Виробництво алкоголю в домашніх умовах – поширене явище в нашій країні. Тим більше, що існує безліч рецептів, що дозволяють виготовляти напої з натуральних продуктів. Та й спеціальні пристрої для цього також розроблені – їх можна зробити своїми руками, а можна купити в магазині.

Наприклад, найбільш популярними є самогонний апарат і так звана колонка ректифікації. Звичайно, кожна з цих конструкцій має свої особливості. І якщо досвідчені самогонники вже визначилися, який саме пристрій підходить їм, то початківці плутаються і не можуть зрозуміти, чим користуватися зручніше і вигідніше в тій чи іншій ситуації.

У цій статті ми розглянемо, що краще: колона ректифікації або самогонний апарат - після її прочитання ви чітко зрозумієте, яким саме пристосуванням користуватися вам буде зручніше.

А чому саме самогон?

До речі, багато хто запитує - а навіщо взагалі займатися домашнім приготуванням самогону, якщо в магазинах представлений величезний вибір алкогольної продукції?

Домашні міцні напої мають низку незаперечних переваг перед виготовленими на фабриках та заводах:

1. Вони виготовлені із натуральних продуктів.
2. Ви самі контролюєте кожен етап виробництва, тому забезпечує ідеальну чистоту.
3. Ви можете регулювати рівень фортеці.
4. Кінцева вартість виявляється набагато нижчою, ніж у магазинах.

Надмірне вживаннянавіть самостійно приготовленого високоякісного алкоголю шкодить вашому здоров'ю! Пам'ятайте про це і не зловживайте!

Переконалися, що створений своїми руками самогон кращий і якісніший за магазинну продукцію? Тепер розглянемо, у чому полягає відмінність колони ректифікації від самогонного апарату.

Основні характеристики

Цей пристрій має і другу назву - дистилятор. Він використовується для отримання так званого спирту-сирцю, тобто самогону шляхом очищення браги.

Суть роботи дистилятора полягає в наступному:

• згідно з рецептурою готують брагу;
• брага вирушає у перегінний куб, де нагрівається до температури кипіння;
• в результаті нагрівання при нагріванні брага виділяє спиртовмісні пар;
• пари спершу проходять сухопарник, де осідають більш важкі сивушні олії;
• далі пара з високим вмістом спирту переходить у холодильник - змійовик, поміщений у ємність з холодною водою, де відбувається його конденсація на рідку та пароподібну фракції;
• пара виходить назовні, а спирт стікає в заздалегідь підготовлену ємність.

Роль «холодильної установки» виконує саме змійовик – вигнута спіраллю мідна або скляна трубка малого діаметра, для охолодження якого використовується холодна вода – проточна.

Смак у такого продукту далеко не найприємніший, у ньому присутні і сивушні олії, та інші домішки. Щоб підвищити кінцеву якість продукту, його рекомендується переганяти мінімально 2 рази, щоб позбавитися всіх сторонніх домішок і отримати чистий готовий продукт міцністю 72 0 .

Досягти великої фортеці в класичному самогонному апараті практично неможливо. Тільки якщо переганяти самогон 3-4 рази, але його кількість скоротиться щонайменше вдвічі. Проте досягти міцності спирту - 97% практично неможливо, для цього потрібна саме ректифікаційна колона, про яку ми поговоримо нижче. До речі, дізнатися про те, чи ви дізнаєтеся у відповідній статті.

Як боротися із сивушними маслами

Звичайно, якщо мати певний досвід, мати відповідні навички, то зрештою отримати якісний і відносно приємний на смак напій цілком реально.

Особливу увагу необхідно приділити рятуванню від сивушних масел:

• в момент перегонки в першу чергу під впливом температури відбувається випаровування ацетону, слідом за ним - спирту, і тільки потім сивушних олій;
• перші 5% від загального обсягу продукту та останні 5% (голова та хвіст) необхідно збирати в окремий резервуар та виливати;
• оскільки точно визначити перші та останні 5% від загального обсягу на око вкрай складно, то успіх «операції» безпосередньо залежить від досвіду самогонника.

Безперечна перевага

Різниця між колоною ректифікації і самогонним апаратом полягає ще і в тому, що останній більш продуктивний. Так, найменша продуктивність такого пристрою становить трохи більше одного літра за годину «варіння», а окремі, сучасні, вдосконалені моделі можуть готувати і понад три літри на годину!

Дистилятор буде оптимальним варіантомі якщо виконується перегонка не класичної браги, а чачі (фруктової і ягідної браги), що у результаті дозволяє отримати такі елітні напої, як:

• вино;
• кальвадос;
• коньяк;
• сливовиця.

Основний недолік даного апарату полягає в тому, що за його допомогою можна отримати лише спирт-сирець.

Ректифікаційна колона: докладний опис

Тепер розповімо, чим відрізняється самогонний апарат від колони ректифікації, докладно описавши останню.

Сам процес ректифікації є теплообмін, який відбувається у цій колоні, що у результаті дозволяє відокремити від сирця так званий ректифікат. Тобто, при нагріванні до певної температури в колоні вдається вибудувати всі складові речовини з сировини, що використовується для перегонки, в своєрідну чергу:

• при температурі 56 градусів - ацетон;
• при температурі 65 градусів - метиловий спирт;
• при температурі 78 градусів - ректифікат;
• при температурі в 100 градусів - вода та сивушні олії.

Суть процесу полягає в безпосередньому контакті рідини і пари, що виділяється:

• у верхній частині пристрою передбачений особливий дефлегматор;
• він забезпечує конденсацію пар і перенаправляє отриманий конденсат вниз;
• конденсат зустрічається з парою, яка виникає внаслідок нагрівання у випарнику;
• в результаті, кожному ділянці труби здійснюється своєрідне взаємодія, у результаті відбувається обмін фракціями різного рівня кипіння.

Колона – досить висока, витягнута ємність, що забезпечує оптимальну різницю температур у різних її частинах:

• у верхній частині – 78 градусів, завдяки чому до цієї точки доходить лише етиловий спирт;
• волога, сивушні олії осідають у випарнику, оскільки їхня температура кипіння значно вища.

