Правильное место установки термометра в ректификационной колонне

если границу,укрепление разделение,установить на 2/3 колонны Это будет означать что на разделение останется 1/3 колонны,а на укрепление 2/3.Как мы знаем что для укрепления достаточно от 20 до 50 см.Значит ниже этого у нас температура в колонне будет примерно равна температуре выходящему из куба пару.Вот и получается что примерно 50 см. из 1.5 метровой колонны оказываются вне процесса укрепления,то есть бесполезные.Теперь установим границу около дефлегматора,что мы получим,обыкновенный дистиллятор.Что означает что 1.5 метовая колонна работает только на укрепление,а это максимум 50см. остальное можно спокойно отрезать и мы получим аналогичный результат.Михаил0501, 15 Нояб. 10, 20:02

Внесу немного ясности...
Всё дело заключается в том длинна теоретической тарелки не является величиной постоянной, а зависит от режима работы колонны, в частности от флегмово числа.
Колонне совершенно наплевать где там установлен датчик температуры, он никак не влияет на режим работы колонны, он всего лишь измеряет температуру.
Допустим, спиритуозность браги в кубе 10%, тогда для получения крепости 96% пар должен миновать порядка 10 теоретических тарелок.
Десяти теоретическим тарелкам соответствуют порядка 50 см насадочной колонны при условии что колонна работает в оптимальном режиме. Если режим не оптимальный то длинна теоретической тарелки увеличивается и для получения тех же самых 10 ТТ требуется уже гораздо большая высота насадки, например 1.5 метра.
Таким образом изменяя нагрев и отбор мы меняем режим работы колонны и как следствие меняем высоту теоретической тарелки.
Если мы установили термометр в 2/3 высоты колонны и изменением режима колонны (изменяя нагрев и отбор) добились того что в этой точке установилась спиритуозность 96%, то это означает, что для данного конкретного режима работы колонны, та часть колонны которая находится ниже датчика температуры содержит в себе ровно 10 ТТ. Соответственно часть колонны над термометром содержит 5 ТТ, и как следствие вся колонная содержит 15 ТТ.
Нет никаких участков которые можно отрезать и выкинуть! Просто колонна имеет разделение в 15 ТТ и на них и работает.
Поместив термометр на 1/3 высоты и добираясь на этой высоте спиритуозности 96%, мы будем вынуждены установить такой режим работы колонны (изменяя нагрев и отбор) при котором на нижней части колонны будут вынуждены уместится 10 ТТ, соответственно на остальных 2/3 высоты уместятся ещё 20 ТТ и вся колонна будет иметь разделение 30 ТТ.
Понятно что нельзя опускать термометр слижком низко, т.к. разделение насадки имеет теоретически предел, и даже для бесконечного ФЧ ТТ не может иметь высоту мение 2 см. Поэтому если мы опустим термометр ниже чем на 20 см от куба, мы будем вынуждены ставить неоправданно большое ФЧ, что приведёт к неоправданному понижению производительности колонны.

Тут есть ещё один нюанс!
Неоднократно всплывали сообщения, что последняя часть тела, непосредственно перед самыми хвостами наиболее вкусная и имеет наименьшую проводимость по датчику Руди.
Исходя их изложенного в предыдущем сообщении видится следующее:
когда в кубе остается очень мало спирта, для того что бы выполнить укрепление до 96% нужно уже гораздо больше 10 ТТ. Таким образом в самом конце ректификации мы, увеличивая ФЧ, запихиваем в укрепляющий участок колонны гораздо болшее количество ТТ чем их там было при начале перегонки, но т.к. ФЧ одно для всей колонны, то число ТТ в верхней части колонны тоже очень сильно возрастает, но автоматика в течении всей ректификации поддерживает на уровне  установки термометра постоянную спиритуозность, следовательно на разделяющую часть всегда поступает примерно одинаковый спирт, но ближе к концу ректификации, за счёт увеличения числа ТТ, верхняя часть этот спирт очищает гораздо сильнее.
Имхо, вполне логичное объяснение казавшемуся раньше парадоксальным фактам.

Поэтому если мы опустим термометр ниже чем на 20 см от куба, мы будем вынуждены ставить неоправданно большое ФЧKotische, 16 Нояб. 10, 18:33

Не так. То, о чем ты говоришь, будет только если ты РУЧКАМИ ЗАДАШЬ температуру в этой точке, которая БУДЕТ СООТВЕТСТВОВАТЬ крепости 96%, т.е. 78.21*С. Но не нужно быть ... и задавать такое значение. Задай температуру, соответствующую крепости, например 60% (81.69*) и все будет отлично.

Т.е. и с термометром, установленным в 20 см от куба можно прекрасно работать. Я, например, ставил термометр в 8 см от куба - никаких проблем, все работает отлично, но тут следует учитывать некоторые нюансы. Именно поэтому, для тех, кто не очень хорошо разбирается в работе колонны и использует простейшую автоматику, рекомендуется ставить термометр ВБЛИЗИ КОНЦА зоны укрепления - там все тупо и просто.

Для того, чтобы не заморачиваться с тем, какой именно порог по температуре нужно ставить я и описал АЛГОРИТМ ЗАДАНИЯ ПОРОГОВОГО ЗНАЧЕНИЯ для клапана отбора. При этом колонна САМА (в режиме работы на себя) ОПРЕДЕЛИТ нужную температуру и нам останется только не слишком сильно от нее отклоняться.

