Для чего нужна трубка связи с атмосферой в ректификационной колонне

я правильно понимаю, что трубка связи с атмосферой нужна только при холодильнике внутри колонны (димрота вроде)?

если конролировать температуру вверху колонны и холодильник внешний, то трубка связи с атмосферой не нужна?

вопрос: к чему тогда разговоры про атмосферное давление? вроде получается роли не играет.

Посл. ред. 18 Июля 10, 02:41 от NinJa

NinJa, долго пытался въехать в твою писанину.
Но всё время возникает ощущение какой то ускользающей мысли.

Для людей заинтересованых в том чтобы понять назначение «трубки связи с атмосферой» Игорь уже всё доступно написал:

Естественно что для разных конструкций колонны возможны разные решения спуска избыточного воздуха, возможно для каких то конструкций можно обойтись и без трубки связи.

к чему тогда разговоры про атмосферное давление? вроде получается роли не играет. NinJa, 18 Июля 10, 00:39

Ога, «в огороде бузина, а на Украине дильний родственник».
Разговоры про давление ведутся исключительно в разрезе влияния оного на автоматическое управление процессом ректификации, и при некоторых условиях влиянием атмосферного давления можно пренебреч.

Имхо, лучше внимательно почитать форум и попытаться вникнуть в то что уже неоднократно обсуждалось другими, а уже потом задавать маловразумительные вопросы.

Причем вместо пространного «разговоры про атмосферное давление» лучше бы дал конкретную ссылку на конкретное непонятное тебе утверждение.

Причем вместо пространного «разговоры про атмосферное давление» лучше бы дал конкретную ссылку на конкретное непонятное тебе утверждение. Kotische, 19 Июля 10, 09:03

пункт 4.8. (я не собираюсь покупать, читаю теорию)

Работа колонны рассчитана на внутреннее давление в колонне 720. 780мм.рт.ст. А т.к. колонна обязательно имеет связь с атмосферой через верхний штуцер дефлегматора, то это давление является и оптимальным атмосферным давлением для ее работы.
.
Если эксплуатация ректификационной колонны будет происходить только в высокогорной местности
.

Посл. ред. 20 Июля 10, 08:46 от NinJa

Строка из последнего абзаца.
«необходимо использовать ЛИТР (лабораторный автотрансформатор регулируемый)»

P.S.
Извините за оффтоп

впринципе нашёл ответ NinJa, 20 Июля 10, 08:44

Ну вот и ладушки.

Как почитаешь теорию и будешь глубже разбираться в ректификации, поймёшь что для организации процесса нет единственно правильного догматического метода, есть разные варианты решения проблемы, просто одни более другие мение удобны и конструктор выберает тот метод который обеспечивает достижение желаемого результата с минимумом побочных эффектов и геморойств.

Источник

Трубка связи с атмосферой. Что это и для чего нужна

Недалеко от трубки слива голов, тела и хвостов, расположена тонкая трубка связи с атмосферой. Штуцер. Она присутствует обычно на колоннах, но может быть установлена и на дистиллятор.

Для чего нужна трубка связи с атмосферой

Она компенсирует перепады давления, вакуум, воздушные пузыри в узле вывода спирта наружу. Как вы понимаете, любая воздушная пробка или вакуум смешают фракции, уже выстроившиеся в царге по порядку кипения. Не испортить питьевой спирт “размазанными” по погону головами и хвостами помогает именно трубка связи с атмосферой.

Если вы вовремя не смените приемную емкость, самогон достигнет уровня трубки слива и по принципу сообщающихся сосудов пойдет обратно в аппарат. И от этого тоже защищает маленький и незначительный носик связи с атмосферой.

Кроме того, можно снабдить приемную тару крышкой, вывести шланг от трубки связи с атмосферой наружу и вуаля, все запахи покинут вашу квартиру.

Ректификационная колонна с трубкой связи с атмосферой

Жизненная необходимость. Когда пары поднимаются вверх, создается избыточное давление, так как вверху стоит воздух и “запирает” их. Трубка позволяет продвинуть и удалить лишний воздух из куба и колонны и пропустить пары вверх.

Колонна с автоматикой и пережатой трубкой связи с атмосферой дает скачки температуры и работает, попеременно то отбирая все что ни попадя, то замыкаясь “на себя”.

