Практическое применение вакуума (точнее - понижения давления) в винокурении

нужно просто попробоватьигорь223, 20 Июля 16, 21:46

Вполне себе хватает силенок. Вот только нуля намерять никак не получается -- сколько пустого объема, столько и будет разрежение.
Исключительно на жидкости будет работать (

Как один клапан?

Добавлено через 13мин.:

Перегонял очередной ХОС.

Показания парового термометра (градусов) и крепость дистиллята при -850 мБар:

51 - 55%
51,3 - 45%
51,8 - 40%
53,2 - 35%
53,2 - 30%
53,6 - 25%
54 - 20%
54,5 - 13%
55 - 10%
55,5 - 5%

Температура дистиллята - 18 градусов, манометр врезан в куб.

например пятидесятикубовый шприц с парой обратных клапановmakh, 20 Июля 16, 17:12

Makh, твоя идея опять сработала)))
Если не заниматься отводом голов, а просто брать пробы крепости из отбора, то идея со шприцем реализуема, при некоторых ухищрениях.
При двух клапанах стопудово можно реализовать и отбор голов вручную!!)))

Я вместо перильстатики в отборник воткнул кусочек шланга с шприцом на конце, пережав шланг гофманом.

Так вот, в работе отпустил зажим и соснул шприцом на 10 кубиков.
5мл отсосал (на рефрактометре мне этой дозы за глаза достаточно)
Главное чтобы в системе не было воздуха
Обьем шприца вопрос второй, клапана - третий. Это - тактика.

Но стратегически идея - рабочвя!!!
)))

П.С. С третьего раза наловчился набирать полный шприц))) без вариантов, метода рабочая.

Небольшое продолжение. Точнее логическое подведение промежуточных итогов

Вот вчерашний вечер



Позже дополню соображения по дальнейшим телодвижениям
))

дальнейшим телодвижениямигорь223, 22 Июля 16, 14:41

Ждём стеклянную колонну...))

Итак, что имеем.

На срез сегодняшнего дня есть два варианта
1. Вариант перегонки с онлайн выводом конденсата из вакуумной зоны в атмосферную.

Плюсы.
Инвариантность относительно процесса. То есть что первичка, что дробный перегон, что дистилляция на колонне, что ректификация - штатное оборудование работает при пониженном давлении, и только.
Возможность оперативного контроля и "подставления баночки"
Отсутствие опасений о переиспарении крепкого дистиллята (скорее даже спирта) при повышенной комнатной температуре.

Минусы.
Необходимость надежного по времени, и достаточно производительного агрегата для откачки дистиллята из системы. При работе на давлениях ниже 10кПа остаточного давления - проблема на доступном железе, по краййней мере на срез именно сегодняшнего дня.

2. Использование вакуумированной емкости - приемника продукции

Плюсы.
Служит ресивером для вакуумного насоса. Практически гарантированно избавляет от необходимости предохранения маслянного насоса, самого бюджетного и удобного на практике.
Дешевле чем специализированная железка по онлайн-откачке


Минусы.
Не позволяет дробить погон без остановки, либо наличия двух-трех-десяти емкостей с переключателем потока.
Для организации отбора проб нужно дополнительное (хотя и самое примитивное) оборудование, в виде шприца.
Без допохлаждения при вторичке (или ректификации) есть шанс переиспарения жидкости, с вытекающими отсюда проблемами


3. Компромиссный вариант, когда приемная емкость есть, но есть и откачивающий из жидкостной линии насоса.
Наиболее громоздок, но позволяет щадяще относится к насосу, гоняя его только на головах.
Однако возникает вопрос хвостов (остановка, смена емкости, доотбор).
Впрочем, при остановке дважды (головы-тело-хвосты) в насосе опять же надобность отпадает.
Плюс невозможность автоматизации процесса (впрочем, при дробной кубовой дистилляции это всегда так)))...короче, думаю что эта схема - тупиковая.
Либо уж дешево и сердито, либо дорого и богато, мезальянс неприжевется. ИМХО, впрочем.

Вопрос на самом деле в том, для чего мы используем вакуум?
Если на чистую первичку - одно
НА однократную дробную перегонку - другое
Для ректификации или работы НБК при пониженном давлении (а не замахнуться ли нам, братцы, на такую поганку?))) - третье.

