Ректификационные колонны используются для получения чистого спирта крепостью 96–98%. Раньше они применялись только на спиртовых заводах. Сегодня появилась возможность приобрести такой аппарат для использования в домашних условиях. Правда, стоят они довольно дорого. Поэтому все больше наших соотечественников изготавливают подобные колонны самостоятельно. Сделать это не очень сложно, но нужно строго придерживаться основных технологических требований.
Принцип действия
Аппараты на основе ректификационной колонны в целом работают аналогично обычному дистиллятору, хотя есть и важные отличия. Для перегонки и дистилляции продукта также используются нагреватель и холодильник. В процессе нагревания браги в перегонном кубе выделяется спиртосодержащий пар, который в стандартных аппаратах направляется к змеевику. Здесь же включен важный промежуточный элемент, который представляет собой собственно ректификационную колонну в узком смысле.
Основным элементом конструкции колонны является высокая труба, разделенная по вертикали на две составные части. В трубе происходит возгонка пара с непрерывной промежуточной конденсацией составляющих его фракций. За счет этого обеспечивается высококачественная очистка продукта, недоступная в аппаратах более простой конструкции.
Длина трубы колонны должна превышать ее диаметр примерно в 40–50 раз. Благодаря таким размерам возможно эффективное разделение смеси на фракции с выделением спирта чистотой порядка 93–96%. При меньшей высоте трубы полноценное отделение тяжелых фракций будет невозможным.
Поднимаясь по трубе, пар постепенно охлаждается, после чего конденсируется и стекает вниз. Опускаясь, конденсат взаимодействует с поднимающимся вверх паром и снова нагревается. В результате тяжелые фракции опускаются вниз, а более легколетучие поднимаются выше. Таким образом происходит отделение спирта от тяжелых сивушных масел, которые не способны преодолеть весь путь наверх вследствие своей высокой массы.
Отбор очищенного спирта происходит за счет конденсирования его паров на определенной высоте. Для этого здесь устанавливается заборный патрубок, посредством которого и осуществляется отбор этанола. Чтобы отбирался максимально чистый спирт без примесей, необходимо выполнение двух условий. Вся смесь должна быть надежно разделена на разные весовые фракции, а температура в месте забора продукта должна составлять 74–78 °C.
Более легкие фракции (альдегиды, ацетон и пр.) концентрируются в верхней части емкости. Колонна соединяется с внешней атмосферой с помощью патрубка либо клапана, через который все эти легколетучие соединения удаляются из трубы за счет своего малого веса. Подобное разделение фракций обеспечивается благодаря достаточно большой высоте колонны и установленному в ней режиму динамического равновесия между находящимися в паровой и жидкой фазах соединениями.
Конструкция
Ректификационная колонная состоит из следующих основных узлов: перегонного куба, царги, дефлегматора, узла отбора, термометра, холодильника.
Перегонный куб
Использовать газ для нагрева браги не рекомендуется из-за опасности такого способа. Электрические либо индукционные плиты не позволят добиться равномерной подачи тепловой энергии. Поэтому оптимальный способ — задействовать ТЭНы. Они довольно надежны и могут быть достаточно легко установлены.
При выборе емкости куба следует ориентироваться на диаметр колонны. При диаметре 4 см подойдет бак объемом 30–50 л, а для колонны шириной 5 см объем лучше увеличить до 40–80 л. Соответственно, от емкости куба зависит мощность нагревательных элементов. Так, для 40 л нужно минимум 3 кВт, для 50 л — не меньше 4 кВт.
Царга
Царгой называется нижняя часть ректификационной колонны, в которой происходит газо-жидкостный обмен. Именно в царге отделяются все тяжелые фракции, включая сивушные масла.
Для царги используется труба из пищевой нержавеющей стали диаметром 3–5 см. Толщина стенок должна составлять порядка 1–1,5 мм. Можно взять трубу со стенками 2–3 мм, но большая толщина приведет только к утяжелению конструкции. Вместо нержавейки можно использовать медь, но тогда качество очистки может быть хуже.
По всему объему царги ее заполняют специальными элементами, которые обеспечивают высокую площадь газо-жидкостного обмена. Лучше всего использовать для этой цели металлические мочалки (губки). Необходимо убедиться, что они не коррозируют, для чего можно предварительно прокипятить мочалку в соляном растворе.
Дефлегматор
Дефлегматор представляет собой верхнюю часть колонны, в которой происходит выделение в окружающую атмосферу легколетучих фракций. Более тяжелые фракции здесь конденсируются и опускаются вниз.