Дане пристосування підходить і для перегонки браги, в результаті чого вдається отримати високоякісний спирт, за смаком і міцністю, що принципово відрізняється від самогону.

Промислові моделі цього обладнання, що випускаються, відрізняються підвищеною продуктивністю - деякі з них забезпечують виробництво до п'ятисот літрів. натурального продуктущогодини.

Домашні вироби природно не такі продуктивні – за їх допомогою можна отримати не більше півлітра чистого спирту!

основні переваги

Головні переваги ректифікації полягає в тому, що вона дозволяє отримувати чистіший продукт з мінімальною кількістю:

• сивушних олій;
• ацетону.

Тому таке обладнання ідеально підходить, якщо необхідно виконати перегонку браги, одержаної зі звичайного цукру – адже в ній міститься найбільша кількістьрізноманітних сторонніх домішок та ароматів.

Головний негатив – низька продуктивність. Лише близько півлітра готового продукту на годину.

Підсумовуючи: що вибрати?

Конкретний вибір залежить від того, що саме і як ви збираєтеся переганяти:

• для винних браг та іншої сировини, отриманої на основі вина, краще використовувати звичайний дистилятор;
• при перегонці класичних брагів, отриманих із цукру, рекомендується застосовувати колону.

В останні роки все більшою популярністю користуються з колоною ректифікації - це універсальне обладнання, в якому з'єднані властивості колони і дистилятора.

У цьому випадку додатково застосовується окрема колона, яка накручується на дистилятор. Привабливість цього пристрою полягає в тому, що ви можете займатися перегонкою як винних, так і цукрових браг самостійно змінюючи конструкцію обладнання.

Домашня дистиляція та ректифікація - що краще

Цю статтю ми присвятимо одержанню в домашніх умовах чистого спирту з браги. Що можливо, якщо у вас тільки колона ректифікації, створена за всіма правилами в промислових умов.

Розглянемо безліч нюансів, які стануть у нагоді домашньому винокуру, розповімо про те, як працювати з цим обладнанням і про що замовчують виробники, пропонуючи нам свої колони.

Самогоноваріння зародилося ще до нашої ери. Спочатку воно було пов'язане виключно з дистиляцією.

Довідка.Дистиляцією називають будь-який процес, пов'язаний з випаровуванням рідини, метою якого є поділ на компоненти. Наприклад, аромамасла з давніх-давен отримують дистиляцією.

Перші перегоночні апарати були створені алхіміками-парфумерами. Історія приписує створення мідних аламбиків та алькітар персам. Але й задовго до них (в єгипетських пірамідах) знаходили пристрої, призначені для перегонки.

У XVI столітті з'являється багато робіт та «рацпропозицій» щодо удосконалення перегінних апаратів. З'являються перші прототипи безперервних колон. Для забезпечення безперервної роботи експериментували з піском, воском, водяними лазнями. Але самі колони на той час все ще були з повітряним охолодженням. І лише до кінця століття виявлено, що водяне охолодження значно ефективніше.

Протягом століття йшло подальше вдосконалення перегінних апаратів і на початку XVIII століття дозріла теорія про можливість ректифікації – повторного повернення випареної рідини в куб та перевипаровування для очищення та зміцнення.

Результат виявився до 1813 р, коли французькі винахідники Берар, Адам та Пер'є отримали патент на ректифікаційну колонубезперервної роботи. Що цікаво, конструктивно промисловий ректифікатор не змінюється вже понад два століття. І сьогодні спирт одержують за допомогою подібних пристроїв. Хіба що електроніки додалося.

Про те, щоб отримувати чистий спирт у себе вдома, самогонники мріють давно. І проводили у цьому напрямі не один експеримент. Виявилося, що просто взяти промислову колону ректифікації, що працює з тоннами сировини і зменшити її до дрібних розмірів неможливо.

Ні тієї продуктивності, ні якості продукту вона дасть. Шлях до сучасних побутових ректифікаторів завершився створенням колони ректифікації для домашнього використання, за допомогою якої вдається отримати практично чистий міцністю 96°.

Поняття ректифікації

Ректифікацією в хімії називають процес, при якому за рахунок тепломасомобміну відбувається поділ рідин, що складаються з двох або більше речовин на окремі компоненти. Відбувається поділ за рахунок різної маси та температури кипіння при багаторазовому випаровуванні та поверненні в ємність.

У промисловості ректифікацію застосовують для перегонки нафти (розподіл її на бензин, солярку, гас), отримання чистих компонентів повітря (кисень, азот тощо). І, що нас найбільше цікавить, — спирту.

Як відбувається процес?

Спиртові пари, відриваючись від поверхні рідини, що нагрівається спиртом, спрямовуються по колоні вгору. Вже на шляху до первинного холодильника-дефлегматора вони частково охолоджуються і важкі домішки, а з ними вода, повертаються назад у перегінний куб.

Більш легкі фракції йдуть вище, до холодильника-дефлегматора, обладнаного тарілчастими елементами, на яких відбувається контактування флегми з випареними речовинами і остаточне роз'єднання рідин.

Для утворення спирту без домішок та забезпечення безпеки вгорі колони тиск, як в атмосфері, тому ректифікатор обов'язково обладнаний спеціальною трубкою, щоб не було перепаду тиску.

Важливо.Якщо відбувається зниження тиску, зменшується щільність пари при зростанні швидкості випаровування. Колона захлинається. І можливий вибух.

Якщо тиск занадто зростає, припиняється поділ суміші на фракції і падає швидкість випарів.

Відмінність від дистиляції

Побутову РК не можна вважати повноцінною заміною на дистилятор. Це швидше якісніший вузол для повторної дистиляції, що дозволяє переробити первинний спирт-сирець першого перегону на прямоточному дистиляторі в повноцінний, позбавлений сивухи, але і специфічного запаху і смаку, властивих так званим ароматним самогоном.

