что такое ректификация алкоголя

Дистиллят и ректификат: что лучше и чем отличаются

Дистилляты и ректификаты – это большая тема, вокруг которой много споров. Что лучше, что безопаснее и вообще, какому методу отдать предпочтение?

Сегодня мы коснемся этого вопроса и расскажем, в чем плюсы и минусы каждого продукта.

Что такое дистиллят?

Дистиллят – продукт перегонки. У нас есть брага, мы нагрели ее, она испарилась, сконденсировалась и мы получили дистиллят. Дистиллят может иметь большую или меньшую крепость. Но если это чистая дистилляция, то крепость колеблется в районе 60-70°.

Дистилляция происходит обычно на классических аппаратах с сухопарником:

Пар из куба проходит через сухопарник, конденсируется в холодильнике и на выходе мы получаем продукт дистилляции. Дистилляция может быть простой – однократная перегонка. Может быть двойной, когда второй раз перегонка осуществляется с отбором «голов» и «хвостов».

Что такое ректификат?

Если просто, ректификация – это многократная дистилляция. Конечно, никто не захочет перегонять свой продукт десятки раз, поэтому при ректификации используются некоторые нехитрые приспособления.

Обычно, это царга, которая заполнена каким-то наполнителем (насадками Панченкова или СПН).

Это охлаждающий элемент, который находится выше этой царги, и какой-то вариант отбора.

Восходящие пары поднимаются по царге, охлаждаются в холодильнике, конденсируются, стекают обратно, орошают насадку. На этой насадке они снова попадают в высокую температуру, в поток восходящих паров, переиспаряются, и в результате происходит многократный процесс дистилляции или, если правильно, ректификация.

Ректификация производится на ректификационных колоннах или аппаратах колонного типа.

Что вреднее

Что мы можем получить на ректификационной колонне? Ректификат, т. е. спирт высокой очистки, практически не имеющий следов исходного сырья, из которого он приготовлен. Либо, если мы умышленно уменьшаем количество испарений, мы можем получить дистиллят различной степени укрепления и крепости.

Однозначного ответа на то, что вреднее из перечисленного нет. Каких-то мастштабных научных исследований на эту тему не проводилось, поэтому быть уверенным на 100%, что дистиллят безопаснее ректификата, нельзя. Однозначно лишь то, что при злоупотреблении оба напитка вредны для организма.

Дистиллят или ректификат: что выбрать

Вывод

Не утихают споры между сторонниками дистиллятов и ректификатов. Но тут такая ситуация, когда на вкус и цвет товарища нет, поэтому однозначного мнения по этому вопросу быть не может.

Что же касается выбора аппарата, то тут вопрос не так очевиден. Аппараты колонного типа – более универсальные аппараты, но зато и более дорогие. Аппараты с сухопарником – более дешевые и простые в освоении.

Мы понимаем, что выбор первого аппарата – дело довольно серьезное. И если вы еще не сделали свой выбор, предлагаем заглянуть на наш сайт, где представлены самогонные аппараты разных видов на любой вкус и запрос.

Источник

Понятие ректификации спирта. Чем процесс отличается от дистилляции, какие напитки получаются в результате?

Многие винокуры стремятся получить в домашних условиях по возможности самый чистый и крепкий самогон. Для этого используют разные ухищрения: от двух-четырех перегонов до использования целого ряда последовательно подключенных барботеров.

Но если таким путем вопрос крепости (до 90°) решаем, то о чистоте продукта от примесей речь не идет. Чистый спирт можно получить только в том случае, если происходит ректификация спирта-сырца.

Поскольку некоторые самогонщики до сих пор путаются в понятиях и называют спиртом продукт повторной дистилляции, разберемся с понятиями.

Процесс ректификации

Суть ректификации в том, чтобы разделить смесь из множества компонентов (которой является и брага), на отдельные вещества. Происходит это за счет тепломассообмена: присутствующие в браге вещества испаряются и многократно возвращаются обратно в куб, оставляя на специальных тарельчатых и спирально-призматических насадках все, что собственно к этанолу отношения не имеет.

За счет разниц массы и температуры кипения многокомпонентную смесь удается разделить. И конечным продуктом становится очищенный и обезвоженный (вода также стекает обратно в куб) спирт (смотрите: виды спиртов).

Справка. Ректификация применима во многих отраслях, не только в спиртовой.

Так, например, разделяют нефть на бензин, солярку, смазочные вещества.

В промышленных и домашних условиях применяют ректификационные колонны. Основная разница – в объемах и величине. Если на спиртзаводе в колонне могут перерабатываться десятки тонн сырья, а процесс идет непрерывно, то дома объемы не столь глобальны, да и колонну используют время от времени.

Схематично колонна представляет собой длинную трубу, установленную над перегонным кубом вертикально. В домашних условиях эта надстройка имеет в высоту около метра, а то и больше. В трубе располагаются встроенные элементы (тарелки) и наполнитель (насадки), который можно вынимать для промывки.

За счет наполнения колонны и происходит разделение на отдельные химические элементы. При этом в любой точке колонны.

Технология

Хоть на рынке представлено много видов ректификаторов, но лучше всего остановиться на разборной колонне, которая может действовать как полноценный ректификатор, так и укрепляющая колонна или обычный дистиллятор. Крепление к кубу обычно фланцевое, модулей между собой – кламповое.

Важно. В бытовых условиях ректификационная колонна преобразует в чистый спирт сырец, то есть – продукт первой перегонки.

Значит, первый перегон – обязателен. Провести его можно как с помощью дистиллятора, так и ректификационной колонны, отключив некоторые функции.

Получив спирт-сырец при первой перегонке без разделения на фракции, его (желательно с крепостью не выше 30°С) заливают в куб, над которым устанавливают царгу, которая переходит у узел с дефлегматором (мини-охладителем под проточную воду), если конструкция неразборная. Либо дефлегматор является отдельным узлом, устанавливаемым на царгу сверху.

Далее технологический процесс происходит таким образом:

Методы

Способы получения чистого спирта зависят от имеющейся колонны:

Избавление от флегмы: работа и свойства ректификационной колонны

В бытовых условиях применяются колонны диаметром около 50 мм, промышленные занимают несколько метров в диаметре.

Ректификат и дистиллят — в чем разница?

Процесс дистилляции основан на испарении из браги различных химических элементов, температура кипения которых ниже чем у воды. У метилового ядовитого спирта, некоторых эфиров и кислот, которые непременно присутствует в браге, это 65-75°С. У этилового (питьевого) – 78°С.

Поэтому все, что испаряется и затем конденсируется до 78°С – это вредоносные «головы», которые подлежат уничтожению. Чтобы их не пропустить в жидкость, предназначенную для питья, проводят повторную дробную перегонку, с разделением на фракции. Часть элементов, не относящихся к спирту или воде при этом также испаряется. Но их концентрация не столь критична, как в «головах» или «хвостах».

А ректификация – это способ получения чистого продукта, практически полностью освобожденного от примесей и воды, имеющего крепость 96°.

То есть, две алкогольные жидкости имеют в своем составе спирт. Но дистиллят обычно не превышает крепости 70%, остальные 30% это вода и примеси.

Чем отличается, что лучше для здоровья

Но есть маленький нюанс: чем чище продукт, тем он сильнее бьет. А наличие незначительных примесей смягчает негативное воздействие. То есть, как не крути, а чистый разведенный спирт не только неприятен для питья из-за своей жесткости, но и его воздействие более разрушительно.

Осторожно. Не примите эти рассуждения как свидетельство того, что самогон полезнее.

Относительно безопасен максимально очищенный дистиллят, в котором все равно остаются небольшие остатки веществ, которые принято называть «сивушными маслами», хотя там в составе и эфиры, и технические спирты, и т.п. Но их количество не должно превышать норму.

А вот для создания настоек и экстрактов лучше – спирт, поскольку вытяжки не отягощены побочными продуктами перегонки и являются более полезными.

Многообразие алкогольных напитков

Но если бы существовал только спирт и самогон, мы бы не знали того многообразия крепкого алкоголя, который встречается сегодня на прилавках магазинов. В чем же их особенности?

Весьма интересный дистиллят. Ведь получают его не из браги, а из спирта, предварительно настоянного на можжевеловых ягодах, травах и специях.

Имеет сухой, но гармоничный вкус с четким ощущением можжевельника. Как правило, джин пьют не как самостоятельный напиток, а вводят в состав коктейлей.

Виски

Его не зря называют шотландским самогоном. Зерновую брагу перегоняют (дистиллируют) в медных аппаратах – аламбиках, затем выдерживают от 2 лет в дубовых бочках.

В Ирландии и Шотландии львиную долю производимого виски занимает ячменный. В Америке выпускают кукурузный – бурбон. В Канаде популярен ржаной, а во Франции – гречневый.

Коньяк

Создается из коньячного спирта, на самом деле являющимся дистиллятом, несмотря на название.

Вначале получают молодое вино, затем дважды перегоняют его (по аналогии с самогоном) и настаивают не менее 3 лет в бочках из дуба. Как правило, – не новых, а таких, где ранее хранилось вино или бурбон.

Водка

Продукт, созданный путем разведения спирта до 40°. Но этого недостаточно, чтобы водка была мягкой и легкой для питья.

Во всех качественных водках вы найдете умягчители (сахар, мед глюкоза), снижающие сухость и резкость разведенного спирта.

Спирт

В промышленных условиях спирт получают путем непрерывной ректификации зернового и овощного сырья. Пищевые ректификаты делятся на сорта, лучшими из которых (произведенные лишь из зернового сырья) считаются «Альфа» и «Люкс».

В домашних условиях процесс ректификации прерывается, когда из сырца изъят алкоголь. Спирт в чистом виде не употребляют, поскольку такая крепость вызывает ожоги слизистых оболочек. А вот для различных наливок, настоек, экстракции растительного сырья он незаменим. При этом крепость регулируется разведением соком и/или водой.

Среди крепкого алкоголя следует упомянуть также ром, фруктовые водки, картофельный шнапс и другие национальные самогоны. Во всем мире более популярна дистилляция и чистый спирт-ректификат для производства алкоголя не используется.

Полезные видео

Смотрите, как с помощью примитивного оборудования можно получить ректификованный спирт:
[yvideo number=»OyaRYPjnJ1U»]
Все этапы получения спирта — от правильной постановки браги до перегонки (ректификации) на самогонном аппарате с тэном:

Далее — практическая ректификация чистого спирта 96,6% в домашних условиях на колонне с СПН:

Про дистиллят и ректификат доступно, в чем разница, что лучше, какие различия, виды напитков:

Но для российского винокура, стремящегося и к крепости, и к чистоте собственного продукта, ректификационная колонна если уже не присутствует в арсенале оборудования, то о ней непременно мечтается. Поскольку для «душевности» и веселья нет лучше родного самогона, а вот для настоек лучшей основой является спирт-ректификат.

Поэтому производите самостоятельно и употребляйте качественный продукт, в противовес магазинному алкоголю. И поделитесь статьей с друзьями по соцсетям.

Источник

Самогоноварение, дистилляция, ректификация и все что с этим связано… (Часть 1)

Приветствую Вас дорогие Алкобушники и всех «сочувствующих» им…:)

Сразу небольшое вступление от автора:

Я не претендую на звание «гуру» самогоноварения и возможно мои знания в области приготовления алкоголя ошибочны, так же, как знания у людей в древности думающих, что земля плоская.

Поэтому, приветствую конструктивную критику, особенно со ссылками, расчетами, доводами или другими аргументами подкреплёнными наукой, логикой и здравым смыслом.

Цель данного поста раскрыть основы самогоноварения для людей никогда не сталкивающихся с этой темой, а не рассуждать, как лучше отбирать головы и хвосты, сколько нужно делать перегонок или с какого металла лучше аппарат для самогоноварения.

Перед тем как погрузится в пучину теории о домашнем самогоноварении и изучение дистилляции и ректификации и всего, что с этим связано, давайте немного поговорим о тех напитках, что мы видим на прилавках магазинов.

На прилавках магазинов мы видим: виски, коньяк, бурбон, ром, кальвадос, чача, водка, бренди, текила, абсент, джин, самогон.

Для большинства людей это: просто названия крепкого алкоголя, и подавляющее большинство «ценителей» этих напитков думают, что процесс производства каждого из перечисленных напитков кардинально отличается, да и вообще считают, что процесс производства этих напитков тайна за 7-ю замками!

Что еще знает обыватель обо всех этих напитках.

Обычно «среднестатистический ценитель» крепкого алкоголя знает, что эти напитки делятся на следующие группы:

Хотя для некоторых ценителей, ром под «большим» вопросом! Ведь его пили обычные матросы, но раз это заморское пойло, то для большинства оно «премиум класса»!

— ну и третий класс напитков который в последнее время стал стремительно набирать популярность, и является очень интересным продуктом для маркетологов – самогон.

Если про «благородные напитки» и водку всем известно, что их производят на специальных заводах по старинным рецептам, и каждый напиток получают по уникальной технологии, то про самогон знают только то, что его делают в деревне на специальном самогонном аппарате.

А еще всем известно, что самогоноварение запрещено.

Про запрет самогоноварения доходчиво рассказано в короткометражном фильме 1961г. «Самогонщики».

Сразу внесем ясность про запрет на самогоноварение:

На сегодняшний день, гнать самогон для личного потребления не возбраняется!

А вот гнать с целью сбыта (продажи) запрещено!

Это как с помидорами на даче:

Для себя выращивай на здоровье!

А если ты соберешься продать помидорки не оформив все необходимые документы и не заплатив налоги, то ты преступник!

Так, что гнать самогон настолько же законно, как и выращивать помидорки (при условии, что это только для личного употребления, ну или безвозмездного дарения).

А теперь давайте узнаем, как появляется самогон.

Виски, коньяк, бурбон, ром, кальвадос, чача, бренди, текила, абсент, джин, самогон это родственные напитки.

Процесс, а точнее технология производства всех перечисленных напитков одинаковая.

В основе изготовления всех этих напитков лежит дистилляция.

Дистилляция – процесс испарения жидкости с последующей конденсацией и охлаждением пара.

Да, все так просто: нагрели жидкость она испарилась, сконденсировалась, остыла и снова превратилась в жидкость.

А как дистилляция связана со всеми этими напитками, Мы узнаем позже…

А теперь не спеша, начнем с самого начала.

Для начала определим основные моменты:

просто дистиллировав первую попавшуюся жидкость алкоголь не получить!

Алкоголь можно получить только из той жидкости в которой он (алкоголь) присутствует хотя бы в небольшом количестве!

Самая простая брага это: вода + сахар + дрожжи + время

Да, дорогой читатель, ты правильно подумал:

К любому алкоголю человечество обязано дрожжам.

Эти безобидные крошки, которые дают нам вкуснейшую сдобу и благодаря которым появляется второй подбородок у любителей сдобы, причастны еще и ко всему алкоголю!

Семейство дрожжей очень большое:

— хлебопекарные дрожжи (производство хлеба, сдобы, пирожков);

— винные дрожи (дрожжи для производства вина);

— пивные дрожжи (дрожжи для производства пива);

— спиртовые дрожжи (дрожжи для производства браги с максимальным содержанием спирта (18-21%));

— еще есть дикие дрожжи (это предки всех современных дрожжей);

— В магазине за алкоголь просят бумажки (которые мы привыкли называть деньгами);

— Дрожжи за производство алкоголя «просят» сахар.

Не будем вдаваться в подробности, как дрожжи превращают(перерабатывают) сахар в алкоголь и углекислый газ, и какая им от этого выгода.

Так же не буду вдаваться в подробности, как правильно поставить брагу, поскольку основной наш вопрос, как из браги с содержанием алкоголя 12% получают 40-80% алкоголь.

В основе процесса причастного к появлению крепкого алкоголя из браги, который в дальнейшем мы будем называть дистилляцией, лежит процесс испарения жидкости.

Испарение – процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, то есть превращение жидкости в пар.

Как мы знаем, а может это станет для кого то из читателей откровением… Разные жидкости (вещества) начинают кипеть (как и собственно активно испаряться) при разной температуре.

Дистиллятор, он же самогонный аппарат, состоит из:

Есть одно условие для работы дистиллятора – перегонный куб и холодильник должны быть герметично соединены между собой.

С конструкцией дистиллятора разобрались и поэтому начинаем разбираться в том, как и почему работает дистиллятор:

1.В перегонный куб заливается брага или любая спиртосодержащая жидкость.

2.Под перегонный куб помещают источник тепла (печку, свечку и т.д.). Можно и в перегонный куб поместить источник тепла такой источник тепла называется – тэн.

3. При нагревании с браги (состоящей из воды, спирта) начинает активно испаряться жидкость с более низкой температурой кипения. В нашем случае активнее испаряется этиловый спирт с температурой кипения 78°С.

Поскольку в процессе дистилляции в перегонном кубе образуется все больше и больше паров жидкости с более низкой температурой кипения, то рано или поздно они (спиртовые пары) сами себя выталкивают в холодильник.

4. Попав в холодильник «спиртовой пар», охлаждаться и конденсироваться.

5. Конденсат с холодильника под силой тяжести стекает в приемную емкость.

Для тех, кто еще не понял: конденсат спиртовых паров – это и есть более крепкий алкоголь.

Теперь мы знаем устройство и принцип работы самого простого самогонного аппарата!

И в продолжение темы самогоноварения поговорим об апгрейте (усовершенствовании) самогонного аппарата и повышении качества самогона.

И сразу появляется справедливый вопрос:

«Зачем усовершенствовать самогонный аппарат, если он и так работает?

Согласен, аппарат работает, но качество получаемого самогона не самое лучшее.

«Почему не лучшее? Ведь спирт испарятся при +78, а вода при +100!»

А вот на этом моменте и начинается «наука о самогоноварении»!

Почему же при «правильной» перегонке на «правильном» аппарате, вкус и запах будет лучше?

Кроется в составе браги, состав которой влияет на состав самогона.

Появлению спирта в браге мы обязаны дрожжам.

В теории дрожжи производят только этиловый спирт, и брага состоит из воды, спирта, дрожжей.

Но в жизни дрожжи производят не только этиловый спирт, а еще: метанол, изопропиловый, изобутиловый, гептиловый спирт и прочую крайне вредную гадость. И эта вся гадость находится в браге вместе с этиловым спиртом.

Температура кипения у всех названных спиртов и прочей гадости разная (метиловый при +64,5; этиловый кипит при +78С; изобутиловый 84,4С).

При нагревании браги все перечисленные спирты испаряются не одновременно. Сначала испаряются легкокипящие, и по мере выкипания легкокипящих фракций, температура в перегоном кубе повышается и начинают кипеть фракции с более высокой температурой кипения.

Зная, что разные фракции испаряются при разной температуре мы можем разделить их, то есть вначале мы можем отобрать в одну приемную емкость то, что испарилось в первую очередь, а во вторую приемную емкость то, что начало испаряться потом.

Поэтому «по науке» перегонка происходит по следующим образом:

1. сначала отбирают «головы» в отдельную емкость;

2. сменив емкость отбираем тело;

В идеале в «теле» только этиловый спирт.

После отбора «тела» начинают испаряться фракции с более высокой температурой кипения, чем у этилового спирта (назовем их «хвостами»);

3. сменив еще раз емкость отбираем хвосты.

Как уже говорил, в жизни не происходит все идеально: тело, головы, хвосты имеют разную температуру кипения, но на практике они не испаряются строго по очереди. Конечно «Хвосты» не лезут вперед «Голов», но в «тело» попадают и «головы» и «хвосты». То есть испарение не происходит идеально, как в книжке, испаряются все фракции сразу(головы. тело, хвосты), вот только при определенной температуре какая то фракция испаряется активней, но об этом более подробно поговорим позже, а сейчас подведем промежуточный итог:

Перегонка на простершем самогоном аппарате позволяет получить крепкий алкоголь.

И если не перегонять все в одну емкость, а провести дробную перегонку ( перегонка с разделением на фракции), то качество получаемого самогона заметно улучшится, и повторная дробная перегонка позволит еще улучшить качество получаемого самогона.

Разобравшись с устройством простейшего самогонного аппарата и основами самогоноварения, переходим к рассмотрению усовершенствований этого аппарата.

Одним из простейших и возможно первых усовершенствований самогонного аппарата стал сухопарник (пригубник).

Принцип работы сухопарника «до безобразия» прост:

1. Спиртовой пар с перегонного куба перемещается в сухопарник;

2. В сухопарнике спиртовой пар охлаждается частично конденсируется;

3. Из-за постоянно поступающего в сухопарник тепла в виде спиртовых паров из перегонного куба, сконденсированые пары снова закипают и испаряются, но в первую очередь испаряются более легкокипящие фракции, а низкокипящие фракции остаются сконденсированными в сухопарнике.

Вот и весь принцип работы сухопарника.

В завершении поста подведем итог:

-Теперь мы знаем как получают самогон «высшего» качества!

—А еще, как и обещал раскрою «тайну» благородных напитков.

А если говорить простым языком дистиллят – это самогон!

Отличия в производстве всех этих напитков конечно есть:

— Для каждого напитка брага готовиться из разного сырья;

— Некоторые напитки выдерживаю бочках;

— какие то напитки настаивают с травами и повторно перегоняют и т.д.

