Teoria distilării alcoolului și a funcționării coloanei de distilare

Scopul acestui articol - pentru a dezasambla unele dintre aspectele teoretice și practice ale coloanei de distilare de origine care vizează producția de alcool etilic, precum și pentru a elimina cele mai comune mituri pe internet și pentru a clarifica faptul că punctele de „silent“ vanzatori de echipamente.

distilarea alcoolului - separarea amestecului alcool multicomponent în fracțiuni pure (etil și metil alcooli, apă, uleiuri de fuzel, aldehide etc.) având diferite puncte de fierbere, prin evaporarea repetată a condensului lichid și vapori pe dispozitivele de contact (tăvi sau de ambalare) în aparate speciale turn contracurent.

Din punct de vedere fizic posibila rectificare, deoarece inițial concentrația componentelor individuale ale amestecului în fazele de vapori și lichide este diferit, dar sistemul tinde spre echilibru - aceeași presiune, temperatură și concentrația tuturor substanțelor din fiecare fază. La contactul cu vaporii de lichid îmbogățit foarte volatil (punct de fierbere mai mic) componente, la rândul său, un --volatile lichid (cu punct de fierbere ridicat). În același timp, îmbogățind schimbul de căldură.

Timpul de contact (fluxuri de interacțiune), numit proces de schimb de masă vapori-lichid.

Datorită diferitelor direcții de mișcare (creșteri de abur, și curge în jos lichidul), se poate selecta în mod individual componente aproape pure, după atingerea sistemului de echilibru la vârful coloanei de distilare, au fost incluse în amestec. Mai întâi părăsesc substanța cu un punct de fierbere scăzut (aldehide, esteri și alcooli), și apoi - cu un (ulei de fuzel) ridicat.

Starea de echilibru. Se pare că la granița de separare a fazelor. Acesta poate fi realizat numai în același timp, sunt îndeplinite două condiții:

1. presiune egală a fiecărui component în parte a amestecului.
2. Temperatura și concentrația substanțelor din cele două faze (lichid și vapori) este aceeași.

Cu cât este mai des sistemul ajunge la echilibru, mai eficient transferul de masă și căldură separarea amestecului în componente individuale.

Diferența dintre distilare și rectificare

După cum se vede în graficul din soluție 10% alcool (must) poate fi preparat pentru prepararea cafelei de 40%, iar la a doua distilare a amestecului iese la 60 de grade distilat în al treilea - 70%. Următoarele intervale: 10-40- 40-60- 60-70- 70-75 și așa mai departe până la maximum - 96%.

Teoretic, pentru a obține alcool pur, necesită 9-10 distilări succesive moonshine. În practică distila concentrație lichidă ce conține alcool peste 20-30% exploziv, de asemenea, din cauza cheltuielilor mari de energie și timp este dezavantajoasă economic.

Din acest punct de vedere, alcoolul rectificare - este de cel puțin 9-10 simultane, distilări pas, care au loc în diferite coloane elemente de contact (duze sau plăci) pe întreaga înălțime.

Lucrări de fracționare

Coloana de distilare - un dispozitiv de separare a unui amestec fluid multicomponent în fracțiuni individuale, în funcție de temperatura de fierbere. Este un cilindru de secțiune transversală constantă sau variabilă, în interiorul cărora există elemente de contact - plăci sau duze.

Video: Pagina principală de distilare și coloană de rectificare Likbez.Rektifikatsionnaya Partea 1

De asemenea, aproape în fiecare coloană are unități auxiliare pentru alimentarea amestecului de alimentare (alcool brut) controlează procesul de rectificare (termometrele, Automatic) și selectarea distilatului - modul, în care condensat și apoi scoase din perechile de sistem izverchenny specifice substanței.

alcool brut - distilat mash metoda de distilare clasică, care poate fi „turnat“ în coloana de rectificare. De fapt, această putere de preparare a cafelei de 35-45 grade.

