65
Приготовление бражки Выход спирта из различного сырья Теория В основе получения спиртосодержащих напитков или пищевого спирта лежит процесс брожения - превращение сахара, находящегося в растворе воды (сусло), дрожжами в спирт. Технологию приготовления этого первичного продукта - бражки (вина) можно записать следующим образом: сырье + вода => переработка => сусло (затор) сусло + дрожжи => брожение => бражка (вино) Самым простым сырьем является сахар или сахаросодержащие продукты (фрукты, ягоды и т. д.). В этом случае сусло приготавливается или разведением сахара в воде, или измельчением фруктового сырья, или отжимом из него сока. Реже в домашних условиях используют крахмалосодержащее сырье (зерно, картофель и т.д.). Тогда в технологию изготовления сусла вводится процесс осахаривания крахмала сырья под воздействием ферментов. Если провести теоретические расчеты химических преобразований крахмала в сахар, а сахара в спирт, то получим следующие результаты: (C6H10O5)n+n·H2O+ФЕРМЕНТ=n·C6H12O6 ► 1кг крахмала => 1,11кг сахара; C6H12O6+дрожжи=2·C2H5OH+2·CO2 ► 1кг сахара => 0,511кг (или 0,64л) спирта. Выход спирта из различных продуктов Теперь, зная содержание сахара или крахмала в любом сырье, можно легко рассчитать теоретический выход спирта из него. Например, если в пшенице 60% крахмала, то из 1кг этого зерна можно получить: 1кг пшеницы => 0,6кг крахм. => 0,6х1,11=0,67кг сах. => 0,67х0,64=0,426л спирт Результаты таких расчетов для усредненных значений сахаристости и крахмальности (из справочных данных) для некоторых основных продуктов приведены в таблице. Теоретический выход спирта из различных видов сырья Крахмалосожержащее Сахаросодержащее Сырьё Спирт, мл/кг Сырьё Спирт, мл/кг Крахмал 710 Сахар 640 Саго 600 Меласса 50% 320

Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Приготовление бражки

Выход спирта из различного сырья

Теория

В основе получения спиртосодержащих напитков или пищевого спирта лежит процесс

брожения - превращение сахара, находящегося в растворе воды (сусло), дрожжами в

спирт. Технологию приготовления этого первичного продукта - бражки (вина) можно

записать следующим образом:

сырье + вода => переработка => сусло (затор)

сусло + дрожжи => брожение => бражка (вино)

Самым простым сырьем является сахар или сахаросодержащие продукты (фрукты, ягоды

и т. д.). В этом случае сусло приготавливается или разведением сахара в воде, или

измельчением фруктового сырья, или отжимом из него сока.

Реже в домашних условиях используют крахмалосодержащее сырье (зерно, картофель и

т.д.). Тогда в технологию изготовления сусла вводится процесс осахаривания крахмала

сырья под воздействием ферментов.

Если провести теоретические расчеты химических преобразований крахмала в сахар, а

сахара в спирт, то получим следующие результаты:

(C6H10O5)n+n·H2O+ФЕРМЕНТ=n·C6H12O6 ► 1кг крахмала => 1,11кг сахара;

C6H12O6+дрожжи=2·C2H5OH+2·CO2 ► 1кг сахара => 0,511кг (или 0,64л) спирта.

Выход спирта из различных продуктов

Теперь, зная содержание сахара или крахмала в любом сырье, можно легко рассчитать

теоретический выход спирта из него. Например, если в пшенице 60% крахмала, то из 1кг

этого зерна можно получить:

1кг пшеницы => 0,6кг крахм. => 0,6х1,11=0,67кг сах. => 0,67х0,64=0,426л спирт

Результаты таких расчетов для усредненных значений сахаристости и крахмальности (из

справочных данных) для некоторых основных продуктов приведены в таблице.

Теоретический выход спирта из различных видов сырья

Крахмалосожержащее Сахаросодержащее

Сырьё Спирт, мл/кг Сырьё Спирт, мл/кг

Крахмал 710 Сахар 640

Саго 600 Меласса 50% 320

Page 2: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Рис 530 Виноград 115

Кукуруза 450 Крыжовник 110

Пшеница 430 Свёкла 16% 102

Бобы 390 Малина 100

Пшено 380 Яблоки 65

Рожь 360 Клубника 58

Ячмень 350 Вишня 57

Овес 280 Слива 55

Горох 240 Смородина ч. 54

Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25

В таблице приведены теоретические данные без учета потерь спирта. В домашних

условиях потери спирта могут достигать 15% и зависят от точности соблюдения

технологической дисциплины на всех этапах получения спирта.

Оптимальная концентрация сахара

Спирт является мощным стерилизатором, поэтому существует предельная концентрация

спирта, выше которой обычные дрожжевые грибки погибают. Эта концентрация близка к

13%об (по сахару в исходном сусле - 13%/0,64=20,3%). Именно из-за этого мы никогда не

видим сухих вин с концентрацией спирта более этого порогового значения (если это не

крепленые столовые вина).

Дрожжам последние 3%об. (от 10% до 13%) до своей «кончины» даются особенно трудно

и процесс брожения сильно замедляется. На промышленных спиртзаводах, где время

является элементом рентабельности, дрожжевой затор готовят с концентрацией сахара

14% сах - существенно ниже предельной. В результате этого длительность брожения не

превышает 72 часов, а концентрация спирта в бражке никогда не поднимается выше

9%об.

При концентрации сахаров выше 20%мас. возникает «недоброд» сахара, что снижает

выход спирта, а при концентрациях сахаров менее 10% брожение может перейти в

уксусное - произойдет практически полная потеря спирта.

В домашних условиях мы рекомендуем при расчете и приготовлении сусла

придерживаться оптимальной концентрации – 18% сах.

Рецепты сусла (расчет и приготовление)

Расчет рецепта сусла (с примерами)

Задача этого этапа в общей технологии спирта состоит в том, чтобы из имеющегося сырья

правильно рассчитать и приготовить пригодный для сбраживания раствор сахара

(16…20%мас.), называемый суслом (или затором).

Page 3: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

После завершения приготовления сусла его «правят» (подробности можно найти в

Интернете или в нашей книге «СПИРТ»):

повышают кислотность, если сырье слабокислое (не фруктовое); вносят азотистое питание для дрожжей, если сырьё не из зерна.

При расчете рецептов сусла будем закладывать оптимальную концентрацию сахара в

растворе - 18% по массе. При отсутствии информации о содержании сахара или крахмала

в используемом сырье можно воспользоваться усредненными справочными данными, а

после завершения процесса перегонки (или ректификации) можно измерить объём и

концентрацию полученного дистиллята, пересчитать их на чистый спирт и сравнить с

расчетным (ожидаемым) выходом, и при необходимости внести коррективы в рецепт

следующего затора.

В расчетах рецептов мы взяли максимальные потери спирта на всем технологическом

цикле – 15%, но при соблюдении технологии эти потери могут быть существенно

снижены.

Приведенные ниже примеры позволят понять подход к составлению рецептов и помогут

самостоятельно разрабатывать рецепты для любого сырья и их смеси.

5 литров сусла из сахара (для спирта-ректификата)

Это самый простой и доступный вариант приготовления бражки в домашних условиях. И

при соблюдении технологии на всех этапах получения спирта-ректификата этот рецепт

всегда дает отличный результат.

Расчет сусла:

5л x 0,18 = 0,9кг сахара.

Т.е. 900г сахара растворяем в воде. Объем раствора доводим до 5л.

Ожидаемый выход спирта:

0,9кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 0,49л спирта (или 0,49/0,4 = 1,22л водки 40%об.).

40 литров сусла из 48% мелассы (для спирта-ректификата)

Меласса (меляса), это отход сахарной промышленности, бурая жидкость с 46-50%

концентрацией сахара. В нашем примере - 48%. Спирт из неё получается довольно

низкого качества - очень жесткий. Чаще используется не впрямую, как в этом примере, а

как заменитель сахара (см. второй рецепт) при приготовления сусла из фруктового сырья с

низким содержанием сахара.

Расчет сусла:

40л x 0,18 = 7,2кг сахара.

7,2 / 0,48 = 15кг мелассы.

Т.е. 15кг мелассы растворяем в воде. Объем раствора доводим до 40л.

Ожидаемый выход спирта:

7,2кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 3,9л спирта (или 3,9/0,40 = 9,75л водки 40%об.).

100 литров сусла из 60кг яблок и сахара (для бренди - кальвадоса)

Page 4: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Примем сахаристость яблок 9%.

Расчет сусла:

100л x 0,18 = 18кг суммарного сахара.

60кг яблок x 0,09 = 5,4кг сахара в яблоках.

18кг сах. – 5,4кг сах.(яблок)= 12,6кг сах.

Т.е. измельчаем 60кг яблок, добавляем сваренный сироп из 12,6кг сахара. Добавляем воды

до 100л.

Ожидаемый выход спирта:

18,0кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 9,8л спирта (или 9,8/0,4 = 24,5л кальвадоса 40%об.).

50 литров сусла из пшеницы (для спирта-ректификата)

Пшеница - самое лучшее сырьё для приготовления спирта высшего качества. Допустим,

известно, что в Вашей пшенице 65% крахмала.

Расчет сусла:

50л x 0,18 = 9кг сахара.

9 / 1,11 = 8,11кг крахмала пшеницы.

8,11 / 0,65 = 12,5кг пшеницы.

Т.е. 12,5кг пшеницы крупно измельчаем, заливаем горячей водой до общего объёма 50л,

осахариваем ферментами, остужаем до 25ºC.

Ожидаемый выход спирта:

9,0кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 4,9л спирта (или 4,9/0,4 = 12,2л водки 40%).

Осахаривание крахмалосодержащего сырья

Это единый технологический процесс, который состоит из трёх этапов: разваривание,

стерилизация и непосредственно осахаривание.

Разваривание. Измельчённое сырьё заливают при непрерывном помешивании водой с

температурой 50…55ºС, картофель из-за наличия в нем большого количества влаги

заливают кипятком. Количество сырья и воды берут в соответствии с расчетом рецепта.

Для ускорения процесса разваривания в подготовленную кашку добавляют 1/5 часть

фермента. Смесь постепенно подогревают при постоянном перемешивании до

температуры клейстеризации: зерновое сырьё - до 65…70ºС, а картофельное - до 90…95ºС

и выдерживают при этой температуре 2часа. В это время происходит растворение и

разваривание крахмальных зерен. Затем подогревают до 95…98ºС и выдерживают в

течение 15…20мин.

Стерилизация. Разваренное сусло кипятят в течение 30…40 минут. Сусло из

подпорченного сырья стерилизуют более продолжительное время (1…1,5 часа).

Осахаривание. Разваренную массу охлаждают до температуры осахаривания 57…58ºС и

добавляют в неё остальные 4/5 части ферментов, перемешивают и выдерживают при этой

постоянной температуре до полного осахаривания.

Page 5: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Время осахаривания зависит от активности и количества внесённых ферментов.

Ориентировочно оно составляет около 30 мин для картофеля, 1,5ч - для кукурузы и

пшеницы, 2ч - для ячменя.

Полноту осахаривания солодом проверяют йодной пробой. При осахаривании

промышленными ферментами йодная проба может не дать результата, тогда полнота

осахаривания определяется на вкус - сусло должно иметь уверенно сладкий вкус (как у

раствора из шести чайных ложек сахара на 200мл воды). Затем готовое сусло охлаждают

до температуры 20…25ºС.

Сбраживание сусла

Ёмкости для брожения

Для бренди

Напитки типа бренди обычно приготавливаются из вин, сырьём для которых служит

фруктово-ягодный материал. При приготовлении вин используют ёмкости из нейтральных

материалов (стекло, керамика, специальный пищевой пластик). Сосуды из дешёвого

пищевого пластика (с устойчивым «химическим» запахом) применять не рекомендуем.

Для начинающих удобнее всего использовать прозрачные ёмкости - стеклянные или

пластиковые (от бутилированной воды), т. к. в них видны все процессы брожения. При

использовании густых заторов надо выбирать ёмкости с большими горловинами.

Рекомендуется применение бродильных шпунтов (водяных затворов) для отвода

углекислого газа.

Для самогона и спирта

При приготовлении бражек для самогона (спирта-сырца) можно употреблять любые

ёмкости. Однако сосуды из дешевого пищевого пластика перед использованием должны

быть «состарены» - в них следует несколько раз налить, выдержать, а затем слить воду.

Бродильные шпунты и водяные затворы могут быть заменены полиэтиленовой плёнкой,

накинутой на горловину ёмкости и перетянутой резиновым жгутом или шпагатом.

Дрожжи

Следует помнить, что избыток дрожжей, хотя и ускоряет процесс брожения, однако

увеличивает содержание в бражке головных и хвостовых фракций. Недостаток

дрожжей затягивает процесс, в результате чего он может перейти в уксусное

брожение (с большими потерями спирта) или остановить его полностью (с большим

«недобродом» сахара).

Для бренди

Для приготовления напитков типа бренди при сбраживании фруктового сырья

рекомендуется применять специальные винные дрожжи (расход – в соответствии с

паспортом на дрожжи). Это существенно повышает качество конечного продукта.

Для самогона и спирта

Page 6: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Если предполагается использовать бражку для последующей ректификации, вполне

приемлемы обычные хлебопекарные дрожжи, причем лучше использовать свежие

прессованные из расчёта 60…70 гр на каждый килограмм сахара. Расход сухих дрожжей -

в три раза меньше. Однако применение сухих дрожжей не рекомендуется из-за

существенного затягивания процесса брожения.

