Всем привет!
Пару недель назад мне в руки попало очень интересное оборудование для самогонщиков – бражная колонна . Ее еще называют пленочной колонной или дистиллятором с укреплением. Приобрел ее один мой знакомый винокур и любезно предложил протестировать сей агрегат.
Какой итог спросите вы? Мой коллега гонит превосходный 88-и градусный самогон, а я теперь знаю, что отвечать читателям, когда меня спрашивают “Как сделать крепкий самогон”. Заинтересовал?
И так, в сегодняшней статье я расскажу, что такое бражная колонна, принцип ее работы и как на ней правильно гнать самогон.
Что такое бражная (пленочная) колонна
Сейчас я кратко расскажу, для чего нужна бражная колонна, а в следующей главе разберу более подробно принцип ее работы.
Итак, пленочная колонна это оборудование, позволяющее получать очень крепкий и чистый самогон. Вплоть до 90 градусов! И при этом оборудование довольно простое по конструкции и использованию, а цена его относительно небольшая. Устанавливается оно прямо на перегонный куб.
С виду бражная колонна напоминает обычный прямоточный дистиллятор . По сути, так оно и есть, разница лишь в том, что на восходящей от куба трубе установлен еще один холодильник. Так называемый дефлегматор или парциальный конденсатор.
Вот в нем-то и кроется вся суть. Но об этом уже в следующей главе.
Принцип работы пленочной колонны
Чтобы было нагляднее, я нарисовал простенькую схему работы.
Итак, как я уже говорил, ставится колонна прямо на перегонный куб. Нагретые пары самогона из куба попадают в парциальный (по-русски — частичный) конденсатор. Там часть паров конденсируется и оседает на стенках охладителя, а другая часть идет дальше.
Поэтому первый охладитель и называют частичным, т.к. он конденсирует не весь пар.
Та жидкость, которая осела на стенках охладителя, называется флегмой . Отсюда и другое название парциального охладителя – дефлегматор .
Как вы помните, самогон состоит из различных примесей, которые условно разделены на три основные группы – “головы”, “тело” и ”хвосты”. Головы испаряются при более низкой температуре, чем остальные группы. Тело при более высокой, чем головы, а хвосты являются самой высококипящей фракцией. Пьем мы, как известно только тело, а все остальное отсекаем. Такая перегонка называется дробной
.
Так вот, охлаждая пары самогона в дефлегматоре, мы их разделяем и пропускаем дальше более низкокипящие компоненты, а все остальное конденсируется на стенках охладителя и пленкой стекает обратно в куб.
Отсюда и второе название колонны – пленочная .
При этом спиртосодержащий пар, восходящий в царге парциального конденсатора постоянно взаимодействует с стекающей ему на встречу флегмой. Происходит процесс тепломассообмена — пар выхватывает из флегмы низкокипящие составляющие и отдает ей высококипящие (сивушные масла и воду). Отсюда и такое бешеное укрепление – до 90 градусов конечного продукта!
Регулируя подачей воды температуру в дефлегматоре мы можем довольно качественно разделить самогон на фракции и отсечь ненужные его части. Для начала мы устанавливаем такую температуру, чтобы пропустить во второй охладитель только «головы», а спирт и все остальное возвращаем в куб. А затем повышаем температуру и выгоняем спирт, оставляя во флегме «хвосты».
Но чтобы четко отсечь головы с хвостами и получить чистый и крепкий самогон с колонной необходимо правильно работать. К счастью научиться этому довольно просто.
Как правильно работать на бражной колонне
- Первая перегонка.
Ну тут все просто. Наша колонна будет работать только как дистиллятор, дефлегматор не используется. Подаем воду только во второй холодильник и как можно быстрее перегоняем брагу на спирт-сырец. Для тех, кто не знает для чего это делается — читать статью двойная фракционная дистилляция .
- Вторая перегонка.
Отбор голов
Начинаем греть куб. Когда температура в кубе приближается к 75 градусам подаем воду в оба охладителя. Причем в дефлегматор необходимо подавать столько воды, чтобы пар в нем полностью конденсировался и не попадал во второй охладитель. Т.е. в приемную емкость течь ничего не должно.
Такой режим работы называется «работой на себя». Длиться он должен 25-30 минут. За это время в царге сконцентрируются головные фракции.
Теперь очень аккуратно начинаем снижать подачу воды в укрепляющий дистиллятор до тех пор пока из второго охладителя не начет капать самогон со скоростью 2-3 капли в секунду. Стоит заметить, что время отклика колонны на изменение подачи воды довольно велико.
Поэтому необходимо делать паузы между изменениями входящих параметров — чуть убавили воды и ждете 30 секунд. Затем смотрите на результат и если надо, убавляете еще. Или прибавили.
И так, на скорости 2-3 капли в секунду отбираем головы. Отбираются они на как правило на запах, но если ваш опыт самогоноварения пока еще не позволяет этого сделать, то пользуйтесь стандартной пропорцией — 50 мл на каждый килограмм сахара в браге.
