Пристрій і принцип роботи ректифікаційної колони

Пристрій колони ректифікації досить складне, і змоделювати його в домашніх умовах навряд чи вдасться. Але на спеціалізованих інтернет-сайтах можна за цілком прийнятною ціною купити робочу установку, яка зажадає тільки незначного переобладнання вашого самогонного апарату.

Переобладнання стосуватиметься тільки бака випарника - необхідно встановити фланець відповідного діаметру, щоб можна було закріпити колону строго вертикально. Якщо на баку не було термометра, то доведеться його встановити. Без вимірювання температури на випарнику контролювати роботу колони надзвичайно складно, та, в принципі, і неможливо взагалі.

Як працює колона

Колона є тепломассообменнік в якому відбуваються складні фізико-хімічні процеси. Базуються вони на різниці температур кипіння різних рідин і прихованої теплоємності фазових переходів. Це дуже загадково звучить, але на практиці виглядає дещо простіше.

Схема руху пара і рідини в колоні

Теорія дуже проста - пар, що містить спирт і різні домішки, які киплять при різних температурах, що відрізняються на декілька градусів, піднімається вгору і конденсується у верхній частині колони. Новоутворена рідина стікає вниз, і зустрічають по шляху нову порцію гарячої пари. Ті рідини з температурою кипіння вище, повторно випаровуються. А ті, яким не вистачило теплової енергії, залишаються в рідкому стані.

Колона ректифікації постійно перебуває в стані динамічної рівноваги пари і рідини, у багатьох випадках важко розділити рідку і газоподібну фази - все вирує і кипить. Але по щільності, залежно від висоти, все речовини розділені дуже чітко - вгорі легкі, потім більш важкі і в самому низу - сивушні масла, інші домішки з високою температурою кипіння, вода. Поділ по фракціям проводиться дуже швидко, і такий стан підтримується практично нескінченно довго, при дотриманні температурного режиму в колоні.

На висоті, що відповідає максимальному вмісту спиртної пари, встановлюється забірний патрубок, крізь який виділяється пар і надходить в конденсатор (холодильник), звідки спирт стікає в збірну ємність. Колона ректифікації для самогонного апарату працює дуже повільно - відбір, як правило, проводиться крапельно, але при цьому забезпечується високий рівень очищення.

Колона працює при атмосферному тиску, або трохи вище його. Для цього у верхній точці встановлюється атмосферний клапан або просто відкрита трубка - не встигли конденсуватися пари залишають колону. Як правило - спирту в них практично немає.

Стану парорідинних компонентів на різних висотах колони

Температури кипіння спиртовмісних рідин

На графіку зображені фіксовані стану парорідинних компонентів на різних висотах колони які можна контролювати за температурою в цій точці. Горизонтальна частина графіка відповідає максимальній концентрації речовини. Поділ не має чітких меж - вертикальна лінія відповідає суміші нижньої і верхньої фракцій. Як видно, обсяг прикордонних зон набагато менше фракційних, що дає певний люфт температурного режиму.

Пристрій колони ректифікації

Базою для колони служить вертикальна труба з нержавіючої сталі або міді. Інші метали, особливо алюміній, для цієї мети не підходять. Труба ізолюється ззовні матеріалом низьку теплопровідність - витік енергії може порушити усталений баланс і знизити ефективність теплообмінних процесів.

У верхній частині колони монтується попередній холодильник дефлегматора. Як правило, він являє собою вбудований або зовнішній змійовик, що охолоджує приблизно 1 / 8-1 / 10 частина колони по висоті. Знайти в інтернеті можна і ректифікаційні колони з водяною сорочкою або складними кульовими холодильниками. Крім ціни, вони ні на що більше не впливають. Класичний змійовик відмінно справляється зі своїми завданнями.

Колона «Малютка»

Відношення кількості відібраного конденсату до загальної кількості повертається в бак флегми називається флегмовое числом. Це характеристика окремої моделі колони і описує її робочі можливості.

Чим менше флегмовое число, тим колона продуктивніше. При Ф = 1 колона працює як звичайний самогонний апарат.

Промислові установки мають високу розділової фракційної здатністю, тому їх число дорівнює 1,1-1,4. Для побутової самогонної колони оптимальним є Ф = 3-5.

види колон

Колона ректифікації для самогонного апарату для збільшення точок дотику пари і рідини, де відбуваються теплообмінні та дифузійні процеси, забезпечується наповнювачами, значно збільшують площу контакту. За типом внутрішньої конструкції колони поділяються на тарілчасті і насадок. Класифікація по продуктивності або висоті не показує реальних можливостей.

Для збільшення площі контакту всередину колони поміщається свита в спіраль дрібна сітка з нержавіючої сталі, насипні дрібні кулі, кільця Рашига, дрібні спіральки з дроту. Вони щільно укладаються або засипаються на висоту до ¾ довжини колони, не досягаючи точки забору спирту.

Наповнювачі для царги

Термометр повинен перебувати у вільному від насадок зоні, і показувати реальну температуру середовища. Термометр вибирається електронний, як володіє найменшою інертністю. У деяких моделях колон роль відіграють десяті частки градуса. Для отримання чистого спирту в зоні відбору температура повинна підтримуватися в межах 72,5-77 С.

Тарілчаста колона ректифікації набагато складніше у виготовленні - конструкція ковпачкових або сітчатие тарілок, що представляють собою горизонтальні перегородки всередині, крізь які рідина протікає з деякою затримкою. На кожній з тарілок створюється зона барботирования, що підвищує ступінь вилучення спиртної пари з флегми. Іноді ректифікаційні колони називають зміцнюють - на них досягається майже стовідсотковий вихід спирту при мінімумі сторонніх добавок.

Працює колона при атмосферному тиску, для зв`язку із зовнішнім середовищем колона обладнується спеціальним клапаном або відкритою трубкою в верхній частині конструкції. Цей факт визначає одну з особливостей ректифікаційної колони для самогонного апарату - при різному атмосферному тиску вона працює по-різному. Температурний режим змінюється в межах декількох градусів (різниця на термометрі бака і колони). Співвідношення встановлюється експериментально. З цієї причини з колоною ТЕН.

Купивши робочу колону ректифікації, або побудувавши її своїми руками, ви зможете отримати спирт високої очистки без особливих складнощів. Особливо ефективна колона при перегонці самогону, отриманого зі звичайного дистилятора.