Можно использовать и спиртовые «Турбодрожжи» (расход – в соответствии с паспортом

на дрожжи), допускающие концентрацию сахара в сусле до 28%сах, позволяющую

получить18%об. спирта в бражке за меньшее, по сравнению с вариантом использования

хлебопекарных дрожжкй, время брожения. Бражка на этих дрожжах практически не

пенится ни при брожении, ни при перегонке. Однако за эти преимущества приходится

расплачиваться - качество спирта получается не очень высоким.

Дрожжевой затор

Для внесения дрожжей в сусло следует приготовить так называемый дрожжевой затор.

Смысл его применения – привести дрожжи в активное состояние для «правильного

старта» брожения и улучшения качества бражки.

Для приготовления дрожжевого затора отберите в отдельную ёмкость примерно 5% сусла,

разведите в нём все дрожжи и дайте раствору активизироваться – запениться.

Процесс брожения

В сусло при температуре 20…25ºС вносится дрожжевой затор.

Длительность брожения зависит от качества сырья, дрожжей, соблюдения технологии и

составляет на спиртзаводах 72 часа (3 суток), а в реальных домашних условиях 5…7 суток

(для простой бражки на спирт), и до 15 суток для вин (из фруктового сырья на бренди).

Конец брожения определяют по прекращению движения сбраживаемой среды или

окончанию выделения углекислого газа через водяной затвор.

Если простая бражка приготавливалась для спирта, то сразу после окончания брожения

(не дожидаясь её осветления) необходимо приступить к её перегонке, это существенно

повышает качество конечного продукта.

Бражка-вино (из фруктового сырья) может достичь «просветления», но только после

«снятия» (первый слив) вина со жмыха-осадка. Светлую и густую части вина обычно

разделяют и перегоняют раздельно. Например, во Франции из светлой части

(виноградного вина) получают коньячный спирт, а из густой части (виноградных

выжимок) – граппу (методом «пропарки» - «Выпарной модуль»).

Природа «умна», а зерно – прекрасно!

Что такое солод?

О терминологии

Солод – это пророщенное зерно. Подразумевается, что проращивание произведено до

оптимальной стадии – до максимальной активности солода.

Page 7: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Зелёный солод – это не высушенный солод, который используется сразу после

проращивания. Т.е. храниться зелёный солод не может!

Белый солод – это высушенный солод. Такой солод имеет длительный срок хранения и

может заготавливаться впрок.

Из 100 весовых частей зерна получается 140 частей зелёного или около 80 частей белого

солода. При сушке активность солода понижается приблизительно на 30%, поэтому лучше

использовать зелёный солод.

Солодовое молоко – сильно измельчённый и смешанный с водой солод (белый или

зелёный). По цвету и консистенции очень напоминает обычное молоко. Солодовое молоко

готовят для того, чтобы в максимальной степени полезные для осахаривания ферменты,

содержащиеся в солоде, вывести из клеток зерна и перевести их в водный раствор.

Откуда берутся ферменты в солоде?

Зерно - зародыш будущего растения, и его задача сохраняться в земле всю зиму, а весной

прорасти, а для этого старта зерну нужны внутренние запасы энергии. Природа подобрала

лучший вариант биологического аккумулирования энергии – крахмал. Часть глюкозы,

образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал и

используется растениями в качестве резервного питания и, в основном, накапливается в

клубнях, плодах и семенах растений. Например, в пшенице его содержание достигает

60%.

Крахмал - безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной

воде. Его энергетический потенциал только в 2 раза ниже природного газа - очень даже

неплохой аккумулятор для живой природы.

Как только зерно получает условия для роста (вода+тепло), в нём в первую очередь

начинают вырабатываться особые ферменты (альфа-, бета- и гамма-амилазы), способные

преобразовывать крахмалы в декстрозу и мальтозу (разновидность сахара). Сахар уже

растворим в воде и легко доставляется к клеткам растущего зерна.

Сначала количество этих ферментов резко растёт, а затем уменьшается по мере

исчерпания собственных запасов крахмала в зерне. Максимум ферментов достигается на

определённый день прорастания, и у каждого вида зерна этот срок свой (8…12суток).

При обычной температуре ферментов, выработанных растущим зерном, хватает только на

собственный крахмал одного зерна (природа не расточительна), но при температурах

Page 8: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

57…62ºС их уже хватает на 12 зерен! Это и есть теоретический показатель активности

солода - 1/12.

Именно этим фактом люди и пользуются при осахаривании крахмалосодержащего сырья

при приготовлении сусла.

Расход солода

Зелёного солода, полученного из 1кг зерна, при тщательном соблюдении технологии

разваривания и осахаривания, хватает на:

33кг картофеля 20% (6,6кг крахмала картофеля);

10кг овса 45% (4,5кг крахмала овса);

12кг пшеницы 50% (6кг крахмала пшеницы);

В домашних условиях нельзя с полной точностью воспроизвести технологию спиртовых

заводов, поэтому расход зелёного солода необходимо увеличить приблизительно в 2 раза.

Приготовление зелёного солода (с максимальной активностью) в домашних условиях

тоже затруднительно, поэтому домашние винокуры пользуются упрощённой технологией

«неполного проращивания». Они не стремятся создать активный солод 1/12, а

проращивают его ровно настолько, чтобы выработанных в зерне ферментов хватило на

осахаривание только собственного крахмала пророщенного зерна (без добавления

дополнительного крахмала стороннего сырья). В этом случае сроки проращивания

сокращаются, ростки за короткий срок не успевают инфицироваться, а сам процесс

приготовления сусла сильно упрощается. Это очень разумная и практичная технология

домашнего винокурения.

Мы не приводим «точных» рецептов только по одной

причине – при их повторении они всё равно будут иметь

некоторую индивидуальность.

Для более подробного ознакомления с вопросами применения и приготовления солода

можем порекомендовать достаточно полную и правильную книгу: Дорош А.К., Лисенко

В.С., «Производство спиртных напитков», 1995г., Киев.

Page 9: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Перегонка бражки

Перегонные кубы для разных видов

бражек

Задача перегонных кубов - извлечь спиртовой пар из нагретой бражки и отправить его на

конденсацию. Бражки, в зависимости от используемого сырья, могут иметь различные

теплофизические свойства. Некоторые бражки при подводе к ним тепла простой

теплопередачей (высокотемпературный источник тепла – горячая металлическая стенка -

бражка) могут пригорать на горячей стенке. В этих случаях техническое решение

проблемы выпаривания спирта может существенно усложниться. Соответственно будут

изменяться и конструкции перегонных кубов.

Все бражки по степени «пригорания» и сложности организации подвода тепла при их

прогревании можно условно разбить на три группы:

«жидкие непригораемые»;

«жидкие пригораемые»;

«густые пригораемые».

Каждой группе бражек соответствует своя схема теплоподвода и своё конструктивное

решение перегонных кубов.

Перегонные кубы для «жидких непригораемых» бражек.

Page 10: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Рис. 1

Рис. 2

К группе «жидких непригораемых»

бражек относятся бражки с

незначительным количеством взвеси из

дрожжей или мякоти, содержащейся в

соках. Такие бражки получаются из

сахара, мелассы или фруктовых, либо

ягодных соков. Например, если сырьё -

виноград, бражкой фактически

является вино.

При перегонке этих бражек с

использованием теплоподвода через

горячую стенку пригорания не

происходит благодаря свободному

перемещению бражки около

теплопередающей стенки. На этапе

нагрева - из-за конвекции, а на стадии

Page 11: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Перегонные кубы для «жидких пригораемых» бражек.

Рис. 3

Рис. 4

.

К группе «жидких пригораемых» бражек можно отнести:

жидкие бражки, приготовленные из зернового сырья и содержащие клейковину

(белок);

жидкие загущённые бражки, сброженные вместе с мезгой, мякотью и соком

измельчённых фруктов или ягод.

кипения - из-за пузырькового эффекта.

Поэтому нагревать такие бражки

можно, передавая тепло либо через дно

испарительной ёмкости (рис.1), либо

используя встроенный ТЭН (рис.2).

Оба варианта широко применяются в

простейших перегонных кубах. Из

соображений пожарной безопасности

мы в наших кубах используем только

ТЭНы.

Page 12: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

При подводе тепла через горячую стенку такие бражки пригорают на горячей

поверхности. У зерновых бражек пригорает клейковина из-за её слабой термостойкости, а

у фруктовых – мезга и мякоть из-за отсутствия конвекции на стадии нагреванияЭту

проблему обычно решают путём уменьшения температуры теплопередающей стенки и

соответствующего увеличения её площади. Конструктивно такая схема реализуется с

помощью рубашечного нагрева (рис.3) всей поверхности внутренней ёмкости,

содержащей бражку. В объёме рубашки содержится промежуточный теплоноситель,

нагреваемый, например, ТЭНом. Для загущенных бражек требуется ещё и установка в куб

мешалки, осуществляющей принудительное движение бражки около теплопередающей

стенки.

Для домашнего производства крепких спиртных напитков мы предлагаем более простое

решение – прямую подачу пара в бражку (рис.4). При таком способе теплоподвода

пригорание в принципе исключено. Интересно отметить, что при этом кипение как

таковое отсутствует, а пары спирта извлекаются из бражки благодаря процессу

тепломассообмена между подаваемым паром и бражкой. Подробнее см. «Барботёр».

Перегонные кубы для

«свергустых» бражек

Рис. 5

Рис. 6

К группе «густых пригораемых»

бражек можно отнести

сброженные виноградные

выжимки, фруктовая, ягодная

мезга. Если такую бражку

выложить на сито или решето,

она практически не стекает с

него каплями.

Интерес к перегонке густых

бражек связан с желанием

получать в домашних условиях

напитки, насыщенные

ароматическими компонентами,

которыми наиболее богаты

именно выжимки фруктов и

ягод. А тем, кто изготавливает

домашние спиртные напитки из

ректификованного спирта, эту

«гущу» можно считать

отходами.

Например, в Италии

виноградный сок отправляют на

брожение для получения вин, а

виноградные выжимки

сбраживают отдельно (иногда с

добавлением сахара и воды) и

после перегонки получают

граппу. Существует другая

технология, когда раздавленный

виноград сбраживают вместе с

соком и мезгой, затем

сцеживают «непригораемую»

часть и перегоняют на

Page 13: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

аламбиках в коньячный спирт,

а остаток (жмых) перегоняют и

получают граппу.

Перегонку виноградных

выжимок осуществляют

методом пропаривания на

решётках-ситах в специальных

колоннах непрерывного

действия (рис.5). При этом

нижнее сито с уже

обработанными выжимками

вынимается, остальные сита

опускаются, а в освободившееся

наверху место задвигают сито с

новой порцией непропаренного

продукта. Естественно, загрузку

и выгрузку сит осуществляют

через шлюзы, чтобы не было

выбросов пара наружу.

В домашних условиях для извлечения ароматных спиртов из «густой пригораемой»

бражки мы предлагаем наши выпарные аппараты периодического действия

(рис.6).Подробнее.

Зачем «гусь» «Шарантскому аламбику»

«Шарантский аламбик» (alambic Сharantais) - самый «раскрученный» бренд французского

промышленного самогонного аппарата, применяемого и сейчас для производства

коньячных спиртов в доме «Хеннесси» Шарантской провинции Франции (и не только

там).

На «Шарантском аламбике» продукт первой дистилляции (из вина 7-10%) получается

крепостью порядка 30%. Затем он дистиллируется второй раз, превращаясь, после

отрезания «голов» и «хвостов», в коньячный спирт-сырец крепостью около 70%.

Этот спирт заливается в дубовые бочки и выдерживается в подвалах от 3 до 200 лет,

превращаясь в «Хеннесси». За год из бочек испаряется около 2% спирта (в основном

«головной» фракции), именно поэтому подвалы, в которых хранятся бочки с будущим

коньяком, называют «райскими комнатами», и дежурство охраны в них длится не более

получаса. Естественно, в двухсотлетних бочках спирта практически нет, зато настой и

аромат из этих бочек, добавленный буквально по капле в каждую бутылку 3-х летнего

«Хеннесси», превращает его в элитный коньяк!

Page 14: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

На картинке приведена схема этого аппарата, из которой понятно, как он работает.

1. Емкость для нагревания вина

2. Трубка для подачи горячего вина в куб

3. Перегонный куб

4. Топка-печь

5. «Колпак» (chapiteau)

6. «Лебединая шея» (col de cygne)

7. Змеевик нагревания вина

8. Змеевик конденсации

9. Емкость с охлаждающей водой

Если учесть, что этот аппарат изобретен в XVI веке, то (с точки зрения профессионалов

сегодняшнего времени) он идеален в своей простоте и функциональности. Практически

это «квазинепрерывная» перегонная установка, с экономайзером 7. Именно поэтому

французы продолжают использовать этот перегонный аппарат до сих пор, возможно,

заменив в нём лишь дрова газом, а ручной долив холодной воды в нижнюю часть емкости

9 насосом.

В этом самогонном аппарате интерес представляют: змеевик нагревания вина, «колпак» и

«лебединая шея».

Пар, проходя по змеевику 7, частично конденсируется и, попадая в змеевик 8, меньше

нагревает охлаждающую воду. Площадь змеевика 7 подобрана так, что к концу перегонки

следующая порция вина в емкости 1 нагревается практически до температуры кипения.

После перелива в уже опорожненный куб она сразу закипает. Емкость 1 со змеевиком 7 -

экономайзер тепла для экономии дров и охлаждающей воды.

