Как настроить узел отбора по пару

Узел отбора по пару — чем хорош, принцип отбора

Отбор голов по пару при помощи узла отбора по пару также облегчает работу самогонщика, как и отбор по жидкости. Принципы его работы подобны — разделение потока и частичный отбор.

Для чего нужен узел отбора по пару

Для стабильной работы аппарата, получения более чистого и качественно разделенного на фракции спирта.

Как работает узел отбора по пару

Принцип отбора по пару заключается в постепенном снижении концентрации примесей, а не их удалении, как при жидкостном отборе. Небольшое количество примесей и их умелое комбинирование и создают сложный букет дистиллята.

Сам процесс прост и мало чем отличается от отбора по жидкости. Пар поднимается по царге и делится на 2 потока. Один идет вверх, превращается во флегму и стекает обратно в куб. Второй, если кран на узле отбора открыт, попадает в Г-образный или стаканный узел отбора. Ниже, в доохладителе, он становится спиртом и может быть отобран через штуцер узла. Отбор по пару легко регулировать поворачивая кран на узле и регулируя флегмово число.

Работа с узлом отбора по пару

Ничем не отличается от обычной перегонки. После того, как температура в колонне поднимется, нужно дать ей поработать на себя и открыть отбор голов. Затем отобрать ароматное тело и хвосты.

Чем лучше отбор по пару:

• отбор в режиме дистилляции уменьшается сам по себе, вместе с падением спиртуозности кубовой жидкости, т.к. флегмово число зависит от сечения трубок, а не от спирта в кубе или подачи охлаждения;
• узел отбора по пару помогает аппарату работать стабильнее, чем узел отбора по жидкости;
• перегонка идет быстрее;
• отбор по пару позволяет получить больше спирта, выжимая его из содержимого куба “досуха”;
• на некоторых моделях аппаратов небольшой патрубок с трубкой на колене узла выступает в роли диоптра и трубки перетока, помогая контролировать начало, завершение перегонки и захлеб.

Кстати, в более современных моделях удобный и широкий стеклянный диоптр идет в комплекте. Примером такого аппарата может служить Luxstahl 8m.

Схема отбора по пару при дистилляции

Как пользоваться узлом отбора по пару

Установить до дефлегматора, после царги, и проводить перегонку в обычном режиме. Если во время дробной перегонки с узлом отбора по пару опустить (повернуть) вниз верхний холодильник, можно отобрать ароматный дистиллят прямотоком. Знатоки утверждают, что наилучшего качества можно добиться, если устанавливать узел в верхней части дефлегматора и отбирать пары головных фракций в узел отбора с доохладителем.

При отборе голов с узлом отбора по пару мощность (нагрева и аппарата) поддерживают минимальной, при отборе тела работают на максимальной мощности (в состоянии предзахлеба). При снижении мощности в режиме ректификации снижается и разделительная способность.

При отборе начальных хвостов можно давать колонне поработать на себя, чтобы сконцентрировать оставшийся спирт.

В случае, если самогонщика интересуют ароматические компоненты хвостов (энантовые эфиры), после отбора тела нужно увеличить нагрев и собирать первые хвосты в отдельную емкость.

Перегонка с узлом отбора по пару

Если самогонщик контролирует перегонку без автоматики, узел отбора по пару — самое удобное решение, гарантирующее стабильную работу и точное управление отбором. Для опытных самогонщиков и автоматизации отбора подходят узлы отбора по жидкости.

Какой узел отбора по пару лучше выбрать

Знатоки не выделяют какой-то определенный вид узла. Как и в узлах отбора по жидкости, приемлемы стаканчатые и перегородчатые варианты. Стаканчатые проще в изготовлении, надежнее, но более распространены все же перегородчатые.

Источник

Принцип работы узла отбора по пару и его главные плюсы

Не так давно мы разбирали, как работает узел отбора по жидкости в конструкции колонного аппарата и выяснили, какие преимущества он дает по сравнению со стандартным отбором на бражной колонне.

Сегодня на очереди – узел отбора по пару. Во многом технологии схожи, но различия между ними все же довольно значительные.

