Все больше людей приходят к пониманию того, что магазинный алкоголь не стоит тех денег, которые за него просят: качество низкое, а цены слишком высокие. По этой причине в нашей стране появляется все больше «самогонщиков». Начинают они с примитивных самогонных аппаратов, но довольно быстро приходят к мысли о создании полноценной ректификационной колонны своими руками. Но сделать ее не так просто, как кажется на первый взгляд.
Ректификационная колонна имеет сложное устройство . Для того, чтобы она хорошо работала в будущем нужно точно рассчитать ее параметры. Только в этом случае можно будет рассчитывать на создание действительно сбалансированной системы для домашнего использования.
Прежде, чем делать ректификационную колонну для самогонного аппарата своими руками нужно тщательно рассчитать параметры каждого ее элемента, а затем приобрести все необходимые компоненты, соответствующие расчетам.
Характеристики царги и насадки
По сути, это основной элемент ректификационной колонны
. От параметров трубы будут зависеть все остальные параметры колонны.
При создании спиртовой колонны своими руками лучше всего использовать трубу из хромникелевой стали. Это так называемая пищевая нержавейка. За счет того, что этот сплав совершенно нейтрален в химическом плане он не будет давать никаких примесей в конечный продукт. Это очень важно, ведь основная задача ректификации – получение чистого продукта без примесей, а вовсе не изменение его вкусовых и ароматических свойств.
Некоторые специалисты советуют использовать для перегонки медную царгу. Этого ни в коем случае делать нельзя. Дело в том, что медь может менять химический состав алкоголя . Максимум, где можно использовать медь – дистиллятор или бражная колонна.
Царга должна иметь толщину стенок не менее 1 и не более 1,5 мм. Более толстые стенки трубы не дают никаких преимуществ при перегонке, но при этом сильно утяжеляют всю конструкцию. Это недопустимо для домашней перегонной системы.
Царгу нужно рассчитывать вместе с насадкой. В домашних условиях принято использовать насадки, у которых общая площадь контактной поверхности не превышает 4 м 2 /литр. Конечно, можно использовать насадки с большей контактной площадью, но это лишь позволит поднять разделительную способность колонны, однако, снизит общую производительность.
По своим размерам спирально-призматическая насадка должна быть меньше диаметра колонны в 12 раз.
Опытные самогонщики рекомендуют держать наготове насадки с разными характеристиками, чтобы использовать их в зависимости от ситуации. Так, для получения крепленого самогона лучше всего поставить в колонну медные кольца высотой до 10 мм. В этом случае медь будет эффективно забирать из спирта сернистые соединения.
При подборе царги следует помнить о том, что даже минимальное изменение диаметра колонны серьезно повлияет на параметры производительности.
Что касается высоты трубы , то она должна укладываться в параметры от 1 до 1,5 м. Высота будет меньше, то сивушные масла будут проникать в отбор. В то же время, при увеличении высоты трубы увеличивается время перегона, но никак не разделяющая способность системы. То есть, увеличивать высоту ректификатора не имеет смысла.
Для повышения отбора качественного спирта и недопущения переполнения царги сивухой, спирт-сырец следует заливать в куб не более 20 объемов насадки. В среднем куб заполняют на 2/3 объема. Это значит, что при диаметре царги в 50 мм нужно использовать куб объемом от 40 до 80 литров. Если диаметр трубы 40 мм, то достаточно куба объемом от 30 до 50 литров.
Расчет теплового источника
Многие люди думают
, что если самогонный аппарат можно грет на газовой или обычной электрической плите, то ее можно использовать и для нагрева ректификационной колонны. Это далеко не так. Дело в том, что ректификация сильно отличается от обычного процесса дистилляции. Если процесс получения дистиллята допускает скачки тепла, то при ректификации мощность нагрева должна правильно регулироваться. Поэтому не подойдут ни газовая, ни электрическая, ни индукционная плита.
Идеальный вариант: установка внутрь перегонного устройства тэна необходимой мощности с регулятором выходного напряжения для точной настройки.
