Ректифікована колона своїми руками. Ректифікаційна колона своїми руками – докладний опис та схема. Розрахунок обсягу куба

Рано чи пізно майже кожен любитель саморобного алкоголю замислюється про придбання або виготовлення колони ректифікації (РК) – пристрої для отримання чистого спирту. Починати потрібно з комплексного розрахунку базових параметрів: потужності, висоти, діаметра царги, об'єму куба тощо. Ця інформація буде корисна як бажаючим зробити всі елементи своїми руками, так і тим, хто зібрався купити готову колону ректифікації (допоможе визначитися з вибором і перевірити продавця). Не торкаючись конструктивних особливостей окремих вузлів, ми розглянемо загальні принципи побудови збалансованої системи для ректифікації в домашніх умовах.

Схема роботи колони

Характеристики труби (царги) та насадки

Матеріал.Труба багато в чому визначає параметри колони ректифікації і вимоги до всіх вузлів апарату. Матеріалом для виготовлення царги є хромонікелева нержавіюча сталь – «харчова» нержавіюча сталь.

Завдяки хімічній нейтральності харчова нержавіюча сталь не впливає на склад продукту, що і потрібно. На спирт переганяють сирець із цукрової браги або відходи дистиляції («голови» та «хвости»), тому головною метою ректифікації є максимальне очищення виходу від домішок, а не зміна органолептичних властивостей спирту в той чи інший бік. Використовувати мідь у класичних колонах ректифікації недоречно, оскільки цей матеріал злегка змінює хімічний склад напою і підходить для виробництва дистилятора (звичайного самогонного апарату) або бражної колони (частковий випадок ректифікації).

Розібрана труба колони із встановленою насадкою в одній із царг

Товщина.Царгу роблять із нержавіючої труби з товщиною стінки 1-1,5 мм. Більш товста стінка не потрібна, тому що це призведе до подорожчання та обтяження конструкції без отримання будь-яких переваг.

Параметри насадки.Говорити про характеристики колони без прив'язки до насадки неправильно. При ректифікації в домашніх умовах використовують насадки із площею контактної поверхні від 1,5 до 4 кв. м/літр. Зі збільшенням площі контактної поверхні зростає і здатність, що розділяє, але падає продуктивність. Зменшення площі призводить до зниження розділяючої та зміцнюючої здатності.

Продуктивність колони спочатку зростає, але потім підтримки фортеці виходу оператор змушений знижувати швидкість відбору. Це означає, що є певний оптимальний розмір насадки, який залежить від діаметра колони і дозволять досягти найкращого поєднання параметрів.

Розміри спірально-призматичної насадки (СПН) повинні бути меншими від внутрішнього діаметра колони приблизно в 12-15 разів. Для діаметра труби 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 та 28 – 2х2х0.25 мм.

Залежно від поставлених завдань, доцільно використовувати різні насадки. Наприклад, при отриманні укріплених дистилятів часто застосовують мідні кільця діаметром та висотою 10 мм. Зрозуміло, що в цьому випадку метою є не розділяюча та зміцнююча можливість системи, а зовсім інший критерій – каталітична здатність міді усувати із спирту сірчисті сполуки.

Варіанти спірально-призматичних насадок

Не варто обмежувати арсенал однією, хай навіть найкращою насадкою, таких просто немає. Є найбільш підходящі для вирішення кожної конкретної задачі.

Навіть невелика зміна діаметра колони серйозно впливає параметри. Для оцінки досить пам'ятати, що номінальні потужність (Вт) і продуктивність (мл/год) чисельно рівні площі поперечного перерізу колони (кв. мм), отже, пропорційні квадрату діаметра. Звертайте на це увагу при виборі царги, завжди рахуйте внутрішній діаметр і по ньому порівнюйте варіанти.

Залежність потужності від діаметра труби

Висота труби.Для забезпечення гарної утримуючої та розділової здатності, незалежно від діаметра, висота колони ректифікації повинна бути від 1 до 1,5 м. Якщо менше – не вистачить місця для накопичених в ході роботи сивушних масел, в результаті сивуха почне прориватися у відбір. Ще один недолік – голови нечітко поділятимуться на фракції. Якщо висота труби більше – це не призведе до суттєвого поліпшення розділяючої та стримуючої здатності системи, але збільшить час перегону, а також кількість «голів» і «підголівників». знижується. Ефект від збільшення труби з 50 см до 60 см на порядок вищий, ніж зі 140 см до 150 см.

Об'єм куба для колони ректифікації

Щоб підвищити вихід якісного спирту, але не допустити переповнення сивухої колони, навалку (наповнення) спирту-сирцю в кубі обмежують у діапазоні 10-20 об'ємів насадки. Для колон заввишки 1,5 м і діаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.

З урахуванням заповнення куба на 2/3 об'єму для колони внутрішнім діаметром царги 50 мм підійде 40-80 літрова ємність, для 40 мм - 30-50 літрова, для 32 мм - 20-30 літровий куб, а для 28 мм - скороварка.

При використанні куба об'ємом ближче до нижньої межі рекомендованого діапазону можна сміливо усунути одну царгу і зменшити висоту до 1-1,2 метра. В результаті сивухи буде відносно мало для прориву у відбір, а ось обсяг підголівників помітно зменшиться.

Джерело та потужність нагріву колони

Тип плити.Самогінне минуле не дає спокою багатьом новачкам, які вважають, що якщо раніше використовували для нагрівання самогонного апарату газову, індукційну або звичайну електричну плиту, можна залишити це джерело і для колони.

Процес ректифікації істотно відрізняється від дистиляції, все набагато складніше і багаття не підійде. Потрібно забезпечити плавне регулювання і стабільність потужності нагріву, що подається.

Електроплитки, що працюють по терморегулятору в режимі старт-стоп, не використовуються, тому що як тільки відбудеться короткочасне відключення живлення, пара перестане йти в колону, а флегма впаде в куб. У такому разі доведеться почати ректифікацію заново – з роботи колони на себе та відбору голів.

Індукційна плита - вкрай грубий апарат зі ступінчастою зміною потужності по 100 -200 Вт, а при ректифікації потрібно міняти потужність плавно, буквально по 5-10 Вт. Та й стабілізувати нагрівання незалежно від коливання напруги на вході навряд чи вдасться.

Газова плита при залитому в куб 40-відсотковому спирті-сирці і 96-градусон продукті на виході становить смертельну небезпеку, не кажучи вже про коливання температури нагріву.

Оптимальне рішення - врізати в куб колони тен потрібної потужності, а для регулювання використовувати реле зі стабілізацією вихідної напруги, наприклад РМ-2 16А. Можна взяти аналоги. Головне отримати на виході стабілізовану напругу та можливість плавно змінювати температуру нагріву по 5-10 Вт.

Подається потужність.Щоб нагріти куб за прийнятний час, потрібно виходити із потужності 1 кВт на 10 літрів спирту-сирцю. Отже, для 50 л куба, заповненого на 40 літрів, потрібно щонайменше 4 кВт, 40 л – 3 кВт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.

При тому самому обсязі куби можуть бути низькими і широкими, вузькими і високими. Вибираючи відповідну ємність, потрібно враховувати, що часто куб використовується не тільки для ректифікації, але і при дистиляції, тому виходять з найжорсткіших умов, щоб потужність, що підводиться, не призводила до бурхливого піноутворення з викидами бризок з куба в паропровід.

Досвідченим шляхом встановлено, що при глибині розміщення тену близько 40-50 см нормальне кипіння відбувається у випадку, якщо на 1 кв. см дзеркала навалки доводиться трохи більше 4-5 Вт потужності. При зменшенні глибини допустима потужність збільшується, а при збільшенні зменшується.

Є й інші чинники, що впливають характер кипіння: щільність, в'язкість і поверхневе натяг рідини. Буває, що викиди відбуваються наприкінці перегонки браги, коли зростає щільність. Тому вести процес ректифікації на межі дозволеного діапазону завжди загрожує неприємностями.

Поширені циліндричні куби мають діаметр 26, 32, 40 см. Виходячи з допустимої потужності на площу поверхні дзеркала кубового навалки 26 см куб, нормально працюватиме при потужності нагріву до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт .

Третім фактором, що визначає потужність нагріву, є використання однієї з царг колони без насадки як сухопарник для боротьби з бризкоуносом. Для цього потрібно, щоб швидкість пари в трубі не перевищувала 1 м/с, при 2-3 м/с захисний ефект слабшає, а при великих значеннях пар гнатиме флегму вгору трубою і закидати у відбір.

Формула для розрахунку швидкості пари:

V = N * 750/S (м/сек),

• N - Потужність, кВт;
• 750 – пароутворення (куб. см/сек кВт);
• S – площа поперечного перерізу колони (кв. мм).

Труба діаметром 50 мм подолає бризгоунос при нагріванні до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.

Виходячи з перерахованих вище міркувань, вибираємо об'єм, розміри куба, потужність нагріву і дистиляції. Всі ці параметри узгоджені з діаметром та висотою колони.

Розрахунок параметрів дефлегматора колони ректифікації

Потужність дефлегматора визначається залежно від типу колони ректифікації. Якщо будуємо колону з рідинним відбором або паровим нижче дефлегматора, то необхідна потужність повинна бути не меншою за номінальну потужність колони. Зазвичай у цих випадках як конденсатор застосовують холодильник Дімрота з утилізаційною потужністю 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхні.

Якщо колона з відбором за пару вище дефлегматора, то розрахункова потужність становить 2/3 від номінальної. У цьому випадку можна застосувати Дімрот або «сорочник». Утилізаційна потужність сорочника нижче, ніж у димрота і становить близько 2 Ватів на квадратний сантиметр.

Приклад холодильника Дімрота для колони

Далі все просто: номінальну потужність поділяємо на утилізаційну. Наприклад, для колони з внутрішнім діаметром 50 мм: 1950/5 = 390 кв. см площі Дімрота або 975 кв. см «сорочника». Значить, холодильник Дімрот можна зробити з трубки 6х1 мм довжиною 487/(0.6*3.14) = 2.58 см для першого варіанту, з урахуванням коефіцієнта запасу 3 метри. Для другого варіанта множимо на дві третини: 258*2/3 = 172 см, з урахуванням коефіцієнта запасу 2 метри.

Сорочник для колони 52 х 1 - 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Але це для приміщень з високими стелями.

«Сорочка»

Розрахунок прямоточного холодильника

Якщо прямоточник застосовується як доохолоджувач у колоні ректифікації з рідинним відбором, то вибирають найменший і компактний варіант. Достатньо потужності в 30-40% від номінальної потужності колони.

Виготовляють прямоточний холодильник без спіралі в зазорі між сорочкою та внутрішньою трубою, потім запускають відбір у сорочку, а воду, що охолоджує, подають по центральній трубі. У цьому випадку сорочка наварюють на трубу подачі води в дефлегматор. Це дрібний «олівець» довжиною близько 30 см.

Але якщо той самий прямоточник використовується як із дистиляції, і при ректифікації, будучи універсальним вузлом, виходять з потреби РК, та якщо з максимальної потужності нагрівання при дистиляції.

Для створення турбулентного потоку пари в холодильнику, що дозволяє забезпечити інтенсивність теплопередачі не менше 10 Ватт/кв. см, необхідно забезпечити швидкість пари близько 10-20 м/с.

Діапазон можливих діаметрів досить широкий. Мінімальний діаметр визначається із умов не створення великого надлишкового тиску в кубі (не більше 50 мм вод стовпа), а максимальний розрахунком числа Рейнольдса, виходячи з мінімальної швидкості та максимального коефіцієнта кінематичної в'язкості парів.

Можлива конструкція прямоточного холодильника

Щоб не вдаватися в непотрібні подробиці, наведемо найпоширеніше визначення: «Для того, щоб у трубі підтримувався турбулентний режим руху пари, достатньо, щоб внутрішній діаметр (мм) був не більше 6-кратної потужності нагріву (в кіловатах)».

Для запобігання завозу водяної сорочки необхідно підтримувати лінійну швидкість води не нижче 11 см/с, але надмірне збільшення швидкості вимагатиме великого тиску у водопроводі. Тому оптимальним вважається діапазон від 12 до 20 см/сек.

Щоб сконденсувати пару і охолодити конденсат до прийнятної температури, потрібно подавати воду при 20°C в обсязі близько 4.8 куб см/с (17 літрів на годину) на кожен кіловат потужності, що підводиться. Вода нагріється на 50 градусів – до 70°C. Звичайно, взимку води знадобиться менше, а при використанні автономних систем охолодження приблизно в півтора рази більше.

На підставі попередніх даних можна розрахувати площу поперечного перерізу кільцевого зазору та внутрішній діаметр сорочки. Потрібно враховувати доступний сортамент труб. Розрахунки та практика показали, що зазор в 1-1.5 мм цілком достатній для дотримання всіх необхідних умов. Цьому відповідають пари труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 та 20х1 – 25х1.5, які перекривають весь діапазон потужностей, які застосовуються в домашніх умовах.

Є ще одна важлива деталь прямоточника – спіраль, навита на парову трубу. Робиться така спіраль із дроту діаметром, що забезпечує зазор 0.2-0.3 мм до внутрішньої поверхні сорочки. Навивається з кроком рівним 2-3 діаметрам парової труби. Основне призначення – центрування парової труби, у якій під час роботи температура вище, ніж у трубі сорочки. Це означає, що внаслідок теплового розширення парова труба подовжується і згинається, притуляючись до сорочки, виникають мертві зони, що не омиваються водою охолодження, в результаті ефективність холодильника різко падає. Додатковими плюсами навивки спіралі є подовження шляху та створення турбулентності охолоджувального потоку води.

Грамотно виконаний прямоточник може утилізувати до 15 Ватт/кв. см площі теплообміну, що підтверджено досвідченим шляхом. Для визначення довжини охолоджуваної частини прямоточника скористаємося номінальною потужністю 10 Вт/кв. см (100 кв. см/кВт).

Необхідна площа теплообміну дорівнює потужності нагріву в кіловатах, помноженої на 100:

S = P*100 (кв. см).

Довжина зовнішнього кола парової труби:

Lокр = 3.14*D.

Висота сорочки охолодження:

H = S/Lкр.

Загальна формула розрахунку:

H = 3183*P/D (потужність у кВт, висота та зовнішній діаметр парової труби в міліметрах).

Приклад розрахунку прямоточника

Потужність нагріву – 2 кВт.

Можливе застосування труб 12х1 та 14х1.

Площі перерізу – 78,5 та 113 кв. мм.

Об'єм пари - 750 * 2 = 1500 куб. см/с.

Швидкості пари в трубах: 19,1 та 13,2 м/с.

Труба 14х1 виглядає краще, тому що дозволяє мати запас по потужності, залишаючись у рекомендованому діапазоні швидкості пари.

Парна труба для сорочки – 18х1, кільцевий зазор становитиме 1 мм.

Швидкість подачі води: 4,8*2=9.6 см3/с.

Площа кільцевого зазору – 3.14/4* (16*16 – 14*14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. див.

Лінійна швидкість - 9.6 / 0.471 = 20 см / с - значення залишається в рекомендованих межах.

Якби кільцевий зазор був 1,5 мм – 13 см/с. Якщо 2 мм, то лінійна швидкість впала б до 9.6 см/с і довелося б подавати воду вище за номінальний об'єм, виключно для того, щоб не завозявся холодильник, - безглузда витрата грошей.

Висота сорочки - 3183*2/14 = 454 мм або 45 см. Коефіцієнт запасу не потрібен, все враховано.

Підсумок: 14х1-18х1 з висотою охолоджуваної частини 45 см, номінальна витрата води – 9.6 куб. см/с або 34.5 літри на годину.

При номінальній потужності 2 кВт нагрівання холодильник видаватиме 4 літри спирту на годину із гарним запасом.

Ефективний та збалансований прямоточник при дистиляції повинен мати співвідношення швидкості відбору до потужності нагріву та витрати води на охолодження 1 літр/година – 0,5 кВт – 10 літрів/година. Якщо потужність вища, будуть великі втрати, мала - корисна потужність нагріву знизиться. Якщо витрата води вища, прямоточник має неефективну конструкцію.

