Підготовка бражної і ректифікаційної колони до першого запуску
В першу чергу стаття буде корисна тим, хто тільки збирається купити (вибирає між кількома моделями) або недавно вже обзавівся бражної (БК) або ректифікаційної колоною (РК): придбав готовий комплект в магазині, замовив у майстрів на форумах або зробив самостійно по одній з схем. Порівнюючи характеристики своєї колони з еталонними, можна перевірити, чи готове обладнання до роботи відразу або потрібна його модернізація.
Menu
Відмінності між ректифікаційної і бражної колоною
РК і БК є апаратами, що реалізують технологію тепломассобмена. Для кінцевого користувача різниця між ними тільки у вимогах до якості очищення напою від домішок. Якщо для РК кінцевою метою є спирт згідно ГОСТ, то на БК отримують добре очищений дистилят (самогон) зі збереженням аромату вихідної сировини, але не чистий спирт. Методи ж досягнення мети однакові.
Високий ступінь очищення на РК вимагає більшого часу на виконання окремих операцій, кращому ступені і чіткості поділу по фракціях. Тому РК має більш високу колону і рідинний відбір, що дозволяє відносно легко і не дорого автоматизувати весь процес. Не кожен здатний висидіти біля колони добу, а саме стільки триває процес ректифікації в домашніх умовах.
Паровий відбір також можливий для РК, але його автоматизація - справа витратна. Крім того, проблема зі стабілізацією тиску води в дефлегматоре ставить під питання доцільність використання парового відбору для РК, оскільки рідинний відбір не так чутливий до перепадів тиску води.
З метою підвищення продуктивності для РК доцільно використовувати куби ємністю 40-50 літрів. Для БК з їх низькими колонами і меншою утримує здатністю сивушного масла обсяг кубів обмежується 20-30 літрами. Завдяки цьому цикл перегонки на БК скорочується до прийнятного для ручного управління часу, що дозволило БК з паровим відбором завоювати популярність, хоча є багато шанувальників БК з рідинним відбором і автоматикою.
Вимоги РК і БК до обладнання
У гонитві за привабливою ціною виробники видають в якості готового апарату напівфабрикат, що вимагає значної доведення перед експлуатацією. Наприклад, абсолютно без теплоізоляції. У такому вигляді очікувати від колони пристойною очищення домішок може тільки невиправний оптиміст.
куб
Головна функція куба - генерація алкогольсодержащей пара з максимально стабільною швидкістю незалежно від впливу навколишнього середовища. Цим і забезпечується постійна швидкість руху пара в колоні.
При незмінній швидкості пара число ступенів поділу в колоні з насадкою змінюється в залежності від флегмового числа (ФЧ). Число ступенів поділу максимально при нескінченному флегмовом числі і дорівнює нулю при нульовому. Кожному значенню ФЧ відповідає своє кількість ступенів поділу.
Технологічні вимоги до обладнання куба колони:
1. Утеплення. Повинно бути ретельно, наприклад, за допомогою пінополіуретану товщиною 20-25 мм. Зверху корисно покрити теплоізоляцію шаром фольгоизола. Підкладкою під основний шар утеплювача може виступати звичайний гофрований картон, який суттєво знизить температуру і охоронить пінопласт або піноізол від температурного просідання товщини.
На малюнку показаний приклад невдалого утеплення куба за допомогою мінеральної вати, варто їй випадково намокнути - теплоізоляції кінець. Крім того, нагрівання та охолодження куба змушує теплоізоляцію «дихати», тим самим відправляючи в кімнату пил при нагріванні, що шкідливо для здоров`я, а при охолодженні погіршує ізолюючі властивості.
Важливо приділяти належну увагу вибору матеріалу. Часто куб обертають поверх ізоляції звичайної харчовою плівкою для гідроізоляції, захищаючи поверхню від пролитої води, браги або спирту-сирцю.
Необхідність теплоізоляції викликана не стільки економічними причинами як при дистиляції (витрачається менше енергії), скільки тим, що в процесі ректифікації кількість спирту в кубі зменшується, через що зростає температура кипіння. В результаті при постійній потужності нагріву до кінця перегону тепловтрати добре утепленого куба збільшуються на 50-60 Ватт. Це знижує корисну потужність нагріву приблизно на 3%. При невтепленому кубі ця величина може скласти до 15-20%, що дуже багато. Так як корисну потужність нагріву не можна виміряти під час процесу і відкоригувати подається потужністю, то це призводить до неконтрольованого зниження кількості і швидкості пара в колоні - виходу з найефективнішого предзахлебного режиму і зниження якості поділу на фракції.