Что касается мощности тэны, то для нагрева 50 литрового куба нужно 4 кВт энергии, для 40 литров 3 кВт, для 30 л 2 кВт.
Тэн нужно грамотно установить в кубе , чтобы его нагрев не вызывал кипение браги и спирта-сырца. Чем выше стоит тэна, тем меньшая мощность ему требуется чтобы вызывать кипение содержимого куба. При увеличении глубины погружения растет мощность, необходимая для закипания.
Расчет дефлегматора
Мощность дефлегматора во многом определяется типом ректификационной колонны. Если планируется построить колонну с жидкостным отбором, то мощность дефлегматора должна соответствовать номинальной мощности всей колонны. Чаще всего в такой конструкции применяется холодильник Димрота, у которого утилизационная мощность равно 5 Ватт на 1 см 2 площади.
При создании ректификационной колонные с забором , установленным выше дефлегматора, то мощность последнего не должна превышать 2/3 мощности колонны. В этом случае, можно отказаться от Димрота и применить «рубашечник», у которого утилизационная мощность не превышает 2 Ватт на см 2 .
Расчет прямоточного холодильника
В том случае, если прямоточник будет использовать в качестве дополнительного охлаждения, то следует выбирать самый простой и небольшой по размерам вариант. Его мощность не должна превышать 30% от мощности ректификационной колонны .
Прямоточный холодильник выглядит как прямая трубка между рубашкой царги и внутренней трубой. Длина трубки обычно не превышает 30 см.
Если один и тот же прямоточный холодильник будет использоваться не только для дистилляции, но и для ректификации, то в расчет следует брать не номинальную мощность колонны, а максимальный нагрев при дистилляции.
Минимальный диаметр трубки определяется минимальной скоростью и максимальным значением кинематической вязкости паров.
- При мощности в 1,5 кВт минимальный диаметр равен 8, а максимальный 9 мм.
- При мощности в 2 кВт минимальный диаметр трубы 9, а максимальный 12 мм.
- При мощности в 3 кВт минимальный диаметр 10,5, а максимальный 18 мм.
Итак, мы имеем на руках все необходимые расчеты с чертежом, и потому можем приступать сборке ректификационной колонны.
Нужно приготовить следующие элементы ректификационного аппарата:
- Корпус.
- Дефлегматор.
- Насадку. Она может быть тарельчатой или спиральной.
- Тепловую изоляцию.
- Термометры.
Бак для спирта-сырца можно использовать от самогонного аппарата. Также можно не делать новый змеевик. Его можно взять от того же дистиллятора. Правильно рассчитанную и собранную колонну можно будет устанавливать на любой самогонный аппарат. Главное, чтобы объем бака был больше 20 литров. Если объем будет меньшим, то ректификационная колонна работать не будет.
Как сделать царгу своими руками?
Лучше всего ее делать из нержавеющей трубы. Идеальный вариант – пищевая сталь
.
Специалисты советуют делать ее с несколькими сочленениями. В самой нижней части царги приваривается фланец, посредством которого она будет крепиться к крышке перегонного бака. Фланцевое соединение должно быть герметичным, поэтому нужно использовать прокладку. Желательно силиконовую. Пластиковые прокладки изменяют форму под воздействием температуры.
Фланец нужно приварить так, чтобы колонна стояла строго вертикально. Отклонение всего на половину градуса изменить качество продукта на выходе.
Отдельные части колонны лучше соединить клампами. Так, проще будет собирать и разбирать колонну.
Две нижние части царги – это просто трубы. В них будут установлены насадки для увеличения площади соприкосновения жидкости с паром. А вот верхняя часть довольно сложно устроена. В ней должны иметься следующие конструктивные элементы:
- Проточный холодильник.
- Отводной патрубок.
- Разъем для установки термометра.
- Воздушный клапан.
На проточный холодильник приходится половина верхней части колонны самый простой вариант – обмотать трубу медным змеевиком, но он не отличается хорошей эффективностью. Идеальный вариант – помещение внутрь трубы охладителя Димрота. В этом случае, дефлегматор будет превращать конденсат в пар до того момента, как он достигнет воздушного клапана в самой верхней точке ректификационной колонны.
