвалися пари. Вони доохлаждаются в додатковому проточному холодильнику.

По рідини. Охолодити флегма «верхніх поверхів», капаючи з холодильника, відбирається через похилі площини або відстійник.

За пару. Частина пара піднімається вгору, до Димроту, а частина спрямовується до додаткового холодильника, де конденсується. Забезпечується стабільне флегмовое число, не змінюється протягом усього часу перегонки.

Додатковий холодильник

Несе допоміжну функцію.

Що робить:

доохлаждает одержаний продукт,
осаджує випадково потрапили пари,
охолоджує готовий продукт.

Детальніше про те, що з себе представляє ректифікаційна колона, і який принцип її роботи, ви дізнаєтеся з цього відео:

Вибір конструкції

Розміри і конструкція апарату залежить від ряду факторів:

Необхідна продуктивність. при більшій продуктивності царга з набиванням буде вище і ширше — пара проходить більше. Охолоджувач і вузол відбору також повинні забезпечити достатню ефективність. Мінімальна довжина царги — 1.5 метра, краще зробити її розбірної з трьох колін — 1 метр, 0.2 метра, 0.5 метра. це дозволить використовувати апарат для дистиляції, так і для ректифікації.

Можливі розміри. Часто домашні ректифікаційні колони обмежені в розмірах із-за висоти стелі. Заощадити місце допоможе зміщення холодильника димрота у верхній частині апарату, або розміщення його перпендикулярно царге (молот Тора).

Доступ до технологій металообробки. Апарат з нержавіючої сталі прослужить довго і не буде окислювати спирт, але для з’єднання деталей потрібно аргонова зварка або електроди по нержавіючій сталі. Варити нержавійку складно. При можливості можна застосовувати лабораторне термостійке скло, але воно дуже крихке. Відмінний варіант для самодельщиков — мідь. Вона легко паяется газовим пальником, у продажі є велика кількість

Обсяг заправляється сировини. Чим більше застосовується куб, тим вище повинна бути продуктивність. Випаровування спирту відбувається при 75 — 80 °С, зниження температури знизить швидкість процесу.

Бюджет. При мінімальному бюджеті розглядати треба просту, але ефективну конструкцію з механічними регулюваннями. Якщо бюджет обмежений, апарат доповнюється точними голчастими кранами, додатковими вузлами і автоматикою управління.

Читайте також: Американський віскі “Джим Бім” (Jim Beam) – кращий бурбон у всьому світі

Для домашнього дистиллирования найбільш простій буде колона з кубом до 50 літрів з вбудованими Тенами потужністю 3 Квт. Діаметр колони 32 мм, вузол відбору по рідини за мотивами конструкції Алекса Бокакобы, холодильник Димрота, вставлений вище вузла відбору.

Додатковий охолоджувач не потрібна, замість нього відмінно служить пластикова трубка довжиною 1.5 метра, охолоджувана повітрям. В якості насадки можна використовувати насадку Панченко, СПП або металеві нержавіючі мочалки для посуду. Всі з’єднання здійснюються на недорогі сантехнічні різьбові з’єднання.

Оптимальні розрахунки

Розрахунок колони починається з визначення наступних параметрів:

Можлива висота. Практика показує, що для домашнього апарату оптимальною буде висота в 1.5 — 2 метри. Якщо в ролі нагрівача використовується газова плита, висота царги буде 1.2 — 1.5 метра. Діаметр залежить від висоти, середнє співвідношення — 1/50. Приміром, царга 1.5 метра повинна бути не більше 32 мм (округляємо до стандартних труб).

Потужність Тена або нагрівача. Царга 1.5 метра буде мати продуктивність приблизно 300 мл/годину, що відповідає 300 ватт потужності Тена. Потужність нагрівача повинна бути достатньою для нагрівання до 70 °С обсягу браги протягом 1 години, а також мати можливість оптимального регулювання.

Об’єм куба. Це утеплена ємність з зручним розміром, транспортабельна. Для економії висоти приміщення діаметр і висота повинні бути приблизно однаковими. Від об’єму куба залежить кількість нагрітих парів. Для домашнього використання зручні кеги з-під пива 25, 30, 50 літрів. Алюмінієві бідони або бачки краще не використовувати — алюміній швидко кородує.

Потужність охолоджувачів. Охолоджувач повинен повністю справлятися з конденсированием парів при мінімальному протоці води. Точної формули розрахунку потужності охолоджувача не існує, кількість витків і довжина підбирається досвідченим шляхом. Для нашої конструкції цілком достатньо 30 сантиметрів щільно навитої спіралі з трубки 6 мм. Краще виготовити холодильник з запасом потужності і регулювати швидкістю подачі холодної води.

Як зробити з фитинговой сантехніки в домашніх умовах?