І трохи – про поняття:

• У домашніх умовах ми отримуємо недоректифікат- спирт міцністю до 96 °. Але лякатися такого визначення не варто. Це означає лише те, що справжній ректифікат має міцність 96,67 °. А ступінь очищення і недоректифікату значно перевищує дистилят.
• Фракційна перегонка (дистиляція) передбачає поділ конденсату на фракції, згідно з температурою кипіння. Перші складові – легкі, низькокиплячі. У словнику самогонника визначено як голови. Другі – тіло, вони температура кипіння близька до етиловому спирту – 78,4°С. Тіло – найоб'ємніша, питна частина. Хвостові, останні фракції, збагачені висококиплячими речовинами (сивушними оліями). Працюючи з ректифікаційної колоною також здійснюється поділ на фракції, але з іншому принципу.
• Флегмата її число. Від хорошого зрошення конденсату флегмою, що зрошує конденсат, що надходить на тарілки (насадки), залежить якість відбору спирту і повернення непотрібних домішок в куб. Флегми має бути в 10-20 разів більше, ніж конденсату, щоб поділ на компоненти був ефективним.

Плюси та мінуси методу

При правильно проведеній ректифікації (а це набір параметрів, які потрібно знати теоретично та застосовувати на практиці, коригуючи під свої потреби) ви в домашніх умовах отримуєте:

• спирт-ректифікат, придатний для вживання, чистий, міцністю 96°;
• враховуючи, що для ви застосовуєте спирт-сирець, отриманий з цукру або рослинної сировини, на виході у вас алкоголь, який часто перевищує за якісними показниками той, що виготовляється промисловістю;
• отриманий спирт - прекрасна алкооснова для різних лікерів.
• у більшості сучасних побутових РК передбачена можливість як ректифікації, а й дистиляції. Тому при першому перегоні використовуйте дистилятор, при другому ректифікатор.

Недоліки:

• спирт-ректифікат, виготовлений у домашніх умовах, позбавлений запаху вихідної сировини;
• як і вироблений на спиртзаводах, має сухий смак і вимагає пом'якшення та покращення смакових якостей. Що, власне, незмінно роблять під час виробництва горілок;
• невисока швидкість перегону, що подовжує процес вигонки та вимагає більшої витрати енергоносія для нагрівання та води – для охолодження;
• важко правильно визначити, коли час відбирати хвости. Для цього потрібна практика.

Що таке колона ректифікації?

Незамінний у побуті пристрій для тих, хто прагне пити свій і пригощати гостей алкоголем домашнього виготовлення, що не містить шкідливих домішок.

за зовнішньому вигляду- Висока труба, встановлена ​​вертикально над перегінним кубом, що переходить в дефлегматор з проточним холодильником.

Пристрій для відбору спирту знаходиться приблизно на висоті 2/3 колони. Часто має власний охолоджувач.

Властивості

Ректифікаційної колони властиві особливі, що від звичайного самогонного апарату можливості. Вона створена для зміцнення та одночасного очищення від домішокспиртовмісної рідини (або спирту-сирцю). Чим вище труба-колона, тим більше важких домішок вона здатна повернути назад у колону і не допустити їх потрапляння в кінцевий продукт.

Конструкція РК та її властивості роблять одержання в домашніх умовах спирту міцністю 96° реальністю. І це – реальність, доступна кожному, хто дотримуватиметься рекомендацій щодо використання, наведених в інструкції до колони.

Принцип роботи

1. У перегінний куб залийте рідину, що містить спирт. Оптимальною вважається міцність близько 40 °, тобто найефективніше колона працює, якщо в неї залити спирт-сирець. Але часто винокури використовують і брагу.

Увага.Кращого ефекту можна досягти за міцністю та чистотою, якщо на колоні ректифікації перегнати брагу двічі. Вдруге це і буде спирт-сирець.

1. Перевірте герметичність з'єднань, підключіть подачу/відведення холодної води.
2. Увімкніть нагрівання.
3. Залежно від потужності нагріву фаза «роботи на себе» — коли пари виходять з куба і повертаються назад до нього, триває півгодини-годину. Процес стікання флегми та протидія йому парів прагнуть досягти рівноваги.
4. Після стабілізації температури (протягом 10 хвилин) вгорі колони збираються голови, що містять леткі сполуки, що включають вкрай отруйний метилен та альдегіди. Голови при температурі близько 70°С самостійно відлітають через трубку, яка зв'язує колону з атмосферою.

Важливо.Речовини в процесі ректифікації чітко поділяються і не змішуються між собою, а поділяються навіть при незначній (десятій градусі) відмінності в температурі кипіння. Тому до тіла перегону інші компоненти, крім етилового спирту, не потрапляють.

1. Фракції з високою температурою кипіння накопичуються внизу колони. Поступово, у міру випаровування етилену піднімаються вгору. І поступово починають надходити до холодильника, а потім і до приймальної ємності. Їх визначають за температурою або запахом і збирають окремо.

Досвідчені винокури радять відбирати хвости в окремі ємності по 100 мл, якщо вам потрібно повернути характерну органолептику спирту. Додайте до невеликої кількості, а по досягненню потрібного аромату та присмаку "перенесіть" пропорції на всю масу.

Види

Основних видів колон ректифікаційного типу два:

1. Тарілчасті. Саме за допомогою таких конструкцій одержують спирт у промислових умовах. Є й домашні варіанти. Перевага цього виду – тонкий поділ на фракції, внаслідок чого домашній ректифікат зовсім позбавлений сивухи. Недолік – громіздкість конструкції.
2. Насадочні. Умовно вони поділяються на:

• нерегулярні. Невпорядковано (насипом) наповнені інертним матеріалом (СПН), які найчастіше виготовляються в домашніх умовах або готовими металевими мочалками-скребками. Колони з ними легші за вагою, забезпечують більший контакт пари з флегмою. Але через високого опорувиникають складності при поділі пари з флегмою;
• регулярні. Тут насадками є скручені РПН Панченкова, листи зі спеціальною перфорацією. Чи не створюють надлишкового тиску, полегшується поділ речовин.

