Как сделать ректификационную колонну – расчет параметров системы
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.
Источник
Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао
После нескольких месяцев чтения форума и сборки собственного аппарата, мне, думаю как и многим форумчанам, захотелось владеть аккуратно и красиво сделанным аппаратом, а не жопорукой самоделкой ))) Слава богу на форуме есть много много предложений продаж красивых и хорошо работающих дистилляторов, БК и РК, но хотелось получить практически полный комплект из одних рук, а денег столько за один раз выложить не получалось. Пробовал копить, но никак не получалось, семья, дети. Потом прикупил пару недорогих аппаратов из меди и нержи, но на одном резьбовое соединение царг не нравилось (не молочка, всю трубу нужно крутить), постоянно закручивать-раскручивать и фум ленту подматывать, на другом кламп-коннекторы понравились, но слабенький и не функциональный. Душе хотелось красоты, функциональности и приятного времяпровождения, получения удовольствия, от сборки и разборки аппарата в разных конфигурациях и возможностях.
И вот оно случилось! Когда искал в китайских онлайн-магазинах кодзи, то нарвался на кламп коннектор, мгновенно в голове созрела идея и, началось. 😀
Самым сложным для меня, никогда не занимавшегося сантехникой, был подбор железа по диаметру. Из-за этой проблемы и китайской путаницы я немного неправильно понял типоразмеры и заказал некоторые детали не тех типоразмеров, а именно, я первоначально подумал, что Ф32 и DN32 это одно и то-же, но потом разобрался с китайской таблицей типоразмеров, дождался заказа, чтобы окончательно убедиться и заказал детальки повторно.
Немного разъясню для старта. Размеры типа DN25(ф32мм) или DN32(ф38мм) — это просто китайская маркировка, если по DN еще можно как-то подбирать детали друг под друга, то, например, ф32мм — это реально не внутренний или внешний диаметр, это просто свой типоразмер для обозначения и он просто соответствует DN25. Для сопоставления я вложил картинку соотношений размеров для подбора, например, у деталей будет совместимость между DN25 и ф32мм, DN32 и ф38мм и т.д. Все детали нержавейка 304, только замки клампов 201 (эта сталь дешевле и с продуктом не соприкасается).
Таблица диаметров и типоразмеров 
Dn2mm. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Список деталей пронумерованных как на фото. 
G1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
1. Кран/затвор дроссельный DN25(ф32мм) — 1шт.
2. Трубка наружний ф6мм, стенка 0.5мм — 6м. по три метра на каждый димрот
3. Труба длиной 300мм DN32(ф38мм) — 3шт. для 3-х царг (для 4-х царг нужно покупать четыре)
4. Диоптр DN25(ф32мм) — 1шт. Взял диаметром поуже основной колонны, думаю флегма будет по краям стекать и попадать в насадку между центром и краями трубы.
5. Фитинги (1 1/4″) — 6шт. из расчета по 2шт на каждую царгу, т.е. для 3-х царг. У продавца размеры в таком формате, это соответствует размерам DN32(ф38мм). В таком формате отображения размера (1 1/4″) скрыта еще одна путаница, этот размер показывает не Ф, а DN. Если эти дюймы перевести в миллиметры, то получится 31.75мм — это округленно 32мм и значит размер соответствует DN32. В общем лучше 7 раз отмерить, чем повторно покупать как я )))
6. Гайки DN32(ф38мм) — 6шт. по 2шт для крепления к крышке куба и к двум дефлегматорам (один из них работает как конденсатор отбираемого пара)
7. Удлинитель с заужением, диаметр подбирается под свой холодильник, но не менее 1/3 диаметра колонны. Это чтобы от куба подальше отвести.
8. Угол 90 градусов, диаметр тоже на любителя, как в п.7. Загиб пара вниз, чтобы подцепить к нему конденсатор.
9. Замки для кламповых соединений ф50.5мм лепешки (одинаковые для DN20, DN25 и DN32) — 10шт. и для каждой дополнительной царги нужно еще одну докупать.
10. Силиконовые прокладки DN32(ф38мм) — 20шт. Используются в кламповых соединениях и для креплений к кубу и дефлегматорам. Дешевые и лучше взять с запасом.
11. Тройник DN32(ф38мм) — 1шт. В общем понятно для чего.
12. Торцевые кламповые соединения с резьбой DN32(ф38мм) — 9шт. По 2шт для каждой царги и по одной для соединений с кубом и дефлегматорами. Для каждой дополнительной царги докупать дополнительно по 2шт.
У продавца кламповых железяк я заказал еще поворот на 45 градусов (для наклонного дефа) и на 180 градусов (для сборки дистиллятора типа как г*уберовский), фотки выложу по их приезду.
Вот вариант того, что можно, например, собрать.
В самом верху рулон трубки — это типа дефлегматор с димротом ))) Прямоточник прилепил для красоты и в таком варианте работать скорее всего не будет из-за малого диаметра (пар не пойдет в него), но если кран переставить вверх вместо димрота, как заглушку, то прямоточник заработает, т.к. пару больше некуда будет деваться как идти в прямоточник (т.е. получится обычный дистиллятор). Сам я хочу вместо прямоточника использовать перевернутый дефлегматор с димротом.
G2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
G3. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
G4. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Покупка железа и расходы
1. Кран дроссельный 304 DN25(32мм) (вроде так называется) пришлось покупать на рутаобао, т.к. на мистертао краны под запретом, соответственно и цена на него получилась дорогая.
Вес: 1560г, Стоимость: $29.24, Доставка: $40.34
Итого: $69.58
Чтобы получилось дешевле можно поискать у другого продавца или попробовать заказать на другом сервисе таобао, например ЗДЕСЬ ценник будет на 5 баксов дешевле, но нужно обязательно сверить стоимость доставки (вес для расчета я выше указал).
2. Остальное железо (нержа 304) я купил вот по этим ссылкам: Ссылки на железяки на мистертао
Стоимость округленно: $126, Доставка и комиссия округленно: $134
Итого: $260
Общие расходы за товар округленно составили:
За товар: $156, За доставку и комиссию: $174
Итого все расходы составили: $330
Не очень то и дешево вышло, если учесть, что нужно будет покупать насадку и корпус для дефлегматора (ну и утеплитель ещё).
Если бы не почтовые расходы, то было бы очень хорошо )))
По этому если руки чешутся только побыстрее получить качественный напиток, то лучше подобрать уже готовое оборудование у наших коллег на форуме.
Хотя уже на фото видно из каких запчастей собираются царги, но хочу просто показать фотографии, какие царги в итоге получились.
Общая длина царги получается 410мм, утеплитель отрезал на 10мм длиннее, т.к. он от тепла даст усадку.
Принцип резьбового соединения кламп-фитинг-труба с помощью фум-ленты и мощных рук ))) наверное кроме рук можно еще что-нибудь придумать.
Собирается вся конструкция, за исключением одного торцевого клампа, надевается утеплитель и закручивается торцевой кламп.
Перед закручиванием торцевого клампа в него можно впаять проволоку для удержания путанки и насадки, но я не стал впаивать, а буду делать пружину типа коромысла из толстой проволоки, она как раз будет защелкиваться в зазоре между клампом и трубой (на одном фото виден этот зазор).
Car1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Car5. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Car2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Car3. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Изготовление дефлегматора и конденсатора.
Пришли дополнительные железки для дефлегматоров (они собраны по типу царг, только труба на 150мм, а итоговая длина получилась 260мм) и переходы на 45 и 180 градусов.
Теперь нужно как-то скрутить димроты, просверлить в заглушках отверстия и впаять в них димроты, и, дефлегматоры готовы.
А пока я просто попробовал собрать что-то типа колонны с жидкостным отбором (можно было и диоптр прилепить) и дистиллятора
Demo1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
и вот такого монстра с паровым отбором )))
Demo2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Наконец добрались руки до накрутки димротов.
У трубки 6мм стенки оказались тонкими, примерно 0.5мм, и при формировании петли произошел залом, пришлось набивать трубку мелкой солью и тогда дело пошло веселее. Намотал два димрота по технологии на видео Гогизза, мотал от руки на трубу 20мм и пытался без проволоки держать зазор между витками, но получилось немного коряво, так-же как и сами димроты ))) Ну ничего страшного, работать будут. На каждый димрот ушло немного меньше 3 метров, а из остатков отпилил трубочки для ТСА.
На кламповых заглушках накернил для сверления 6мм отверстий 6 меток, но самому просверлить без станка не получилось и отнес на завод в стол заказов, там и просверлили 6 отверстий аккуратно, что по стоимости вышло дешевле, чем я заплатил за свёрла )))
Припаять получилось самому при помощи газовой горелки, 100Вт паяльника, ортофосфорной кислоты, олова с серебром, чёрта побери и чьей-то матери )))
В итоге получилось два холодильника, один будет работать как дефлегматор и ТСА в нём выполняет свою роль как и положено, а второй будет работать как конденсатор пара и ТСА в нём будет работать как трубка отбора дистиллята.
Теперь осталось дождаться кастрюлю и сделать из неё куб, а после этого можно будет запускать систему для испытаний.
Def1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Def2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Def3. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Def4. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Вот, в принципе, и всё.
Делать отверстия в царгах для датчиков, узлы отбора, где их делать, или не делать — это уже личные предпочтения каждого и здесь я не советчик 
Ну вот наконец-то я получил 35л кастрюлю, выслать согласились только на рутаобао, кастрюлька пришла немного помятая с яйцеобразной геометрией горловины (повезло, что не сплющили), зато ручка на крышке сама отвалилась, а я переживал, как её отдирать буду ))). В общем подрихтовал немного и получилось гуд. Дно магнитное для индукционки, толщина стали 1мм, но лучше заказать кастрюльку подороже, у которой на горловине дополнительное кольцо из нержавейки для жесткости. Стоимость кастрюли 70 баксов и пересылка на момент заказа была с 50% скидкой и вышла 30 баксов, итого вышло 100 баксов (в нашем регионе такая кастрюлька стОит почти в два раза дороже). Вот ссылка на рутаобао http://rutaobao.com/pages/item_detail.aspx?ItemId=ohEN49sCyydniyw6cfZiCQ%3d%3d&Nick=%E9%87%91%E5%BD%A9%E9%85%92%E5%BA%97%E7%94%A8%E5%93%818
Защелки для куба я покупал по этим ссылкам [сообщение #11631363]
Вырезал в крышке отверстие 38мм под выход на колонну за пару минут 
Kub1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Прикрутил выход с помощью двух гаек с герметизацией наружной гайки фум-лентой и с помощью стандартной силиконовой кламп-прокладки 
Kub2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Kub3. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Зачистил и залудил с помощью ортофосфорной кислоты 100 ваттным паяльником 8 защелок. Из мелкой монеты сделал распорку, чтобы удобно было держать защелку и прижимать её паяльником к стенке кастрюли. Далее сделал разметку на кастрюле под все защелки и начал припаивать защелки по очереди. Для этого разогревал паяльником олово на защелке и быстро залуживал место спайки на кастрюле так, чтобы олово оставалось расплавленным на обеих поверхностях и быстро прижимал защелку к подготовленному месту на кастрюле прижимая паяльником. Пайка получилась крепкой. 
Kub4. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Kub5. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Kub6. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
В общем приловчился и за пол часа припаял все защелки. Вроде получилось нормально, осталось найти подходящий для прокладки силиконовый коврик или сформировать прокладку прямо на крышке с помощью аквариумного силиконового герметика. 
Kub0. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Окончательно доделал куб, нашел герметик для аквариумов с рабочей температурой 150С, обезжирил кромку на крышке, залил герметиком и с помощью профиля из разводного ключа сформировал прокладку толщиной 7мм, через 1 час аккуратно положил крышку на куб и слегка придавил. Через трое суток лезвием срезал выступающий силикон по кромке. Еще через несколько дней всё было готово и удачно прошло испытания. 
Ap1. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Вот в принципе по минимальным наворотам куб готов.
Набивка царг насадкой
Не мог нигде найти нержавеющей проволоки для держателей пУтанки, потом знакомые ребята подсказали, что можно сделать из электродов для нержавейки и принесли в подарок несколько штук. Примерно прикинул и нарезал прутки по 10см длиной, затем выгнул из них что-то типа пружинок с таким расчетом, чтобы они как бы защелкнулись в пазах на скрутках между клампом и трубой (по фоткам думаю понятно). 
Ap2. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Ap3. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Ap4. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
ПУтанки делал из нихромовой спирали для электроплиток на 2кВт, одна спираль на две путанки, слегка растянул, концы загнул, чтобы не попротыкать руки, спутал в комок и с помощью рук (и ног))) сформировал клубки. Толстоват нихром оказался, для колец Рашига в принципе нормально, а для СПН нужно нихром выбирать немного тоньше, иначе не получится сделать пУтанку более плотной и СПН будет проскакивать. 
Ap5. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Ap6. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
Протолкнул пУтанки к держателям, насыпал насадку и прижал сверху опять пУтанкой. Если делать пУтанку из нихрома потоньше, то в принципе можно сформировать конус для лучшей концентрации флегмы к центру. 
Ap7. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Ap8. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам. 
Ap9. Аппарат-конструктор из китайской нержавейки 304 на таобао. Сделай сам.
На этом всё, царги и аппарат в целом готовы к испытаниям.
Источник
