Ректификационная колонна своими руками по чертежам с размерами

Как добиться лучшего результата?

При эксплуатации ректификационной колонны требуется соблюдать определенные меры, позволяющие добиваться нормального режима ее работы и получения качественного конечного продукта.

Особо следует выделить мероприятия в следующих направлениях.

Исключение «захлебывания» установки

Эта «болезнь» связана с замедлением и прекращением стекания флегмы, что приводит к ее накоплению в цилиндре и блокированию парового потока. В результате «захлебывания» внутри колонны повышается давление, появляется громкое булькание и шум.

Явление может провоцироваться такими причинами:

  1. Превышение допустимой скорости движения парового потока, что может вызываться чрезмерным нагревом жидкости в кубе;
  2. Излишнее наполнение куба исходным сырьем или засоры в нижней зоне трубы;
  3. Слишком маленькое давление в нижней части колонны, что характерно для высокогорных условий;
  4. Повышение напряжения в питающей электросети, что вызывает незапланированное повышение мощности нагревательного элемента;
  5. Нарушения в конструкции или технологии.

Избежать данного неприятного явления помогает установка автоматического контроля и регулирования процесса

Особое внимание уделяется нагреву сырья и наполнению куба

Своевременное выведение готового продукта и оседающих тяжелых фракций

В первом случае, методика проста – на начальном этапе (до стабилизации температуры и давления) только четверть легколетучих паров конденсируется с конечным продуктом и выводится наружу, а далее – отводится максимальный его объем.

Появление осадка из тяжелых фракций выявлять сложнее. Ориентироваться приходится на запах и цвет жидкости в самом низу колонны.

Правильная подготовка установки к пуску

Перед началом ректификации необходимо проверить состояние аппарата, прежде всего, герметичность колонны. Для проверки перекрывается вывод готового продукта и закачивается холодная вода.

Только убедившись в герметичности установки можно приступать к заливке сырья и нагреву куба.

Не следует ждать от бытового аппарата чудес и замены им самогонного аппарата. Минимальная крепость исходной жидкости должна быть не меньше 30%, в противном случае на выходе не получится продукт, по крепости близкий к чистому спирту.

При изготовлении установки своими руками нельзя допускать потери тепловой энергии через корпус колонны

Особенно важно защитить нижнюю часть, т.е. зону до первого дефлегматора

В качестве теплоизоляции рекомендуется использовать:

  • пенопласт,
  • пеноизол,
  • современные фольгированные утеплители.

Ректификационные колонны позволяют глубоко очистить жидкости или выделить легкую фракцию. В промышленных условиях они находят применения во многих отраслях, в т.ч. с их помощью обеспечивается нефтепереработка, изготавливается качественный спирт.

В домашних условиях такие установки пригодны для получения очень крепких, качественных спиртных напитков из самогона. При правильной эксплуатации они совершенно безопасны и эффективны.

Принцип работы ректификационной колонны

Отгонная секция

Рассмотрим, что такое ректификационная колонна и зачем она нужна доке самогоноварения. Прежде всего – это своеобразная надстройка над перегонным баком, служащая фильтром, в котором оседают сивушные масла. Подробная схема ректификационной колонны приведена ниже.

При обычной дистилляции (перегонке) все спиртовые, а также другие пары во время нагревания выделяются из браги, перемешиваются между собой, чтобы вместе уйти через отводную трубку в холодильник, а затем уже превратиться в жидкость, капающую в подставленный резервуар.

Только частично можно добиться результата контролем температурного режима, повторной перегонкой и отделением «голов» с «хвостами».

А вот как работает ректификационная колонна: при ректификации смешанные пары, поднимаясь вверх, преобразуются в жидкость, стекающую в специальные «тарелочки», которыми снабжена ректификационная очищающая колонна перегонного аппарата.

Во флегме (жидкости в тарелочках) остаются легколетучие соединения (закипающие при довольно низких температурах), а выше, в систему охлаждения, поднимаются труднолетучие, где превращаются в спиртосодержащую жидкость — очищенный самогон.