Video: Coloana de distilare și principiul activității sale

flegmă - condensat într-un abur deflegmator, care curge în jos de-a lungul pereților coloanei.

Raportul de reflux - raportul de reflux pentru a distila sângera greutate. Alcool sunt fracționare trei fluxuri: reflux vapori și distilat (ținta finală). Inițial procesul distilat nu este selectată, coloana a apărut la reflux timp suficientă căldură și transfer de masă. Apoi, o parte din vaporii de alcool sunt condensate și retrase din coloană, iar vaporii de alcool rămase și să creeze în continuare fluxul de reflux, asigurând funcționarea normală.

Pentru a lucra cele mai multe instalații, raportul de reflux trebuie să fie de cel puțin 3, adică 25% din distilat colectat, restul - în coloana necesară pentru irigarea elementelor de contact. Regula generală: cel mai lent la alcoolul selectat, cu atât mai mare calitate.

Contact coloana Dispozitive de distilare (tăvi și ambalare)

Responsabil pentru separarea multiplă și simultană a amestecului în lichid și abur cu condensare ulterioară a unei vaporilor unui lichid - în coloana realizarea echilibrului. Alte condiții fiind egale, cu cât proiectarea dispozitivelor de contact, cu atât mai eficiente din punct de vedere al purificării distilarea alcoolului, deoarece fazele de interacțiune a crescut de suprafață, care se intensifică întregul transfer de masa termic.

placă teoretică - un ciclu de ieșire o stare de echilibru, cu realizarea sa repetat. Pentru alcool de calitate necesită un minim de 25-30 talere teoretice.

fel de mâncare fizică - dispozitivul real. Aburul trece prin stratul de lichid pe placă într-o multitudine de bule, creând o suprafață de contact extinse. In placa clasica design fizic oferă aproximativ jumătate de condiții pentru a atinge o stare de echilibru. Prin urmare, pentru funcționarea normală a coloanei de distilare este nevoie de două ori mai multe tăvi fizice decât teoretic (calculat) minimum - 50-60 bucăți.

Duzele. Adesea, plăcile plasate numai pe instalația industrială. In laborator si acasa, ca elemente de contact fracționare utilizate duze - cupru special răsucite (sau oțel), plasă de sârmă sau de spălare a vaselor. În acest caz, refluxul curge într-un curent subțire pe întreaga suprafață a duzei, oferind suprafața maximă contact cu vaporii.

Modele foarte mult. Un dezavantaj al atașări sârmă de casă - o posibilă deteriorare a materialului (înnegrire, rugina), analogi de fabrică lipsite de aceste probleme.

Proprietăți ale coloanei de rectificare

Material și dimensiuni. Turnul de cilindru, duze, cubul și distilerii realizate în mod necesar din oțel comestibil, oțel inoxidabil, în condiții de siguranță în conformitate cu căldură (se extinde uniform) aliaj. Structurile de auto-a făcut în cub ca cutiile de cele mai frecvent utilizate și mașini de gătit sub presiune.

Lungimea minimă a țevii de origine fracționarea - 120-150 cm, diametru - 30-40 mm.

sistem de încălzire. În procesul de rectificare este foarte important să se monitorizeze și să se adapteze puterea de încălzire rapidă. De aceea, cea mai bună soluție este încălzită prin încălzitoare electrice montate în partea inferioară a cubului. Aplicarea căldurii nu este recomandată de o sobă cu gaz, deoarece nu permite să se schimbe în intervalul de temperatură (inerție ridicată a sistemului) rapid.

controlul procesului. În timpul coloanei de rectificare, este important să urmați instrucțiunile producătorului, care trebuie să fie indicată operațiune specială, puterea de încălzire, raportul de reflux și modelul de performanță.

Este foarte dificil de a controla procesul de distilare, fără cele două dispozitive simple - termometru (ajută la determinarea gradului corect de încălzire) și Alcoolmetre (măsuri cetate alcool rezultat).