Когда головы закончились — меняем емкость и начинаем отбор тела.
Отбор тела
Медленно уменьшаем подачу воды в дефлегматор. Самогон начинает выходить быстрее. Чем меньше подаете воды, тем быстрее начинает идти процесс. Но при этом крепость и чистота дистиллята падает.
Тут выбирайте сами — либо побыстрее в ущерб степени очистки и градусности, либо покрепче и чище, но подольше.
Компромиссным решением, на мой взгляд, является скорость, при которой самогон идет тонкой струйкой.
Теперь настала пора обратить внимание на термометр, установленный над пленочной колонной. В этот момент на нем должна зафиксироваться какая-то определенная температура. Какая именно у вас будет я сказать не могу, т.к. она зависит от крепости вашего спирта-сырца, залитого в аппарат.
Но вот что вам надо запомнить. Если вы выбрали правильный режим отбора, то температура должна держаться на этом уровне. Если же она растет, пусть даже очень медленно (на 1-1,5 градуса), но постоянно, значит мы подводим слишком много тепла и самогон идет ненадлежащего качества. Поэтому либо увеличиваем подачу воды, либо уменьшаем нагрев.
Теперь, когда мы отрегулировали колонну и из второго прямоточника течет струйкой крепкий самогон, а температура выходящего из колонны спиртосодержащего пара постоянна (колеблется в пределах 0,1-0,2 градусов), мы отбираем тело.
Но через какое-то время температура все же начинает увеличиваться — все потому, что спирта в кубе становится меньше. Тогда необходимо вновь немного увеличить количество подаваемой воды в дефлегматор. Температура вернется к прежнему значению, но количество выходящего самогона уменьшится.
Вот в таком режиме и отбираем тело до хвостов. Опытным самогонщикам их появление подскажет собственный нос. Начинающим же рекомендую переходить к отбору хвостов, когда температура в кубе (именно в кубе, а не над колонной!) поднимется до 93ºС.
Отбор хвостов
Если вы занимаетесь отбором хвостов, то просто отключаете подачу воды в дефлегматор и отжимаете остатки как при обычной дистилляции. На всякий случай напомню, что хвосты мы собираем в отдельную емкость.
Обновление: В феврале я приобрел собственную пленочную колонну ХД/4-2500 ПК производства «Самогон и водка». Она немного доработана по сравнению с заводской конструкцией — утеплен дефлегматор и поставлены игольчатые клапаны для регулировки подачи воды.
Общее впечатление и выводы
Работать на пленочной колонне мне понравилось. И получаемый продукт тоже пришелся по вкусу.
Перечислю пожалуй плюсы, которые я отметил
- Головы идут концентрированные, с резким запахом. Грань, когда они заканчиваются и начинается тело хорошо ощутима. То же самое и с хвостами. Следовательно можно четко разделить самогон на фракции и получить очень качественный продукт.
- Крепость дистиллята достигает 80-90%. Спирт конечно вы не получите, для этого необходимо оборудование посерьезнее, но и цель такую мы не ставили.
- Плодово-ягодные браги не теряют своего вкуса и аромата.
- Сахарный самогон получается более мягким и приятным на вкус
- Простота конструкции, сравнительно небольшая цена и легкость в использовании.
В общем для себя я выводы сделал — для сахарного самогона бражная колонна обязательна. И очень желательна для плодово-ягодного.
Такое оборудование позволяет изготовить продукт очень достойного качества. Лично я уже решил, что закажу себе такую колонну . Правда после Новогодних праздников, когда семейный бюджет восстановится.
Обновление: В феврале я все-таки купил колонну. Ее фото в предыдущем разделе.
Всем пока.
Бражные колонны очень распространены у любителей крепкого напитка. Если вы решили изготовить такую конструкцию самостоятельно, то нужно ознакомиться с технологией проведения работ и узнать, какими особенностями должно обладать устройство.
Подготовительные работы
Лучшая бражная колонна должна обладать определенной высотой. Вы можете подобрать данный параметр самостоятельно, однако в идеале он должен составить 50 диаметров. Как утверждают специалисты, это не столь важно, владелец оборудования сам должен решить, какой крепостью будет обладать продукт, а также решить, насколько хорошим будет разделение. Однако есть определенный объективный критерий, который определяет наименьшую высоту изготавливаемой колонны. Вы должны исключить возможность возникновения брызг. Исходя из этого, бражные колонны не изготавливаются ниже 30 сантиметров. В противном случае проведение работ окажется нецелесообразным.
