Промежуточные и концевые фракции.

Мыслевирус. Есть такая гадкая, но эффективная штука. Способ заставить публику думать так, как надо тебе.
Считаю, что всем известная инструкция Прагмы по использованию их колонн внесла мыслевирус. Теперь мы все  считаем, что стоит только ввести колонну в нормальный режим, и все фракции сырца, выстроившись одна за другой, рядами и колоннами попрут в наш узел отбора, рапортуя о себе температурой паровой фазы в дефлегматоре. Примерно так.

Это явная профанация происходящих процессов, так как во-первых мы имеем дело со смесью не 4-х компонентов, а примерно 250-ти. Причем никтожное, иногда даже неизмеряемое количество примеси выводит спирт за пределы стандарта. Так, например, примесь в спирте акролеина, кротонового альдегида, диацетила в ничтожном количестве 0,0005% (5 миллилитров в кубометре!!!) выводит спирт за рамки стандарта.
Высота ступенек составляет не бодрых несколько градусов, как на рисунке, а вялые десятые и даже сотые доли градуса. Некоторые из них настолько близко подходят к этанолу, что определить разницу температур затруднительно.
Во-вторых, вещества, испаряющиеся из смеси и их концентрация в парах зависят не столько от температуры кипения, сколько от коэффициента испарения. Так, например, метанол с температурой кипения 67,6^оС не покидает куб сырец раньше этанола, а ведет себя совершенно по другому.
В-третьих, зараженные мыслевирусом Прагмы, мы говорим только о головных и хвостовых фракциях, забывая концевые и промежуточные. Мы не учитывае изменения коэффициентов испарения и ректификации примесей, а это - ключ к получению по настоящему чистого спирта.

Зачем распространён этот мыслевирус? Цель - внедрить в наши с вами мозги уверенность в том, что, купив у Прагмы колонку, можно получить супер-спирт. Многие из нас не собираются платить Прагме за их халтуру с керамзитом вместо насадки, но мыслевирус настиг и нас тоже. Все мы уверены, что сделав прагмообразную колонну, мы получим чистейший продукт. К моему огромному сожалению это не так.

На своей колонне я получаю продукт, который подходит мне на 102%. Все ароматизированные напитки отличаются исключительной мягкостью, питкостью и отсутствием похмелья и головной боли даже при явном передозе.
Всё это хорошо. Сделал я и простую водку. Этот процесс, как всем известно, требует углевания. Но я, уверенный в чистоте своего продукта, решил попробовать свой разбавленный спирт в чистом виде, не проводя углевания.
"Эксперимент" проходил вчера с 21 до 24 часов.
Каждым экспериментатором было выпито 300-500 мл моего спирта, разведенного водой до 40%.
Прошло 7 часов. Только что отзвонился. Все живы , бодры и веселы. Всем очень понравилось, хотят еще. Всем кроме меня. Уже на вторых 50-ти граммах я почуствовал во вкусе лёгкую тень примесей и обратил внимание других участников эксперимента на неё. Никто не подтвердил моих наблюдений, но это не замылит мне глаза.
Я твёрдо уверен, что мой спирт не избавлен в достаточной для меня степени от следов промежуточных фракций. Эту тему я завел для обсуждения причин возникновения и способов борьбы с этой неприятностью.
Сейчас перелопачиваю море литературы, и по мере нахождения и осмысления информации буду выкладывать в этой ветке. Присоединяйтесь, коллеги.

Мне не удалось со своего продукта получить водку,не с углеванием,не без.Кто может, поделитесь опытом в соответствующем разделе.Полученный спирт использую главным образом в различных напитках основанных на настое(преиущественно абсент).Честно говоря,если придётся эксперементировать с насадкой,то не уверен что замечу разницу оргоналептически,на вкус проще говоря.Так что в этом вопросе оринтируюсь только на коллективный опыт форума.

Тоже самое заметил. Подсунул своим коллегам свою "водку" и смотрел за реакцией. Сам пил и "слышал" примеси. Они ничего не заметили, хотя я все ждал, когда народ начнет говорить про сивуху. Только удивлялись что за водка такая мягкая, "наверное пока марка новая". Есть предположение что мы слишком требовательны, и боимся посрамления продукта. А народу просто начихать. Никто и не отличает походу ни вкуса ни запаха.

Vlad! Андрей по моему предложению открыл новую рубрику,"для новичков" называется, где предпологается задавать и обсуждать самые наивные и может даже глупые вопросы. Выдём туда и пообщаемся. Я готов , тем более последнее время у меня не самое хорошее настроение!

