Ректификационная колонна: устройство и принцип работы

 Каждый производитель домашнего алкоголя постоянно стремится улучшить качество получаемого самогона и повысить его крепость. Многие идут по пути усовершенствования оборудования, используемого для перегонки.

Один из наиболее эффективных вариантов – приобретение ректификационной колонны.

Понятие и процесс ректификации

О ректификации и ректификационных колоннах наверняка слышал каждый, кто занимается самогоноварением, но не все четко понимают, о чем идет речь. Ректификация – это процесс разделения многокомпонентной смеси на отдельные фракции. В случае с перегонкой браги спиртовые пары разделяются на метиловый и этиловый спирты, сивушные масла, воду, эфиры, альдегиды – то есть вещества, имеющие разные температуры кипения.

Это возможно благодаря многократной и многоступенчатой конденсации паров. В ректификационной колонне происходит постоянный тепломассообмен между поднимающимися спиртовыми парами и стекающей вниз флегмой, жидкость поглощает высококипящие компоненты, а пар обогащается низкокипящими, в результате чего в самогон практически не попадают вода и вредные примеси.

Внимание! Таким образом установка ректификационной колонны позволяет более качественно разделить фракции, а значит способствует лучшему очищению самогона и повышению его крепости.

Принцип работы
Принцип работы

 

Разница между дистилляцией и ректификацией

В самогоноварении применяются две основные технологии очистки – дистилляция и ректификация. Обе они основана на испарении и конденсации спиртовых паров.

Основное отличие в том, что при дистилляции спиртосодержащая смесь один раз проходит путь от перегонного куба до холодильника, а при перегонке в аппарате с ректификационной колонной она многократно циркулирует, возвращаясь в куб и снова испаряясь. Ректификацию можно назвать комбинацией из нескольких дистилляций.

Существенная разница заметна и в характеристиках конечного продукта. Из дистиллятора выходит самогон крепостью от 40 до 80% (в зависимости от числа перегонок), сохранивший органолептику браги, тогда как после одного цикла ректификации получается практически чистый спирт (до 96%) без вкуса и аромата.

Что представляет собой ректификационная колонна?

Чтобы понимать механизм действия, стоит разобраться, что такое ректификационная колонна. Конструктивно она представляет собой длинную трубу, которая вертикально крепится к перегонному кубу. Внутри трубы находятся специальные насадки или тарелки, на которых частично конденсируется поднимающийся из куба пар.

Важные характеристики колонны

Основные задачи ректификационной колонны максимально очистить самогон от вредных примесей и повысить содержание спирта в конечном продукте. Этому способствует не только особая конструкция колонны, но и подбор оптимальных значений определенных параметров.

Ректификационная колонна
Ректификационная колонна

 

Размеры и материалы

Наиболее подходящий материал для изготовления ректификационной колонны – пищевая нержавеющая сталь. Этот металл надежен, долговечен, равномерно нагревается, не выделяя вредных веществ, не вступает в реакцию с испаряющимися соединениями.

Что касается габаритов, то самые важные – это диаметр колонны и ее длина. Для домашней установки подбирают колонны с диаметром от 30 до 50 мм и высотой от 1,2 до 1,6 м.

Нагревательная система

Чтобы максимально эффективно отделять фракции, из которых состоит спиртосодержащая смесь, необходимо обеспечивать достаточную мощность нагрева, а также по необходимости быстро и плавно ее регулировать. Поэтому самое удачное решение – перегонный куб с вмонтированным ТЭНом.

Производительность

Вопреки довольно распространенному мнению, основной фактор, влияющий на производительность – это не высота колонны, а мощность нагрева. Именно от нее зависит скорость движения спиртовых паров и флегмы. Но не стоит перебарщивать, так как при слишком интенсивном нагреве, флегма не успевает спускаться, накапливается в колонне и препятствует перемещение потока пара.

Качество очистки

Во фракционной колонне качество очистки зависит от того, сколько процессов конденсации происходит за один проход. Этот показатель определяется количеством контактных элементов, чем их больше, тем больше вредных фракций оседает, а значит самогон лучше очищается.

Контроль процесса

Любой процесс перегонки требует постоянного контроля, это в полной мере касается и работы ректификационной колонны. В первую очередь нужно следить за уровнем нагрева, для этого аппарат оборудуют термометрами. Для оценки крепости продукта используют спиртометр.

Термометр
Термометр

 

Давление

Очень важно поддерживать внутри колонны давление, близкое к атмосферному от 720 до 780 мм рт. ст. Если давление будет ниже, испарение будет происходить быстрее, а значит есть риск захлебывания колонны.

Если же давление будет слишком высоким, скорость испарения уменьшится, а значит разделение на фракции будет менее эффективным. При нормальной работе оборудования в нижней части ректификационной колонны давление выше, чем в верхней.

Устройство и принцип работы

Устройство ректификационной колонны сложнее, чем обычной бражной. В состав конструкции входят:

  • испарительный куб;
  • царга;
  • ректификационная насадка;
  • дефлегматор.

Удобнее всего рассматривать принцип работы ректификационной колонны по процессам, происходящим в каждом узле. Схема следующая:

  1. В испарительном кубе нагревается брага.
  2. В царге за счет ректификационной насадки происходит тепломассообмен.
  3. В дефлегматоре конденсируются пары, образуется флегма.

Благодаря особой конструкции в ректификационной колонне получается отделять фракции максимально четко, поэтому и удается получить чистый спирт.

Испарительный куб

В емкости, которая служит основанием для колонны, происходит нагревание браги или дистиллята (кубовой жидкости). При определенной температуре жидкость начинает испаряться и пар поднимается, перемещаясь в нижнюю часть ректификационной колонны.

На кубе устанавливают термометр для контроля температуры кубовой жидкости. Помимо встроенного ТЭНа нагрев можно производить на электрической или индукционной плите.

Спиртометр
Спиртометр

 

Царга

Царга – это центральная часть ректификационной колонны, в которой в процессе перегонки происходит процесс тепломассообмена между спиртовыми парами и флегмой. Внутри нее находятся насадки, а сверху закреплен дефлегматор, который работает конденсатором для флегмы.

Насадка ректификационная

Ректификационная насадка – это укрепляющая часть колонны, которая состоит из узла отбора и холодильника. Узел отбора нужен для того, чтобы контролировать объем выходящего спирта. В холодильнике собираются и охлаждаются спиртосодержащие пары.

Дефлегматор

Верхняя часть ректификационной колонны оборудована дефлегматором. В нем часть паров, поднявшихся по колонне из перегонного куба, конденсируются, превращаясь в флегму, которая стекает обратно в колонну, включаясь в процесс тепломассообмена с поднимающимся навстречу паром.

Автоматика для ректификационной колонны

Чтобы обеспечить разделение фракций и исключить попадание голов и хвостов в конечный продукт, процесс ректификации необходимо тщательно контролировать. Гораздо удобнее пользоваться колонной, оснащенной блоком управления.

Это необязательный элемент значительно облегчает процесс, так как он отслеживает процесс отбора ректификата и при необходимости ограничивает его, не допуская смешивания фракций.

Виды ректификационных колонн

Ректификационная колонна отличается от аппаратов для производства самогона с обычной бражной колонной наличием контактных элементов. Они располагаются внутри колонны и могут быть двух типов: тарелки и насадки.

Тарельчатые ректификационные колонны

Обычно тарелками оснащены промышленные аппараты колонного типа. Это связано с тем, что для размещения тарелок у колонны должен быть большой диаметр, а значит и большая высота. Тарельчатые колонны в самогонном аппарате более точно отделяют фракции – это плюс. А минусы - это большой размер и высокая цена.

Тарельчатая
Тарельчатая колонна

 

Насадочные ректификационные колонны

Для перегонки самогона в домашних условиях пользуются насадочными колоннами. Насадки, устанавливаемые в колоннах, могут быть регулярными и нерегулярными. Первые представляют собой скрученный особым образом перфорированный лист или сетку. Вторые – это мелкие элементы из инертного материала, которые неравномерно распределяются внутри колонны.

Как выбрать ректификационную колонну?

Чтобы гнать чистейший самогон, надо знать, как правильно выбрать ректификационную колонну. Основные характеристики:

  • материал изготовления – нержавейка;
  • удобство обслуживания – желательно, чтобы колонна была разборная, все соединения кламповые;
  • диаметр – 1,5 дюйма для перегонного куба до 20 л, 2 дюйма – для куба большего объема;
  • длина – не более 1,6 м, иначе аппарат будет сложно разместить в помещении;
  • вмонтированный ТЭН – его подключение намного удобнее, чем нагрев на плите;
  • наличие дефлегматора;
  • комплектация – приветствуется наличие насадок, термометра, диоптра.

Бренд и стоимость аппарата – вот из чего еще надо исходить в процессе выбора, поскольку известный производитель – это отчасти гарантия высокого качества изделия.

Обзор популярных моделей

Наибольшей популярностью среди широкого ассортимента ректификационных колонн, представленных на рынке, пользуются следующие:

  • Добрый жар Маяк – в комплекте 2 царги, в каждой из которых по 3 РНП, дефлегматор и два холодильника;
  • LUXSTAHL 8M – мини-спиртзавод оснащен модульным кубом, диоптром, двумя царгами;
  • BrendimasterXO – объем перегонного куба 30 л, диаметр царги 2 дюйма, в комплекте насадка РНП;
  • Алковар УБК 60 – куб на 25 л со встроенным ТЭНом, длинна колонны 1,1 м, в комплекте дефлегматор и полуметровая царга с насадкой РНП;
  • Феникс Сириус Про – куб на 20 л, в комплекте царга, дефлегматор, холодильник, высота в сборе 1,1 м.

Можно использовать и самодельные устройства, но в случае с ректификационными колоннами аппараты промышленного производства все же предпочтительнее.

Заключение

С помощью ректификационной колонны в домашних условиях можно гнать чистейший крепкий самогон, а на его основе изготавливать любые спиртные напитки. Подобрать подходящий вариант оборудования будет несложно, на рынке представлен широкий ассортимент моделей с разными характеристиками.

Освоить перегонку с применением ректификационной колонны тоже довольно просто, надо будет лишь изучить рекомендации производителя и немного попрактиковаться.

» » Ректификационная колонна: устройство и принцип работы