Технология проведения работ
При изготовлении описываемой конструкции ее необходимо снабдить управляемым дефлегматором. Конструктивные особенности этого элемента могут отличаться в зависимости от ваших предпочтений. Элемент может быть создан на основе рубашечника или димрота. В качестве основного условия выступает то обстоятельство, что дефлегматор должен иметь способность гасить мощность, которую планируется подводить. Данный элемент может быть установлен не в одном количестве, а в количестве 2 или 3. В этом случае элемент будет первичным или вторичным. Подобная структура позволяет добиться более стабильного функционирования колонны. Вы должны понимать, что такие дополнения возможны исключительно на высоких конструкциях.
Методика проведения работ
Бражные колонны должны обладать возможностью регулировки охлаждения дефлегматора, эта составляющая должна быть достаточно тонкой. Для этого следует запастись краном, который позволит максимально точно расходовать жидкость. Специалисты рекомендуют использовать игольчатую разновидность, а вот от применения шарового крана стоит отказаться, так как он совершенно не подходит. Если рассматривать доступные бытовые решения, то наиболее лучшим вариантом для проведения данных работ по установке регулировки станет радиаторный кран, который используется при монтаже системы отопления.
Чертеж бражной колонны вы можете подготовить самостоятельно. Колонну необходимо снабдить местом для установки термометра, который монтируется перед входом в конденсатор. Это утверждение верно для конструкций, которые будут работать по схеме парового отбора. Если на пленочной колонне применяется дефлегматор жидкостного отбора, то место расположения термометра будет определяться определенной конструкцией системы. Бражные колонны снабжаются холодильником-конденсатором, который будет отвечать за конденсирование и охлаждение подводимого пара. Если конструкция будет иметь жидкостный отбор, то потребуется холодильник, который будет понижать температуру готового продукта.
Важно учесть при изготовлении, что подвод жидкости в дефлегматор или к каждому из них, а также холодильнику, должен производиться по отдельности. Трубки, которые будут применяться для выхода из холодильника и дефлегматора, должны использоваться исключительно на основе силикона. Это утверждение верно для продуктов горячей воды. Если же речь идет о холодной воде, то можно использовать трубки на основе поливинилхлорида. Медная бражная колонна должна изготавливаться с учетом вышеописанных технических требований, под которые подходят разные конструктивные решения. Однако вы можете не ограничивать себя и придумать свою модификацию. В качестве главного условия при этом выступает то, что в итоге удастся получить в свои напитки, которые будут обладать разными качествами и органолептическими характеристиками. Однако в итоге не удастся получить чистый спирт. Конечный продукт не будет пахнуть самогоном, но и аптечным спиртом он являться не будет. Но для приготовления водки такая конструкция вполне подойдет, мастер сможет заняться изготовлением основы для качественных дистиллятов.
Описание изготовления колонны с рубашечным дефлегматором
Непрерывная бражная колонна может быть изготовлена на основе рубашечного дефлегматора. Для проведения работ понадобятся медные трубки, длина которых должна составить 500, 2000, 1000 и 300 миллиметров. Каждая из них должна обладать размерами 28 x 1,22 x 1,1 x 1,8 x 1 миллиметров соответственно. Помимо прочего, понадобится переходная двухраструбная муфта в количестве 2 штук, еще одна переходная муфта должна иметь несколько иные параметры, равные 22 x 15 миллиметров, таких элементов понадобится 3. Мастер должен подготовить однораструбный угол, размеры которого равны 22 миллиметрам. Работы невозможно будет произвести без тройника, размеры которого равны 15 миллиметров. Обязательно позаботьтесь о наличии переходника на наружную резьбу 1/2 дюйма. Понадобится переходник на внутреннюю резьбу 3/4 дюйма. Элемент будет необходим для присоединения к кубу, однако в каждом конкретном случае могут быть другие размеры. Если вами будет изготовлена непрерывная бражная колонна с использованием вышеописанных элементов, то удастся получить в итоге продукт, градус которого составит максимально 92.
Особенности изготовления аппарата с воздушным охлаждением
Отрезок медной трубы пойдет для изготовления змеевика. Моток провода на основе алюминия будет использоваться без изоляции. Можно использовать в ходе работ компьютерный кулер, суперклей и кипятильник на 500 ватт. Мощность может оказаться и менее внушительной.
Для начала следует взять медную трубку, выгнув ее для подключения к корпусу аппарата. Та часть данной заготовки, которая пойдет вниз, должна быть включена в спираль. должна быть намотана на трубку сверху, между витками при этом нужно оставить некоторое расстояние. Для того чтобы снизить тепловое сопротивление, витки должны быть максимально плотными. Это позволит увеличить площадь теплообмена и эффективность змеевика.
Когда изготавливается бражная колонна своими руками, на следующем этапе нужно использовать любой конусообразный предмет, диаметр которого следует сопоставить с габаритами выбранного вентилятора. На этот предмет нужно навить змеевик для самогона. В данном примере будет рассмотрена обычная пивная бутылка, емкость которой составляет 0,5 литра. Змеевик нужно подогнуть таким образом, чтобы он равномерно перекрывал сечение вентилятора. Элемент нужно примерить к выбранному корпусу и убедиться, что все в порядке. На этом работа со змеевиком пока закончена.