Конструктивно дефлегматор может быть выполнен из такой же трубы, как и царга. При этом необходимо оборудовать вокруг него охлаждающий кожух, выполненный из полого корпуса. Внутри этого кожуха организуется циркуляция воды. Можно использовать для создания второго корпуса трубу, которая шире основной примерно на 10–20 мм.
Другие варианты — использование для охлаждения змеевика или холодильника Димрота. Главное, чтобы этот узел обеспечивал надежную конденсацию этанола. Вверх должны уходить только фракции, нагретые до 60 °C. Иначе мы будет терять готовый спирт.
Узел отбора
Расположение узла отбора должно соответствовать оптимальной точке для конденсации этанола. Отверстие высверливается в стенке дефлегматора на расстоянии 15–20 мм от места соединения с царгой.
Внутри дефлегматора необходимо приварить кольцо, которое будет способствовать отбору и стеканию продукта.
Термометр
Ректификационная колонна требует поддержания очень точного температурного режима. Поэтому термометр является ее обязательным элементом.
Холодильник
Холодильник используется в целом такой же, как в стандартных самогонных аппаратах.
Подключить его можно непосредственно к узлу отбора с помощью трубки от капельницы.
Как самостоятельно собрать ректификационную колонну
Краткая инструкция по сборке ректификационной колонны.
- Трубу из нержавейки размером 130–140 см разрезаем на две части. Нижняя будет царгой, верхняя — дефлегматором. Организуем разборное соединение между двумя трубами (например, резьбовое).
- На царгу с обеих сторон устанавливаем сетки с упорными шайбами для удерживания наполнителя.
- Нарезаем металлические губки кусками по 5–15 мм. Аккуратно засыпаем в трубу, избегая их сдавливания. Оптимальный вес наполнителя равен 250–270 г на 1 л объема царги.
- Фиксируем сетки и шайбы.
- Монтируем царгу на перегонный куб.
- Оборудуем вторую часть трубы полым кожухом для воды. Используем трубу короче основной части дефлегматора на 30 см и шире — примерно на 10–20 мм. Привариваем более широкую трубу снаружи. Сверлим отверстия для подачи воды, привариваем патрубки.
- Устанавливаем сверху крышку, сверлим отверстие под атмосферную трубку.
8. Сверлим отверстие под узел отбора (в 15–20 мм от места соединения с царгой). Привариваем кольцо для сбора продукта.
9. Изготавливаем холодильник (возможны разные варианты, аналогичные стандартным аппаратам). Подключаем у узлу отбора продукта
10. Подключить дефлегматор с холодильником к воде можно последовательно либо раздельно. Если последовательно, то вода должна идти от холодильника к дефлегматору, и затем на его верхний патрубок.
11. Обшиваем царгу и куб теплоизоляцией (как вариант — пенопропиленом).
12. Устанавливаем термометр внизу колонны.
Видео сбора ректификационной колонны
В заключение можете ознакомиться с видео, на которых подробно показан процесс самостоятельного изготовления ректификационной колонны своими руками.
Под край передней части подложили кирпичики. Так получилось устойчивее. Проверили по уровню, чтобы не было наклона. Второй поддон положили на нижний в нахлëст, оставив примерно две трети на площадку. Чтобы ступеньки были повыше, под крайнюю часть подложили доску. 
То же самое проделали с третьей ступенькой. Таким образом сверху получилась большая площадка. При желании можно было закрепить саморезами, но у нас и так конструкция плотная. Ещё мы закрыли большие щели между досками в поддонах узкими планками, чтобы ноги не проваливались.
Прикрутили горизонтальную планку таким образом, чтобы вокруг окна оставался зазор по 2 см для дальнейшего заполнения пеной. Под ней для устойчивости установили подпорки из бруса 100*100 мм. Они будут являться дополнительным крепежом для сендвич панелей. Достали стёкла из рамы, вставили её в наш проём, выровняли деревянными клиньями и внутри пластиковой рамы просверлили отверстия насквозь примерно через каждые 50 см и закрепили её дюбелями к деревянному основанию. Щель по периметру заполнили монтажной пеной и после высыхания удалили её избытки канцелярским ножом.
Осталось совсем ничего - зашить нашу террасу, сделать наличники и откосы!
Если поменять расположение вентилятора, то может получиться либо приточная система, либо вытяжная.
Комментарии (0)