Отводной патрубок следует установить ниже холодильника на пару сантиметров.
Насадка
Это одна из важнейших частей колонны. Она бывает 3-х типов: тарельчатая ситчатая и спиральная. Первый вариант намного эффективнее. Многие начинающие самогонщики изготавливают тарельчатую насадку из деталей, свободно продающихся в сети Интернет.
Ситчатую насадку сделать намного проще. Все что нужно: дрель, диски, и сверла небольшого диаметра, перегородки из нержавейки. Сверлим в перегородках отверстия разного диаметра и устанавливаем внутрь трубы.
Спиральную насадку самостоятельно не сделать, но зато ее можно легко купить в специализированном магазине.
Некоторые тематические форумы и сайты советуют использовать для создания спиральной насадки сеточки для мытья посуды, но делать этого не стоит. дело в том, что никто доподлинно не знает, из каких сплавов они изготавливаются. Это значит никто не может предсказать, что какие соединения получатся при контакте материала сетки с раскаленными парами спирта.
Теплоизоляция
При сборке колонны нужно не забыть защитить ее от тепловых потерь как минимум до нижней границы дефлегматора. В качестве утеплителя можно использовать такие материалы, как: пенополиуретан, пеноизол, фольгированные утеплители и др.
Собственно, остается только собрать все части вместе и произвести пробный запуск самодельной ректификационной колонны.
Заключение
Теперь читатель знает, как сделать колонну для домашней ректификации. Остается применить эти знания на практике и насладиться чистейшим продуктом.
Даже самая простая ректификационная колонна , несмотря на низкую скорость перегонки, позволит получить достаточно количество спирта как для употребления в чистом виде, так и для изготовления на его основе более благородных напитков.
Также не стоит забывать о том, что использование ректификационной колонны в качестве самогонного аппарата для получения самогона позволит получить на 30% больше продукта, чем из обычного дистиллятора. К тому же качество самогона будет значительно лучше.
Всем привет!
Пару недель назад мне в руки попало очень интересное оборудование для самогонщиков – бражная колонна . Ее еще называют пленочной колонной или дистиллятором с укреплением. Приобрел ее один мой знакомый винокур и любезно предложил протестировать сей агрегат.
Какой итог спросите вы? Мой коллега гонит превосходный 88-и градусный самогон, а я теперь знаю, что отвечать читателям, когда меня спрашивают “Как сделать крепкий самогон”. Заинтересовал?
И так, в сегодняшней статье я расскажу, что такое бражная колонна, принцип ее работы и как на ней правильно гнать самогон.
Что такое бражная (пленочная) колонна
Сейчас я кратко расскажу, для чего нужна бражная колонна, а в следующей главе разберу более подробно принцип ее работы.
Итак, пленочная колонна это оборудование, позволяющее получать очень крепкий и чистый самогон. Вплоть до 90 градусов! И при этом оборудование довольно простое по конструкции и использованию, а цена его относительно небольшая. Устанавливается оно прямо на перегонный куб.
С виду бражная колонна напоминает обычный прямоточный дистиллятор . По сути, так оно и есть, разница лишь в том, что на восходящей от куба трубе установлен еще один холодильник. Так называемый дефлегматор или парциальный конденсатор.
Вот в нем-то и кроется вся суть. Но об этом уже в следующей главе.
Принцип работы пленочной колонны
Чтобы было нагляднее, я нарисовал простенькую схему работы.
Итак, как я уже говорил, ставится колонна прямо на перегонный куб. Нагретые пары самогона из куба попадают в парциальный (по-русски — частичный) конденсатор. Там часть паров конденсируется и оседает на стенках охладителя, а другая часть идет дальше.
Поэтому первый охладитель и называют частичным, т.к. он конденсирует не весь пар.
Та жидкость, которая осела на стенках охладителя, называется флегмой . Отсюда и другое название парциального охладителя – дефлегматор .