Теперь настаор время переходить к крышке аппарата. Для этого можно использовать обычную крышку на основе полиэтилена. Латунная муфта должна быть нагрета на полдюйма, а после можно произвести вплавление в полиэтиленовую крышку. Конструкция должна остыть, охладить ее можно в воде. После того как муфта будет вынута, ее следует очистить от прилипшего полиэтилена, полученные заусенцы должны быть аккуратно срезаны. На муфту нужно намотать фторопластовую ленту, без которой не обходится изготовление самогонного аппарата. Таким образом вам удастся получить что-то наподобие прокладки. Когда изготавливается бражная колонна своими руками, на следующем этапе нужно установить муфту в заблаговременно проделанное в крышке отверстие. Фторопласт должен оказаться между муфтой и крышкой. С внутренней стороны следует затянуть гайку, не прилагая чрезмерных усилий.
На следующем этапе можно заняться нагревательным элементом всего аппарата. Для этого можно использовать обычный кипятильник. Отступив некоторое расстояние от конца провода, чтобы хватило до аппарата, нужно отрезать часть, прикрутить все обратно придется после. Концы шнура от кипятильника нужно продеть таким образом, чтобы при закрытой крышке элемент находился внутри корпуса. После зачистки проводов их нужно соединить обратно. Важно позаботиться о качественной изоляции.
Кипятильник не должен касаться дна, желательно, чтобы он был полностью покрыт жидкостью в процессе эксплуатации. В это же отверстие, через которое проходит шнур кипятильника, нужно вставить длинный конец змеевика для аппарата. Оставшиеся промежутки между трубкой и шнуром нужно забить кусочками ваты, сделав это достаточно плотно. Важно добиться наилучшей герметизации.
Полученную конструкцию из ваты нужно залить суперклеем, который выполнен на цианакриловый основе. Это позволит получить максимально герметичное соединение, с использованием композитных материалов. После того как клей затвердеет, вам удастся получить герметичное прочное соединение. Останется сделать что-то наподобие кожуха для вентилятора, чтобы воздух омывал ребра теплообменника, представленного змеевиком.
Для выполнения кожуха можно задействовать упаковку тетра-пак. Если вами будет изготавливаться самогонный аппарат, то вы можете воспользоваться технологией, представленной в статье. Из упаковки нужно вырезать прямоугольник, ширина которого будет соответствовать габаритам вентилятора. Данные элементы пойдут на оклеивание вентилятора с 3 сторон. На четвертую сторону нужно вывести конец змеевика, чтобы осуществить отвод самогона. В оставшейся боковой стенке нужно проделать отверстие для этой части трубки и приклеить применяемым ранее суперклеем. Стенки между собой можно склеить скотчем. Когда изготавливается нужно обеспечить максимальную безопасность, его следует накрыть прозрачным защитным экраном.
На этом можно считать, что бражная колонна готова. В качестве источника питания для вентилятора можно использовать компьютерный блок питания. Для его включения без применения материнской платы необходимо замкнуть черный провод с зеленым. Специалисты используют более компактные источники на 12 вольт, которые вы можете найти самостоятельно.
Отклонение от вышеперечисленных требований
Если вами будет выполняться бражная колонна своими руками, чертежи которой вы должны выполнить заблаговременно, то важно подумать об отклонениях от упомянутых требований. В качестве основного из них выступает неуправляемый дефлегматор. Если речь идет о колонне «Малютка», то неуправляемость приносится в жертву компактности. Для этого конденсатор и дефлегматор располагаются в единой емкости с проточной водой. Если вы решите воспользоваться данной схемой, то никак не удастся регулировать процесс посредством дефлегматора, следовательно, разделения не удастся добиться. Если будет выполняться бражная колонна своими руками, чертежи данной конструкции вы можете позаимствовать из статьи. Следует помнить еще и о том, что дефлегматор обладает малой утилизационной мощностью. Вы можете столкнуться с проблемой незначительной высоты колонны. Некоторые мастера не могут отказаться от расположения конструкции на газовой плите под вытяжкой. При этом разделения будет добиться достаточно сложно, что особенно касается высоких колонн.
Бражная колонна «Ректифай» зарекомендовала себя у любителей крепкого напитка. Однако если вы решили самостоятельно заниматься изготовлением такой конструкции, то лучше всего использовать детали на основе нержавейки. Футорки должны быть приварены к трубе, тогда как на них с обеих сторон устанавливается внутренняя резьба, к которой фиксируются горловины кегов. Используя фторопласт, можно выточить муфту-втулку, которая будет снабжаться прокладкой для клампа. Все это будет составлять единое целое. Бражная колонна «Малютка» обязательно должна снабжаться утеплительным материалом, который сначала разрезается по длине, после надевается на трубу, на которой и склеивается. На верхнюю крышку следует надеть клюшку дефлегматора и укрепить все кламп-хомутом. Жидкость будет подаваться в трубочку, по которой возвращается флегма. На нее следует надеть кусок что исключит разбрызгивание до уровня верхней тарелки.
