Capacitatea coloanei de rectificare în funcție de diametrul peretelui lateral sau de volumul cubului

cum se calculează performanța coloanei de distilare

Inima fiecărui RK este o tsarga cu un ambalaj, capacitățile sale determină în mare măsură performanța coloanei în ansamblu. Pentru analiză, vom fi de acord că, așa cum ar trebui să fie în timpul rectificării, țarul are o înălțime a duzei de 150 cm și un SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 mm este turnat în ea, iar cubul este umplut trei sferturi cu 40% alcool brut.

Teorie

O coloană de un inch și jumătate poate avea pereți laterali cu un diametru interior de 35 sau 38 mm, iar o coloană de 2 inch poate avea 48 sau 50 mm. Setul standard de cuburi posibile pentru astăzi: 20, 30, 37 și 50 de litri.

Capacitatea maximă de separare a coloanei este atinsă la puterea de preinundare, care asigură și viteza maximă de decolare la un raport de reflux dat. Mulți distilatori începători nu echivalează pe bună dreptate puterea de pre-băut cu performanța coloanei. De fapt, rectificarea include mai multe etape, fiecare dintre ele necesită timp..

Atunci când alegeți diametrul coloanei și volumul cubului, este important să înțelegeți cum combinația lor va afecta complexitatea procesului și cantitatea de timp petrecut la rectificare.

Etape de rectificare

1. Pregătirea echipamentului pentru lucru. Asamblarea echipamentului, turnarea alcoolului brut într-un cub și alte operații pregătitoare. De obicei, totul durează aproximativ 0,5 ore, T1 = 0,5.

2. Încălzirea la fierbere. Dacă elementul de încălzire este selectat corect, pe baza raportului de 1 kW de putere la 10 litri de vrac, atunci încălzirea va dura aproximativ 40 de minute sau T2 = 0,7 ore.

3. Stabilizare. Această etapă durează de la 30 de minute la 1 oră. Să fie 45 de minute sau T3 = 0,75 ore.

4. Selectarea fracției de cap. Timpul de selectare a „capetelor” (T4) nu depinde de viteza de selecție. Pentru a elimina toate impuritățile capului din cub, fiecare litru de vrac trebuie să se evapore cel puțin o dată și să se afle în coloană. Pentru a face acest lucru, trebuie să furnizați 1 kW de putere de încălzire pentru fiecare litru de alcool absolut dintr-un cub..

Puterea de funcționare în wați este numerică egală cu aria secțiunii transversale a coloanei (S) în milimetri pătrați.

Cantitatea de alcool absolut (AC) este determinată pe baza volumului volumic (CC) și a puterii sale.

T4 = AC / N (ore), unde:

AC = 0,4 * CC (litru)-

N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW)-

d - diametrul interior al coloanei (mm).

De aici primim:

T4 = 510 * CC / d2 (ore), unde:

SS - 40% vrac în litri,

d - diametrul interior al coloanei (mm2).

5. Selectarea tetierelor. Această etapă este necesară pentru a curăța ambalajul de resturile fracției de cap. Numărul tetierelor depinde de capacitatea de susținere și de volumul tetierei. Capacitatea de reținere a SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 este aproximativ egală cu 150 ml de reflux pe 1 litru de duză. Pentru a-l clăti eficient, trebuie să selectați 2-3 volume, pentru calcule vom lua - 2,5.

Este nevoie de 2 ore pentru a testa acest volum la o rată de 0,5 l / h. Dacă ridicați viteza la jumătate din nominală, atunci 1,2 ore vor fi suficiente, indiferent de diametrul barei laterale.

O viteză prea mică reduce eficiența curățării și calitatea alcoolului. Dar acum nu este vorba despre asta, pentru sarcina de astăzi vom lua timpul maxim de selecție: T5 = 2 ore.

Volumul eșantionării în litri:

Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, unde:

Vн - volumul duzei în litri.

Dacă rata de eșantionare este egală cu 0,5 l / h, atunci timpul de eșantionare este:

T5 = 0,75 * Vn.

Dacă rata de retragere este egală cu jumătate din viteza nominală, atunci luând în considerare faptul că rata nominală de retragere Wnom în ml / h este numerică egală cu aria secțiunii transversale a coloanei în mm2, timpul de selectare a tetierei:

T5 = (0,375 * Vn) / (0,5 * S) = 0,75 * Vn / S = 0,75 * L * S / S

T5 = 0,75 * L (oră), unde:

L - înălțimea coloanei în metri.

La o viteză de selecție a tetierei egală cu jumătate din nominală, timpul de selecție în ore este numeric egal cu ¾ din înălțimea coloanei în metri și nu depinde de diametrul coloanei sau de volumul volumului.

6. Selectarea alcoolului comercial. Rata inițială de retragere în ml / h este egală numeric cu aria secțiunii transversale a coloanei (S) în mm. Până la sfârșitul eșantionării, pentru a crește raportul de reflux și a crește capacitatea de separare, reducem rata de eșantionare de 2,5 ori. Rata medie de selecție a „corpului” va fi de aproximativ o dată și jumătate mai mică decât cea nominală.

Volumul alcoolului comercial este de aproximativ 80% din alcoolul în vrac.

De aici și momentul selectării „corpului”:

T6 = 0,8 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 1,5)) = 480 * CC / S-

T6 = 611 * CC / d2, unde:

CC - cantitatea de 40% alcool brut (l)-

d - diametru lateral sertar (mm).

7. Selectarea „cozilor”. Numărul de „cozi” este aproximativ egal cu 10% din volumul difuzorului din cub. Rata de eșantionare este aproximativ egală cu jumătate din valoarea nominală.

T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 2)) = 80 * CC / S-

T7 = 102 * CC / d2.

8. Deplasarea impurităților din coloană. Această operație durează o jumătate de oră, T8 = 0,5.

9. Demontarea echipamentului și curățarea spațiilor. Cea mai puțin plăcută etapă durează de obicei până la 1 oră, T9 = 1.

Timp total de rectificare

Timpul total necesar pentru un ciclu de rectificare:

T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7 + T8 + T9-

0,5 + 0,7 + 0,75 + 510 * CC / d2 + 2 + 611 * CC / d2 + 102 * CC / d2 + 0,5 + 1.

Simplificăm și obținem:

T = 5,45 + 1223 CC / d2.

Volumul de alcool (Vc) obținut în acest timp este aproximativ egal cu 0,8 din AC într-un cub, pierderile pentru „capete” incorigibile și restul din cub vor fi neglijate.

Vc = 0,8 * 0,4 * CC.

Productivitatea cu care putem obține alcool pe oră de lucru cu coloana poate fi calculată folosind formula:

Pr = Vc / T.

Aspecte practice ale rectificării

Pe baza modelului rezultat, vom încerca să răspundem la întrebări interesante..

1. Productivitatea reală a coloanei în funcție de diametrul și volumul său volumic (l / h).

productivitatea reală a RK

Viteza de pornire a retragerii „corpului” este mult mai mare decât productivitatea reală a coloanei. Este pur și simplu naiv să ne gândim că, cu o capacitate nominală a unei coloane de 2 inci de 1800 ml / oră, distilarea a 40 de litri de brut alcoolul cu o tărie de 40% poate fi completat în 9 ore..

Luând în considerare toate operațiunile necesare, productivitatea reală va fi de aproape 3 ori mai mică. Diferența de capacitate între coloana de 35 mm și 48 mm nu este de fapt 800 ml / h, așa cum pare la prima vedere, ci doar 250 ml / h. Și asta este mult, deoarece procesul durează mai mult de o oră..

2. Timpul ciclului de lucru (ore).

programul ciclului coloanei de distilare

Graficul arată influența volumelor cuburilor (axa X) asupra timpului total de rectificare (axa Y) pentru diferite diametre ale coloanei. Volumul este standard - trei sferturi din volumul cubului. Nerezonabilitatea unor opțiuni de configurare devine evidentă. Pentru a evalua cât de convenabil va fi utilizarea acestei sau a acelei opțiuni, luați în considerare durata operațiunilor principale.

3. Puncte cheie de lucru care necesită intervenția operatorului.

3.1. Timp de la începutul procesului până la sfârșitul selecției "capetelor" sau prima abordare a cubului pentru a schimba containerele.

programul de timp de la început până la prelevare în timpul rectificării

3.2. Apoi, selectăm tetierele pentru 2 ore la jumătate din viteza de croazieră (nominală). Ne apropiem de coloană și schimbăm containerul, continuând cu selectarea „corpului”.

3.3. Selecția corpului se va încheia și va trebui să mergeți la coloană pentru a schimba vasele.

grafic de prelevare a probelor corporale pentru rectificare

3.4. Selectarea „cozilor” va dura.

program de prelevare a sterilului de rectificare

3.5. Apoi ne apropiem de coloană și finalizăm lucrarea, care durează 1,5 ore.

constatări

1. Cu cât volumul cubului este mai mare, cu atât este mai mare productivitatea reală. Dar creșterea la nesfârșit nu va funcționa. Când temperatura din cub atinge 90-92 de grade, fuselajul și alte impurități intermediare încep să părăsească masiv cubul și să se acumuleze în duză. Dacă volumul este prea mare, atunci după acumulare în partea inferioară a coloanei, impuritățile vor începe să crească din ce în ce mai mult și să pătrundă în selecție. Va trebui să trecem la „cozi” mai devreme. Pentru a obține performanțe normale, volumul maxim ar trebui să fie mai mare de 10 volume de ambalare, dar mai puțin de 20 - pentru a nu rata „cozile”.

2. Volumul optim de vrac 40% SS în timpul rectificării este de 15 volume de ambalare.

Diametrul coloanei, mmVolumul duzei, lVolumul în vrac, l
dininainte de
351,441429
381.71734
482,712754
cincizeci2,95treizeci59

Cu un volum minim, puteți comuta la selecția „sterilului” la o temperatură inferioară de 96-97 grade, cu un volum maxim - 92-93 grade.

3. Durata rectificării crește odată cu scăderea diametrului coloanei și creșterea volumului volumului unic. Dar utilizarea unor diametre mari de coloane cu un volum mic presupune obținerea unui volum relativ mare de alcool reciclat și un randament mic de.

4. Fără instrumente de automatizare care vă permit să lăsați echipamentul nesupravegheat pentru o lungă perioadă de timp, este posibil să folosiți kituri cu un ciclu de timp relativ scurt. Acest lucru restrânge gama de opțiuni posibile și explică faptul că mulți distilatori pur și simplu nu iau „cozile” de pe echipamentul lor sau preferă să facă NDRF - forțele nu sunt nelimitate.

5. În general, dacă procesul durează mai mult de 12-15 ore în total, este necesară automatizarea. Cel puțin cel mai simplu cu un bloc de siguranță care vă permite să dați un semnal despre o inundație, o întrerupere a apei sau o creștere a temperaturii în TCA. Dacă acest lucru nu este posibil, ar trebui să vă limitați la volumul minim de cuburi.

6. Dependențele și graficele rezultate fac posibilă realizarea unei analize calitative și, într-o anumită măsură, cantitative a diferitelor opțiuni pentru un set complet de RK. Principalul lucru nu este să uităm de nevoia de a le compara cu timpul pe care distilatorul este gata să îl dedice hobby-ului său..

Meniu