Анализируя запросы поисковиков, по которым на мой блог попадают посетители, я пришел к выводу, что суть работы дефлегматора и самой пленочной колонны не до конца всем понятна. Соответственно и отличие от обычного аппарата с одной стороны и от рекколонны с другой.
Давайте попробуем более детально разобраться в чем тут дело. Начнем с терминов. Как говорит нам википедия :
Ректификация (от лат. rectus — прямой и facio — делаю) — это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой), ректификационных колоннах.
Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Из сравнительного анализа этих терминов видно, что в одном случае имеет место прямой проход пара на охладитель/конденсатор (дистилляция), а во втором случае часть сконденсированного пара возвращается в виде жидкости обратно, повторно/многократно реагирует с вновь образованным паром (ректификация) и лишь потом поступает на конденсатор. Результатом этого многократного переиспарения является качественное разделение смеси на составные части (и значительное укрепление продукта с одновременным уменьшением общей производительности). Т.е. в результате ректификации мы получаем набор разных продуктов (отдельно спирт, воду, сивушное масло), а в результате дистилляции — более менее однородный продукт (спирт, вода и сивушное масло вместе). Напомню, что термин «сивушное масло» является собирательным и обозначает некий комплекс веществ и соединений, входящих в состав дистиллятов/ректификатов спиртосодержащего сырья помимо воды и собственно спирта (см. статью об этом). Кроме вредных для здоровья компонентов сивуха содержит и вкусоароматические составляющие, наличие которых в готовом продукте часто приветствуется.
Таким образом разделителем понятий дистилляция и ректификация является «противоточный массо- и теплообмен между паром и жидкостью». Как и когда он возникает? Или, иначе :
Что такое дефлегматор? Дефлегматор по своей сути является холодильником/конденсатором, который конструктивно может быть выполнен по разным схемам. Его главное предназначение — сконденсировать часть проходящего паропотока в жидкость (которая называется флегмой) и направить эту жидкость обратно в куб навстречу потоку пара. Встречаясь с паром флегма разогревается и вся/частично вновь превращается в пар. И опять конденсируется дефлегматором и снова стекает в куб, и так далее и так далее. Тут важно понимать ряд условий, максимизирующих выгоды подобной конструкции :
1. Для максимально эффективного переиспарения толщина потока/слоя флегмы должна быть минимальной, а площадь потока максимальной. Поэтому в пустотелых трубах флегма должна стекать равномерно тонким слоем по внутренней стенке трубы, образуя пленку — отсюда название «пленочная». Если использовать колонну, наполненную какой-либо насадкой с развитой поверхностью — можно существенно увеличить площадь контакта флегмы, обволакивающей насадку, и пара — отсюда название «насадочная»
2. Для образования устойчивой пленки труба должна стоять строго вертикально — отсюда «колонна». При даже незначительном наклоне колонны, флегма стремится образовать на одной из сторон внутренней поверхности трубы ручеек и пленка перестает образовываться.
3. Колонна (а точнее ее часть в которой осуществляется контакт флегмы и пара) должна иметь высоту, достаточную для стабилизации процессов тепломассообмена пар/флегма. Не менее 50 диаметров. За счет стабилизированного тепломассообмена и при достаточной высоте колонны, в ней образуются зонное распределение фракций по температуре испарения (т.е. собственно разделение). Самые низкокипящие фракции занимают верхнюю часть колонны так как быстрее и легче переиспаряются, тогда как более высококипящие скатываются ниже. Соответственно низкокипящие первыми проходят на отбор, а затем следующие по температуре кипения и т.д. Получаем хорошо разделенный продукт, отобранный в разные емкости по температуре кипения.
Почему колонны делятся на бражные и ректификационные?
Во-первых, для получения спирта-ректификата (СР) разделительной способности пленочной колонны недостаточно — нужна насадочная колонна.
Во-вторых, если в качестве сырья для насадочной колонны использовать брагу, а не спирт сырец (СС) первого прямоточного перегона, насадка очень быстро загрязнится и перестанет работать в нормальном режиме.
Вот и получается, что бражная колонна — пленочная, а ректификационная — насадочная.
Однако, дефлегматор является неотъемлимой частью и той и другой конструкции.
P.S. В написанной мною позднее статье есть иллюстрации,показывающие как работает рубашечный дефлегматор пленочной колонны.
Как самому изготовить дефлегматор к бражной колонне вы можете посмотреть в п.2 раздела видео.
Как рассчитать дефлегматор можно посмотреть здесь.