Сегодня мы расскажем, как он работает и сравним с отбором по жидкости.

Что такое узел отбора по пару и как он работает

Узел отбора по пару – аксессуар, который устанавливается в колонну самогонного аппарата между царгой и холодильником.

Узел отбора по пару в конструкции колонного аппарата Вейн 5. Может устанавливаться на одну или две царги. Используется только при второй перегонке.

Использует принцип отбора по пару. Что это такое? Разберем на примере аппарата Wein 5.

Закипая в кубе, пары устремляются вверх и летят по пути: царга с насадками 1 → колено узла отбора 2 → зауженное отверстие → холодильник 3.

Пары конденсируются в холодильнике и в виде флегмы возвращаются обратно по другому пути: холодильник 3 →трубка перетока флегмы 4 → царга с насадками 1.

Зауженное отверстие находится в узле чуть выше уровня нижней стенки. Именно поэтому флегма не утекает обратно по тому же пути, по которому прилетел пар.

Насадка орошается флегмой, процесс закольцовывается, и в царге создается необходимое нам разделение — фракции выстраиваются сверху вниз от самых легкокипящих до самых тяжелокипящих. В таком состоянии колонна «работает на себя».

Если кран левого патрубка 5 приоткрыть, начнется отбор фракций (сначала «голов», затем «тела», потом «хвостов»). Часть пара пойдет на конденсацию в холодильник 6, а количество возвращаемой флегмы через трубку перетока будет снижаться. Этим краном мы регулируем флегмовое число, т. е. соотношение испаряемого и отбираемого.

Главный плюс, который дает узел – стабильность системы. На точность процесса не влияют пульсация нагрева, температура и степень напора воды. При работе с обычной бражной колонной нам придется постоянно следить за этими параметрами, чтобы случайно не зацепить «хвосты» или «головы» в тело.

Все, что требуется – повернуть кран в нужное положение, настроив скорость отбора. Благодаря тому, что система стабильна, мы можем без проблем получать ректификат 96,6°.

Подводя итог, скажем:

1. Отбор по пару позволяет достичь максимальной крепости продукта в 96,6°.
2. Качество конечного продукта не зависит от пульсаций нагрева, температуры и степени напора воды.
3. Сам отбор очень прост – нужно лишь повернуть кран в нужное положение.
4. Узел имеет совместимость со всеми аппаратами колонного типа на 1,5- или 2-дюймовом клампе.

Отбор по пару имеет действительно весомые преимущества, которые не может дать стандартная бражная колонна. Однако если сравнивать его с отбором по жидкости, все уже не так очевидно.

Почему? Ниже мы попытаемся выяснить это.

Отбор по пару или по жидкости – что лучше?

Для начала советуем освежить воспоминания и прочитать статью о принципе работы узла отбора по жидкости.

Наглядно проиллюстрировать отличия нам поможет сравнительная таблица.

Узел отбора по жидкости

• Тип отбора: жидкостный
• Соединение: кламповое

Узел отбора по пару

• Тип отбора: паровый
• Соединение: кламповое

Как управляем колонной во время перегонки

Управляем игольчатым краном

Управляем паровым краном

Влияют ли пульсации нагрева плиты на качество продукта

Нужно ли регулировать скорость отбора тела

Да, скорость необходимо регулировать, когда количество спирта в баке уменьшается.

Скорость не нужно регулировать до конца отбора «тела».

Влияние температуры и напора охлаждающей воды на качество продукта

Степень участия человека (в ходе дробной перегонки)

Что лучше?

Однозначно сказать, какой из способов лучше, нельзя. Почти по всем параметрам узлы одинаково хороши.

Важнейшая разница заключается степени регулировки при отборе фракций. И тут уже становится все гораздо интереснее. Кран на узле отбора по жидкости необходимо время от времени подкручивать, так как количество спирта в баке постоянно уменьшается.

С узлом отбора по пару ситуация проще. Мы выставляем кран в определенную позицию и большего его не трогаем — отбор прекрасно происходит без нашего участия. Регулировать кран нужно только при смене фракций отбора: для «голов» одно положение, для «тела» — второе.

