Плавный отбор спирта

Еще хорошо бы дополнить эту схему переключателем на три положения.
Открыт-Работа-Закрыт.
Для удобства работы в начале и конце ректификации

А я по простоте душевной - вообще уже заблудился. ...
Скажите - а это в принципе не то же самое - что взять весь объем спирта перегнанного через колонну,
и разделив пополам - перегнать еще раз, и полученный спирт - слить вместе с первым.

Или еще лучше - перегнать весь спирт - через колонну дважды.

А те все эти танцы с бубном вокруг клапанов, коэффициентов отбора и возврата - меня сильно напрягают.Zapal, 23 Марта 09, 06:40

Во во. Согласен. В гамаке и стоя.
...
Имея объем испаряемого спирта, можно определить оптимальный отбор (примерно 1/3 в режиме отбора тела и меньше на хвосто-головных участках).
Altair, 23 Марта 09, 07:14

Альтаир - ты это серьезно или пытаешься грубо упростить вопрос для новичка? Ты почитай внимательно его вопросы, у него и так в голове полный кавардак, а ты его еще и подначиваешь.

Запал, колонна дает результат заметно лучше, чем, примерно, 50 отдельных перегонок и именно из-за того, что в ней есть цепь автоматической обратной связи по температуре верха колонны, которая замыкается именно возвратом флегмы из дефлегматора в колонну. Поэтому флегмовое число (ФЧ), которое характеризует эту обратную связь - исключительно важный параметр. Если ты уменьшишь его ниже некоторой величины, которая зависит от параметров колонны, мощности и концентрации спирта в баке, колонна станет работать как обычный самогонный аппарат (СА), т.е. примерно в 50 раз хуже. Именно поэтому все его так тщательно регулируют.

Плавная или дискретная регулировка отбора - вопрос вкуса и возможностей, можно и так и так. Разница в том, что при плавной регулировке можно обойтись без лишней ручной работы по измерениям и подгонкам ФЧ.

Альтаир - ты это серьезно или пытаешься грубо упростить вопрос для новичка?Rudy, 23 Марта 09, 11:45

ХЗ. Я понимаю так: есть некий объем сконденсировавшегося в дефлегматоре "нечто". Отношение того сколько этого жидкого "нечто" вернем обратно к тому сколько возьмем наружу - это флегмовое число.
Вот что бы понять сколько же "нечто" у меня испаряется-конденсируется-стекает-испаряется-снова конденсируется и т.д. я и делал измерительные прогоны колонны на воде. Т.к. вода дешева, доступна и параметры ее хорошо известны и однородны во времени. Считаю в качестве испытательной жидкости походит отлично. Что сложного в том что бы полученные на воде параметры пересчитать в параметры перегонки спирта?

...при плавной регулировке можно обойтись без лишней ручной работы по измерениям и подгонкам ФЧ.
Rudy, 23 Марта 09, 11:45

Этто как это так плавность исключит измерения и подгонки? Или все же "плавность" подразумевает наличие информации о текущем расходе?
Мой ШИМ имеет вполне конкретную разрешающую способность в 1%. Или этой плавности мало?

На воде правильные параметры не получить, да это и не нужно.
На счет 1% - это ты себе льстишь. электрически - да, но есть еще и механика. Да и вопрос буферного объема. Но не суть, твой подход вполне приемлем.
А по поводу определения правильного ФЧ - расчетный способ не годится принципиально. Цифра ФЧ=3 - это то-ли Серж то-ли Кулинар для своей колонны установили, а все теперь это прилагают к любым колоннам. На моей колонне оптимум - ФЧ=5 (мочалки нерезанные, 90 см насадки), для твоей - ближе к 3.

Правильное ФЧ и его зависимость от концентрации в баке можно определить проведя две серии измерений зависимости крепости дистиллята от ФЧ - при 40% и 10% в баке. Это конечно довольно трудоемко и не очень точно - плывет концентрация в баке, но зато сразу дает точную информацию для установки ФЧ.

