Колонна для самогонного аппарата своими руками чертежи

Как сделать ректификационную колонну своими руками по чертежам с размерами

Ректификационная колонна, которая еще 20 лет назад была только на спиртзаводах, теперь используется и в быту для производства высококачественного спирта – ректификата, что для обычного самогонного аппарата задача невыполнимая.

И чтобы лучше понять, что это такое, каково устройство и принцип действия ректификационной колонны, а также как изготовить агрегат своими руками, стоит ознакомиться с вопросом более детально.

Что это такое и для чего нужно

Ректификационная колонна – это сложное устройство, состоящее из нескольких узлов: —царги—, дефлегматора, узла отбора и —термометра—, – необходимых для протекания полноценной ректификации. Этот процесс позволяет разделить многокомпонентную смесь, состоящую из веществ с близкой температурой кипения/испарения.

Главное отличие ректификации от обычной дистилляции в том, что при ней испарение и конденсация веществ – это не единичное явление, а постоянный цикличный процесс. В результате —самогонный аппарат— колонного типа производит спирт высочайшего качества – ректификат.

Устройство и принцип работы ректификационной колонны

Царга

Находится в основании колонны и является одной из основных ее частей. Внутри нее протекает газо-жидкостный массообмен – одно из основных явлений в процессе ректификации. Происходит это следующим образом:

• Жидкость, закипая в —перегонном кубе—, испаряется и в газообразной форме проходит через царгу.
• Пар, дойдя до дефлегматора, охлаждается и конденсируется на его стенках.
• Конденсат стекает сначала по стенкам дефлегматора, а потом и по стенкам царги обратно в куб.
• В этот момент между стекающим конденсатом и восходящим паром происходит газо-жидкостный массообмен. Он заключается в передаче тепла и некоторого количества испаренных веществ от пара к конденсату. Под таким воздействием часть флегмы – ее легкокипящие составляющие: спирт и небольшая доля воды вновь испаряются, не доходя до перегонного куба, а более труднокипящие: сивушные масла и другие примеси продолжают стекать в перегонный куб.

Таким образом в верхней части колоны скапливается в основном спирт, а примеси в основном циркулируют в нижней части агрегата. Как следствие, на выходе получается ректификат с крепостью около 95%.

В ректификационной колоне может быть как одна царга, так и несколько. При этом чем выше колонна, тем больше площадь, на которой проходит массообмен между флегмой и паром, что в свою очередь улучшает качество получаемого продукта.

Внутри царги находятся насадки, на поверхности которых и происходит основной массообмен. Изделия из нержавейки хорошо подходят для сахарной и зерновой, а медные – —для фруктовой браги—.

Кроме насадок внутри царги могут размещаться тарелки, которые еще больше увеличивают площадь, на которой проходит газо-жидкостный массообмен, что сказывается на качестве получаемого ректификата.

Стенки царги могут иметь дополнительный подогрев, усиливающий испарение флегмы, не попавшей на насадки и тарелки. Такое дополнение также улучшает качество конечного продукта.

Дефлегматор

Верхняя часть ректификационной колонны, отвечающая за сбор и охлаждение восходящих паров до флегмы. Отсюда конденсировавшаяся жидкость стекает вниз в царгу.

Дефлегматор может быть выполнен по нескольким принципиальным схемам, самой простой является пленочный вариант, а одной из самых популярных – холодильник Димрота,

Узел отбора

Отвечает за сбор части конденсировавшейся флегмы и ее вывод наружу в тару для сбора. В зависимости от настроек узла отбора варьируется и количество отбираемого конденсата. Чем меньше его отбор, тем выше качество ректификата.

Термометр

В ректификационной колонне, в отличие от стандартного самогонного аппарата, является обязательной составной частью системы. Дело в том, что ректификация – это очень тонкий процесс, сильно зависящий от поддержания правильной температуры.

Перегонный куб с ТЭНами

Хотя ректификационная колонна может использоваться и с обычным кубом на газовой, электро- или индукционной плитке, значительно лучше оборудовать ее ТЭНовым агрегатом.

Такая особенность, как и термометр, связана с необходимостью точной и тонкой регуляции температуры внутри системы, а значит и с регуляцией мощности устройства, нагревающего брагу.

Газовые вентили требуют большого мастерства, индукционные плитки имеют фиксированный шаг от 100 до 300 Вт, а вот регуляторы ТЭНов позволяют изменять мощность по 3-5 Вт.

Что лучше, классический самогонный аппарат или ректификационная колонна?

Чтобы понять преимущества ректификации перед дистилляцией, стоит провести наглядное сравнение этих технологий.