— виски это самогон, брага которого сделана на солоде. А после перегонки получены напиток выдержан в дубовых бочках.

— бурбон это самогон из браги в основе которой кукуруза и солод.

— у коньяка основой браги стал виноград.

— у бренди брага из фруктов или ягод.

— а у текилы брага сделана из агавы.

И еще, агава это не кактус!

— абсент, это дистиллят который настояли на травах, потом перегнали и снова настояли на травах.

Хотя лучше не говорить. А то он начав спорить стащат Вас на свой уровень, а там задавят опытом.

На этом заканчиваю первую часть.

Надеюсь, что вторую часть буду писать не сильно долго.

Источник

Теория ректификации спирта и принцип работы ректификационной колонны

Цель статьи – разобрать теоретические и некоторые практические аспекты работы домашней ректификационной колонны, нацеленной на получение этилового спирта, а также развеять самые распространенные в Интернете мифы и разъяснить моменты, о которых «умалчивают» продавцы оборудования.

Ректификация спирта – разделение многокомпонентной спиртосодержащей смеси на чистые фракции (этиловый и метиловый спирты, воду, сивушные масла, альдегиды и другие), имеющие разную температуру кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах (тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах.

С физической точки зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими). Одновременно с обогащением происходит обмен теплом.

Схема ректификации

Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Благодаря разной направленности движений (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз), после достижения системой равновесия в верхней части ректификационной колонны можно по отдельности отобрать практически чистые компоненты, входившие в состав смеси. Сначала выходят вещества с более низкой температурой кипения (альдегиды, эфиры и спирты), потом – с высокой (сивушные масла).

Состояние равновесия. Появляется на самой границе разделения фаз. Достигается только при одновременном соблюдении двух условий:

Чем чаще система приходит в равновесие, тем эффективнее тепломасообмен и разделение смеси на отдельные составляющие.

Разница между дистилляцией и ректификацией

Как видно на графике, из 10% спиртового раствора (браги) можно получить самогон 40%, а при второй перегонке этой смеси выйдет 60-градусный дистиллят, при третьей – 70%. Возможны следующие интервалы: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 и так далее до максимума – 96%.

Теоретически, чтобы получить чистый спирт, требуется 9-10 последовательных дистилляций на самогонном аппарате. На практике перегонять спиртосодержащие жидкости концентрацией выше 20-30% взрывоопасно, к тому же из-за больших затрат энергии и времени экономически невыгодно.

С этой точки зрения, ректификация спирта – это минимум 9-10 одновременных, ступенчатых дистилляций, которые происходят на разных контактных элементах колонны (насадках или тарелках) по всей высоте.

Работа ректификационной колонны

Ректификационная колонна – устройство, предназначенное для разделения многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции по температуре кипения. Представляет собой цилиндр постоянного или переменного сечения, внутри которого находятся контактные элементы – тарелки или насадки.

Также почти каждая колонна имеет вспомогательные узлы для подвода исходной смеси (спирта-сырца), контроля процесса ректификации (термометры, автоматика) и отбора дистиллята – модуль, в котором конденсируется, а затем принимается наружу извлеченный из системы пар определенного вещества.

Одна из самых распространенных домашних конструкции

Спирт-сырец – продукт перегонки браги методом классической дистилляции, который можно «заливать» в ректификационную колонну. Фактически это самогон крепостью 35-45 градусов.

Флегма – сконденсировавшийся в дефлегматоре пар, стекающий по стенкам колонны вниз.

Флегмовое число – отношение количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. В спиртовой ректификационной колонне находятся три потока: пар, флегма и дистиллят (конечная цель). В начале процесса дистиллят не отбирают, чтобы в колонне появилась достаточно флегмы для тепломассообмена. Потом часть паров спирта конденсируют и отбирают из колонны, а оставшиеся спиртовые пары и дальше создают поток флегмы, обеспечивая нормальную работу.

Для работы большинства установок флегмовое число должно быть не меньше 3, то есть 25% дистиллята отбирают, остальной – нужен в колонне для орошения контактных элементов. Общее правило: чем медленнее отбирать спирт, тем выше качество.

Контактные устройства ректификационной колонны (тарелки и насадки)

Отвечают за многократное и одновременное разделение смеси на жидкость и пар с последующей конденсацией пара в жидкость – достижение в колонне состояния равновесия. При прочих равных условиях, чем больше в конструкции контактных устройств, тем эффективнее ректификация в плане очистки спирта, поскольку увеличивается поверхность взаимодействия фаз, что интенсифицирует весь тепломасообмен.

Теоретическая тарелка – один цикл выхода из равновесного состояния с повторным его достижением. Для получения качественного спирта требуется минимум 25-30 теоретических тарелок.

Физическая тарелка – реально работающее устройство. Пар проходит сквозь слой жидкости в тарелке в виде множества пузырьков, создающих обширную поверхность контакта. В классической конструкции физическая тарелка обеспечивает примерно половину условий для достижения одного равновесного состояния. Следовательно, для нормальной работы ректификационной колонны требуется в два раза больше физических тарелок, чем теоретических (расчетных) минимум – 50-60 штук.

Насадки. Зачастую тарелки ставят только на промышленные установки. В лабораторных и домашних ректификационных колоннах в качестве контактных элементов используются насадки – скрученная специальным образом медная (либо стальная) проволока или сетки для мытья посуды. В этом случае флегма стекает тонкой струйкой по всей поверхности насадки, обеспечивая максимальную площадь контакта с паром.

Насадки из мочалок самые практичные

Конструкций очень много. Недостаток самодельных проволочных насадок – возможная порча материала (почернение, ржавчина), заводские аналоги лишены подобных проблем.

Свойства ректификационной колонны

Материал и размеры. Цилиндр колонны, насадки, куб и дистилляторы обязательно делают из пищевого, нержавеющего, безопасного при нагревании (равномерно расширяется) сплава. В самодельных конструкциях в качестве куба чаще всего используются бидоны и скороварки.

Минимальная длина трубы домашней ректификационной колонны – 120-150 см, диаметр – 30-40 мм.

Система нагрева. В процессе ректификации очень важно контролировать и быстро регулировать мощность нагрева. Поэтому самым удачным решением является нагрев с помощью ТЭНов, вмонтированных в нижнюю часть куба. Подвод тепла через газовую плиту не рекомендуется, поскольку не позволяет быстро менять температурный диапазон (высокая инертность системы).

Контроль процесса. Во время ректификации важно следовать инструкции производителя колонны, в которой обязательно указываются особенности эксплуатации, мощность нагрева, флегмовое число и производительность модели.

Термометр позволяет точно контролировать процесс отбора фракций

Очень сложно контролировать процесс ректификации без двух простейших приспособлений – термометра (помогает определить правильную степень нагрева) и спиртометра (измеряет крепость полученного спирта).

Производительность. Не зависит от размеров колонны, поскольку, чем выше царга (труба), тем больше физических тарелок находится внутри, следовательно, качественнее очистка. На производительность влияет мощность нагрева, которая определяет скорость движения потоков пара и флегмы. Но при переизбытке подаваемой мощности колонна захлебывается (перестает работать).

Средние значения производительности домашних ректификационных колон – 1 литр в час при мощности нагрева 1 кВт.

Влияние давления. Температура кипения жидкостей зависит от давления. Для успешной ректификации спирта давление вверху колонны должно быть приближено к атмосферному – 720-780 мм.рт.ст. В противном случае при уменьшении давления снизится плотность паров и увеличится скорость испарения, что может стать причиной захлебывания колонны. При слишком высоком давлении падает скорость испарения, делая работу устройства неэффективной (нет разделения смеси на фракции). Для поддержания правильного давления каждая колонна для ректификации спирта оборудована трубкой связи с атмосферой.

О возможности самодельной сборки. Теоретически, ректификационная колонна не является очень сложным устройством. Конструкции успешно реализуются умельцами в домашних условиях.

Но на практике без понимания физических основ процесса ректификации, правильных расчетов параметров оборудования, подбора материалов и качественной сборки узлов, использование самодельной ректификационной колоны превращается опасное занятие. Даже одна ошибка может привести к пожару, взрыву или ожогам.

В плане безопасности прошедшие испытания (имеют подтверждающую документацию) заводские колонны надежнее, к тому же поставляются с инструкцией (должна быть подробной). Риск возникновения критической ситуации сводится только к двум факторам – правильной сборке и эксплуатации согласно инструкции, но это проблема почти всех бытовых приборов, а не только колонн или самогонных аппаратов.

Принцип работы ректификационной колонны

Куб наполняют максимум на 2/3 объема. Перед включением установки обязательно проверяют герметичность соединений и сборки, перекрывают узел отбора дистиллята и подают охлаждающую воду. Только после этого можно начать нагрев куба.

Оптимальная крепость подаваемой в колонну спиртосодержащей смеси – 35-45%. То есть в любом случае перед ректификацией требуется дистилляция браги. Полученный продукт (спирт-сырец) потом перерабатывают на колонне, получая почти чистый спирт.

Это значит, что домашняя ректификационная колонна не является полной заменой классического самогонного аппарата (дистиллятора) и может рассматриваться лишь как дополнительная ступень очистки, более качественно заменяющая повторную дистилляцию (вторую перегонку), но нивелирующая органолептические свойства напитка.

Справедливости ради отмечу, что большинство современных моделей ректификационных колон предполагают работу в режиме самогонного аппарата. Для перехода к дистилляции нужно лишь перекрыть штуцер соединения с атмосферой и открыть узел отбора дистиллята.

Если одновременно перекрыть оба штуцера, то нагретая колонна может взорваться из-за избыточного давления! Не допускайте подобных ошибок!

На промышленных установках непрерывного действия зачастую брагу перегоняют сразу, но это возможно благодаря гигантским размерам и особенностям конструкции. Например, стандартом считается труба 80 метров высоты и 6 метров диаметра, в которой установлено в разы больше контактных элементов, чем на ректификационных колоннах для дома.

Размер имеет значение. Возможности спиртзаводов в плане очистки куда больше, чем при домашней ректификации

После включения жидкость в кубе доводится нагревателем до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне, затем попадает в дефлегматор, где конденсируется (появляется флегма) и по стенкам трубы возвращается в жидком виде в нижнюю часть колонны, на обратном пути контактируя с поднимающимся паром на тарелках или насадках. Под действием нагревателя флегма снова становится паром, а пар вверху опять конденсируется дефлегматором. Процесс становится циклическим, оба потока непрерывно контактируют друг с другом.

После стабилизации (пара и флегмы достаточно для равновесного состояния) в верхней части колонны скапливаются чистые (разделенные) фракции с самой низкой температурой кипения (метиловый спирт, уксусный альдегид, эфиры, этиловый спирт), внизу – с самой высокой (сивушные масла). По мере отбора нижние фракции постепенно поднимаются вверх по колонне.

В большинстве случаев стабильной (можно начинать отбор) считается колонна, в которой температура не меняется на протяжении 10 минут (общее время прогрева – 20-60 минут). До этого момента устройство работает «само на себя», создавая потоки пара и флегмы, которые стремятся к равновесию. После стабилизации начинается отбор головной фракции, содержащей вредные вещества: эфиры, альдегиды и метиловый спирт.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным самогонным аппаратом приходится собирать «голову», «тело» и «хвост». Разница только в чистоте выхода. При ректификации фракции не «смазываются» – вещества с близкой, но хотя бы на десятую долю градуса разной температурой кипения не пересекаются, поэтому при отборе «тела» получается почти чистый спирт. Во время обычной дистилляции разделить выход на фракции, состоящие только из одного вещества, невозможно физически какая бы конструкция не использовалась.

Если колонна выведена на оптимальный режим работы, то при отборе «тела» трудностей не возникает, так как температура всё время стабильна.

Нижние фракции («хвосты») при ректификации отбирают, ориентируясь по температуре или по запаху, но в отличие от дистилляции эти вещества не содержат спирта.

Возвращение спирту органолептических свойств. Зачастую «хвосты» требуются, чтобы вернуть спирту-ректификату «душу» – аромат и вкус исходного сырья, например, яблока или винограда. После завершения процесса в чистый спирт добавляют некоторое количество собранных хвостовых фракций. Концентрацию рассчитывают эмпирическим путем, экспериментируя на небольшом количестве продукта.

Преимущество ректификации в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Это значит, что «головы» и «хвосты», полученные на самогонном аппарате, можно переработать на ректификационной колонне и получить безопасный для здоровья этиловый спирт.

Захлебывание ректификационной колонны

Каждая конструкция имеет предельную скорость движения пара, после которой течение флегмы в кубе сначала замедляется, а потом и вовсе прекращается. Жидкость накапливается в ректификационной части колонны и происходит «захлебывание» – прекращение тепломассообменного процесса. Внутри происходит резкий перепад давления, появляется посторонний шум или бульканье.

Причины захлебывания ректификационной колонны:

Источник