Во флегме остаются сивушные масла и другие вредные соединения, а спирт беспрепятственно конденсируется в холодильнике и стекает в подставленную посуду.

Для самодельных устройств принцип работы ректификационной колонны остается тем же, но функцию задержки флегмы выполняют не тарелочки, а множественные мелкие пружинки из кухонных мочалок, сделанных из нержавеющей стали.

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.

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.

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.

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.

Функциональное назначение декоративной колонны


Колонны хорошо смотрятся в изысканном интерьере Мы будем рассматривать декоративные конструкции, так как создание колонн из цельных пород камня или бетона нас не интересует (их установка в квартире лишена смысла). Так зачем же нужны колонны из гипсокартона в квартире?

  1. Декоративная функция является первым, что приходит на ум. Понятно, что конструкцию следует использовать в просторной квартире, ведь в маленькой однушке она будет смотреться глупо. Тем не менее, такая конструкция придает помещению изысканности и величия. Если её еще отделать декоративной штукатуркой под мрамор, то эффект будет поразительным. Понятно, что в этом случае вся квартира должна быть выполнена в подобном стиле.
  2. Сокрытие инженерных коммуникаций. В туалете полуколонна может скрыть канализационные трубы. На кухне хорошо прячется вентиляционный короб. В некоторых квартирах встречаются планировки, в которых часть кухни забирает труба мусоропровода. Такой ужас обязательно нужно прятать. Также могут прятаться отопительные трубы и электропроводка.
  3. В больших помещениях использование колон помогает визуально увеличить потолок. Этот шаг оправдан особенно в тех случаях, когда использовался многоуровневый потолок.
  4. Порой колонны из гипсокартона в квартире используют для зонирования помещений. Но такой прием подходит только для многокомнатных квартир и коттеджей, где у помещений большая площадь.
  5. Дополнительная функциональность. Порой в колоннах делают ниши или полки для различных вещей. Так конструкция становится не только декоративной, но и функциональной. Главное, чтобы эта функциональность была не в ущерб декоративности. Этот вариант подойдет только для колонн прямоугольной формы.

Практика установки разных узлов отбора на колонны

Колонны с жидкостным отбором (LM)

В домашних колоннах отбор по жидкости получил самое широкое распространение. Причина проста – процесс ректификации 40 литров самогона затягивается на 18-20 часов. Можно уменьшить навалку вдвое, но тогда резко вырастает доля оборотного (технического) спирта, который придется перерабатывать при каждой ректификации.

Если говорить о производительности системы как о количестве товарного спирта, полученного за общее время ректификации (включая нагрев), то при уменьшении объема навалки в 2 раза, эффективность снижается примерно в 1,5 раза.

Другой путь минимизации объема получаемого технического спирта при максимальной производительности – автоматизация процесса, позволяющая делать перегонку по заранее заданному алгоритму без участия оператора. Система автоматики обязательно должна иметь не только исполнительный контур, но и блок безопасности, который моментально отключит оборудование при угрозе аварии.

Колонны с паровым отбором

Системы отбора по пару распространены за рубежом, где спирт и его производные уступают в популярности дистиллятам (коньяку, виски и т. д.), но ценится высокая крепость напитка. Иностранные умельцы конструируют ректификационные колонны с паровым отбором, имеющие минимальное флегмовое число – всего лишь 1, а не 4 как в России. При такой схеме обратно в колонну уходит не менее 50% флегмы.

В режиме дистилляции паровой отбор практически не нуждается в автоматике. Заданное на старте отбора «тела» флегмовое число сохраняется неизменным до конца, изменить его может только оператор, но даже при получении спирта регулировка нужна буквально пару раз.

Скорость же отбора к концу перегонки резко уменьшается вплоть до остановки. Если есть желание поохотиться за энантовыми эфирами (во многом создают органолептические свойства фруктовых дистиллятов) – меняют банки и увеличивают мощность нагрева, дальше следует дробный отбор и сортировка.

Если энантовые эфиры не требуются, делают то же самое, но дополнительно используют паузы для работы колонны на себя, чтобы остатки спирта были более концентрированными и с меньшим количеством примесей.

Автоматика в колоннах с паровым отбором нужна только на уровне блока безопасности. Кроме того, получение дистиллята предусматривает не группирование примесей по фракциям и полное их удаление, а сбалансированное снижение концентраций веществ до приемлемого уровня с обязательным сохранением вкусо-ароматических составляющих. Это дело для мастера-винокура, контролирующего процесс, регулировка по приборам здесь неуместна. Навалка ограничена объемом, который можно перегнать под руководством человека за имеющееся время.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор

Несмотря на все недостатки, этот тип оборудования часто используется в России при строительстве бражных колонн. Причина – возможность получения дистиллятов из любого сырья, а при необходимости без изменения конструкции (дополнительная царга не в счет) можно собирать дистиллят высокой степени очистки – почти как спирт.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор дороги в автоматизации, чувствительны к напору и температуре охлаждающей воды, что делает их слабо пригодными для получения чистого спирта-ректификата, но при малых навалках до 20 литров и неусыпном внимании оператора такие колонны способны на многое.

В последние годы делаются попытки создания гибридных ректификационных колонн, в которых «головы» отбирают по пару методом СМ, а «тело» по жидкости (LM). Это повышает и без того высокие показатели качества спирта на колоннах LM. Совершенству нет предела.

При строительстве бражных колонн, сориентированных на ароматные дистилляты, оборудование VM имеет преимущество перед СМ за счет простоты управления, а также нечувствительности к температуре и расходу воды в дефлегматоре – больше предсказуемость в «причесывании» примесей. Для сахарного сырья бражные колонны по схеме СМ перспективней за счет более качественного удаления головной фракции. Но управление ими создает немало проблем.

Автор статьи – ИгорьГор.

Порядок сборки

Корпус колонны

Начнем с самого большого элемента системы – корпуса или тела колонны.

Для этого необходимо заготовленную трубу из нержавеющей стали распилить на три равные части, сторцевать их таким образом, чтобы все три части плотно прилегали друг к другу. К нижней части из труб припаиваем фланец, который послужит надежным креплением к перегонному резервуару

Важно сделать так, чтобы труба была установлена строго вертикально

Все три части трубы соединяем друг с другом при помощи резьб и гаек, или можно воспользоваться соединением CLAMP. Главное добиться герметичности соединения.

Насадки

Две оставшиеся трубы будут использоваться для размещения в них насадок. Для насадок берем приготовленные заранее латунные тарелки, и сверлим в них множество отверстий по всей площади сверлом на 2-4 мм. По длине трубы должно быть установлено 10 таких тарелок, тарелки по диаметру должны совпадать с диаметром трубы.

В отверстиях при столкновении пара и жидкости будет происходить образование мелкопористой пенной массы и раздробление компонентов. Сами тарелочки в трубе можно закрепить при помощи отверстий в колонне, в которые вкручиваются болты-держатели, но также возможен вариант спайки при наличии навыка и длинного носа паяльника.

В интернете можно встретить советы по изготовлению насадок по мегабюджетной технологии, путем нарезания хозяйственной сетки для чистки кастрюль и сковородок типа «Чистюля» и помещение нарезанных кусочков в колонну. Это конечно сэкономит и время, так как сверление отверстий в латуни займет много времени и сил, и деньги, так как купить 10 латунных тарелок обойдется в 500-700 рублей. Но, материал сплава, из которого изготовлены хозяйственные сетки, неизвестен, поэтому велик риск попадание в конечный продукт ядовитых примесей.

Рекомендуем: Какой крепости заливать самогон в дубовую бочку

Проточный холодильник

Последняя, третья часть нашей трубы будет служить дефлегматором, а для этого нам нужно добиться максимально резкого охлаждения в верхней половине трубы. Вариантов создать охлаждение много, один из самых простых – это медная трубка, обмотанная вокруг 50-ти % трубы. Через трубку пускается проточная холодная вода.