Трубка связи с атмосферой при дистилляции

Позволяет аппарату не вздрагивать, не плеваться конечным продуктом и работать ровнее. Водяные пробки, скапливаясь в сливном штуцере, меняют давление внутри аппарата. При этом они работают, как шприц или ручной насос. Пробки образуют за собой разреженное пространство в замкнутой системе. На разнице давления они вытягивают из царги и куба воздух. Фракции смешиваются, отбор испорчен.

Самогонный аппарат с трубкой связи с атмосферой работает лучше, чище, ровнее. Одним словом, трубка совершенно необходима любому винокуру. И если на вашем аппарате ее нет, попробуйте изготовить ее самостоятельно, либо присмотрите другой аппарат. Примером аппарата со встроенной трубкой связи с атмосферой может служить Luxstahl 8m.

Источник

Трубка связи с атмосферой. Что это и для чего нужна

Недалеко от трубки слива голов,тела и хвостов, расположена тонкая трубка связи с атмосферой. Штуцер. Онаприсутствует обычно на колоннах, но может быть установлена и надистиллятор.

Для чегонужна трубка связи с атмосферой

Она компенсирует перепады давления,вакуум, воздушные пузыри в узле вывода спирта наружу. Как вы понимаете, любаявоздушная пробка или вакуум смешают фракции, уже выстроившиеся в царге попорядку кипения. Не испортить питьевой спирт «размазанными» по погону головамии хвостами помогает именно трубка связи с атмосферой.

Если вы вовремя не сменитеприемную емкость, самогон достигнет уровня трубки слива и по принципусообщающихся сосудов пойдет обратно в аппарат. И от этого тоже защищаетмаленький и незначительный носик связис атмосферой.

Кроме того, можно снабдитьприемную тару крышкой, вывести шланг от трубки связи с атмосферой наружу ивуаля, все запахи покинут вашу квартиру.

Ректификационная колонна с трубкой связи с атмосферой

Жизненная необходимость. Когда пары поднимаются вверх, создается избыточное давление, так как вверху стоит воздух и «запирает» их. Трубка позволяет продвинуть и удалить лишний воздух из куба и колонны и пропустить пары вверх.

Колонна с автоматикой и пережатойтрубкой связи с атмосферой дает скачки температуры и работает, попеременно тоотбирая все что ни попадя, то замыкаясь «на себя».

Трубка связи с атмосферой при дистилляции

Позволяет аппарату не вздрагивать, не плеваться конечным продуктом и работать ровнее. Водяные пробки, скапливаясь в сливном штуцере, меняют давление внутри аппарата. При этом они работают, как шприц или ручной насос. Пробки образуют за собой разреженное пространство в замкнутой системе. На разнице давления они вытягивают из царги и куба воздух. Фракции смешиваются, отбор испорчен.

Самогонный аппарат с трубкой связи с атмосферой работает лучше, чище, ровнее. Одним словом, трубка совершенно необходима любому винокуру. И если на вашем аппарате ее нет, попробуйте изготовить ее самостоятельно, либо присмотрите другой аппарат.

Источник

Нужна ли связь с атмосферой в самогонном аппарате?

Вроде бы мелочь? На самом деле нет. Связь с атмосферой дает очень весомые плюсы при перегонке.

Главные плюсы связи с атмосферой в самогонном аппарате

Сразу оговоримся, что связь с атмосферой имеет смысл устанавливать только в аппаратах с полноценным дефлегматором. Однако многие производители почему-то забывают об этом, обрекая своих пользователей на мелкие, но довольно колючие неудобства.

А теперь к плюсам. Начнем от самого важного и по убывающей:

Трубка связи избавляет от пульсаций продукта на выходе. Во время перегонки на выходе из колонны или в шланге сбора продукта время от времени образуется пробка, которая вытягивает за собой воздух из колонны.

Это негативно сказывается на качестве отбора фракций, которые расположились в царге в определенном порядке: от самых тяжелых до самых легкокипящих. В результате продукт выходит из аппарата неравномерно и не такого качества, каким мог бы быть.

Если есть трубка связи, проблем с пульсацией продукта не будет.

Трубка защищает самогон от возврата в колонну. Во время перегонки вы можете отвлечься и куда-то отойти. Если за это время шланг сбора продукта скрылся под уровнем отбираемой жидкости, она по законам физики начинает подниматься по шлангу обратно к холодильнику. Чем это грозит, думаем, объяснять не стоит.

Но если есть связь с атмосферой, такая ситуация не произойдет в принципе.