Заключение
Если вы не можете решить, что вами будет изготавливаться - бражная колонна или то можно изготовить первый из них. Он является более простым в изготовлении, а также позволит немедленно начать заниматься приготовлением крепкого напитка. В качестве альтернативного решения вы можете попытаться приобрести данный аппарат. Домашние умельцы сегодня продают их в совершенно разных комплектациях и по разной стоимости. Из имеющегося ассортимента вы подберете что-то для себя.
Хотя чаще всего этот вопрос звучит «как работает укрепляющая пленочная колонна?», я намеренно не стал разделять в заголовке колонны пленочные (бражные) и насадочные (собственно ректификационные). Дело в том, что с принципиальной точки зрения, суть их работы одинакова. Давайте начнем все же с рассмотрения работы пленочной колонны с паровым отбором.
Возьмем для рассмотрения разрез дефлегмирующей части колонны.
Тут показан момент работы колонны в начале процесса, когда в дефлегматор подается полный поток охлаждения, и происходит полная утилизация подаваемой в куб мощности нагрева. Колонна, как говорится, работает на себя. Это означает, что температура жидкости в кубе уже достигла температуры кипения, соответствующей спиртуозности, но на отбор ничего не проходит, так как весь пар конденсируется дефлегматором и возвращается в куб. Для простоты понимания, примем, что в составе кубовой жидкости имеются три фракции с температурами кипения соответственно t 1 , t 2, и t 3 по возрастанию. Соответственно, фракция 1 закипает раньше, чем 2, а фракция 3 закипает последней.
Сконденсировавшаяся на внутренней поверхности дефлегматора на определенной его высоте (в зоне, где температура пара сравнивается с температурой конденсации определенной фракции) флегма образует пленку, равномерно покрывающую поверхность трубы и стекает вниз. Навстречу ей по центру колонны поднимается горячий пар, который взаимодействует с пленкой, постепенно нагревая ее. Наступает момент, когда пленка начинает испаряться и присоединяется к движущемуся наверх пару. Это и называется переиспарение. Из-за инертности тепловых процессов и по ряду других причин, переиспарение имеет определенный диапазон и занимает определенное пространство поверхности колонны. На иллюстрации видно, что фракция 1 переиспаряется в диапазоне между t1 конд и t1 исп, занимая свою часть поверхности колонны. Такой же процесс происходит и с фракцией 2, а фракция 3 в данном примере полностью находится в кубе (у нее самая высокая температура кипения и конденсации).
Дав колонне поработать на себя приступаем к отбору первой фракции.
Для этого уменьшаем проток воды через дефлегматор до того момента, когда точка t1
конд выйдет за пределы дефлегматора. Конденсация фракции 1 будет теперь происходить уже в основном холодильнике. Мы можем начать отбирать ее.
Если бы температуры кипения фракций заметно различались, а их самих было бы немного (как в нашем примере — что нам может помешать смоделировать такую ситуацию, хозяин-барин), то отбор продолжался бы до полного изъятия фракции 1, после чего прекратился бы полностью. Фракция 2 при этом занимала бы в колонне место примерно аналогичное месту фракции 1 на первой картинке, а фракция 3 перешла на место фракции 2.
В этот момент, мы опять уменьшаем охлаждение дефлегматора и начинаем отбирать фракцию 2 до «полной победы». Ну и так далее, со всеми остановками. Менять проток воды через дефлегматор нужно аккуратно, не забывая о инерционности тепловых процессов и очень точно (для этого нужен термометр после дефлегматора и игольчатый кран на воду).