Чим відрізняється від самогонних апаратів?

Для наочності ми зробили спеціальну таблицю, з якої зрозуміло, наскільки різняться між собою два способи, які застосовуються з метою отримання міцного спиртного в умовах кухні.

Як вибрати?

Сьогоднішні пропозиції у спеціалізованих, а також інтернет-магазинах дозволяють вибрати саме той апарат, який підійде для ваших потреб.

Ось кілька порад, які вам допоможуть:

• Безпека – на першому місці. Тому серйозно поставтеся до матеріалу перегінного куба, так і колони. Він повинен бути інертним, який не вступає в реакції з компонентами браги або спирту-сирцю. Найкращий вибір – нержавіюча сталь, а також – мідь.
• Розбірність конструкції. Є чудові повністю розбірні апарати-трансформери, які можна використовувати як дистилятори.
• Система нагріву. При роботі з колоною ректифікації необхідна швидка зміна нагріву, тому краще рішення - ТЕН з електронікою. Найгірше – газова плита.
• Продуктивність. Середня – 1 л/годину при нагріванні 1 кВт. Від неї і відштовхуйтесь.

Конструкція

Апарат – колона ректифікації обов'язково має у складі:

• перегінний куб. Місткість від 12 літрів, хоча найзатребуваніші – від 20 л.;
• царга - колона (труба діаметром 40-50 мм), висотою до 1,8 м. Вона і є основою конструкції;
• насадкою для царги служать регулярні насадки Панченкова (часто – разом із пружинками СПН). У побуті застосовують і сітки для миття посуду;
• вузол відбору, розташований у середній частині колони. Саме тут накопичується "тіло" - чиста спиртова фракція 96-градусної фортеці;
• дефлегматор – це модуль із окремим холодильником, у якому пари конденсуються, охолоджуються. Тут проходить якісний поділ пари на окремі речовини;
• автоматика. Серед звичної – терморегулятор ТЕНу, електронні термометри, без яких не обійтись, сигналізатори температури тощо. Є й повністю автоматизовані колони, але це обладнання дуже недешеве;
• проточний холодильник – для остаточного охолодження парів спирту та перетворення його на рідку фазу;
• царга пастеризації - новий додатковий пристрій, що відносно недавно з'явився на ринку винокуренного обладнання. Встановлюється вище царги перед дефлегматором. Дозволяє отримувати за один раз продукт, який можна порівняти за якістю з подвійною ректифікацією.

Невеликий рейтинг апаратів із РК

На першому місці Schnapser Х2- Універсальна система. Розбірна, на клампових з'єднаннях. Німецька якість та гарантія 10 років. Рекомендовано роботу на індукційних плитах. Куби на 12 – 50 літрів. Вартість 10 990 - 16 990 рублів. Для повноцінної ректифікації потрібно ще докупити царгу заввишки 45 см за 1590р.

2 місце за апаратом «Добрий Жар» «Маяк»із кубами від 20 до 60 літрів. Висота - 178 см. Вартість: 19600 -28000 рублів. Конструкція розбірна. Можна експлуатувати як потстилл для перетворення браги в спирт-сирець з наступною ректифікацією.

§ 13.2 Ректифікаційні колони: їх будова та робота

Як було зазначено вище, ректифікація здійснюється у спеціальних апаратах - ректифікаційних колонах, що є основними елементами ректифікаційних установок.

Процес ректифікаціїможе здійснюватися періодично та безперервно, незалежно від типу та конструкції ректифікаційних колон. Розглянемо процес безперервної ректифікації, з допомогою якого відбувається поділ рідких сумішей у промисловості.

Ректифікаційна колона- вертикальнийциліндричний апарат із зварним (абозбірним) корпусом, в якому розташовані масо- та теплообмінні пристрої(горизонтальні тарілки 2 чи насадка). У нижній частині колони (рис. 13.3) є куб 3, у якому відбувається кипіння кубової рідини. Нагрівання в кубі здійснюється за рахунок глухої пари, що знаходиться в змійовику або в кожухотрубчастому підігрівачі-кип'ятильнику. Невід'ємною частиною колони ректифікації є дефлегматор 7, призначений для конденсації пари, що виходить з колони.

Ректифікаційна тарілчаста колона працює в такий спосіб. Куб постійно підігрівається, і кубова рідина кипить. Пар, що утворюється в кубі, піднімається вгору по колоні. Попередньо нагрівається до кипіння вихідна суміш, що підлягає поділу. Вона подається на живильну тарілку 5, яка поділяє колону на дві частини: нижню (вичерпну) 4 і верхню (зміцнюючу) 6. Вихідна суміш з поживної тарілки стікає на нижчележачі тарілки, взаємодіючи на своєму шляху з парою, що рухається знизу вгору. В результаті цієї взаємодії пара збагачується легколетким компонентом, а рідина, що стікає вниз, збіднюючись цим компонентом, збагачується важколетучим. У нижній частині колони йде процес вилучення (вичерпування) легколетючого компонента з вихідної суміші та перехід його в пару. Деяка частина готового продукту (ректифікату) подається на зрошення верхньої частини колони.

Рідина, що надходить на зрошення верху колони і перетікає колоною зверху вниз, називають флегмою. Пара, взаємодіючи з флегмою всіх тарілках верхній частині колони, збагачується (зміцнюється) легколетучим компонентом. Пара, що виходить з колони, направляється в дефлегматор 7, в якому здійснюється його конденсація. Дистилят, що утворюється, ділиться на два потоки: один у вигляді продукту прямує на подальше охолодження і на склад готової продукції, інший прямує назад в колону як флегма.