Как всегда жду вопросов, комментариев и критики.
26 Комментарии к записи “Еще раз про дефлегматор.”
Дмитрий
Скажите пожалуйста какое минимальное сечение должно быть у трубки для бражной колонны?
fat_admin ответил:
Март 11th, 2015 at 00:02
Чем меньше диаметр паропровода — тем сильнее выражен пленочный эффект. Но есть так сказать «разумные» ограничения из соображений практичности. Чем меньше диаметр — тем меньшую мощность можно подать — тем меньше конечный выход продукта. Поэтому оптимальным можно считать 20 мм внутреннего диаметра. Дальнейшее увеличение диаметра не дает существенного выигрыша по производительности, но требует увеличения длины стоимости и т.п.
Дмитрий ответил:
Март 11th, 2015 at 13:38
Спасибо большущее!
Дмитрий
Еще один вопрос, который не дает мне покоя- «Водяное охлаждение колонны должно быть по все длине, или определенная ее часть, если так то какая именно?»
fat_admin ответил:
Март 11th, 2015 at 16:58
Охлаждение подается только в холодильники — дефлегматор и конденсатор (для парового отбора) или дефлегматор и доохладитель (для жидкостного, доохладитель в принципе не обязателен).
Сама труба не охлаждается, а в насадочной колонне так и вовсе — теплоизолируется.
Дмитрий ответил:
Март 11th, 2015 at 21:25
Спасибо!
Дмитрий
Скажите пожалуйста на что влияет длина, сечение и толщина стенок трубки, идущей на изготовление змеевика для холодильника?
fat_admin ответил:
Март 17th, 2015 at 19:23
Ну, если в двух словах, то на теплообмен.
Чем длинее трубка, чем больше ее диаметр и меньше толщина стенки — тем лучше теплообмен. Т.е. более длинный, толстый и тонкостенный холодильник позволяет гасить большее количество мощности, подаваемой в куб.
Дмитрий ответил:
Март 17th, 2015 at 20:04
А у меня все наоборот- тонкая толстостенная трубка и длина большая… Значит это повлияет на производительность и есть риск что где- то конденсат будет создавать пробку?
fat_admin ответил:
Март 17th, 2015 at 20:13
В статье «Расчет дефлегматора» есть калькулятор, который поможет вам прикинуть длину вашего холодильника. Вообще, я не приветствую змеевики — их трудно чистить, в них могут быть застойные зоны. Если они не вертикальные, то в них образуются пробки — это возможность получить аварийную ситуацию. Из тонких трубок (6-8 мм) проще делать холодильник Димрота.
Дмитрий ответил:
Март 17th, 2015 at 20:23
Спасибо!
Дмитрий
Выравнивать колонну по вертикали нужно очень точно, используя отвес и уровень, или можно на глаз?
fat_admin
Можно и на глаз. Но чем ближе к вертикали — тем лучше.
Дмитрий
Благодарю!
Роман
Подскажите. Сделал БК по типу (АНТОНЫЧа) диаметр царги 48мм,высота 1метр до дефлегматора, буду использовать с СПН 3.5х3.5. Будет ли получаться на таком диаметре качественный продукт, а то прочитал у вас что оптимальный диаметр 20мм.
Админ Сергей ответил:
Октябрь 30th, 2015 at 20:19
Будет
Роман
Имеется царга 500 мм на 2 дюйма, что даст замена на 500 мм но 3х дюймовую?
Админ Сергей ответил:
Март 7th, 2016 at 17:52
Если пользовать ее одну — получите прибавку к производительности. Если вместе — меньшая будет сдерживать систему.
Роман
А в плане разделения, градусы прибавит?
Админ Сергей ответил:
Март 7th, 2016 at 23:53
Нет, скорее убавит. Если говорить в общем случае, то — за разделение отвечает высота, за производительность диаметр.
Валерий
Спасибо за статьи, спасибо за комментарии.
Владимир
Добрый день!Где можно купить дефлегментатор как у вас на фотографии?
Админ Сергей ответил:
Октябрь 26th, 2016 at 18:55
Раньше делал на заказ, сейчас некогда.
Михаил
Почему чем больше диаметр трубы тем больше высота царги. И сколько брать тарелок,30?
Админ Сергей ответил:
Апрель 21st, 2017 at 06:30
1. Если вкратце, то это — закон.
2. Смотря по конструкции и целям. Для пленочной БК от 30. Лучше 50.
Владимир
Скажите, какой лучше тип дефлегматора, рубашечный или кожухотрубный ?