Весь подобный технологический процесс иллюстрирует такое понятие как «разделение». Чем точнее регулировки, чем больше площадь контакта флегмы и пара — тем выше разделяющая способность колонны. Принято говорить о «тарелках». Что это такое? В промышленных колоннах внутренний объем восходящей части заполнен горизонтальными дисками сложной формы с прорезями, сквозь которые стекает флегма. Такая конструкция позволяет получить огромную площадь поверхности пленки и хорошее переиспарение. Чем больше таких дисков, называемых «тарелками», тем выше разделяющая способность колонны. В промышленных колоннах количество «тарелок» начинается от 100. Для сравнения насадочные колонны имеют одну «условную тарелку» на каждые 2-10см высоты насадочной части (зависит от диаметра, высоты и используемой насадки, разница в применяемой насадке как раз и определяет то, сколько условных тарелок вы получите в метре вашей колонны), а пленочные на 20см флегмообразующей части (опять таки зависит от состояния поверхности внутренней части колонны, наличия в ней спирали и т.п.). Но это в идеале. Вот и посчитайте — чтобы достичь качества разделения промышленной колонны насадочная колонна (работающая на традиционных насадках) должна была бы иметь высоту 2-10м, что, конечно, малореально в домашних условиях. Однако, промышленная технология отличается от «домашней» (отбор, например можно делать с любой нужной тарелки или с нескольких сразу, отбирая разные фракции) и далеко не весь свой потенциал промышленики пускают в дело. В общем случае, для получения качественного (с точки зрения «внутреннего» ГОСТа винокура) «спирта-дистиллята» вполне достаточно 15-20 «условных тарелок». Ну, а ректификат удовлетворительного качества можно получить на 50 тарелках (для насадки СПН — это примерно от 1 метра насадочной части), что вполне достижимо в домашних условиях
С разделением вроде разобрались. А как быть с укреплением? Да все просто. Крепость-то зависит от количества воды в растворе, а вода тоже одна из фракций. Чем лучше делятся и отбираются фракции, тем больше крепость. Т.е. в принципе, при соблюдении всех технологических «премудростей» более крепкий продукт одновременно и более чистый. Хотя, при неправильных режимах работы можно ведь отобрать только воду (утрирую, конечно, но можно). Тогда получим крепкий шмурдяк на выходе.
Анализируя запросы поисковиков, по которым на мой блог попадают посетители, я пришел к выводу, что суть работы дефлегматора и самой пленочной колонны не до конца всем понятна. Соответственно и отличие от обычного аппарата с одной стороны и от рекколонны с другой.
Давайте попробуем более детально разобраться в чем тут дело. Начнем с терминов. Как говорит нам википедия:
Ректификация (от лат. rectus - прямой и facio - делаю) - это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой), ректификационных колоннах.
Дистилляция (лат. distillatio - стекание каплями) - перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Из сравнительного анализа этих терминов видно, что в одном случае имеет место прямой проход пара на охладитель/конденсатор (дистилляция), а во втором случае часть сконденсированного пара возвращается в виде жидкости обратно, повторно/многократно реагирует с вновь образованным паром (ректификация) и лишь потом поступает на конденсатор. Результатом этого многократного переиспарения является качественное разделение смеси на составные части (и значительное укрепление продукта с одновременным уменьшением общей производительности). Т.е. в результате ректификации мы получаем набор разных продуктов (отдельно спирт, воду, сивушное масло), а в результате дистилляции — более менее однородный продукт (спирт, вода и сивушное масло вместе). Напомню, что термин «сивушное масло» является собирательным и обозначает некий комплекс веществ и соединений, входящих в состав дистиллятов/ректификатов спиртосодержащего сырья помимо воды и собственно спирта (см. ). Кроме вредных для здоровья компонентов сивуха содержит и вкусоароматические составляющие, наличие которых в готовом продукте часто приветствуется.
Таким образом разделителем понятий дистилляция и ректификация является «противоточный массо- и теплообмен между паром и жидкостью» . Как и когда он возникает? Или, иначе:
Что такое дефлегматор? Дефлегматор по своей сути является холодильником/конденсатором, который конструктивно может быть выполнен по разным схемам. Его главное предназначение — сконденсировать часть проходящего паропотока в жидкость (которая называется флегмой ) и направить эту жидкость обратно в куб навстречу потоку пара. Встречаясь с паром флегма разогревается и вся/частично вновь превращается в пар. И опять конденсируется дефлегматором и снова стекает в куб, и так далее и так далее. Тут важно понимать ряд условий, максимизирующих выгоды подобной конструкции:
1. Для максимально эффективного переиспарения толщина потока/слоя флегмы должна быть минимальной, а площадь потока максимальной. Поэтому в пустотелых трубах флегма должна стекать равномерно тонким слоем по внутренней стенке трубы, образуя пленку — отсюда название «пленочная». Если использовать колонну, наполненную какой-либо насадкой с развитой поверхностью — можно существенно увеличить площадь контакта флегмы, обволакивающей насадку, и пара — отсюда название «насадочная»
2. Для образования устойчивой пленки труба должна стоять строго вертикально — отсюда «колонна». При даже незначительном наклоне колонны, флегма стремится образовать на одной из сторон внутренней поверхности трубы ручеек и пленка перестает образовываться.
3. Колонна (а точнее ее часть в которой осуществляется контакт флегмы и пара) должна иметь высоту, достаточную для стабилизации процессов тепломассообмена пар/флегма. Не менее 50 диаметров. За счет стабилизированного тепломассообмена и при достаточной высоте колонны, в ней образуются зонное распределение фракций по температуре испарения (т.е. собственно разделение). Самые низкокипящие фракции занимают верхнюю часть колонны так как быстрее и легче переиспаряются, тогда как более высококипящие скатываются ниже. Соответственно низкокипящие первыми проходят на отбор, а затем следующие по температуре кипения и т.д. Получаем хорошо разделенный продукт, отобранный в разные емкости по температуре кипения.