Как видите, трубка для связи с атмосферой если не обязательна, то очень желательна в самогонном аппарате.

Но что делать, если производитель не встроил трубку в конструкцию? Как решить проблему?

Очень просто – сделать связь с атмосферой в самогонном аппарате самостоятельно! Для этого понадобится обычный т-образный тройник. Устанавливаете его сразу после сбора носика продукта, к обоим выходящим концам подключаете шланги и готово! Один направляете в емкость для сборки продукта, второй закрепляете чуть выше трубки выхода продукта.

О том, как работает связь с атмосферой на практике, смотрите в видеоролике ниже.

Трубка связи с атмосферой (видео)

Источник

Теория ректификации спирта и принцип работы ректификационной колонны

Цель статьи – разобрать теоретические и некоторые практические аспекты работы домашней ректификационной колонны, нацеленной на получение этилового спирта, а также развеять самые распространенные в Интернете мифы и разъяснить моменты, о которых «умалчивают» продавцы оборудования.

Ректификация спирта – разделение многокомпонентной спиртосодержащей смеси на чистые фракции (этиловый и метиловый спирты, воду, сивушные масла, альдегиды и другие), имеющие разную температуру кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах (тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах.

С физической точки зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими). Одновременно с обогащением происходит обмен теплом.

Схема ректификации

Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Благодаря разной направленности движений (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз), после достижения системой равновесия в верхней части ректификационной колонны можно по отдельности отобрать практически чистые компоненты, входившие в состав смеси. Сначала выходят вещества с более низкой температурой кипения (альдегиды, эфиры и спирты), потом – с высокой (сивушные масла).

Состояние равновесия. Появляется на самой границе разделения фаз. Достигается только при одновременном соблюдении двух условий:

Чем чаще система приходит в равновесие, тем эффективнее тепломасообмен и разделение смеси на отдельные составляющие.

Разница между дистилляцией и ректификацией

Как видно на графике, из 10% спиртового раствора (браги) можно получить самогон 40%, а при второй перегонке этой смеси выйдет 60-градусный дистиллят, при третьей – 70%. Возможны следующие интервалы: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 и так далее до максимума – 96%.

Теоретически, чтобы получить чистый спирт, требуется 9-10 последовательных дистилляций на самогонном аппарате. На практике перегонять спиртосодержащие жидкости концентрацией выше 20-30% взрывоопасно, к тому же из-за больших затрат энергии и времени экономически невыгодно.

С этой точки зрения, ректификация спирта – это минимум 9-10 одновременных, ступенчатых дистилляций, которые происходят на разных контактных элементах колонны (насадках или тарелках) по всей высоте.

Работа ректификационной колонны

Ректификационная колонна – устройство, предназначенное для разделения многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции по температуре кипения. Представляет собой цилиндр постоянного или переменного сечения, внутри которого находятся контактные элементы – тарелки или насадки.

Также почти каждая колонна имеет вспомогательные узлы для подвода исходной смеси (спирта-сырца), контроля процесса ректификации (термометры, автоматика) и отбора дистиллята – модуль, в котором конденсируется, а затем принимается наружу извлеченный из системы пар определенного вещества.

Одна из самых распространенных домашних конструкции

Спирт-сырец – продукт перегонки браги методом классической дистилляции, который можно «заливать» в ректификационную колонну. Фактически это самогон крепостью 35-45 градусов.

Флегма – сконденсировавшийся в дефлегматоре пар, стекающий по стенкам колонны вниз.

Флегмовое число – отношение количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. В спиртовой ректификационной колонне находятся три потока: пар, флегма и дистиллят (конечная цель). В начале процесса дистиллят не отбирают, чтобы в колонне появилась достаточно флегмы для тепломассообмена. Потом часть паров спирта конденсируют и отбирают из колонны, а оставшиеся спиртовые пары и дальше создают поток флегмы, обеспечивая нормальную работу.

Для работы большинства установок флегмовое число должно быть не меньше 3, то есть 25% дистиллята отбирают, остальной – нужен в колонне для орошения контактных элементов. Общее правило: чем медленнее отбирать спирт, тем выше качество.

Контактные устройства ректификационной колонны (тарелки и насадки)

Отвечают за многократное и одновременное разделение смеси на жидкость и пар с последующей конденсацией пара в жидкость – достижение в колонне состояния равновесия. При прочих равных условиях, чем больше в конструкции контактных устройств, тем эффективнее ректификация в плане очистки спирта, поскольку увеличивается поверхность взаимодействия фаз, что интенсифицирует весь тепломасообмен.