Как вы помните, самогон состоит из различных примесей, которые условно разделены на три основные группы – “головы”, “тело” и ”хвосты”. Головы испаряются при более низкой температуре, чем остальные группы. Тело при более высокой, чем головы, а хвосты являются самой высококипящей фракцией. Пьем мы, как известно только тело, а все остальное отсекаем. Такая перегонка называется дробной
.
Так вот, охлаждая пары самогона в дефлегматоре, мы их разделяем и пропускаем дальше более низкокипящие компоненты, а все остальное конденсируется на стенках охладителя и пленкой стекает обратно в куб.
Отсюда и второе название колонны – пленочная .
При этом спиртосодержащий пар, восходящий в царге парциального конденсатора постоянно взаимодействует с стекающей ему на встречу флегмой. Происходит процесс тепломассообмена — пар выхватывает из флегмы низкокипящие составляющие и отдает ей высококипящие (сивушные масла и воду). Отсюда и такое бешеное укрепление – до 90 градусов конечного продукта!
Регулируя подачей воды температуру в дефлегматоре мы можем довольно качественно разделить самогон на фракции и отсечь ненужные его части. Для начала мы устанавливаем такую температуру, чтобы пропустить во второй охладитель только «головы», а спирт и все остальное возвращаем в куб. А затем повышаем температуру и выгоняем спирт, оставляя во флегме «хвосты».
Но чтобы четко отсечь головы с хвостами и получить чистый и крепкий самогон с колонной необходимо правильно работать. К счастью научиться этому довольно просто.
Как правильно работать на бражной колонне
- Первая перегонка.
Ну тут все просто. Наша колонна будет работать только как дистиллятор, дефлегматор не используется. Подаем воду только во второй холодильник и как можно быстрее перегоняем брагу на спирт-сырец. Для тех, кто не знает для чего это делается — читать статью двойная фракционная дистилляция .
- Вторая перегонка.
Отбор голов
Начинаем греть куб. Когда температура в кубе приближается к 75 градусам подаем воду в оба охладителя. Причем в дефлегматор необходимо подавать столько воды, чтобы пар в нем полностью конденсировался и не попадал во второй охладитель. Т.е. в приемную емкость течь ничего не должно.
Такой режим работы называется «работой на себя». Длиться он должен 25-30 минут. За это время в царге сконцентрируются головные фракции.
Теперь очень аккуратно начинаем снижать подачу воды в укрепляющий дистиллятор до тех пор пока из второго охладителя не начет капать самогон со скоростью 2-3 капли в секунду. Стоит заметить, что время отклика колонны на изменение подачи воды довольно велико.
Поэтому необходимо делать паузы между изменениями входящих параметров — чуть убавили воды и ждете 30 секунд. Затем смотрите на результат и если надо, убавляете еще. Или прибавили.
И так, на скорости 2-3 капли в секунду отбираем головы. Отбираются они на как правило на запах, но если ваш опыт самогоноварения пока еще не позволяет этого сделать, то пользуйтесь стандартной пропорцией — 50 мл на каждый килограмм сахара в браге.
Когда головы закончились — меняем емкость и начинаем отбор тела.
Отбор тела
Медленно уменьшаем подачу воды в дефлегматор. Самогон начинает выходить быстрее. Чем меньше подаете воды, тем быстрее начинает идти процесс. Но при этом крепость и чистота дистиллята падает.
Тут выбирайте сами — либо побыстрее в ущерб степени очистки и градусности, либо покрепче и чище, но подольше.
Компромиссным решением, на мой взгляд, является скорость, при которой самогон идет тонкой струйкой.
Теперь настала пора обратить внимание на термометр, установленный над пленочной колонной. В этот момент на нем должна зафиксироваться какая-то определенная температура. Какая именно у вас будет я сказать не могу, т.к. она зависит от крепости вашего спирта-сырца, залитого в аппарат.
Но вот что вам надо запомнить. Если вы выбрали правильный режим отбора, то температура должна держаться на этом уровне. Если же она растет, пусть даже очень медленно (на 1-1,5 градуса), но постоянно, значит мы подводим слишком много тепла и самогон идет ненадлежащего качества. Поэтому либо увеличиваем подачу воды, либо уменьшаем нагрев.