Позволю себе поделиться с коллегами тем, что нарыл и до чего допёр.
Итак, Прагма со своей инструкцией ввела нас в заблуждение.
К моему огромному сожалению, примеси не идут одна за другой в узел отбора в соответствии с температурой их кипения. Они ведут себя по другому. Степень их испаряемости определяется коэффициентом ректификации. Если этот коэффициент больше единицы, значит в парах содержание примеси будет больше, чем в жидкости, и наоборот. Если коэффициент испаряемости меньше единицы, то при испарении примесь будет задерживаться во флегме, не особенно стремясь испариться.
Весь фокус заключается в том, что коэффициент ректификации примеси не константа. Он изменяется  при изменении концентрации спирта, в которой эта примесь сидит. График коэффициентов ректификации разных примесей на первый взгляд напоминает на макаронной фабрике. Но в этих кривульках заложена измена.
Например, в нашей браге содержался в некотором количестве бутанол.
При перегонке браги её крепость менялась - скажем - от 12% до нуля. В этом диапазоне спиртуозности коэффициент ректификации (КР) бутанола примерно равен трём. Это значит, что концентрация бутанола в парах (а значит и в самогоне) будет втрое больше, чем была в браге. За время перегонки весь бутанол покинет брагу и накопится в самогоне.
Теперь этот самогон с увеличенным содержанием бутанола мы будем ректифицировать. Ректификация начинается из сырца с крепостью 40%, затем пар проходит всю насадку, проходя через все концентрации спирта вплоть до 96-97%. Давайте посмотрим как поведет себя бутанол.
При 40% он имеет коэффициент ректификации (КР) 1,5, то есть его концентрация в парах становится больше, чем была в сырце. По мере обеднения сырца к-нт ректификации бутанола растёт, значит он весь испарится и попадёт в колонну. Какая его дальнейная судьба? Попав в зону насадки, где концентрация спирта примерно равна 60%, КР бутанола становится равным 0,5. То есть его концентрация в парах становится вдвое меньше, чем была в жидкости. И чем выше по градусам (и по колонне), тем хуже он испаряется. В куб вместе с флегмой бутанол вернуться не может, так как ниже по колонне спиртуозность ниже, а КР бутанола больше. Он испаряется , поднимается немного выше и сноваа конденсируется. В результате он насышает какую-то область колонны.
Каждая промежуточная примесь оккупирует некоторую область колонны.
Так, например, изомасляноэитловый эфир накапливается в зоне насадки, где спиртуозность равна 90%, изовалерианоэтиловый - 85%, уксусноизоамиловый эфир - 68%, изовалерианоизоамиловый эфир - 60%. Список можно продолжить. Но не в его длине смысл.
Главный вопрос в том, куда деваются эти примеси. Пути вниз им нет, там каждую секунду падает спиртуозность, а значит повышается испаряемость этих примесей. Да и колонна не резиновая. Рано или поздно она переполнится. Значит волей-неволей эти примеси будут вытеснены в дефлегматор и благополучно нами выпиты.
А не хотелось бы.
Давайте искать пути борьбы с этими граблями.

Давайте искать пути борьбы с этими граблями.Игорь

Решение: Непрерывный цикл, открытая колонна! 

Решение: Непрерывный цикл, открытая колонна! 
Kotische, 24 Июня 08, 21:12

+1

Первое что приходит в голову не задумываясь: Может "марганцевание", "щелочевание" и "углевание" браги позволит снизить концентрации соответсвующих примесей ещё до перегонки? Соответственно при ректификации их попадание в сырец будет минимальным.
Не представляю открытую колонну с непрерывным циклом в кухне или ванной

"марганцевание", "щелочевание" и "углевание" браги позволит снизить концентрации соответсвующих примесей ещё до перегонкиoleg, 25 Июня 08, 02:57

Это да, действительно "первое что приходит в голову" 
но только наверное не браги, и даже не спирта-сырца, а ректификата-сырца, 
ибо химича с брагой можно насоздавать примесей больше чем их было изначально 

Не представляю открытую колонну с непрерывным циклом в кухне или ваннойoleg, 25 Июня 08, 02:57

Ну почему же? Представить то легко! сделать чуть чуть посложнее...
но есть такой нюанс, что если в обычной колонне ЧПУ - роскошь, так сказать приятная фенечка, то на открытой колонне, боюсь, удержать режим в строгих рамках без ЧПУ с изощрёнными алгоритмами не выйдет 

"марганцевание", "щелочевание" и "углевание" брагиoleg, 25 Июня 08, 02:57

Наверное не браги, а самогона перед ректификацией?
Но не всё так просто.
Марганцевание.
Читаем Дорош-Лысенко стр.216

Углевание.
Источник тот-же, стр.226-227.
На первый взгляд всё хорошо.

Но не следует забывать, что время углевания имеет большое значение.

А вообще углевание применяют скороее не для очистки спирта, а для кондиционирования водки.

Со щелочью тоже надо хорошо разобраться, прежде чем начинать применять её.
По крайней мере сыпатьеё "на глазок" или "по рецепту" неверно, так как количество химикатов должно определяться на основании анализа обрабатываемого сырца.

Давайте искать пути борьбы с этими граблями.
Игорь, 24 Июня 08, 20:12

По высоте колонны надо сверлить ряд отверстий и на каждое отверстие ставить регулятор отбора отрегулированный на минимально возможный отбор. По моему так и разделяют фракции (бензин,керосин, солярка) на НПЗ,не гонят же они головы в одну банку, хвосты в другую.

Селянин, так это же и есть принцип непрерывной ректификации.
Прикинь, мы тут с одним отбором морочимся, никак не найдём оптимального варианта, а тут еще с десяток дырок - отборов добавится...

Если трудно делить по температуре кипения,может присмотреться к температуре замерзания.Вернутся к давно забытой теме вымораживания спирта.

Если трудно делить по температуре кипения,может присмотреться к температуре замерзания.Вернутся к давно забытой теме вымораживания спирта.
Klim, 25 Июня 08, 19:44

Несомненно это самый действенный метод разделения сплава на состовляющие элементы (водка это сплав воды и спирта в жидком виде).Для этого применяется зонная плавка, как при очистке полупроводников от примесей, одна молекула примеси на х.з. сколько молекул основного металла. Куда там ректификации до этого. Одна проблемма, -114 градусов это только для обитателей Сатурна или Плутона приемлимо, может они там спирт в твердом виде бухают.

Селянин, так это же и есть принцип непрерывной ректификации.
Прикинь, мы тут с одним отбором морочимся, никак не найдём оптимального варианта, а тут еще с десяток дырок - отборов добавится...
Игорь, 25 Июня 08, 18:20

Зато какое поле для экспериментов.Представь себе как будет загружен твой комп отслеживая столько параметров. А если серьёзно то надо просто на это плюнуть и пить то что есть. Разве год назад тебя твой продукт не устраивал?

Увы, Клим, там еще хуже. Сивушные соединения и эфиры малорастворимы в воде, но хорошо растворимы в спирте. Поэтому при вымораживании мы добьёмся только укрепления. Замёрзнет вода, а спирт и прочая органика останется. Только их концентрация повысится.
Дорош-Лысенко, стр.205

может они там спирт в твердом виде бухают.Селянин, 25 Июня 08, 20:21

Они им закусывают.
[/quote]Разве год назад тебя твой продукт не устраивал?[/quote] 24 года назад меня вполне устраивал мой самогон. Год назад я был отстойным потребителем магазинной отравы, и только с осени прошлого года вернулся в ряды самогонщиков.
Твой вопрос вполне правомерен, но я так думаю, что когда изготовление напитков станет для меня привычным и обыденным, потеряет вкус и адреналин эксперимента, я потеряю к нему интерес.
А так - сочетание полезного с приятным. Для экспериментальных целей сбродил 50 гр сахара, перегнал на самогон и ректифицирую - экспериментирую в своё удовольствие. Результат экспериментов - спирт 96 с гаком градусов, нормальный, но не идеальный. Боремся за качество. А когда всё станет рутиной, не знаю, смогу ли себя заставить не спать ночами с банальной целью получить спирт.