Почему колонны делятся на бражные и ректификационные?
Во-первых, для получения спирта-ректификата (СР) разделительной способности пленочной колонны недостаточно — нужна насадочная колонна.
Во-вторых, если в качестве сырья для насадочной колонны использовать брагу, а не спирт сырец (СС) первого прямоточного перегона, насадка очень быстро загрязнится и перестанет работать в нормальном режиме.
Вот и получается, что бражная колонна — пленочная, а ректификационная — насадочная.
Однако, дефлегматор является неотъемлимой частью и той и другой конструкции.
P.S. В написанной мною позднее есть иллюстрации,показывающие как работает рубашечный дефлегматор пленочной колонны.
Как самому изготовить дефлегматор к бражной колонне вы можете посмотреть в п.2 раздела .
Как всегда жду вопросов, комментариев и критики.
В продаже на сегодняшний день есть десятки разновидностей самогонных аппаратов, среди которых немало удачных моделей, с помощью которых можно получить не только традиционный самогон, но и довольно чистый спирт. Есть и аппараты с парогенераторами, предназначенные для перегонки плотного сусла, с их помощью можно получить домашний виски, кальвадос или сливовицу.
Заводская бражная колонна
Среди менее-более традиционных аппаратов несколько затерялись бражные колонны. О них известно сравнительно немногим людям, занимающимися самогоноварением как хобби, или профессионально перерабатывающим продукцию своего сада на спиртное. Такой вид деятельности распространен в регионах, привлекательных для туристов, где климат позволяет выращивать различные фрукты в промышленных масштабах.
Что такое бражная колонна
Следует уточнить, что бражная колонна, которая используется в домашних самогонных аппаратах, принадлежит к классу пленочных, несколько ограниченных в сфере применения и производительности. Но это самый простой конструктивно вариант тепломассообменного устройства, который, к тому же, на удивление качественно работает.
Почему «на удивление»? Многие домашние умельцы и производители промышленных самогонных аппаратов для бытового использования идут путем наименьшего сопротивления. Они берут принципиальную схему промышленной установки, какие используются на спиртовых и водочных заводах и путем уменьшения размеров создают свои конструкции. Принцип работы, вроде бы, тот же, но многие процессы при этом начинают происходить совершенно иначе.
Причиной тому теплоемкость материала установки, те же размеры - полный тепломассообмен происходит медленно, требует больших площадей контакта, стабильности температуры и соблюдения еще многих физико-химических параметров. Схема вроде бы рабочая, но не совсем.
Такой принцип конструирования напоминает авиастроителей, которые уменьшили «Боинг» до размеров «кукурузника» и удивляются, почему он не летает, а если и летает, то намного хуже.
Бражная колонна сделанная своими руками, конечно же, работает, но феноменальных результатов ждать от нее не приходится. Качественный спирт можно получить после второй перегонки, как на хорошем дистилляторе с сухопарником и барботером после третьей дистилляции и фильтровании при помощи активированного угля. Экономический эффект очевиден, но бражные колонны требуют постоянного контроля и соблюдения температурного режима.
По своей сути, бражная колонна представляет обычный дефлегматор, в котором с большой эффективностью отделяются пары спирта от высококипящих примесей (сивухи). Значительного увеличения выхода спирта нет, можно добиться прироста на 5-10%, но происходит ли это из-за применения бражной колонны, или благодаря тщательному соблюдению температурного режима. По эффекту действия бражная колонна равняется с тандемом сухопарник-барботер.
Конструкция колонны
Технически бражная колонна представляет собой отрезок медной или нержавеющей трубы диаметром 25-50 мм высотой равняющейся тридцатикратному диаметру. Колонны с меньшим соотношением выполняют более декоративные функции.
В верхней части колонны, приблизительно на отрезке в 25% от всей длины, монтируется первичный холодильник. Он должен охладить пары браги до точки конденсации тяжелых примесей и вернуть конденсат обратно в бак. Холодильник может быть сделан в виде встроенного змеевика, внешнего змеевика в виде намотанной на колонну медной трубки, водяной рубашки.
В бражной колонне изготовленной своими руками, лучше всего использовать первые два варианта. Водяную рубашку сделать самостоятельно довольно сложно, это доступно только при наличии промышленного оборудования и определенных инженерных знаний и слесарных навыков. Схема холодильника выбирается исходя из конкретных условий.
Чуть выше змеевика предусматривается место для установки термометра. В аппарате с бражной колонной обязательно должны быть два термометра - на баке и на верхней части колонны. Причем работать они должны с одинаковой точностью, как электронные, так и биметаллические.
Наличие на рынке многочисленных термометров из Поднебесной еще не гарантируют того, что вам удастся купить два, показывающие одинаковую температуру в одинаковых условиях. Придется их проградуировать. Делается это очень просто и доступно любому школьнику - в миску или кастрюлю наливается 1 л воды и засыпается 1 кг колотого льда (приготовить его придется заранее в морозилке холодильника).