2. Тени і регулювання напруги. Нагрівання потрібно здійснювати тільки Тенамі, використовуючи регулятор напруги зі стабілізацією до 1 Вольта. Навіть в цьому випадку при напрузі 150 Вольт корисна потужність може коливатися в межах до 3%. Разом з утепленням куба стабілізація потужності нагріву обмежить коливання швидкості пара в колоні в межах 5%. Що більш-менш терпимо.
3. Правильне розташування термометра. Термометр повинен розміщуватися в кубі нижче ватерлінії, оскільки для управління процесом потрібно знати температуру рідини, а не її парів. За збільшенні температури кипіння судять про міцності спирту-сирцю і залишку абсолютного спирту в кубі, також це сигнал для переходу на відбір «хвостів». Вдале розміщення термодатчика в трубці терморегулятора Тена, відігнутої від нагрівача на 3-4 см вбік і трохи вгору. Термодатчик вставляють в трубку на термопасту.
4. Ніжки, що регулюються по висоті. Колона в робочому режимі повинна бути встановлена строго вертикально. Відхилення призводять до того що пар і флегма знаходять різні шляхи - флегма стікає по «нижній» стінці колони, а пара піднімається уздовж «верхній». Зрозуміло, що їх взаємодія мінімально.
5. Додаткові елементи. Дуже добре якщо куб має запобіжний клапан, підбурюючий тиск в аварійному випадку, а також є патрубок для зливу барди і зручні ручки для перенесення. Безпосередньо на результат ці поліпшення не впливають, але значно спрощують роботу.
колона
Висота колони ректифікації повинна бути 1,5 метра, бражної - від 0,7 до 1 метра.
Будь-яка колона теж повинна бути утеплена. В процесі роботи тепловтрати не змінюються, але хороше утеплення зменшує кількість дикої флегми, значно підвищуючи керованість і стабільність процесу в цілому.
Для утеплення колони в якості першого шару підходить прядив`яний або джутовий шпагат, це охоронить основний утеплювач від температурних деформацій. В якості основного утеплювача зазвичай використовується пінополіуретан, спінений поліпропілен або поліетилен з коефіцієнтом теплопровідності порядку 0,04 Вт / (м-К).
Товщина повинна забезпечувати тепловтрати не більше 3% від робочої потужності колони. При 5% дика флегма практично повністю зриває процес ректифікації, так як розділова здатність колони катастрофічно падає. При 10% про ректифікації можна забути, залишиться тільки видимість процесу.
Щоб забезпечити нормальну теплоізоляцію для колон діаметром 32-60 мм, за умови температури навколишнього середовища не менше +23 ° C, потрібно шар основний теплоізоляції не менше 20 мм, якщо робота має бути при температурі повітря +10 ° C, теплоізоляцію потрібно подвоїти, при нульовій температурі - збільшити в 2,5-3 рази. Поверх основного утеплювача бажано одягнути на колону шар фольгоизола товщиною 3-5 мм. Для ізоляції швів підійде фольгований самоклеючий скотч і закріплення хомутами знизу, зверху, а також в декількох місцях по висоті колони.
насадка
Насадка повинна забезпечувати максимальну площу для тепломассобмена. Сама відповідна для РК - СПН, її оптимальні розміри залежать від діаметра колони. Для БК найбільшого поширення набули мочалки і РПН, їх відносно мала розділяє і утримує здатність компенсуються невисокими вимогами до дистиляту за ступенем очищення і низькою вартістю.
СПН в колону потрібно засипати через воронку не поспішаючи, які не струшуючи і не постукуючи. Головне завдання - рівномірність укладання, без місцевих ущільнень і розпушення. Саме вони стають каталізаторами зависання флегми в колоні, почала затоплення, знижують якість поділу і продуктивність колони. Через погану укладання можна втратити до 20% продуктивності. Також потрібно перевірити опорну точку для насадки. Добре використовувати звичайну путанку.
Якщо конструкцією передбачені різні конічні сітки та інші новації, варто подумати чи не стануть вони каталізаторами для нижнього захлеб, це досить часте явище. Краще викинути ці сітки, позбавивши себе від головного болю. Для одного пижа РПН при діаметрі колони в 1,5 дюйма необхідно 35 см полотна, для 2 дюймової - 85 см. Перед тим як забивати пижі, рекомендується подумати над їхнім майбутнім витягом з колони.
термодатчики
Перед утепленням колони необхідно розмістити на ній термодатчики. Так як абсолютне значення температури не потрібно, але потрібно вловлювати зміни з точністю до 0,1 градуса, підходить розміщення датчиків просто на поверхні колони: в кишеньці або приклеїти алюмінієвим скотчем під теплоізоляцію. Значно різниці в точності показань і інерційності НЕ буде (максимальна затримка на 5-6 секунд, що не критично).
Термометри обов`язково потрібні в 20 см від низу колони і на 2/3 її висоти. Орієнтуючись на показання термодатчиків, керують усім процесом. Бажаний термометр вгорі колони - нижче на 10 см від верхнього краю насадки, він допоможе вчасно закінчити відбір хвостів.
Дуже корисно встановити термометр-сигналізатор, який своєчасно подасть звуковий сигнал про перевищення температури в точці контролю вище заданої, завдяки чому можна вчасно відрегулювати відбір. Вдалий варіант - TS-DS-at з кріпленням на трубу або аналоги. При відсутності керуючої автоматики це дуже корисний прилад.
Дефлегматор або конденсатор
Щоб БК завжди потрібно підключати воду в дефлегматор паралельно, а не послідовно з холодильником, обов`язково через різні вентилі. Для дефлегматора потрібно голчастий регулювальний вентиль. Злив води потрібно зробити роздільний - для візуального контролю результату регулювань.
Подача води при використанні дімрота здійснюється в зовнішні його витки, а вентиль ставлять на вхід. Якщо використовується кожухотрубнік або рубашечнік, то подачу води роблять зверху, а кран ставлять внизу на виході. Це запобігає осушення дефлегматора при малих потоках води, роблячи процес добре регульованим.
Для РК принципи підключення ті ж, але якщо є рідинний відбір, то доохладітель можна підключати послідовно перед конденсатором. На трубку зв`язку з атмосферою дефлегматора з рідинним відбором потрібно одягнути шланг і помістити його в пляшку для стоку конденсату, але простежити, щоб трубка під час роботи не опинилася зануреною в конденсат, інакше при зітханні колони трубочка потягне на себе рідину і тиск в кубі знизиться на величину висоти водяного стовпчика. При цьому температура в кубі виявиться вище температури кипіння, що призведе до бурхливого закипання і потрапляння в дефлегматор підвищеної порції пара, в результаті предзахлебний режим зміниться захлеб.
Утеплення дефлегматора при рідинному відборі призведе до підвищення витрат води, а користі не буде. Якщо відбір йде по пару і потік води стабілізовано, то сенс в утепленні дефлегматора з`являється. Протяги, різкі перепади температури навколишнього середовища - все це можна компенсувати, зробивши процес більш регульованим і стабільним. Але якщо потік води через дефлегматор не стабільний і змінюється навіть при наповненні бачка в туалеті або відкриття на кухні води, то на тлі цієї нестабільності ефект від теплоізоляції буде майже непомітний.
Холодильник або доохладітель
Тут проблем менше, підключення води знизу, вихід - зверху. Трубка для зливу продукту в банку повинна обов`язково мати розрив струменя, це означає, що трубку не можна занурювати в конденсат.
Якщо використовується кожухотрубний холодильник (КХТ), то найчастіше на нього одягають зливний стакан, який об`єднує всі потоки з 7-12 трубок КХТ і відправляє в відбір через одну. Стакан обов`язково повинен мати трубку для зв`язку із атмосферою, це забезпечить розрив струменя. В іншому випадку можуть розпочатися класичні гойдалки з викидом в насадку бризок і піни, затопленням колони і т. Д.
Інші джерела нагріву (газ, індукція, електроплитка)
На відкритому вогні зі спиртом працюють ті, у кого залізні нерви і склад вогнегасників. Газова плита для ректифікаційних та бражної колон не підходить однозначно.
Індукційна плита з насадок колоною не використовується через дискретного регулювання потужності з великим кроком.
Можливий нагрів на електроплитці, але вона повинна працювати з постійним нагрівом, а не за технологією «старт-стоп» (імпульсному режимі). Також електроплиту обов`язково потрібно живити через стабілізатор напруги.
Будь-яка зупинка нагріву, перепад потужності, що підводиться або перепад тиску в подачі води призводять до зриву процесу і потрапляння порції непотрібних домішок в відбір. Але головні граблі у всіх перерахованих вище способів нагріву знаходяться іншому місці - в міру прогріву частково утепленого куба і підвищення його температури, не тільки збільшуються тепловтрати, так як зростає різниця температур куба і навколишнього повітря, але і знижується теплопередача від грубки до кубу - корисна потужність нагріву . Це призводить до додаткового зниження обсягу генерується пара і поступово зменшує його швидкість в колоні з усіма витікаючими наслідками. Побічним ефектом при наявності деяких інших конструктивних недоліків може бути часткове затоплення колони і захлеб.
Отримати спирт з використанням цих способів нагріву можна, але його якість буде залишати бажати кращого. Якщо потрібно хороший результат - не можна залишати місце для випадковостей, потрібно забезпечити стабільність і керованість всіх процесів.