Colonna in acciaio inossidabile fai da te. Una colonna di distillazione è un assistente indispensabile per creare alcol puro a casa. Funzionamento di una colonna di distillazione

16.10.2023

Tipi di distillazione

Questo processo è di due tipi:

Semplice.
Fazioso.

Nella distillazione semplice, le teste e le code non vengono tagliate. Restante dopo la rettifica in un alambicco di distillazione, il mosto è solitamente chiamato stillage, o meno comunemente stillage. Il prodotto risultante è un distillato. In un prodotto del genere, la percentuale di alcol di solito non supera il 30%. La quantità di impurità nocive in tale chiaro di luna supera significativamente la norma. Pertanto richiede la ridistillazione.

Distillazione frazionata si chiama così perché il prodotto che esce ancora dal chiaro di luna è diviso in 3 parti:

Testa.
Cuore.
Coda.

La prima e la terza parte sono tagliate. Rimane la seconda parte, adatta al consumo. La sua forza può variare dal 50 al 70%. La qualità di questo prodotto è relativamente alta.

Distillazione e rettifica sono la stessa cosa. Ma quando si utilizza una colonna di distillazione completa, il risultato non è distillato, ma alcol etilico.

Colonna di distillazione per alambicco moonshine permette di separare l'alcol fermentato nelle sue parti componenti e di ottenere un prodotto puro senza l'odore insito negli oli di fusoliera, acetone e metanolo.

Grazie al raddrizzatore, il chiaro di luna può produrre tinture e altre bevande alcoliche a casa con le proprie mani, la cui qualità non è inferiore a quelle vendute nei negozi.

Naturalmente, una colonna di distillazione può essere utilizzata come semplice distillatore per produrre il normale chiaro di luna.

La differenza principale tra la distillazione dalla rettifica risiede nelle caratteristiche del prodotto finale. Il raddrizzatore consente di ottenere alcol puro, ma richiede alcol grezzo. Quest'ultimo può essere ottenuto solo distillando il mosto in un alambicco al chiaro di luna. Cioè, il raddrizzatore e il chiaro di luna devono ancora essere usati insieme.

Dovrebbe anche essere chiaro che il chiaro di luna produce ancora un prodotto che ha il gusto e l'odore della materia prima originale, mentre la colonna di distillazione produce alcol con gusto e odore neutri.

Principio di funzionamento di una colonna di distillazione

Diagramma della colonna di distillazione può essere trovato su Internet. Secondo esso, il raddrizzatore è costituito dalle seguenti parti:

Un cubo di evaporazione in cui le materie prime vengono immagazzinate e riscaldate.
Una colonna all'interno della quale avvengono processi di trasferimento di calore e massa grazie a uno speciale ugello.
Deflegmatore.
Unità di selezione del distillato in una colonna di distillazione.

Per comprendere la struttura di una colonna di distillazione è necessario comprendere il principio di funzionamento di ciascuno dei suoi elementi.

Questo è un contenitore per conservare e riscaldare il mosto o il distillato. Una volta riscaldato, è ancora liquido evapora e risale lentamente la colonna. Nella parte superiore del raddrizzatore il liquido viene separato in frazioni separate.

Spesso un cubo è la base di una colonna. Può essere riscaldato sia su fornelli a gas che elettrici. Alcuni modelli cubici utilizzano un elemento riscaldante: elemento riscaldante.

Quando si produce alcol, il mosto viene inizialmente distillato in un alambicco. In questo modo si ottiene l'alcol grezzo necessario alla successiva rettifica.

Un cubo realizzato in ambiente industriale deve avere un termometro incorporato che permetta di controllare la temperatura del mosto. Di norma, la materia prima nel cubo viene prima riscaldata a 70 ° C e solo dopo viene fornito il refrigerante alla colonna.

Zarga

Questa è la parte centrale della colonna, in cui si verificano processi di trasferimento di temperatura e massa.

Il suo lavoro assomiglia a questo:

La poltiglia nel cubo inizia ad evaporare e sale lungo la colonna, nella parte superiore della quale è installato un frigorifero.
Il condensatore a riflusso fornisce la condensazione dei vapori di alcol.
Il distillato risultante, dopo la condensazione, scorre lungo la colonna alcolica.
Durante la discesa il distillato urta il vapore. Si verifica un trasferimento di calore e massa, a seguito del quale la parte più evaporata della frazione sale nella parte superiore della colonna.
Si condensa ed entra nel canale di selezione.

La colonna di rinforzo può essere costituita da più telai. Inoltre, bisogna tenere conto del fatto che all'aumentare dell'altezza della colonna, i processi di trasferimento di calore e massa diventano più attivi. Ciò consente di ottenere in uscita un alcol più rettificato.

C'è una varietà di questo dispositivo chiamato "tornado". Si differenzia da un raddrizzatore convenzionale in quanto le sue pareti sono riscaldate. Questo approccio fa evaporare la flemma direttamente dalle pareti prima del contatto con il frigorifero. Questo permette di velocizzare il processo di rettifica ed ottenere un prodotto più puro.

Ugello rettificatore

Si compone di 2 parti:

Le moderne colonne di distillazione sono spesso dotate di unità di controllo automatico della distillazione. Questo dispositivo consente, secondo un dato programma per separare la coda e le parti del cibo. Di conseguenza, il chiaro di luna potrebbe non sedersi sempre vicino al chiaro di luna e fare la selezione con le proprie mani. Il dispositivo, grazie al BUR, farà tutto da solo.

È possibile realizzare una colonna di distillazione a tutti gli effetti con le proprie mani?

Puoi preparare un chiaro di luna con una colonna di distillazione a casa. Ma vale la pena farlo? Il risparmio sui costi sarà trascurabile. Inoltre, a causa del fatto che è difficile mantenere tutti i parametri necessari a casa, è possibile che l'apparato domestico soffochi durante la produzione di alcol rettificato.

Ciò accade a causa del mancato rispetto dei parametri geometrici del dispositivo, a seguito del quale viene superata la velocità massima del movimento del vapore. Ciò porta all'accumulo di liquidi nella parte centrale della colonna, a seguito della quale i processi di trasferimento di calore e massa si interrompono. La pressione all'interno del cassetto aumenta. Il chiaro di luna comincia a sentire il gorgoglio all'interno dell'alambicco.

