Ректификационная колонна своими руками.

Ректификационная царга

это дополнительное оборудование для ректификационных колонн и самогонных аппаратов с режимом ректификации. Компания Самогон-ка предлагает модернизировать ваш «Добровар» в профессиональную установку для производства чистейшего спирта. Наши царги являются уменьшенными копиями промышленных установок, и поэтому получаемый с их помощью продукт, соответствует всем существующим стандартам качества.

Устройство ректификационной царги

Конструкция царги достаточно проста, чем и обуславливается её длительный срок эксплуатации.

Как протекает ректификация?

Не стоит путать повторную перегонку спирта-сырца и его ректификацию. Ректификация имеет несколько иной принцип разделения смеси на фракции, в основе которого лежит беспрерывное выделение высококипящих компонентов. Для того чтобы самогонный аппарат смог производить спирт высокой очистки, к нему прикручивается одна или несколько царг. В процессе ректификации также учувствует кислород, и поэтому предназначенные для этого самогонные аппараты и ректификационные колонны оснащены атмосферным штуцером.

В результате кипения спиртосодержащего сырья (чаще всего это разбавленный с водой самогон) происходит образование пара, который через царгу стремится попасть в дефлегматор. Система охлаждения в свою очередь преобразует пар в жидкость, заставляя её стекать вниз по активной зоне колонны. В верхней части царги, а именно на поверхности насадки, происходит взаимодействие поднимающихся паров и сконденсированной жидкости, запуская процесс тепло-массообмена. В результате такого «сотрудничества» жидкая фаза продукта насыщается высококипящими компонентами, которые и обеспечивают большое содержание спирта.

Основная часть сконденсированной жидкости возвращается обратно для повторного преобразования в пар, и лишь малая её доля попадает в узел отбора. Беспрерывный процесс ректификации обеспечивает высокоэффективную очистку сырья от вредных примесей и водосодержащих компонентов. При точном соблюдении технологического процесса ректификат получает максимальную крепость 96%.

Виды ректификационных царг

Как правило, ректификационные царги изготавливаются для конкретной линейки оборудования. Такого рода аксессуары имеют особые размеры, способы крепления и индивидуальные параметры. Компания «Самогон-ка» предлагает царги, подходящие только для модификации самогонных установок серии «Добровар». У нас Вы можете приобрести царги длиной 15, 25 и 50 сантиметров, при необходимости состыковать их в единую конструкцию.

Стоит отметить, что одновременное использование царг разных производителей может привести к ухудшению качества спирта и уменьшению производительности всего аппарата (даже при полном совпадении установочных гнёзд). Соединение наших царг позволит увеличить степень отчистки аппарата без существенной потери скорости ректификации.

Помимо длины, ректификационные царги могут различаться диаметром. Оборудование, предназначенное для аппаратов «Добровар», может попросту не подойти к моделям других производителей. Универсальные царги, появившиеся не так давно на рынке самогонных аппаратов, предусматривают стационарную установку на перегонные ёмкости без возможности дальнейшей модификации.

Как уже было сказано, царги для «Доброваров» изготовлены из нержавеющей стали. Существуют производители, которые для этих целей используют медную основу. Медные ректификационные колонны также эффективны, однако имеют более короткий срок службы. Что касается преимущественных очистных свойств меди, то они больше ценятся при получении дистиллята. Режим ректификации предусматривает полный цикл переработки спирта-сырца, не требующего предварительного очищения.

Технология изготовления качественного самогона, пригодного к употреблению в чистом виде или для переработки в более благородные алкогольные напитки, состоит из множества нюансов. Один из важных моментов самогоноварения? . Царга, герметичный , ТЭН, парогенератор в системе перегонки зернового сусла, используемого в рецептах приготовления домашнего коньяка и виски, имеют значение при получении ректификационного спирта. Дополнительные аксессуары и автоматика позволяют контролировать процесс

Какие функции возлагаются на перечисленные детали перегонной системы? Для чего и когда их применяют?