Но можно и проще. Я например просто при нескольких ректификациях с разными ФЧ отследил зависимость крепости дистиллята от концентрации в баке (по температуре кипения при фиксированном давлении). Результат аналогичный - я точно знаю какое ФЧ нужно при текущей крепости в баке. НО!!! Этот результат индивидуален для каждой колонны!

Да, еще забыл сказать. На мой взгляд есть неплохой способ определится с требуемым ФЧ автоматически - по температуре в 1/3 колонны. Или ниже, но не выше. Очень хорошо все видно. Потихоньку увеличиваешь ФЧ до тех пор пока температура не начинает плыть и засекаешь эти точки для разных концентраций в баке. Получаешь опорную кривую и используешь ее с нужным множителем для задания ФЧ.

Не вижу никакой разницы между 1/3 и 2/3 колонны все равно это еще не дефлегматор.
Поясни почему именно внизу - дырку ковырять крайне неохота лишнюю...

Дырка не нужна, датчик достаточно прислонить к колонне под теплоизоляцией. Только для ДС18 - правильный тепловой коннектор сделать - взять плоскую медную полоску, один край- обернуть с наятягом под ДС, второй согнуть под радиус колонны.

Ты так и не обьяснил, почему именно в 1/3 и чем оно там отличается от 2/3.
А?

Еще хорошо бы дополнить эту схему переключателем на три положения.
Открыт-Работа-Закрыт.
Для удобства работы в начале и конце ректификации
игорь223, 23 Марта 09, 09:56

Согласен. В данном случае вопрос облегчается тем, что:

1) клапан стоит в конце спиртопровода; в начале процесса нет давления, достаточного для его заметного пропускания - и только когда спиртопровод заполнится жидкостью, давление ее столба сделает пропускание значимым, но оно уже и должно быть таким в это время

2) хвосты не вытягиваю

Я это уже 10 раз объяснял. Положение датчика при системе управления Игоря определяет какая часть колонны будет работать нормально. Поствишь на 2/3 - будет работать только верхняя треть колонны, поставишь на 1/3 - будут работать верхние 2/3 колонны и т.д.

 А поставишь в кубе - вообще вся колонна будет в шоколаде...

Рост температуры в теле колонны при росте отбора не говорит о том, что колонна работает ненормально. Рост говорит о том, что вверх лезут высококипящие фракции.
И, думается мне, рост этот происходит почти одновременно по всей высоте, вплоть до дефлегматора. По крайней мере я так это у себя наблюдаю. Просто в дефлегматоре растут сотые, а в низу колонны - десятые и градусы - смотря на какой стадии "отобранности спирта" процесс находится.
Так что мне думается, что метод определения ФЧ будет работать и для 2/3 вполне нормально.

Думаю, что с ростом частоты следования импульсов оба способа отбора сходятся по результатам.

Метод как таковой еще не выработал. Пока экспериментировал так: сначала устанавливаю минимальную длительность открытий клапана и максимальный интервал между импульсами; при этом колонна близка к работе на себя. Жду когда стабилизируется температура в приемной шайбе и спиртопровод полностью заполнится жидкостью. Затем увеличиваю длительность открытий - и дальше уже все на чутье Скажем, по опыту знаю, что при таком-то размере пламени горелки надо отбирать примерно 10 мл/мин, чтобы процесс пошел хорошо. Надо, конечно, на электронагрев переходить.

Вот схема:
Reflux, 23 Марта 09, 09:05

Рефлукс, попробуй заменить один перем резистор терморезистором, в каких пределах будет изменятся отбор в зависимости от температуры в интервале 80-100град?