Несколько позже, в XVII веке, на Руси появились перегонные аппараты, по описаниям

очень похожие на «аламбики». Схемы этих аппаратов утеряны (видимо, в процессе

многовековой борьбы с пьянством), но по текстам можно понять, что в них тоже были

элементы и 5, и 6, только назывались они по нашему - «шлем» и «гусь». Но наш «гусь»

был существенно выше французской «лебединой шеи».

Профессионально занимаясь вопросами ректификации, нам просто объяснить, что «шлем»

и «гусь» - это разновидность воздушного дефлегматора. Пар на внутренней поверхности

Page 15: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

этих элементов частично конденсируется, дистиллят, стекает вниз по «гусю» и «шлему».

Тем самым эти элементы, (так же как «колпак» и «лебединая шея» Шарантского

аламбика) обеспечивают двойной эффект - гасят пену, если она попала в «шлем» и

повышают концентрацию пара (как в ректификационной колонне). Чем выше «гусь», тем

крепче спирт!

Всем самогонщикам известна проблема пенообразования. Сейчас они борются с ней

просто – уменьшают расход газа, отключают ТЭНы, регулируют электроплитку. Меньше

испарение - меньше пены. На «Шарантском аламбике» куб грели дровами, а их не

«отключишь» и не «уменьшишь», вот и пришлось французам изобрести «колпак» и

«лебединую шею» для борьбы с пеной при постоянном тепловыделении горящих дров.

Судя по тому, что после первой перегонки вина на «Шарантском аламбике»

дистиллят получается только около 30%, то французы с помощью «колпака» и

«лебединой шеи», в основном борются именно с пеной, забирая из куба все

«хвостовые» ароматы. Наши монахи пошли дальше - сделали такого «гуся», что, по

преданиям, после первой же перегонки браги на этих аппаратах получали дистиллят

сразу около 50%!!!

Почему именно вертикальный дистиллятор

Мы производим и продаем только вертикальные дистилляторы. Дистилляторы от DV-1,

DV-3 и DV-6 имеют одинарную спираль охлаждения и работают по схеме попутной

конденсации пара, а DV-10 и DV-20 имеют двойную спираль и работают по схеме

попутно-противопутной конденсации пара.

На картинке изображён вертикальный дистиллятор DV-3 (картинка активна).

Page 16: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

На верхнем торце дистиллятора установлен термометр, фиксирующий температуру пара,

идущего на конденсацию. Для увеличения эффективности теплообмена охлаждающая

вода протекает по змеевику навстречу движению пара. Или просто « навстречу пару».

При перегонке пар из куба поступает в центральную трубу вертикального дистиллятора. В

верхней, более холодной, области этой трубы он частично конденсируется на её

внутренней стенке. Основной поток пара разворачивается у торца верхней крышки

дистиллятора и опускается вниз вдоль змеевика. Пар конденсируется на змеевике, и его

конденсат вытекает в приёмную ёмкость.

Дистиллят, образовавшийся на внутренней стенке в верхней части центральной трубы, в

виде флегмы стекает вниз, навстречу пару, при этом в трубе происходят процессы

тепломассообмена, аналогичные процессам, происходящим в плёночных

ректификационных колоннах.

В результате концентрация спирта в парах на выходе из трубы несколько выше, чем

концентрация паров на входе в неё, причём чем выше эта труба, тем выше будет

концентрация получаемого дистиллята. На концентрацию дистиллята в этой конструкции

также влияет расход воды и паровая нагрузка: чем выше расход воды и чем меньше

испарение в кубе, тем выше концентрация дистиллята.

Средняя концентрация самогона, получаемого на наших вертикальных дистилляторах,

достигает 60% после первой же перегонки. Кроме этого, если внутрь центральной трубы

попадает пена от кипящей бражки, она «гасится» (разрушается) стекающей вниз флегмой.

Поэтому наши дистилляторы (как и «Шарантские аламбики») не требуют снижения

подводимой мощности даже в момент максимального пенообразования в бражке.

Естественно, для реализации этих эффектов дистиллятор должен быть установлен

строго вертикально, как колонна.

Практика перегонки

Для бытовых целей чаще всего применяют дистилляторы DV-1 или DV-3. В процессе

работы над этим сайтом был изготовлен специальный вариант дистиллятора DV-3 с

нижним смотровым стеклом для демонстрации реального процесса «гашения» пены.

Посмотреть видео.

Ниже на левом графике приведена зависимость температуры кипения бинарного раствора

от концентрации в нём спирта.

На правом графике приведены кривые изменения температуры пара в верхней части

вертикального дистиллятора в процессе нескольких экспериментальных перегонок. Эти

графики обычно строят по времени, однако длительность реальных перегонок получается

каждый раз разной (зависит от количества и крепости перегоняемой бражки), и проводить

сравнение и анализ графиков в этом случае затруднительно. Поэтому для построения

графиков в едином масштабе в качестве горизонтальной координаты (вместо времени)

принята доля отбираемого дистиллята. Доля дистиллята (% по массе) - это отношение

массы отобранного на данный момент дистиллята к массе всего дистиллята после

завершения перегонки.

Page 17: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Пользуясь этими двумя графиками одновременно, можно легко оценить среднюю

концентрацию дистиллята, получаемого на любом интервале перегонки.

Рассмотрим, для примера, экспериментальные данные по получению дистиллята на

дистилляторе DV-1 из 17% - ной бражки, сброженной с использованием «турбо-дрожжей»

(самая нижняя кривая).

Разобьём весь процесс перегонки на пять интервалов, каждый из которых составляет 20 %

от общего количества дистиллята. Крепость в начале первого интервала 75%об., в конце -

73%об., средняя крепость на первом интервале составляет 74%об. Определив среднюю

концентрацию для каждого из пяти интервалов, затем, сложив результаты и разделив на 5,

получим среднюю концентрацию во всем дистилляте, равную 61,7%об, что соответствует

реально замеренной концентрации дистиллята после перегонки – 62%об.

После анализа всех кривых становится понятно, что чем ниже температурная кривая при

перегонке, тем выше средняя концентрация, полученного дистиллята. Обратите внимание,

что все графики экспериментальных перегонок лежат между двумя кривыми: «бинарный

раствор 10%» и «бражка 17%». То, что кривая для бражки 17% ниже всех – понятно (чем

выше концентрация исходного раствора, тем выше концентрация получаемого

дистиллята). А вот почему бражка 10% даёт большую концентрацию дистиллята, чем

перегонка бинарного раствора спирт+вода крепостью 10%, требует пояснения.

Разница этих перегонок заключена в наличии пены - у бражки она есть, а у бинарного

раствора её нет. Пена, попадая в центральную трубу вертикального дистиллятора,

начинает работать как насадка, создавая развитую поверхность для флегмы, стекающей

вниз. Флегма «гасит» пену, а пена повышает концентрацию паров!

Несколько практических советов, касающихся практики перегонки:

Для исключения (либо снижения) образования пены при перегонке советуем

соблюдать технологию сбраживания.

Для исключения попадания пены в дистиллятор не рекомендуем заливать бражку в

куб более чем на две трети его объёма.

Кубы с развитой поверхностью кипения наименее склонны к прорыву пены в

дистиллятор. Поэтому для простой перегонки (получение бренди и фруктовых

Page 18: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

спиртов) нами предлагается специальный комплект, состоящий из Куба 30л спец. и

дистиллятора DV-3.

Мы так подробно остановились на процессах и нюансах перегонки на вертикальных

дистилляторах исключительно ради того, чтобы от дистилляции плавно перейти к

проблемам ректификации, где всё гораздо сложнее и интереснее.

Выпарной модуль для граппы,

кальвадоса.

Несколько лет назад покупатели наших СпиртЗаводов, а также потенциальные заказчики

всё чаще стали обращаться с предложением разработать приставку к существующему

оборудованию, которая бы решала следующие задачи:

дистилляцию [перегонку] сброженных виноградных выжимок, фруктовой мезги

или иного густого сырья;

получение ароматизированных спиртных напитков с использованием натуральных

экстрактов (вплоть до сухих);

экстрагирование (водой или спиртовым раствором) эфирных масел и других

веществ из растительного сырья для косметических, кондитерских, медицинских

целей.

Процесс извлечения спирта из густого сырья значительно сложнее, чем из жидкого,

поэтому разработка выпарной части оборудования, предназначенного для дистилляции

густых сред, требует более сложных технических решений. Эти проблемы были успешно

решены, и с 2007г наша фирма наладила серийное производство малогабаритной

выпарной установки. После проведения серии экспериментальных работ выпарная

установка включена в качестве отдельного модуля в ректификационный комплекс

ЛУММАРК как оборудование для дистилляции [перегонки] густого сырья.

Page 19: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Работа выпарного модуля

Схема работы выпарного модуля для густого сырья совместно с испарительной ёмкостью

иллюстрируется приведённым рисунком.

Нижняя ёмкость (куб) является в этой схеме парогенератором, в котором чистая вода (или

жидкое сырье) с помощью ТЭНов превращается в пар с заданной производительностью.

Через устройство парораспределения с обратным клапаном пар подаётся в выпарную

ёмкость, в которой находится густое сырьё (виноградные выжимки, фруктовая мезга,

сырье для экстрагирования), предназначенное для обработки. Пар конденсируется в

объёме сырья и постепенно прогревает его до температуры кипения содержащихся в нём

летучих компонентов. После прогрева обогащённый этими летучими компонентами пар

проходит через густую среду и поступает в дистиллятор.

Page 20: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Флегма, образовавшаяся в вертикальном дистилляторе, поступают обратно в

парогенератор через воронку и трубку перелива и возврата флегмы. Центральная трубка,

состоящая из двух элементов – трубки перелива и возврата флегмы и сифонной

силиконовой трубки возврата флегмы служит, также для предотвращения резкого падения

давления в парогенераторе при его отключении.

Возможности выпарного модуля

МиниСпиртЗаводы с выпарным модулем позволяют производить в домашних условиях

практически любые спиртные напитки. Более того, на этих установках можно

осуществлять экстрагирование эфирных масел и других веществ из растительного сырья

для медицинских, косметических, кондитерских целей. Некоторые варианты

использования таких установок приведены в таблице.

Вариант применения Условия работы Получаемый результат

Дистилляция [перегонка]

сброженного густого

сырья

Вода в испарительной

ёмкости. Режим

парогенератора. Густое сырьё

вверху, в выпарной ёмкости.

Граппа (чача), кальвадос,

сливовица (ракия), и т.п.

Дистилляция сырья сразу

из двух емкостей

(верхней и нижней)

Жидкая бражка в

парогенераторе, в выпарной

ёмкости - сброженное густое

сырьё.

Граппа (чача), кальвадос,

сливовица (ракия), и т.п.

Дистилляция бражки с

одновременной

ароматизацией

Бражка в нижней ёмкости,

сухой или «живой» экстрагент

в выпарном модуле.

Напитки типа джина или

бренди с добавленными

вкусовыми оттенками

(ароматизацией), и т.п.

Дистилляция раствора

спирта с одновременной

ароматизацией

Раствор спирта в нижней

ёмкости, сухой или «живой»

экстрагент в выпарном

модуле.

Ароматизированные водки,

абсент, и т.п.

Экстракция душистых

или лекарственных

веществ водяным либо

спиртовым паром.

Вода или раствор спирта в

нижней ёмкости, сухой либо

«живой» лекарственный

экстрагент в выпарном

модуле.

Водяной либо спиртовой

раствор с экстрагированными

веществами

При должном прилежании и творческом подходе на разработанном нашей фирмой

выпарном модуле для густых сред Вы можете получить натуральный продукт не

хуже напитков под прославленными брендами!

Ректификация спирта

Теория ректификации спирта

Теоретическая и физическая тарелки

Page 21: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Ниже приведена кривая равновесия фаз бинарной водно-спиртовой смеси (при

нормальном атмосферном давлении). С помощью этого графика легко поясняются

процессы дистилляции и ректификации. Эту кривую по праву можно назвать главным

графиком получения спирта из его растворов.

При простой перегонке, именно в соответствии с этим графиком, сначала из 10% -ной

бражки получается «первач» с концентрацией 53%об, а затем, по мере уменьшения

концентрации спирта в кубе уменьшается и концентрация дистиллята, и к концу этого

процесса весь отобранный самогон имеет среднюю концентрацию 35…40%об.

Рассматривая этот график, стоит обратить внимание на диагональ Y=X. Именно благодаря

тому, что почти вся кривая равновесия лежит выше этой диагонали, можно при испарении

водно-спиртового раствора получать концентрацию спирта в парах большую, чем его

концентрация в исходной жидкости. Исключением является только точка А - пересечение

кривой равновесия фаз с диагональю, где X=Y=97,2% (объёмных!). Это особая точка –

точка азеотропа - нераздельно кипящая жидкая смесь двух чистых компонентов, которая

при нормальном атмосферном давлении не разделяется на составляющие путем перегонки

или ректификации (перегоняется как одно индивидуальное вещество).

Водно-спиртовая смесь, максимально приближенная к точке азеотропа (достичь её

практически невозможно), называется спирт-ректификат. На этот продукт существует

ГОСТ Р 51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья», в котором

регламентируется концентрация спирта в спирте-ректификате и его состав.

Пользуясь диагональю Y=X, на кривой равновесия фаз, легко построить ряд

последовательных ступенек 10-53, 53-82, 82-88, 88-92 и т.д. и убедиться в том, что для

Page 22: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

получения спирта-ректификата из бинарной водно-спиртовой смеси, теоретически

потребуется около 10-ти таких последовательных перегонок (ступенек).

Совершать такое количество перегонок весьма трудоемко и не выгодно энергетически.

Уже в середине XIX века была реализована идея ректификационной колонны, в которой

за один раз можно осуществить ЛЮБОЕ количество последовательных перегонок. При

этом расход энергии сокращался более чем в 4 раза. Каждая такая перегонка-ступенька

исторически называется теоретической тарелкой (ТТ), Вы их видите на картинке в виде

физических тарелок (ФТ). ТТ еще называют теоретической ступенью (ТС), а сейчас все

чаще называют единицей массопереноса или упрощенно - единицей переноса (ЕП).

Термины ТТ, ТС и ЕП имеют одинаковый физический смысл, а мы далее по тексту будем

употреблять наиболее распространенный – ТС.

Классические физические тарелки, приведённые на картинке, работают следующим

образом. Пар «пробулькивает» через слой флегмы, находящейся на тарелке, при этом в

пузырьках происходит тепломассообмен между жидкой и паровой фазами, а излишки

флегмы сливаются через переливную трубку на нижерасположенную тарелку. Проходя

тарелку за тарелкой, пар обогащается спиртом. Важно отметить, что в реальности после

прохода пара через одну ФТ равновесие между фазами, эквивалентное одной ТС, не

достигается.. Мерой несоответствия между ФТ и ТС является коэффициент полезного

действия (КПД) физической тарелки. У классических ФТ (как на рисунке) КПД составляет

порядка 50%. Т.е. для достижения равновесия фаз, соответствующего одной ТС,

потребуется две ФТ. Таким образом, для получения спирта-ректификата из бинарной

смеси потребуется около 20-ти ФТ.

При переработке самогона следует учитывать, что это не бинарный состав, а

многокомпонентная смесь, содержащая до двухсот разных веществ. Некоторые из них,

Page 23: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

например, альдегиды и сивушные масла имеют температуры кипения, близкие к

температуре кипения спирта и образуют с ним азеотропы, аналогичные «спирт+вода» в

точке А. Многолетний опыт ученых и практиков показал, что для выделения чистого

спирта из самогона (спирта-сырца), необходимо иметь в колонне не менее 35…40ТС, а это

около 80ФТ классической конструкции, что и соответствует конструкции реальных

промышленных ректификационных колонн.

Насадка и где в ней тарелки

В малых ректификационных колоннах вместо тарелок применяется насадка. Она может

быть регулярной (вставной) или хаотической (насыпной). Эти контактные элементы

заполняют весь внутренний объём ректификационной части колонны.

Page 24: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Насадка должна обладать развитой и хорошо смачиваемой поверхностью для образования

на ней тонкого слоя флегмы. Тепломассообмен в насадочной колонне происходит между

Page 25: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

этим тонким слоем флегмы и паром, движущимся в свободном пространстве (объёме)

насадки.

Насадка является основным элементом ректификационной части колонны,

определяющим её эффективность (т.е. разделительную способность). Именно от неё, в

конечном счете, зависят диаметр и высота любой колонны и, как следствие, качество

спирта!

Насадка по своему внешнему виду (на картинке показана «спирально-призматическая»)

многими воспринимается как некоторый фильтр, который должен иметь определённый

срок службы, а потом заменяться. Однако это не так. Насадка - тепломассообменный

наполнитель колонны, по которому вниз течёт чистый дистиллят (флегма), а вверх

поднимается чистый пар (видео работы). Таким образом, если оба этих компонента

действительно не содержат посторонних включений (ПАВ и взвеси), а насадка выполнена

из коррозионностойкого материала, то это контактное устройство будет выполнять свои

функции в колонне неограниченно долго. Наша первая ректификационная колонна 1986

года работает у нас до сих пор.

Процесс тепломассообмена в насадке проходит непрерывно по высоте, а состояние

фазового равновесия, эквивалентное одной теоретической ступени (ТС), наступает после

преодоления паром некоторого слоя «мокрой» насадки. Высоту этого слоя называют

высотой теоретической тарелки (ВТТ или Нтт), или высотой единицы переноса (ВЕП),

или высотой, эквивалентной (одной) теоретической ступени (ВЭТС). Все эти термины -

ВТТ, ВЕП и ВЭТС с точки зрения физики процесса эквивалентны. Далее в тексте мы

будем употреблять термин ВЭТС (как наиболее распространенный в настоящее время).

Очевидно, что чем меньше ВЭТС, тем ниже будет насадочная колонна. Поэтому ВЭТС -

один из главных показателей эффективности насадки (измеряется в миллиметрах и

определяется при бесконечном флегмовом числе).

Различные типы насадок.

Ниже приведены достаточно распространенные типы насадок:

Кольца Рашига

Спирально-призматическая

Зульцер классический

Зульцер рулонный

Стедман прямой

Стедман наклонный

Page 26: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

В наших спиртовых ректификационных колоннах мы используем два типа насадок:

хаотичную «спирально-призматическуюя»; регулярную «Зульцер рулонный».

В лабораторной ректификации существует также группа контактных устройств, которые

не занимают собой весь внутренний объем царги и не являются в классической трактовке

ни тарелками, ни насадкой, а относятся к элементам пленочной ректификации. Например:

поперечные шайбы и диски из сетки, чередующиеся через разграничители; усеченные сетчатые конусы с боковыми полуокнами, установленные с чередованием

положения вершины конуса вверх и вниз; гармошка, сложенная из сетчатых полос; однозаходная или многозаходная спираль Архимеда; вертикальные струны (стержни, мелкие цепочки, бусы, тросы, и т.п.), по которым тонким

слоем течет флегма, а пар движется параллельно этой конструкции.

Мы эти контактные элементы не применяем, но эффект пленочной ректификации

используем в конструкции вертикальных дистилляторов.

Устройство и работа ректификационной

колонны

Устройство

Классическая лабораторная ректификационная установка периодического действия с

непрерывным отбором состоит из испарительной ёмкости (куба) с нагревателем,

вертикальной ректификационной части колонны (царги) и дефлегматора с концевиком.

Если высота ректификационной части, технологическая мощность и флегмовое число

выбраны правильно, то в этих установках происходит автоматическое разделение кубовой

жидкости на фракции. Такие установки не требуют никакой автоматизации и

оборудуются исключительно элементарными средствами регулировки и контроля (кран

отбора, термометр,, смотровые стекла, а для высокогорья регулятор мощности).

Работа

Page 27: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

увеличить

Ректификационная установка работает следующим образом. С помощью нагревателя

кубовая жидкость доводится до кипения. Образующийся в кубе пар поднимается вверх по

царге колонны и попадает в дефлегматор, где происходит его полная конденсация.

Большая часть дистиллята (флегма) возвращается в царгу на орошение насадки, а меньшая

(дистиллят) отбирается, проходит через концевик (концевой охладитель) и поступает в

приёмную ёмкость. Соотношение между расходами возвращаемой флегмы и отбираемого

дистиллята называется флегмовым числом и устанавливается с помощью крана отбора.

В насадке ректификационной царги происходит процесс тепломассообмена между

стекающей по насадке флегмой и поднимающимся вверх паром. Чтобы окружающая среда

не влияла на этот достаточно тонкий процесс ректификации, царгу снаружи покрывают

теплоизоляцией.

В результате тепломассообмена в верхней части царги накапливается в виде пара и

флегмы самый легкокипящий (с наименьшей температурой кипения) компонент кубовой

жидкости, а следом за ним вниз по высоте царги, сама собой выстраивается

«нумерованная очередь» из разных веществ. «Порядковым номером» в этой «очереди»

является температура кипения каждого компонента, возрастающая по мере приближения

к кубу.

С помощью регулятора отбора осуществляется медленный и последовательный отбор

этих веществ. «Номер» отбираемого вещества регистрируется с помощью термометра.

Зная эту температуру (и атмосферное давление), можно точно указать вещество

дистиллята, отбираемого в данный момент.

Разделение многокомпонентных жидкостей

Page 28: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Приведём простейший и наглядный пример лабораторной ректификации 200 мл

«неизвестной» жидкости. В процессе её ректификации сделаем запись текущей

температуры (Tк) и текущего объёма получаемого дистиллята (V). Общий объём

отобранного дистиллята доведём до 120мл, при этом остаток кубовой жидкости составит

80мл. По записям построим график изменения температуры от текущего объёма

получаемого дистиллята.

На графике отчётливо видны четыре горизонтальных участка α (Тк=const) и три

переходных участка β между ними. Участки α – это индивидуальные чистые компоненты

исходной смеси, а переходные участки β – это промежуточные вещества, состоящие из

смеси двух соседних чистых компонентов. Пусть процесс ректификации проходил при

атмосферном давлении 760мм рт.ст, тогда по «высоте» и «длине» каждой ступеньки

можно легко сделать вывод о качественном и количественном составе исходной смеси.

№ пп №1 №2 №3 №4

Вещество Ацетон Метиловый спирт Этиловый спирт Вода

Тк,°C 56,2 64,7 78,1 100,0

Кол-во, мл 20 30 50 20+80

В процессе ректификации имеет смысл каждые индивидуальные и промежуточные

вещества отбирать в отдельные приёмные ёмкости, это позволит получить все

компоненты раздельно.

О процессах внутри колонны

Подробнее рассмотрим процессы, происходящие в колонне, на примере ректификации

спирта. При этом анализе рассмотрим бинарную водно-спиртовую смесь и определим, как

изменяется температура по высоте колонны - от самого дна куба до дефлегматора. Будем

считать, что в кубе 40%-ный раствор спирта, атмосферное давление нормальное, число ТС

в ректификационной части колонны существенно выше, чем 10ТС.

Page 29: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

На рисунке изображены три графика изменения температуры по высоте колонны на

разных этапах ректификации – «начало», «конец» и «переход к воде». А цвет графиков

условно отражает изменение концентрации растворов (вода – красный, вода+спирт –

оранжевый, а спирт – зелёный).

В начальный момент ректификации температура в кубе будет равна 83,5ºC (температура

кипения 40%-ного раствора), причём и жидкости и пара. Естественно за счет

пузырькового (газлифтного) перемешивания температура в жидкости будет одинакова во

всем объёме. А в соответствии с кривой равновесия фаз концентрация спирта в парах

будет 78% (что эквивалентно одной ТС).

В результате тепломассообменных процессов температура вверх по колонне уменьшается,

а концентрация спирта увеличивается, и на самом верху колонны пар и флегма имеют

температуру 78,1ºC, а концентрацию - близкую к концентрации спирта-ректификата.

Казалось бы, колонна с большим «запасом» ТС может получать на выходе спирт-

ректификат даже при весьма низкой концентрации спирта в исходной смеси. Однако всё

же существует предел. Когда количество спирта, «повисшего» в насадке, сильно

уменьшится, фронт паров воды поднимется вверх по колонне настолько, что верхний

(рабочий) участок колонны станет меньше 10ТС. В этом случае колонна уже не сможет

дать ректификат на выходе – температура перед дефлегматором увеличится, а

концентрация спирта упадет (график «переход к воде»).

Page 30: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Таким образом, наиболее информативной в кривой изменения температуры по высоте

колонны является верхняя точка. Измерение температуры именно в этой точке дает

информацию о составе отбираемого дистиллята. Однако на определение момента

окончания отбора спирта-ректификата влияют два фактора - точность измерения

температуры и инерционность самого процесса отбора. Например, температура реально

могла стать не 78,1ºC, а 78,2ºC, а это значит, что последние капли дистиллята были уже не

спиртом-ректификатом.

Для домашней ректификации спирта такая ошибка, конечно, не принципиальна. Но для

химических лабораторий это может быть уже недопустимо. Вы можете сказать, что в

лабораториях эту температуру можно измерять хоть каждую секунду, отправлять на

автоматику (хоть на компьютер), а он, как только температура достигнет 78,2ºC, даст

команду на закрытие отбора. Всё правильно, но капли - то другого состава уже упали в

чистейший дистиллят! Им бы хотелось заранее знать, что через 2…3 минуты температура

перед дефлегматором изменится, и они заблаговременно подставят под отбор другую

пробирку!

В этом примере атмосферное давление принималось постоянным в течение всего

процесса. Однако наши графики в зависимости от уровня давления будут смещаться влево

или вправо. Выходит, химикам для автоматизации процесса надо ещё измерять и

атмосферное давление. А у измерителей давления есть своя погрешность, причём даже

большая, чем у термометров. Проблема!

А решение есть, причём достаточно простое.

Если проследить на графиках поведение температуры в верхней части колонны на

некотором характерном участке (⅓…¼ высоты колонны), можно заметить, что

практически на всём этапе ректификации температура не изменяется (ΔТ=0), и только в

конце ректификации, когда к дефлегматору приближается другая фракция (вода),

появляется видимое различие температур.

Именно этим эффектом мы и пользуемся, давно предлагая химическим лабораториям

включать в состав ректификационного оборудования компаратор температур.

И что самое интересное, эта разность температур ΔТ совсем не зависит от атмосферного

давления, абсолютные значения температур меняются, а ΔТ остаётся неизменной,

поскольку обе температуры (верхняя и нижняя) на этом характерном участке при

изменении атмосферного давления изменяются на одну и ту же величину

Главные режимные параметры

ректификационной колонны

Если у колонны правильно выбрана высота ректификационной части, то у неё есть только

два главных режимных параметра, которые полностью определяют её работу и

производительность: технологическая мощность и флегмовое число.

Технологическая мощность

В нашем серийном оборудовании мы используем только насадочные колонны, как

наиболее простые и технологичные. Тепломассообмен в насадке практически полностью

Page 31: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

определяется скоростью пара. Чем выше скорость, тем эффективнее работает насадка.

Таким образом, к колонне следует подводить мощность, близкую к мощности

захлёбывания насадки. Эта мощность и называется технологической.

При фиксированной технологической мощности на испарение остается один режимный

параметр, определяющий качество продукта и производительность колонны, - флегмовое

число.

Флегмовое число

На рисунке изображены массовые потоки в верхней части ректификационной колонны.

Пар, вышедший из царги Мп = М, полностью конденсируется в дефлегматоре и

превращается в дистиллят Мд = М. Часть этого дистиллята Е отбирают, а другая его часть

возвращается обратно в колонну и называется флегмой R. Естественно, - М = R+Е.

Флегмовое число: F = R / Е - это отношение количества флегмы R, возвращаемой в

колонну, к количеству отбираемого дистиллята Е. Тогда производительность колонны

равна:

Е = М / (1+F)

Если отбора спирта нет (Е = 0), то весь дистиллят в виде флегмы возвращается обратно в

колонну (R = М). Флегмовое число колонны в этом случае равно бесконечности (F = ∞), а

о колонне говорят, что она работает «сама на себя» и обладает максимальной

разделительной способностью.

Если полностью открыть отбор (Е = М), то возврата флегмы в колонну не будет,

флегмовое число будет равно нулю (F = 0). В этом случае в ректификационной части

колонны её контактные элементы полностью «иссушаются», тепломассообменные

процессы прекращаются, и ректификационная колонна превращается в простой

«самогонный аппарат».

Page 32: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Расход пара через колонну M = W/r (где W- подводимая мощность, r-теплота испарения

спирта), а производительность колонны Е = W/r/(1+F). Таким образом,

производительность колонны определяется мощностью, подведённой к кубу, и

флегмовым числом F. При этом удельная производительность любой колонны

(отнесённая к единичной мощности), равная Ẽ = 1/r/(1+F), зависит только от флегмового

числа F:

Удельная производительность, (л/ч)/кВт

f=2,5 f=3 f=6 f=9

1,39 1,22 0,69 0,49

Например, технологическая мощность колонны РУМ-2 составляет 2кВт, проектное

флегмовое число равно 3, тогда теоретическая производительность колонны должна быть

1,22х2=2,44 литра в час. Ну, а с учётом тепловых потерь в кубе и запаса на возможные

разбросы характеристик колонны гарантированная производительность этой колонны и

составит заявляемую величину 2л/ч.

Флегмовое число и высота

ректификационной колонны

Сейчас на «спиртовых» форумах в Интернете оживлённо обсуждается вопрос о

флегмовом числе для спиртовых ректификационных колонн.

Кто сказал, что флегмовое число должно быть равно ТРЁМ?

Это что, какая-то «ректификационная постоянная»?

Вы не поверите, но эту цифру впервые в1991году назвали мы в своей книге «СПИРТ». И

уж точно это не «ректификационная постоянная». А вот почему мы назвали именно такую

величину, мы сейчас с Вами вместе и разберёмся.

Мы не будем вдаваться в сложные формулы, графики и расчеты, а попробуем пояснить

все «на пальцах».

Начнем наши рассуждения с крайнего случая – с очень высокой колонны, ну скажем с 10-

ти этажный дом! Казалось бы, при такой высоте колонны флегмовое число должно

устремиться к нулю. Но при нуле, как мы уже знаем, колонна превращается просто в

длинный самогонный аппарат. Так всё же, какое может быть минимально допустимое

флегмовое число при бесконечной высоте колонны? Теория и практика ректификации

спирта давно имеют ответ на этот вопрос – примерно ДВА С ПОЛОВИНОЙ (f = 2,5).

Предельное флегмовое число при бесконечно высокой ректификационной колонне

периодического действия, предназначенной для получения спирта-ректификата из

самогона, не может быть меньше 2,5.

Уже кое - что, можно двигаться дальше.

Page 33: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Мысленно уменьшим высоту колонны до какой-то осмысленной величины, например, до

высоты потолков в «хрущёвке» - 2,5м. Вычтем высоту куба и дефлегматора, в итоге

получим высоту ректификационной части колонны не более 1600мм. Именно эта высота и

определит, с учётом типа насадки, минимально допустимую величину флегмового числа.

Далее, по результатам экспериментов, получим минимальное f = 3. Вот и вся мистика!

Число три, оказывается, завязано на Хрущёве и его потолках. И как сказал бы другой

«великий» из более позднего исторического периода – «Вот такая, понимаешь,

загогулина!» И не надо «ломать копья» на форумах.

Флегмовое число ТРИ взято в прямом смысле этого слова ОТ ПОТОЛКА.

А теперь попробуем уменьшить высоту ректификационной части колонны, например, с

1600мм до 800мм и определим флегмовое число (правильнее сказать, его среднее

значение, т. к. оно будет меняться по времени ректификации), при котором ещё

получается спирт-ректификат из самогона. По нашим оценкам, среднее флегмовое число

составит примерно ДЕВЯТЬ. Ладно, пусть ДЕВЯТЬ, а не ТРИ, и что из этого?

Действительно, вроде ничего особенного. Вот только при f = 3 мы имели удельную

теоретическую производительность 1,22(л/ч)/кВт, а при f = 9 будем иметь всего

0,49(л/ч)/кВт (см. таблицу в разделе «Главные режимные параметры ректификационной

колонны»). А это означает, что расходы электроэнергии, воды и времени увеличатся

примерно в 2,5 раза! Вот такая «загогулина»!

ВЫВОД №1: Чем выше ректификационная часть

колонны, тем дешевле обходится спирт и меньше

времени тратится на этот процесс. И этому правилу мы

следовали всегда!

Кроме перерасхода энергии, воды и времени, у «недоразмеренных» по высоте колонн есть

ещё одна проблема - с понижением концентрации спирта в кубе (а его концентрация в

процессе работы всегда уменьшается) низкие колонны начинают «срываться» и не

выдавать ректификат, при этом наблюдается рост температуры. Оператору в процессе

ректификации приходится постоянно увеличивать флегмовое число (уменьшать отбор).

Вызванное этим постоянное сидение возле колонны допекает и многих самодельщиков,

которые пытаются получать спирт на низкой колонне. Именно из-за этого форумы в

Интернете пестрят всякой АВТОМАТИКОЙ для ректификационных колонн, а в

действительности никакой автоматики не требуется – просто нужна КОЛОННА

ПРАВИЛЬНОЙ ВЫСОТЫ, точнее сказать, с правильным количеством теоретических

ступеней.

У покупателей наших колонн этих проблем и заморочек просто нет!

Некоторые смельчаки после отбора «головных» и выхода на спиртовую «полку»

оставляют наши колонны работать даже на всю ночь без присмотра (хотя мы и не

советуем). А утром делают отбор «остатка», выключают колонну и идут на работу. Вот

такая автоматика получается!

Page 34: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

ВЫВОД №2: Чем выше ректификационная часть

колонны, тем меньше с ней проблем при эксплуатации.

И этому правилу мы следовали всегда!

Мы приносим извинения за то, что в своей книжке «СПИРТ» 1991года не остановились

подробнее на этих обстоятельствах. А тексты из этой книги уже разошлись по всем сайтам

без этих комментариев.

Практика ректификации спирта

Подготовка к ректификации

Подготовительные действия и расчёты, необходимые

для проведения ректификации

1. Измерьте концентрацию спирта-сырца (самогона) спиртомером. Если его крепость

окажется больше 45%, обязательно разбавьте его водой до 40…45%.

2. Посчитайте для всего объёма самогона, заливаемого в куб:

o объём спирта. Эта величина нужна для определения ожидаемого количества

всего дистиллята;

o объём воды (кубовый остаток). Эта величина нужна, чтобы знать, не

окажутся ли ТЭНы к концу работы над поверхностью жидкости. Если

рассчитанный Вами кубовый остаток меньше допустимого, то просто влейте

в куб недостающий объём воды.

3. Рассчитайте время нагревания всего объёма заправки до кипения.

4.Колонна автоматически «зовет к себе»

в момент начала кипения 5. Хочу знать, когда закипит! 6. Если Вы работаете на ТЭНах, а на них практически нет тепловых потерь, то время

нагревания жидкости в кубе до кипения рассчитывается по простой школьной

формуле из курса физики (цифра 60 в формуле нужна для получения результата в

минутах):

7. X = {Срж · М · (Ткон-Тнач)} / (W · 60) 8. Где:

9. X мин – время нагревания жидкости до кипения

W кВт (или кДж/с) – тепловая мощность на нагревание от ТЭНов

M кг – масса жидкости в кубе (практически равна объёму)

Срж кДж/(кг ºC) – теплоемкость жидкости

Тнач ºC – начальная температура жидкости, обычно 20ºC

Ткон ºC – конечная температура жидкости (температура кипения)

10. Для получения правильных результатов для воды, бражки и спирта-сырца

(самогона), теплоемкость и конечную температуру жидкости надо брать из этой

таблицы:

Жидкость Срж Ткон

Page 35: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Вода 4,2 кДж/(кг·ºC) 100ºC

Бражка (10%) 4,2 кДж/(кг·ºC) 90ºC

Спирт-сырец (40%) 3,8 кДж/(кг·ºC) 84ºC

11. Пример расчета: Через сколько минут закипит 25л бражки с начальной

температурой 20ºC при нагревании её мощностью 3кВт?

12. X = {4,2 х 25 х (90-20)} / (3 х 60) = 40,8 (~41мин) 13. Теперь можно установить кухонный таймер на 40 минут и по его звонку подойти к

установке.

14. Колонна «автоматически зовет к себе» в момент начала кипения 15. Вы не хотите считать на калькуляторе и крутить кухонный таймер. Тогда вот вам

другой вариант.

16. В момент начала кипения у всех колонн есть интересный эффект – весь воздух,

находящийся в колонне, вытесняется паром до самого дефлегматора. Там он

нахолаживается и выходит в атмосферу. Выход этого воздуха происходит

достаточно интенсивно и называется - «выдохом колонны», и это происходит

только один раз.

17. Воспользуемся этим и сделаем следующую автоматику. Надеваем на штуцер связи

с атмосферой трубку, а в трубку вставляем «свисток» от детской игрушки.

18. И колонна сама «свистнет» (это не шутка) при начале кипения. Но только один раз.

Емкость 30л свистит дольше, чем 10л. Вот такая автоматика получается.

19. А, если всё таки поставить автоматику? 20. Вы не хотите считать на калькуляторе, и Вы не доверяете простым решениям. Вы

всё равно хотите АВТОМАТИКИ.

21. Купите у нас компаратор. Он позволяет делать больше чем Вы хотите – он

«свистит» даже тогда, когда, «что-то не то происходит в колонне»!

22. Купите у нас компаратор!

Подготовка ректификационной колонны к работе

4. Заправьте куб самогоном.

5. Соберите и установите на куб ректификационную колонну;

6. Подсоедините все входящие в комплект трубки и датчики в соответствии со

схемой, приведённой в руководстве по эксплуатации колонны;

7. Не нарушая устойчивости всей конструкции, подкладками под куб добейтесь

вертикального положения колонны. Не пренебрегайте этой процедурой.

8. Проверьте, что кран отбора закрыт.

С этого момента техника работы на колонне будет зависеть от того, какой электронный

измеритель температуры применяется, обычный термометр или компаратор температур.

Работа на колонне с электронным

термометром

Для установки датчика температуры электронного термометра в колонне предусмотрен

штуцер, расположенный в верхнем торце дефлегматора. При таком положении датчика

Page 36: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

температуры создается впечатление, что он используется для измерения температуры «в

дефлегматоре». Однако конструкция дефлегматора такова, что измеряется именно

температура пара, вышедшего из ректификационной части колонны – т.е. измеряется

температура «перед дефлегматором».

На рисунке схематично изображен классический график изменения температуры перед

дефлегматором Т( ). На этом графике отмечены пять основных фаз (этапов) процесса

ректификации спирта:

нагрев (Н); стабилизация (С); отбор «головы» (Г); отбор пищевого спирта-ректификата (ПСР); отбор «остатка» (О).

[Н]Нагрев до кипения

1. Включите все ТЭНы; 2. За несколько минут до закипания самогона в кубе пустите воду через систему охлаждения. 3. По уменьшению шума в кубе, по горячей крышке куба и «выдоху колонны» Вы поймете,

что самогон в кубе закипел. Установите технологическую мощность, соответствующую модели Вашей колонны.

[С] Стабилизация

4. Очень полезно записать максимальную температуру Тmax, которую Вы увидите на термометре в момент начала конденсации пара в дефлегматоре. Обычно это и есть будущая температура «спиртовой полки»!

5. Отрегулируйте расход воды через дефлегматор (вода на выходе из дефлегматора должна быть «уверенно» горячей - около 50…60ºC).

6. Через каждые 2-3 минуты наблюдайте и записывайте показания термометра. Цифры постепенно уменьшаются.

7. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что стабилизация завершена и температура достигла минимума Tmin.

Page 37: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

8. Оставьте колонну поработать саму на себя ещё на 5 контрольных минут, для окончательного завершения еще идущего в колонне, и уже не контролируемого с помощью термометра процесса стабилизации.

Для справки. Разница температур между будущей температурой кипения спирта (на

спиртовой полке Ткс~Тmax) и минимальной (после стабилизации) ΔТс=Тmax-Tmin обычно

не превышает 0,5…1,0ºC и говорит о качестве самогона, чем меньше разница, тем лучше

был самогон!

Очень полезно прочитать раздел про компаратор, где очень подробно объяснены

процессы, происходящие в колонне, при начале кипения и стабилизации! Эти знания

помогут Вам при работе с колонной, а все действия станут более осмысленными.

[Г] Отбор «головы»

9. Поставьте небольшую бутылку для сбора головных фракций; 10. Откройте кран отбора и установите капельный отбор головных фракций (буквально - капля

в секунду); 11. Через каждые 2-3 минуты наблюдайте и записывайте показания термометра. 12. Сначала происходит быстрый рост температуры, а затем темп роста замедлится.

Медленный отбор головных фракций (особенно при первом опыте работы на колонне) обязателен! Позже, набравшись опыта, Вы будете устанавливать свой темп отбора.

13. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что ректификационный процесс в колонне вышел на спиртовую «полку»!

14. Проверяем этот факт: o по графику зависимости температуры кипения спирта от атмосферного

давления. Если совпадения нет, не отчаивайтесь, всего лишь могут «врать» приборы (либо оба прибора - термометр и барометр, либо один из них).

o накапайте немного дистиллята на ладонь и разотрите эти капли другой рукой и проверьте отбираемый дистиллят на запах из двух ладоней (этот анализ гораздо точнее, чем приборы).

15. Вы удовлетворены качеством дистиллята, а это означает, что температура, которую Вы сейчас видите на термометре, останется неизменной до конца «спиртовой полки».

[ПСР] Отбор пищевого спирта-ректификата (спиртовая

полка)

17. Установите отбор спирта с производительностью, соответствующей Вашей модели. Правильность отбора всегда можно проверить (без секундомера и мензурки) самим процессом ректификации любым из двух вариантов, и это САМАЯ ПРАВИЛЬНАЯ проверка (особенно если напряжение в сети (teach4-3.html) ниже нормы):

o это такой максимальный отбор спирта, который не приводит к росту температуры при длительной работе колонны даже на 0,1ºC.

o это такой максимальный отбор спирта, когда даже через 5 минут после его полного прекращения (колонна работает сама на себя) не происходит снижения температуры даже на 0,1ºC.

18. Теперь Вам остается только заменять наполненные емкости пустыми и периодически контролировать температуру.

19. Если суммарный объем отобранного спирта приближается к расчетному (ожидаемому), поставьте маленькую промежуточную бутылочку для спирта.

Page 38: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

20. При очередном контроле температуры Вы, исходя из показаний термометра, или переливаете эту порцию спирта в большую емкость со спиртом или называете её «остатком», если температура повысилась.

[О] отбор «остатка»

21. Не уменьшая отбор, соберите «остаток» до 85ºC (стекло флегмы запотеет).

Завершение ректификации и разборка оборудования

22. Полностью выключите нагрев. 23. Когда показания термометра начнут уменьшаться, и сам собою прекратится отбор,

отключите охлаждающую воду. 24. Куб с горячим остатком оставьте на остывание до следующего дня.

Не советуем. Выливать горячий остаток из куба. Во-первых, это опасно - все-таки

кипяток, а во-вторых, у Вас может просто «перехватить» дыхание и начнут слезиться

глаза от горячих паров кубового остатка. Это просто УЖАСНЫЙ запах.

Если Вы все же хотите опорожнить куб сразу, то сначала долейте в него холодной

воды.

Возможные «неожиданности» при ректификации

1. Если на спиртовой полке произошло уменьшение температуры, это означает, что уменьшилось атмосферное давление. Убедитесь в этом по барометру и продолжайте отбор спирта.

2. Если на спиртовой полке (не в конце) произошло увеличение температуры, то это может быть связано с двумя причинами:

o увеличилось атмосферное давление; o понизилась мощность (упало напряжение в сети).

Как проверить?

Закройте кран отбора, и если через 5 минут температура:

не понизилась, то рост температуры произошёл из-за увеличения атмосферного давления. Убедитесь в этом по барометру, установите прежний отбор и продолжайте отбор спирта.

понизилась. Проверьте напряжение в сети - оно ниже нормы. Рост температуры произошел по причине снижения флегмового числа (при неизменном расходе отбора уменьшился приход пара в колонну). Установите меньший отбор и продолжайте отбор спирта.

Особенности работы на колонне с

компаратором

В разделе «устройство и работа ректификационной колонны» мы разобрались, что работа

ректификационной части колонны проявляется в падении температуры по всей её высоте

Page 39: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

– температура в ней постоянно понижается по мере удаления от куба. В правильно

спроектированных колоннах верхний участок (1/3...1/4) ректификационной части колонны

можно считать квалификационным (или резервно-дополнительным). Разница температур

на этом участке колонны наиболее ярко проявляется на переходных режимах, когда

происходит замена одной фракции на другую и практически отсутствует на фракционных

участках, когда отбирается конкретное вещество (фракция) на температурной полке.

Предлагаемый к использованию этого эффекта прибор - компаратор температур

производит следующие операции:

измеряет температуры в верхней (Т) и нижней (Тн) точках квалификационного участка; вычисляет разность этих температур - ΔТ=Тн-Т; позволяет задавать любое пороговое значение этой разности температур - ΔТпор.; подаёт звуковой сигнал при ΔТ>ΔТпор.

Для установки датчиков температуры этого прибора в колонне предусмотрены гнёзда-

штуцеры, расположенные в двух точках:

в верхнем торце дефлегматора (для Т), он же для электронного термометра; в переходнике (для Тн), который монтируется внизу верхней царги.

На рисунке схематично изображены два графика одного и того же процесса ректификации

спирта в едином масштабе времени - τ;

верхний график - это классическое изменение температуры перед дефлегматором Т(τ); нижний график - это изменение разности температур на квалификационном участке ΔТ(τ).

На этих графиках отмечены пять основных фаз (этапов) процесса ректификации:

нагрев (Н); стабилизация (С); отбор «головы» (Г); отбор пищевого спирта-ректификата (ПСР); отбор «остатка» (О).

Page 40: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Как видно из приведённых графиков, поведение ΔТ(τ) имеет те же характерные

особенности (точки и участки), что и Т(τ). Это позволяет контролировать процесс

ректификации как по первой зависимости, так и по второй. Однако контроль процесса

ректификации с помощью ΔТ не только полностью заменяет контроль с помощью Т, но и

даёт важные преимущества, одно из которых - это независимость разницы температур от

величины атмосферного давления (Ратм). Вторым важным преимуществом является

наличие автоматической сигнализации - подача звукового сигнала оператору в случае

каких-либо нарушений в процессе ректификации).

Применение компаратора на каждой фазе

ректификации.

[Н]Нагрев до кипения

Для «отлавливания» момента начала кипения установим первое пороговое значение

разницы температур ΔТпор.1=15ºC.

При сборке колонны все элементы конструкции и датчики имеют одинаковую

температуру окружающего воздуха (например, 20ºC) - ΔТ=0ºC. В процессе нагревания

кубовой жидкости, разница температур не изменяется, поскольку датчики расположены

слишком далеко от источника тепла и ещё не чувствуют нагрева- ΔТ=0ºC.

После включения охлаждающей воды (например, с температурой 10ºC) датчик

дефлегматора охладится до Т=10ºC, а температура нижнего датчика не изменится.

Разница температур станет - ΔТохл=20-10=10ºC, но сигнала от компаратора не последует,

Page 41: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

так как пороговая величина разницы температур ΔТпор.1=15ºC не превышена -

10ºC<15ºC.

В самом начале кипения начнется «выдох колонны» с вытеснением более холодного

воздуха из дефлегматора. Температуры воздуха в обеих точках измерения сравняются и

ΔТ станет равным нулю. Но уже через несколько секунд горячий фронт пара достигнет

нижнего датчика Тн~76…78ºC, разница температур станет ΔТ~70-20=50ºC и превысит

установленное пороговое значение 50ºC=ΔТ>ΔТпор.1=15ºC. Раздастся звуковой сигнал

зуммера, который будет звучать, пока пар не подойдет к верхнему датчику в

дефлегматоре («выдох колонны» закончится). Разница температур станет опять меньше

порогового значения (ΔТ~0ºC), и зуммер отключится.

Этой длительности звукового сигнала достаточно для того, чтобы оператор услышал его и

успел подойти к колонне и, при необходимости, переключился на технологическую

мощность своей модели колонны.

[С] Стабилизация

Кран отбора закрыт – колонна работает сама на себя. Наблюдаем и записываем через

каждые 2…3 минуты разницу температур – она увеличивается. Когда последние три

записи этих показаний совпадут, считаем, что процесс стабилизации завершён. Это

означает, что все легкокипящие фракции «вылетели» из куба, «повисли» на насадке

колонны, «выстроились» перед дефлегматором в правильную «очередь» и перестали в ней

«толкаться».

Достигнутая в конце стабилизации максимальная разница температур на компараторе ΔТк

обычно составляет 0,5…1.0ºC и зависит от качества самогона (чем разница больше, тем

хуже самогон). Но она никогда не превысит ранее установленного порогового значения

ΔТпор.1=15ºC, и звукового сигнала не будет.

[Г] Отбор «головы»

Открываем кран отбора и устанавливаем капельный отбор головных фракций

(приблизительно - капля в секунду). Периодически наблюдаем и записываем через

каждые 2-3 минуты показания разницы температур - она уменьшается. Сначала это

происходит быстро, а затем темп уменьшения замедлится. Увеличиваем отбор (две-три

капли в секунду), и продолжаем запись показаний ΔТ. Когда последние три записи этих

показаний совпадут, считаем, что процесс отбора «головы» завершен - в кубе и в колонне

«головы» нет.

Можем сверить показания температуры в дефлегматоре (Т) с температурой кипения

спирта и атмосферным давлением, но достаточно проверить спирт на запах.

Теоретически на квалификационном участке колонны при выходе процесса ректификации

на спиртовую полку эта разница температур должна быть равна нулю. Допустим, в Вашем

конкретном случае Вы получили ΔТпср=0,5ºC (может быть даже отрицательное число).

Это не означает, что колонна работает плохо или неправильно – всего лишь «врут»

датчики. Их настройка производится нами на тающем льде - 0ºC, и кипящей воде - 100ºC,

но из-за разброса индивидуальных характеристик датчиков (например, небольшая

нелинейность) и разных тепловых условий их работы в колонне (корпус и провод

верхнего датчика в большей степени нагреты), эта разница может отличаться от теории.

Page 42: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

[ПСР] Отбор пищевого спирта-ректификата (спиртовая

полка)

Установим новое пороговое значение разницы температур на 0,3ºC больше, чем

достигнутое, (в нашем примере ΔТпор.2=0,5+0,3=0,8ºC).

После этого устанавливаем правильный отбор для Вашей модели. Теперь Ваши действия

сводятся только к замене приёмных емкостей для пищевого спирта по мере их заполнения

и ожидания звукового сигнала компаратора.

Компаратор подаст звуковой сигнал, если ΔТ>ΔТпор.2. Это может произойти в

следующих случаях:

произошло случайное увеличение отбора спирта; уменьшилась технологическая мощность, например, из-за уменьшения напряжения в сети

или из-за выхода из строя ТЭНа; подходит к концу фаза отбора пищевого спирта (точка 5 на рисунке ).

Причём последний случай подачи звукового сигнала является плановым и

свидетельствует о приближающемся окончании процесса отбора пищевого спирта. Хотим

обратить Ваше внимание на то, что сигнал подается за 1-2 минуты ДО ОКОНЧАНИЯ

отбора спирта, т.е. сигнал подается ЗАБЛАГОВРЕМЕННО, это полностью исключает

попадание хвостовых фракций в пищевой спирт в конце спиртовой полки (что часто

случается на практике при контроле за процессом ректификации только по температуре в

дефлегматоре).

[О] отбор «остатка»

По этому сигналу компаратора, не уменьшая отбор, заменяем приёмную ёмкость пустой

для сбора остатка.

Для выключения ставшего уже ненужным звукового сигнала установим новое пороговое

значение разницы температур, например ΔТпор.3=ΔТпор.1=15ºC (это пороговое значение

будет нужно при следующей ректификации).

Переключаем компаратор на измерение температуры в дефлегматоре, когда показания

достигнут Т=85°С («запотеет» большой смотровое стекло дефлегматора), отбор остатка

можно прекратить.

Этот остаток нужно влить в куб при следующей ректификации, для «отжатия» из него

остатков спирта.

Напряжение в электросети

Стабильность напряжения электросети

Page 43: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Для стабильной работы колонны необходим постоянный поток пара через колонну. А для

этого нужна стабильная мощность, подводимая к кубу на испарение. В этом случае мы

можем выставить правильное флегмовое число и работать на колонне, лишь изредка

контролируя процесс.

Допустим, Вы работаете на РУМ-2, в куб объёмом 30л заправили 20л самогона крепостью

40% (ожидаемый объём дистиллята порядка 8л). Довели самогон до кипения, установили

технологическую мощность 2кВт, провели «стабилизацию», отобрали «голову», вышли на

«спиртовую полку» с температурой 77,6ºC (745мм.рт.ст.), установили отбор 2л/ч, осталось

работать 4 часа. Отобрали 2л (77,6ºC), потом еще 2л (77,6ºC), опять поменяли бутылку при

77,6ºC, до окончания процесса еще около 2-х часов

И вдруг - 77,7ºC!

Сразу закрыли отбор, ждем 5 минут - опять 77,6ºC!?

Раз температура восстановилась, значит, дело не в атмосферном давлении.

Тогда причина сбоя – падение напряжения. Например, было 220В, а потом упало до 190В.

При 220В было 2кВт, а при 190В осталось только 1,5кВт, соответственно пара стало

поступать в колонну только 75% от нормы. В результате при неизменном отборе 2л/ч вам

без предупреждения уменьшили флегмовое число в колонне с f=3 (при 220В) на f=2 (при

190В). Наши колонны обладают запасами, обеспечивающими устойчивую работу, но не

до такой же степени.

