Teorie destilace alkoholu a provozu destilační kolony

Účelem tohoto článku - rozebrat některé teoretické a praktické aspekty kolony domů destilační zaměřených na výrobu lihu, stejně jako rozptýlit nejčastější mýty na internetu, a vyjasnit body že „tichá“ zařízení prodejci.

destilace alkoholu - separace vícesložkové směsi alkoholu do čistých frakcí (ethanolu a methanolu, vody, přiboudliny oleje, aldehydy, atd), které mají různé teploty varu, opakovaným odpařením kapaliny a páry kondenzace na kontaktní zařízení (patra nebo výplň) ve speciálním protiproudém věž zařízení.

Z fyzikálního hlediska možné nápravy, protože původně koncentrace jednotlivých složek směsi v plynné a kapalné fáze se liší tím, že systém má tendenci k rovnováze - za stejného tlaku, teploty a koncentrace všech látek v jednotlivých fázích. Při styku s kapalným párou obohacený vysoce těkavá (nízkovroucí) komponenty, pak se kapalná --volatile (vysokou teplotou varu). Zároveň obohacující výměnu tepla.

Doba styku (interakce toky) s názvem hmotnost proces výměny kapalina-pára.

Vzhledem k různým směrům pohybu (páry stoupá, a kapalina proudí směrem dolů), je možné individuálně zvolit téměř čistých složek po dosažení rovnovážného systému v horní části destilační kolony, byly zahrnuty do směsi. Nejprve opustit látky s nízkým bodem varu (aldehydy, estery a alkoholy), a pak se - s vysokým (přiboudliny).

Rovnovážného stavu. Zdá se, že na hranici oddělení fází. To může být dosaženo pouze při současně jsou splněny dvě podmínky:

1. Stejný tlak jednotlivých složek směsi.
2. Teplota a koncentrace látek ve dvou fázích (kapalné a plynné) je stejný.

Čím častěji systém dosáhne rovnováhy, tím účinnější je tepelně hmoty a rozdělení směsi na jednotlivé složky.

Rozdíl mezi destilace a rektifikace

Jak je vidět na grafu roztoku 10% alkoholu (kaše) se mohou připravit vařit 40%, a ve druhé destilaci směsi vychází 60-stupňový destilát ve třetí - 70%. Tyto intervaly: 10-40- 40-60- 60-70- 70-75, a tak dále až do maxima - 96%.

Teoreticky, aby se získal čistý alkohol, vyžadují 9-10 postupnou destilací na měsíční svit. V praxi destilovat kapalný koncentrace alkoholu s obsahem nad 20-30% výbušné, také kvůli velkému vynaložením energie a času, je ekonomicky nevýhodné.

Z tohoto hlediska se rektifikace alkohol - je alespoň 9-10 simultánní, krok destilace, které se vyskytují v různých sloupcích kontaktních prvků (pistolí nebo desek), po celé výšce.

práce frakcionátor

Destilační kolona - zařízení pro oddělování vícesložkové tekuté směsi do jednotlivých frakcí podle bodu varu. Jedná se o válec s konstantním nebo proměnným průřezem, uvnitř kterého jsou kontaktní prvky - desky nebo trysky.

Video: Home destilační a rektifikační kolona Likbez.Rektifikatsionnaya Part 1

Také téměř každý sloupec má pomocné jednotky pro přivádění výchozí směsi (surový alkohol) řízení procesu nápravy (teploměry, Automatická) a výběr destilátu - modul, kde kondenzuje a potom vyjmuta ze systému izverchenny specifické páry látek.

Surový líh - destilát kaše klasická metoda destilace, která může být „nalil“ do rektifikační kolony. Ve skutečnosti je to vařit síla 35-45 stupňů.

Video: destilační kolony a princip jeho práce

hlen - kondenzuje v deflegmátoru páry, proudí dolů podél stěn kolony.

Refluxní poměr - poměr zpětného toku k destilátu hmotnost krvácení. Frakcionační alkohol jsou tři proudy: par pod zpětným chladičem a destilát (konečný cíl). Zpočátku není vybrána destilát, sloupec se objevil k refluxu po dobu dostatečnou přenosu tepla a hmoty. Potom část alkoholových par se kondenzuje a odvádí z kolony, a zbývající alkoholových par, a dále vytvořit zpětného proudu, což zajišťuje normální provoz.

Pro práci většinu instalací, refluxní poměr by měl být alespoň 3, tedy o 25% z destilátu oddělí, zbytek - ve sloupci potřebné pro zavlažování kontaktních prvků. Obecné pravidlo: čím pomaleji zvolený alkoholu, tím vyšší je kvalita.