Performanță. Este independentă de mărimea coloanei, deoarece mai mare bara laterală (pipe), cu atât mai mare tăvile fizice situate în interiorul, prin urmare, mai bine de curățare. Aceasta afectează performanța puterii de încălzire, care determină viteza fluxului de vapori și reflux. Dar inductoare (oprire de lucru), atunci când alimentarea cu energie electrică coloana supraabundenta.

Valori medii performanță acasă fracționare - 1 litru pe oră, la o putere de încălzire de 1 kW.

Efectul presiunii. lichide temperatura de fierbere depinde de presiune. Pentru alcool cu ​​succes presiune superioară coloană de distilare trebuie să fie apropiată de presiunea atmosferică - 720-780 mmHg In caz contrar, presiunea va scădea odată cu scăderea densității vaporilor și crește rata de evaporare, care poate provoca înecarea coloanei. Atunci când presiunea scade prea ridicată rată de evaporare, ceea ce face funcționarea dispozitivului ineficient (fără separarea amestecului în fracțiuni). Pentru a menține coloana corectă rectificare de presiune pentru fiecare alcool este echipat cu tubul de comunicație cu atmosfera.

Cu privire la posibilitatea de asamblare de casă. Teoretic, coloana de distilare nu este un dispozitiv foarte complicat. Proiectare implementat cu succes de către meșteri calificați în casă.

Dar, în practică, fără o înțelegere a fundamentelor fizice ale procesului de rectificare, calcularea corectă a parametrilor de echipamente, de selecție și de calitate materiale subansambluri, utilizarea coloanei de distilare de casă devine o ocupație periculoasă. Chiar și o greșeală poate avea ca rezultat un incendiu, explozie sau arsuri.

În ceea ce privește securitatea ultimul test (au documente justificative) coloane fabrică de încredere, în afară de vin cu instrucțiuni (pentru a fi detaliate). Riscul unei situații critice se reduce la doar doi factori - asamblarea și funcționarea corectă în conformitate cu instrucțiunile, dar este o problemă de aproape toate aparatele de uz casnic, nu doar coloane sau apă de ploaie.

Principiul de funcționare a coloanei de distilare

Cubul este umplut până la 2/3 din volumul. Înainte de a trece de instalare atent verificată pentru scurgeri și de a construi unitate de selecție a distilatului se suprapun și se alimentează cu apă de răcire. Numai atunci puteți începe cub de încălzire.

Optimal alcool cetate hrănesc cu coloana un amestec de - 35-45%. Aceasta este, în orice caz, înainte de a se cere distilarea rectificarea de spălare. Produsul (alcool brut), apoi prelucrate pe o coloană pentru a da alcool aproape pur.

Aceasta înseamnă că, coloana de distilare de origine nu este un substitut complet pentru un aparat clasic brewed (distilator) și poate fi considerată ca o etapă suplimentară de curățare, retransmiterea înlocuiește distilare calitativă (a doua distilare), dar nivelarea proprietăților organoleptice ale băuturii.

În corectitudine, am act de faptul că majoritatea modelelor moderne ale coloanei de distilare implică lucrul în funcțiune Moonshine. Pentru a merge la distilarea trebuie doar pentru a închide conexiunea păsuit cu atmosfera și unitatea de selecție deschisă distilat.

În cazul în care, în același timp, taie atât Uniunii, coloana încălzită poate exploda din cauza presiunii excesive! Evitați aceste greșeli!

În instalațiile industriale de multe ori continuă Braga distilat o dată, dar acest lucru este posibil datorită dimensiunii și proiectare enorme caracteristici. De exemplu, standardul este considerat țeavă 80 de metri înălțime și 6 metri în diametru, în care există mai multe ori mai multe elemente de contact decât în ​​coloanele de rectificare pentru acasă.

După pornirea lichidului din cub încălzitor este adus la fierbere. Vaporii se ridică prin coloană, iar apoi intră în deflegmator unde este condensat (apare reflux) și pereții țevii este returnat în formă lichidă la porțiunea inferioară a coloanei, pe drumul înapoi în contact cu aburul în creștere pe plăci sau duzele. Sub acțiunea refluxului a încălzitorului devine aburi din nou, iar condensatorul cu reflux condensează vaporii de la partea de sus din nou. Procesul este ciclic, cele două fluxuri sunt continuu în contact unul cu celălalt.

După stabilizarea (vapori și reflux este suficientă pentru o stare de echilibru) în partea superioară a fracției coloanei se acumulează net (virgulă) cu cel mai scăzut punct de fierbere (alcool metilic, acetaldehida, esteri, alcool etilic), în partea de jos - cu cel mai mare (ulei de fuzel). Deoarece selectarea fundurilor crește treptat coloana.

In cele mai multe cazuri stabile (selecția poate începe) este considerată ca fiind o coloană, în care temperatura nu se schimbă timp de 10 minute (timp total de încălzire - 20-60 minute). Până în acest punct rulează dispozitiv „de la sine“, creând fluxuri de vapori și reflux, care tind spre echilibru. După stabilizarea începe fracțiunea de vârf de selecție care conține substanțe nocive: esteri, aldehide și alcool metilic.

Coloana de distilare nu elimină necesitatea de a separa în fracțiuni. Așa cum este cazul cu Moonshine convențională încă mai trebuie să colecteze „cap“, „corpul“ și „coada“. Singura diferență în intervalul de ieșire. Când fracțiuni de distilare sunt „lubrifiate“ - o substanță cu o structură similară, dar cel puțin o zecime de grad puncte de fierbere diferite nu se suprapun, astfel încât „corpul“ selectarea unui alcool aproape pur. În timpul distilării convenționale pentru a partaja accesul la facțiunea, constând dintr-o singură substanță, care este fizic imposibil de a proiecta nu a fost utilizat.

În cazul în care coloana este afișată în modul optim de funcționare, atunci selectarea „corpul“ dificultăți nu apar, deoarece temperatura este stabilă tot timpul.

Fracțiunea inferioară ( „cozi“) la rectificarea retrasă, ghidată de temperatura sau mirosul, dar spre deosebire de distilarea acestor substanțe nu conțin alcool.

Returnarea proprietățile organoleptice ale alcoolului. Adesea, „cozile“ sunt necesare pentru a readuce spiritul „suflet“ rectificat - aroma și gustul materiei prime, cum ar fi mere sau struguri. După terminarea procesului, în alcool pur, se adaugă o anumită cantitate de fracțiuni de steril colectate. Concentrarea a fost calculată în mod empiric prin experimente pe o cantitate mică de produs.

Video: Cea mai bună coloană de distilare. Cum se obține alcool pur la domiciliu

Avantajul posibilității de rectificare pentru a produce în mod substanțial tot lichidul conținut în alcool, fără a pierde calitatea. Aceasta înseamnă că „capetele“ și „cozi“ produse în vorbe de clacă, poate fi recirculat în coloana de distilare și în siguranță etanolul sănătate.

inundaţii de fracționare

Fiecare design are o viteză maximă de mișcare a perechii, urmat de reflux tocati încetinește mai întâi în jos și apoi se oprește cu totul. Fluid se acumulează în coloana de distilare și este „inundare“ - teplomassoobmennyh proces de terminare. În interior există o cădere de presiune puternică, există zgomot de fond sau susură.

Video: O coloană de sticlă

Motivele pentru inundarea coloanei de distilare:

• putere de încălzire excesivă (cel mai frecvent);
• înfundarea partea inferioară a dispozitivului și preaplin cub;
• presiune atmosferică foarte scăzută (tipic pentru zonele montane înalte);
• Tensiunea este mai mare decât 220V - rezultând în creșterea capacității de încălzire;
• proiectare erori și defecte.