Ректифікаційну колону можна використовувати як бражну. Обладнання для бражних колон має свої особливості, але друга перегонка відрізняється переважно технологією. Для першої перегонки особливостей більше і окремі вузли можуть виявитися не застосовними, але це тема окремої розмови.

Виходячи з реальних домашніх потреб та існуючого асортименту труб, розрахуємо за наведеною методикою типові варіанти колони ректифікації.

P.S.Висловлюємо подяку за систематизацію матеріалу та допомогу у підготовці статті користувачеві нашого форуму.

Початківці самогонщики зазвичай віддають перевагу дистиляторам. Але чим більше досвід, тим сильніше хочеться отримувати досконалий продукт – позбавлений сивушних олій та максимально міцний.

У самогонників, не знайомих практично з роботою РК, існує упередження. Вони вважають, що колона ректифікації забирає запах вихідного продукту. Це справедливо лише частково.

Все залежить від мети, а експлуатується колона по-різному: з метою одержання спирту-ректифікату чи чистого та укріпленого дистиляту.

Ректифікаційна колона на вигляд висока труба, що вертикально піднімається над перегінним кубом. Неодмінні складові:

• Труба з харчової нержавіючої сталі заввишки не нижче 1 і не вище 1,5 метра. Промислові мають розміри, що в тисячі разів перевершують зазначені.
• Дефлегматор – верхня частина труби із водяною сорочкою.
• Насадки: РПН або кухонні прополювальні скребки з нержавіючої сталі, а також (не завжди) СПН-спіральки рівного діаметра і висоти.
• Термометр. А краще два: один у кубі, другий – у колоні.
• Трубка для з'єднання із атмосферою.
• Прямоточний холодильник, який остаточно конденсує пари спирту, що йдуть із колони.
• Сполучні елементи та трубки для підключення/відведення води для охолодження.
• Утеплювач колони у відсіку, де відбувається тепломасообмін (бажаний, але не обов'язковий).

Розрахунок параметрів системи

Розрахунок необхідний для того, щоб колона видавала чистий від сивухи та інших домішок продукт міцністю до 95 °. При цьому не захлиналася, мала оптимальну швидкість перегону.

Увага.Кожна з представлених на ринку і саморобних колон ректифікації має швидкість перегону в рази нижче, ніж .

Це пов'язано з необхідністю багаторазового перевипаровування спиртовмісної рідини.

Продуктивність та якість роботи залежать від:

• висоти та діаметра царги;
• правильних розрахунків щодо насадки;
• потужності нагріву;
• обсягу перегінного куба.

Розміри труби та насадки

Щоб забезпечити правильну зміцнювальну та роздільну здатність незалежно від внутрішнього перерізу, прийнятною висотою царги вважається 1 - 1,5 м. Ці параметри визначені численними експериментами.

При меншій висоті не вдасться уберегтися від прориву сивухи в готовий продукт, тобто не вдасться домогтися належної чистоти відбору. Якщо ж зробити висоту більшою, це не дає найкращих показників і навіть навпаки – збільшує кількість головних фракцій. Простіше кажучи - кожен зайвий сантиметр колони знижує розділяючі здібностіпристрої та негативно впливає на швидкість перегону.

Допустимі параметри внутрішнього діаметра труби – 28-52 мм. Це – розміри, що застосовуються у виробництві побутових РК.

Існує формула: продуктивність, що вимірюється в мілілітрах продукту за годину роботи і потужність (Ватти) дорівнюють площі перерізу (поперечного розрізу) труби в кв. мм, тобто прямо пропорційні її діаметру в квадраті.

Вибираючи чи споруджуючи колону, прораховуйте діаметр (внутрішній). За великих відхилень правильно працювати вона не буде.

Насадка

Вона не просто збільшує контакт спиртовмісної пари з флегмою, вона повинна бути прив'язана до конкретної колони. При домашньому підбирають насадки, що мають поверхню контакту 1,5 – 4 м2 на літр ректифікату.

Якщо взяти більше, очищення покращає, але впаде і без того невисока швидкість перегонки. Якщо взяти менше 1,5 кв.м, то поділ та зміцнення впадуть, в результаті чистого спирту не вийде.

При використанні тільки РПН зазвичай скручені полотна вставляють одне над іншим знизу – від куба до вузла відбору. Співвідношення СПН до внутрішнього діаметра підбирається менше 13-15 разів. Тобто при товщині дроту 0,25 мм діаметр СПН підбирається до труби 50 мм – 3,5х3,5; 40 мм – 3х3; 28-32 мм – 2х2.

Увага.Для різноманітних завдань використовуються свої насадки.

Наприклад, при перегонці (дистиляції) зернової сировини доцільно застосовувати мідні РПН або СПН, кільця, сідлоподібні насадки. Для ректифікації – РПН+СПН, порізані дротяні мочалки.

Підбираємо об'єм перегінного куба

Ректифікацію проводять після першої дистиляції, коли одержують спирт-сирець. Заливається 40-градусна рідина. Кількість насадки для недопущення попадання сивухи в готовий продукт обчислюється від 10 до 20 об'ємів спиртовмісної міцної рідини в кубі.

Дозволяється заповнювати спиртом-сирцем тільки на 2/3, то й підбирати ємність слід, виходячи із використовуваної царги. Розрахунки при 1,5-метровій колоні з діаметром труби:

• 50 мм – не менше ніж 30, не більше 60 л. Потрібна ємність на 40-80 літрів;
• 40 мм – від 17 до 34 л. Куб до 50 літрів;
• 32 мм – від 10 до 20 л. Куб до 30 літрів;
• 28 мм - до 14 л. Потрібний куб до 18 літрів.

За мінімальних обсягів можна брати трубу довжиною не 1,5, а 1-1,2 м.

Чим гріти і на якій потужності?

Ректифікація - це не дистиляція, при якій можливе нагрівання на плитках різного промислового виготовлення і навіть дров'яного. Для РК необхідне виконання кількох обов'язкових умов:

• забезпечення максимально швидкого нагріву;
• можливість тонкого регулювання нагріву для якісного поділу алкоголю на фракції;
• безпека – запобігання спалаху та вибуху, з урахуванням того, що в кубі – не слабоалкогольна брага, а міцний спирт-сирець.

У зв'язку з цим і підбирати джерело нагріву із багатьох варіантів необхідно з урахуванням цих вимог:

1. Дров'яна піч. Відкидається беззастережно, бо жодному пункту вимог не відповідає.
2. Газова конфорка.Не підходить, оскільки неможливо точно відрегулювати нагрівання та висока небезпека вибуху.
3. Електроплитане відповідає з тієї причини, що вона працює за принципом повної зупинки нагріву та відновлення після падіння температури до критичної позначки (згадайте «клацання», що видається електроплиткою). Коли електроживлення перерветься, флегма не стікатиме поступово, як передбачено технологією, а обвалиться і ректифікація просто не відбудеться або її доведеться починати заново – з іншим джерелом нагріву.
4. Індукційна плитаможе бути використана "з натяжкою". У неї неможлива плавна зміна потужності, а правильна ректифікація вимагає плавного, не більше 10 Вт за раз.
5. ТЕНз регулюванням, стабілізацією напруги та плавною зміною нагріву на 5-10 Вт – це оптимальне рішення. Саме їм слід оснастити РК.

При підборі потужності враховуйте: для швидкого нагрівання куба необхідний кіловатний ТЕН на кожних 10 літрів рідини. Тобто:

• Для 50 літрового (у ньому – 40 літрів), потрібний 4-кіловатний ТЕН.
• 40 л (оптимально 30 л) - 3-кіловатний.
• 30 (до 23 л) – 2,5 квт.
• 20-25 (15-20 л) - 1,5 кВт.

Розрахунки дефлегматора

Їх визначають, з типу колони. При відборі спирту нижче дефлегматора, найкращий вибір - дефлегматор Дімрота потужністю до 5 Ватів на квадратний див.