Теперь, когда мы отрегулировали колонну и из второго прямоточника течет струйкой крепкий самогон, а температура выходящего из колонны спиртосодержащего пара постоянна (колеблется в пределах 0,1-0,2 градусов), мы отбираем тело.
Но через какое-то время температура все же начинает увеличиваться — все потому, что спирта в кубе становится меньше. Тогда необходимо вновь немного увеличить количество подаваемой воды в дефлегматор. Температура вернется к прежнему значению, но количество выходящего самогона уменьшится.
Вот в таком режиме и отбираем тело до хвостов. Опытным самогонщикам их появление подскажет собственный нос. Начинающим же рекомендую переходить к отбору хвостов, когда температура в кубе (именно в кубе, а не над колонной!) поднимется до 93ºС.
Отбор хвостов
Если вы занимаетесь отбором хвостов, то просто отключаете подачу воды в дефлегматор и отжимаете остатки как при обычной дистилляции. На всякий случай напомню, что хвосты мы собираем в отдельную емкость.
Обновление: В феврале я приобрел собственную пленочную колонну ХД/4-2500 ПК производства «Самогон и водка». Она немного доработана по сравнению с заводской конструкцией — утеплен дефлегматор и поставлены игольчатые клапаны для регулировки подачи воды.
Общее впечатление и выводы
Работать на пленочной колонне мне понравилось. И получаемый продукт тоже пришелся по вкусу.
Перечислю пожалуй плюсы, которые я отметил
- Головы идут концентрированные, с резким запахом. Грань, когда они заканчиваются и начинается тело хорошо ощутима. То же самое и с хвостами. Следовательно можно четко разделить самогон на фракции и получить очень качественный продукт.
- Крепость дистиллята достигает 80-90%. Спирт конечно вы не получите, для этого необходимо оборудование посерьезнее, но и цель такую мы не ставили.
- Плодово-ягодные браги не теряют своего вкуса и аромата.
- Сахарный самогон получается более мягким и приятным на вкус
- Простота конструкции, сравнительно небольшая цена и легкость в использовании.
В общем для себя я выводы сделал — для сахарного самогона бражная колонна обязательна. И очень желательна для плодово-ягодного.
Такое оборудование позволяет изготовить продукт очень достойного качества. Лично я уже решил, что закажу себе такую колонну . Правда после Новогодних праздников, когда семейный бюджет восстановится.
Обновление: В феврале я все-таки купил колонну. Ее фото в предыдущем разделе.
Всем пока.
Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.
Схема работы колонны Характеристики трубы (царги) и насадки
Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.
Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).
Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.
Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.
Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.
Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.
В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.
Варианты спирально-призматических насадок Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.
Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.
Зависимость мощности от диаметра трубы
Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.
Объем куба для ректификационной колонны
Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.
С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.
При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.
Источник и мощность нагрева колонны
Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.
Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.
Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».
Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.
Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.
Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.
Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.
При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.
Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.
Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.
Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.
Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.
Формула для расчета скорости пара:
V = N * 750 / S (м/сек),
- N – мощность, кВт;
- 750 – парообразование (куб. см/сек кВт);
- S – площадь поперечного сечения колонны (кв. мм).
Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.
Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.
Расчет параметров дефлегматора ректификационной колонны
Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.
Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.
Пример холодильника Димрота для колонны Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.
Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.
«Рубашечник» Расчет прямоточного холодильника
Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.
Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.
Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.
Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.
Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.
Возможная конструкция прямоточного холодильника Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».
Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.
Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.
На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.
Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.
Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).
Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:
S = P * 100 (кв. см).
Длина внешней окружности паровой трубы:
Lокр = 3.14 * D.
Высота рубашки охлаждения:
H = S / Lокр.
Общая формула расчета:
H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).
Пример расчета прямоточника
Мощность нагрева – 2 кВт.
Возможно применение труб 12х1 и 14х1.
Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.
Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.
Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.
Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.
Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.
Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.
Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.
Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.
Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.
Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.
Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.
При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.
Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.
Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.
Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.
P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .
В среде мастеров по изготовлению издавна не стихают споры о том, насколько нужны бражные колонны и оправдывают ли они затраты на их приобретение или самостоятельное изготовление. Попробуем разобраться в этом вопросе.
В отличие от ректификационной, непрерывная бражная колонна работает с большой скоростью, обеспечивая на выходе самогон очень высокой крепости (практически спирт). Она, как и ректификационная, избавляет конечный продукт от сивушных паров .
Некоторые недостатки
Что для одних недостаток, для других – преимущество. Однако, прежде чем приобретать или делать такое устройство (лучше всего из меди своими руками), следует кое-что знать.
Для привычной практики самогоноварения (время от времени, небольшими партиями) она не подходит, поскольку продукта, предназначенного для переработки (бражки), бражной колонне требуется, как минимум, 70 литров, а еще лучше – 100-120.
Необходимы затраты – либо денежные, либо трудовые для того, чтобы иметь такое приспособление. Необходимость точной и правильной регулировки температуры, прохождения воды и т.п. лучше всего поручить электронике, что в иных случаях вызывает трудности.
Если позволяют средства, лучше всего приобрести готовую колонну , обеспечивающую непрерывное действие, оснащенную электронным управлением. Это избавит от дополнительных регулировок и начальных ошибок.
Как это работает?
Рассмотрим принцип работы бражной колонны, чтобы вы могли окончательно понять: хотите ли для себя такое оборудование?
- Брага в теплоприемник (верхнюю часть колонной трубы) подается с помощью насоса .
- Находясь в колонне, начинает взаимодействовать с нагретым практически до 100°С водяным паром в противотоковом режиме.
- Происходит теплообмен : спирт испаряется, другие составляющие , имеющие высокую температуру кипения, стекают вниз и удаляются.
- На перемычках из сетчатого материала, расположенных горизонтально, возникает очаговый барботаж . Из-за этого возрастает процентное содержание спирта в парах. Именно это обуславливает высокую получаемого самогона.
- Извлекаются из браги в колонне с жидкостным отбором ненужные компоненты (сивуха), при температуре ниже 76°С. Температуру необходимо регулировать при помощи скорости, с которой подается брага, а также – ее температурой.
Полученный в бражной колонне самогон уже не нуждается в отборе ни голов, ни хвостов – конечный продукт крепкий и чистый от ненужных примесей.
Конструкционные особенности
По устройству бражная колонна непрерывного действия одновременно напоминает дистиллятор и ректификатор . Состоит из:
- дефлегматора
— части, которая заботится об избавлении самогона от сивушных паров;
дистиллятора – собственно, перегонного устройства; - холодильника – общего или раздельного для дефлегматора, и для дистиллятора (читайте: );
- насоса , подающего в колонну брагу;
- термометров , а еще лучше – датчиков температуры.
Как сделать своими руками?
Чтобы непрерывная бражная колонна своими руками была не просто действующей, но ее работа была безотказной, нужно учесть много нюансо в, включая частоту использования и объемы производства.
Чертеж популярной бражной колонны Малютка вы можете видеть ниже. Ее не так сложно воплотить в жизнь. Само название уже говорит о компактных размерах. Однако стоит знать, что «компактная», не значит низкая.
Высота колонны не должна быть ниже 1,5 метра , лучше – около 2 метров. При более низкой конструкции она не обеспечит качественного отбора паров спирта, и значительное его количество уйдет в отходы.
Особенностью Малютки является то, что конденсатор с дефлегматором располагаются в одном холодильнике, то есть — емкость с проточной водой для них едина. Это, конечно, экономит затраты и частично – материалы.
Однако эта конструкция имеет недостаток – довольно тяжело регулировать процесс дефлегмации и вы можете остаться недовольны качеством и крепостью самогона. Вы, конечно, сможете получить спирт среднего качества, но ведь хочется прослыть настоящим мастером качественного продукта.
В этом поможет бражная колонна Мариса, или как ее еще называют – Модернизированная. Холодильники в ней для дефлегматора и дистиллятора разделены и она дает возможность при правильной регулировке получать спирт-ректификат, избавленный от ненужных примесей, крепостью до 97%.