Найважливішим елементом тарілчастої колони ректифікації є тарілка, оскільки саме на ній відбувається взаємодія пари з рідиною. На рис. 13.4 зображена схема пристрою та роботи ковпачкової тарілки.Вона має дно 1, герметично з'єднане з корпусом колони 4, парові патрубки 2 та зливні патрубки 5. Парові патрубки призначені для пропускання пари, що піднімаються з нижньої тарілки. По зливних патрубках рідина стікає з лежачої тарілки на нижчу. На кожен паровий патрубок монтується ковпачок 3, за допомогою якого пари прямують у рідину, барботируют через неї, охолоджуються та частково конденсуються. Дно кожної тарілки обігрівається парами тарілки. Крім того, при частковій конденсації пари виділяється тепло. За рахунок цього тепла рідина на кожній тарілці кипить, утворюючи свої пари, які змішуються з парами, що надійшли з тарілки. Рівень рідини на тарілці підтримується за допомогою зливних патрубків.

Мал. 13.3. Схема колони ректифікації: / - корпус; 2 - тарілки; 3 - куб; 4, 6 - вичерпна та зміцнювальна частини колони; 5 -Поживна тарілка; 7 - дефлегматор

Процеси, що протікають на тарілці, можна описати так (див. рис. 13.4). Нехай на тарілку надходять пари складу Л з нижньої тарілки, а з верхньої тарілки переливною трубкою стікає рідина складу Ст.В результаті взаємодії пари Аз рідиною У(пар, барботуючи через рідину, частково її випаровує, а сам частково сконденсується) утворюється новий пар складу Зта нова рідина складу D, перебувають у рівновазі. В результаті роботи тарілки новий пар Збагатша легколетючою речовиною в порівнянні з парою, що надійшли з нижньої тарілки. А,тобто на тарілці пар Ззбагатився легколетючою речовиною. Нова рідина D, навпаки, стала біднішою легколеткучою речовиною в порівнянні з рідиною, що надійшла з верхньої тарілки. В,тобто на тарілці рідина збіднюється легколетким і збагачується складним компонентом. Коротше, робота тарілки зводиться до збагачення пари та збіднення рідини легколетучим компонентом.

Мал. 13.4. Схема влаштування та роботи ковпачкової тарілки: / - дно тарілки; 2 -паровий патрубок;

3 - Ковпачок; 4 - Корпус колони; 5 - зливальний патрубок

Мал. 13.5. Зображення роботи тарілки ректифікації на діаграмі у-х: 1- рівноважна крива;

2 - Лінія робочих концентрацій

Тарілка, на якій досягається стан рівноваги між парами, що піднімаються з неї, і стікаючою рідиною, називається теоретичної.У реальних умовах через короткочасну взаємодію пари з рідиною на тарілках не досягається стан рівноваги. Поділ суміші на реальній тарілці йде менш інтенсивно, ніж теоретичної. Тому для виконання роботи однієї теоретичної тарілки потрібно більше ніж одна реальна тарілка.

На рис. 13.5 зображено роботу ректифікаційної тарілки з використанням діаграми у-х.Теоретичній тарілці відповідає заштрихований прямокутний трикутник, катетами якого є величина збільшення концентрації легколетючого компонента в парі, рівна вус-y а , і величина зменшення концентрації легколетючого компонента в рідині, що дорівнює x B - x D . Відрізки, що відповідають зазначеним змінам концентрацій, сходяться на рівноважній кривій. Тим самим передбачається, що фази, що залишають тарілку, перебувають у стані рівноваги. Однак насправді стан рівноваги не досягається і відрізки зміни концентрацій не досягають рівноважної кривої. Тобто робочій (дійсній) тарілці буде відповідати менший трикутник, ніж той, що зображений

на рис. 13.5.

Конструкції тарілок колон ректифікації дуже різноманітні. Розглянемо коротко основні їх.

Колони з ковпачковими тарілкамишироко застосовуються у промисловості. Використання ковпачків забезпечує хороший контакт між парою та рідиною, ефективне перемішування на тарілці та інтенсивний масообмін між фазами. За формою ковпачки можуть бути круглими, багатогранними та прямокутними, тарілки - одно- та багатоковпачковими.

Тарілка з жолобчастими ковпачками показана на рис. 13.6. Пара з нижньої тарілки проходить у зазори і потрапляє у верхні (перекинуті) жолоби, які направляють його в нижні жолоби, заповнені рідиною. Тут пара барботує через рідину, що забезпечує інтенсивний масообмін. Рівень рідини на тарілці підтримується переливним пристроєм.

Колони з сітчастими тарілками показано на рис. 13.7. Тарілки мають велику кількість отворів малого діаметра (від 0,8 до 3 мм). Тиск пари та швидкість його проходу через отвори повинні знаходитися відповідно до тиску рідини на тарілці: пара повинна долати тиск рідини і перешкоджати її витоку через отвори на тарілку, що лежить нижче. Тому ситчасті тарілки вимагають відповідного регулювання та дуже чутливі до зміни режиму. У разі зменшення тиску пари рідина з ситчастих тарілок йде вниз. Ситчасті тарілки чутливі до забруднень (опадів), які можуть забивати отвори, створюючи умови освіти підвищених тисків. Все це обмежує їхнє застосування.

Насадочні колони(Мал. 13.8) відрізняються тим, що в них роль тарілок виконує так звана «насадка». Як насадку використовують спеціальні керамічні кільця (кільця Рашига), кульки, короткі трубки, кубики, тіла сідлоподібної, спіралеподібної тощо форми, виготовлені з різноманітних матеріалів (порцеляни, скла, металу, пластмаси та ін.).

Пара надходить у нижню частину колони з виносного кип'ятильника і рухається вгору по колоні назустріч рідині, що стікає. Розподіляючись великою поверхнею, утвореною насадочними тілами, пара інтенсивно контактує з рідиною, обмінюючись компонентами. Насадка повинна мати велику поверхню в одиниці об'єму, чинити малий гідравлічний опір, бути стійкою до хімічного впливу рідини і пари, мати високу механічну міцність, мати невисоку вартість.

Насадкові колони мають невеликий гідравлічний опір, зручні в експлуатації: легко спорожняються, промиваються, продуваються, очищаються.