Якщо відбір вищий за дефлегматор, то потужність може становити до 2 Ватт. Застосовується як Дімрот, так і «сорочник».

Наприклад, якщо у вас царга 50 мм, то для Дімрота достатньо трубки 6 см (внутрішній переріз) до 50 мм завдовжки (при точному розрахунку – 48,7). Сорочник може бути з труби 52 мм завдовжки 39 см.

Досягнення необхідної потужності у таблиці:

Внутрішній діаметр труби (мм)	Висота царги (см)	Продуктивність при оптимальній потужності нагріву (мл/год)
52	100	1900-1950
51	150	1750-1790
42	150	1120-1190
40	100	1100-1130
32	150	630-660
28	150	450-490

Розрахунок прямоточного холодильника

Якщо прямоточник є доохолоджувачем у РК з рідинним відбором, достатньо 30-сантиметрової «сорочки» на трубці відбору. Зазвичай з'єднують відведення води з подачею до дефлегматора.

Інша справа, якщо РК ви маєте намір експлуатувати і як дистилятор, тоді виготовляйте сорочник, виходячи з дистиляційних потреб.

Не навантажуючи вас малозрозумілими подробицями, відзначимо - щоб підтримувати турбулентність руху пари, візьміть внутрішній діаметр труби, відповідний потужності нагріву, помноженого на 6. Діаметр - мм, потужність в кВт.

Між стінами труби та сорочки достатньо 1,5 мм для вільного руху води.

Важливо.При створенні прямоточного холодильника навійте на внутрішню трубу дріт із таким діаметром, щоб спіраль на 0,3 мм не діставала до внутрішньої поверхні сорочника.

Спіраль навівається з кроком у 2-3 діаметри внутрішньої (парової) труби. Вона запобігає деформації стінок, покращує охолодження та уберігає від утворення «мертвих зон внаслідок теплового розширення.

Прийнято використовувати пари труб для холодильників із товщиною стінки 1 мм:

• 10 мм-14 мм;
• 12 мм-16 мм;
• 14 мм-18 мм;
• 16 мм-20 мм;
• 20 мм – 25 мм. В цьому випадку товщина труби 25 мм потрібна 15 мм.

Довжина прямоточного холодильника – 50-75 см.

Спираючись на наведені розрахунки, при правильному підході до справи ви отримаєте продуктивний ректифікатор, за якістю – навіть вище за промислові аналоги. Але якщо ви наважитеся на покупку готової колони, то зможете перевірити відповідність її параметрів вимогам.

Корисні відео

Ректифікаційна колона для самогонного апарату своїми руками - теорія, практика, креслення та схеми:

У 80-х роках XIX століття, коли самогонна справа почала набирати популярність серед любителів алкоголю, ніхто й уявити не міг, що ректифікаційні колони, які приносили величезну кількість чистого спирту, за малих витрат, стануть доступні пересічному любителю за цінами.

Для отримання самогону, очищення браги, дистиляції застосовують ректифікаційної колони. Тим не менш, конструкція цього пристрою проста і його можна зробити власноруч, тим самим звівши витрати на апаратуру до мінімуму.

Розглянемо, як зробити її своїми руками, які можна використовувати матеріали, як сформулювати окремі елементи та інтегрувати в самогонний апарат.

Для початку розберемося, що таке ректифікація:

• Це процес, коли із суміші виділяється один компонент під дією тиску та температури.
• Нагріваючий елемент випаровує брагу, яка проходить через фільтри.
• Частина повертається назад, а частина проходить далі.
• Так відбувається через рідину, яка надходить на згині трубки.
• Вона конденсує частину розчину та повертає назад.
• Легша летюча частина проходить далі, в останній сегмент, де знаходиться потік води.

Кінцевий продукт осідає у посудині.

Мідна

Стандартна структура, яка має на увазі мідну конструкцію як основу. Такий матеріал як мідь має відмінні характеристики теплопровідності, стиснення-розширення.

Увага!Мідь не додає шкідливі домішки та опади у розчин, що робить її еталонним матеріалом.

Тим не менш, у міді є один вагомий мінус - як і будь-який метал, вона окислюється і набуває зеленого кольору.

Корозійні процеси негативно впливають на якість та чистоту продукту. Також окислюються металеві фільтри всередині трубки і вся конструкція стає непридатною.

З поліпропілену

Також найпоширеніший варіант.

Поліпропілен матеріал, що використовується в сантехніці:

1. Він коштує дешевше та доступний у будь-якому будівельному магазині.
2. Він не псується в ході багатьох циклів нагрівання-охолодження і не тріскається від перепаду температур.
3. Через велику кількість форм можна спорудити конструкцію з будь-яким вигином.

Мінусом є потрапляння домішок у розчин, оскільки частина поліпропілену випаровується під час нагрівання.

З фітингів сантехніки

Бюджетний варіант для аматорів конструкторів.

Фітинги– це металеві перехідники, що закручуються, для комутації труб і шлангів.

З них можна спорудити колону, закрутивши у певному порядку. Метал для таких елементів може застосовуватись будь-який (у тому числі і нержавіючий). Мінусів у такої конструкції практично немає, за винятком того, що на збір та комутацію піде більше часу.

Довідка!Хороша колона складатиметься з усіх вищеописаних матеріалів, поєднуючи плюси і нівелюючи мінуси.

Як зробити своїми руками?

Спочатку, коли самогонна справа тільки почала розвиватися, апарати робили з усього, що було під ногами, тому якість самогону була відповідна.

З розвитком галузі, любителі навчилися робити продукцію все кращої та кращої якості, модернізуючи установки та доповнюючи стандартні конструкції новими елементами.

Перегінний куб

Для того, щоб сконструювати куб своїми руками, знадобиться виконати зварювальний шов на листі нержавіючої сталі, попередньо зігнувши його в циліндр.

Дно так само можна виконати, приваривши лист злили і обрізавши ножицями по металу (можна залишити лист необрізаним для більшої стійкості). Припоєм послужить олово.

Герметичну кришку можна зробити своїми руками, обклеївши стик гумою, або використовувати кришку від каструлі.

Довідка!Куб можна повністю виконати з каструлі або металевого бідона, якщо кришка передбачає можливість з'єднання з рештою всієї конструкцією.

Як зробити перегінний куб своїми руками розповідається на відео:

Царга

Царга є звичайним фільтром, спорудити який можна зі звичайного водного змішувача або пластикової склянки, в який буде утрамбована металева губка для миття посуду.

Декілька критеріїв, які важливі для доброї царги:

• наявність входу та виходу,
• можливість від'єднувати її, щоб змінити фільтр,
• можливість легко замінити корпус конструкції у разі поломки (тому рекомендується використовувати пластикові склянки).

Навіть невелика зміна діаметра колони серйозно впливає параметри. Для оцінки досить пам'ятати, що номінальні потужність (Вт) і продуктивність (мл/год) чисельно рівні площі поперечного перерізу колони (кв. мм), отже, пропорційні квадрату діаметра.

Насадка

Як насадка застосовується регулярна дротяна мідна насадка, Проте можна використовувати звичайну металеву губку.

Від матеріалу насадки залежатиме чистота кінцевого виробу та тривалість процесу ректифікації. Можна зробити багатошарову насадку, комбінуючи кілька елементів і матеріалів.

Вузол відбору

Вузол відбору знаходиться на вигині, в якому не відбувається поділ початкової суміші, що надходить до води, кінцевого продукту.

Виконати його бажано з міді, оскільки пластикові конструкції мають властивість до розширення під впливом температури, а зміна траєкторії руху розчину може затягнути процес ректифікації, або зупинити його.

Довідка!Наприклад, тиску і температури недостатньо для того, щоб летюча частина рідини змогла подолати вигин та осаджуватися в посудині. Тим не менш, більш пологий вигин дозволить їй легко проходити та накопичуватися.

Ідеальним матеріалом для вузла відбору є мідь чи нержавіюча сталь.

Елементи конструкції можна придбати в тематичних спеціалізованих магазинах, або у відділі сантехніки, вибравши те, що підходить саме для вашої конструкції.

