Для чего нужна царга пастеризации
Все о царге пастеризации
Получение чистых спиртов дело не простое. На обычном бытовом дистилляторе добыть их не получится. Более того, далеко не каждая бражная колонна позволит получить по-настоящему чистый продукт. Во многом это результат применяемой технологии дистилляции/ректификации. Идеальная ректификация, возможно, исключительно на самогонных аппаратах типа «спиртовая колонна». Процессы, происходящие внутри таких самогонных аппаратов, сильно отличаются от тех, к которым мы привыкли, работая на дистилляторах. Огромное значение здесь имеют отдельные части колонны и царга пастеризации, в частности. Чуть ниже мы рассмотрим, что из себя представляет этот уникальный аксессуар более подробно.
Теория работы спиртовой колонны
Спиртовая колонна довольно существенно отличается от других разновидностей самогонных аппаратов. Это отличие не столько визуальное, сколько внутреннее. Действительно, процессы, происходящие внутри спиртовой колонны, отличаются. В первую очередь колонна изначально является закрытой. Будучи нагретой на плите или иным способом, она не выдает ничего наружу. Вместо этого повышается концентрация спиртовых паров внутри. В ходе этого процесса все фракции, испаренные из браги, выстраиваются в своего рода градиент на протяжении всей колонны. В верхней части как правило собираются самые легкокипящие соединения в то время, как более тяжелые компоненты собраны в нижней части колонны. При этом флегмовое число внутри колонны распределено соответствующим образом. В верхней части оно достигает своего пика. В нижней же части оно заметно ниже.
Теперь зная расположение фракций, легко можно догадаться что и откуда следует добывать. Вывод продукта наружу спиртовой колонны осуществляется за счет установки узлов отбора. Таких узлов может быть установлено сразу несколько. В данном случае есть возможность более гибко подойти к отбору фракций. Так, установив узел отбора сразу за дефлегматором мы получаем возможность отбирать головные части. Если установить узел отбора в нижней части колонны, то это позволяет добывать хвосты. Самый интересный вопрос заключается в установке узла отбора в центральной части колонны. По логике вещей именно здесь должны располагаться центральные фракции, которые нам нужно собрать, однако здесь есть еще один аспект — концентрация спиртовых паров. Здесь она не столь велика как в верхней части колонны. Следовательно, установив здесь узел управлять отбором эффективно вряд ли получится.
Исходя из этого выводить продукт из колонны нужно где-то выше. Вот здесь нам на помощь приходит т. н. царга пастеризации. В отличии от обыкновенного узла отбора она уже не просто выводит продукт наружу, но предварительно очищает его. Дело в том, что головы пусть изначально и концентрируются в верхней части колонны все равно немного размазываются по ней. Получается твердой границы между головными и срединными фракциями изначально нет. Царга пастеризации решает эту проблему. Благодаря наличию внутри нее сеток Панченкова и СПН часть головных фракций удается удержать, внутри не давая им перейти в основной отбор.
Устройство царги пастеризации
Конструктивно царга пастеризации это дополнительная царга, высотой от 20 до 30 см внизу которой расположен узел отбора по жидкости. Внутри царга наполнена РПН и СПН. Устанавливается царга пастеризации между колонной и дефлегматором. В случае если имеется дополнительный узел отбора по жидкости, то царга пастеризации устанавливается между ним и остальной царгой.
Благодаря такому расположению внутри достигается максимальная концентрация верхних промежуточных фракций и именно отсюда их следует выводить наружу. Головы отсекаются при помощи верхнего узла отбора. Как только головные фракции выведены наружу верхний узел отбора не перекрывается полностью. Вместо этого он продолжает работать, однако его скорость убавляется на 2/3. Что же касается отбора тела то он ведется из узла отбора, расположенного в нижней части царги пастеризации.
Использование царги пастеризации
При использовании царги пастеризации важно соблюсти ряд условий. В противном случае она может оказаться бесполезной. В первую очередь это контроль системы охлаждения. В случае переохлаждения флегмы последняя может довольно просто вытеснить зону концентрации примесей ниже узла отбора тела.