Kontaktní zařízení destilační kolona (podnosy a balení)

Odpovídá za vícenásobné a současné rozdělení směsi do kapaliny a páry s následnou kondenzací páry na kapalinu - v rovnováze sloupci dosažení. Ostatní podmínky jsou stejné, čím větší je konstrukce kontaktních zařízení, tím účinnější, pokud jde o čištění destilace alkoholu, protože zvýšené povrchové fáze interakce, což zintenzivňuje celý tepelně přenos hmoty.

teoretická deska - jeden výstupní cyklus rovnovážného stavu s jeho opakovaným dosažení. Pro kvalitní alkoholu vyžaduje minimálně 25-30 teoretických pater.

fyzický pokrm - skutečné zařízení. Pára prochází vrstvou kapaliny na desky v množství bublin, vytváří rozsáhlou kontaktní plochu. V klasické fyzické konstrukční desky poskytuje asi polovinu podmínek, aby bylo dosaženo rovnovážného stavu. Proto je pro normální provoz destilační kolony vyžaduje dvakrát více fyzických zásobníků, než teoretické (vypočtené) minimální - 50-60 kusů.

Trysky. Často destičky umístěny pouze na průmyslovém zařízení. Při laboratorních a domácích fractionators jsou kontaktní prvky použité trysky - speciálně kroucené mědi (nebo oceli), drátěné pletivo nebo mytí nádobí. V tomto případě je refluxní toky v tenkém proudu po celém povrchu trysky, což zajišťuje maximální kontaktní plochu s párou.

Designs moc. Nevýhodou domácí drátu příloh - možné poškození materiálu (černění, rez), tovární analogy postrádající těchto problémů.

Vlastnosti rektifikační kolony

Materiál a rozměry. Válec věž, trysky, krychle a palírny nutně z jedlého, nerezové oceli, trezor za tepla (rozšiřuje rovnoměrně) slitiny. S vlastním vyrobené struktury v kostce jak nejčastěji používaných plechovky a tlakových hrnců.

Minimální délka trubky domácí frakcionační - 120-150 cm, průměr - 30-40 mm.

topný systém. V procesu nápravy je velmi důležité sledovat a rychle nastavit topný výkon. Proto je nejlepší roztok se zahřívá přes elektrické ohřívače namontovanými ve spodní části kostky. Aplikace tepla se nedoporučuje plynovým sporákem, jako nedovoluje změnit rozsah teploty (vysoká setrvačnost systému) rychle.

řízení procesu. V rektifikační koloně, že je důležité, aby podle pokynů výrobce, který musí být uveden konkrétní operaci, topný výkon se poměr zpětného toku a model výkonu.

Je velmi obtížné řídit proces destilace bez obou nejjednodušších prostředků - teploměr (pomáhá určit správnou míru vytápění) a Lihoměry (opatření pevnost vzniklého alkoholu).

Performance. Je nezávisle na velikosti sloupce, protože vyšší boční lišta (trubka), tím větší fyzické zásobníky umístěna uvnitř tudíž lepší čištění. To má vliv na výkon topného výkonu, který určuje rychlost toku páry a varu pod zpětným chladičem. Ale tlumivky (přestane fungovat), když je napájen nadbytek sloupec.

Průměry výkon domácí frakcionační - 1 litr za hodinu při zahřívání výkonu 1 kW.

Účinek tlaku. kapaliny je teplota varu je závislá na tlaku. Pro úspěšné alkoholu tlaku v horní části destilační kolony, musí být v blízkosti atmosférického tlaku - 720-780 mmHg V opačném případě bude tlak klesat s klesající hustota par a zvyšuje rychlost odpařování, které mohou způsobit zatopení kolony. Když tlak poklesne příliš vysokou rychlost odpařování, čímž se provoz zařízení neúčinné (bez rozdělení směsi do frakcí). Pro zachování správné sloupec tlak rektifikační pro každý alkohol vybaven atmosférou komunikační trubice.

O možnosti domácí sestavy. Teoreticky je destilační kolona není příliš složitá zařízení. Design úspěšně realizována zručnými řemeslníky v domácnosti.

Ale v praxi, bez pochopení fyzikální podstaty procesu nápravy, správný výpočet parametrů zařízení, výběru materiálu a kvality podsestav, použití domácí destilační kolony se stává nebezpečným zaměstnáním. Dokonce i jedna chyba může vést k požáru, výbuchu nebo popálení.

Pokud jde o bezpečnost poslední test (mít podklady) tovární sloupce spolehlivý, kromě přijít s návodem (třeba podrobně). Riziko kritické situace přijde na pouhých dvou faktorů - správná montáž a provoz v souladu s pokyny, ale to je problém téměř všech domácích spotřebičů, a to nejen sloupcích nebo měsíční svit.

Princip fungování destilační kolony

Krychle je naplněna do 2/3 objemu. Před přepnutím instalace pečlivě kontrolovat těsnost a vytvořit překrytí destilátu výběrová jednotka a fed chladicí vody. Teprve potom můžete spustit topný krychle.

Optimální pevnost alkohol krmení do kolony směs - 35-45%. To znamená, že v každém případě dříve, než se vyžaduje náprava destilace mytí. Produkt (surový alkohol), pak zpracovány na koloně, čímž se získá téměř čistý alkohol.

To znamená, že kolona domácí destilační není kompletní náhrada za klasické vaří aparátu (palírny) a může být považována pouze za další čisticí fázi, opakované vysílání nahrazuje kvalitativně destilace (druhá destilace), ale vyrovnání organoleptické vlastnosti nápoje.

Ve spravedlnost, podotýkám, že většina moderních modelů destilační kolony zahrnuje práci v provozu měsíčního svitu. Chcete-li přejít k destilaci jen je třeba zavřít spojení kování s atmosférou a otevřené výběrové jednotky destilátu.

Pokud zároveň odříznut oba svazu, ohřátý kolona může explodovat v důsledku nadměrného tlaku! Vyhnout se těmto chybám!

V průmyslových provozech často kontinuální Braga destilovaná jednou, ale to je možné díky velikosti a konstrukční prvky enormní. Například standard je považován za trubku 80 metrů vysoký a 6 metrů v průměru, ve kterém jsou mnohonásobně více kontaktních prvků než v rektifikačních kolonách pro domov.

Po zapnutí kapaliny v ohřívací krychli se přivede k varu. Pára stoupá kolonou, a pak vstoupí do deflegmátoru, kde se kondenzuje (zobrazí se na teplotě zpětného toku) a stěny trubky je vrácena v kapalné formě do spodní části kolony, na zpáteční cestě do kontaktu s stoupající páry na desky nebo trysek. Působením zpětného toku topného tělesa se odpařuje znovu, a zpětným chladičem, se znovu kondenzuje pára v horní části. Proces je cyklická, oba proudy jsou nepřetržitě v kontaktu s ostatními.

Po stabilizaci (páry a varu pod zpětným chladičem je dostatečná pro rovnovážného stavu) v horní části kolony a akumulace netto (čárka), frakce s nejnižším bodem varu (methanolu, acetaldehydu, estery, ethylalkohol), v dolní části - s nejvyšší (přiboudliny). Vzhledem k tomu, výběr dna postupně stoupat vzhůru sloupec.

Ve většině případů stabilní (výběr může začít), je považován za sloupec, ve kterém se teplota nezmění po dobu 10 minut (celková doba zahřívání - 20-60 minut). Až do tohoto okamžiku se spustí zařízení „jako takový“, což vytváří proudy páry a varu pod zpětným chladičem, které mají tendenci k rovnovážnému stavu. Po stabilizaci zahajuje výběrové hlavové frakce obsahující škodlivé látky: estery, aldehydy a methylalkoholu.

Destilační kolona neodstraňuje nutnost oddělit do frakcí. Stejně jako je tomu u konvenční měsíční svit ještě sbírat „hlavu“, „subjekt“ a „ocas“. Jediný rozdíl ve výstupním rozpětí. Když destilační frakce jsou „mazaný“ - látka s podobnou, ale alespoň jedna desetina stupně různé body varu se nepřekrývají, takže „tělo“ z výběru téměř čistého alkoholu. Při konvenční destilace sdílet přístup k frakci, která se skládá pouze z jedné látky, která je fyzicky nemožné navrhnout nebyla použita.

Zobrazí-li se sloupec o optimálním režimu provozu, pak je výběr „tělo“ obtíží nevznikají, protože teplota je stabilní po celou dobu.

Spodní frakce ( „ocásky“) na nápravě stažena, řízené teplotou, nebo zápachu, ale na rozdíl od destilace těchto látek neobsahují alkohol.

Návrat organoleptických vlastností alkoholu. Často, „ocásky“ jsou povinni vrátit usměrněného ducha „duši“ - vůni a chuť suroviny, jako jablko nebo hroznů. Po dokončení procesu v čistého alkoholu se přidá určité množství odkališť Odebrané frakce. Koncentrace byla vypočtena empiricky experimentováním na malé množství produktu.

Video: Nejlepší destilační kolona. Jak získat čistý alkohol doma

Výhodou možností rektifikace v podstatě vyrobit všechny kapaliny obsažené v alkoholu, bez ztráty kvality. To znamená, že „hlavy“ a „ocasy“ vyrobeno v měsíční svit, může být recyklován do destilační kolony a bezpečně zdraví ethanolu.

záplavy frakcionátor

Každá konstrukce má maximální rychlost pohybu dvojice, následovanou zpětným chladičem po dobu kostičky první zpomaluje a pak se zastaví úplně. Tekutina se hromadí ve sloupci a destilace je „zaplavení“ - teplomassoobmennyh ukončení procesu. Uvnitř je prudký pokles tlaku, tam je hluk v pozadí, nebo plynatost.

Video: skleněné kolony

Důvody pro zaplavení destilační kolony:

• Nadměrné topný výkon (nejběžnější);
• ucpání spodní části zařízení, a přetečení krychle;
• velmi nízký atmosférický tlak (typické pro vysoké hory);
• napětí je vyšší než 220 V. - což má za následek zvýšení kapacity ohřívače;
• navrhovat chyby a nedostatky.