На відео розповідається, як зробити вузол відбору своїми руками:

Дефлегматор

Дефлегматор це свого роду фільтр:

• Він встановлений у безпосередній близькості до вузла відбору та служить для того, щоб повертати частину розчину назад.
• Вода, що надходить всередину, конденсує важкі елементи розчину і відокремлює непотрібні частини від необхідних.

Дефлегматор можна виконати з металу, заліза, сталі або зі скла, так як вона відмінно віддає тепло і сприятиме швидкій конденсації пари.

Холодильник

Найчастіше в самогонних апаратах використовуються холодильні установки класу. "холодильник-змійовик". Таку назву він отримав тому, що всередині знаходиться металева спіраль, яка слугує для циркуляції рідини. Неозброєним поглядом вона нагадує змію, яка звернулася до клубка по діагоналі.

Робота холодильника полягає у пропусканні рідини через себе та передачі її всередину самогонного апарату. Виходячи з цього, матеріал стін бажано робити неметалевим, тому що метал довго охолоджується і гірше передає тепло.

Найкращим матеріалом буде:

• пластик,
• Скло,
• полімер.

Холодильник повинен містити лише два отвори – вхід та вихід рідини.

Між металевою спіраллю і стінками холодильника має бути вода або інша рідина, що добре пропускає температуру, оскільки саме ця конфігурація дозволяє максимально швидко поглинати тепло і знижувати температуру.

Як виготовити найпростіший холодильник для самогонного апарату розповідається на відео:

Царга пастеризації (опціонально)

Царга пастеризації– це кінцевий елемент самогонного апарату, який служить для осадження та фільтрації звичайно рідини:

• Є трубою, покритою теплоізоляційним матеріалом, на виході з якої знаходиться фільтр.
• Саме звідти, крапля за краплею, рідина потраплятиме до судини.

Конструкція такої царги нехитра - труба з поліпропілену або ПВХ, обшита будь-яким теплоізоляційним матеріалом, на кінці якої можна встановити стандартну царгу.

Автоматика

Чи не найскладніший елемент конструкції, який може посилити ККД та збільшити загальну продуктивність саморобного апарату.

Автоматична система керуванняможе самостійно контролювати процеси, що відбуваються в апараті, включати та вимикати його, сигналізувати про готовність.

До елементів автоматичного керування також відносяться сенсорні аналізатори:

• датчик тиску;
• датчик температури;
• показники витрати електроенергії та рідини;
• інше.

Однієї універсальної схеми немає, оскільки всі саморобні апарати мають різну конструкцію, довжину, висоту, об'єм та інші характеристики.

Важливо!Автоматику можуть встановити тільки досвідчені користувачі, які мають поняття про електронні ланцюги, пристрій мікросхеми, процес спайки та комутацію автоматичних елементів. Набагато простіше придбати готову автоматику для самогонного апарату, після чого приєднати її до конструкції.

Плюс у тому, що людина заощаджує час. Йому потрібно просто описати конструкцію свого апарата продавцю, який підбере для нього оптимальну контрольну панель автоматичну.

Влаштування саморобного самогонного апарату

Зазвичай саморобний самогонний апарат складається з:

1. джерела вогню, що нагріває посуд з брагою;
2. після проходження точки кипіння пара потрапляє до змійовика, який заповнений охолоджувальною рідиною;
3. температуру у змійовику підтримує холодильник;
4. після виходу із змійовика самогон потрапляє в царгу, де фільтрується і виливається в посудину.

Важливо!Не заощаджуйте а фільтрах! Чим більше їх буде, тим краще. Деякі вихідні речовини негаразд хороші і чисті, якими їх описують виробники, але в виході виходить продукція жахливого якості.

Щоб компенсувати збиток від самого “брудного” вихідного коду, рекомендується ставити фільтри на вході та виході кожного елемента.

Як зробити і зібрати найпростіший самогонний апарат в домашніх умовах.

Підіб'ємо короткі підсумки: зробити конструкцію можна своїми руками.

Якихсь складних інженерних конструкцій у ній немає, а значить саморобна колона практично нічим не відрізнятиметься покупною, матеріали для колон і можна вибирати будь-які від матеріал зовнішньої стінки залежатиме параметри теплопередачі, розширення та звуження пропускного каналу внаслідок термічних перепадів.

Увага!Джерело нагрівання та фурнітура можуть бути будь-які, проте від якості всіх деталей залежатиме чистота та міцність кінцевого продукту.

Сподіваємося, що наша стаття допомогла вам розібратися в тому, що собою являє колона ректифікації, яке має будова, які процеси в ній відбуваються і з яких матеріалів її робити.

Винокури створюють колону ректифікації своїми руками. Таке обладнання має високу ефективність. Колони дозволяють розділяти рідини на фракції. РК – це вищий клас побутових самогонних установок.

На дистиляторі отримують самогон, а на чистий спирт. Процес ректифікації заснований на взаємодії рідини та пари. За наявності необхідного обладнання одержують чистий спирт. Колони бувають тарілчасті та насадочні.

Самогонщики використовують насадкові колони, які призводять до розподілу спирту на фракції.

Ректифікаційна колона "Термосфера Ф43"

Пристрій колони ректифікації:

• царга з наповнювачем;
• вузол відбору спирту;
• дефлегматор;
• холодильник додатковий.

Брага знаходиться у перегінному кубі, що нагрівається. Зі зростанням температури відбувається випаровування. Пари (спирти, ефіри і так далі) по царзі прямують догори і доходять до холодильника з вузлом відбору. На початковому етапі кран перекрито.

Флегма - сконденсована пара - спускається в колону трубкою. Тяжкі фракції накопичуються внизу, легкі нагорі.

Колона заповнена насадками. Пара багаторазово конденсується, але в елементах установки випаровується рідина. В результаті такого обміну між рідиною та парою частина легкокиплячого компонента відводиться вниз.

Флегмове число - це відношення кількості конденсату, що повертається до колони, до того, що йде на відбір. ФЧ для спирту становить 8-9, для шляхетних дистилятів - 6-7. Як тільки відкривають кран, важливо витримати правильно флегмове число.

Режими роботи колони:

1. Дистиляція. Проходить без поділу.
2. Шляхетні дистиляти. Якщо у колоні зменшити кількість насадок чи трубу, створюються умови отримання кальвадосу і чачі. У цьому режимі ФЧ - 6–7. Фортеця алкоголю становить 94,5⁰.
3. Одержання спирту-ректифікату. Насадки в колоні знаходяться до верху. Флегмове число – 9. Фортеця спирту 96,4⁰.

Переваги та недоліки методу ректифікації

Ректифікаційні колони мають плюси та мінуси. РК бувають:

1. Бражні.
2. З відбором рідини.
3. Із відбором по парі.
4. Комбінованими.

Розглянемо переваги та недоліки всіх типів.

Бражні колони

Роль дефлегматора відіграє холодильник. Переваги:

• проста конструкція;
• дешевизна;
• легко виготовити;
• дистилятор + РК.

Недоліки:

1. Неочевидне управління (нерозуміння, скільки флегми повертається, не можна оцінити число).
2. Зміна ФЛ у часі.
3. Вимоги до постійної температури води.

Колона для самогонного апарату повинна мати:

• Регульований вузол відбору.
• Атмосферний клапан
• Високопродуктивний дефлегматор.

Відбір рідини

Використовується схема колони ректифікації для самогонного апарату Alex's Bokakob з похилими площинами. Підглянувши ідею у Бокакоба, вирізають два шматки міді та роблять пропили. Сьогодні використовують вузол відбору із похилими пластинами, який вигадав дизайнер.

Переваги:

• недорого;
• нескладне складання;
• дистилятор та ректифікаційна колона.

Недоліки:

• ФЛ змінюється у часі;
• непрозоре керування.

ФЧ змінюється, тому треба постійно підкручувати кран. Це не зручно.

Відбір по парі

Принцип роботи: пара піднімається та відбувається поділ. Частина надходить нагору, інша направо. Визначаючи прохідні отвори виставляють флегмове число.

Завжди зберігаються пропорції. Насправді це означає, що немає необхідності постійно перебувати поруч. Тільки коли починають «хвости», відключають обладнання.