изомасляноэитловый эфир накапливается в зоне насадки, где спиртуозность равна 90%, изовалерианоэтиловый - 85%, уксусноизоамиловый эфир - 68%, изовалерианоизоамиловый эфир - 60%.
Главный вопрос в том, куда деваются эти примеси. Пути вниз им нет, там каждую секунду падает спиртуозность, а значит повышается испаряемость этих примесей. Да и колонна не резиновая. Рано или поздно она переполнится. Значит волей-неволей эти примеси будут вытеснены в дефлегматор и благополучно нами выпиты.Игорь, 24 Июня 08, 20:12

Я вот чё подумал.
Если у колонны хорошее разделение, то в верхней точке будет азеотропная концентрация 96.хх%
И до самого конца идёт эта восокоградусная градусность.
Когда гардусность начнёт хоть на чуть чуть падать ниже азеотропной это значит что спирт в кубе практически кончился, и отбор надо прекращиать!!!
И то что "изомасляноэитловый эфир накапливается в зоне насадки, где спиртуозность равна 90%" нам пофиг т.к. эту фракцию мы уже отбирать не будем! Естественно мы при этом жертвуем малой толикой спирта... ну и бог с ним!

Kotische, тут есть одна заминка. Промежуточная фракция испаряется в кубе лучше, чем спирт, и она с удовольствием покидает куб. Но по мере подъема по колонне, по мере роста концентрации спирта, её испаряемость снижается. Снижается, но не становится равной нулю. Вернуться обратно в куб она не может - чем ниже, тем лучше она испаряется и снова поднимается наверх.В каком-то уровне происходит её максимальное накопление, но это не значит, что эта фракция сидит только в этом уровне.Чем выше по колонне, тем выше крепость спирта и тем неохотнее эта фракция испаряется. Например, ядовитый бутиловый спирт при 96% испаряется в 4 раза хуже, чем этанол, но ведь испаряется! А если периодическая ректификация происходит достаточно долго, весь бутанол уйдет из куба (при кубовой концентрации этанола 20%, бутанол испаряется в 2 раза лучше), и весь проникнет в колонну. А весь наш спирт, проходя через колонну, будет постепенно - молекула за молекулой - затягивать в дефлегматор бутанол. Значит действительно нужно или уделять больше внимание промежуточной очистке, или продумывать варианты многоколонной системы с режимом, приближенным к непрерывной ректификации.
Один из вариантов избавления от промежуточных фракций - искусственное снижение спиртуозности вверху колонну путём подачи в её верхнюю часть нагретой до соответствующей температуры воды. Спиртуозность в дефлегматоре падает, и промежуточные фракции идут вверх, в дефлегматор.
Но это связано с технологическими трудностями.
Другой путь, на котором я думаю остановиться - пастризация спирта. Это повторная ректификация неразбавленного спирта. Колонна работает в совсем другом режиме. Теоретические тарелки исчезают. Нет зон разной спиртуозности. Весь пар и вся флегма находятся в азеотропе. При этом спирт сначала покинут примеси, которые при высоком градусе испаряются быстрее спирта. Это будут остатки головных фракций и все концевые фракции, если они еще не удалены при основной ректификации. Потом пойдёт спирт. Хвостовые и промежуточные фракции не смогут покинуть куб, так как при этом градусе спирта они испаряются в разЫ хуже спирта.
Продолжаем эксперименты

Напугал ты всех конечно здорово! Прямо жуть берет. Но, прежде чем пугать людей примесями, следует поинтересоваться, а собственно сколько их было в исходном продукте. От браги люди не умирают, соответственно от конечного продукта перегонки тем более не умрешь (если не пользоваться твоими дозами, хи-хи). Но это весьма долгий отдельный и серьезный разговор, не буду сейчас об этом.

Ты как- то странно рассуждаешь про накопление примесей в колонне. В нормальной колонне (без застойных зон) ничего не накапливается, все выносится вверх. Концентрация в разных точках колонны будет действительно разная. Действительное накопление примесей происходит только если они реагируют с насадкой. Но тоже не буду продолжать.

На всякий случай приведу график из любимого тобой Дороша стр.148. Его уже кто-то где-то приводил, но лишним не будет. Пояснения - на странице 149.

На самом деле нужно говорить именно о разделительной способности колонны. И не просто так, поскольку ее никто не знает толком, а экспериментально. Поэтому тоже не буду дальше.

Особенно мне понравилось

Теоретические тарелки исчезают.Игорь, 26 Июня 08, 00:43

Если сделать вывод из твоих рассуждений, то следует поступать следующим образом. Берем 96 градусный спирт. Перегоняем треть бака и выбрасываем (образно). Перегоняем еще треть бака и оставляем. То, что осталось в баке - выбрасываем.
В первой части будет повышенный процент примесей с Кр большим 1. В последней - с меньшим. В среднем - с близким к 1 - не разделить.

Процесс повторяем раз 100. Оставшийся 1 грамм спирта торжественно выпиваем.