Так же важно следить за стабильным нагревом и подачей водой в дефлегматор. Немаловажно правильно подобрать высоту царги пастеризации. Она должна составлять от 20 до 30 см. Будучи наполненной СПН она создает зону максимального разделения примесей тем самым повышая флегмовое число внутри.
Важно подчеркнуть, что царга пастеризации используется не для повышения крепости напитка. Она используется для повышения его чистоты за счет удаления верхних промежуточных фракций из отбора (подголовников).
Чтобы царга пастеризации работала правильно процесс отбора нужно вести без остановок. Технологию «старт-стоп» использовать здесь не получится поскольку если остановить отбор спиртовой буфер в колонне начнет увеличиваться. Это повлечет вытеснение ценных подголовных примесей из царги пастеризации в основную царгу.
Такой же эффект можно получить, используя слишком низкую скорость отбора. В данном случае повышается флегмовое число в колонне и повышается качество очистки, однако, при этом зона азеотропа расширяется и смещает промежуточные головные фракции вниз в царгу. При этом азеотропные части (головы) попадают уже в царгу пастеризации что влечет за собой их попадание в конечный напиток.
Вывод
Царга пастеризации используется главным образом для ректификации. При грамотной эксплуатации она позволяет значительно повысить качество спирта на выходе.
Ректификационная колонна для изготовления самогона
Ректификация — это сложный процесс разделения разных многокомпонентных смесей за счет теплообмена между паром и жидкостью. Аналогичная колонна, применяемая в быту для самогонного аппарата, как раз и предназначена для очистки спиртосодержащей жидкости от сивушных масел и других вредных примесей.
Пользователям, которым необходимо знать технические параметры, конструкцию, а также положительные и отрицательные свойства этого изделия, необходимо прочитать нашу статью, где они найдут все ответы на интересующие их вопросы.
Принцип работы
Ректификационное изделие колонного типа поможет в домашних условиях получить практически чистый спирт, который можно использовать не только для самогона, но и в производстве элитных сортов крепких напитков, где не будет сивушных масел, а также других весьма вредных для нашего организма примесей.
Самогонный аппарат с колонной аналогичного действия отличается от других изделий кустарного производства более высокими характеристиками. Принцип действия такой колонны можно сравнить с многоэтажным зданием, где на каждом этаже производится своеобразная очистка и активная фильтрация. Устройство к тому же является весьма мощным конденсатором, который работает так:
Процесс дистилляции происходит в несколько этапов, но основное преимущество здесь в наполнителе, именно он помогает очистить самогон от присутствия вредных примесей и сивухи, тем самым повысить вкусовые характеристики и конечную крепость.
Конструкция
Она не такая уж и сложная, но размеры отдельных составляющих должны быть строго выдержаны, иначе результат будет не таким высоким, как ожидает потребитель.
Перегонный куб
Или емкость, куда наливается спиртосодержащее сырье, она должна быть довольно просторной и выполненной из меди, нержавеющей стали или эмалированной, но без нарушения слоя. Для небольшого выхода вполне пригодна скороварка на 5 литров, для более объемного производства лучше сварить емкость из листа нержавейки.
Основное требование — это полная герметичность, потому что при активном кипении крышка не должна пропускать пар, а тем более выкипающую жидкость. Излишек давления должен стравливать обратный клапан — готовый куб как раз и отвечает всем этим требованиям. Важно, чтобы объем перегонного куба для самогона соответствовал размерам колонны.
Царга
Или полый цилиндр из нержавеющего металла, который будет корпусом ректификационной колонны. Толщина стенок должна быть не менее 1,5 мм, а диаметр 30-50 мм, высота ее должна быть не менее 1,0-1,5 м, потому что чем медленнее отделяются примеси, тем чище и крепче конечный продукт. Если она будет короткой, то примеси попадут в дистиллятор, а если длиннее, то увеличится процесс очистки, но на эффективность это никак не повлияет.
С обоих концов нарезается резьба, чтобы один конец прикрутить к кубу, а второй присоединить к дефлегматору. Снизу царга должна иметь сетку, которая будет удерживать наполнитель и другие насадки, заполняющие внутренний объем цилиндра. Некоторые специалисты с большим стажем укутывают его поролоном для утепления.