Рефлукс, попробуй заменить один перем резистор терморезистором, в каких пределах будет изменятся отбор в зависимости от температуры в интервале 80-100град?
Селянин, 23 Марта 09, 17:40

Совет я не понял. О какой температуре речь? Если о температуре "вверху" - т е в приемнике колонны, то там интервал не такой, а существенно у'же. Если внизу, в кубе, то это непоказательно. В любом случае, примерно линейная зависимость R(t) терморезистора не для этих дел. Тут, при небольших разбросах всего и вся рулит релейное регулирование, при малых - можно еще почитать о П, ПИ и ПИД регуляторах, а в реальности, мне кажется, надо на ИИ (искусственный интеллект) смотреть, эвристики всякие, правила. Самое главное, мне кажется, не надо систему учить тому, что еще сам не понял

Альтаир, для регулировки расхода совсем не обязательно знать его конкретную величину в данный момент. Достаточно знать только одно - избыточен он в данный момент, или нет. Если избыточен - делаем меньше, если не избыточен - слегка увеличиваем. Конкретная величина расхода может и интересная величина для статистики, но для управления она избыточна.

Руди, утверждая о необходимости устанавливать второй датчик ниже 1/3 колонны, не забывай указывать, что такие выводы сделаны при прогонах плёночной колонны - практически без насадки - с давлением в кубе несколько сантиметров.

Для насадочной колонны с гораздо большим удельным сопротивлением нижнее расположение может не подходить. Фирма "изобретатель", делающая очень неплохую технику, рекомендует делать замер второй температуры на уровне 300-400 мм ниже дефлегматора. Я согласен с их рекомендацией, она полностью совпадает с расположением второго датчика в моей колонне.
Так что тем, у кого в метровой колонне полторы мочалки растянуты на всю высоту, второй термодатчик по наблюдениям Руди лучше ставить в нижней трети колонны. У кого спиральная призма - по рекомендации "Изобретателя" второй датчик лучше ставить на 30-40 см ниже дефлегматора.

По поводу сильфонных систем.  В газовых водонагревателях широко применяются (применялись) сильфонные и биметаллические регуляторы газа. Зона нечувствительности - порядка 3-5 градусов, но поколдовать и сделать их более чувствительными можно. Но я сейчас настолько увлечен правильным ШИМом, что на всё другое не остаётся времени. Уже поддерживаю температуру охлаждения с точностью +-2 градуса (это 2% точности) и давление в кубе с точностью 10 мм.в.ст (это 1%). Если смогу повысить точность регулирования до 0,1-0,2%, можно будет говорить об автоматизации отбора с помощью схемы. Продолжаю работу, поэтому редко появляюсь на форуме.

Селянин, использовать терморезистор для автоматического управления отбором можно, но не в схеме мультивибратора. Суди сам. Если при изменении температуры на 10 градусов сопротивление терморезистора меняется с 2 до 3 кОм, то время открытого состояния клапана при изменении температуры на 10 градусов изменится всего в полтора раза. Этого недостаточно для регулирования.

Селянин, использовать терморезистор для автоматического управления отбором можно, но не в схеме мультивибратора. Суди сам. Если при изменении температуры на 10 градусов сопротивление терморезистора меняется с 2 до 3 кОм, то время открытого состояния клапана при изменении температуры на 10 градусов изменится всего в полтора раза. Этого недостаточно для регулирования.
Игорь, 24 Марта 09, 05:53

Да я в курсе это, мы уже обсуждали. Я к тому веду что вместо переменного сопротивления в одном из плечей надо поставить "усилитель сопротивления" котрый будет изменять своё сопротивлени в зависимости отR  терморезистора. Наверняка есть такие схемки.

вместо переменного сопротивления в одном из плечей надо поставить "усилитель сопротивления" котрый будет изменять своё сопротивлени в зависимости отR  терморезистора.Селянин, 24 Марта 09, 12:32

Ну ты загнул! Сегодня паять мультивибратор на транзисторах - то же самое, что и трением огонь разжигать.

Я сделал такую схему для стабилизации температуры охлаждения, но вместо терморезистора использовал специальный диод LM335. Можно и простой диод использовать, но нужно будет усиление в 5 раз больше. Это, кстати, не проблема. Но зато простой диод имеет гораздо меньший размер и легко влезет в самую тонкую гильзу-щуп.

Принцип такой. Двумя потенциометрами я могу установить нижний порог переключения и величину его превышения в градусах. Затем управление передаётся моему "мультивибратору".
Пока температура не достигла нижней границы, мультивибратор молчит и держит кран охлаждения дефлегматора закрытым.
Когда температура перевалила за верхнюю границу, мультивибратор тоже молчит, но уже в другом состоянии, при котором вода в дефлегматор подаётся на полную.
"Мультивибратор" пульсирует только тогда, когда температура находится между нижней и верхней границами, причем длительность импульсов, при которых подается вода тем больше, чем ближе измеряемая температура к верхней границе.

Почему я ухожу от терморезистора. Он нелинеен. Используя диод, я легко нормализую сигнал, а потом вижу температуру в виде цифры на вольтметре. Причем не только ту температуру, которая в настоящий момент имеется, а и ту, на которую я настраиваю.

Сегодня, усиливая сигнал в 40 раз, мне удалось поддерживать температуру воды с точностью до 1-2 градусов. На очереди - поддержание тем же способом давления в кубе с точностью до 50 паскалей (5 мм.в.ст). Натренировавшись с этими некритичными стабилизациями, я возмусь за управление отбором. Там "мультивибратор" должен будет пульсировать в очень узенькой вилке выходных температур - в передах 1-2-3 десятых градуса. Будем работать

я что то совсем заблудился. 
что мы в итоге хотим получить??  как я понимаю - мы хотим сделать степень отбора из колонны - пропорционально росту температуры в кубе.

приче не просто пропорционально - а точно повторяющую кривую кипения спирта.
причем довольно в узком диапазоне.  72-78 градусов.
причем эта зависимость не строго пропорциональна - а имеет некоторую нелинейность.

я предлагаю спецам - нарисовать такую диаграмму отбора спирта. идеальную - какая она должна быть теоретически.
1. она должна захватывать зону от самых низкокипящих фракций (головняк - идущий в отвал)
2. рабочую зону отбора спитра ( в этот момент наш клапан должен начинать работать) - регулируя степень отбора возврата в строгом соответствии с температурой в кубе.
3. граничная максимальная температура - здесь клапан должен закрыться. это хвосты.
но если мы хотим взять единственный параметр от тепрературы в кубе - то наш идеальный клапан просто не закроется. он может только открываться - от какой то минимальной температуры.

следовательно в конструкцию нашего чудо-регулятора нужно вводить еще один пороговый элемент.
работающий на отсечение хвостов.

в общем пока нет графиков температуры с зоной отбора - наш разговор безсмысленный.
растеклись мыслью по древу.

Спокойно, Запал.
Эта ветка началась для того, чтобы обсудить устройство, которое управляется электронно (например - величиной управляющего напряжения) И плавно регулирует отбор спирта из дефлегматора от нуля до максимума. Иначе говоря, изменяет флегмовое число ФЧ от бесконечности до нуля.
Только и всего.

А старшие товарищи начали параллельно обсуждать уже прикладные задачи - способы выработки управляющего сигнала и алгоритмов регуляции отбора при ректификации. Дело необходимое, но пока нет регулятора, алгоритмы не оценить и не проверить.

Завтра токарь доточит исполнительную часть игольчатого крана (надеюсь), проведем замеры по линейным перемещениям иглы и изменению потока спирта через жиклер - получим некоторую порцию информации для дальнейших измышлений.

Возврашаясь к теме крана.
Вот игольчатый кран в "классическом" виде - разобранный и в сборе. Сделан по чертежам Олега с небольшими доработками. Второпластовый жиклер иначе запрессован, чуть другие резьбы - но суть от этого не изменилась.
Если на внутренней части его снять резьбу - то он станет продольно-регулируемым. Такой вариант, думаю, завтра будет готов. Пока на этом проверю зависимость пропускной способности от линейного перемещения штока - на резьбе точнее можно снять зависимость. Результаты будут к вечеру - если руки дойдут