Дії наступні:

Закуповуємо матеріали — 2 метри труби 32 мм з міді; олово для пайки; 15 см мідної трубки діаметром 8 мм, 2 метра трубки 6 мм; голчастий кран, пластиковий шланг діаметром 8 мм Купуємо готову насадку або замінник — керамічний гравій, металева мочалка. Найбільш прості з’єднувачі — клампы або латунна різьблення.
Робимо царгу. Ділимо трубу на відрізки 1 метр, 0.3 метра, 0.5 метра. Відрізок 10 сантиметрів припаюємо до кришки куба, вставляємо сіточку для затримки насадки. На кожен стик припаюємо кламповое з’єднання або сантехнічну різьблення з міді або латуні.

Збираємо вузол відбору за мотивами Алекса Бокакоба. На трубці довжиною 0.3 метра ближче до нижнього краю робимо два кутових пропилу під 30 — 40 градусів. У пропили вставляємо пластинки з міді, обрізаємо і запаюють. Свердлимо отвір для трубки відбору рідини, отвір повинен знаходитися внизу «кишеньки» нижній пластинки. На трубку відбору припаюємо різьблення для голчастого крана, який буде регулювати відбір. Збоку і трохи вище отвори відбору вставляємо трубку «прямотоку». Він потрібен, щоб контролювати флегмовое число. Прямоток проводить флегму з «кишеньки» відбору нижче, флегма капає в центр насадки. Середня частина прямотоку виконана з прозорої пластикової трубки.

Читайте також: Огляд самогонних апаратів Фінляндія (Finlandia) – достоїнства і недоліки

Збираємо охолоджувач, для чого щільно навиваем мідну трубку, набиту піском на штир діаметром 12 мм Штир витягується, пісок вытряхивается і видувається. Виходить спіраль, один кінець якої потрібно затягнути всередину. Початок і кінець трубки протягується в латунний «стаканчик» з різьбленням і запаюються — це пробка. Одержаний холодильник вставляється вище вузла відбору, weeping флегма збирається похилими площинами.

Перед застосуванням засипаємо насадку в царгу. Насадка не повинна щільно закупорювати трубу, пар повинен вільно проходити через неї.

При бажанні можна зробити проточний доохладитель. Він складається з двох трубок, діаметром 10 і 12 мм., Довжина тонкої трубки на 3 см. коротше, ніж толстой. Трубки вставляються одна в іншу і торці запаюються. До товстої трубці припаюються вхід і вихід холодної води.

Колона зібрана і готова до використання. Перед застосуванням деталі краще промити слабким розчином оцтової кислоти за допомогою йоржика.

Подивіться відео, в якому показано, як зібрати ректифікаційної колони своїми руками:

Режими роботи

Режими наступні:

Нагрівання браги до 72 -75 °С. Охолоджувач Димрота працює з мінімальною потужністю.

Прогрів колони і вибудовування «поверхів» конденсації флегми. Протягом всієї колони йде активний барботаж і паромассообмен. Важливо не допустити перенасичення колони, інакше буде «захлеб» — флегма закупорить весь діаметр царги. Підбираємо потужність нагрівачів так, щоб біля вузла відбору температура була 71 — 75 °С.

Початок відбору. При відборі рідини по неминуче порушується струнка піраміда в царге, тому флегмовое число потрібно буде коректувати. Щільність пари поступово падає, инстенсивность відбору також. Перша відібрана рідина — «голови» — містять леткі ефірні складові. Обсяг голів доходить до 20 % від планованого вмісту спирту.

Відбір основного товарного спирту йде до появи запаху сивушних масел.

При бажанні витягнути з сировини все можливе, витягуємо «хвости» — останню частину спиртовмісних парів. У них велика кількість сивушних масел, хвости змішуються в «головами» і застосовуються при подальших ректификациях.

Завершення ректифікації — вимикання нагрівача, охолодження труб.

Весь цикл в залежності від бажаного якості продукції може тривати порівняно довго — від 8 годин до 2 діб.

Середня продуктивність зібраної нами колони — 250-300 мл 96° спирту в годину.

Потрібно проектувати обладнання?

Процес розрахунку, складання і випробування саморобного обладнання приносить величезне задоволення. Результат після виправлень і доопрацювань буде гарантований. Однак перші труднощі або невдачі здатні остудити запал початківців ректификаторов.

У статті містяться лише загальні рекомендації зі складання найпростішого апарату. Є велика кількість технічних рішень, що підвищують швидкість, автономність і керованість процесу ректифікації, однак вони значно ускладнять конструкцію.

В результаті самостійного конструювання на результат впливають навіть незначні нюанси — щільність набивки, кут нахилу, діаметр трубок Димрота… У випадку, якщо потрібен швидкий і гарантований результат — краще придбати готовий апарат від виробника. При покупці важливо знати будову, продуктивність і призначення апарату, щоб не купити підробку або неефективний прилад.