Теоретическая тарелка – один цикл выхода из равновесного состояния с повторным его достижением. Для получения качественного спирта требуется минимум 25-30 теоретических тарелок.

Физическая тарелка – реально работающее устройство. Пар проходит сквозь слой жидкости в тарелке в виде множества пузырьков, создающих обширную поверхность контакта. В классической конструкции физическая тарелка обеспечивает примерно половину условий для достижения одного равновесного состояния. Следовательно, для нормальной работы ректификационной колонны требуется в два раза больше физических тарелок, чем теоретических (расчетных) минимум – 50-60 штук.

Насадки. Зачастую тарелки ставят только на промышленные установки. В лабораторных и домашних ректификационных колоннах в качестве контактных элементов используются насадки – скрученная специальным образом медная (либо стальная) проволока или сетки для мытья посуды. В этом случае флегма стекает тонкой струйкой по всей поверхности насадки, обеспечивая максимальную площадь контакта с паром.

Насадки из мочалок самые практичные

Конструкций очень много. Недостаток самодельных проволочных насадок – возможная порча материала (почернение, ржавчина), заводские аналоги лишены подобных проблем.

Свойства ректификационной колонны

Материал и размеры. Цилиндр колонны, насадки, куб и дистилляторы обязательно делают из пищевого, нержавеющего, безопасного при нагревании (равномерно расширяется) сплава. В самодельных конструкциях в качестве куба чаще всего используются бидоны и скороварки.

Минимальная длина трубы домашней ректификационной колонны – 120-150 см, диаметр – 30-40 мм.

Система нагрева. В процессе ректификации очень важно контролировать и быстро регулировать мощность нагрева. Поэтому самым удачным решением является нагрев с помощью ТЭНов, вмонтированных в нижнюю часть куба. Подвод тепла через газовую плиту не рекомендуется, поскольку не позволяет быстро менять температурный диапазон (высокая инертность системы).

Контроль процесса. Во время ректификации важно следовать инструкции производителя колонны, в которой обязательно указываются особенности эксплуатации, мощность нагрева, флегмовое число и производительность модели.

Термометр позволяет точно контролировать процесс отбора фракций

Очень сложно контролировать процесс ректификации без двух простейших приспособлений – термометра (помогает определить правильную степень нагрева) и спиртометра (измеряет крепость полученного спирта).

Производительность. Не зависит от размеров колонны, поскольку, чем выше царга (труба), тем больше физических тарелок находится внутри, следовательно, качественнее очистка. На производительность влияет мощность нагрева, которая определяет скорость движения потоков пара и флегмы. Но при переизбытке подаваемой мощности колонна захлебывается (перестает работать).

Средние значения производительности домашних ректификационных колон – 1 литр в час при мощности нагрева 1 кВт.

Влияние давления. Температура кипения жидкостей зависит от давления. Для успешной ректификации спирта давление вверху колонны должно быть приближено к атмосферному – 720-780 мм.рт.ст. В противном случае при уменьшении давления снизится плотность паров и увеличится скорость испарения, что может стать причиной захлебывания колонны. При слишком высоком давлении падает скорость испарения, делая работу устройства неэффективной (нет разделения смеси на фракции). Для поддержания правильного давления каждая колонна для ректификации спирта оборудована трубкой связи с атмосферой.

О возможности самодельной сборки. Теоретически, ректификационная колонна не является очень сложным устройством. Конструкции успешно реализуются умельцами в домашних условиях.

Но на практике без понимания физических основ процесса ректификации, правильных расчетов параметров оборудования, подбора материалов и качественной сборки узлов, использование самодельной ректификационной колоны превращается опасное занятие. Даже одна ошибка может привести к пожару, взрыву или ожогам.

В плане безопасности прошедшие испытания (имеют подтверждающую документацию) заводские колонны надежнее, к тому же поставляются с инструкцией (должна быть подробной). Риск возникновения критической ситуации сводится только к двум факторам – правильной сборке и эксплуатации согласно инструкции, но это проблема почти всех бытовых приборов, а не только колонн или самогонных аппаратов.

Принцип работы ректификационной колонны

Куб наполняют максимум на 2/3 объема. Перед включением установки обязательно проверяют герметичность соединений и сборки, перекрывают узел отбора дистиллята и подают охлаждающую воду. Только после этого можно начать нагрев куба.

Оптимальная крепость подаваемой в колонну спиртосодержащей смеси – 35-45%. То есть в любом случае перед ректификацией требуется дистилляция браги. Полученный продукт (спирт-сырец) потом перерабатывают на колонне, получая почти чистый спирт.

Это значит, что домашняя ректификационная колонна не является полной заменой классического самогонного аппарата (дистиллятора) и может рассматриваться лишь как дополнительная ступень очистки, более качественно заменяющая повторную дистилляцию (вторую перегонку), но нивелирующая органолептические свойства напитка.

Справедливости ради отмечу, что большинство современных моделей ректификационных колон предполагают работу в режиме самогонного аппарата. Для перехода к дистилляции нужно лишь перекрыть штуцер соединения с атмосферой и открыть узел отбора дистиллята.

Если одновременно перекрыть оба штуцера, то нагретая колонна может взорваться из-за избыточного давления! Не допускайте подобных ошибок!

На промышленных установках непрерывного действия зачастую брагу перегоняют сразу, но это возможно благодаря гигантским размерам и особенностям конструкции. Например, стандартом считается труба 80 метров высоты и 6 метров диаметра, в которой установлено в разы больше контактных элементов, чем на ректификационных колоннах для дома.

Размер имеет значение. Возможности спиртзаводов в плане очистки куда больше, чем при домашней ректификации

После включения жидкость в кубе доводится нагревателем до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне, затем попадает в дефлегматор, где конденсируется (появляется флегма) и по стенкам трубы возвращается в жидком виде в нижнюю часть колонны, на обратном пути контактируя с поднимающимся паром на тарелках или насадках. Под действием нагревателя флегма снова становится паром, а пар вверху опять конденсируется дефлегматором. Процесс становится циклическим, оба потока непрерывно контактируют друг с другом.

После стабилизации (пара и флегмы достаточно для равновесного состояния) в верхней части колонны скапливаются чистые (разделенные) фракции с самой низкой температурой кипения (метиловый спирт, уксусный альдегид, эфиры, этиловый спирт), внизу – с самой высокой (сивушные масла). По мере отбора нижние фракции постепенно поднимаются вверх по колонне.

В большинстве случаев стабильной (можно начинать отбор) считается колонна, в которой температура не меняется на протяжении 10 минут (общее время прогрева – 20-60 минут). До этого момента устройство работает «само на себя», создавая потоки пара и флегмы, которые стремятся к равновесию. После стабилизации начинается отбор головной фракции, содержащей вредные вещества: эфиры, альдегиды и метиловый спирт.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным самогонным аппаратом приходится собирать «голову», «тело» и «хвост». Разница только в чистоте выхода. При ректификации фракции не «смазываются» – вещества с близкой, но хотя бы на десятую долю градуса разной температурой кипения не пересекаются, поэтому при отборе «тела» получается почти чистый спирт. Во время обычной дистилляции разделить выход на фракции, состоящие только из одного вещества, невозможно физически какая бы конструкция не использовалась.

Если колонна выведена на оптимальный режим работы, то при отборе «тела» трудностей не возникает, так как температура всё время стабильна.

Нижние фракции («хвосты») при ректификации отбирают, ориентируясь по температуре или по запаху, но в отличие от дистилляции эти вещества не содержат спирта.

Возвращение спирту органолептических свойств. Зачастую «хвосты» требуются, чтобы вернуть спирту-ректификату «душу» – аромат и вкус исходного сырья, например, яблока или винограда. После завершения процесса в чистый спирт добавляют некоторое количество собранных хвостовых фракций. Концентрацию рассчитывают эмпирическим путем, экспериментируя на небольшом количестве продукта.

Преимущество ректификации в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Это значит, что «головы» и «хвосты», полученные на самогонном аппарате, можно переработать на ректификационной колонне и получить безопасный для здоровья этиловый спирт.

Захлебывание ректификационной колонны

Каждая конструкция имеет предельную скорость движения пара, после которой течение флегмы в кубе сначала замедляется, а потом и вовсе прекращается. Жидкость накапливается в ректификационной части колонны и происходит «захлебывание» – прекращение тепломассообменного процесса. Внутри происходит резкий перепад давления, появляется посторонний шум или бульканье.

Причины захлебывания ректификационной колонны:

Источник