Мал. 13.6. Тарілка з жолобчастими ковпачками: а- загальний вигляд; б- Поздовжній розріз; в- схема роботи тарілки

Мал. 13.7. Схема влаштування ситчастої тарілки: / - корпус колони; 2 - тарілка; 3 - зливна труба; 4 - гідравлічний затвор; 5 - отвори

Мал. 13.8. Схема насадкової колони ректифікації: 1 - Корпус; 2 - Введення початкової суміші; 3 - пар; 4 - зрошення; 5 - грати; 6 - Насадка; 7-відведення висококиплячого продукту j-. 8 - виносний кип'ятильник

Часто виникає питання, що краще колона ректифікації або самогонний апарат. Прибічників кожного апарату багато, але маючи РК можна отримувати і хороший самогон, а навпаки не вийде. Ректифікація дозволяє одержати зі спирту сирцю (самогону) чистий спирт міцністю 96-98 °. Органолептика у хорошого спирту практично відсутня, запаху сировини немає, використовувати чистий продукт можна для виробництва домашніх горілок та всяких наливок, настоянок. У домашніх умовах отримати такий продукт можна за допомогою мініспиртзаводу. Домашній мініспиртзавод сьогодні досить просто придбати у спеціалізованих магазинах. Так само реально зробити самостійно справжню колону ректифікації своїми руками.

Крім технічних навичок ви повинні знати принцип роботи цього пристрою, як працює колона ректифікації. Для одержання спирту застосовуються насадкові колони, вони мають невеликі габарити, легко вміщаються по висоті за умов звичайної квартири. Продуктивність такого пристрою досягає 300-1000 мл на годину, що цілком достатньо для домашніх потреб.

Ректифікаційна колона – принцип роботи. Як насадку для колони використовують різні матеріалинейтральні до дії спирту – скло, нержавіюча сталь, кераміка. Основна властивість всіх насадок полягає в змочуванні та утриманні флегми на своїй поверхні. Тобто пари спирту з перегінного куба прямуючи вгору колоною конденсуються нагорі і повертаються вниз стікаючи по насадці. Відбувається обмін компонентами, спирти піднімаються вгору по колоні, а вода і важчі домішки стікають у перегінний куб. Коли стабільна колона ректифікації входить у робочий режим, настає баланс між надходженням пари і відбором спирту. У колоні стабілізується температура і під час всього процесу ректифікації вона тримається на одному рівні не перевищуючи 0,1-0,3 градусів. Підтримати такий режим вдається гарним утепленням колони, подачі певної для кожної колони потужності та підтримуючи необхідний тиск у системі

Влаштування ректифікаційної колони

Як зробити колону ректифікації хвилює багатьох домашніх винокурів. Адже невеликий мініспиртзавод для дому можна зробити самостійно, набагато заощадивши при покупці готового комплекту. Сума буде в 2-3 рази менша, якщо ви вирішите зробити ректифікаційну колону саморобну. Всі деталі, як влаштована колона ректифікації і креслення докладно описані нижче.

Кожен домашній мініспиртзавод складається з:

1. Перегінний куб;
2. Царга;
3. Насадка;
4. Вузол відбору;
5. Дефлегматор;
6. Холодильник;
7. Царга пастеризації (опціонально);
8. Автоматика.

Креслення схема колони ректифікації

Перегінний куб.Інакше випарний куб, до нього заливається сирець (самогон) для ректифікації. Куб також є міцною основою для колони, вага колони з насадкою досить велика. Для домашнього використання використовується ємність 15-50 літрів. Куб може бути універсальним придатним для перегону браги та спирту, у цьому випадку доцільно використовувати велику ємність 30-50 літрів. При виготовленні куба часто використовуються пивні кеги з нержавіючої сталі на 30 і 50 літрів або харчові котли. Місткість повинна бути обладнана нагрівальним елементом, в якості якого використовується ТЕН або два ТЕНи потужністю 1-3 кВт. Як джерело нагрівання можна використовувати електоро або індукційну плитку з можливістю регулювання потужності нагрівання. На кубі встановлюється термометр внутрішнього контролю кубової рідини. Для зменшення тепло втрат рекомендується утеплити куб зовні.

Царга.Головна, основна частина будь-якої колони ректифікації. Усі процеси протікають саме у ній. Колону до домашнього мініспиртзаводу можна зібрати з кількох з'єднаних частин (царг). З'єднання всіх царг краще зробити за допомогою молочних муфт чи кламп з'єднань. Така система вийде універсальною і може використовуватися як бражна колона для самогону та мініспиртзаводу. Для царги використовується труба із харчової нержавіючої сталі внутрішнім діаметром 25-60 мм.

Ректифікаційна колона для самогонного апарату, де виробляють спирт НДРФ (недоректифікат міцністю 94-95°) може бути зроблена з міді. Діаметр колони необхідно підібрати орієнтовно 25мм – 0,5кВт, 32мм – 1кВт, 38мм-1,5кВт, 50мм – 2,5кВт. Довжина насадкової частини колони ректифікації повинна становити 30-50 діаметрів, тобто. якщо внутрішній діаметртруби 50 мм, то висота має бути 1500 – 2500 мм. Чим вище колона, тим краще відбувається в ній обмін пари та рідини, а в результаті чистіший спирт. Товщина стінки бажано не більше ніж 1 мм.

Колонні потрібна ретельна теплоізоляція. Добре зарекомендував себе утеплювач для труб, також царгу можна утеплити іншими методами, намотавши шпагат на трубу, зверху замотавши фольгованим скотчем. Чим краще буде виконана термоізоляція, тим стабільніше працюватиме колона. У 20-30 см від низу насадки потрібно зробити посадкове місце для термометра.

Зробити це можна, припаявши трубочку необхідного діаметра до царги. Або вварити гільзу під датчик чи термометр. Нержавіюча сталь і якісного зварювальника аргонщика не завжди знайти, тому ректифікаційну колону для спирту можна спаяти з мідних фітингів. Ректифікаційна колона із фітингів сантехніки своїми руками паяється дуже просто, підібрати їх легко у спеціалізованих магазинах.