Необходимые материалы
Ознакомившись со схемами для самостоятельного изготовления, прежде чем приступать к работе, необходимо закупить устройства и материалы. Понадобится:
- емкость для браги вместимостью от 100 до 200 литров;
- одна — две емкости для обустройства холодильников, в зависимости от выбранной конструкции или материалы, позволяющие изготовить его самостоятельно;
- труба диаметром не менее 50, и не более 100 мм из нержавейки или меди высотой от 1,5 до 2 метров;
- насос, подающий брагу;
- для управления бражной колонной нужен регулятор напряжения типа ЛАТР;
- термометры (2 шт.);
- ТЭН (если предусмотрен);
- штуцера, согласно чертежу;
- перегородки-фильтры сеточные;
- шланги из силикона.
Естественно, чтобы изготовление было возможным, нужно также иметь инструменты и приспособления для монтажа.
Теперь вы узнали, что такое бражная колонна и как с ее помощью получать самогон с отличными (будем честными – немыслимыми при других способах) показателями крепости и чистоты. Легкого изготовления и приятного пользования!
Винокурением ныне занимается большое количество людей. Но, независимо от опытности, каждый винокур на начальном этапе своей деятельности задавался вопросом о том, какой аппарат для перегонки самогона выбрать. Сегодня в продаже можно найти большое разнообразие моделей самогонных аппаратов, начиная бюджетными вариантами простой конфигурации, заканчивая современными многофункциональными устройствами. «Бражная колонна или хороший самогонный аппарат - что лучше?» - пожалуй, такой вопрос возникал у каждого винокура. Чтобы определить, какое устройство можно считать лучшим, следует разобраться в особенностях разных типов самогонных аппаратов.
Бражная колонна: что это?
Бражная колонна представляет собой оборудование, разделяющее самогон на фракции в процессе его перегонки. Эксплуатация бражной колонны позволяет получить качественный самогон, но только при условии выполнения нескольких перегонок.
Строение бражной колонны
Даже самая простая бражная колонна имеет сложный механизм работы, позволяющей обеспечить несколько этапов перегонки самогона. Бражная колонна всегда состоит из бражника. Как можно догадаться, в такую емкость вливается брага - основное сырье для изготовления самогона. Брагу готовят из воды, сахара и дрожжей, причем настаивают такое сырье на протяжении четырех-пяти дней.
Бражник оснащен тремя резьбовыми отверстиями, предназначенными для установки других элементов бражной колонны. В одно из отверстий устанавливается термометр, позволяющий отслеживать температуру нагрева сырья. Во втором отверстии находится начало отводящей трубки, а в третьем - предохранительный клапан. Бражник можно нагревать у любого источника тепла - конфорки электрической или газовой плиты. Есть модели бражных колонн, в которых емкость для браги можно греть на открытом огне, но в таком случае значительно усложняется процесс регулировки интенсивности нагрева.
Верхняя часть колонны оснащается змеевиком, который имеет форму спирали, что позволяет сделать конструкцию аппарата не такой громоздкой. Змеевик проходит через емкость, предназначенную для охлаждающей жидкости. В процессе охлаждения паров образуется конденсат, который оседает на стенке трубы и стекает по ней вниз. Змеевики всех бражных колонн изготавливаются из нержавейки, проявляющей устойчивость к воздействию паров ядовитых составляющих дистиллята. К бражной колонне также можно приставлять емкость для сбора спирта-сырца.
Бражная колонна разделяет самогон на фракции, что является очень важным этапом во время его приготовления. Фракции - это составляющие части самогона, которые имеют разные температуры кипения. Условно все их можно разделить на:
- «головы»: метанол, альдегиды и другие токсические примеси, которые можно применять лишь в технических целях (составляет максимум 10% от общего объема спирта-сырца);
- «тело»: это этиловый спирт, ради получения которого и организовывается перегонка браги (составляет 80%);
- «хвосты»: состоят из сивушных масел, которые придают напитку мутность и резкий запах.