Для начинающих самогонщиков узел отбора по пару будет более предпочтителен. Настройка происходит чуть проще, при этом мы так же получаем желанные 96,6°. Для прочих выбор — исключительно дело вкуса.

Однозначно одно — узел отбора (по жидкости и по пару) гораздо удобнее, качественнее и надежнее, чем стандартный узел с дефлегматором.

Источник

Типы управления ректификационными и бражными колоннами – виды узлов отбора

Сравнительный анализ трех схем отбора, которые используются в домашних бражных и ректификационных колонах. Рассмотрены характеристики, преимущества и недостатки, а также применимость в различных вариантах дистилляции. Каждому методу соответствует свой тип оборудования.

Чтобы успешно работать с колонной, нужно регулировать флегмовое число. Для этого существует три метода:

• CM (cool managment) – управление расходом воды, подаваемой на охлаждение дефлегматора;
• LM (liquid managment) – управление количеством отбираемой флегмы (отбор по жидкости);
• VM (vapor managment) – управление количеством отбираемого пара (отбор по пару).

Способы управления ректификационной колонной

Прежде чем начать разговор о видах отбора, определимся с терминами.

Дистилляция – процесс испарения жидкости с последующей конденсацией.

Если изначально сырье испарили из перегонного куба, затем сконденсировали его в холодильнике (конденсоре), то чтобы ни происходило посредине этого процесса (проход пара через сухопарник, барботёр или дефлегматор), в конечном итоге всё равно получится дистиллят.

Ректификация – это один из методов дистилляции, который отличают два технологических приема:

Принудительный, строго регулируемый по величине возврат флегмы с помощью специальных устройств – дефлегматоров или конденсоров.

Организован тепломассобмен между флегмой и поднимающимся навстречу паром. Для повышения эффективности тепломассобмена используют насадку или тарельчатые колонны, где происходит переиспарение флегмы. В первом случае процесс носит пленочный характер, во втором – барботажный.

Целью ректификации является получение спирта заданной крепости и его очистка от примесей. Для этого флегмовое число должно всегда быть выше минимального (подробнее на графике).

Качество продукта зависит от величины флегмового числа, но чем оно выше, тем ниже производительность колонны.

Ректификация не позволяет выделить какую-либо смесь из группы, а лишь более-менее полностью удаляет все сгруппированные по близкой летучести примеси. Поэтому если использовать ректификационное оборудование для получения, например, фруктовых дистиллятов, существует риск сгруппировать головную фракцию в трудно разделяемые азеотропы – удалить вместе с ненужными примесями полезные эфиры, отвечающие за аромат.

Если попытаться выгнать благородный дистиллят на ректификационном оборудовании, нужно чтобы во время всего отбора флегмовое число не превышало 1,5-2. Иначе баланс примесей будет нарушен.

Виды узлов отбора в колонне

Жидкостный отбор (liquid managment)

LM – регулировка количества отбора по жидкости. Наиболее удобная и легкая в эксплуатации схема, при которой все пары конденсируются, затем одна часть конденсата возвращается в колонну, другая – идет в отбор.

Характеристики. Регулировка флегмового числа осуществляется одним игольчатым краном отбора спирта. Если кран полностью открыт, флегмовое число равно нулю, а на выходе получается обычный дистиллят. При закрытом кране флегмовое число бесконечно большое – колонна работает на себя. Регулировка краном жидкостного отбора позволяет в любой момент изменить флегмовое число от 0 до 100%. Мощность нагрева и охлаждения устанавливают на оптимальном уровне, обеспечивающем максимальную разделительную способность колонны и минимальное охлаждение флегмы.

Колонна с жидкостным отбором

Как правило, флегмовое число задают несколько выше минимального, что при отборе «тела» позволяет сравнительно долго обходиться без регулировок, но ближе к концу отбора всё же приходится активно регулировать процесс. При этом чем меньше остается спирта в кубе, тем чаще приходится увеличивать флегмовое число.