Переваги:

• нескладна конструкція;
• недорога;
• стабільний вибір.

Колону не можна використовувати як дистилятор. Це єдиний недолік. Брагу в цій РК не можна переганяти.

Комбіновані типи

Поєднаний відбір по рідині та парі. Основний момент відбувається по парі. Відбирають "голови" по рідині.

• не складно;
• недорого;
• виконує функції дистилятора та колони;
• процес відбувається стабільно.

Комбінована колона немає недоліків.

Вибір матеріалу для виготовлення обладнання

Для виготовлення РК краще використовувати нержавіючу сталь. Матеріали мають бути інертні до пар спирту. Колони невеликого типу недоцільно заповнювати такими контактними елементами як тарілки. Вони встановлюють насадки:

• сітки;
• кільця;
• кулі.

Найпростіший варіант насадки – металеві сітки для миття посуду. Слід переконатися, що вони виготовлені з нержавіючої сталі.

Ректифікаційний апарат простіше зібрати, ніж самому виготовити. Без досвіду не вдасться вирішити це завдання. Щоб знати, що купити для збирання, потрібно розрахувати рентабельність.

Розрахунки

Спочатку визначають можливості РК. Існують онлайн-калькулятори, за допомогою яких це можна зробити. Колону вираховують виходячи з висоти:

1. Стелі приміщення – 2550 мм.
2. Дефлегматор - 300 мм.
3. Куба – 400 мм.
4. Ще додаткових 50 мм.

Разом одержують: 2550 + 300 + 400 + 50 = 1800 (висота колони).

Розрахунок обсягу куба

Враховують, що бак заповнюють на 2/3 об'єму. Отже, для колони з d = 50 мм підходить куб на 40-80 літрів. Якщо діаметр царги 40 мм, обсяг ємності становить 30-50 літрів. Такий перегінний куб, як скороварка, підійде для d=28 мм.

Розрахунок прямоточного холодильника

Існують коефіцієнти, куди орієнтуються. Перший варіант для холодильників із гарною циркуляцією води становить 850 Вт/м2С. Коефіцієнт у звичайному змійовику - 150 Вт/м2С.

Напруга на регуляторі – 100 вольт. Отримують: 100*100: 19,3 = 518 ват.

Розрахунок потужності

Для перегінного куба 50 літрів потрібно 4 кВт. ТЕН 3 кВт достатньо використовувати для бака 40 літрів, а для 30-літрової ємності буде потрібно електронагрівач потужністю 2 кВт.

Розрахунок дефлегматора

Для РК із рідинним відбором підходить холодильник Дімрота. Утилізаційна потужність – 4–5 Вт на 1 кв. див.

Розрахункова потужність РК з відбором по парі – 2/3 від номінальної. Утилізаційна потужність – 2 Вт на 1 кв. див.

Якщо колони діаметр 50 мм, подальший розрахунок такий: номінальну потужність ділять на утилізаційну. Отримують: 1950: 5 = 390 см ².

Дефлегматор виготовляють з огляду на параметри:

• довжину труби;
• потужність;
• запас.

Технологія виготовлення колони

Спочатку роблять димрот. Беруть 4 метри міді, яку огинають довкола і накручують димрот. Для цього використовують токарний верстат. Трубу можна навивувати, затиснувши в лещатах. Процес цей нескладний. Трубка легко входить, і намотують необхідну кількість витків.

Відстань між ними – 1 мм, тому витки трохи розсовують. Загальна довжина – 28 см, петля – 5–6 см.

Для того, щоб зібрати колону, треба приготувати матеріали:

• трубу 3,2 м (основа царги);
• мідну трубу – 35 мм d;
• утеплювач товщиною 9 мм;
• трубки (15; 10; 8);
• трубку d 4 мм (4 метри);
• фланці різьбові;
• кут 90⁰;
• трійник;
• заглушку (35 мм);
• перехідник із 35 на 15;
• голковий кран;
• фітинги для підведення охолодження;
• флюс та припій;
• систему подачі води;
• патрубки;
• голчасті клапани – 2 шт.;
• трійник.

Корпус колони

Колони виготовляють із таких матеріалів:

• міді;
• нержавіючої сталі;
• скло.

В основному корпус установки виготовляють із нержавіючої труби. Збирають обладнання за допомогою зварювання чи паяння. У деяких джерелах можна прочитати, що з міді не можна робити РК.

Якщо колону зібрали правильно, можна встановити саморобний самогонний апарат. РК роблять так, щоби вона підходила на будь-який бак від 20 до 50 літрів.

Насадка

Існує промисловий наповнювач:

1. Насадки спірально-призматичні:

• мідна 4 х 4 х 0,3 (500 мл) – 2560 р.;
• нержавіюча сталь 4 х 4 х 0,25 (500 мл) - 1850 грн.

1. Кільця Рашига керамічні (1 кг) - 2050 грн.
2. Насадки Панченкова:

• мідні 50 х 10 – 620 р.;
• нержавіюча сталь 50 х 10 - 290 грн.

Найдоступніший матеріал – металеві сітки для миття посуду.

Теплоізоляція

Відповідний матеріал теплоізоляції:

• витримує високі температури;
• хімічно інертний;
• силіконові та фторопластові прокладки.

Не можна використовувати гумові прокладки, оскільки вони впливають якість спирту.

РК – універсальне обладнання. Установка має гарну продуктивність та невеликі габарити.

Ректифікаційна колона "Спиртмаш"

Як зробити колону для ректифікації?

Ректифікаційна колона з фітингів та царги збирається самостійно в домашніх умовах.

Приклад №1

Для роботи знадобляться матеріали:

• труба;
• фітинги;
• термометр;
• зварювальний апарат;
• насадки.

Спочатку беруть трубу (d 30-50 мм) необхідної довжини. Якщо потрібно, розрізають. Нижню частину закривають металевою сіткою. Як наповнювач використовують мочалки або пружини. Сітки для миття посуду (30-40 штук) нарізають на невеликі шматки. Трубу заповнюють отриманими фрагментами, закривають сіткою та фіксують шайбою.

Встановлюють на перегінний куб та утеплюють. Верхню частину царги закривають кришкою. У пробці роблять отвір та встановлюють туди трубку. У нижній частині – отвір для дистиляту. Під ним знаходиться пластина для збирання флегми.

Силіконовим шлангом з'єднують колону та холодильник. На шланг кріплять медичну крапельницю.

У верхній частині просвердлюють отвір, куди монтують трубку 15 мм. Її вставляють під кутом і паяють. Це місце для термометра. Царгу з'єднують фітингом із патрубком куба.

Приклад №2

Просту колону можна зробити з таких матеріалів:

1. Труби 120-150 см, 30-40 мм у діаметрі.
2. Дефлегматор (довжина 20-30 см).

Для колони необхідно купити 18 металевих мочалок. Корпус дефлегматора можна виготовити з термоса, який припаює до царги.

Потім монтують трубки на злив та подачу води. Є також трубка, якою циркулює охолоджена вода. Вона з'єднує холодильник із дефлегматором. В установці використовують затискач від медичної крапельниці. У цій конструкції використовують лабораторний холодильник.

Приклад №3

Збирають складніші установки. До колони Ніксона-Стоуна додають вузол відбору по парі. До трійника приварюють гайку (3/4 дюйми). Далі вставляють кран із прохідним отвором 20 мм. На виході діаметр – 18 мм. Найвужчий діаметр трубки відбору по парі – 16 мм. Холодильник РК становить 38-40 см.

Винокури створюють своїми руками конструкції з урахуванням системи Ніксона. Влаштування самогонного апарату з РК містить:

1. Куб на 70 л.
2. ТЕН 2 кВт та 1 кВт.
3. Царгу мідну.
4. Сухопарник.
5. Систему Ніксона із поверненням флегми.
6. Дімрот (3 метри).

Приклад №4

Ректифікаційна колона своїми руками для виробництва 40 л спирту. Флегмова кількість регулюється. Конструкція складається з таких частин:

1. Корки.
2. Ущільнювальні гайки.
3. Трубки для термометрів.
4. Корпуси дефлегматора.
5. Відведення теплої води.
6. Підведення холодної води в дефлегматор.
7. Труби.
8. Наповнювач.
9. Дефлегматор.
10. Випарний куб.
11. Запобіжний клапан.

Конструкція збирається зварюванням або паянням. Усі з'єднання перевіряють на герметичність.

Вибір готового обладнання

Ректифікаційна колона «Антонич 2,1» (2 дюйми) коштує 15 856,14 грн. Конструкцію самостійно збирають на домашньому дистиляторі "Антонич 1,5-В", купивши додатково царгу. Дистилятор коштує 9542,77 грн.

Установка "Медіум" СС-2 PRO з царгою 70 см коштує 13 400 рублів. Барботажна колона монтується з додатковою трубою із нержавіючої сталі. Можна придбати комплект на 1,5 дюйми з царгою 50 см за 15 000 рублів. Ціна установки на 2 дюйми - 16 000 грн. На цій колоні одержують напої до 96,5⁰ спирту.

При покупці дистилятора звертають увагу розмір дефлегматора. Він має справлятися з ректифікацією. Дистилятор "Стиллмен-Космо" - обладнання, на якому отримують чистий спирт. Комплект коштує 18 450 грн. Для добування етилового спирту додатково купують царгу.

Дистиляційна колона "Доктор Губер" повністю розбірна. Конструкцію можна покращити та зробити універсальною. Установка без куба коштує 15539 рублів.

Загалом, можливість вибору є, і в будь-якому випадку ви отримаєте самогон гарної якості. Перевага залежить від зручності для споживача та ціни.

Любителі приготування домашніх спиртних напоїв з часом дійшли необхідності підвищення якості. Найкращим рішенням є отримання чистого спирту та розведення його за необхідним рецептом.

Отримати чистий спирт допоможе колона ректифікації. Нещодавно інформація про домашню ректифікацію була недоступною, сьогодні велика кількість спеціалізованих форумів і блогів докладно висвітлює процес домашньої ректифікації та спорудження відповідного обладнання.

Ректифікація – процес очищення спирту від легких ефірних та важких сивушних складових, позбавлення продукту від глюкози, цукрів та кислот. Процес ректифікації дозволяє отримати чистий спирт етиловий до 96°.

Сировина, що вийшла, застосовується в технічних, медичних цілях, а також для приготування високоякісного спиртного.

Довідка.Щоб без помилок зробити апарат своїми руками, потрібно розуміти фізику та хімію процесів ректифікації.

Спирт-сирець або брага нагріваються у кубі. Пари піднімаються по царзі, найважчі частини конденсуються у нижній частині набивання і стікають у куб. Пари легше піднімаються вище набивання, конденсуються та стікають у куб. Нова порція пар піднімається, нагріває вже стікає флегму, з неї випаровуються легкі фракції - набирає чинності основний принцип тепломасообміну.

Найлегші частки досягають холодильника Дімрота, де охолоджуються та стікають. Коли в колоні ректифікації пари «вишикувалися» по поверхах відповідно до щільності, починається відбір спирту у верхній частині колони. Початківці ректифікатори припускаються помилки саме на цьому етапі — або припускають «захліб» — зайве виникнення флегми, або відбирають багато продукту, тоді страждає на «поверховість» і спирт буде з домішками.

Зробити колону ректифікації в домашніх умовах досить складно. Серйозні виробники докладно розраховують та випробовують свій товар, докладають докладну інструкцію. Перед саморобом стоїть вибір:

1. Повторити задум популярних виробників, скопіювати вже існуючий апарат. При необхідності до перевірених схем можна внести правки та доопрацювання.
2. Сформулювати свою схему, що відрізняється від інших.

З чого складається колона ректифікації, і її креслення?

Домашній майстер може виготовити цареву колону ректифікації. Вона прощає багато помилок, і результат буде гарантовано.

Креслення ректифікаційної колони

Перегінний куб

Це ємність, куди вбудовуються нагрівачі, випаровується брага чи спирт-сирець.

Характеристики ємності:

1. Міцність.Вага труби ректифікації буде припадати на кришку, тому куб повинен бути жорстким.
2. Хімічна нейтральність спирту.Ідеальний матеріал - харчова хромнікелева сталь (нержавіюча сталь).
3. Зручність.Місткість потрібно піднімати, переміщати, зливати з нього барду (перегін). Об'єм ємності розраховується залежно від необхідної продуктивності апарату, потужності нагрівачів.
4. Утеплення.Тепловтрати мають бути мінімальними. тому і стіни, і дно має бути «упаковано» в утеплювач без містків холоду.

Царга для самогонного апарату

Царга – це труба, яка встановлюється на куб. По суті, це є основний каркас ректифікаційної колони. Існує тарілчаста царга, але вона рідко застосовується в домашніх умовах.

Характеристики:

1. Міцність.Товщина стінки царги зазвичай приймається від 1 до 1.5 мм. Це створює достатню міцність при невеликій вазі.
2. Хімічна нейтральність.
3. Утеплення.Щоб побудувати в колоні пари різних фракцій «по поверхах», царга має бути добре утеплена. Відмінно підійде рукав із спіненого поліпропілену або лотки з пінополістиролу, що застосовуються у сантехніці.
4. Розбірливість.Для зручності чищення та зберігання царгу можна зробити розбірним - з колін 30-40 см. Це дозволить регулювати висоту апарату, що впливає на швидкість та якість продукції.
5. Наявність оглядових скляних ділянок.
6. Діаметр.Якщо це тонка трубка (до 2 дюймів), набивання не потрібне - всі процеси відбуваються на стінках. Така колона називається плівковою. Діаметри вище вимагають застосування насадки - набивання ущільнювачів для підвищення площі тепломасообміну.

Набивання або насадка

Набивання потрібне для осадження флегми, її повторного випаровування. Головна характеристика набивання – площа. Як набивання застосовують камені певних порід, сито з нержавіючої сталі, стружкові спіралі з нержавіючої сталі.

У продажу є багато вже готових рішень, домашні майстри вигадали різні недорогі варіанти-замінники. Найчастіше для заміни заводським набиванням використовуються металеві сіточки для миття посуду або металева стружка.

Від об'єму та щільності насадки залежить вибудовування пар по поверхах. Якщо колоні використовується дрібна стружкова призматична насадка, потрібно зробити решітчасту опору, щоб насадка не потрапляла в куб.

Охолоджувач Дімрота

Вгорі колони ректифікації знаходиться охолоджувач — трубка, звита в спіраль.

Нею циркулює холодна вода. Він повністю охолоджує усі легкі пари. Характеризується площиною нахилу, потужністю, довжиною.

Вузол відбору

Він служить для того, щоб відібрати спирт із верхнього поверху. Відбір здійснюється в повному обсязі, більшість флегми повертається в царгу. Співвідношення забраного продукту до флегми, що повернулася в царгу, називається флегмовим числом.

Чим вище флегмове число, тим менше продуктивність апарату, тим чистішим виходить продукт.

Існують три види відбору:

1. По Бразі.вузол відбору знаходиться вище холодильника Дімрота, і вловлює пари, що прорвалися. Вони доохолоджуються у додатковому проточному холодильнику.
2. За рідиною.Флегма «верхніх поверхів», що охолодилася, капаючи з холодильника, відбирається через похилі площини або відстійник.
3. По пару.Частина пари піднімається вгору, до Дімрота, а частина прямує до додаткового холодильника, де конденсується. Забезпечується стабільне флегмове число, яке не змінюється протягом усього часу перегонки.

Додатковий холодильник

Несе допоміжну функцію.

Що робить:

• доохолоджує продукт, що вийшов,
• тримає в облозі пари, що випадково потрапили,
• охолоджує готовий продукт.