Применение бражной колонны, осуществляющей ректификацию, позволяет не только получить спирт-сырец, но и выполнить отделение «голов» и «хвостов». В частности, это касается аппаратов, оснащенных двумя этими функциями, которые настраиваются на режим дистилляции и ректификации.
Бражная колонна также может оснащаться провальными тарелками, благодаря которым снижается вероятность загрязнения дистиллята пеной, образующейся во время кипения. Кроме этого, простая конструкция бражной колонны позволяет качественно и быстро прогнать брагу и получить хороший спирт-сырец.
У бражных колонн есть немало других преимуществ:
- Они позволяют получить качественный самогон без каких-либо усилий.
- Отсутствие необходимости в проведении нескольких перегонок самогона.
Однако у бражной колонны есть и некоторые недостатки. К примеру, если приспособление работает в двух режимах, из-за этого его цена будет достаточно высокой. Кроме этого, бражная колонна имеет достаточно крупные габариты, что не позволяет эксплуатировать ее на кухне с небольшой площадью.
Самогонный аппарат - что это?
Самогонный аппарат - это конструкция, которая позволяет осуществлять перегонку самогона из сахарной браги. Хороший самогонный аппарат обладает такими характеристиками:
- Объем: хороший аппарат имеет перегонный куб того объема, который требуется винокуру. Если он намерен изготавливать небольшие объемы самогона, то в таком случае подойдет аппарат, оснащенный кубом объемом от 12 до 14 литров. Куб вместительностью 20-25 литров подойдет, если винокур собирается изготавливать большие объемы самогона (свыше 30 литров).
- Материал: лучше приобретать аппарат, изготовленный из качественной нержавеющей стали, ведь этот материал обладает отменной износостойкостью. Толщина стенок устройства при этом не должна быть меньше, чем 2 миллиметра, в противном случае брага будет постоянно пригорать.
- Наличие элемента для очистки самогона: у хорошего самогонного аппарата есть сухопарник - емкость, где оседает конденсат паров сивушных масел, которые портят характеристики самогона. Если сухопарник имеет разборную конструкцию, то в таком случае у винокура есть возможность экспериментирования с качеством алкоголя. В сухопарник можно добавлять лепестки цветов и другие добавки, придающие алкоголю приятный аромат. Следует учесть, что самые простые в плане конструкции самогонные аппараты не имеют сухопарников, из-за чего винокуру приходится изготавливать этот элемент конструкции из подручных материалов. Однако в таком случае есть риск, что сухопарник будет изготовлен некачественно, что помешает полноценной очистке самогона от примесей.
Применение классического самогонного аппарата позволяет получить спирт-сырец крепостью, достигающей 70 градусов. Естественно, такой продукт нуждается в снижении крепости и очистке от ненужных примесей. Поэтому владелец самогонного аппарата зачастую задумывается о покупке ректификационной колонны, устанавливаемой на самогонный аппарат.
Такая портативная колонна представляет собой вертикальную емкость высотой 50 сантиметров. Все колонны укомплектованы внутренними элементами для обеспечения обмена теплом и жидкостями. В ректификационную колонну нагреваемая смесь попадает из перегонного аппарата куба. Важно помнить о том, что установка ректификационной колонны сделает самогонный аппарат более громоздким.
При покупке самогонного аппарата следует обратить внимание на его укомплектованность. В комплектацию в идеале должны входить такие элементы, как спиртометр, термометр, пищевые шланги и герметичные прокладки. Наличие сухопарника также приветствуется.
Если сравнивать самогонный аппарат и бражную колонну, то первое устройство будет иметь более доступную цену. Опытные винокуры отмечают, что самогонный аппарат имеет более высокую производительность по сравнению с бражной колонной. Однако классическая модель аппарата, в отличие от бражной колонны, не позволяет осуществить быструю и качественную ректификацию самогона. Зачастую обладатели самогонных аппаратов задумываются о покупке отдельной ректификационной колонны, что связано с дополнительными расходами.
И самогонный аппарат, и бражная колонна имеют свои преимущества и недостатки, но тем не менее оба вида устройств имеют немало поклонников среди винокуров.