Ректификационная царга

Для приготовления качественного спирта-ректификата крепостью до 96% необходимо оснастить самогонный аппарат царгой. Царга? это трубка из нержавеющей стали с наполнением в виде спирально-призматической насадки. Назначение оборудования? разделение паров дистиллята на фракции разной плотности. В домашнем самогоноварении царга играет роль ректификационной колонны, что позволяет модернизировать типовой дистиллятор до уровня заводского оборудования и на выходе получить спирт высокого качества и степени очистки.

Ректификационные царги для бытового самогонного аппарата выпускают разной длины? 15, 35, 45 см. Условная степень очистки дистиллята? 20, 50, 60 крат. Чем выше трубка, тем медленнее в ней протекает процесс ректификации. Соответственно, повышается разделительная способность оборудования и на выходе получается спиртосодержащая жидкость с минимальной концентрацией посторонних примесей.

Перегонка браги через самогонный аппарат с царгой 15 и 35 см длины позволяет получить отличный самогон. Тем не менее перед употреблением его необходимо очистить от сивушных масел дополнительно одним из известных способов (уголь, марганцовка, сода и т. д.).

При использовании царги длиной 45 см -ректификат, удельная масса чистого этилового спирта в котором составляет 96% от общего объема. При введении в схему самогонного аппарата нескольких царг степень очистки перегоняемой жидкости равняется сумме их кратностей.

Бак самогонного аппарата

Перегонным кубом или баком называют емкость в которой происходит нагрев браги. Основные требования,
предъявляемые к бакам:

достаточный для перегонки нужного количества жидкости объем;
герметичность крышки, мет подсоединения патрубков;
форма, позволяющая устанавливать ректификационные царги в строго вертикальном положении.

Использовать в качестве бака для самогонного аппарата можно любую тару или посуду, которая соответствует этим требованиям. Материалом изготовления бака обычно выступает сталь или пищевая нержавейка? сплавы, которые не вступают в реакцию с кислыми растворами при перегонке и не влияют на качество самогона.

В самогонных аппаратах для виски и коньяка, предназначенных для производства небольшого количества ректификационного спирта под бак для сусла можно переделать скороварку, кастрюлю, другую кухонную утварь.

ТЭН в аппарате

ТЭН (трубчатый электронагреватель) ? нагревательный элемент, преобразовывающий электрическую энергию в тепловую. Представляет собой изогнутую?скрепкой? или спиралью трубку с толстыми стенками, внутри которой находится никель-хромовая спираль. Свободное пространство в трубке ТЭНа заполняют веществом с высокой теплопроводностью (оксид марганца).

Электронагреватель типа ТЭН надежен, не боится ударов, вибраций, безопасен в эксплуатации. В самогоноварении используется для нагрева перегоняемой жидкости. Устанавливают ТЭН внутри емкости для браги или парогенератора, применяемого для варки густого зернового сусла.

Преимущества самогонных аппаратов с ТЭНами заключаются в значительной экономии времени на перегонку дистиллята и мобильности устройства. Ими можно пользоваться не только на кухне в квартире или частном доме, но и в любом другом помещении, где есть возможность подключиться к электросети. То есть перегонкой дистиллята можно заниматься в гараже, на даче, во дворе дома и т. д.

Для производства домашнего самогона, изготовления ректификационного спирта для водки, виски, коньяка рекомендуется использовать ТЭН из нержавеющей стали напряжением от 1,5 кВт.

Помпа

Чтобы сэкономить воду, охлаждающую змеевик самодельного дистиллятора, используют замкнутую систему охлаждения. Но поскольку вода в резервуаре быстро нагревается и эффективность действия?холодильника? понижается, необходимо организовать циркуляцию жидкости. Для этого нужна помпа.

Самодельный конденсатор в этом случае изготавливают из двух резервуаров на 30-40 л воды. Один из них расположен чуть ниже, чтобы отработанная, нагретая жидкость стекала самотеком. Установленная в нижнюю емкость помпа (аквариумный насос) перекачивает воду обратно в верхний резервуар, обеспечивая таким образом цикличность процесса.