В верхней части трубы устанавливается воздушный клапан для вывода в атмосферу ядовитых летучих газов, холодильник должен обеспечить барьер на пути спиртосодержащих паров и вывести их в конденсат. Температура этого барьера 60 градусов Цельсия, если дефлегматор допускает до воздушного клапана пар температурой выше 60 градусов, то вместе с парами ацетона в трубу, а прямом и переносном смысле, будет улетучиваться вожделенное зелье Бахуса.

Вода, подводится к проточному змеевику трубкой из поливинилхлорида, а поток можно регулировать зажимом для капельницы или краном смесителя.

Отличным средством автоматизации нашего агрегата будет автоматический клапан срабатывающий от термодатчика. Опять же установка клапана повлечет удорожание, а его установка не является обязательной.

Теплоизоляция

Большое внимание нужно уделять теплоизоляции ректификационной колонны по все длине (ну, разумеется, до дефлегматора). Для этих целей отлично подойдет намотка шпагата в несколько сантиметров по всей длине

Сверху шпагат можно обернуть обычной пищевой фольгой как в термосе. Пенополиуретан – отличный материал защиты ректификационной колонны от потери тепла, применяют также базальто-фольгированные утеплители.

Термоизмерительные приборы

Важной частью процесса ректификации является контроль температуры. Он влияет не только на качество конечного продукта, но и на его количества

Термометр рекомендуется установить на высоте 25-30 сантиметров от основания колонны, то есть места, где колонна соединяется с перегонным кубом. Сделать это проще, при использовании медной трубы. В трубу вваривается гильза, в которую помещается температурный датчик, или приваривается штырь, на который устанавливается термометр.

Средства автоматического контроля ректификационной колонны

Процесс ректификации очень прихотлив и требует к себе большого пристального внимания. Контроль процесса вполне можно делегировать автоматической системе управления ректификацией. В интернете можно найти чертежи, используя которые любой, имеющий элементарные познания в электротехнике, сможет собрать блок автоматического управления ректификацией. И готовые решения продаются тоже на просторах глобальной сети, поэтому тем, кому лень возиться могут приобрести БУР уже в сборе.

Технология монтажа опалубки колонн

Монтаж деревянной опалубки прямоугольной колонны

Одноразовая опалубка для колонн собирается, чаще всего, собирается из деревянных досок или фанерных щитов. Такой способ позволяет получить архитектурный элемент прямоугольной (квадратной) формы. Вашему вниманию поэтапное описание процесса.

Подготавливается рабочий чертеж колонны с указанием размеров.
Из ровных досок собираются щиты для опалубки. При этом их стороны, контактирующие с бетоном, должны быть оструганы и ошлифованы.
К доскам крепят ребра жесткости из деревянных брусков.
Отдельные щиты соединяются с помощью гвоздей и саморезов в детали для заливки бетона.
Изготавливается арматурный каркас. Для этого стальные прутья с помощью сварки или вязальной проволоки соединяются в форму прямоугольника.
Вокруг арматурного каркаса соединяются деревянные детали, образуется монолитная опалубка колонн

Важно, чтобы в нижней части конструкции крепление было выполнено надежно, так как в этой части колонны большая нагрузка на опалубку.

Кроме досок и фанеры для устройства опалубки можно использовать листы экструдированного пенополистирола или пенопласта. Такая опалубка может быть несъемной. В центре ее находится пластиковая труба, которую заливают бетоном. Перед заполнением формы бетоном выполняют армирование и устанавливают укрепляющие подпорки с разных сторон.

Ректификационная колонна или самогонный аппарат

Чтобы определиться, стоит ли изготавливать ректификационную колонну, или можно ограничиться обычным самогонным аппаратом, следует сравнить характеристики этих устройств (рисунок 3).

Обычно в расчет принимаются такие критерии:

  1. Качество конечного продукта: с помощью самогонного аппарата получается спирт, качество (включая вкус и запах) полностью соответствуют изначальному качеству браги. С помощью ректификационной колонны получают спирт высочайшего качества без постороннего вкус и запаха.
  2. Крепость спирта: самогонный аппарат позволяет получить спирт крепостью 40-65% в зависимости от качества сырья и количества перегонок. В любой ректификационной колонне спирт достигает средней крепости 93-95%.
  3. Очистка от вредных веществ: в самогонном аппарате средняя, поэтому даже готовую водку в дальнейшем фильтруют. Если используется ректификационная колонна, необходимости в такой процедуре нет, так как все вредные соединения удаляются еще во время перегонки.

