Парциальная конденсация при повышенном давлении для отбора голов

Итак основные тезисы.

Традиционно, при дистиляции рекомендован капельный отбор голов,
но у него есть существенный недостаток - очень низкая скорость.
Скорость выхода голов из браги определяется количеством испаренного из браги пара умноженная на коэфициент ректификации головной примеси.
Но при дистилляции на обычном самогонном аппарате, для обеспечения капельного отбора приходится делать очень малую мощность нагрева, что порождает малую скорость парообразования и как следствие очень медленный отбор голов.

Если увеличить мощность нагрева то скрость возрастёт, но в силу того что обычный самогонный аппарат не обладает заметной укрепляющей способностью, в лучшем случае пара теоретических тарелок, в отбор пойдут не достаточно сконцентрированные головы, что приведет к большим потерям спирта вместе с головной фракцией.

Решением этой проблемы является ректификация.
При помощи колонны/дефлегматора имеющие большое число теоретических тарелок производится концентрирование голов. При этом мы отбираем малое количество концентрированных голов, но за счет высокого флегмового числа, мы обеспечиваем кипячение куба большой мощностью, чем обеспечиваем большую скорость вываривания голов из кубового содержимого.

Существуют два подхода к ректификации.
Первый - ректификация на насадочной или тарелочной колонне. При этом на каждой ТТ происходит полная конденсация и переиспарерие.
При высоком ФЧ текущая сверху вниз флегма захватывает с собой головные примеси и уносит их обратно в куб. Это является очень негативным фактором мешающим концентиированию голов при работе колонны с высоким ФЧ.
Приходится на каждой тарелке делить коэфициент ректификации примеси на величину ФЧ. В результате концентрация пиимеси от тарелки к тарелке растет гораздо медленнее чем хотелосьбы.

Есть альтернативный подход, использаемый в БКМах - парциальная конденсация.
При движении вверх по обратному холодильнику обеспечивающему частичную конденсацию без переохлаждения, происходит конденсация преимущественно тяжелых фракций, а головные примеси продолжают лететь вверх.

Но для эффективной работы метода парциальной конденсации требуется избежать переохлаждения пара и флегмы, т.е. требуется работать на очень малом перепаде температур. Что порождает  необходимость в большой площади теплообменника. У этого метода есть большой недостаток - очень жесткая регулеровочная характеристика охлаждение/отбор.
Малейшие изменения нагрева или охлаждения приводят к очень сильным колебаниям скорости отбора.

Данное сообщение содержит в себе предложение направленное на снижение остроты последней озвученной проблемы.

Обычно БКМ работает при атмосферном давлении. После восходящего холодильника идет нисходящий холодильник обеспечивающий системе непосредственную связь с атмосферой.

Если мы имеем сложности с очень точным дозироварием охлаждения нашей колонны мы можем в качестве пераметра регулирования нашей системы ввести дополнительный параметр - давление.

Поставив клапан между восходящим и нисходящим холодильниками мы поднимем давление в восходящем участке. При этом возрастет температура конденсации паров, возрастет перепад температур пар/хладогент, и как следствие эффективность охлаждения.
Система получется саморегулирующейся!
Колонна, в каждом своем сечении останется работать в режиме парциальной понденсации, но в целом начнет работать на себя.
Приоткрывая клапан мы сможем дозированно отбирать концентрированные головы в паровой фазе.
Т.к. вся конструкция будет работать на высокой мощности  нагрева она будет обеспечивать высокую скорость голов.

ЗЫ: прошу всех подключаться к обсуждерию.

Обычно БКМ работает при атмосферном давлении. После восходящего холодильника идет нисходящий холодильник обеспечивающий системе непосредственную связь с атмосферой.Kotische, 06 Дек. 16, 07:05

Поставив клапан между восходящим и нисходящим холодильниками мы поднимем давление в восходящем участке.Kotische, 06 Дек. 16, 07:05

Система получется саморегулирующейся!Kotische, 06 Дек. 16, 07:05

Я бы сказал - самоликвидирующейся

Вроде французы избавляются от голов повышенным давлением но температура и давление там не детские. 

АлександрП, смешно
Открою тебе тайну - существуют сантехнические клапана открывающиеся при превышении давления.
Никто не призывает из самогонного аппарата автоклав делать  :)

температура и давление там не детскиеМосквин Игорь, 06 Дек. 16, 08:44

Эээ.... это уже видимо с химией связано...
Я так далеко в своем предложении не думал

Первая цитата:
В обычном цикле самогонного апарата и на теоретической тарелке ректификационно колонны мы имеем ПОЛНУЮ конденсацию пришедшего пара.
В случае переохлаждения флегмы имеем тот же самый эффект.
Получиашаяся флегма течет вниз и увлекает примесь вниз.

Подбирая температуру холодильника такой чтоб тяжелые фракции начали конденсироваться, а легкие ещё нет, получаем обогащение летящего вверх пара лёгкими фракциями.

Вторая цитата:
Раз начало повышаться давление, значит холодильник не справляется, значит имеет место частичная конденсация, но охлаждения не хватает чтобы сконденсировать все тяжелые фракции и их избыточное количество ломится на выход.
Нужно усиливать охлаждение.
Этого можно достичь двумя путями, понизив температуру хладагента, либо повысив температуру пара.

Kotische, хочется добавить еще один тип аппаратов укрепления и разделения фракций - многотрубная мультипленочная колонна с самоохлаждением возвратной флегмой (рисунок).
Опыт работы с ней как при атмосферном давлении, так и при вакууме показывает ее саморегулирование и хорошее разделение примесей за счет использования в качестве промежуточного теплоносителя возвратную флегму. Причина саморегулирования - очень малый перепад температур между восходящим паром и флегмой в межтрубном пространстве. Конструкция обеспечивает по мере роста температуры в кубе пропорциональный рост температуры как в паре, так и во флегме.

Однако в зависимости от спиртуозности содержимого куба требуется подбор режимов работы.
К примеру при перегонке браги целесообразно отбор голов (ЭАФ)_ и подголовников(с изоамиловым спиртом) проводить без укрепления (накопления флегмы в межтрубном пространстве) в покапельном режиме, регулирую мощность нагрева.
При перегонке высокоспиртуозных (от 40 и более) растворов целесообразно проводить отбор голов в режиме с укреплением (накопление флегмы в межтрубном пространстве).
Регулировка уровня флегмы в межтрубном пространстве позволяет менять флегмовое число (в нешироких пределах) и получать требуемое качество дистиллята.

Kotische, мысль твоя, в сухом остатке, красива. Если ее додумать, то, видимо, можно сделать реально регулируемую парциальную дефлегмацию.
Вот только - на хера оно нужно?
)))
когда есть простейший жидкостной дефлегматор.

Я это к чему.
Здравомыслящий человек
а) ставит перед собой задачу
б) просматривает палитру возможных решений
в) выбирает из нее наиболее простое, из доступных ему.

Так вот, повышение давление ведет лишь к росту производительности холодильника - при этом много чего усложняется...но я не об этом.
Задачу ты поставил, правда как то невнятно, либо я не понял. Палитру ты озвучил еще более невнятно. и предложил подумать над не самым, ох, не самым простым вариантом.

Вот я и спрашиваю - на фига козе баян?)))

Да вот как то осенило меня понимаешь идеей...
А я сдуру взял и поделился с обчественностью ))))
Онож подумать о всяком разном с разнах сторон завсегда приятно и полезно. Гимнастика для ума понимаишь! )))
Это ты все идеи сразу в бизнес применяешь, а мне их применять некуда, вот и делюсь с обчественностью. )))

Читал у некоего грека
(не то Эвклид, не то Страбон)
Что вреден духу человека
Излишних мыслей ...

Добавлено через 1мин.:

)))

я, понятно, дилетант, работаю на прямоточнике. знакомый показал бражную колонну и источник, откуда построил эту колонну.
Уверяет, что  работает отлично. ее принцип, как я понял, парциональная конденсация. колонна медная, ибо из нержи нельзя получить тепловые характеристики переноса тепла, как у меди ( у меди пишут - эта характеристики выше нержи в 20 раз). вот ссылка с чертежом и описанием принципа работы. примеряюсь построить такую для дистилляции.  но сомневаюсь: уж очень сладкие возможности в ней по словам автора и последователей. Гляньте, уважаемые теоретики!    http://distillate.rx22.ru/...2b34a910e82b394

Поставив клапан между восходящим и нисходящим холодильниками мы поднимем давление в восходящем участке.Kotische, 06 Дек. 16, 07:05

разница давлений — очень интересно и очень давно реализовано.
если посмотреть с одной стороны на аламбик, а с другой на уравнение непрерывности Бернулли, то вот она и разница давлений, причем без клапанов...

Добавлено через 10мин.:

если дальше стабилизировать охлаждение, которое на аламбике воздушное, а значит слабо предсказуемое, то можно сделать тот же аламбик с водяной дефлегмацией. в каталоге у СиВ есть конус аламбика с рубашкой, два конуса соединеных широкими частями — почти аламбик. запитать их рубашки можно водой уже прошедшей через дефлегматор. если есть конус с рубашкой, технически очевидно не предельно сложно сделать и луковицу аламбика с двумя рубашками на каждом из конусов луковицы аламбика21.