Короче говоря, нужно бы еще раз поставить перед собою цели - а потом уже ревизовать средства, на новом этапе осмысления возможных вариантов.
Ну и, теперь уж точно ничто не мешает электронику "добить", реалиовав тот или иной алгоритм.

Добавлено через 2мин.:

ДА, кстати. В плане автоматизации процесса первичной дистилляции.
Давление (достижение предельно максимального значения), при работе по алгоритму223, однозначно рулит, вчера проверял.

надежного по времени, и достаточно производительного агрегата для откачкиигорь223, 22 Июля 16, 23:34

А че шлюз, не годится? Не так элегантно как насос, конечно, но по времени да производительности вполне соответствует.

НБК при пониженном давленииигорь223, 22 Июля 16, 23:34

О да!
Терпеть ненавижу заниматься переводами, но ради такого дела готов всякие интересные цифирьки и расшифровку схемы из [сообщение #12713471] русифицировать .)

Шлюз на приводах?
Годится, но
1. По стоимости изготовления и цене нормальных (не колхозных, скажем так) комплектующих на круг выйдет дороже второй емкости. Плюс отдельная электроника на обслуживание.
К тому же второй кубик зачастую УЖЕ есть в хозяйстве
2. Не избавляет от некоторых колебаний давления в системе, что на предельном вакууме, когда производительность насоса много ниже, приводит к существенным потерям времени. К примеру, мой насос
литровый осушитель на -93кПа отсасывает примерно 2 минуты. А термометр при предельной скорости перегрет 95% времени. И ему каждые 40-50 секунд придется остывать, при сбросе давления и отсутствии дистиллята. Хорошо если процесс остывани уложится в паузу восстановления давления. А если нет, придется еще терять время.

Не знаю, насколько путанно я изьяснился, поскольку выкладываю не многочасовые наблюдения за системой, а выжимки в виде выводов. Но, когда и если ты посмотришь на логи (которых у меня нет(((, ты увидишь, что потеря производительности есть. Особенно когда сравнивать с тем состоянием, которое в системе возникает при стабилизации Ткипения и регулярных доотсосах.

Кстати, наблюдал прикольную картину. Когда мощность нагрева лишь слегка завышенна, по отношению к утилизационной способности дистиллятора,  насос почти не включается после отвода неконденсируемых газов.
Ну то есть тены работают так : 4-5 минут греют, потом полминуты перерыв. А насос включается на 10-15 секунд раз в 10 минут.

Можешь обьяснить, что и как?

Да, навалка в кубе при этом обьемом 50-80 литров (подсказка))). Впрочем, она тебе не нужна, это уточнение, а не подсказка...

Добавлено через 3мин.:

makh, переведи, конечно.
Любое знание нам пригодится, рано или поздно!

Кстати, наблюдал прикольную картину. Когда мощность нагрева лишь слегка завышенна, по отношению к утилизационной способности дистиллятора,  насос почти не включается после отвода неконденсируемых газов.
Ну то есть тены работают так : 4-5 минут греют, потом полминуты перерыв. А насос включается на 10-15 секунд раз в 10 минут.игорь223, 23 Июля 16, 08:07

игорь223, это не связано с временем погона? У меня во второй половине погона наблюдается каждый раз такой прикол: давление само падает при той же частоте включения насоса. То есть датчик настроен -847  -850 мБар. Тут давление начинает опускаться дальше до -855, -857 мБар в то время, когда насос уже молчит. Мощность стабильная, охлаждения с головой хватает.

У меня есть вариант, что с уменьшением количества спирта в парах повышается температура кипения жидкости и сооответственно уменьшается теплопередача, котел начинает перегреваться и выключаться на короткие промежутки времени, от этого давление и падает.. В следующий раз посмотрю внимательно за термометрами в эти периоды.


Помогите, товарищи, с пониманием еще одной фигни: У меня около 200 л браги. Сначала насос откачивает до -0,85. ПВК с брагой + 100 л приемных емкостей за 1ч 20 мин примерно. потом я включаю нагрев на полную мощность и давление спустя некоторое время начинает повышаться. до -0,750 мБар. Начинают идти головы. И вот тут начинаются качели: насос работает, давление восстанавливается и конечно энергия в баке заставляет его резко вскипать и пару раз получил брагу в дистиллят.

Это оттого, что у меня слабый насос и не справляется с откачкой при нагреве или от того, что резко даю нагрев?


Добавлено через 13мин.:

игорь223, еще вопрос: у тебя в колонне углевания стоит насос. Какая у него производительность и давление подачи? Если ним можно гонять сортировку то может у него  хватит сил прокачать один водоструйник небольшой? Производительность водоструйника в паре жидкость-жидкость думаю больше чем воздух-жидкость.

Возможно есть смысл, то проведу эксперимент и откачаю из свакуумированной емкости жидкость водоструйником.

Добавлено через 10ч. 10мин.:

Кстати, наблюдал прикольную картину. Когда мощность нагрева лишь слегка завышенна, по отношению к утилизационной способности дистиллятора,  насос почти не включается после отвода неконденсируемых газов.
Ну то есть тены работают так : 4-5 минут греют, потом полминуты перерыв. А насос включается на 10-15 секунд раз в 10 минут.игорь223, 23 Июля 16, 08:07

Если мощность слегка завышена, то происходит плавная стабилизация системы, в то время когда пары  занимают все свободное пространство вплоть до конца (низа)кожухотрубника и система имеет предельный объем который насыщен парами под давлением. Любое уменьшение их энергии приводит к падению давления - будь то уменьшение подачи мощности (перерыв в работе ТЭНов), увеличение подачи охлаждения, прочее..

игорь223,
Если у пивного охладителя допустим 8 контуров для пива - можно их последовательно включить, как считаешь? И использовать как автономку или вместе с ней.. Предлагают Тайфун 90 за смешную цену..

ustinovirb, если занимаешься ваккумом - бери!))
Сколько контуров неважно, больше чем возможно не охладишь. Но возможность использовать охладитель вместе с автономкой означает возможность получить на входе в дистиллятор очень холодную воду - что означает увеличить градиент температур пар-охлаждение. Следовательно, скорость ререгонки существенно растет!!

Вакуумом только собираюсь заняться, потихоньку собираю оборудование, за веткой этой тщательно слежу. С охлаждением есть заморочка - имею 2 автономки, сегодня заказал охладитель - нашел по 4000 руб. 2 шт - вобщем скоро начну...

Любое знание нам пригодитсяигорь223, 23 Июля 16, 07:07

Угу.

Много букав и картинко

Наличие нескольких противоречивых моментов в нижеприведенном тексте происходит из оригинала.

Коммерческое предложение вакуумного дистиляционного устройства для производства безалкогольного пива.

Бла-бла-бла.


Условия и параметры:

Вход:
- 300 л/ч пива с содержанием алкоголя 4% об. и 5 г/л углекислоты.
- температура пива 2 цельсия, избыточное давление 200-300 КПа.
- температура при дистиляции 45-50 цельсиев.

Выход:
- около 27 л/ч дистиллята со средним содержанием алкоголя 40% об.
- около 270 л/ч пива с максимальным содержанием алкоголя 0.05% об.
- температура пива 25 цельсиев


Для удовлетворения изложенных хотелок устройство спроэктировано в виде непрерывного дестилятора с непрерывным отбором полученного алкоголя и периодическим отбором безалкогольного пива.

Для работы устройства надо обеспечить:

85 кг/ч пара, максимальное давление 2.5 бар
600 л/ч ледяной воды с условием максимального нагрева до 30 цельсиев
санитационную станцию с горячей санитацией и объемом резервуаров от 800 л.
нагнетающий насос санстанции производительностью 300 гл/ч, подъем 50 м.

Бла-бла-бла.

Узлы и элементы:

1. Колонна
Насадочная, высота аппарата порядка шести метров, с тем, что не монтируется от пола (?)
Подача пива в колонну осуществляется в ее верхней части после предварительного подогрева и отделения двуокиси углерода

2. Кипятильник (Варочник)
Кожутрубник подогреваемый горячей водой.

3. Конденсатор
Кожутрубник для конденсации спиртосодержащих паров.

4. Догреватель пива
Пластинчатый теплообменник для догрева предподогретого пива.

5. Дегазатор
Емкость для отделения максимального количества двуокиси углерода из пива перед дистиляцией.

6. Насос отопительной воды
Предназначен для транспортировки горячей воды в кипятильник и догреватель пива.

7. Сеператор
Сборник остатков воды и других жидкостей из трубопроводов.

8. Насос продукта
Полностью нержовый центробежный насос для откачки отжатого пива .

9. Предподогреватель пива
Пластинчатый теплообменник для предподогрева охлажденного пива.

10. Вакуумный насос
Водно-кольцевой вакуум-насос для достижения нужного разрежения в системе, 4 КВт, предназначен для непрерывной работы.

11. Контрольный спиртовой счетчик (опционально)
Счетчик для точного определения полученного количества пивного дистилята

12. Приемник для дистилята
Два циллндрических горизонтально оринтированных резервуара объемом порядка 2*250 литров для отбора дистилята с возможностью поочередного наполнения и слива.

13. Ротаметры
Стеклянные измерители потока оборудованные игольчатым регулировочным вентилем для точной настройки потока.

14. Регулировочные вентили
Для регулировки ледяной воды 2 шт (для охладителя конденсата и резервуара), для пара, пива и для воздуха.

15. Приемная емкость
до 2500 гл/год -- 2 шт
до 5000 гл/год -- 3 шт
до 10000 гл/год -- 4 шт
Циллиндрический вертикально ориентированный резервуар с полезным объемом 5000 л с внешней изоляцией, оборудованный санитарным люком, отборником проб, моющей головкой, ... бла-бла-бла.
В штатном режиме работы наполнение одного резервуара произойдет за 19 часов. Поэтому несколько, чтобы можно было поочередно наполнять и сливать, обеспечивая тем самым непрерывный режим работы.
Резервуар укомплектован двумя самостоятельными теплобменниками (для обогрева и охлаждения).

Параметры:

Полный объем -- 60 гл
Полезный объем -- 50 гл
Рабочее избыточное давление -- 300 КПа
Избыточное давление  в дупликаторе -- 200 КПа
Изоляция -- PU
Температура в резервуаре -- 1-3 цельсия
Температура окружающей среды -- максимум 30 цельсиев
Кожух изоляции -- нержа

16. Непрерывный анализатор
Устройство для наблидения и контроля содержания алкоголя в произведенном безалкогольном пиве.

17. Водонагреватель
Пластинчатый теплобменник пар-вода для нагрева и точной стабилизации температуры отопительной воды.

18. Резервуар с горячей водой
Теплоизолированная емкость для смешивания горячей воды для обогрева кипятильника-варочника и нагрева подаваемого в колонну пива.

19. Несущие конструкции агрегата
Бла-бла-бла.

20. Измерительно-контрольная часть (автоматика)
Бла-бла-бла. Бла-бла-бла.
Все удаленно доступно онлайн.
Обеспечивает автоматическое фукционирование:
- нагрева и стабилизации температуры теплой воды,
- нагрева кипятильника до нужной температуры
- нагрев пива перед подачей в колонну
- необходимое охлаждение конденсатора
- стабилизирует давление в системе
- количество безалкогольного пива на выходе в зависимости от установленного количества на входе (?)

21. Трубопроводы
Бла-бла.

22. Манометры и градусники
Сенсоры служат для для переноса данных к системе управления, которая обеспечивает полуавтоматическую эксплуатацию всего устройства.

23. Диатомитовый фильтр
... для фильтрации готового безалкогольного пива.

24. Устройство для повторного насыщения пива углекислотой
...

25. Доохладитель пива из колонны
Пластинчатый тепдообменник для охлаждения пива с 30-ти до 5-ти цельсиев, поток 400 л/ч

26. Материал и исполнение
...

27. Монтаж
...

28. Проэкт и запуск в эксплуатацию
...


Описание получения безалкогольного пива

Бла-бла-бла.
(Невнятное описание функционала, более понятного из схемы с вышеизложенными расшифровками)


Энергетические требования и необходимые ресурсы

Ледяная вода, потребление 600 л/ч, нагрев с 1 до 30-ти цельсиев
Пар, потребление 85 кг/час, избыточное давление 2 бар
Вода, потребление 500 л/ч
Электроэнергия, 230В, 400В - 6 Квт
Воздух, 3.5-10 бар
Углекислота для повторного насыщения пива


Сырье, продукты, и их параметры
Сырье -- пиво с содержанием алкоголя 4% об., 2 цельсия, 300 л/ч
Продукт 1 -- безалкогольное пиво 0.05% об, 270 л/ч, 18 цельсиев
Продукт 2 -- пивной дистилят с содержанием алкоголя порядка 40% об, 27 л/ч

Обслуживание.
...

Схема, тоже перевел пару надписей:

Посмотрел. С планшета половину ниасилил.
Однако информация ОЧЕНЬ интересная!!! Пищи для мозгов даст на неделю.
Попаду к компу, распечатаю, повожу пальцем, можно будет обсудить.
Есть желающие высказать мнение по информации?

Добавлено через 3мин.:

Ну, например

- температура при дистиляции 45-50 цельсиев

Означает ли это, что прогон через НБК при температуре до 50 С вообще не меняет органолептику пива?

Ведь смысл установки в том, чтобы выпарить спирт из пивка, а барду насытить углекислотой и разлить по бутылкам, верно?
)))

Добавлено через 10мин.:

Второй момент - схема сильно усложнена из-за непрерывности.

Третий момент - схема нуждается в стабильном вакууме, колебания будут сбивать кипение на тарелках, что будет являться как раз таки проблемным местом

В принципе если предусмотреть аж три доп.емкости (бражная, приемник барды, приемник продукта) - раз
И парогенератор запилить на барде - два
То вещества в/из систему/ы поступать не будет, и все в принципе должно случиться стабильно
А брага дегазируется отчасти уже при вакуумировании
Вопрос заключается лишь в насосе подачи (опять этот насос(((

Ну и в том, что возможно этот метод как раз таки и не нужен))) Просто потому, что куб у нас кипит при тех же 45С (у меня последний раз перегон шел на 40.0С всю дорогу) - соответственно, возможно кратковременность нагрева браги в НБК ПОЛНОСТЬЮ И С ЗАПАСОМ компенсируется понижением температуры кипения?!

Вот время, затрачиваемое на процесс, скорее всего уменьшится.
Но - увеличится количество железяк, причем прилично...

Вопрос заключается лишь в насосе подачиигорь223, 26 Июля 16, 07:50

Дык вакуумом самонасасывает + регулировечный вентиль с ротаметром. Аналогично и непрерывный пароген может сосать.
Но можно попользовать и насосы, чисто в качестве дозирующих, что сразу радикально снижает к ним требования.

Добавлено через 5мин.:

Означает ли это, что прогон через НБК при температуре до 50 С вообще не меняет органолептику пива?игорь223, 26 Июля 16, 07:50

Видимо как-то так. Не знаю, на каком именно оборудовании наши доблестные пивовары делают свой безалкоголь, но он вполне пригоден к внутреннему потреблению.

Если будешь саомовсасывать вещество - снизится резво стабильность вакуума, начнутся колебания давления (и кипения)
Хотя мысль интересная, на самом деле.
Если уйти от колонны в сторону микрокуба, так сказать.

Смотри, подогрели емкость с брагой до 45С. Дозированно всасываем ее в подогреваемый и вакуумируемый небольшой испаритель (ну скажем жидкости 250мл, общий обьем поллитра).
Но можно и 50мл к 100мл - главное, чтобы по отношению к общему обьему вакуумной зоны обьем поступления вещества были невелик - чтобы сильных колебаний давления (и простоев из -за этого) не случалось!

Как только вакуум подтянули, жидкость НАЧИНАЕТ КИПЕТЬ.

Упс, а можно жидкость подавать перегретую даже несколько. Тогда она начнет кипеть даже до вакуумирования на номинальный вакуум)))
И подогревать малый обьем испарителя - будет НЕ нужно. Если энергии в перегретой браги будет достаточно для испарения ВСЕГО этилового спирта при понижении давления до заданного минимального значения. Это несложно посчитать, и несложно подобрать.
То есть втянули, начали отсасывать, отсосали до минимума, как кипеть перестало - слили.
Прикольный вариант нарисовался!)))

Короче говоря.
Выпарили дозу - слили наружу (шлюзом) - закрыли шлюз - втянули новую дозу браги.

колебания будут сбивать кипение на тарелкахигорь223, 26 Июля 16, 07:50

Труба по тексту насадочная. Может, с насадкой и не так критично будет.
Не уверен, но есть такое подозрение, что стеклянные шары в качестве насадки пользуют -- моются хорошо.

А вот про микро-цикличное насасывание и выпаривание -- ИМХО очень перпективно, на первый взгляд. Поехал в столицу, буду по ходу думать.

Добавлено через 9мин.:

Не просто перспективно, но и очень даже хорошо сидит в контексте перегона густой каши!
Тот же производитель фруктовую кашу именно так в куб предлагает загружать -- http://www.destila.cz/podtlakove-nasavani-kvasu

Добавлено через 2мин.:

Вопрос не в том, тарелки или насадка.
Тарелки даже лучше; намного лучше, если с них НЕ сливается жидкость в моменты отсутствия кипения (прикинь сам, давление поднялось - парогенератор перестал генерировать пар - что будет в том случае с насадочной колонной?)

Не, всос-выпаривание-слив-всос это МНОГО проще. Хотя я не уверен, что оно нам надо, поскольку по энергии будет более расходно, почти стопроцентно. Ну или одинаково, если точно подобрать степень перегрева браги, чтобы она четко выпаривалась (и охлаждалась) при достижении предельного разряжения.
Тогда и дистиллятор можно подобрать так, чтобы он работал на пределе, но пары конденсировал (ну или с запасом был по охлаждению), и энергия не будет перерасходоваться.

Косяка навскидку два.
Второй, кроме энергетики - брага в зону испарения будет подаваться не дегазированная, и вонючеры, отсосанные насосом на этапе первичного вакуумирования, в полном обьеме будут растворяться обратно в сырце. Я такое один раз уже наблюдал, когда зерновой сырец при вакуумной перегонке пах хуже, чем сырец после НБК из той же браги (жидкую перегонял на НБК, а густую на вакууме). То есть я сначала прогрел куб с густой брагой, а потом начал его вакуумировать. Но брагу перегрел, поэтому закипела на низком давлении, не успев дегазироваться. В итоге - качество сырца под вакуумом на запах было РЕАЛЬНО ХУЖЕ, чем из НБК.
Понятно, что на второй перегонке все уйдет...но тем не менее.

не уверен, что оно нам надоигорь223, 26 Июля 16, 08:55

Это зависит. От разного рода технических, социальных и экономических факторов -- наличия ПВК, наличия в домохозяйстве места для него, и т.д.

На мой вкус, чем вручную гонять паром в кубе 50-ке по 25 литров каши, смиренно соглашусь с бóльшими финансо- и энергозатратами, только пусть будет как с атмосферной НБК -- брагу к девайсу подтащил, шланги туда закинул, и больше ни о чем не думать кроме как бочки помыть.

Вот так вот хочу

Т.е. в ризетку включил, через 10 минут потекло, условно свободен. На первой картинке старт и выход на режим парогена, на второй НБК.

Вобщем мне оно, в контексте зерновой каши с шелухой, скорее надо, чем нет. Посему пару пока что несвязных мыслей на микроциклическую тему выскажу.

Дегазирование браги можно организовать в том же цикле, что и отжим, такими же небольшими дозами.
Маленький свободный объем есть хорошо -- будет откачан за единицы секунд. Если отделить откачанную часть системы (холодильник/продуктоприемник/что-там-еще) от испарителя, то слив барды может произойти и самотеком, и даже компрессором можно будет поторопить кашу на выход.

Для ректификации или работы НБК при пониженном давлении (а не замахнуться ли нам, братцы, на такую поганку?))) - третье.игорь223, 23 Июля 16, 00:34

Для ректификации особого смысла под вакуумом нет

В экспериментальном материале этой работы остается мно­го требующего разъяснения. Однако все же можно сделать некоторые выводы. По-видимому, можно ожидать сле­дующих результатов применения вакуума в эпюрационной и ректификационной колоннах.
1. Место отбора сивушного масла должно быть установлено выше обычного, так как коэффициент ректификации его возра­стает.
2. Выделение альдегидов будет облегчено применением ва­куума.
3. На выделение эфиров вакуум не окажет существенного воздействия.

http://www.sergey-osetrov.narod.ru/...nder_vacuum.htm