Subtilități de instalare a unui termometru într-un cub de distilare

Un termometru într-un cub ar trebui să furnizeze cele mai fiabile informații pentru o evaluare corectă a progresului procesului de distilare. În același timp, întrebarea principală nu este unde să punem termometrul, dar de ce să-l punem deloc? Ce vrem să vedem sau să calculăm din lecturile sale? Dacă rezolvați aceste întrebări, restul punctelor vor deveni evidente..

Deci, să începem cu câteva întrebări simple. Prima dintre ele: care este puterea vracului într-un cub? Pentru a răspunde, este suficient să cunoașteți punctul de fierbere al vracului în momentul actual..

Legendă:

• T1 este temperatura vracului încă;
• T2 este temperatura aburului;
• Т3 - temperatura aburului la intrarea în coloană.

Toată lumea este confuză de termenul incorect - „temperatura cubică”. Este posibil să se măsoare direct temperatura T1 în zona lichidă sau temperatura aburului T2. Se pare că în ambele cazuri este „temperatură cubică”, dar nu este. Dacă măsurăm temperatura lichidului T1, atunci o obținem. Dar, după ce am învățat temperatura aburului T2, în viitor nu putem presupune decât că este egal cu T1.

În momentul separării aburului de suprafața de fierbere, într-adevăr, T1 = T2. Dar în fiecare moment aburul își pierde temperatura. La ieșirea din cub către coloană, este mult mai rece decât vracul care fierbe.

Gradul de răcire a vaporilor de alcool depinde de pierderea de căldură prin pereții laterali și capacul cubului. De asemenea, un reflux relativ rece revărsat din coloană aduce o contribuție semnificativă. Cât de mare este această eroare? Temperatura măsurată a aburului poate varia de la temperatura de vaporizare la temperatura de condensare.

Lățimea acestui coridor poate fi văzută clar cu ajutorul cunoscutului „pește”.

Să presupunem că o soluție de alcool de 25% fierbe într-un cub. Urcând de-a lungul săgeții 1 până la intersecția cu graficul punctului de fierbere al lichidului (curba roșie), apoi îl rotim de-a lungul săgeții 2 și determinăm punctul de fierbere (vaporizare) - 87 de grade. Trecând de-a lungul săgeților de-a lungul traseului 1-3-4-5, determinăm temperatura de condensare a aburului format în acest caz - 80,5 grade. Aceasta înseamnă că sonda de temperatură care iese undeva în zona de abur va arăta o temperatură de 80,5 până la 87 de grade.

Cu cât este mai lungă și mai aproape de suprafața de fierbere a jojei, cu atât se va întâlni mai puțin abur răcit și cu cât citirea termometrului va fi mai aproape de 87 de grade și invers, cu atât mai scurtă și mai aproape de flegma care curge, precum și de cub capac, joja este, cu cât citirea sa va fi mai aproape de 80,5 grade. Dacă termometrul este încă introdus într-un manșon gros sudat pe capac, atunci manșonul, ca un radiator mare, va elimina căldura, iar citirile termometrului vor deveni și mai imprevizibile..

Eroarea de măsurare va deveni neglijabilă dacă fierbeți într-un cub un lichid apropiat în compoziție de alcool pur sau apă. În acest caz, diferența dintre temperatura de condensare și temperatura de vaporizare va tinde la zero, împreună cu posibila eroare de măsurare. Dar iată ghinionul - această gamă nu este interesantă pentru distilatori.

Diferența maximă și posibila eroare se încadrează în intervalul de distilare - 93-98 grade, iar eroarea poate fi de până la 12 grade.

Acesta este un coridor în care, în funcție de pierderea de căldură, temperatura aburului va fi, adică valoarea maximă de eroare. De fapt, acest lucru nu se întâmplă. Cu cât cubul și capacul acestuia sunt mai bine izolate, cu atât pierderile de căldură sunt mai mici, iar valoarea T2 este mai aproape de T1.

Dar există un cost al erorii ... Să presupunem că termometrul din zona de abur arăta 98 ​​de grade, am încetat să prelevăm probe, crezând că există doar 2% alcool în cub. De fapt, temperatura vracului a fost de 97 de grade, iar conținutul de alcool a fost cu aproximativ 1,3% mai mare. Cu o cantitate cubică de 30 de litri, aceasta reprezintă 400 de grame de alcool 96% pierdut sau 2 sticle de vodcă. Tranziția prematură la „cozi” a scos aproximativ aceeași cantitate pentru rectificare repetată, deoarece vârful termometrului nu se afla în zona lichidă și cu o eroare de doar 1 grad. Dacă cubul este slab izolat, înțepătura este departe de suprafața vracului și eroarea este mult mai mare?

Determinarea temperaturii în vrac de la temperatura aburului are o incertitudine, valoarea maximă a erorii este inacceptabilă, deoarece pierderile de alcool vor fi foarte mari.

Cunoscând valoarea exactă a temperaturii vracului, este posibil să se determine puterea sa actuală și conținutul de alcool în vaporii de la intrarea în coloană. Având puterea produsului la ieșire, este realist să estimăm cu câte etape de separare (plăci teoretice) funcționează în prezent coloana.

Aceasta este o temperatură foarte importantă și necesară, singura dintre toate, a cărei valoare absolută trebuie determinată cu precizie maximă..

Temperatura inferioară este temperatura vracului (lichid), trebuie măsurată direct fără medierea aburului, prin coborârea termometrului în zona lichidă.

Într-adevăr, la ce beneficii vă puteți aștepta de la un intermediar, altele decât informațiile corupte?

Cum se alege un termometru de distilare

Orice termometru are o clasă de precizie. Acesta este un parametru important la care trebuie să fim atenți. De multe ori producătorii fără scrupule completează cuburile vândute cu termometre bimetalice cu o clasă de precizie de 2,5. Aceasta înseamnă că la măsurarea temperaturii, eroarea maximă va fi 2,5% din valoarea maximă pe scala termometrului..

Dacă valoarea este de 120 de grade, atunci eroarea poate fi de până la 3 grade. De exemplu, dacă vom tăia „cozile” la o temperatură de 94 de grade și vom vedea în cele din urmă această temperatură pe un termometru, atunci de fapt temperatura reală ar putea fi de la 91 la 97 de grade. Și acest lucru se adaugă la influența altor factori discutați mai sus..

Cu o clasă de precizie de 1,5, eroarea maximă ar fi de 1,8 grade. Cu aceeași clasă de precizie, un termometru cu o valoare maximă mai mică a temperaturii măsurate va fi mai precis.

De regulă, termometrele electronice oferă o clasă de precizie mai mare. Chiar și un termometru de bucătărie de uz casnic are o precizie de plus sau minus 1 grad la o scară de 0,1 grade, dar nu este atât de simplu. Precizia și rezoluția măsurării temperaturii absolute sunt două lucruri diferite. Astfel de termometre sunt folosite în mod justificat în coloane, unde nu este importantă temperatura în sine, ci schimbarea acesteia. Aici joacă un rol 0,1 grade. Când măsurați temperatura cubică, aceasta va da cu siguranță o temperatură mai precisă decât un termometru bimetalic, dar nu ar trebui să vă așteptați la miracole.

Pentru o măsurare mai precisă a temperaturii în vrac, se utilizează termometre electronice de tip T-0.36-DS-A cu senzor de temperatură extern, a căror rezoluție și precizie de măsurare sunt de 0,1 grade. Este adevărat, domeniul de măsurare este mai modest: de la -55 la 125 de grade, dar în scopuri de distilare este corect. Există, de asemenea, un dezavantaj - senzorul termic DS18B20 necesită plasarea unui manșon într-un cub.

Cea mai simplă și mai accesibilă opțiune pentru amplasarea senzorului de temperatură este în manșonul elementului de încălzire. La instalare, este suficient să îl îndoiți cu câțiva centimetri în lateral și în sus de elementele de încălzire.

Dacă se ia decizia de a instala un manșon, este necesar să se respecte cerințele simple: înțepătura senzorului de temperatură ar trebui să fie la o anumită distanță de elementul de încălzire, fundul și pereții tigaiei. Cel puțin câțiva centimetri. Dar nici nu trebuie să vă lăsați dus, manșonul nu trebuie să interfereze cu instalarea de echipamente suplimentare, de exemplu, un fund fals. De asemenea, manșonul nu trebuie să fie masiv, deoarece acest lucru nu contribuie la precizia măsurătorilor. Este bine dacă diametrul interior al manșonului se apropie de diametrul senzorului de temperatură, se încurajează utilizarea pastei termice.

constatări

1. Termometrul inferior trebuie amplasat numai în zona lichidului.
2. Atunci când alegeți un termometru, trebuie să acordați atenție clasei de precizie, intervalului de măsurare și rezoluției..

Autorul articolului IgorGor.