A questo problema Oltre ai difetti di progettazione, possono essere fornite le seguenti ragioni:

Riscaldamento eccessivo del chiaro di luna ancora.
Traboccamento del cubo di distillazione.
Intasamento della parte inferiore della colonna di rinforzo.
Distillazione a bassa pressione atmosferica.

Per evitare questi problemi, è meglio acquistare un apparecchio per la distillazione piuttosto che realizzarlo da soli.

Column) è un dispositivo per la produzione di chiaro di luna "sottorettificato", cioè forte e relativamente puro. Il prodotto risultante è migliore del distillato, ma è inferiore al prodotto rettificato. Puoi leggere la sua differenza rispetto a un convenzionale apparecchio per il chiaro di luna e la distillazione qui -.

Oggi considereremo l'opzione di realizzare una colonna di rinforzo con le nostre mani. Questo lavoro richiede conoscenza della sua struttura, e anche possedere una saldatrice e una smerigliatrice. È abbastanza difficile assemblare qualcosa di adeguato dalla spazzatura, ma cercheremo di offrirti l'opzione più economica e conveniente, che produrrà un prodotto forte e di qualità relativamente alta.

Non ci sono così tanti componenti come potrebbe sembrare a prima vista.

Tre tubi con un diametro di 32 mm in acciaio inossidabile.
Due dadi per il collegamento al cubo.
Frigorifero in acciaio inox
Tubi per fognatura, raccordo e adattatore per lavatrice (deflegmatore).
È usato come base del cubo di distillazione.

Allora come faremo? intera colonna, allora avrai bisogno di una saldatrice con elettrodi e una smerigliatrice.

Il design non implica lo smontaggio e dovrà essere lavato direttamente con acqua.

Prima di iniziare il lavoro, suggerisco di studiare la struttura e il principio di funzionamento di questo dispositivo.

Lo ha fatto con maggior successo Fortunato sul tuo canale Youtube. Molte domande sono chiuse nei commenti, quindi studia anche questa sezione.

Disegni

La tua base per la macchina probabilmente non sarà la stessa della nostra. Per questo motivo non potrai realizzare una colonna identica, poiché le dimensioni del tubo e della connessione saranno diverse.

Ecco perché abbiamo preparato per te selezione di disegni, che puoi utilizzare per navigare mentre lavori. Scegli l'opzione migliore per te, assembla tutte le parti e puoi metterti al lavoro. Il video verrà presentato di seguito.

Disegno con dimensioni e nomi delle parti.
Realizzato in rame.
Con un cassetto di 22 mm.
Diagramma visivo.

Istruzioni passo passo per realizzare una colonna di rinforzo

È molto difficile spiegare a parole la parte pratica, quindi ti consiglio di guardare 2 video dal canale Youtube PRODUZIONE casalinga. Questi video sono considerati i più popolari poiché mostrano un'opzione economica per produrre una colonna di rinforzo.

L’intero processo può essere suddiviso in più parti:

Preparazione delle apparecchiature e dei componenti dell'apparato.
Collegamento e saldatura di tubi, ovvero creazione di un sistema sigillato.
Testare e migliorare la distillazione (aggiungendo o lavorando con un condensatore a riflusso).

Il risultato è un chiaro di luna piuttosto brutto, ma ancora funzionante. Su di esso puoi fare chiaro di luna con fortificazione, selezionando la maggior parte delle frazioni nocive dal prodotto.

Colonna di rame

Se per qualche motivo l'acciaio inossidabile non ti soddisfa, l'unica alternativa sarebbe rame. Il dispositivo sarà più costoso, più efficiente e migliore. È difficile prendersi cura di questo materiale, ma i risultati sono sempre fantastici.

Propongo di studiare lo schema di funzionamento di una colonna di rinforzo in rame e comprenderne i componenti principali. L'autore ne parlerà parti di cui è composto, quindi dopo aver visto il video avrai un quadro oggettivo di come si può fare.

Per ottenere il chiaro di luna puro, i cuochi casalinghi ricorrono solitamente alla doppia distillazione. Il risultato è un prodotto di alta qualità senza impurità nocive, con un gusto e un aroma gradevoli.

Un effetto ancora migliore si ottiene mediante la distillazione in una colonna di distillazione. Ti consente di ottenere l'alcol forte più purificato (94-96%) o la vodka senza sapori e odori aggiuntivi.

Allo stesso tempo, il dispositivo non presenta praticamente alcun inconveniente, ad eccezione delle sue grandi dimensioni e della necessità di lavorare molto sulla sua fabbricazione. I moonshiner più esperti concordano sul fatto che è meglio assemblare da soli la colonna di distillazione.

Progettazione e principio di funzionamento di una colonna di distillazione

Alambicco

Tsarga (tubo) con riempitivo

Unità di selezione dell'alcol

Deflegmatore

Frigorifero aggiuntivo

Funziona come segue

Il mosto nel serbatoio di distillazione si riscalda e inizia ad evaporare. I vapori seguono il cassetto, raggiungono il frigorifero e il gruppo di selezione, il cui rubinetto è inizialmente chiuso.

Il vapore condensato (riflusso) rifluisce lungo il tubo. In questo caso, le frazioni pesanti si accumulano in basso e le frazioni leggere in alto. Grazie agli ugelli i processi di condensazione ed evaporazione avvengono ripetutamente: vapori e liquidi interagiscono continuamente.

Questo processo di scambio è il processo di rettifica. I vapori più leggeri e ad alto contenuto alcolico vengono inviati al frigorifero, dove avviene la condensazione finale. Di conseguenza, il distillato puro entra nel serbatoio di ricezione.

Calcolo dei parametri e selezione dei materiali

Prima di iniziare a montare la colonna, dovresti decidere le dimensioni e le altre caratteristiche dell'apparecchio.

Altezza zar

Se in precedenza le colonne di distillazione erano strutture multimetro, oggi i distillatori domestici utilizzano opzioni compatte, lunghe circa 1,5 metri. Il principio principale da seguire nel calcolo delle dimensioni è il seguente: l'altezza del tubo deve essere pari a circa 50 dei suoi diametri. Sono consentite leggere deviazioni in una direzione o nell'altra. La lunghezza del cassetto non può comunque essere inferiore a 1 metro. Altrimenti, verranno selezionati alcuni oli di fusoliera e sorgeranno difficoltà con la separazione delle frazioni. Aumentare l'altezza della colonna oltre 1,5 metri non pregiudica significativamente la qualità del prodotto, ma allunga i tempi di trasporto. Inoltre, posizionare una struttura del genere in casa sarà problematico. Dimensioni ottimali del tubo: lunghezza – 1,3-1,4 m, diametro – 3–5 cm.

Materiale e spessore della parete

L'opzione ideale per il cassetto è l'acciaio inossidabile per alimenti: non influisce in alcun modo sulla composizione delle bevande. Funzionerà anche il rame. Lo spessore ottimale della parete è compreso tra 1 e 2 mm. È possibile fare di più, ma ciò renderà la struttura più pesante e aumenterà i costi senza portare grandi benefici. Inoltre, vale la pena ricordare che dovrai praticare dei buchi nei muri.

Tipo e parametri degli ugelli

Come elemento di contatto, il modo più semplice è utilizzare spugne domestiche in acciaio inossidabile, che vengono utilizzate per pulire i piatti. Per verificare la qualità del metallo potete immergere il prodotto in una soluzione salina e lasciarlo immerso per un giorno: un buon prodotto non arrugginisce. Opzioni alternative sono perle di vetro, pietre di alcuni tipi e trucioli di metallo. La densità di impaccamento è di 250–270 g di elemento di contatto per 1 litro di volume della colonna.

Volume di un cubo

Il contenitore di distillazione è riempito per 2/3 e la quantità di liquido contenente alcol dovrebbe corrispondere a 10-20 volumi dell'ugello. Per una colonna dal diametro di 5 cm è ottimale utilizzare un serbatoio da 40–80 l, per una larghezza da 4 cm – 30–50 l.

Fonte di riscaldamento

Si sconsiglia l'uso di fornelli a gas, elettrici o ad induzione. La prima opzione è pericolosa, le altre non consentono una fornitura di calore uniforme. L'opzione migliore è il riscaldamento elettrico tramite elementi riscaldanti, che possono essere installati da soli nel cubo. La potenza degli elementi dipende dal volume del cubo: per 50 litri sono necessari almeno 4 kW, per 40 litri - almeno 3 kW, ecc.

Tipo di materiale isolante termico

Deve resistere alle alte temperature ed essere chimicamente inerte. In genere vengono utilizzate guarnizioni in gommapiuma di 3–5 mm di spessore, fluoroplastica o silicone (ma non gomma!).

Opzione di ancoraggio

Se si utilizzano connessioni filettate, potrebbe essere necessario del sigillante. È meglio dare la preferenza a mettere gli elementi uno sopra l'altro.

Quando si crea una colonna di distillazione, ogni piccolo dettaglio è importante, quindi tutte le raccomandazioni dovrebbero essere seguite rigorosamente. Sarebbe una buona idea guardare il video di montaggio.

Il tipo selezionato di ugelli viene versato in una parte, che sarà posizionata sotto, dopo aver installato una rete e una rondella reggispinta per evitare la caduta del materiale. Se si utilizzano spugne metalliche (ne servono circa 40 pezzi), tagliarle prima in pezzi di 5 mm. Le molle devono essere distribuite uniformemente battendo il tubo su una superficie dura. Dopo aver riempito l'ugello, coprire il tubo con una rete e fissarlo con una rondella.

La struttura risultante viene collegata al cubo di distillazione e coibentata con materiale termoisolante.

La seconda parte (superiore) del tubo è collegata al condensatore a riflusso mediante un saldatore. L'alloggiamento dell'acqua deve avere 2 tubi: per l'ingresso e l'uscita dell'acqua. Puoi acquistare un condensatore a riflusso o realizzarlo tu stesso da un thermos, una pentola a pressione, una serpentina o un tubo di rame (sono preferibili le prime opzioni). Ad esempio, in questo modo: https://youtu.be/D4ZsbbRH6ds

L'estremità superiore della colonna è chiusa con un tappo/coperchio o sigillata, lasciando un foro per l'installazione di un tubo atmosferico. Per fissarlo, utilizzare un raccordo, l'estremità del tubo viene abbassata nell'acqua.

Praticare un foro per il tubo di uscita del distillato. Dovrebbe essere posizionato un paio di centimetri sopra la giunzione con il fondo del tubo; sotto di esso è installata una piastra per la raccolta della condensa.

Utilizzando un tubo in silicone, collegare il frigorifero alla colonna. Puoi comprarlo o realizzarlo da solo. Per regolare il processo di movimento del fluido, al tubo è fissata una fascetta di un contagocce.

Gli elementi di raffreddamento sono collegati tra loro: la parte superiore del frigorifero con il fondo del condensatore a riflusso, la parte superiore del condensatore a riflusso con il sistema fognario. Pertanto, l'acqua verrà riscaldata al deflemmatore.

Inoltre, è possibile installare un regolatore del flusso d'acqua e un termometro (richiede un foro aggiuntivo nell'unità di campionamento).

Puoi anche dividere il cassetto in 3 parti: questo disegno è considerato più variabile nell'applicazione. Il processo dettagliato di assemblaggio della colonna può essere visualizzato qui:

Naturalmente, tra tutte le varietà di alambicchi moonshine, la colonna di distillazione domestica è una delle più difficili sia da utilizzare che da produrre. Di regola, per la produzione della birra fatta in casa Vengono utilizzate colonne di produzione industriale, che possono essere acquistate quasi senza restrizioni in ogni negozio specializzato. Tuttavia, è anche possibile farlo da soli.

Per realizzare questo apparato, è necessario disporre del suo diagramma e dei disegni di progetto, nonché conoscere i principi fondamentali del funzionamento della colonna e il significato dei processi che si verificano in essa. E qui accadono molte cose interessanti: la procedura di rettifica differisce dalla distillazione convenzionale nelle sue basi chimiche e fisiche.

Colonna di distillazione: Principio di funzionamento

Nella colonna, come in un semplice distillatore, c'è un frigorifero, un riscaldatore e un regolatore, che sono elementi funzionanti e a tutti gli effetti. Tuttavia, dalla superficie del mosto lungo il percorso del vapore contenente alcol fino alla serpentina del frigorifero, c'è un'altra unità complessa chiamata colonna di distillazione. Questa unità è un tubo alto, la cui sezione trasversale è 40-60 volte più grande delle sue dimensioni. Il diagramma in sezione trasversale mostra come è costruita una colonna di alcol o mosto per la preparazione dell'alcol.

Il vapore caldo sale lungo il tubo, si raffredda lentamente lungo il percorso, si condensa e rifluisce nel contenitore. Mentre la condensa si sposta dall'alto verso il basso, entra in contatto con il vapore caldo, si riscalda e le sostanze bassobollenti si trasformano nuovamente in vapore. Tra queste sostanze c'è l'alcol etilico.

Quando si seleziona la modalità operativa di questa colonna in modo che il vapore alcolico inizi a condensarsi ad una certa altezza, dove si trova il tubo di aspirazione, l'alcol puro, senza varie impurità, inizierà a fluire nel frigorifero. Dopo un certo tempo, in questo dispositivo inizia una modalità di equilibrio dinamico, a causa della differenza nella fase vapore e nelle capacità termiche del liquido, inoltre, la miscela liquido-vapore inizia a separarsi in base alla sua composizione chimica in frazioni, che lo faranno determinare temperatura di vaporizzazione.

Direttamente nella zona più alta si accumulano vapori di impurità volatili: acetone, aldeidi e altri componenti tossici. Quando la temperatura della colonna del termometro superiore supera i 70 gradi, fuggono semplicemente nell'atmosfera, poiché è collegata all'aria esterna tramite una valvola o un tubo e funziona a pressione quasi atmosferica.

A circa tre quarti dell'altezza della colonna iniziano ad accumularsi i vapori di alcol deve essere selezionato. Di seguito sono riportati gli oli di fusoliera e altri elementi il cui punto di ebollizione è superiore all'alcol. Nel sito di selezione dell'alcol, è necessario mantenere la temperatura entro 75-77 gradi, in modo che ciò possa essere realizzato e sarà necessaria una dimensione significativa della colonna, piuttosto che una zona più ampia di diverse frazioni, quindi è più facile separarne una elemento da un altro.

Come realizzare una colonna di distillazione con le tue mani?

Costruire una colonna di distillazione a casa con le tue mani non è un mito. Ciò è dimostrato da numerose foto e video su Internet, nonché post sui forum. Anche quando sono bravi la metà di quanto affermano i loro proprietari, vale la pena realizzare questa unità. Tuttavia, è necessario tenere conto del fatto che per la produzione del chiaro di luna stesso, una colonna di distillazione, indipendentemente dalla produzione industriale o artigianale, non è adatta.

È necessario un dispositivo di rettifica per ottenere alcol con una quantità minima di additivi, comprese resine e sostanze aromatiche, che conferiscono al chiaro di luna un gusto e un aroma speciali. Tuttavia, l'alcol risultante può essere utilizzato come base per alcune bevande alcoliche fatte in casa, senza preoccuparsi di avvelenamenti con esteri e metile o fusel, promuove gravi postumi di una sbornia.

Per la ridistillazione del normale chiaro di luna o dell'alcol grezzo, ottenuto in un normale distillatore per distillatori, un raddrizzatore è una cosa indispensabile. Nessun sistema di distillazione può essere paragonato alla qualità del prodotto risultante.

Tecnologia di produzione

A casa, una colonna di distillazione fai-da-te funzionerà correttamente solo se la sua altezza sarà di almeno 1,9-2,1 metri con diametro interno di 45-60 mm. Questa colonna è difficile da utilizzare, immagazzinare e produrre. Si consiglia di costruirlo in modo pieghevole, con collegamenti filettati o tubolari è abbastanza conveniente utilizzare giunti;

Il collegamento dell'accoppiamento non sarà un problema se si ha esperienza con il tornio. Altrimenti, dovrai utilizzare i servizi a pagamento di specialisti.

Principio di progettazione

I componenti principali della colonna di distillazione sono i seguenti:

condensatore a riflusso frigorifero;
telaio;
termometri;
isolamento termico;
ugello (a spirale o a forma di disco).

Nello schema generale del chiaro di luna c'è anche un contenitore per il mosto, oltre a un frigorifero per la condensa, che è una semplice bobina. Se realizzi correttamente una colonna di rettifica, può essere installata su qualsiasi dispositivo Moonshine con un serbatoio con un volume di almeno 20 litri.

Per taglie più piccole sarà possibile solo accelerarlo fino alle condizioni di lavoro e ottenere un paio di litri di alcol (il 50 per cento della probabile resa). Il miglior volume dell'evaporatore è 27-45 litri. Pertanto, è più conveniente regolare la temperatura del processo, che è considerata uno dei fattori principali durante la rettifica.

Inoltre, la produzione di alcol in quantità fino a 9-12 litri richiede lo stesso tempo di accelerazione e preparazione della colonna di 4-6 litri. Nella maggior parte dei casi, risparmiare tempo è anche molto importante per ridurre il costo del prodotto.

Telaio

Si consiglia di realizzare il corpo da tre parti, approssimativamente uguali in lunghezza. Sul fondo del tubo in acciaio inox è saldata una flangia con un coperchio resistente per il montaggio sul serbatoio di distillazione. L'altezza della colonna è piuttosto grande: circa 2 metri. La soluzione ottimale è una connessione a flangia con guarnizione sigillata. Le flange devono essere saldate in modo che l'intera struttura sia in posizione chiaramente verticale, solo in questo caso funzionerà come dovrebbe.

Gli elementi del corpo sono collegati tra loro con fili o morsetti, a seconda di quale sia più conveniente. La cosa più importante è mantenere una chiusura ermetica. Il materiale migliore per il tubo principale è acciaio inossidabile per uso alimentare.Questo materiale ha una conduttività termica relativamente bassa e la perdita di calore nella colonna è indesiderabile, fino al passaggio del vapore nel frigorifero.

Le due parti sottostanti sono solo pezzi di tubo. Qui verranno installati gli ugelli: dispositivi che aumentano l'area di contatto di liquido e vapore. Il più complesso è l'elemento più alto della struttura, qui:

è necessario dotare un frigorifero a flusso continuo;
fornire una valvola dell'aria;
presa per termometro;
tubo di uscita.

Il raffreddatore di flusso occupa circa la metà del 1/3 superiore della colonna. La soluzione più semplice è avvolgere una bobina di acciaio o rame sul tubo. Un metodo più complesso consiste nell'installare la stessa bobina, il raffreddatore Dimroth o il raffreddatore a sfera all'interno del tubo.

Per questo compito è possibile acquistare un tubo di sezione maggiore collegandolo alla parte inferiore utilizzando un adattatore. In questo caso ci sono molte opzioni: il punto è lo stesso, il condensatore a riflusso deve fornire una barriera sul percorso del vapore e convertirlo in condensa prima di raggiungere la valvola dell'aria. Solo le coppie devono venire qui con una temperatura non superiore a 60 gradi. Quando il frigorifero non riesce a far fronte al suo compito, l'alcol verrà rilasciato nell'aria insieme ad elementi volatili.

La valvola dell'aria è posizionata nel punto più alto ed è necessaria per equalizzare la pressione. Non è necessario installare una valvola, ma è sufficiente installare un sottile tubo di rame (Ø4-5 mm). La presenza di un tubo richiederà un controllo speciale della temperatura in tutte le fasi della rettifica. Nella scelta delle teste, T = 55–65 C deve essere a livello del tubo di aspirazione.

La selezione avviene tramite un tubo che taglia la scocca sottostante il frigorifero ad una distanza di 3-6 cm dallo stesso. È un semplice tubo a cui è collegato un tubo in silicone da un contagocce medico.

Una colonna di distillazione fai-da-te funziona abbastanza lentamente, l'assunzione principale avviene in modalità gocciolamento. Questo deve essere preso in considerazione - produrre 9-12 litri di alcol può richiedere un'intera giornata.

Ugello

Questa parte della colonna è una delle più importanti. Per la rettifica vengono utilizzati due tipi di ugelli:

spirale, realizzata in rete di acciaio strettamente attorcigliata a spirale o fili speciali attorcigliati in spirali prismatiche vengono semplicemente versati all'interno della colonna;
a forma di disco, sotto forma di elementi a rete o a cappuccio.

Nel primo caso, sul fondo della colonna viene posizionato un filtro a rete che impedisce la caduta dell'ugello. Per realizzare una colonna di distillazione con le tue mani, il più efficace è un attacco per disco a tappo. In questo caso, è necessario iniziare il lavoro con l'acquisto di piastre: la dimensione del corpo deve corrispondere al loro diametro. Il modo più semplice è abbinare la pipa ai piatti piuttosto che viceversa.

Le partizioni in rete sono molto più facili da realizzare; tutto ciò di cui hai bisogno è un set di trapani da 2-3 mm e un trapano a colonna o un trapano. Le partizioni sono realizzate in rame, ottone o acciaio inossidabile. Per un metro di altezza della colonna sono necessari 8-10 pezzi.

Gli speciali ugelli Panchenkov (RPN) prismatici a spirale, le reti o gli analoghi dovranno essere acquistati in negozi specializzati. Non puoi realizzarli da solo. Non dovresti scegliere le reti per lavare i piatti: per loro vengono utilizzate leghe sconosciute che possono reagire con vapori di impurità o alcol.

Isolamento termico

La colonna deve essere protetta dalle dispersioni termiche ad un'altezza non inferiore al taglio inferiore del condensatore a riflusso. Per l'isolamento, è possibile scegliere qualsiasi isolante termico elastico: isolamento tubolare in lamina di basalto, penoizol, schiuma di poliuretano. Il riscaldamento è una fase piuttosto importante. Se si evita la perdita di calore, l'altezza degli strati frazionari può essere ridotta del 10-20%. Inoltre, la concentrazione della sostanza, in questo caso l'alcol, aumenterà in esse, mantenendo chiaramente i confini delle frazioni.

Automazione di una colonna di distillazione

Il processo piuttosto complesso di rettifica richiede un monitoraggio costante e la presenza umana. L'automazione di alta qualità consente di effettuare la rettifica senza supervisione costante. Permette di selezionare le frazioni di testa in un contenitore separato e impedisce alle "code" di entrare nell'alcol commerciale.

L'unità di controllo della rettifica (RCU) ridurrà la potenza durante l'estrazione, accenderà l'acqua di raffreddamento alla temperatura richiesta e ridurrà automaticamente l'estrazione alla fine. Dopo aver raccolto le code, l'acqua e il riscaldamento verranno spenti. Il modo più semplice per automatizzare– si tratta dell'installazione di un start-stop con una valvola che interrompe la selezione quando la temperatura nella colonna aumenta; una volta ripristinata la temperatura, la selezione riprende; Per una mini-distilleria domestica, è più economico acquistare l'automazione su forum specializzati o assemblarla da componenti cinesi.

Prima o poi, quasi tutti gli amanti dell'alcol fatto in casa pensano all'acquisto o alla realizzazione di una colonna di distillazione (RC), un dispositivo per la produzione di alcol puro. È necessario iniziare con un calcolo completo dei parametri di base: potenza, altezza, diametro del cassetto, volume del cubo, ecc. Queste informazioni saranno utili sia a chi vuole realizzare tutti gli elementi con le proprie mani, sia a chi ha intenzione di acquistare una colonna di distillazione già pronta (aiuterà a fare una scelta e verificare il venditore). Senza toccare le caratteristiche progettuali delle singole unità, considereremo i principi generali della costruzione di un sistema equilibrato per la rettifica in casa.

Schema di funzionamento della colonna

Caratteristiche del tubo (zar) e dell'ugello

Materiale. Il tubo determina in gran parte i parametri della colonna di distillazione e i requisiti per tutti i componenti dell'apparecchio. Il materiale per la fabbricazione del cassetto è l'acciaio inossidabile al cromo-nichel - acciaio inossidabile “per uso alimentare”.

Grazie alla sua neutralità chimica, l'acciaio inossidabile per uso alimentare non influisce sulla composizione del prodotto, che è ciò che è richiesto. La miscela di zucchero grezzo o gli scarti di distillazione ("teste" e "code") vengono distillati in alcol, quindi l'obiettivo principale della rettifica è massimizzare la purificazione del risultato dalle impurità e non modificare le proprietà organolettiche dell'alcol in una direzione o un altro. Non è appropriato utilizzare il rame nelle classiche colonne di distillazione, poiché questo materiale modifica leggermente la composizione chimica della bevanda ed è adatto per la produzione di un distillatore (un normale alambicco per il chiaro di luna) o di una colonna di ammostamento (un caso speciale di rettifica).

Tubo a colonna smontato con ugello installato in uno dei cassetti

Spessore. Il cassetto è realizzato in tubo inossidabile con uno spessore della parete di 1-1,5 mm. Non è necessario un muro più spesso, poiché ciò renderà la struttura più costosa e pesante senza fornire alcun vantaggio.

Parametri dell'ugello. Non è corretto parlare delle caratteristiche di una colonna senza fare riferimento all'ugello. Quando si rettifica a casa, vengono utilizzati ugelli con una superficie di contatto compresa tra 1,5 e 4 metri quadrati. m/litro All’aumentare della superficie di contatto aumenta anche la capacità di separazione, ma diminuisce la produttività. La riduzione dell'area porta ad una diminuzione della capacità di separazione e rafforzamento.

La produttività della colonna inizialmente aumenta, ma poi per mantenere l'intensità del rendimento l'operatore è costretto a ridurre la velocità di estrazione. Ciò significa che esiste una certa dimensione ottimale dell'ugello, che dipende dal diametro della colonna e consentirà di ottenere la migliore combinazione di parametri.

Le dimensioni dell'impaccamento spirale-prismatico (SPN) dovrebbero essere circa 12-15 volte inferiori al diametro interno della colonna. Per un diametro del tubo di 50 mm - 3,5x3,5x0,25 mm, per 40 - 3x3x0,25 mm e per 32 e 28 - 2x2x0,25 mm.

A seconda delle attività da svolgere, è consigliabile utilizzare accessori diversi. Ad esempio, quando si preparano distillati fortificati, vengono spesso utilizzati anelli di rame con un diametro e un'altezza di 10 mm. È chiaro che in questo caso l'obiettivo non è la capacità di separazione e rafforzamento del sistema, ma un criterio completamente diverso: la capacità catalitica del rame di rimuovere i composti solforati dall'alcol.

Opzioni ugello prismatico a spirale

Non dovresti limitare il tuo arsenale a uno solo, anche al miglior accessorio, semplicemente non ce ne sono. Ci sono quelli più adatti a risolvere ogni problema specifico.

Anche un piccolo cambiamento nel diametro della colonna ha un grave effetto sui parametri. Per valutare è sufficiente ricordare che la potenza nominale (W) e la produttività (ml/ora) sono numericamente pari all'area della sezione trasversale della colonna (mmq), e quindi sono proporzionali al quadrato di il diametro. Presta attenzione a questo quando scegli un cassetto, considera sempre il diametro interno e confronta le opzioni in base ad esso.

Dipendenza della potenza dal diametro del tubo

Altezza del tubo. Per garantire una buona capacità di ritenzione e separazione, indipendentemente dal diametro, l'altezza della colonna di distillazione dovrebbe essere compresa tra 1 e 1,5 m. Se è inferiore, non ci sarà spazio sufficiente per gli oli di fusoliera accumulati durante il funzionamento l'olio di fusoliera inizierà a sfondare nella selezione. Un altro svantaggio è che i capi non saranno chiaramente divisi in fazioni. Se l'altezza del tubo è maggiore, ciò non porterà ad un miglioramento significativo della capacità separante e di contenimento del sistema, ma aumenterà il tempo di distillazione, nonché il numero di “teste” e “poggiatesta”. con l'aumento dell'altezza del tubo, la capacità di separazione della colonna di distillazione aumenta di ogni ulteriore diminuzione di centimetro. L'effetto dell'aumento del tubo da 50 cm a 60 cm è un ordine di grandezza superiore rispetto a quello da 140 cm a 150 cm.

Volume del cubo per la colonna di distillazione

Al fine di aumentare la resa di alcol di alta qualità, ma per evitare il traboccamento della colonna di fusoliera, il caricamento (riempimento) di alcol grezzo nel cubo è limitato a 10-20 volumi di imballaggio. Per colonne con altezza 1,5 me diametro 50 mm - 30-60 l, 40 mm - 17-34 l, 32 mm - 10-20 l, 28 mm - 7-14 l.

Tenendo conto che il cubo è riempito per 2/3 del volume, è adatto un contenitore da 40-80 litri per una colonna con diametro interno del cassetto di 50 mm, un contenitore da 30-50 litri per 40 mm, un contenitore da 20 -Cubo da 30 litri per 32 mm e una pentola a pressione per 28 mm.

Quando si utilizza un cubo con un volume più vicino al limite inferiore dell'intervallo consigliato, è possibile rimuovere in sicurezza un cassetto e ridurre l'altezza a 1-1,2 metri. Di conseguenza, ci saranno relativamente pochi cirripedi da sfondare nella selezione, ma il volume dei “poggiatesta” diminuirà notevolmente.

Sorgente e potenza del riscaldamento della colonna

Tipologia lastra. Il passato del chiaro di luna perseguita molti principianti che credono che se in precedenza avessero utilizzato un fornello a gas, a induzione o elettrico convenzionale per riscaldare il chiaro di luna, allora potranno lasciare questa fonte per la colonna.

Il processo di rettifica è significativamente diverso dalla distillazione, tutto è molto più complicato e il fuoco non funzionerà. È necessario garantire una regolazione regolare e la stabilità della potenza di riscaldamento fornita.

Non vengono utilizzate stufe elettriche che funzionano secondo un termostato in modalità start-stop, perché non appena si verifica un'interruzione di corrente a breve termine, il vapore smetterà di fluire nella colonna e la flemma collasserà nel cubo. In questo caso, dovrai ricominciare da capo la rettifica, con la colonna che lavora su se stessa e seleziona le “teste”.

Un fornello a induzione è un dispositivo estremamente rozzo con una variazione graduale della potenza di 100-200 W e, durante la rettifica, è necessario modificare la potenza in modo fluido, letteralmente di 5-10 W. Ed è improbabile che sia possibile stabilizzare il riscaldamento indipendentemente dalle fluttuazioni della tensione di ingresso.

Una stufa a gas con il 40% di alcol grezzo versato nel cubo e un prodotto a 96 gradi all'uscita rappresenta un pericolo mortale, per non parlare della fluttuazione della temperatura di riscaldamento.

La soluzione ottimale è incorporare un elemento riscaldante della potenza richiesta nel cubo della colonna e per la regolazione utilizzare un relè con stabilizzazione della tensione di uscita, ad esempio RM-2 16A. Puoi anche prendere analoghi. La cosa principale è ottenere una tensione stabilizzata in uscita e la capacità di modificare gradualmente la temperatura di riscaldamento di 5-10 W.

Alimentazione fornita. Per riscaldare il cubetto in tempi accettabili è necessario procedere da una potenza di 1 kW per 10 litri di alcool grezzo. Ciò significa che per un cubo da 50 litri riempito con 40 litri sono necessari almeno 4 kW, 40 litri - 3 kW, 30 litri - 2-2,5 kW, 20 litri - 1,5 kW.

A parità di volume i cubi possono essere bassi e larghi, stretti e alti. Quando si sceglie un contenitore adatto, è necessario tenere conto del fatto che il cubo viene spesso utilizzato non solo per la rettifica, ma anche per la distillazione, pertanto vengono utilizzate le condizioni più rigorose affinché la potenza fornita non provochi una violenta formazione di schiuma con l'emissione degli spruzzi dal cubo nella linea del vapore.

È stato sperimentalmente stabilito che con una profondità di posizionamento degli elementi riscaldanti di circa 40-50 cm, si verifica un'ebollizione normale se per 1 mq. cm di specchio sfuso non rappresentano più di 4-5 W di potenza. Al diminuire della profondità, la potenza consentita aumenta e all'aumentare della profondità diminuisce.

Ci sono altri fattori che influenzano il comportamento di ebollizione: densità, viscosità e tensione superficiale del liquido. Succede che le emissioni si verificano alla fine della distillazione del mosto, quando la densità aumenta. Pertanto, l'esecuzione del processo di rettifica al limite dell'intervallo consentito è sempre piena di problemi.

I comuni cubi cilindrici hanno un diametro di 26, 32, 40 cm. In base alla potenza ammissibile per superficie dello specchio di un cubo di 26 cm, funzionerà normalmente con una potenza di riscaldamento fino a 2,5 kW, per 30 cm. - 3,5 kW, 40 cm - 5 kW .

Il terzo fattore che determina la potenza riscaldante è l'utilizzo di uno dei lati della colonna senza ugello come serbatoio di vapore secco per combattere l'intrappolamento degli spruzzi. Per fare ciò è necessario che la velocità del vapore nel tubo non superi 1 m/s; a 2-3 m/s l'effetto protettivo si indebolisce, a valori più alti il vapore spingerà il riflusso lungo il tubo e inserirlo nella selezione.

Formula per calcolare la velocità del vapore:

V = N * 750 / S (m/sec),

N – potenza, kW;
750 – generazione di vapore (cm cubi/sec kW);
S – area della sezione trasversale della colonna (mmq).

Un tubo con un diametro di 50 mm resisterà al trascinamento di spruzzi quando riscaldato a 4 kW, 40-42 mm - fino a 3 kW, 38 - fino a 2 kW, 32 - fino a 1,5 kW.

Sulla base delle considerazioni di cui sopra, selezioniamo il volume, le dimensioni del cubo, il potere di riscaldamento e di distillazione. Tutti questi parametri sono coerenti con il diametro e l'altezza della colonna.

Calcolo dei parametri del condensatore a ricadere della colonna di distillazione

La potenza del condensatore a riflusso viene determinata in base al tipo di colonna di distillazione. Se stiamo costruendo una colonna con estrazione di liquidi o vapore sotto il deflemmatore, allora la potenza richiesta non deve essere inferiore alla potenza nominale della colonna. Tipicamente, in questi casi, come condensatore viene utilizzato un frigorifero Dimroth con una potenza di utilizzo di 4-5 Watt per 1 mq. superficie cm.

Se la colonna con estrazione del vapore è più alta del deflemmatore, la potenza calcolata è 2/3 di quella nominale. In questo caso potete utilizzare Dimrot o “shirt maker”. La potenza di utilizzo di un camiciaio è inferiore a quella di un dimrot ed è di circa 2 watt per centimetro quadrato.

Esempio di frigorifero Dimroth a colonna

Allora tutto è semplice: dividere la potenza nominale per la potenza utilizzata. Ad esempio per una colonna con diametro interno di 50 mm: 1950/5 = 390 mq. cm di superficie di Dimrot ovvero 975 mq. vedi "camicia". Ciò significa che il frigorifero Dimrot può essere realizzato a partire da un tubo 6x1 mm con una lunghezza di 487 / (0,6 * 3,14) = 2,58 cm per la prima opzione, tenendo conto di un fattore di sicurezza di 3 metri. Per la seconda opzione moltiplicare per due terzi: 258 * 2 / 3 = 172 cm, tenendo conto di un fattore di sicurezza di 2 metri.

Camicia per colonna 52 x 1 – 975 / 5,2 / 3,14 = 59 cm * 2/3 = 39 cm Ma questo è per stanze con soffitti alti.

"Camiciaio"

Calcolo di un frigorifero a passaggio singolo

Se l'unità a flusso diretto viene utilizzata come postrefrigeratore in una colonna di distillazione con estrazione di liquidi, viene scelta l'opzione più piccola e compatta. È sufficiente una potenza pari al 30-40% della potenza nominale della colonna.

Nello spazio tra la camicia e il tubo interno viene realizzato un frigorifero a flusso diretto senza spirale, quindi viene lanciata una selezione nella camicia e l'acqua di raffreddamento viene fornita attraverso il tubo centrale. In questo caso la camicia è saldata al tubo di alimentazione dell'acqua al condensatore a riflusso. Questa è una piccola "matita" lunga circa 30 cm.

Ma se la stessa unità a flusso diretto viene utilizzata sia per la distillazione che per la rettifica, essendo un'unità universale, derivano non dalla necessità del dosatore, ma dalla massima potenza di riscaldamento durante la distillazione.

Per creare un flusso di vapore turbolento nel frigorifero, consentendo un'intensità di trasferimento di calore di almeno 10 Watt/mq. cm, è necessario garantire una velocità del vapore di circa 10-20 m/s.

La gamma dei diametri possibili è piuttosto ampia. Il diametro minimo è determinato dalle condizioni in cui non si crea una grande sovrappressione nel cubo (non più di 50 mm di colonna d'acqua), ma quello massimo calcolando il numero di Reynolds, in base alla velocità minima e al coefficiente massimo di viscosità cinematica di vapori.

Possibile progetto di un frigorifero a passaggio singolo

Per non entrare in dettagli inutili, diamo la definizione più comune: “Affinché in un tubo si mantenga un regime turbolento di movimento del vapore, è sufficiente che il diametro interno (in millimetri) non sia superiore a 6 volte la potenza di riscaldamento (in kilowatt).”

Per impedire l'aerazione della camicia d'acqua è necessario mantenere la velocità lineare dell'acqua ad almeno 11 cm/s, ma un aumento eccessivo della velocità richiederà un'elevata pressione nella rete idrica. Pertanto, l'intervallo ottimale è considerato compreso tra 12 e 20 cm/s.

Per condensare il vapore e raffreddare la condensa ad una temperatura accettabile, è necessario fornire acqua a 20°C in un volume di circa 4,8 cm cubi/s (17 litri all'ora) per ogni kilowatt di potenza erogata. In questo caso l’acqua si riscalderà di 50 gradi – fino a 70°C. Naturalmente, in inverno avrete bisogno di meno acqua e, quando si utilizzano sistemi di raffreddamento autonomi, circa una volta e mezza di più.

Sulla base dei dati precedenti, è possibile calcolare l'area della sezione trasversale dello spazio anulare e il diametro interno della camicia. È inoltre necessario tenere conto della gamma di tubi disponibile. Calcoli e pratica hanno dimostrato che uno spazio di 1-1,5 mm è abbastanza sufficiente per soddisfare tutte le condizioni necessarie. Ciò corrisponde a coppie di tubi: 10x1 - 14x1, 12x1 - 16x1, 14x1 - 18x1, 16x1 - 20x1 e 20x1 - 25x1,5, che coprono l'intera gamma di capacità utilizzate in casa.

C'è un altro dettaglio importante dell'unità a flusso diretto: una spirale avvolta sul tubo del vapore. Tale spirale è realizzata in filo con un diametro che fornisce uno spazio di 0,2-0,3 mm alla superficie interna della maglietta. Viene avvolto con incrementi pari a 2-3 diametri del tubo del vapore. Lo scopo principale è centrare il tubo del vapore, nel quale durante il funzionamento la temperatura è più elevata rispetto al tubo della camicia. Ciò significa che a causa della dilatazione termica, il tubo del vapore si allunga e si piega, appoggiandosi alla camicia, provocando zone morte che non vengono lavate dall'acqua di raffreddamento, con conseguente forte calo di efficienza del frigorifero. Ulteriori vantaggi dell'avvolgimento a spirale sono l'allungamento del percorso e la creazione di turbolenze nel flusso dell'acqua di raffreddamento.

Un'unità a flusso diretto adeguatamente progettata può utilizzare fino a 15 watt/mq. cm di area di scambio termico, che è stato confermato sperimentalmente. Per determinare la lunghezza della parte raffreddata dell'unità a flusso diretto utilizzeremo una potenza nominale di 10 W/mq. cm (100 cmq/kW).

L'area di scambio termico richiesta è pari alla potenza termica in kilowatt moltiplicata per 100:

S = P * 100 (cmq).

Circonferenza esterna tubo vapore:

Locr = 3,14 * D.

Altezza della camicia di raffreddamento:

H = S/Agnello.

Formula generale di calcolo:

H = 3183 * P/D (potenza in kW, altezza e diametro esterno del tubo vapore in millimetri).

Esempio di calcolo del flusso diretto

Potenza di riscaldamento – 2 kW.

È possibile utilizzare tubi 12x1 e 14x1.

Aree sezionali - 78,5 e 113 metri quadrati. mm.

Volume di vapore – 750 * 2 = 1500 metri cubi. cm/s.

Velocità del vapore nei tubi: 19,1 e 13,2 m/s.

Sembra preferibile il tubo 14x1, poiché consente di avere una riserva di carica rimanendo entro l'intervallo di velocità del vapore consigliato.

Il tubo accoppiato per la maglietta è 18x1, lo spazio anulare sarà di 1 mm.

Velocità di alimentazione dell'acqua: 4,8 * 2= 9,6 cm3/s.

L'area dello spazio anulare è 3,14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47,1 mq. mm = 0,471 mq. cm.

Velocità lineare – 9,6 / 0,471 = 20 cm/s – il valore rimane entro i limiti consigliati.

Se lo spazio anulare fosse 1,5 mm - 13 cm/s. Se fosse 2 mm, la velocità lineare scenderebbe a 9,6 cm/s e sarebbe necessario fornire acqua oltre il volume nominale, solo per evitare che il frigorifero si arieggi: un inutile spreco di denaro.

Altezza della camicia – 3183 * 2 / 14 = 454 mm o 45 cm Non è necessario alcun fattore di sicurezza, tutto è preso in considerazione.

Risultato: 14x1-18x1 con un'altezza della parte raffreddata di 45 cm, consumo nominale di acqua - 9,6 metri cubi. cm/s o 34,5 litri all'ora.

Con una potenza termica nominale di 2 kW, il frigorifero produrrà 4 litri di alcol all'ora con una buona scorta.

Un'unità di distillazione a flusso diretto efficace ed equilibrata dovrebbe avere un rapporto tra velocità di estrazione, potenza di riscaldamento e consumo di acqua per il raffreddamento di 1 litro/ora - 0,5 kW - 10 litri/ora. Se la potenza è maggiore si avranno grandi dispersioni termiche; se è bassa la potenza termica utile diminuirà. Se la portata dell'acqua è maggiore, la pompa a flusso diretto ha un design inefficiente.

La colonna di distillazione può essere utilizzata come colonna di ammostamento. L'attrezzatura per le colonne di mosto ha le sue caratteristiche, ma la seconda distillazione differisce principalmente nella tecnologia. Per la prima distillazione ci sono più funzionalità e i singoli componenti potrebbero non essere applicabili, ma questo è un argomento per un'altra discussione.

Sulla base delle reali esigenze domestiche e della gamma esistente di tubi, calcoleremo le opzioni tipiche per una colonna di distillazione utilizzando la metodologia indicata.

PS Vorremmo esprimere la nostra gratitudine all'utente del nostro forum per la sistematizzazione del materiale e l'assistenza nella preparazione dell'articolo.