Из этого списка видно, что использовать ректификационную колонну действительно выгоднее, чем самогонный аппарат. С другой стороны, изготовление даже самой простой конструкции требует покупки специальных материалов и четкого соблюдения технологии.

Как сделать ректификационную колонну в домашних условиях.

Рисунок 3. Ректификационная колонна позволяет получить спирт более высокого качества для производства элитного алкоголя

Чтобы сделать простую ректификационную колонну, нужно детально изучить ее конструкцию, закупить подходящие материалы и заготовить чертежи, по которым будет проводится сборка.

Необходимые материалы

Для начала необходимо запастись подходящими материалами. Как уже говорилось выше, ректификационную колонну лучше делать из меди или из нержавейки (рисунок 4).

Эти металлы не вступают в химическую реакцию с парами спирта и не испортят вкус готового напитка.

Итак, из материалов понадобятся:

  • труба из меди (диаметр 30-50 мм, длина 130-140 см);
  • губки из нержавейки;
  • упорные шайбы;
  • металлическая сетка;
  • пенополипропилен;
  • термометр.

Рисунок 4. Материалы, необходимые для изготовления

Лучше запастись материалами с запасом, чтобы в процессе изготовления не возникло непредвиденных трудностей.

Рекомендации по сборке

Медные ректификационные колонны, изготовленные дома, по функционалу не уступают тарелочным моделям промышленного производства. Собирать такой агрегат самому сложнее, чем обычный самогонный аппарат, но качество спирта приятно удивит любого ценителя домашнего алкоголя (рисунок 5).

Сборка осуществляется так:

  1. Медную трубу разрезают на две равные части и у каждой зачищают края. Между ними создают соединение. Оно может быть резьбовым, но обязательно разборным. Таким образом, одна часть трубы будет выполнять роль царги, а вторая – корпуса дефлегматора.
  2. На трубу-царгу с обеих концов устанавливают сетки и упорные шайбы. Именно они помогут удерживать наполнитель внутри.
  3. Губки из нержавейки режут небольшими кусочками по 5-15 мм каждый. Этими фрагментами наполняется труба. Чтобы стружка внутри не сдавливалась, на 1 л объема царги берут не более 280 граммов кусочков.
  4. Когда труба будет наполнена, сетки и шайбы устанавливают на место, а царгу крепят к перегонному кубу.
  5. Вторую часть трубы оборудуют вторичным полым корпусом. Внутри него будет циркулировать вода. В качестве такого корпуса используют трубу с диаметром на 10-20 мм шире основной. При этом вторичная должна быть на 30 мм короче. Длинную трубу располагают внутри короткой, вверху и внизу приваривают кольца, внешний диаметр которых должен равняться толщине трубы (30-50 мм) плюс 10-20 мм толщины холодильника. Внутренний диаметр должен точно соответствовать толщине трубы.
  6. Во вторичном корпусе просверливаются два отверстия (под подачу воды и обратку). Потом приваривают патрубки.
  7. Сверху на дефлегматор устанавливают крышку. В ней делают отверстие для атмосферной трубки.
  8. Для узла забора просверливают отверстие на расстоянии 20 мм от места соединения царги с дефлегматором. Внутри последнего на уровне отверстия приваривают кольцо. С его помощью готовый продукт будет собираться и стекать в узел отбора.
  9. Внешний холодильник изготавливают так же, как в самогонном аппарате и подключают с помощью трубки от капельницы с регулятором к узлу отбора.
  10. Царгу и куб обшивают пенополипропиленом для дополнительной теплоизоляции. Термометр устанавливают в нижней части царги, чтобы была возможность измерить температуру внутри нее.

Рисунок 5. Сборка должна проводится в точном соответствии с чертежами

Собирать готовый продукт можно в любую емкость, но лучше использовать стеклянную.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий