Dispozitivul și principiul funcționării coloanei de distilare

O coloană de distilare a fost dezvoltată acum aproape 200 de ani și de-a lungul istoriei sale a servit în mod regulat oamenii pentru a primi lichide purificate de diferite tipuri.

Scopul principal al unei astfel de instalații este producția industrială (rafinarea uleiului, industria chimică, petrochimia, fabricarea berii etc.).
În viața de zi cu zi, dispozitivele mici sunt folosite în mod activ de iubitorii de lună de înaltă calitate. Coloanele achiziționate sau făcute acasă vă permit să obțineți alcool aproape pur acasă.

Modul în care funcționează acest dispozitiv va fi discutat în detaliu în acest articol..

Principiul de lucru

Coloana de distilare vă permite să implementați în practică procesul de distilare. Din punct de vedere structural, este un cilindru în care se află un cub, unde este furnizat lichid și unde este încălzit și un condensator de reflux unde se formează condens lichid (flemă).

În plus, sunt prevăzute elemente de contact pentru procesele de condensare, colectare a lichidului și reevaporare..

Coloana de distilare funcționează după cum urmează:

1. Cubul este umplut cu materie primă (aproximativ 2/3 din volum) și încălzit până la punctul de fierbere al lichidului.
2. Evaporarea crește și, întâlnindu-se cu un condensator de reflux, se condensează parțial, transformându-se în flegmă, care curge pe pereții cilindrului în jos.
3. Acest proces pe măsură ce aburul se ridică de-a lungul cilindrului de mai multe ori, cu cele mai grele fracții se condensează. Cea mai ușoară fracțiune ajunge în partea de sus a coloanei..
4. În timpul funcționării instalației, în cilindrul său se află simultan vapori, reflux, materii prime și un produs final purificat. Cuplurile și flegma creează fluxuri reciproc opuse..
5. În perioada inițială (înainte de stabilizarea procesului), se recomandă să nu selectați produsul final, care îmbogățește flegma și accelerează realizarea regimului de transfer de căldură și masă..

informații! Eficiența coloanei poate fi exprimată prin numărul de reflux, adică raportul dintre volumul flegmiei și cantitatea de produs finit.

Pentru o funcționare stabilă a instalației, acest indicator este menținut la nivelul 3, ceea ce asigură o cifră de afaceri de cel mult 25% din lichidul purificat.

Phlegm, căzând în jos, se încălzește din nou până la fierbere. O altă porție de abur se ridică, începând un nou ciclu.

Dacă se curăță moale, atunci în partea de jos a coloanei, de la începutul procesului, se stabilesc cele mai grele componente (uleiuri de fusel).

De-a lungul conductei se distribuie fracții mai ușoare (alcool metilic, eteri, aldehide). Acestea curg treptat în timp ce echilibrează temperatura timp de 9-12 minute. Durata totală de încălzire a cubului este de 25-55 minute.

Diferența dintre distilarea și distilarea alcoolului

Cele mai frecvente metode de curățare a lichidelor sunt distilare și rectificare. Aceste tehnologii sunt foarte similare în multe feluri, ceea ce provoacă uneori o combinație de concepte, care este complet greșită.

• distilare Este o purificare prin încălzirea amestecului la o anumită temperatură, când doar fracțiunile cu fierbere mică sunt evaporate activ, urmate de răcirea vaporilor pentru a asigura condensul lor. Temperatura de încălzire a materiei prime este selectată astfel încât numai fracția specificată să fiarbă, în timp ce componentele cu fierbere ridicată nu ajung să fiarbă, rămânând în stare lichidă. De fapt, o lună este un exemplu de distilator.
• rectificare necesită încălzirea amestecului la o fierbere a întregii mase, urmată de căldură și transfer de masă a fluxurilor de lichid și abur. Distilarea este utilizată ca etapă finală, când vaporii volatili de evacuare sunt transformați în lichid prin condensare pentru a obține produsul finit.

Avem și un articol pe site: cum să faci o moșneagă să te descurci singur

Diferențele fundamentale în mecanismul procesului duc la faptul că produsul final în timpul rectificării are o purificare semnificativ mai profundă și o calitate ridicată în comparație cu distilarea.

Cert este că, în timpul distilării, chiar și un lichid care nu fierbe parțial se evaporă, ceea ce înseamnă, în orice caz, o anumită cantitate de fracțiuni diferite se află în lichidul purificat. Pentru a obține o calitate bună, sunt necesare până la 6-7 proceduri.

Rectificarea oferă un produs curat, uniform, într-o singură trecere. Când curățați lumina lunară, acest efect afectează în mod semnificativ cetatea:

1. Deci cu o distilare de distilare nu depășește 35-40%, cu două - până la 50-55%, trei - până la 70%.
2. Forța 90-95% (alcool) se obține după cel puțin 5 distilări.
3. Coloana de distilare vă permite să obțineți alcool aproape pur într-un ciclu. În plus, distilarea păstrează gustul și mirosul materiei prime.

Metoda de distilare are anumite aspecte pozitive:

• Chiar și numeroase distilări, în urma tehnologiei, permit pierderea a nu mai mult de 20-22% din lichid.
• Pierderile în instalațiile de distilare sunt mult mai mari - pot ajunge la 32-35%.
• Trebuie remarcat și simplitatea tehnologiei. Rectificarea necesită echipamente semnificativ mai complexe și mai scumpe.

Urmăriți un videoclip în care un moonshiner experimentat compară procesele de distilare și rectificare și oferă sfaturi despre alegerea unui aparat pentru distilarea lunii solare:

Specificații importante ale coloanei

Principiul general al proiectării coloanelor de distilare moderne rămâne neschimbat. Scopul îmbunătățirii instalațiilor este de a crește productivitatea, adâncimea de curățare, randamentul și stabilitatea calității produsului final.

Soluția sarcinilor este obținută prin mișcare în mai multe direcții.

Mărimi și materiale

Pentru a respecta toate condițiile tehnologice, este important să existe înălțimea maximă posibilă a cilindrului de lucru, precum și combinația optimă cu diametrul.

Dimensiunile variază:

1. industrie,
2. instalații domestice.

Pentru condițiile de acasă, sunt necesare dispozitive miniaturale.

Înălțimea lor este în intervalul 1,2-1,6 m. Cu dimensiuni mai mici de separare a fracțiilor de înaltă calitate, este imposibil de realizat. Diametrul conductei poate fi de la 3-5 cm la 0,3-0,5 m.

Este important! Cel mai bun material pentru fabricarea coloanelor - aliaje inoxidabile cu permisiunea de a utiliza în industria alimentară. Nu emit substanțe dăunătoare sub nicio influență agresivă..

Sistem de încălzire

La organizarea încălzirii unui cub cu materii prime, sunt importanți 2 factori:

• suficientă putere,
• posibilitate de reglare lină.

Este dificil de reglat o sursă de energie de gaz și, prin urmare, elementele de încălzire electrice (elemente de încălzire) sunt mai des utilizate. Puterea normală este stabilită din acest calcul de 4 kW pe cub cu un volum de 50 l.

productivitate

Este direct legată de puterea elementelor de încălzire și de dimensiunea coloanei. Cu cât debitele sunt mai rapide de-a lungul conductei, cu atât productivitatea este mai mare.

În plus, crește odată cu utilizarea tehnologiei continue, care prevede dispozitive speciale pentru furnizarea de materii prime și eliminarea la timp a produsului finit.

Calitate de curățare

Depinde de numărul de procese de condensare care apar simultan într-o singură trecere a cilindrului, care este determinat de numărul de elemente de contact corespunzătoare.

în instalații bune, sunt instalate cel puțin 7-8 astfel de zone.

Controlul procesului

Pentru a asigura controlul necesar, termometrele sunt instalate în toate zonele. Pentru a menține un mod stabil, este instalat un sistem automat.

presiunea

Procesul de distilare va continua în mod normal, menținând o presiune internă stabilă în intervalul de 725-785 mm Hg..

În același timp, presiunea crescută este asigurată în partea inferioară, unde se acumulează fracțiuni grele, iar minimul - în partea superioară, unde este direcționat aburul ușor.

În instalațiile industriale, un vid poate fi în general creat în partea de sus a coloanei, dar este foarte rațional să menținem presiunea atmosferică normală.

La operarea coloanelor de distilare trebuie să se țină seama de faptul că procesul se desfășoară cel mai activ atunci când condițiile sunt stabilizate și temperaturile fluxurilor opuse.

Viteza de stabilizare a regimului este considerată unul dintre cei mai importanți indicatori ai unei instalații moderne de înaltă calitate..

Dispozitive de contact (plăci și duze)

Elementele de contact din coloana de distilare sunt implicate în formarea echilibrului de lichid și abur, precum și în concentrația de abur.

Fiecare astfel de element limitează o anumită zonă în care are loc un ciclu de distilare particular - evaporarea și condensarea ulterioară a unei fracții individuale, adesea perechea trece această graniță și se deplasează în sus, implicând componente volatile în fluxul său.

În orice astfel de zonă, este stabilit un anumit echilibru..

informații! Efectul principal este oferit de creșterea zonei contactelor de fază, care activează schimbul de căldură și masă.

Principalele sunt următoarele elemente de contact:

1. Placă teoretică. De fapt, aceasta este o zonă de echilibru formată, fără a instala piese suplimentare. Pentru a obține o băutură alcoolică bine purificată, de la 24 la 32 de astfel de zone sunt organizate.
2. Placă fizică. Aceasta este adevărata parte în formă de farfurie în care se acumulează stratul lichid. Aburul este obligat să treacă prin el, care se manifestă prin numeroase bule. Această opțiune oferă o zonă de contact suficient de mare. Pentru a obține un alcool complet, pur în coloană, trebuie să instalați până la 45-55 de plăci fizice.
3. duze. Aceste elemente de contact sunt concepute în principal pentru a susține procesul de condensare a aburului. Sunt mult mai mici decât plăcile, rezistă la curgerea aburului. Coloanele pot fi utilizate în mai multe soiuri - un inel, ochiuri, spirală. În dispozitivele fabricate de sine, este adesea pusă o sită - un disc cu numeroase găuri. Unul dintre cele mai bune materiale pentru duze este cuprul. Se pot folosi aliaje de cupru sau aluminiu..

Elementele de contact cu plăci sunt montate în principal în coloane industriale cu o înălțime mare și un diametru suficient pentru instalarea lor..

În aparatele de uz casnic (achiziționate și de casă), prioritatea este oferită de duze care pot fi fixate într-o țeavă cu un diametru de 4-5 cm.

Cum să obții cel mai bun rezultat?

La operarea unei coloane de distilare, trebuie luate anumite măsuri pentru a obține un mod normal de funcționare și pentru a obține un produs final de înaltă calitate.

O notă deosebită sunt evenimentele din următoarele domenii.

Excepția „inundațiilor” instalației

Această „boală” este asociată cu încetinirea și încetarea scurgerii flegmei, ceea ce duce la acumularea în cilindru și blocarea fluxului de abur. Ca urmare a „inundațiilor”, presiunea crește în interiorul coloanei, apar zgomote puternice și zgomot.

Fenomenul poate fi declanșat din astfel de motive:

1. Depășirea vitezei admise a debitului de abur, care poate fi cauzată de încălzirea excesivă a lichidului în cub;
2. Umplerea excesivă a cubului cu materie primă sau blocaj în zona inferioară a conductei;
3. Presiune prea scăzută în partea inferioară a coloanei, ceea ce este tipic pentru condițiile de munte înaltă;
4. O creștere a tensiunii în rețeaua de alimentare, ceea ce determină o creștere neplanificată a puterii elementului de încălzire;
5. Încălcări ale proiectării sau tehnologiei.

Instalarea controlului automat și a reglării procesului ajută la evitarea acestui fenomen neplăcut. O atenție deosebită se acordă încălzirii materiilor prime și umplerii cubului.

Îndepărtarea la timp a produsului finit și soluționarea fracțiilor grele

În primul caz, tehnica este simplă - la faza inițială (până când temperatura și presiunea se stabilizează), doar un sfert din vaporii volatili se condensează cu produsul final și este extras, apoi volumul maxim alocat este alocat.

Apariția sedimentelor din fracții grele este mai dificil de detectat. Focalizarea este pe mirosul și culoarea lichidului din partea de jos a coloanei.

Pregătirea corectă a instalării pentru pornire

Înainte de a începe rectificarea, este necesar să verificați în primul rând starea aparatului, etanșitatea coloanei. Pentru verificare, ieșirea produsului finit este blocată și apa rece este pompată..

Abia după ce vă asigurați că instalația este strânsă, puteți începe să turnați materii prime și să încălziți cubul.

Nu trebuie să vă așteptați la minuni de la aparatul casnic și să-l înlocuiți cu o lună lună. Rezistența minimă a lichidului sursă trebuie să fie de cel puțin 30%, în caz contrar, producția nu va produce un produs care se apropie de alcoolul pur în tărie.

Este important! Nu turnați bezea în cubul care nu a fost distilat primar.

La fabricarea instalației cu propriile mâini, nu puteți permite pierderea de energie termică prin corpul coloanei. Este deosebit de importantă protejarea fundului, adică. zonă până la primul condensator de reflux.

Ca izolație termică, se recomandă utilizarea:

• Polistierol,
• Penoizol,
• izolarea modernă a foliei.

Coloanele de distilare vă permit să purificați profund lichidele sau să evidențiați o fracție ușoară. În condiții industriale, ei găsesc aplicații în multe industrii, inclusiv cu ajutorul lor, se asigură rafinarea uleiului, se face alcool de înaltă calitate.

Acasă, astfel de plante sunt potrivite pentru a produce băuturi alcoolice foarte puternice, de înaltă calitate, din lună.. Atunci când sunt utilizate corect, acestea sunt complet sigure și eficiente..

Recenzie video

În ceea ce privește distilarea, rolul unei coloane de distilare este mare - cu ajutorul acesteia puteți obține alcool curat, de înaltă calitate și sigur. Din păcate, acest dispozitiv este destul de complicat.

Pentru a face față proiectării și principiului de funcționare a aparatului pentru distilarea lunii solare, vă va ajuta video: