Проект. Гибридная перегонка с разделением фракций.

При достаточной площади и проходном сечении пропусаются только компоненты с температурой кипения выше заданной. Потому не нужно делать отбор в опрелеленных точках - перегон идет дробно, от голов. Сначала отбираются "головы", потом уменьшением разрежения выставляется температура на "тело". Кто хочет дистиллят - подпускает "хвосты", увеличивая температуру на несколько градусов. Все управляемо и предсказуемо.JK15, 18 Дек. 14, 11:40

Как все сложно.

Пары СС пускаются последовательно в три теплообменника:
первый с температурой 90° конденсирует хвосты,
второй - 70° конденсирует тело,
третий - 20° конденсирует головы.

В теплообменниках нужно организовать принудительную циркуляцию воды, чтобы температура была равномерной по всей поверхности теплообменника. Изменяя температуры первых двух теплообменником регулируешь состав получаемых продуктов.

Как все сложно.

Пары СС пускаются последовательно в три теплообменника:Взводатор, 05 Февр. 15, 13:14

Три теплообменника это не сложно :-). При нормальной автоматике один агрегат выделяет все, что прикажет хозяин. Х.з., мне проще сделать расширенное управление, электроника сейчас на порядок дешевле механики. Например http://eldigi.ru/articles/termostat_na_attiny2313_ds18b20

Итак, коллеги, мне дали отсрочку в военкомате, радостными руками возобновил свои экзерсисы. С этим военкомом увы мне, увы - до сих пор у тещи приходится заправлять тару. Хотя, дистиллятор я делал, вместо сухопарника перед холодильником влепил метр трубки в спираль на подъем, трубка 15мм. Даже без обдува качество бормотухи возросло на порядок, уже вполне можно употреблять. Это при том, что мама брагу делает вода-сахар-дрожжи и маринует ее три недели...
Заканчиваю бак для ферментации-перегонки, чего-то мне не нравится парогенератор, решил делать на электрике, вот чего получается с нагревателем. Ес-сно без кожуха фото. 2кВт максимальная мощность. Комплект "бигудей" купил за 230 гривен, протянул 13 метров (22Ом), без навивки, швэдского Кантала А1 (1400С рабочая

), из личных запасов, но можно любой подходящий нихром... Сложнее всего было эту байду зафиксировать на бидоне, чтобы не сползла, когда бидон под вакуумом усядет. Вроде нормально получилось, если кто собирается повторять, конструктив распишу подробно.

Ярослав поясни почему такой нагрев. Вакуум для экономии энергии?

Нагреватель размазан по площади, чтобы не пригорало при перегонке. Надеюсь, получится эквивалент геморойного парового. Дальше фото будут - еще автомат миксер, перемешивать субстанцию на всех этапах. Ферментация, брожение, перегонка. Вакуум не для экономии энергии. Гнать собираюсь под разрежением, чтобы не превысить в баке 60 градусов. У меня под боком лес с богатейшим источником плодового сырья. Во избежание вредных химических реакций. Также, начитавшись теории, для варьирования коэффициентами ректификации фракций. Есть мысли, но я совершенно в другом разделе физики работаю. Буду пробовать, может, нихера не выйдет, но нужно хотя-бы попытаться.

Перегонка при пониженном давлении. Вакуумная перегонка подразумевает дополнительное весьма громоздкое оборудование, потому решил использовать степени разрежения, дающие рабочую температуру в кубе в районе 40-50 градусов. Это уже не привносит в продукт посторонних миазмов из-за разложения составляющих браги, или СС, но позволяет обойтись без холодильника.JK15, 16 Дек. 14, 22:45

Дружище... Сразу несколько вопросов:
- Ты собираешься перегонять брагу, в которой СО2 дофига, и который не конденсируется. И его настолько дофига, систему нельзя один раз откачать, и пойти пить пиво, будь система хоть идеально герметичной. Т.е. всё равно нужно будет городить огород с постоянным откачиванием и автоматикой регулировки.
- Ну и чем это компактнее и дешевле НБК? Автоматика дороже, датчики дороже, система требует более бережного обращения... Ну разве что ради интересной поделки.

2) Для разделения СС на фракции планирую использовать лабиринтные аппараты, охлаждаемые до определенной температуры.JK15, 16 Дек. 14, 22:45

Т.е. аналог колпачковой колонны, размещенной горизонтально шоль? Только вместо бесплатной гравитации использовать температуру, за которой еще и смотреть надобно вручную? Ну на крайняк автоматику вешать. Зачем целенаправленно усложнять простые вещи, без видимого профита?

Не, работать-то будет... Но как-то уж больно затейливо, и дорого в металле. Да и громоздко.

Дружище... Сразу несколько вопросов:
- Ты собираешься перегонять брагу, в которой СО2 дофига, и который не конденсируется. И его настолько дофига, систему нельзя один раз откачать, и пойти пить пиво, будь система хоть идеально герметичной. Т.е. всё равно нужно будет городить огород с постоянным откачиванием и автоматикой регулировки.
- Ну и чем это компактнее и дешевле НБК? Автоматика дороже, датчики дороже, система требует более бережного обращения... Ну разве что ради интересной поделки.Александр Ф, 10 Марта 15, 11:11

Совершенно согласен по всем пунктам. Но есть нюанс. Так сложилось, что в Киеве сейчас мрачно с металлообработкой :-( А всякая автоматика есть лично у меня в наличии, 30 лет этим занимаюсь. Куча комплектовки годами пылится без дела, куда ее еще, как не в мирных целях? :-)

Т.е. аналог колпачковой колонны, размещенной горизонтально шоль? Только вместо бесплатной гравитации использовать температуру, за которой еще и смотреть надобно вручную? Ну на крайняк автоматику вешать. Зачем целенаправленно усложнять простые вещи, без видимого профита?
Не, работать-то будет... Но как-то уж больно затейливо, и дорого в металле. Да и громоздко.Александр Ф, 10 Марта 15, 11:11

С колпачковой колонной наверное не понял, там немного другой принцип, как я думаю. Колпачки придумали для другого эффекта. В лабиринте нет прохода пара через окна, закрытые флегмой. То, что в интернете намалевано (лабиринт под углом, наклонный, это действительно похоже на колпачковую колонну), я х.з., будет ли оно работать вообще.
Что касается автоматики... Начальные навыки работы с электроникой позволят за день собрать вот это (мне на макетной плате пару часов, с силовой частью, на фото обезьянник, насыпал за час, проверить и подобрать прошивку)

Дискретность и точность 0,1С после калибровки. Разброс показаний у двух опробованных экземплярах датчиков 0,1С. Схемы, описания и прошивки здесь: http://eldigi.ru/articles/termostat_na_attiny2313_ds18b20 На том ресурсе много всякого полезного, все рабочее. Но, опять же, есть мелкие нюансы. Напр. в приведенном в примере термостате подключение датчика в схеме на сайте указано неправильно - вывод питания следует подключать не на общий, а на +5В, у меня иначе не заработало. Собственно, это автор вводит некую "защиту от дурака", уж не знаю, зачем. Помимо этого все заработало без проблем, а такие тараканы вылавливаются за пару минут прочтением заводской документации.

С колпачковой колонной наверное не понял, там немного другой принцип, как я думаю. Колпачки придумали для другого эффекта. В лабиринте нет прохода пара через окна, закрытые флегмой. То, что в интернете намалевано (лабиринт под углом, наклонный, это действительно похоже на колпачковую колонну), я х.з., будет ли оно работать вообще.JK15, 10 Марта 15, 21:15

Ну... Смотри... У тебя разве не получается система, с большим количеством сухопарников, у которых ты регулируешь температуру стенок (насколько я понял твою схему). Причем говоришь о калибровке датчиков с точностью в 0,1 градус. Вот только исходишь из предположения, что: а) поток пара более-менее ламинарный; б) что нет градиента температур в поперечном сечении; в) распределение молекул по температуре представляет собой дельта-функцию. Первый пункт не выполняется на поворотах потока (~ 5 радиусов канала); второй пункт не выполняется: ближе к стенкам (теплообменнику) теплообмен идет более интенсивно; третий пункт не выполняется вообще никогда (распределение молекул газа по температуре). Поэтому сухопарник в процессах разделения по-любому менее эффективен, чем мокропарник (в нем начинает выполняться предположение б), отсутствие слива высококипящих на предыдущий мокропарник приводит к "пролету" последних в следующие камеры, без возможности их оттуда убрать (следствие ошибки в твоем предположении в), и, наконец, отсутствие пробулькивания пара через конденсат, позволяет переиспариться низкокипящим (которых, опять-таки, дофига из-за неверности предположения в) только с поверхности, а не со всего объема.

У тебя не получится автоматикой обойти базовые закономерности, которые ты пока, как мне показалось, недопонял. Да, она позволит реализовать твои хотелки, но ты упрешься в физику.

Ну... Смотри... У тебя разве не получается система, с большим количеством сухопарников, у которых ты регулируешь температуру стенок (насколько я понял твою схему). Причем говоришь о калибровке датчиков с точностью в 0,1 градус. Вот только исходишь из предположения, что: а) поток пара более-менее ламинарный; б) что нет градиента температур в поперечном сечении; в) распределение молекул по температуре представляет собой дельта-функцию. Первый пункт не выполняется на поворотах потока (~ 5 радиусов канала); второй пункт не выполняется: ближе к стенкам (теплообменнику) теплообмен идет более интенсивно; третий пункт не выполняется вообще никогда (распределение молекул газа по температуре). Поэтому сухопарник в процессах разделения по-любому менее эффективен, чем мокропарник (в нем начинает выполняться предположение б), отсутствие слива высококипящих на предыдущий мокропарник приводит к "пролету" последних в следующие камеры, без возможности их оттуда убрать (следствие ошибки в твоем предположении в), и, наконец, отсутствие пробулькивания пара через конденсат, позволяет переиспариться низкокипящим (которых, опять-таки, дофига из-за неверности предположения в) только с поверхности, а не со всего объема.
У тебя не получится автоматикой обойти базовые закономерности, которые ты пока, как мне показалось, недопонял. Да, она позволит реализовать твои хотелки, но ты упрешься в физику.Александр Ф, 10 Марта 15, 22:10

Минуточку... :-) Посьба не путать физику лабиринта с ректификационной колонной. Там другое. Поток пара совсем не ламинарный, наверное даже добавлять наполнитель в верхние отсеки буду. Возможно, получится сделать одну стенку из стекла, посмотрим, как оно варится :-). Лабиринт в принципе то же, что делает Алексей, разновидность пленочной колонны, но более усложненная слесарка. Сейчас бы делал иначе, но устройство уже спаяно. Никаких градиентов на перегородках не предвидится, медь 4мм уберет все, десятые доли градуса не в счет. Мне управляемый недоректификат нужен. Собственно, если этот девайс погрузить в ПТН, будет тот же эффект, что у КТ. Я делаю отбор тепла несколько иначе - стабилизацией температуры теплоносителя (вода). При этом градиент теплоносителя вход-выход должен быть минимальным, большая скорость потока. И есть отличие - теплоноситель подается сверху, т.е. автоматически внизу температура выше. Оно кажется сложным, в конструктиве много бонусов получается даром. Главное, что оно управляемо. И самое главное - работает, проверено! Из вонючего самогона второй перегон дает чистейший спиртик, от казенки не отличить. Или, если ночь дежурить, прямо из браги спиритус получали. Но тогда действительно с автоматикой напряг был, в 80-х собрать достойный термостат уже почти нерешаемая проблема...

Просто смотри, ты планируешь работать на 40-50 градусах. Если по воде, то это 0,1-0,2 атм. Соответственно... Собственно при приведении к нормальному давлению, эквивалентная щель будет уже, или шире на порядок? (вечер, голова туго соображает)

И технологический вопрос: а как ты его пропаивал? Не очень понимаю, как в лабиринт в конце работы паяльник запихнуть )

Просто смотри, ты планируешь работать на 40-50 градусах. Если по воде, то это 0,1-0,2 атм. Соответственно... Собственно при приведении к нормальному давлению, эквивалентная щель будет уже, или шире на порядок? (вечер, голова туго соображает)
И технологический вопрос: а как ты его пропаивал? Не очень понимаю, как в лабиринт в конце работы паяльник запихнуть )Александр Ф, 11 Марта 15, 00:51

Для 50 градусов вроде 0,2-0,3 Атм, не суть важно. Помпа есть достаточно мощная (от вакуумной печи), вытянет до 10 мм рт.ст. остаточное. Судя по найденным графикам с понижением давления зазор увеличивается (у примесей растет КР). Более важно, что их намного меньше образуется в процессе перегонки. Нужно пробовать, пробовать и пробовать...
Такие монстрики паяются только горелкой. Мощной горелкой, и с матюками, там хороший пропай нужен для теплового контакта. Трубки и торцевые крышки паяются уже с предварительным подогревом всей байды до 180-200 градусов, иначе никак. Очень геморойно, тупо повелся на отработаный конструктив, а можно было сделать гораздо изящнее и проще. Следующую наверное так и исполню, под 2-3кВт мощности...

В связи с определенными обстоятельствами реализацию малость затянул. Ну, брага выходила (колхозный инвертный сахар с вареньем, вонючие хлебопекарские дрожжи), осветлил, собрал вершки, перегоняю. Запущена первая очередь комплекса. На предмет определить баланс мощностей подачи-отбора тепла. На картинке общий вид, с топорным подобием дефлегматора.
http://i004.radikal.ru/1509/18/b217b5a29c3f.jpg
Метровая трубка ф15, свернутая в спираль, припаяны ребра, обдув вентиляторами. Блок управления получает информацию от датчика на выходе импровизированного дефлегматора, включая-выключая нагрев бака. Перегон под разрежением, 0,75 АТм, управление помпой электромеханическое.
Что получилось. Тело идет 60об%, явно не хватает рассеивания тепла на "дефлегматоре". Собственно, оный ставился, как для предварительного прогона, для получения крепкоградусного СС. По результатам пробы - продукт зело вонюч (дрожжи САФ-Левюр, чтоб им). Но, удивительно мягок и толерантен. После химочистки и вторго перегона пойдет на хреновуху.
Теперь выводы по аппаратуре. Меняя интенсивность обдува спирали "дефлегматора", определенно, для получения качественного дистиллята не нужно заморачиваться страшными конструкциями. Спираль из 3-х метров ф15 даст тело больше 70-ти градусов из браги, при подводе 1-1,2 кВт на 30 литров. При разрежении 0,75. Автоматика - один датчик на выходе спирали, релейный режим. Выяснился серьезный баг - датчик должен быть максимально развязан по тепловому контакту с холодильником и спиралью "дефлегматора". Отбор тепла водой холодильника зело значительный, меньше влияет обдув спирали. Конструкция временная, удалось вогнать только в релейный режим - полоса пропускания по датчику 1,5-2 градуса, от выставленной вверх 0,5. Ну, и так хорошо :-).
Второй серьезный проёб - клапан вакуумпомпы. Только промышленный с трактом их нержавейки. Идет отпотевание, ржавеет и клинит. Насос на автоматику тоже только безмасляный мембранник. Роторный и поршневой здохнет быстро (по-любэ, где-то травить будет, нужна подкачка). Более, клапан нужен, дабы в момент выключения стравливать вакуум в насосе, иначе мембранник клинит. Автоматика должна обеспечить запуск помпы на атмосфере, задержка 300-500мС, только потом включение в систему. Чуть не сжег помпу ценой 300 евро...
ПС Температура браги 55-60 градусов, на выходе от 45 для голов, до 50 для выхода хвостов. На фото холостой ход на индикаторах. Настроенная автоматика позволяет запустить вечером, пойти играть в шахматы до 3-х ночи, скорректировать температуру, и с чистой совестью давить клопа до 6 утра. :-)

Добавлено через 9дн. 23ч. 30мин.:

Дабы не лезть в чужие темы... Прямо сейчас идет перегон с приставкой в виде метровой спирали с припаянным радиатором. Обдувается эта конструкция вентилятором. Фото в предыдущем посте. По результатам - если ставить 2-3 метра трубы ф15 с напаянными ребрами и хорошим обдувом - на выходе продукт, аналогичный КТ от АлексеяТ. Спираль с радиатором зачастую проще сделать, чем хороший КТ. Автоматика имеет место быть (нынче это, как два пальца...), но отсутствует опасная жидкость, желающая взорваться. Более того, гоню под разрежением -0,8, и не нужно подбирать компоненты заливки КТ. Т.е., все можно реализовать с помощью тривиальных железок и микросхем, без риска получить выхлоп ядерного топлива в ванной :-).
ПС Тяжко с контролем разрежения, поверьте, ни один механический прибор не сделает стабильное разрежение. Контакты и трение механики дают непреодолимый гистерезис. Только датчик, электроника и клапан, забирающий из вакуумного ресивера. Клапаны нужно ставить исключительно из нержавейки, лезут пары и угандошивают механику, как ни смазывай. Из затора 6,5 кил в основном кукурузы с трудом получил 3 литра 40% сэма, срочно надо :-). Зачетный, хвосты не прошли, голов немного осталось после отбора, но, бля, вакуум был нестабильный и первый перегон. Мне на сл. выхи надо было заготовить пару литров, не покупать же на месте...

Добавлено через 109дн. 6ч. 38мин.:

По итогам. Перед НГ таки собрал с зернового на второй перегон. Перегнал. 78 после смешивания всего со всем. Жалко потраченного времени на х.з., которое уже и не будет устанавливаться. Метровая спираль перед холодильником с радиатором и обдувом (см. фото) обеспечивает зверское укрепление и отсечку хвостов. Все мои монументальные конструкции и на не на... Никаких бурбуляторов и кипящего ацетона...
Органолептика. Легкий запах и привкус исходного сырья (кукуруза). После сортировки до 43об углевание через кокосовый, 3л/час. После 2 недель отстоя плавают какие-то странные артефакты, похожие на карбоновые нанотрубки... Фильтровал.
Тест-драйв. Пулю писали долго, с 15-00 до 01-00. Ушло на четверых 2,5 литра, не закусывали (по органолептике и не требовалось). Очень мягкая, кажется градусов 30, после казенки... Башка соображает, 100 вистов общий проигрыш в сочинке 70 (писали долго, ибо с лирическими отступлениями). С местной водки мы бы умерли. На сл. день к обеду все были полностью дееспособны, выхлопа почти не было. Вот такая х..ня получилась... Какие там ступенчатые дефлегматоры с контролем температуры? Удлинить предварительную спираль до полутора метров, и все. Зачем я так заморачивался? Каюсь...
ПС Перегонка под разрежением 0,75 атмосферного с контролем температуры (управляется мощностью нагрева куба) на входе холодильника.