Насадки
Наполнение внутренностей царги — это основное условие всего процесса ректификации: если она будет полая, то произойдет только дистилляция, в результате вы получите простой самогон. Цель всех составляющих наполнителя в том, чтобы многократно увеличить площадь поверхности, по которой стекает флегма.
Тяжелые примеси осаждаются и не могут попасть в финальный продукт, а пары спирта легко проникают к дистиллятору. Начинка может быть разной, главное, чтобы она была из нержавеющего металла или другого инертного материала:
Последний вариант лучше всех осаждает фракции и со временем использования не требует замены.
Узел отбора дистиллята
Это небольшой отрезок трубы из нержавеющего металла, его назначение — собирать остатки флегмы: сначала идут вредные примеси и фракции, их называют «головы», затем появляется «тело» — пары спирта без вкуса и неприятного запаха. Самодельные аппараты все делают по-разному, но принцип один:
Снаружи приваривают два штуцера к разным отверстиям: к одному прикрепляют кран для отвода примесей, а в другой (он немного меньше по размеру) вставляется термометр для замера изменения температуры спиртового пара.
Снаружи в трубе делают два отверстия для двух штуцеров: к одному прикрепляется кран для отвода флегмы, а в другой (поменьше) вставляется термометр для измерения температуры пара.
Дефлегматор
Эта деталь устанавливается на самом верху, именно здесь пары спирта охлаждаются, выпадают конденсатом на стенки и самотеком направляются вниз. Некоторые умельцы делают такие конструкции дефлегматора:
Третий вариант удобно крепить к колонне под наклоном, что значительно уменьшает общую высоту.
Водный холодильник
Такое устройство можно сделать самостоятельно без особых затрат, водяной охладитель нужен для снижения температуры выходящего продукта. Делают его по типу рубашечного дефлегматора, но из труб меньшего диаметра: в нижний вода входит, а из верхнего входит и направляется по силиконовому шлангу к дефлегматору для охлаждения. Скорость протекания воды регулируется напором из крана.
Царга пастеризации
Это обязательный элемент современной колонны для ректификации, можно подумать, что она только усложняет конструкцию, но это не так: она совершенствует ее, т. к. происходит более полное очищение продукта от головных фракций. Размер ее немного меньше — 30 см, она как бы дополняет основную царгу.
Финальный, очищенный продукт собирается из нижнего отбора малой царги, поэтому он имеет максимальную чистоту.
Автоматика
Ректификация — довольно длительный процесс и постоянно требует контроля, поэтому следует установить хорошую автоматику, например, блок управления ректификацией или просто БУР. В его задачу входит:
Конечно, без автоматики можно обойтись и своими силами, если имеется большой опыт, а новичкам с ней будет удобнее работать.
Преимущества и недостатки
Современные колонны имеют индивидуальные достоинства и недостатки, но основные плюсы выглядят следующим образом:
Многие любители домашнего крепкого напитка делают самогонные аппараты кустарным способом, а на очистке экономят, поэтому в результате получают не качество, а мутноватую жидкость с терпким характерным запахом.
Искусство выбора
При покупке такого оборудования надо особое внимание обращать на такие моменты:
Судя по отзывам реальных пользователей такого оборудования, предпочтение имеют изделия из нержавеющего материала, а для приготовления домашнего крепкого напитка из винограда или зерна применяют насадки из меди.
Рейтинг лучших моделей
Феникс Сириус 20 литров
Царга пастеризации: понятие и особенности применения
Теория. Выбирая головную фракцию, мы позволяем колонне работать на себя и накапливать головные примеси в верхней части колонны, затем мы начинаем собирать их в течение некоторого времени со скоростью, не превышающей скорость удаления этих примесей из куба при колонка. Чем выше концентрация этих веществ в кубе, тем больше их в единицу времени попадает в колонку. Это определяет, что концентрация примесей в головной фракции максимальна в первый час отбора проб, во второй час снижается примерно вдвое, в третьем – еще на половину.
Если изначально вещество содержало около 2000 мг / л, то через 10 часов выбора «голов» оно станет около 2 мг / л. Если примесь была в 2 раза меньше, желаемые 2 мг / л будут получены через 9 часов, а если в 2 раза больше, через 11 часов. Время отбора «голов» мало зависит от их первоначальной концентрации.