Критерий

Дистилляция

Ректификация

Вкусо-ароматические качества конечного продукта

Вкус и запах соответствуют сырью браги.

Очень чистый спирт без вкуса и запаха.

Крепость напитка

В зависимости от конструкции аппарата и количества перегонок от 40 до 65%.

до 97, в среднем 93-95%.

Степень отделения веществ с разной температурой кипения/испарения

Низкая, даже вещества имеющие большую разницу в температуре испарения после конденсации остаются вместе.

Очень высокая, при необходимости можно не только отделить спирт, но и разделить сивушные масла на составляющие.

Степень отделения вредных веществ от спирта

От низкой до средней. Улучшить качество отделения можно только за счет увеличения количества перегонок.

Высокая, содержание сивушных масел и примесей в спирте минимальное.

Потеря спирта

Большая, в лучшем случае получится собрать до 80% продукта, содержащегося в браге.

Маленькая, потери на практике составляют от 1 до 3%, хотя при идеальных условиях их может и не быть.

Сложность создания и использования агрегата на базе технологии

От низкой до средней, примитивные модели не имеют строгих размерных критериев, потенциал улучшения оборудования ограничен. Обращаться с технологией легко и просто.

Высокая. Для создания понадобится специализированное оборудование и строгий перечень материалов. Для эффективного использования нужны теоретические познания.

Как сделать ректификационную колонну своими руками по подробной схеме

Агрегат выполняется по простой конструкции.

Расчет и сборка ректификационной колоны своими руками проводятся следующим образом:

1. Медная труба с длиной 130-140 см и диаметром 30-50 мм аккуратно и ровно разрезается на две части, края зачищаются. Между двумя частями необходимо создать резьбовое или другое соединение, но разборное. Одна часть будет царгой, вторая – корпусом дефлегматора.
2. На трубу, предназначенную под царгу, на оба конца устанавливаются сетки и упорные шайбы. Они будут удерживать наполнитель внутри.
3. Губки из нержавейки нарезаются небольшими фрагментами по 5-15 мм и засыпаются в трубу. Стружка, заполняющая трубу, не должна сдавливаться, оптимальное заполнение 250-280 г на 1 литр объема царги.
4. После наполнения сетки и шайбы устанавливаются на места.
5. Царга устанавливается на перегонный куб.
6. Вторая труба оборудуется вторичным полым корпусом, внутри которого будет циркулировать вода. Для этого понадобится труба с диаметром на 10-20 мм шире основной и на 30 мм ее короче, длинная труба размещается внутри более короткой, снизу и сверху привариваются вырезанные под размер кольца с внешним диаметром, равным толщине трубы (30-50 мм), плюс толщина холодильника (10-20 мм), и внутренним, равным толщине трубы. Во вторичном корпусе просверливается 2 отверстия снизу и сверху под подачу воды и обратку и привариваются патрубки.
7. Сверху дефлегматор оборудуется крышкой, внутри которой просверливается отверстие для атмосферной трубки.
   
8. Под узел отбора просверливается отверстие на 15-20 мм выше, чем соединение царги и дефлегматора. Внутри дефлегматора на уровне отверстия приваривается кольцо для сбора и стекания продукта в узел отбора. Проходное отверстие кольца зависит от основного диаметра дефлегматора.
   
9. Внешний —холодильник— изготавливается по традиционной конструкции своими руками и подключается посредством трубки от капельницы с регулятором потока к узлу отбора.
   
10. Дефлегматор и холодильник можно подключать к воде обособленно или одним последовательным подключением. В таком случае направление движения воды должно быть следующим: от низа холодильника к его верху, потом к низу дефлегматора и через верхний патрубок в канализацию. Для регуляции потока воды можно установить регулятор потока от газосварочной установки.
11. Царга и ТЭНовый куб обшиваются теплоизолирующим материалом, например пенополипропиленом.
12. Термометр должен устанавливаться в нижней части колонны так, чтобы можно было измерять температуру внутри царги.

Вместо послесловия

Спирт, полученный посредством ректификации, значительно качественней дистиллята из классического самогонного аппарата.

Но вместе с положительными сторонами приходят и недостатки: требования к оборудованию значительно выше, а его изготовление затратнее, кроме того, эксплуатация также требует высокого мастерства.

Поэтому однозначно определить, что лучше, хороший самогонный аппарат или ректификационная колонна, не так легко, но, конечно, существует промежуточное решение – бражная колонна. Она дает дистиллят, но не ректификат, очень высокого качества, и пользоваться ей проще, тут все дело в приоритетах.

Источник

Ректификационная колонна своими руками, чертежи с размерами

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.

Источник