Естественно, когда перевели колонну на бесконечное флегмовое число (закрыли отбор),

температура восстановилась до 77,6ºC. А теперь, чтобы опять реализовать флегмовое

число f=3, Вам придется понизить отбор до 1,5л/ч. Правильный режим ректификации

восстановлен. Вот и всё.

Если такие скачки в сети у Вас не редкость, то можете сразу устанавливать для нашей

колонны производительность 70% от номинала, и не заниматься постоянной коррекцией

отбора в зависимости от величины напряжения в сети.

Если в кубе есть резерв по установленной мощности, можно пойти более сложным путем

(предварительно приобретя у нас переходник с манометрической трубкой и регулятор

мощности. Тогда понижение напряжения в сети можно всегда компенсировать

регулятором, но если напряжение восстановится, колонна может захлебнуться.

(Контролировать начало захлёбывания можно по манометрической трубочке).

Атмосферное давление

Дефлегматор обязательно имеет связь с атмосферой для свободного «выдоха колонны».

Эта связь с атмосферой обязательна на всех режимах работы колонны.

Page 44: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Если атмосферное давление меняется в допустимых пределах, определяемых

заложенными запасами в проектных параметрах установки, это никак не сказывается на

работе колонны. Вы просто по графику уточняете температуру кипения спирта для

соответствующего уровня давления. Например, если в процессе ректификации, находясь

на спиртовой полке 77,4ºC (740мм.рт.ст.), Вы вдруг увидели температуру 77,6ºC,

перекройте кран отбора и подождите 2 минуты. Если температура осталась неизменной -

77,6ºC, значит, просто подросло атмосферное давление. Посмотрите на барометр,

убедитесь, что давление действительно поднялось до 746мм.рт.ст., верните отбор на

прежний уровень, и продолжайте отбор спирта.

А если давление упадет ниже предела, установленного для наших колонн (примерно

720…730мм.рт.ст.)? Несмотря на заложенные запасы, колонна, скорее всего, захлебнётся.

Причина этого в уменьшении плотности паров из-за падения давления. Дальше работает

такая цепочка причин: массовая производительность пара осталась прежней, но из-за

падения плотности спиртового пара возрастёт его скорость, что и приведёт к

захлебыванию насадки в колонне.

Если Вы собираетесь работать на наших колоннах в условиях высокогорья, Вам придется

купить у нас регулятор мощности или где-нибудь ЛАТР (линейный автотрансформатор),

подобрать для Вашей колонны меньшую технологическую мощность, и, соответственно,

меньшую производительность, чтобы сохранить требуемое флегмовое число, и спокойно

работать.

Перепад давления на колонне

Page 45: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

увеличить

Давление в кубе при работе колонны всегда выше атмосферного на величину

гидравлического сопротивления насадки и дефлегматора. Эту разницу давлений,

называемую «перепадом давления на колонне» ΔР, можно измерять разными способами и

в различных единицах – Па, ати, мм рт.ст. и т.п.

В наших конструкциях Вы можете оценить ΔР степенью подъёма столбика жидкости в

манометрической трубке. (см. картинку)

На работающей колонне перепад зависит от расхода пара (подводимой мощности).

Больше мощность – больше перепад давления, при стабильной паровой нагрузке на

колонну – стабилен и перепад. Но, когда происходит захлёбывание колонны, столб

жидкости в манометрической трубке начинает непрерывно расти.

Применение манометрической трубки без регулятора мощности не имеет практического

смысла (кроме познавательного). Использование пары этих устройств, необходимо в

следующих ситуациях (расположены по степени важности):

при эксплуатации наших колонн в условиях высокогорья - для подбора правильной технологической мощности при пониженном атмосферном давлении;

всем химическим и физическим лабораториям, купившим наши колонны для ректификации жидкостей с теплофизическими характеристиками, существенно отличающимися от этилового спирта;

если наше оборудование приобретено ВУЗом в качестве учебного пособия, для визуальной демонстрации студентам перепада давления. Манометр позволяет исследовать различные типы насадок по их пропускной способности и гидравлическому сопротивлению (ΔР);

для колонн с неизвестными характеристиками и без смотрового стекла по флегме (для всех самоделок). С помощью такого измерителя очень удобно подбирать технологическую

Page 46: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

мощность при работе на такой колонне в первый раз (или устанавливать её при каждой следующей ректификации).

нашим покупателям, которые хотят вскрыть «резервы» своей персональной колонны (наши производственные запасы), чтобы вывести её на максимальную производительность (этот запас не слишком велик и его лучше сохранить).

Конструкция ректификационной колонны

Спиртовая ректификационная колонна

Page 47: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Царги ректификационные

Ректификационная часть колонны обычно набирается из

нескольких унифицированных узлов - царг. Весь

внутренний объём царг заполнен контактными

элементами (КУ), на которых реализуется

тепломассообменый процесс между стекающей вниз

флегмой и поднимающимся вверх паром.

В малых ректификационных колоннах в качестве КУ

обычно используется насадка. Она может быть

регулярной (вставной) или хаотической (насыпной).

Насадка должна обладать развитой и хорошо

смачиваемой поверхностью для образования на ней

тонкого слоя флегмы. Тепломассообмен в насадочной

колонне происходит между этим тонким слоем флегмы и

паром, движущимся в свободном пространстве (объёме)

насадки. Подробнее (Насадка и где в ней тарелки).

В состав царги входят:

Верхний (поз.1) и нижний (поз.2) присоединительные резьбовые узлы;

Узел фиксации насадки (поз.3); Корпус (тонкостенная труба из нержавеющей стали)

(поз.4); Теплоизоляция из пенополиэтилена (поз.5); Хаотичная (поз.6) или регулярная (поз.7) насадки. (На

картинке условно показаны оба вида насадки).

ООО «Изобретатель» постоянно ведёт

экспериментальные работы по созданию новых типов

насадок.

Сейчас в наших спиртовых ректификационных колоннах

применяются два типа насадок:

хаотичная «спирально-призматическая»; (поз.6). регулярная «Зульцер рулонный». (поз.7).

Материал насадок – пищевая нержавеющая сталь.

Page 48: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

«Спирально-призматическая» насадка

Проволока наматывается на трёхгранную призму. При сходе

с этой оснастки витки спирали за счет упругости

проворачиваются друг относительно друга, и трехгранная

спираль приобретает достаточно замысловатую форму.

Спираль рубится на кусочки, высота которых равна

условному диаметру – это и есть размер насадки - от 2 до

8мм (на фото – 3мм). Это хаотическая насадка, поэтому при

сборке просто насыпается в полость царги и фиксируется по

торцам узлами фиксации.

Диапазон устойчивой работы – 30…100% от предельной

паровой нагрузки.

Насадка «Зульцер рулонный»

Насадка разработана на фирме

«Изобретатель», практически не уступает по

эффективности классической насадке типа

«Зульцер», при этом значительно

технологичней. Изготавливается из двух

полос гофрированной под углом (обычно 45º)

мелкоячеистой сетки, сложенной друг к

другу гофрами //// и \\\\, и смотанной в рулон

нужного диаметра. При укладке в полость

царги рулоны чередуются по направлению

навивки (по часовой и против часовой

стрелки).

Диапазон устойчивой работы – 30…100% от

предельной паровой нагрузки.

Насадки проходят специальную химическую обработку для очистки, травления, промывки

с целью улучшения их смачиваемости, увеличения поверхности тепломассообмена, и

соответственно, повышения эффективности.

В общем случае выбор типа насадки определяется теплофизическими свойствами

перерабатываемой жидкости, условиями ректификации, производительностью колонны,

габаритными ограничениями, стоимостью и т.п.

Высота и диаметр царг определяется предельной паровой нагрузкой выбранной насадки и

флегмовым числом при ректификации.

Для сохранения взаимозаменяемости царг в ректификационной части колонны их обычно

не комплектуют дополнительными элементами.

Переходники

Переходники предназначены для расширения функциональности спиртовых

ректификационных колонн за счёт дополнительных элементов. Они служат для

оснащения колонны дополнительными измерителями температуры и давления,

пробоотборниками, смотровыми стёклами и т.п.

Page 49: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Примеры переходников с дополнительными элементами:

P45/45-1

P45/45-1-2

P45/45-1-6

P45/45-5-6

Переходник со штуцером

термометра

Переходник со

штуцером термометра

и внутренним стаканом

сбора флегмы для

осуществления отбора

или подсоединения

манометрической

трубки для измерения

перепада давления

Переходник со

штуцером термометра

и смотровым стеклом

флегмы.

Переходник со

смотровым стеклом

флегмы и

регулируемым узлом

отбора со смотровым

стеклом.

Дефлегматор

Дефлегматор предназначен для конденсации паров (без переохлаждения дистиллята) и

равномерного распределения полученного дистиллята (флегмы) на насадку царг.

Расход охлаждающей воды через дефлегматор выбирается из условия полной

конденсации паров.

Дефлегматоры производятся двух модификаций: с одинарной спиралью охлаждения «DS»

и с двойной спиралью охлаждения «DD».

Дефлегматоры DS (одинарная спираль)

Характерные элементы DS

вход охлаждающей воды

выход охлаждающей воды

штуцер термометра атмосферный штуцер дренажная трубка штуцер отбора роликовый регулятор

отбора

Дефлегматоры DS проще в

исполнении и поэтому

несколько дешевле, но

эксплуатация его сложнее.

Page 50: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Дефлегматоры DD (двойная спираль) Характерные элементы DD

вход охлаждающей воды

выход охлаждающей воды

штуцер термометра атмосферный

(вакуумный) штуцер штуцер отбора трубка связи с узлом

отбора узел отбора со

смотровым стеклом воздушный штуцер узла

отбора кран узла отбора смотровое стекло

флегмы концевик

Дефлегматоры DD сложнее,

но обладает рядом

существенных преимуществ:

экономичнее по расходу воды,

в меньшей степени склонны к переохлаждению флегмы,

позволяют осуществлять подключение к вакуумной системе после витков переохлаждения отходящих газов спирали

Концевик

Концевики (концевые охладители дистиллята) предназначены для охлаждения

отбираемого из колонны дистиллята или нагревания потоков «питания», подаваемых в

колонну.

Концевик присоединяется к штуцерам отбора (питания) переходников, штуцерам отбора

дефлегматоров или дистилляторов.

Охлаждение

осуществляется

проточной водой

через боковые

штуцеры Ø6 (поз.2,

3) для

подсоединения

трубок ПВХ Ø5х1,5.

«Вход по

дистилляту» может

выполняться

резьбовым

М16х1 (поз.4) или в

виде гладкого

штуцера Ø6 (поз.5)

или Ø4 (поз.6).

Page 51: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

«Выходом по

дистилляту» обычно

служит гладкий

штуцер Ø4 (поз.7)

или Ø6 (поз.8).

На заказ

изготавливаются

концевики любых

других конструкций.

Арматура дистиллята

Фирма «Изобретатель» предлагает специально разработанные устройства, упрощающие

работу на колонне при ректификации.

Из схемы видно, что работать при давлении ниже атмосферного без этих элементов

просто невозможно.

Однако они успешно применяются и при обычной атмосферной ректификации.

Измеритель темпа

отбора.

на базе корпуса медицинского шприца с

тремя штуцерами Ø4.

Один штуцер выполняет функцию

стока капельницы, два других служат

для входа и выхода воздуха из колбы;

Весьма полезное устройство.

Для замера достаточно пережать

пальцами силиконовую трубку ниже

пластикового штуцера «шприца» (на

схеме – закрыть кран), измерить время

заполнения тарированного объёма и

отпустить трубку (на схеме - открыть

кран).

Весь процесс замера расхода занимает

считанные секунды и не требует

мензурки и переброски в неё трубки

отбора.

Page 52: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Схема подсоединения устройств

к колонне, работающей под

вакуумом.

Силиконовая пробка для

ёмкости сбора

дистиллята

силиконовая пробка Ø22 с двумя

штуцерами, один из которых служит

для прохода дистиллята, второй - для

выхода воздуха, вытесняемого из

колбы.

Выполняет сразу несколько полезных

функций:

Предотвращает потери дистиллята при переполнении колбы приёма дистиллята. При переполнении колбы заполняются дистиллятом обе трубки пробки, затем заполняются концевик и кран отбора, после чего отбор автоматически прекращается. Весь дистиллят из дефлегматора возвращается в царги, колонна продолжает работать «сама на себя», пока не будет заменена колба приёма дистиллята. Для возобновления процесса отбора достаточно пережать обе трубки в районе их подсоединения к штуцерам пробки и переставить пробку в другую колбу, не производя никакой регулировки отбора.

Повышает пожарную безопасность – исключается выход паров дистиллята с воздухом. При этом, очевидно, полностью отсутствует запах во время работы. Воздух с парами дистиллята из колбы постоянно циркулирует через концевик, пары дистиллята конденсируются в нём и опять возвращаются в колбу. Воздух в колбе постепенно охлаждается, что ещё больше снижает содержание в нём паров.

Снижает насыщение дистиллята водой из воздуха. При 20ºС и 60%-ной влажности один кубический метр воздуха содержит около 10г воды. Дистиллят, текущий по трубке во время отбора, захватывает

Page 53: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

воздух и перекачивает его от узла отбора к колбе.

При наличии пробки через ёмкость циркулирует один и тот же воздух, а при её отсутствии - всё время новый

Арматура охлаждающей воды

Все теплообменники установки соединены между собой шлангами (ПВХ трубками)

подачи и отвода охлаждающей воды, обычно они образуют единую теплообменную

систему с одним входом и одним выходом.

Вода от водопроводной сети проходит через все установленные на колонне концевики, а

затем поступает в дефлегматор и по сливному шлангу отводится из него в канализацию.

AV7

Расход воды для охлаждения регулируется

краном и выбирается из условия полной

конденсации паров в дефлегматоре.

Для точной и тонкой регулировки этого

расхода используется узел стационарного

подключения системы охлаждения колонн к

водопроводу.

В состав узла входит:

1.тройник проходной G½”

2.переходник с тройника на кран;

3.игольчатый кран;

4.переходник с крана на штуцер;

5.штуцер-«ёлочка» Ø7.

Измерители температур

Приборы предназначены для контроля, настройки и автоматизации процессов,

происходящих в ректификационной колонне в процессе ее работы.

Фото Описание Кол-во

зондов

Длина,

шнура,

м

Длина

зонда,

мм

Питание

Page 54: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Электронный термометр с

выносным зондом

Термометр снабжён

выносным

термодатчиком для

измерения

температуры в

выбранной точке

колонны,

снабжённой

соответствующим

штуцером.

Термометр имеет

крупный

жидкокристалличес

кий цифровой

индикатор, может

закрепляться на

стене.

Позволяет

«наблюдать»

процессы,

происходящие в

выбранной Вами

точке колонны.

1 1,5 110 батарейно

е 1,5В

Электронный компаратор

температур с двумя

выносными зондами

Компаратор

снабжён

термодатчиками,

измеряющими

температуру в двух

разнесённых по

высоте колонны

точках.

Вычисляет и

отображает

разность этих

температур, подает

звуковой сигнал

при достижении

заданного

порогового

значения разности,

Прибор имеет

яркий

светодиодный

индикатор, может

закрепляться на

стене.

В комплект

Page 55: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

поставки входит

переходник P45/45-

1 со штуцером для

датчика

температуры

(представлен на

фото).

Использование

компаратора

температур

существенно

упрощает работу на

ректификационных

установках.

Регулятор мощности

Ректификационные установки РУМ (кроме РУМ-05) при эксплуатации в штатном режиме

не нуждаются в регулировании мощности. Однако в случае работы в высокогорных

условиях и при вакуумной ректификации появляется необходимость в использовании

регуляторов мощности.

Фирма «Изобретатель» предлагает следующий ряд таких приборов:

Фото Описание Питание Мощность

ТЭН, кВт

Габариты,

мм

Масса

, кг

AD05/1

Делитель

мощности

(пополам) на

шнуре.

Приобретается

как дополнение

к

миниспиртзавод

ам на базе

РУМ05.

220Вх50Гц. до 1,0 45х60х40 0,15

Блок плавной

регулировки

мощности до

2кВт.

Пластмассовый

корпус с ручкой

управления и

розеткой для

подключения

нагрузки

(наверху) и

220Вх50Гц. 0...2,0 80х80х160 0,55

Page 56: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

AR2

шнуром с

розеткой для

включения

прибора в сеть

(сзади).

Приобретается

как дополнение

к

миниспиртзавод

ам на базе

РУМ1У, РУМ1,

РУМ2.

AR3

Блок плавной

регулировки

мощности до

3кВт.

Дюралевый

корпус-

радиатор с

органами

управления на

торцевой

панели, со

шнуром,

снабжённым

вилкой для

включения

прибора в сеть и

розеткой (на

фото не видна)

для

подключения

нагрузки

Приобретается

как дополнение

к

миниспиртзавод

ам на базе

РУМ1, РУМ2,

РУМ3.

220Вх50Гц. 0...3,0 155х125х17

5 2,45

По предварительным заказам изготавливаются специальные электрощиты управления

процессами дистилляции и ректификации с установленными на них предохранителями,

выключателями и автоматическими переключателями, регуляторами мощности,

измерителями температуры и т.п.

Page 57: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Источник: http://spirtzavod.ru/

ООО «Изобретатель» Москва

Page 58: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг
Page 59: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Часто задаваемые вопросы

Как правильно выбрать оборудование.

Page 60: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Производство качественных крепких спиртных напитков в домашних условиях - процесс,

требующий определённых навыков, творческого подхода и соответствующего

оборудования.

Если Вы заглянули к нам на сайт, то творческого интереса Вам не занимать, навыки со

временем наработаются, а вот оборудование необходимо подобрать правильно. ООО

«Изобретатель» предлагает весьма широкий и разнообразный перечень оборудования для

такого производства:

перегонные кубы от 8л до 180л; дистилляторы от 1,3л/ч до 27л/ч; ректификационные колонны от 0,5л/ч до 20л/ч; дополнительные полезные комплектующие.

Без сомнения, Ваши бюджетные возможности являются главным условием выбора, но не

стоит цену делать единственным критерием при таком широком предложении. Цена

оборудования определяет его возможности, которые не стоит недооценивать при

принятии решения. Стоит также иметь в виду, что благодаря модульному (см. ниже)

принципу построения нашего оборудования Вы можете комплектовать свой

МиниСпиртЗавод поэтапно, от простого к сложному, по мере накопления опыта и роста

потребностей.

Поэтому вполне оправдан вопрос наших покупателей: «А что у Вас лучше купить?».

Те, кто уже имеют навык в этом виде творчества, могут самостоятельно осуществить свой

выбор, а вот для начинающих мы, имеющие 25-ти летний опыт в ректификации спирта,

позволим себе дать Вам три совета, которые помогут сделать правильный выбор.

Что будем пить?

Сначала определитесь, что собираетесь пить – самогон или напитки из спирта-

ректификата.

Page 61: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Если самогон, то Вам достаточно простого оборудования для прямой перегонки – любой

наш вертикальный дистиллятор с соответствующим перегонным кубом (см. ниже).

Только хотим Вас сразу избавить от культивируемого в последнее время заблуждения, что

домашний самогон, поскольку получается теми же методами дистилляции, что и виски,

ром, бренди, коньяк и т. д., ничуть не уступает им по качеству. В домашних условиях

крайне трудно воспроизвести полную технологию производства этих заморских напитков,

да и найти исходное сырьё тоже. Подробнее можете посмотреть раздел «Вся правда о

самогоне». Но трудно – это не означает невозможно. Достаточно сказать, что среди

покупателей нашего оборудования уже есть такие, которые пьют свой кальвадос 3-х

летней выдержки в настоящих, подготовленных вином, дубовых бочках!

Если же Вы намерены пить напитки, приготовленные из спирта-ректификата, то Вам

потребуется ещё и ректификационное оборудование.

Из чего будем гнать?

Исходным сырьём для крепких спиртных напитков является бражка, но она может быть

приготовлена из разного сырья, и от этого будет зависеть, какой перегонный куб

необходимо применить:

светлая бражка – обычные перегонные кубы; зерновая или мезговая бражка – перегонный куб с парогенератором; бражка из выжимок – выпарной модуль.

Таким образом, важно сразу определиться с сырьём, чтобы при эксплуатации не иметь

проблем с перегонкой.

Сколько и как быстро?

Page 62: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Фактически это разговор о производительности оборудования, однако для новичка сама

величина производительности, измеряемая в л/ч, мало о чём говорит.

Видимо, более предметно можно представить свои потребности, если учесть, что из 100л

бражки можно получить 25л самогона крепостью 40%, или, после ректификации, - 10л

спирта. Задайтесь реальными для Вас объёмами бражки, и решите, за какое время Вы

хотите его превратить в конечный продукт. А теперь (возможно, ещё раз) внимательно

прочтите информацию о готовых комплектах. При этом напоминаем, что качество

получаемого продукта на нашем оборудовании не зависит от его производительности.

Это касается как дистилляторов, так и ректификационных колонн.

Можем привести примеры, исходя из нашего опыта продаж ректификационного

оборудования. Пенсионеры (их достаток обратно пропорционален свободному времени)

обычно приобретают колонну РУМ-05, производящую 0,5л/ч. А небольшие семьи с

ограниченным кругом друзей и гостей приобретают установку РУМ-1

производительностью 1л/ч.

Довольно распространены покупки установок РУМ-2 и РУМ-3, способных производить 2

и 3 литра спирта в час соответственно (большие семьи, туристы, рыбаки, охотники и

бизнесмены).

Фермерские хозяйства, винзаводы, лаборатории ликероводочных заводов и т. п.

приобретают, соответственно, большие колонны РУМ-6 и РУМ-10.

Почему надо выбирать именно из нашего оборудования

Или в чём преимущество наших МиниСпиртЗаводов:

Надёжность и Безопасносность.

Гарантийный срок нашего оборудования составляет три года, а первые колонны, изготовленные в 1986 году, работают до сих пор.

Пожарная безопасность нашего оборудования обеспечивается использованием в испарительных ёмкостях встроенных ТЭНов (никакого открытого пламени при

Page 63: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

ректификации и дистилляции). В нашем оборудовании мы применяем только электрический нагрев!

Использование нержавеющей стали практически во всех элементах конструкции (даже в ТЭНах) гарантирует пищевую безопасность получаемых напитков.

Конструкция.

Крайне важный вопрос, т. к. конструкция оборудования, обоснованность проектных

параметров и решений практически полностью определяют качество получаемых

напитков. Это, прежде всего, относится к наиболее сложному оборудованию –

ректификационным колоннам. Двадцать пять лет работы в этом направлении, девять

патентов, постоянное совершенствование оборудования с учётом предложений наших

покупателей определили достаточно высокий технический уровень нашего оборудования.

Модульность.

Всё наше оборудование создано по модульному принципу и все его элементы могут

сочленяться друг с другом практически в любых комбинациях. Для покупателя это,

например, означает, что, купив у нас сегодня только дистиллятор и перегонный куб с

ТЭНом, завтра он может докупить парогенератор (если перейдёт на зерновую или

ягодную бражку), а затем и ректификационную колонну (когда передумает пить самогон).

Разборность.

Качество достаточно серьёзное. Разборность наших колонн позволяет упаковать все

модули соответствующего МиниСпиртЗавода в жёсткую испарительную ёмкость,

обеспечивая минимальные упаковочные габариты и предохраняя содержимое от

повреждений при транспортировке. Для покупателя это гарантия того, что наше

оборудование доедет до него целым и невредимым.

Удобство и Дизайн.

Наше оборудование покупается всерьёз и надолго, и потому покупателям важно, чтобы,

кроме функциональности, все элементы были красивы и удобны при эксплуатации - хобби

должно обеспечиваться изящными и продуманными предметами. Дизайн оборудования,

качество изготовления, т. е. чисто внешние признаки, говорят о многом: о

производственной базе фирмы, об используемых материалах, конструкторских решениях,

и вообще отношении к делу.

Мы надеемся, что помогли Вам сделать правильный выбор МиниСпиртЗаводов

для домашних спиртных напитков.

ООО «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ»® - российская инновационная фирма, основана в 2001 году.

Используя собственные идеи и разработки, создаёт оригинальное оборудование и

технологии для малого бизнеса.

Как приобрести наше оборудование.

Прежде чем позвонить и задать вопрос, коллектив Инженеров ООО «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ»®

просит Вас ознакомиться с принципами выбора оборудования для домашних спиртных

напитков или посмотреть цены.

Page 64: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

За пpеделами Москвы и области

Заявка

1. Уточните наличие оборудования.

2. Уточните сpок изготовления и сумму заказа.

3. Сформулируйте заявку с указанием:

перечня оборудования; способа доставки (см. «Получение»); Ф.И.О. (полностью); контактного телефона; полного почтового адpеса (индекс, гоpод, улица, дом, кваpтиpа).

4. Пpишлите заявку на e-mail:(контакты)

Оплата

Производится безналично по квитанции (для физ. лиц) или счёту (для юр. лиц)

через любой удобный Вам банк.

Наши

действия

1. Высылается квитанция (для физ. лиц) или счёт (для юр. лиц).

2. При поступлении денег на наш счёт Ваше Оборудование комплектуется (со

склада) или изготавливается (под заказ).

3. Проводятся тестовые испытания.

Получение

Ваше Оборудование высылается на следующий рабочий день после комплектации

и испытаний и доставляется транспортными компаниями по Вашему выбору:

ТК «Грузовозофф» (оплата доставки при получении груза на ближайшем к Вам терминале с учётом стоимости транспортировки по Москве);

ТК «ЕМС ГарантПост» «от двери до двери» (оплата доставки войдёт в счёт на Оборудование);

любой удобной Вам ТК (забрать Оборудование должны с нашего склада см. контакты).

За пpеделами Москвы и области

В пpеделах Москвы и области

Page 65: Приготовление бражки · 2012. 10. 27. · Горох 240 Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 ... 7,2 / 0,48 = 15кг

Заявка

1. Уточните наличие оборудования.

2. Уточните сpок изготовления и сумму заказа.

3. Сформулируйте заявку с указанием:

перечня оборудования; даты получения (см. п.2); Ф.И.О.; контактного телефона;

4. Пpишлите заявку на e-mail:(контакты)

Оплата

Производится безналично по квитанции (для физ. лиц) или счёту (для юр. лиц)

через:

отделение «ВнешПромБанка» (на нашей территории); любой удобный Вам банк.

Наши

действия

1. Высылается квитанция (для физ. лиц) или счёт (для юр. лиц).

2. При поступлении денег на наш счёт Ваше Оборудование комплектуется (со

склада) или изготавливается (под заказ).

3. Проводятся тестовые испытания.

Получение

В оговоренный день приезжаете (см. контакты) к нам за Вашим Оборудованием с

оплаченной квитанцией или оплачиваете на месте (см. «Оплата»).

В пpеделах Москвы и области

Контактная информация

Адрес: 115054, г.Москва, ул. Дубининская, 57, стр.6,

ООО «Изобретатель»

Телефоны: +7(499) 235-14-60, +7(495) 225-34-95

E-mail: [email protected]

Как доехать: схема проезда ЕЩЁ ТОЧНЕЕ