Ректифікаційна колона своїми руками за кресленнями з розмірами

Ректифікаційна колона, яка ще 20 років тому була тільки на спиртзаводах, тепер використовується і в побуті для виробництва високоякісного спирту – ректифікату, що для звичайного самогонного апарату завдання нездійсненне.

І щоб краще зрозуміти, що це таке, як пристрій і принцип дії колони ректифікації, а також як виготовити агрегат своїми руками, варто ознайомитися з питанням більш детально.

Що це таке і для чого потрібно

Ректифікаційна колона – це складний пристрій, що складається з кількох вузлів: -царги-, дефлегматора, вузла відбору та -термометра-, - необхідні протікання повноцінної ректифікації.Цей процес дозволяє розділити багатокомпонентну суміш, що складається з речовин з близькою температурою кипіння/випаровування.

Головна відмінність ректифікації від звичайної дистиляції в тому, що при ній випаровування та конденсація речовин – це не поодиноке явище, а постійний циклічний процес. В результаті -самогонний апарат - колонного типу виробляє спирт найвищої якості - ректифікат.

Пристрій та принцип роботи колони ректифікації

Царга

Знаходиться в основі колони і є однією з основних її частин. Усередині неї протікає газо-рідинний масообмін – одне з основних явищ у процесі ректифікації. Відбувається це в такий спосіб:

• Рідина, закипаючи в -перегінному кубі-, випаровується і в газоподібній формі проходить через царгу.
• Пар, дійшовши до дефлегматора, охолоджується і конденсується на його стінках.
• Конденсат стікає спочатку по стінках дефлегматора, а потім і по стінках царги назад у куб.
• У цей момент між стікаючим конденсатом і висхідною парою відбувається газо-рідинний масообмін. Він полягає у передачі тепла та деякої кількості випарених речовин від пари до конденсату. Під таким впливом частина флегми – її легкокиплячі складові: спирт і невелика частка води знову випаровуються, не доходячи до перегінного куба, а більш важкі: сивушні масла та інші домішки продовжують стікати в перегінний куб.

Таким чином у верхній частині колони накопичується в основному спирт, а домішки в основному циркулюють у нижній частині агрегату. Як наслідок, на виході виходить ректифікат із міцністю близько 95%.

У колоні ректифікації може бути як одна царга, так і кілька. При цьому чим вище колона, тим більша площа, на якій проходить масообмін між флегмою і парою, що у свою чергу покращує якість продукту.

Всередині царги знаходяться насадки, на поверхні яких відбувається основний масообмін. Вироби з нержавіючої сталі добре підходять для цукрової та зернової, а мідні – для фруктової браги.

Крім насадок усередині царги можуть розміщуватися тарілки, які ще більше збільшують площу, на якій проходить газо-рідинний масообмін, що позначається на якості ректифіката, що отримується.

Стінки царги можуть мати додатковий підігрів, що підсилює випаровування флегми, що не потрапила на насадки та тарілки. Таке доповнення також покращує якість кінцевого продукту.

Дефлегматор

Верхня частина ректифікаційної колони, що відповідає за збирання та охолодження висхідних пар до флегми. Звідси конденсована рідина стікає вниз в царгу.

Дефлегматор може бути виконаний за кількома принциповими схемами, найпростішим є плівковий варіант, а однією з найпопулярніших – холодильник Дімрота,

Вузол відбору

Відповідає за збір частини флегми, що конденсується, і її виведення назовні в тару для збору. Залежно від налаштувань вузла відбору варіюється і кількість конденсату, що відбирається. Чим менший його відбір, тим вища якість ректифікату.

Термометр

У колоні ректифікації, на відміну від стандартного самогонного апарату, є обов'язковою складовою системи. Справа в тому, що ректифікація - це дуже тонкий процес, що сильно залежить від підтримки правильної температури.

Перегінний куб з ТЕНами

Хоча колона ректифікації може використовуватися і зі звичайним кубом на газовій, електро- або індукційній плитці, значно краще обладнати її ТЕНовим агрегатом.

Така особливість, як і термометр, пов'язана з необхідністю точної та тонкої регуляції температури всередині системи, а значить і з регуляцією потужності пристрою, що нагріває брагу.

Газові вентилі вимагають великої майстерності, індукційні плитки мають фіксований крок від 100 до 300 Вт, а ось регулятори ТЕНів дозволяють змінювати потужність по 3-5 Вт.

Що краще класичний самогонний апарат або ректифікаційна колона?

Щоб зрозуміти переваги ректифікації перед дистиляцією, варто провести наочне порівняння цих технологій.