Парогенератор в самогонном аппарате

В рецептах домашнего коньяка брага готовится из зерна или фруктов. Сусло получается достаточно густым, поэтому перед перегонкой гущу отфильтровывают. Но если через парогенератор, можно исключить этот этап из общего процесса.

Что такое парогенератор? Это обычный перегонный куб, внутри которого установлен ТЭН. В него заливают обычную воду. После закипания вода начинает интенсивно испаряться и через паропровод, дополненный системой фильтрации, поступает из парогенератора в суслопарочный котел с брагой. Горячий пар нагревает брагу, начинается перегонка дистиллята.

Процесс протекает намного медленнее, чем если бы емкость с суслом стояла непосредственно на огне, но при использовании парогенератора гуща никогда не подгорит. Таким образом, парогенератор гораздо удобнее использовать для перегонки густых фруктовых (яблочных, абрикосовых) браг или зернового сусла для домашнего коньяка и виски. Также парогенератор можно применять в качестве емкости для сбраживания сырья.

Комплект автоматики для самогонного аппарата

Если самогонный аппарат оснастить дополнительными аксессуарами, контролировать процесс дистилляции будет намного проще. Специальная автоматика применяется для ректификации самогона и выполняет следующие функции:

Измерение температуры в любом блоке самогонного аппарата.
Управление отбором дистиллята, отделение фракций по термометрическим показаниям.
Контроль над завершением процесса ректификации или дистилляции при достижении максимальной температуры жидкости в перегонном кубе или парогенераторе, спиртосодержащих паров в дистилляторе.
Управление системой охлаждения конденсатора.
Поддерживание заданных показателей мощности, подаваемой на ТЭН перегонного куба, а также на всем протяжении процесса ректификации.
Контроль повышения температуры, переполнения приемного сборника готового спирта-ректификата.

Одним словом, такой аксессуар позволяет практически полностью автоматизировать процесс. При этом отпадает необходимость все время присутствовать возле самогонного аппарата, вручную регулировать температуру нагрева и охлаждения, отделять головные и хвостовые фракции.

Дополнительные аксессуары

В автоматизации процессов самогоноварения, приготовления в домашних условиях спирта-ректификата применяются различные вспомогательные аксессуары. Например, плата ШИМ регулятора выполняет несколько функций: во время первичной дистилляции регулирует подачу браги (самотеком) в НБК, контролирует подачу воды в систему охлаждения конденсатора, управляет процессом отбора и дозировки спирта во время ректификации.

Такой важный аксессуар, как датчик температуры, предупреждает о возможном прорыве горячей жидкости или несконденсированных паров через дистиллятор. Датчик переполнения емкости для сбора готового дистиллята срабатывает, когда жидкость наполняет сосуд до краев. Рабочую зону прибора помещают на заданную высоту и при окунании датчика в жидкость нагрев перегонного куба автоматически прекращается. Дистиллят перестает поступать в приемник.

Эти и многие другие аксессуары? незаменимые помощники как начинающих, так и опытных самогонщиков.

Как сделать коньяк или виски в домашних условиях

Рецепты изготовления коньяка могут быть разными, но в некоторых моментах они схожи? для сбраживания использовать только высококачественное сырье, никаких пекарских дрожжей использовать нельзя, выдерживать готовый продукт в дубовых бочках или настаивать на дубовых колышках (упрощенный вариант). Для домашнего виски, который по вкусовым характеристикам будет идентичен продукту, произведенному промышленным способом, рецепты сусла предполагают использование только сортового зерна.

Сырье необходимо замочить, очистить от мусора, испорченных, покрытых плесенью зерен, промыть. Перед закладкой в емкость для брожения зерно необходимо прорастить.

В качестве основы для брожения используют винные или дикие дрожжи, закваску, приготовленную из заброженного солода, фруктов, виноградной мезги. Все ингредиенты смешивают по рецепту, заливают теплой водой и оставляют для брожения в теплом месте на 1-2 недели. Ежедневно сусло перемешивают.

Когда брожение прекратится, брагу нужно оставить на сутки в покое, затем слить с осадка и отфильтровать. Перегонять обычным методом, отсекая головные и хвостовые фракции. Перегонку прекращают, когда крепость дистиллята снизится до 50 градусов.

По классическому рецепту для приготовления виски и коньяков необходимо использовать дистиллят двойной перегонки. Поэтому самогон сортируют (разбавляют водой) и вновь перегоняют в самогонном аппарате.

Завершающий этап? очистка дистиллята одним из известных способов и выдержка в дубовых бочках. Чтобы получить коньяк или виски хорошего качества, выдерживать очищенный домашний самогон или разбавленный спирт-ректификат нужно в течение нескольких месяцев.

Царга для самогонного аппарата своими руками поможет решить несколько проблем и модернизировать устройство старого типа. Это приспособление, которое может превратить устаревшее оборудование в весьма мощный и довольно модный аппарат для .

Если говорить о том, как выглядит царга и что она собой представляет, то стоит пояснить, что речь идет о трубке, которая присоединяется к устройству для дистилляции. Но это непростая труба, она имеет определенную «начинку», которая и помогает на выходе получить продукт высокого качества с отличными характеристиками.

Для чего нужная царга?

В процессе брага проходит через несколько этапов очистки. Она постепенно превращается в алкоголь, но в его составе все же присутствуют примеси и так называемые сивушные масла.

Царга для самогонного аппарата

Сивуха вредна для здоровья человека, она может стать причиной тяжелого отравления, которое, в свою очередь, приведет к органическому поражению печени и головного мозга. Признаком интоксикации служит тяжелое похмелье.

Если в алкоголе нет сивухи, то и похмелья от него не будет, по крайней мере, если не злоупотреблять спиртными напитками.

Так вот царга нужна для того, чтобы очистить самогон от вредных примесей и сивушных масел. За счет специальной «начинки» обычная, на первый взгляд, труба выполняет функцию многоступенчатого фильтра. Она очищает алкоголь от вредных примесей, повышает его крепость, влияет на вкус и запах.

Сделать царгу можно самостоятельно, но тут есть определенные трудности в технологии ее изготовления. По этой причине царгу часто покупают уже в готовом виде. Приспособление можно приобрести на специализированных сайтах, которые занимаются продажей самогонных аппаратов и дополнительных модулей.

Что касается функций приспособления, то говорят, что царга в несколько крат увеличивает качество алкоголя, помогает получить продукт высокого качества, не прибегая к повторной перегонке.

Выбирая длину царги, стоит учесть, что степень очитки зависит от длины трубы:

20-кратную степень очистки дает труба длиною в 15 см.
50-кратную - в 35 см.
65-кратную - не менее 45 см.

Некоторые любители производить самогон в домашних условиях думают, что можно получить напиток чище в 20 раз, присоединив к аппарату трубу длиной всего лишь 15 см. На деле все не совсем так. Кратность показывает, сколько раз происходит контакт конденсата с насадкой или так называемой начинкой.

Чем кратность выше, тем лучше для продукта, тем выше его качество и крепость. Многие путают царгу с ректификатором, на деле эти приспособления имеют несколько отличий. Если говорить точнее, то царга - это неотъемлемая часть ректификационной колонны. Но ректификатор состоит не только из царги, что стоит учитывать.

Несмотря на то что конструкция царги имеет определенные особенности, ее все же можно сделать своими руками в домашних условиях при наличии определенных навыков в конструировании.

Делаем приспособление сами

Если разобраться, то ничего сложного в изготовлении этого приспособления нет. Но чтобы сделать царгу, надо обладать хоть какими-то навыками в работе с болгаркой, паяльником и металлом.

Лучшим материалом для этого устройства будет медь или нержавейка. Что касается первой, то она отличается высокой теплопроводностью, а вот нержавейка идеально подходит для создания перегонного куба, царги и других частей самогонного аппарата.

Если есть возможность и желание, то можно сделать разъемную царгу, особенно если планируется оснастить аппарат трубой длиной не менее 45–50 см.