Спустя минут 15-20, когда лед начнет потихоньку таять и останется его примерно половина от прежнего количества, погружаем датчики термометров в эту смесь. Минуты через две оба термометра должны показывать 0 С. Если показания разные, то вы хотя бы знаете, насколько они расходятся.
Но градуировка на этом не закончена. На плите вскипятите воду и погрузите термометры в кипяток. Тот, который покажет 100 С работает правильно. Его и следует использовать, как базовый, а на втором учитывать погрешность.
Верхняя часть колонны паропроводом из трубки диаметром 8-10 мм соединена с холодильником классической конструкции, какие используются в обычных дистилляторах. В бражной колонне очищаются спиртовые пары, а их конденсация происходит в холодильнике.
Оба охладителя, на колонне и на конденсаторе работают независимо друг от друга. При этом холодильник на колонне должен быть регулируемым. Это удобно сделать, смонтировав на входном (нижнем) его патрубке обычный кран-регулятор от батареи отопления. Для чего он нужен, будет сказано ниже.
Материалы изготовления
Бак аппарата с бражной колонной своими руками лучше всего сделать из нержавейки. В крышке следует сделать резьбовой или фланцевый штуцер для соединения с колонной. Очень удобно использовать хомуты Кламп. Соединение получается прочным, монтируется и демонтируется аппарат быстро и не требует применения инструментов.
Сама колонна изготовляется из меди или нержавеющей пищевой стали. Можно использовать и латунь, если удастся найти подходящую трубу. Утеплять бражную колонну не рекомендуется.
Холодильник и паропроводы тоже делаются из меди или нержавейки. Их этих материалов несложно изготовить змеевики и все виды соединений. Купить медную трубку любого диаметра (или нержавеющую) можно в интернете или хозяйственном магазине.
Как работает бражная колонна пленочного типа
Принцип работы бражной колонны очень похож на действие ректификатора, но в несколько упрощенном виде. Пары, содержащие спирт и сопутствующие жидкости (альдегиды, эфиры, сивуху и прочие примеси) поднимаются вверх по медленно прогревающейся трубе колонны и конденсируются на стенках, стекая обратно в резервуар. По мере прогревания высота уровня полной конденсации становиться все больше, пока не достигнет холодильника дефлегматора. Это происходит при температуре на верхнем холодильнике около 50-56 С.
Конденсат, флегма вместе со спиртом, стекает вниз, а легкокипящие пары (головы) поступают в холодильник-конденсатор и собираются в отдельную посуду. До начала основной перегонки с 10 литров браги нужно собрать до 0,5 литра голов, чрезвычайно ядовитой жидкости, которая непригодна ни для повторной перегонки, ни для употребления.
Продолжая нагрев куба, доводим температуру на верхнем холодильнике до 76 С. такой она должна быть на протяжении практически всего сеанса, только под конец дистилляции ее можно поднять на 2-4 градуса и собрать получившуюся жидкость в отдельную емкость. Она пойдет на повторную перегонку. Поддерживается требуемая температура с помощью крана на входе холодильника и регулятором плиты или ТЭН.
В самой колонне происходит процесс взаимодействия стекающей по стенкам трубы жидкости и поднимающихся из испарителя горячих паров. Флегма прогревается, и из нее испаряются остатки спирта, поднимаясь к паропроводу холодильника. Сивуха остается в жидком состоянии и стекает обратно в бак.
Все взаимодействие горячего пара и флегмы происходит на стенках колонны, где жидкость образует тонкую движущуюся вниз пленку. Поэтому и колонны такого типа называются пленочными.
При перегонке нельзя допускать, чтобы брага закипела. Температура в кубе не должна превышать 85-90 С.
Бражная колонна из меди лучше нержавеющей по причине высокой теплопроводности меди. Она лучше отводит тепло от пленки флегмы и ее конденсация начинается раньше, что позволяет уменьшить высоту колонны без снижения производительности. Медная трубка и фитинги обеспечивают надежную герметизацию при высокой прочности и надежности всей конструкции.
Другие виды бражных колонн
Часто приходится встречать описания колонн с наполнителем, призматическими насадками и прочими приспособлениями, якобы увеличивающими эффективность колонны. Это не совсем так. Насадки и наполнитель - атрибут ректификационной колонны, в бражной они не совсем уместны.
Отличается по конструкции бражная колонна непрерывного действия. В ней брага подается сверху непрерывным потоком и по пути взаимодействует с поднимающимся снизу водяным паром из парогенератора. Стекающая брага по пути разделяется на множество потоков специальными тарелочными устройствами и прогревается до температуры испарения спирта. Остальные жидкости беспрепятственно стекают в заборную емкость.
Сивуха и прочие вредные жидкости попросту не успевают испариться. Этот принцип работы очень эффективен при промышленном производстве спирта, но трудно реализуем в бытовых условиях.