Насадка.На сьогоднішній день найбільш якісною насадкою вважаються СПН (спірально-призматична насадка). Вона виготовляється з нержавіючої або ніхромового дротуяка не повинна вступати в реакцію зі спиртом та іншими продуктами перегону.
Ціна насадки висока, але за бажання її легко намотати самостійно. Щоб насадка трималася в трубі, внизу царги впаивается хрестовина з нержавіючого електрода для зварювання, на нього укладається 2-3 см плутанки з дроту (нихром). Зверху не щільно засипається насадка СПН і поверх вставляється ще один дротяний пиж.

Другою за ефективністю насадкою можна назвати РПН – насадка панченкова, вона є сіткою з дроту, змотанного в пижі діаметром вашої труби. Є ще керамічні кільця рашигу, скляні кульки. Найпростіша насадка це мочалки з нержавіючої сталі, але ефективність такого наповнювача дуже низька. Для труби завдовжки 1,3 метра діаметром 35 мм знадобиться 16-18 шт. мочалок.

Дефлегматор із вузлом відбору РК. Дефлегматор увінчує верхню частину рек.колони. До нього надходять пари спирту і конденсуються, перетворюючись на рідку флегму. Частина рідкої флегми повертається по насадці вниз, частина через вузол відбору виводиться назовні. Конструкція дефлегматора може бути різною. Найпростішим у виготовленні вважається сорочковий або прямоточний дефлегматор. Зроблений він із двох труб різного діаметру, між якими циркулює вода для охолодження. Вода подається знизу, згори виходить тепла вода. Зовнішній корпус такого дефлегматора можна зробити зі звичайного термоса. Діаметр внутрішньої труби зазвичай роблять таким же, як і насадкова колона. У верхній частині будь-якого дефлегматора знаходиться ТСА - трубка зв'язку з атмосферою.

Ще один варіант-дефлегматор дімрота. Він є відрізком труби (продовження царги) в середині якої розташована спіраль з тонкої трубки діаметром 6-10 мм по якій циркулює охолоджувальна рідина. Для колони діаметром 50 мм димрот намотується із трубки 6 мм завдовжки 3 метри. Дефлегматор виходить довжиною 25-35 см. Така конструкція має велику площу зіткнення пари та рідини і вважається ефективнішою.

І третій варіант – дефлегматор кожухотрубний. У трубу великого діаметра вварено кілька тонких трубок, у яких відбувається конденсація парів. Плюсом такого пристрою є універсальність, він може працювати як холодильник дистилятора. Друга перевага такого типу – мала витрата води та велика площа охолодження. Кожухотрубник можна зробити похилим, що зменшує висоту колони, актуально для домашнього міні-спиртзаводу в квартирах з низькими стелями.

Під дефлегматором вище насадкової частини знаходиться вузол відбору дистиляту в колоні ректифікації. Зазвичай його конструкція складається з однієї або двох перегородок та трубки відбору спирту. Перегородки під нахилом вварюються чи впаюються у царгу. На трубку відбору встановлюється голковий кран із тонким регулюванням або затискач гофмана, для обмеження або збільшення відбору фракцій.

Царга пастеризації. Царга пастеризації дозволяє якісніше очистити товарний спирт від головних фракцій. Які утворюються у верхній частині колони ректифікації і дефлегматоре протягом всього процесу ректифікації. Царга пастеризації спирту ускладнює конструкцію колони ректифікації і може не встановлювати як окремий елемент, але вона дозволяє поліпшити якість спирту відчутно. Повільний відбір голів ведеться і під час відбору спирту ректифікату з царги пастеризації.

Холодильник. Спирт на виході тече гарячий і щоб його охолодити після вузла відбору і крана встановлюється додатковий холодильник (до охолоджувач). Можна придбати готовий скляний холодильник у магазинах мед техніка.
Або виготовити саморобний холодильник із трубок як сорочковий дефлегматор, але з меншими розмірами. Довжина холодильника приблизно дорівнює довжині дефлегматора або трохи довша. Вода спочатку надходить у нижній вхід холодильника, потім із верхнього йде на дефлегматор. Регулюючи краном потік води досягають необхідних показників.

Автоматика для колони ректифікації. Складний процес ректифікації потребує постійної присутності та спостереження.
Хороша автоматика дає можливість проводити ректифікацію без постійної участі людини в процесі. Вона не допускає попадання "хвостів" до товарного спирту, дозволяє відібрати головні фракції в окрему ємність. Блок управління ректифікацією, скорочено (БУР), включить воду для охолодження за потрібної температури, знизить потужність при відборі і автоматично зменшить відбір в кінці. Після відбору хвостів вимкне нагрівання та воду. Найпростіший варіант автоматизації - встановлення старту стопа з клапаном, який припиняє відбір при підвищенні температури в колоні, після стабілізації температури, відбір відновлюється. Зібрати автоматику для домашнього мініспиртзаводу дешевше з китайських комплектуючих або придбати на профільних форумах.

Виготовлення алкогольних напоївв домашніх умовах користується попитом, що зростає з кожним роком. В основі самостійного виробництва спирту можуть бути процеси дистиляції або ректифікації. Отримання найбільш якісного продукту забезпечує колона ректифікації.

Опис та принцип роботи

На відміну від дистиляції, ректифікація — більш складний процес, заснований на поділі вихідної сировини, що містить сировину на чисті речовини з різними температурамикипіння (етиловий спирт, вода, та інші домішки) внаслідок багаторазових циклів випаровування рідини та конденсації парів на спеціальних контактних елементах.

Колона є вертикальною циліндричною надбудовою, розташованою над перегінним кубом — ємністю, куди заливається вихідна сировина.

При нагріванні рідини, що міститься в перегінному кубі, до температури кипіння спирту етилового починається вироблення пари. Він піднімається по колоні - пристрій, де і конденсується в результаті водяного охолодження. Цей конденсат, що називається флегмою, стікає вниз, по дорозі зустрічаючи чергову порцію висхідної пари. Флегма, що містить сивушні олії та інші небажані речовини, осідає на контактних елементах, що мають форму тарілок, куль, губок або мочалок.