• подходит для получения как ароматных, так и чистых спиртов;
• легко и относительно дешево автоматизируется вплоть до АСУ (автоматизированной системы управления) процессом производства с блоками безопасности;
• нет повышенной чувствительности к стабильности давления охлаждающей воды.

• если зафиксировать скорость отбора на одном уровне, то по мере ректификации флегмовое число будет падать. Это противоречит технологической необходимости в постепенном поднятии скорости к концу отбора, что является главным недостатком;
• необходим разрыв струи (связь с атмосферой) после регулировочного крана или клапана, иначе возможны сбои в регулировке скорости отбора за счет разряжения в линии отбора, которое создают стекающие потоки спирта.

Паровой отбор (vapor managment)

VM – регулировка разделением потоков пара до дефлегматора. Управление колонной осуществляется путем изменения количества отбираемого пара с помощью шиберного или обычного шарового крана.

Характеристики. Соотношение площадей поперечного сечения колонны и пароотводящей трубы определяет минимальное флегмовое число, которое можно увеличить, регулируя положение крана.

Колонна с паровым отбором

При перегонке количество возвращаемой флегмы регулируется от 80 до 100%. Минимально возможное флегмовое число равно 4.

• чувствительность к положению крана весьма мала, что позволяет делать точные регулировки;
• флегмовое число не зависит от изменения температуры или расхода охлаждающей воды в дефлегматоре;
• нет повышенной чувствительности к стабильности давления охлаждающей воды.

• система управления инерционна, от смены положения крана до изменения скорости отбора может пройти до 10-15 секунд;
• не подходит для получения ароматных спиртов из натурального сырья. Требуются конструктивные изменения, позволяющие регулировать количество возвращаемой флегмы от 50 до 100%;
• колонна с паровым отбором чувствительна к пробкам на линии отбора продукта. Если в силиконовом шланге сформируется столбик продукта, стекая, он создаст разряжение, и как насосом потянет пар на себя, нарушая установленное флегмовое число. Вследствие этого резко и неконтролируемо увеличится скорость отбора, без вмешательства оператора система не вернется на прежний уровень. Остановить неконтролируемый отбор можно установкой связи с атмосферой (создать разрыв струи). Например, воткнуть иглу от шприца в верхнюю часть трубки отбора;
• автоматизация сложна и дорога. Часто выполняется в виде сигнализатора достижения определенных температур, но без исполнительных механизмов. Также желательна автоматика безопасности.

Управление охлаждением (cool managment)

CM – регулировка количества воды, подаваемой в дефлегматор. Позволяет контролировать количество пара, проходящего сквозь дефлегматор на холодильник отбора продукта.

Характеристики. Флегмовое число регулируется от 0 до 100 %, но система очень чувствительна к количеству подаваемой воды и требует прецизионного игольчатого крана. Для регулирования скорости отбора приходится поворачивать кран буквально на доли миллиметра. Мощность нагрева во время всего процесса должна быть постоянной и обеспечивать максимальную разделительную способность колонны. С увеличением количества подаваемой воды увеличивается и количество возвращаемой флегмы, соответственно, возрастает флегмовое число.

Колонна с регулировкой подачи воды в дефлегматор

При ректификации на постоянной мощности охлаждения и нагрева происходит постепенное уменьшение отбора, но флегмовое число остается неизменным.

• может с успехом использоваться для получения ароматных спиртов из натурального сырья.

• малейшие колебания напора приводят к изменению скорости отбора и флегмового числа. Если не предпринять мер по стабилизации давления охлаждающей воды в квартире, на процесс отбора будет влиять даже спущенный соседями унитаз;
• повышение температуры воды в дефлегматоре при неизменном ее количестве уменьшает флегмовое число, поэтому для поддержания стабильного флегмового числа нужен контроль за расходом и температурой воды, подаваемой в дефлегматор;
• требуется связь с атмосферой в линии отбора продукта, иначе при случайном отключении нагрева и трубке, погруженной в отбор, весь продукт снова окажется в кубе;
• система дорога и сложна в автоматизации. Обычно на такие ректификационные колонны ставят простейшие термосигнализаторы и автоматику безопасности.

Практика установки разных узлов отбора на колонны

Колонны с жидкостным отбором (LM)

В домашних колоннах отбор по жидкости получил самое широкое распространение. Причина проста – процесс ректификации 40 литров самогона затягивается на 18-20 часов. Можно уменьшить навалку вдвое, но тогда резко вырастает доля оборотного (технического) спирта, который придется перерабатывать при каждой ректификации.

Если говорить о производительности системы как о количестве товарного спирта, полученного за общее время ректификации (включая нагрев), то при уменьшении объема навалки в 2 раза, эффективность снижается примерно в 1,5 раза.

Другой путь минимизации объема получаемого технического спирта при максимальной производительности – автоматизация процесса, позволяющая делать перегонку по заранее заданному алгоритму без участия оператора. Система автоматики обязательно должна иметь не только исполнительный контур, но и блок безопасности, который моментально отключит оборудование при угрозе аварии.

Ректификационная колонна с жидкостным отбором автоматизируется проще и дешевле других систем, а по качеству получаемого спирта ничем не уступает другим типам оборудования.

Колонны с паровым отбором

Системы отбора по пару распространены за рубежом, где спирт и его производные уступают в популярности дистиллятам (коньяку, виски и т. д.), но ценится высокая крепость напитка. Иностранные умельцы конструируют ректификационные колонны с паровым отбором, имеющие минимальное флегмовое число – всего лишь 1, а не 4 как в России. При такой схеме обратно в колонну уходит не менее 50% флегмы.

В режиме дистилляции паровой отбор практически не нуждается в автоматике. Заданное на старте отбора «тела» флегмовое число сохраняется неизменным до конца, изменить его может только оператор, но даже при получении спирта регулировка нужна буквально пару раз.

Скорость же отбора к концу перегонки резко уменьшается вплоть до остановки. Если есть желание поохотиться за энантовыми эфирами (во многом создают органолептические свойства фруктовых дистиллятов) – меняют банки и увеличивают мощность нагрева, дальше следует дробный отбор и сортировка.

Если энантовые эфиры не требуются, делают то же самое, но дополнительно используют паузы для работы колонны на себя, чтобы остатки спирта были более концентрированными и с меньшим количеством примесей.

Автоматика в колоннах с паровым отбором нужна только на уровне блока безопасности. Кроме того, получение дистиллята предусматривает не группирование примесей по фракциям и полное их удаление, а сбалансированное снижение концентраций веществ до приемлемого уровня с обязательным сохранением вкусо-ароматических составляющих. Это дело для мастера-винокура, контролирующего процесс, регулировка по приборам здесь неуместна. Навалка ограничена объемом, который можно перегнать под руководством человека за имеющееся время.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор

Несмотря на все недостатки, этот тип оборудования часто используется в России при строительстве бражных колонн. Причина – возможность получения дистиллятов из любого сырья, а при необходимости без изменения конструкции (дополнительная царга не в счет) можно собирать дистиллят высокой степени очистки – почти как спирт.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор дороги в автоматизации, чувствительны к напору и температуре охлаждающей воды, что делает их слабо пригодными для получения чистого спирта-ректификата, но при малых навалках до 20 литров и неусыпном внимании оператора такие колонны способны на многое.

Кроме того, схема cool managment является лучшей для отбора «голов». При прочих равных условиях получить более концентрированные «головы» на системах отбора по пару и по жидкости невозможно. Правда, это только если справиться со стабилизацией температуры и напора воды в дефлегматоре.

В последние годы делаются попытки создания гибридных ректификационных колонн, в которых «головы» отбирают по пару методом СМ, а «тело» по жидкости (LM). Это повышает и без того высокие показатели качества спирта на колоннах LM. Совершенству нет предела.

При строительстве бражных колонн, сориентированных на ароматные дистилляты, оборудование VM имеет преимущество перед СМ за счет простоты управления, а также нечувствительности к температуре и расходу воды в дефлегматоре – больше предсказуемость в «причесывании» примесей. Для сахарного сырья бражные колонны по схеме СМ перспективней за счет более качественного удаления головной фракции. Но управление ими создает немало проблем.

Источник