Для качественного удаления головной фракции требуется много времени. Но даже после выбора «головы» в колонне остается много примесей, разнесенных по всей высоте. Поэтому подбираем подголовники, ополаскивая подголовник от их остатков.
После этого кажется, что можно спокойно вздохнуть и приступить к выбору «тела». Но если вы стремитесь получить действительно чистый спирт, вам придется обратить внимание на то, что в кубе много разных веществ, которые при длительном кипячении образуют новые примеси головы. Кроме того, окисление происходит в обратном холодильнике на границе раздела между парами спирта и воздухом, и образуются новые альдегиды. Что ж, если не хватило терпения на 7-8 часовой отбор головной фракции, то их остатки и дальше будут стекать в колонку при отборе «тела».
Все эти факторы складываются и дают ощутимый отрицательный результат. Для борьбы с последними каплями примесей с головы успешно применяются цари пастеризации.
Понятие царги пастеризации
Канал пастеризации представляет собой царь, заполненный соплом высотой 20-30 см с узлом отбора жидкости внизу. Устанавливается между колонной и обратным холодильником. При выборе «напоров» максимальная концентрация примесей напора и верхнего промежуточного звена формируется именно в КП.
«Головки» срезаются с помощью блока отбора конденсатора оплавления, и в итоге отбор не останавливается полностью, а продолжается, но со скоростью в 2-3 раза меньшей. В этом случае сбор «тела» осуществляется блоком отбора, расположенным внизу царя.
Выбирая высоту боковой стенки пастеризации, не забывайте, что в основной боковой стенке необходимо предусмотреть 35-40 разделительных проходов. Их длины не суммируются. Для получения спирта, как с пастеризацией, так и без нее, основная колонна должна иметь высоту от 1 до 1,5 метра. КП не участвует в разделении смеси в колонне на фракции, у него есть своя специализированная функция – отвод флегмы, вытекающей из конденсатора флегмы в зоне отвода флегмы от остатков головной фракции с летучими примеси.
Блок выбора корпуса делит колонку на две части, каждая со своей собственной степенью рефлюкса.
В царе пастеризации коэффициент рефлюкса очень высок, потому что в головном сборнике скорость составляет всего 15-20 мл / час. В то же время примерно 10 литров спирта в час подается в обратный холодильник на 2-дюймовой колонке. Это означает, что коэффициент обратного потока будет примерно 500-600! В основной колонне коэффициент обратного потока является типичным для регулировки из 4-х в начале выбора “кузова” и настраивается в процессе работы по обычной схеме.
Эта разница в коэффициенте орошения приводит к тому, что царга пастеризации как насос перекачивает верхние из основной колонны и блокирует верхние промежуточные примеси, не давая им опускаться до уровня сортировочной установки КП.
Особенности эксплуатации ЦП
Царь пастеризации очень прост, но для успешной работы требует соблюдения определенных условий. Во-первых, это нормально для стабильности выпрямления при подаче энергии для нагрева куба и охлаждения в обратном конденсаторе.
Второе условие – недопустимость переохлаждения мокроты. Понятно, что переохлажденная мокрота с легкостью сместит зону концентрации примесей под блок отбора «тела», и царь пастеризации станет не более чем модным украшением колонны.
Высота ЦП должна быть достаточной для размещения сопла, обеспечивающего десяток ступеней разделения (теоретические тарелки). Для СПН мы рекомендуем 20-30 см, необходимые для создания зоны концентрации примесей. Недостаточная высота боковой панели пастеризации приведет к перемещению примесей в области отбора проб «тела».
Выбирая алкоголь, совсем не обязательно стремиться к максимальной крепости. Зона максимальной концентрации примесей верхнего промежуточного звена находится всего на пару ступеней упрочнения ниже точки азеотропа. Следовательно, приближение силы отбора алкоголя к азеотропу вытесняет примеси в зоне концентрирования по всей колонне и увеличивает риск попадания всего букета опасных веществ в готовый напиток.