У колоні протікає постійна взаємодія флегми і пари, в результаті якого відбувається чіткий поділ вихідної сировини на його фракції, що складають, залежно від щільності і температури кипіння. Пари етанолу, що має найнижчу температуру кипіння, накопичуються у верхівці колони, остаточна конденсація спирту проходить у кінцевому вузлі апарату - холодильнику, звідки вже рідкий продукт стікає у приймальну ємність.

Схожу конструкцію має колона, що зміцнює, звана також бражною, яку іноді помилково вважають ректифікаційною.

Принцип роботи бражної колони заснований на поділі спиртовмісної рідини на фракції шляхом встановлення необхідної температури у пристрої. Колона не містить контактних елементів, конденсат у ній стікає по стінах.

Конструкція домашнього спирт-заводу

Виробництво спиртних напоїв у домашніх умовах у нашій країні було поширене за всіх часів. Але якщо в епоху соціалізму самогоноварінням займалися переважно сільські жителі, то сьогодні виготовленню власної алкогольної продукції із задоволенням надаються і жителі мегаполісів.

А якщо взяти до уваги те, що алкоголь, що отримується, можна використовувати не тільки для виготовлення напоїв, але і в медичних і технічні цілі, домашній спирт-завод стає вигідним придбанням

Розміщувати апарат слід у добре вентильованому приміщенні, обладнаному водопостачанням та каналізацією. Також необхідна наявність нагрівальної поверхні. У міській квартирі цим вимогам відповідає кухня. У приватному будинку або на дачі під виробництво можна виділити окрему кімнату чи площу у господарських спорудах.

Конструкція мініспиртзаводу складається з наступних елементів:

• електрична чи газова плита;
• перегінний куб;
• дистилятор із колоною;
• ємність для збирання готового продукту;
• пристрій для підведення проточної холодної води;

Як зібрати своїми руками

На ринку представлено безліч самогонних апаратів, обладнаних ректифікаційними чи зміцнюючими колонами, а також класичними дистиляторами-змійовиками. Готові рішення якісні та зручні, проте мають надмірно високу вартість.

Зібрати колону ректифікації самому непросто, але можливо за наявності бажання, необхідних навичок, матеріалів і інструментів.

Пристрій колони ректифікації включає:

• корпус;
• дефлегматор із системою охолодження;
• холодильник для остаточної конденсації спирту;
• контактні елементи для конденсації флегми

Вибір відповідного матеріалу найважливіша умовадля отримання якісного продукту та забезпечення тривалого терміну служби пристрою. Найкращим варіантом для виготовлення корпусу колони буде труба з нержавіючої сталі або міді. Трубу слід вибрати діаметром 30-50 мм за довжини 1300-1500 мм. Практика показує, що висота колони впливає на якість ректифікації і повинна становити 40-50% від її діаметра.

Подальша послідовність дій буде такою:

1. Трубку розрізати на дві частини - верхня повинна бути трохи коротша за нижню.
2. У підстави нижньої частини труби закріпити дрібну металеву сітку, щоб уникнути висипання з колони наповнювача.
3. Як контактні елементи можна використовувати металеві губки для миття посуду. Важливо, щоб вони були із харчової нержавіючої сталі. Губки розрізати на фрагменти по 5 мм та заповнити ними нижню частину труби, закрити сіткою.
4. Частину труби з наповнювачем герметично приєднати до перегінному кубу. Передбачити термоізоляцію колони, навіщо рекомендується використовувати поролон.
5. Верхній фрагмент труби (дефлегматор) обладнати водяною сорочкою з патрубками для введення та відтоку води. Зверху фрагмент заглушити, залишивши отвір під атмосферну трубку.
6. У 15-20 мм від нижнього краю дефлегматора зробити отвір під патрубок для виведення дистиляту. Під цим отвором закріпити пластину-кільце - вузол відбору дистиляту.
7. Обидві частини труби щільно з'єднати один з одним різьбовим перехідником.
8. Патрубок для виведення дистиляту підключити до холодильника.
9. Проточна вода підводиться до холодильника, від нього до дефлегматора, після якого відводиться в каналізацію.

Бражна колона своїми руками збирається ще простіше, тому що в ній відсутні контактні елементи.

Як користуватися колоною ректифікації

Ректифікаційна колона своїми руками зібрана - саме час переходити до її експлуатації. Перед використанням пристрою слід перевірити всі з'єднання на герметичність та перекрити кран відбору дистиляту. Перегінний куб заповнити не більше ніж на 2/3 об'єму. У куб краще залити не спирт, а спирт-сирець, отриманий після первинної перегонки.

Тепер приступаємо до нагрівання куба. Після досягнення температури 78 ° С відкрити кран відбору. Перші порції продукту непридатні до вживання — їх краще позбутися. Поява запаху спирту - сигнал збору очищеного етанолу. З цього моменту підігрів куба необхідно збільшити.

Відчувши сивушний запах, слід припинити відбір спирту. Ректифікаційна колона, принцип роботи якої поділ вихідної рідини на фракції з різними температурами кипіння, з цього моменту виділяє небажані складові.

За дотримання цих правил на виході можна отримати чистий етиловий спирт без сторонніх запахів і небажаних домішок.

Переваги та недоліки методу ректифікації

Ректифікація, як спосіб одержання спирту, має свої переваги та недоліки.

Переваги ректифікації:

• кінцевий продукт – чистий етиловий спирт без сторонніх запахів;
• міцність спирту вище, ніж одержуваного шляхом дистиляції, і досягає 96% про.
• вкрай низька втрата продукту порівняно з дистиляцією.

Недоліки також є:

• спирт на виході позбавлений смаку та аромату вихідної сировини;
• складність та дорожнеча виробничого обладнання.

Будь-який самогонщик може зіткнутися з дилемою, що краще - старий добрий дистилятор або колона ректифікації. За очевидної переваги ректифікації остаточний вибір завжди залишається за домашнім виноробом.