Докладніше про те, що з себе представляє колона ректифікації, і який принцип її роботи, ви дізнаєтеся з цього відео:

Вибір конструкції

Розміри та конструкція апарату залежить від ряду факторів:

1. Необхідна продуктивність.при більшій продуктивності царга з набиванням буде вищим і ширшим — пара проходить більше. Охолоджувач та вузол відбору також мають забезпечити достатню ефективність. Мінімальна довжина царги – 1.5 метра, краще зробити її розбірною з трьох колін – 1 метр, 0.2 метра, 0.5 метра. це дозволить використовувати апарат як дистиляції, так ректифікації.
2. Можливі розміри.Часто домашні колони ректифікації обмежені в розмірах через висоти стелі. Заощадити місце допоможе зміщення холодильника димрота у верхній частині апарату, або розміщення його перпендикулярно царгу (молот Тора).
3. Доступ до технологій металообробки.Апарат із нержавіючої сталі прослужить довго і не окислюватиме спирт, але для з'єднання деталей знадобиться аргонне зварювання або електроди по нержавійці. Варити нержавійку складно. При можливості можна застосовувати лабораторне термостійке скло, але воно дуже крихке. Відмінний варіант для самороба - мідь. Вона легко паяється газовим пальником, у продажу є велика кількість
4. Об'єм сировини, що заправляється.Чим більше застосовуваний куб, тим вищою має бути продуктивність. Випаровування спирту відбувається при 75 - 80 ° С, зниження температури знизить швидкість процесу.
5. Бюджет.За мінімального бюджету розглядати треба просту, але ефективну конструкцію з механічними регулюваннями. Якщо бюджет не обмежений, апарат доповнюється точними голчастими кранами, додатковими вузлами та автоматикою керування.

Для домашнього дистилювання найпростіший буде колона з кубом до 50 літрів із вбудованими ТЕНами потужністю 3 КВт. Діаметр колони 32 мм, вузол відбору рідини за мотивами конструкції Алекса Бокакоби, холодильник Дімрота, вставлений вище вузла відбору.

Додатковий охолоджувач не потрібен, замість нього чудово служить пластикова трубка довжиною 1.5 метра, що охолоджується повітрям. Як насадку можна використовувати насадку Панченко, СПН або металеві нержавіючі мочалки для посуду. Усі з'єднання виробляються на дешеві сантехнічні різьбові з'єднання.

Оптимальні розрахунки

Розрахунок колони починається з визначення наступних параметрів:

1. Можлива висота.Практика показує, що для домашнього апарату оптимальною буде висота 1.5 — 2 метри. Якщо в ролі нагрівника використовується газова плита, висота царги буде 1.2 - 1.5 метра. Діаметр залежить від висоти, середнє співвідношення - 1/50. Наприклад, царга 1.5 метра має бути не більше 32 мм. (Округлюємо до стандартних труб).
2. Потужність ТЕНу або нагрівача.Царга 1.5 метра матиме продуктивність приблизно 300 мл/годину, що відповідає 300 Вт потужності ТЕНу. Потужність нагрівача повинна бути достатньою для нагріву до 70 °С обсягу браги протягом 1 години, а також мати можливість оптимального регулювання.
3. Об'єм куба.Це утеплена ємність із зручним розміром, транспортабельна. Для економії висоти приміщення діаметр та висота повинні бути приблизно однаковими. Від об'єму куба залежить кількість нагрітої пари. Для домашнього використання зручні кеги з-під пива 25, 30, 50 літрів. Алюмінієві бідони чи бачки краще не використовувати – алюміній швидко корродує.
4. Потужність охолоджувачів.Охолоджувач повинен повністю справлятися з конденсуванням пари при мінімальній протоці води. Точної формули розрахунку потужності охолоджувача немає, кількість витків і довжина підбирається досвідченим шляхом. Для нашої конструкції цілком достатньо 30 см щільно навитої спіралі з трубки 6 мм. Краще виготовити холодильник із запасом потужності та регулювати швидкістю подачі холодної води.

Як зробити фітингову сантехніку в домашніх умовах?

Дії такі:

• Закуповуємо матеріали- 2 метри труби 32 мм з міді; олово для паяння; 15 см мідної трубки діаметром 8 мм; 2 метри трубки 6 мм; голковий кран, пластиковий шланг діаметром 8 мм. Купуємо готову насадку або замінник - керамічний гравій, металева мочалка. Найбільш прості з'єднувачі - клампи або латунне різьблення.
• Робимо царгу.Ділимо трубу на відрізки 1 метр, 0.3 метри, 0.5 метри. Відрізок 10 см припаюємо до кришки куба, вставляємо сіточку для затримки насадки. На кожен стик припаюємо клампове з'єднання або сантехнічне різьблення з міді або латуні.

• Збираємо вузол відбору з мотивів Алекса БокакобаНа трубці довжиною 0.3 метри ближче до нижнього краю робимо два кутові пропили під 30 - 40 градусів. У пропили вставляємо пластинки з міді, обрізаємо та запаюємо. Свердлимо отвір для трубки відбору рідини, отвір повинен знаходитися внизу «кишенька» нижньої пластинки. На трубку відбору припаюємо різьблення для голкового крана, який регулюватиме відбір. Збоку і трохи вище отвору відбору вставляємо трубку прямотоку. Він потрібний, щоб контролювати флегмове число. Прямоток проводить флегму з «кишеньки» відбору нижче, флегма капає в центр насадки. Середня частина прямотоку виконана із прозорої пластикової трубки.

• Збираємо охолоджувач, Для чого щільно навиваємо мідну трубку, набиту піском на штир діаметром 12 мм. Штир витягується, пісок витрушується і видувається. Виходить спіраль, один кінець якої потрібно просмикнути всередину. Початок і кінець трубки просочується в латунний «стаканчик» з різьбленням і запаюються – це пробка. Холодильник, що вийшов, вставляється вище вузла відбору, що капає флегма збирається похилими площинами.

• Перед застосуванням засипаємо насадку царгу.Насадка не повинна щільно закупорювати трубу, пара повинна вільно проходити через неї.

• За бажання можна зробити проточний доохолоджувач.Він складається з двох трубок, діаметром 10 та 12 мм. Довжина тонкої трубки на 3 см коротше, ніж товстої. Трубки вставляються одна в одну і торці запаюються. До товстої трубки припаюються вхід і вихід холодної води.

Колона зібрана та готова до використання. Перед застосуванням деталі краще промити слабким розчином оцтової кислоти за допомогою йоржика.

Подивіться відео, в якому показано, як зібрати колону ректифікації своїми руками:

Режими роботи

Режими такі:

1. Нагрівання браги до 72 -75 °С.Охолоджувач Дімрота працює із мінімальною потужністю.
2. Прогрів колони та вибудовування «поверхів» конденсації флегми.Протягом усієї колони йде активний барботаж та паромасообмін. Важливо не допустити перенасичення колони, інакше буде «захліб» — флегма закупорить весь діаметр царги. Підбираємо потужність нагрівачів так, щоб біля вузла відбору температура була 71-75 °С.
3. Початок відбору.При відборі рідини неминуче порушується струнка піраміда в царзі, тому флегмове число потрібно буде коригувати. Щільність пари поступово падає, інтенсивність відбору також. Перша відібрана рідина – «голови» – містять леткі ефірні складові. Обсяг голів сягає 20 % від планованого вмісту спирту.
4. Відбір основного товарного спиртуйде до появи запаху сивушних олій.
5. За бажання витягнути з сировини все можливе, витягуємо «хвости» - останню частину спиртовмісних пар. Вони велика кількість сивушних масел, хвости змішуються в «головами» і застосовуються при подальших ректифікаціях.
6. Завершення ректифікації- Вимикання нагрівача, остигання труб.

Весь цикл залежно від бажаної якості продукції може тривати порівняно довго - від 8 годин до 2 діб.

Середня продуктивність зібраної нами колони – 250-300 мл. 96 ° спирту на годину.

Чи потрібно проектувати обладнання?

Процес розрахунку, складання та випробувань саморобного обладнання приносить величезне задоволення. Результат після правок та доопрацювань буде гарантований. Однак перші труднощі або невдачі здатні остудити запал початківців ректифікаторів.

В результаті самостійного конструювання на результат впливають навіть незначні нюанси - щільність набивання, кут нахилу, діаметр трубок Дімрота ... Якщо потрібен швидкий і гарантований результат - краще придбати готовий апарат від виробника. При покупці важливо знати пристрій, продуктивність та призначення апарата, щоб не купити підробку чи неефективний прилад.