Целью пастеризационного царьги является получение более чистого, не крепкого продукта, так как спирт все равно придется разбавлять до тех пор, пока он не достигнет пригодной для питья крепости.
Для правильной работы ЦП процесс шлифования должен выполняться без перебоев. Технология Start-Stop здесь противопоказана. Если отбор пробы прекратится, тампон со спиртом в колонке начнет расти, и та его часть, которая находится в царе пастеризации и имеет азеотропную силу, также увеличится. Зона концентрации примесей будет перенесена из КП в главную царгу. Когда отбор проб возобновится, примеси начнут подниматься и попадут в спирт.
Слишком низкая скорость отбора – еще один враг использования пастеризации царьги. Если при обычном измельчении уменьшение скорости вывода увеличивает коэффициент флегмы и улучшает качество очистки продукта, то в колонке с КП это не так. Чрезмерно высокий рефлюкс способствует расширению зоны, занятой азеотропом, и смещает зону накопления промежуточных примесей ниже КП в основной царге – в зону отбора проб. Здесь неуместно работать со стоком.
При получении ароматных дистиллятов пастеризация может привести к неприятным последствиям. Простые эфиры, попавшие в ЦП вместе с другими летучими примесями, будут удалены через верхний блок отбора.
Картриджи для пастеризации давно и прочно вошли в состав правильных инструментов. При соблюдении простых принципов процессоры дают ощутимый результат в улучшении качества алкоголя, но нет возможности контролировать процесс в реальном времени.
Если с головными фракциями все просто, то их вывод из колонны обеспечивается просто наличием ЦП, то с верхними промежуточными фракциями сложнее. В зависимости от технологических режимов зона максимальной концентрации может перемещаться вверх и вниз по колонне или входить в зону отвода.
Поэтому рационально купить царь пастеризации от известного производителя, а затем использовать ЦП в соответствии с инструкциями, разработанными производителем во время тестирования перед массовым производством. В противном случае у вас может получиться игрушка, которая успешно имитирует динамичную активность, но не приносит ожидаемой пользы.
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
Сообщений 5
1 Тема от st 2021-02-12 15:52:45 (2021-02-12 16:25:05 отредактировано st)
Буквально на днях появилась тема про польский буфер, в которой прозвучало пожелание трудящихся о т.н. «Царге Пастеризации»
Я предлагаю разобраться, что такое царга пастеризации (ЦП) и почему это очередной бесполезный девайс.
Изначально ЦП – это часть промышленной брагоректификационной установки предназначенной для очистки спирта от концевых примесей. Я подчёркиваю, часть. В этой установке несколько колонн и для каждой отведена своя задача.
Источник: ввв.yaplakal.com
Смысл её заключается в одновременном отборе головной фракции и тела.
Почему же это не работает?
Дело в том, что пока в кубе содержатся легколетучие примеси (головы), они в любом случае будут проходить через колонну. Компонент будет максимально чистым, только преодолев всю высоту. Иными словами в колонне нет участка, на котором бы концентрировался чистый спирт. Поставив узел отбора на середине или выше, мы будем отбирать спирт с головной примесью. Концентрация её будет ниже, чем вверху, но она в любом случае будет содержаться в этом отборе и это будет продолжаться до тех пор, пока вся примесь не выйдет из куба.
Так же, выдёргивая часть флегмы из процесса, мы обедняем этот участок, что сказывается на разделении. Сюда же добавлю, что мы имеем дело с периодической ректификацией, а значит пусть хоть и медленно, но состав флегмы в колонне будет меняться по мере отбора той или иной фракции, при этом узел отбора как стоял в определённой точке, так и стоит.
Кто-то скажет, а я вот хочу попробовать. Без проблем и даже не придётся бежать в магазин. Если есть термометр на 2/3, его можно вытащить, поставить туда кран и отбирать на здоровье. Ну или где-то чуть выше его врезать, что бы оставить контроль температуры. Как итог – это пустая трата денег за небольшое увеличение высоты колонны и всё.
Ссылка на тему Польский буфер, положительные и отрицательные стороны применения
2 Ответ от d.styler 2021-02-12 17:04:39
Кто-то скажет, а я вот хочу попробовать.
Я не буду говорить. 
Мне не надо. 
3 Ответ от Иван 2021-02-12 17:15:38
Можно я еще своими словами?
Почему это не работает? Это работает! Если у нас все это стоит просто на кубе, то все это работает как самая обычная колонна у которой украли снизу часть спирта и мы рискуем каждую секунду схватить хвостовые в нижней точке, собственно в этот же момент в верхней точке получается какой-то кавардак с «полуразделенной» фракцией. Ну просто потому, что в середине колонны выпилили целый сегмент в градиенте тепломассобмена. Потому, я так подозреваю, авторы этой безусловно «бесценной царги» помучавшись с хвостами решили еще и прилепить снизу польский буфер, решив этим проблему «залета» хвостов до середины колонны..
Если снизу ставим польский буфер, то на выходе получаем опять тот же генератор головных примесей, только которому зачем-то нижний узел отбора прикрутили. это как собаке пятое колесо.
Основная ошибка этой «царги пастеризации» заключается в том, что авторы по всей вероятности опять применили идеальную формулу- этанол/вода, и не учли реальные физико-химические процессы, или преднамеренно «не заметили» этого. Тут ведь все просто. Кто работал на колонне, тот прекрасно знает, что даже 1 вольт измененный на тэне уже меняет режим работы колонны, также как и каждый новый сырец будет содержать разное количество примесей и каждый раз необходимо настраивать колонну под конкретный сырец.
Если есть термометр на 2/3, его можно вытащить, поставить туда кран и отбирать на здоровье.
То есть, у кого уже есть колонна, у того уже есть возможность испытать этот процесс прямо на себе. И для понимания сути процесса надо сделать это несколько раз на разном сырце, чтобы осознать, что одновременный отбор двух фракций на таких колоннах в принципе невозможен. Точнее, физически-то он возможен и на высокой колонне даже реален, но фракция из верхней и нижней точки отбора будет мало чем отличаться, разве что в нижнюю залетит побольше хвостов. Ведь мы не знаем сколько и каких примесей в сырце каждый раз и даже каждый час, потому, тепловая и массовая нагрузка на колонну будет меняться постоянно и определить точный участок фракции для установки точки отбора на таких сверхмалых колоннах невозможно, так как высота единицы переноса (HETP или ТТ по старинному) во всех наших установках не постоянная. Это легко увидеть на практике, просто добавляя или уменьшая мощность подаваемой в куб энергии, изменение охлаждения, изменением скорости отбора (особенно заметно будет в двух точках). По термометру кстати просто видно.
А почему на заводах это работает стабильно?
Прежде всего я хочу сказать, что на современных заводах это никак не работает, сейчас совсем другие технологии (если это не замшелый микрозаводик на осколках оборудования из СССР).. Ну и во-вторых, царга пастеризации устанавливалась на конечных этапах непрерывной ректификации, пятой или шестой колонной в связке (есть разные схемы включения), где тепловая энергия подавалась снизу паром, а спирт для дополнительной очистки подавался как раз с 2/3 колонны в жидком виде при отсутствие поступления кислорода. То есть, в настоящий момент времени к такой колонне было приложено конкретное точное количество энергии, конкретное точное количество этанола при минимальном количестве головных примесей, так как эта технология применялась для доочистки уже и так чистого спирта. Его нагревали практически до кипения, где температуры для испарения головных легких микропримесей было достаточно, а для закипания и испарения спирта- нет. Хотя, часть спирта все равно конечно испарялась с примесями.
Вот и вся технология. Кстати, вы можете легко ее повторить дома вообще без колонны, но я не хочу зарождения новых мифов и не скажу как это сделать, так как это пустая трата времени и лишний риск при наличии самой обычной РК 
Кстати, вот химический анализ на тот момент еще новичка, который в первый раз провел ректификацию на простой стабильной колонне без какого-либо обвеса, буквально на куске меди, он по качеству лучше чем спирт марки «Альфа»
Что в итоге мы имеем? Мы имеем царгу которую можно использовать в колонне, а кто может запретить? Она работает? Конечно работает! Нужна такая? А вот тут сами решайте. Если вы в пубертатном возрасте не дрочили, как все нормальные подростки, ну что. подрочите тогда сейчас 