Критерій	Дистиляція	Ректифікація
Смачно-ароматичні якості кінцевого продукту	Смак і запах відповідають сировині браги.	Дуже чистий спирт без смаку та запаху.
Фортеця напою	Залежно від конструкції апарату та кількості перегонок від 40 до 65%.	до 97, в середньому 93-95%.
Ступінь відділення речовин з різною температурою кипіння/випаровування	Низька, навіть речовини, що мають велику різницю в температурі випаровування після конденсації, залишаються разом.	Дуже висока, за потреби можна не тільки відокремити спирт, але й розділити сивушні олії на складові.
Ступінь відокремлення шкідливих речовин від спирту	Від низької до середньої. Поліпшити якість відділення можна тільки за рахунок збільшення кількості перегонок.	Висока, вміст сивушних олій та домішок у спирті мінімальний.
Втрата спирту	Велика, в кращому випадку вийде зібрати до 80% продукту, що міститься у бразі.	Маленька, втрати на практиці становлять від 1 до 3%, хоча за ідеальних умов їх може і не бути.
Складність створення та використання агрегату на базі технології	Від низької до середньої, примітивні моделі не мають строгих розмірних критеріїв, потенціал покращення обладнання обмежений. Поводитися з технологією легко і просто.	Висока. Для створення знадобиться спеціалізоване обладнання та суворий перелік матеріалів. Для ефективного використання потрібні теоретичні знання.

Щоб за допомогою дистиляції отримати продукт такої самої якості, як при ректифікації, потрібно провести близько 10 послідовних перегонок. При цьому потрібно враховувати, що переганяти спиртовмісний продукт міцніше 20-30% вибухонебезпечно (самогоноварення вибухонебезпечне за умовчанням, але в цьому випадку ризик значно збільшується).

Як зробити колону ректифікації своїми руками за докладною схемою

Агрегат виконується за простою конструкцією.

Розрахунок та складання ректифікаційної колони своїми руками проводяться наступним чином:

Медна труба з довжиною 130-140 см і діаметром 30-50 мм акуратно і рівно розрізається на дві частини, краї зачищаються. Між двома частинами необхідно створити різьбове чи інше з'єднання, але розбірне. Одна частина буде царгою, друга – корпусом дефлегматора.
1. На трубу, призначену під царгу, на обидва кінці встановлюються сітки та завзяті шайби. Вони утримуватимуть наповнювач всередині.
2. Губки з нержавіючої сталі нарізаються невеликими фрагментами по 5-15 мм і засипаються в трубу. Стружка, що заповнює трубу, не повинна стискатися, оптимальне заповнення 250-280 г на 1 літр об'єму царги.
3. Після наповнення сітки та шайби встановлюються на місця.
4. Царга встановлюється на перегінний куб.
5. Друга труба обладнується вторинним порожнистим корпусом, всередині якого циркулюватиме вода. Для цього знадобиться труба з діаметром на 10-20 мм ширше за основну і на 30 мм її коротше,довга труба розміщується всередині більш короткою, знизу і зверху приварюються вирізані під розмір кільця із зовнішнім діаметром, рівним товщині труби (30-50 мм), плюс товщина холодильника (10-20 мм), та внутрішнім, рівним товщині труби. У вторинному корпусі просвердлюється 2 отвори знизу та зверху під подачу води та обратку та приварюються патрубки.
6. Зверху дефлегматор обладнується кришкою, всередині якої просвердлюється отвір для атмосферної трубки.

   

7. Під вузол відбору просвердлюється отвір на 15-20 мм вище, ніж з'єднання царги та дефлегматора. Всередині дефлегматора на рівні отвору приварюється кільце для збирання та стікання продукту у вузол відбору. Прохідний отвір кільця залежить від основного діаметра дефлегматора.

   

8. Зовнішній-холодильник-виготовляється за традиційною конструкцією своїми руками і підключається за допомогою трубки від крапельниці з регулятором потоку до вузла відбору.

   

9. Дефлегматор та холодильник можна підключати до води окремо або одним послідовним підключенням. У такому разі напрямок руху води має бути наступним: від низу холодильника до його верху, потім до низу дефлегматора і через верхній патрубок каналізацію. Для регулювання потоку води можна встановити регулятор потоку від газозварювальної установки.
10. Царга та ТЕНовий куб обшиваються теплоізолюючим матеріалом, наприклад пінополіпропіленом.
11. Термометр повинен встановлюватися в нижній частині колони так, щоб можна було вимірювати температуру всередині царги.

Замість післямови

Спирт, отриманий за допомогою ректифікації, значно якісніший за дистиляти з класичного самогонного апарату.

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

Тому однозначно визначити, що краще, хороший самогонний апарат або колона ректифікації, не так легко, але, звичайно, існує проміжне рішення - бражна колона. Вона дає дистилят, але не ректифікат, дуже високої якості, і користуватися нею простіше, тут вся справа у пріоритетах.