Но стоит иметь в виду, что резьбу на трубе придется вырезать самостоятельно. Диаметр ее подбирается в индивидуальном порядке.

Процесс изготовления царги своими руками:

Выбираем трубу, подойдет отрезок диаметром от 35 до 45 мм. Еще понадобится штуцер, желательно, чтобы он был разъемным, его следует закрепить на крышке перегонного куба. Закрепить штуцер помогут две гайки и прокладки из силикона, они обеспечат конструкции герметичность. Но не стоит в целях экономии использовать прокладки из резины. Дело в том, что этот материал влияет на качество продукта, меняет его вкус и запах. Если крышка куба, сделана из нержавеющей стали, то штуцер можно просто приварить к ней.
Чтобы труба легко накручивалась на патрубок, с ее внутренней стороны придется нарезать резьбу. Если на штуцере резьба находится с внутренней стороны, то на царге она должна располагаться с внешней. Длина резьбы должна составлять не менее трех сантиметров. Стоит проверить крепость конструкции, поскольку именно на ней будет держаться вся верхняя часть аппарата.
Основание должно быть прочным, особенно если к нему будет присоединен холодильник с трубопроводом. В том случае, если из царги планируется создать ректификационную колонну, то конструкция может отличаться немного меньшей прочностью, поскольку на нее не будет давить холодильник или трубопровод.
На верхнюю часть трубки также придется нанести резьбу. Посредством ее будет подсоединяться вторая часть ректификационной колонны, «головная» часть царги или отвод паропровода, который идет к холодильнику.
Нижняя часть царги должна быть длиной от 35 до 45 мм. Если труба до этих показателей не дотягивает, то ее можно удлинить любым известным способом. Но не стоит использовать различные вставки, пытаясь таким образом удлинить царгу. Вставка из пластика, чугуна или любого другого материала может оказать негативное влияние на качество алкоголя: наделить напиток ненужными примесями, изменить его вкус, запах и состав.
Теперь понадобится просверлить отверстие, оно должно находиться чуть ниже кромки резьбы буквально на 2-3 см. Диаметр отверстия небольшой, всего 3-4 мм. Опять нарезаем резьбу и вкручиваем в отверстие трубку длиною 3-4 см. Эта трубка будет своеобразным гнездом, в которое затем нужно будет вставить штуцер и термометр. Датчик температур будет крепиться в штуцере с помощью уплотнителей из силикона.

Когда царга будет готова, ее необходимо будет наполнить. В качестве наполнителя используют мелкие, закрученные в спираль проволоки из меди или нержавейки. Но не стоит пытаться изготовить «наполнитель» самостоятельно: это очень трудоемкая и неблагодарная работа.

Наполнитель можно приобрести в специализированном магазине. Кто-то использует в качестве «фильтров» мелко нарезанные мочалки из нержавейки для мытья посуды. В принципе в этом нет ничего «криминального». Но следует обладать 100 % уверенностью в том, что мочалки сделаны именно из этого металла, а не из любого другого.

Чтобы наполнитель по чистой случайности не оказался внутри бака, нужно установить ограничитель, в качестве которого можно использовать ситечко из нержавейки. Это может быть ситечко для чайника весьма крупного размера или обычное старое ситечко с кухни.

Можно с этой целью использовать и сетку для мытья посуды, но перед тем как вырезать из нее круг нужного диаметра, стоит убедиться в том, что сетка сделана из нержавейки. Требуется затолкать внутрь трубы несколько подобных отрезков и уплотнить конструкцию.

Если не жалко средств, то вместо подобных «инноваций» можно ограничиться покупкой специальной насадки.

Насадка представляет собой плотно сплетенную из нержавеющей стали полоску, ее скручивают в рулон, а после вставляют внутрь трубы. Стоимость насадки нельзя назвать высокой.

Что касается наполнителя, то, по сути, это главная часть царги, не стоит пренебрегать им и использовать для изготовления его материалы невысокого качества. Это напрямую отразится на вкусовых характеристиках алкоголя.

Перед изготовлением модуля, желая модернизировать старый аппарат для производства самогона, стоит учесть, что наличие царги немного снизит мощность устройства. На практике мощность прибора снизится примерно на 30 %, а значит, на выгон алкоголя придется потратить чуть больше времени. Но эти затраты легко компенсируются, если учесть тот факт, что полученный в результате дистилляции напиток будет отличаться прекрасными характеристиками.

Впрочем, не стоит переоценивать или недооценивать царгу. Это приспособление нередко помогает превратить прибор, который ранее выдавал алкоголь, непригодный для питья, в устройство, которое способно производить качественный самогон высокой крепости.

Часто возникает вопрос, что лучше ректификационная колонна или самогонный аппарат. Сторонников каждого аппарата много, но однозначно имея РК можно получать и хороший самогон, а наоборот не получится. Ректификация позволяет получить из спирта сырца (самогона) чистый спирт крепостью 96-98°. Органолептика у хорошего спирта практически отсутствует, запаха сырья нет, использовать чистый продукт можно для производства домашних водок и всяких наливок, настоек. В домашних условиях получить такой продукт можно используя миниспиртзавод. Домашний миниспиртзавод сегодня довольно просто приобрести в специализированных магазинах. Так же реально сделать самостоятельно настоящую ректификационную колонну своими руками.

Кроме технических навыков вы должны знать принцип работы этого устройства, как работает ректификационная колонна. Для получения спирта применяются насадочные колонны, они имеют небольшие габариты, легко умещаются по высоте в условиях обычной квартиры. Производительность такого устройства достигает 300-1000 мл в час, что вполне достаточно для домашних нужд.

Ректификационная колонна – принцип работы. В качестве насадки для колонны используют различные материалы нейтральные к действию спирта – стекло, нержавеющая сталь, керамика. Основное свойство всех насадок заключается в смачивании и удержании флегмы на своей поверхности. То есть пары спирта из перегонного куба устремляясь вверх по колонне конденсируются наверху и возвращаются вниз стекая по насадке. Происходит обмен компонентами, спирты поднимаются вверх по колонне, а вода и более тяжелые примеси стекают обратно в перегонный куб. Когда стабильная ректификационная колонна входит в рабочий режим, наступает баланс между поступлением пара и отбором спирта. В колонне стабилизируется температура и во время всего процесса ректификации она держится на одном уровнен не превышая 0,1-0,3 градусов. Поддержать такой режим удается хорошим утеплением колонны, подачи определенной для каждой колонны мощности и поддерживая необходимое давление в системе

Устройство ректификационной колонны

Как сделать ректификационную колонну волнует многих домашних винокуров. А ведь небольшой миниспиртзавод для дома можно сделать самостоятельно, намного сэкономив при покупке готового комплекта. Сумма буде в 2-3 раза меньше если вы решите сделать ректификационную колонну самодельную. Все детали, как устроена ректификационная колонна и чертеж подробно описаны ниже.

Каждый домашний миниспиртзавод состоит из:

Перегонный куб;
Царга;
Насадка;
Узел отбора;
Дефлегматор;
Холодильник;
Царга пастеризации (опционально);
Автоматика.

Чертеж схема ректификационной колонны

Перегонный куб. По другому испарительный куб,в него заливается сырец(самогон) для ректификации. Куб также является прочным основанием для колонны, вес колонны с насадкой достаточно велик. Для домашнего использования обычно используется емкость 15-50 литров. Куб может быть универсальным подходящим для перегона браги и спирта, в этом случае целесообразно использовать большую емкость 30-50 литров. При изготовлении куба часто используются пивные кеги из «нержавейки» на 30 и 50 литров или пищевые котлы. Емкость должна быть оборудована нагревательным элементом, в качестве которого используется ТЭН или два ТЭНа мощностью 1-3 кВт. В качестве источника нагрева можно использовать электоро или индукционную плитку с возможностью регулировки мощность нагрева. На кубе устанавливается термометр для внутреннего контроля кубовой жидкости. Для уменьшения тепло потерь, рекомендуется утеплить куб снаружи.

Царга. Главная, основная часть любой ректификационной колонны. Все процессы протекают именно в ней. Колонну к домашнему миниспиртзаводу можно собрать из нескольких соединенных частей (царг). Соединения всех царг лучше сделать при помощи молочных муфт или кламп соединений. Такая система получится универсальной и может использоваться как бражная колонна для самогона и миниспиртзавод. Для царги используется труба из пищевой нержавеющей стали внутренним диаметром 25-60 мм.

Ректификационная колонна для самогонного аппарата, на которой производят спирт НДРФ (недоректификат крепостью 94-95°) может быть сделана из меди. Диаметр колонны необходимо подобрать ориентировочно 25мм – 0,5кВт, 32мм – 1кВт, 38мм-1,5кВт, 50мм – 2,5кВт. Длина насадочной части ректификационной колонны должна составлять 30-50 диаметров, т.е. если внутренний диаметр трубы 50 мм, то высота должна быть 1500 – 2500 мм. Чем выше колонна, тем лучше происходит в ней обмен пара и жидкости, а в итоге чище спирт. Толщина стенки желательно не больше 1 мм.

Колонне необходима тщательная теплоизоляция. Хорошо зарекомендовал себя утеплитель для труб, также царгу можно утеплить другими методами, намотав шпагат на трубу, замотав сверху фольгированным скотчем. Чем лучше будет выполнена термоизоляции тем стабильнее будет работать колонна. В 20-30 см от низа насадки нужно сделать посадочное место для термометра.

Сделать это можно припаяв трубочку необходимого диаметра к царге. Либо вварить гильзу под датчик или термометр. Нержавейку и качественного сварщика аргонщика не всегда найти, поэтому ректификационную колонну для спирта можно спаять из медных фитингов. Ректификационная колонна из фитингов сантехники своими руками паяется очень просто, подобрать их легко в специализированных магазинах.

Насадка. На сегодня наиболее качественной насадкой считаются СПН (спирально-призматическая насадка). Она изготавливается из нержавеющей или нихромовой проволоки, которая не должна вступать в реакцию со спиртом и другими продуктами перегона.
Цена насадки высокая, но при желании ее легко намотать самостоятельно. Для того чтобы насадка держалась в трубе, внизу царги впаивается крестовина из нержавеющего электрода для сварка, на него укладывается 2-3 см путанки из проволоки (нихром). Сверху не плотно засыпается насадка СПН и поверх вставляется еще один проволочный пыж.

Второй по эффективности насадкой можно назвать РПН – насадка панченкова, она представляет собой сетку из проволоки, смотанной в пыжи диаметром вашей трубы. Есть еще керамические кольца рашига, стеклянные шарики. Самая простая насадка это мочалки из нержавейки, но эффективность такого наполнителя очень низкая. Для трубы длиной 1,3 метра диаметром 35 мм понадобится 16-18 шт. мочалок.

Дефлегматор с узлом отбора РК. Дефлегматор венчает верхнюю часть рек.колонны. В него поступают пары спирта и конденсируются, превращаясь в жидкую флегму. Часть жидкой флегмы возвращается по насадке вниз, а часть через узел отбора выводится наружу. Конструкция дефлегматора может быть разной. Самым простым в изготовлении считается рубашечный или прямоточный дефлегматор. Сделан он из двух труб разного диаметра, между которыми циркулирует вода для охлаждения. Вода подается снизу, сверху выходит теплая вода. Внешний корпус такого дефлегматора можно сделать из обычного термоса.Диаметр внутренней трубы обычно делают таким же как и насадочная колонна. В верхней части любого дефлегматора находится ТСА – трубка связи с атмосферой.

Еще один вариант- дефлегматор димрота. Он представляет собой отрезок трубы (продолжение царги) в середине которой расположенная спираль из тонкой трубки диаметром 6-10 мм по которой циркулирует охлаждающая жидкость. Для колонны диаметром 50 мм димрот наматывается из трубки 6 мм длиной 3 метра. Дефлегматор получается длиной 25-35 см. Такая конструкция имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости и считается эффективней.

И третий вариант – дефлегматор кожухотрубный. В трубу большого диаметра вварены несколько тонких трубок в которых происходит конденсация паров. Плюсом такого устройства является универсальность, он может работать и как холодильник дистиллятора. Второе преимущество такого типа – малый расход воды и большая площадь охлаждения. Кожухотрубник можно сделать наклонным, что уменьшает высоту колонны, актуально для домашнего миниспиртзавода в квартирах с низкими потолками.

Под дефлегматором выше насадочной части находится узел отбора дистиллята в ректификационной колонне. Обычно его конструкция состоит из одной или двух перегородок и трубки отбора спирта. Перегородки под наклоном ввариваются или впаиваются в царгу. На трубку отбора устанавливается игольчатый кран с тонкой регулировкой или зажим гофмана, для ограничения или увеличения отбора фракций.

Царга пастеризации. Царга пастеризации позволяет более качественно очистить товарный спирт от головных фракций. Которые образуются в верхней части ректификационной колонны и дефлегматоре на протяжении всего процесса ректификации. Царга пастеризации спирта усложняет конструкцию ректификационной колонны и может не устанавливать как отдельный элемент, но она позволяет улучшить качество спирта ощутимо. Медленный отбор голов ведется и вовремя отбора спирта ректификата из царги пастеризации.

Холодильник. Спирт на выходе течет горячий и что бы его охладить после узла отбора и крана устанавливается дополнительный холодильник (до охладитель). Можно приобрести готовый стеклянный холодильник в магазинах «мед техника».
Либо изготовить самодельный холодильник из трубок как рубашечный дефлегматор, но с меньшими размерами. Длина холодильника примерно равна длине дефлегматора или чуть длиннее. Вода сначала поступает в нижний вход холодильника, затем с верхнего идет на дефлегматор. Регулируя краном поток воды добиваются нужных показателей.

Автоматика для ректификационной колонны. Сложный процесс ректификации требует постоянного присутствия и наблюдения.
Хорошая автоматика дает возможность производить ректификацию, без постоянного участия человека в процессе. Она не допускает попадания “хвостов” в товарный спирт, позволяет отоборать головные фракции в отдельную емкость. Блок управления ректификацией, сокращенно (БУР), включит воду для охлаждения при нужной температуре, снизит мощность при отборе и уменьшит автоматически отбор в конце. После отбора хвостов выключит нагрев и воду. Простейший вариант автоматизации установка старт стопа с клапаном, который прекращает отбор при повышении температуры в колонне, после стабилизации температуры, отбор возобновляется. Собрать автоматику для домашнего миниспиртзавода дешевле из китайских комплектующих или приобрести на профильных форумах.

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.

Зависимость мощности от диаметра трубы

Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.

Объем куба для ректификационной колонны

Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.

С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.

При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.

Источник и мощность нагрева колонны

Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.

Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.

Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».

Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.

Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.

Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.

Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.

При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.

Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.

Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.

Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.

Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.

Формула для расчета скорости пара:

V = N * 750 / S (м/сек),

N – мощность, кВт;
750 – парообразование (куб. см/сек кВт);
S – площадь поперечного сечения колонны (кв. мм).

Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.

Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.

Расчет параметров дефлегматора ректификационной колонны

Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.

Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.

Пример холодильника Димрота для колонны

Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.

Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.

«Рубашечник»

Расчет прямоточного холодильника

Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.

Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.

Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.

Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.

Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.

Возможная конструкция прямоточного холодильника

Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».

Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.

Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.

На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.

Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.

Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).

Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:

S = P * 100 (кв. см).

Длина внешней окружности паровой трубы:

Lокр = 3.14 * D.

Высота рубашки охлаждения:

H = S / Lокр.

Общая формула расчета:

H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).

Пример расчета прямоточника

Мощность нагрева – 2 кВт.

Возможно применение труб 12х1 и 14х1.

Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.

Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.

Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.

Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.

Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.

Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.

Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.

Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.

Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.

Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.

Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.

При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.

Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.

Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.

Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.

P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .

Предыдущая статья: Правила маринования шампиньонов Следующая статья: Чем отличается борщ от щей: особенности приготовления, состав и отзывы Борщ чье блюдо