ТТ. Таким образом в самом конце ректификации мы, увеличивая ФЧ, запихиваем в укрепляющий участок колонны гораздо болшее количество ТТ чем их там было при начале перегонки, но т.к. ФЧ одно для всей колонны, то число ТТ в верхней части колонны тоже очень сильно возрастает, но автоматика в течении всей ректификации поддерживает на уровне  установки термометра постоянную спиритуозность, следовательно на разделяющую часть всегда поступает примерно одинаковый спирт, но ближе к концу ректификации, за счёт увеличения числа ТТ, верхняя часть этот спирт очищает гораздо сильнее.Kotische, 16 Нояб. 10, 19:04

А вот это - совершенно справедливо, именно так и происходит. Нужно, конечно, учесть и то, что, остатки голов потихоньку выходят и, к концу, их становится меньше, но и сама колонна ведет себя именно так, т.е. работа ее разделительной части существенно улучшается с падением крепости в баке именно из-за того, что нам приходится увеличивать ФЧ для поддержания работы укрепляющей части.

Но тут мы сами можем определить стратегию работы колонны именно местом установки термометра (если придерживаться концепции поддержания фиксированного значения температуры в этой точке путем регулировки отбора).

Если мы установим термометр несколько выше конца зоны укрепления (несколько - это не 2/3 колонны - это, примерно и есть 1/3, но не 1/5), то получится следующее. По мере снижения крепости в баке длина зоны укрепления будет расти, но, пока она не дорастет до точки установки термометра, температура в этой точке будет почти постоянной и ФЧ не будет изменяться. А вот когда дорастет - тогда ФЧ начнет УВЕЛИЧИВАТЬСЯ так, чтобы конец зоны укрепления НЕ ПОШЕЛ ВЫШЕ. Это и есть, на мой взгляд, оптимальная стратегия.

Если мы установим термометр именно в конце зоны укрепления - вот тут будет происходить именно то, о чем написал Котище - ФЧ будет избыточным начиная, где-то со второй половины времени ректификации, если не учитывать некоторые нюансы (а простая автоматика их не учитывает).

Ну а если поставить термометр ниже конца зоны укрепления, то, без специального учета нюансов, ФЧ будет избыточным почти все время ректификации.

кто из двух великих (не считая Михаила, как прродителя этой пурги)игорь223, 16 Нояб. 10, 20:55

Угу... это всё тщетные попытки подвести под игрища с датчиком температуры теоретическую базу. Тщетные, с учётом, что всё это очень сомнительно, и касается только работы малопроизводительных колонн при работе на гране своих возможностей и при условии, что в кубе осталось спирта с гулькин.... в общем, когда мало спирта в кубе... Всё это теоретическая научная лапша для начинающих, только отпугивающая от практической ректификации. Практические результаты на производительной колонне, полученные при установке датчика в 1/2, 2/3, 1/3 и прочее, на протяжении 95% процесса, будут одинаковые, органолептически не отличимые друг от друга. Кстати, напомните, кто сказал, что величина ТТ по всей высоте колонны одинакова? От ФЧ зависит, да. А условия-то меняются. И давление, и количество пара и флегмы. Глупо предполагать, что до условной "границы разделения/укрепления" высота ТТ такая же как и после оной.

Гы-ы-ы, в разборки олдов лезть, граждане, не стоит.)))

И Котище, и Руди говорят совершенно правильно оба, только слишком заумно для аудитории, и не в тему ветки. Также, как и Литокс - тоже правильно (причем понятней и много лаконичней) - но тоже тут не к месту. А когда я довел до логичного абсурда Рудевские цитаты - получил желаемый отклик....ну это мы так развлекаемся, вроде уже привыкнуть пора.

Чтобы закрыть тему (в очередной, тысячепятый раз) разверну Литоксовы соображения.
1. Работа по Дельте температур, при стабилизации давления в колонне - самый прогрессивный способ контроля хвостов при ректификации, при простейших средствах автоматизации процесса (старт/стопе)
2. Не важно принципиально, где стоит нижний датчик - принципиално важен алгоритм реакции системы автоматики на изменения Дельты.
3. Если алгоритм неправильный - похер где установлен, если правильный - тоже похер, но с другим знаком.

Засим - заканчиваем флудить, причем - коллективно!

Размышлял о Дельте и снова об месте установки датчиков.
Сделал такие выводы.Для организации Дельты нужно определенное оборудование,которое имеют не все форумчане.Нужны высокоточные датчики (Например Игорь(Одесса) измеряет температуру с 0.01 градуса,точностью)которые тоже не все имеют.Это значит что пользоваться Дельтой могут только некоторые избранные форумчане.Остальным приходится действовать согласно своему опыту.
Установка на 1/3 дает возможность всем достичь такого же результата как с Дельтой,с помощью обычного бытового термометра.
Это я считаю главным преимуществом.
Ваши возражения господа. Или вы снова вместо аргументов скажете как обычно "кончай трындеть и гнать пургу".

Михаил0501,Ты не кипятись.Ответь мне на один вопрос?Почему на 1\3 с низу нужно ставить датчик,а в моем случае термометр.Почему не на 1\5?Мне показалось что чем ниже.Что бы разница была более заметна. Но это не водопровод и конденсат опускаясь вниз смешивается с парами поднимающимися вверх при этом температура должна выровняться по всей трубе до дефлегматора Извините Я не произношу ДЕЛЬТА ИМХО ОК СОРРИ РЕСПЕКТ.Поэтому я в научные споры не лезу а беру то ,с чем я согласен.
А на диктат не обращай внимания.К сожалению,это здесь случается.

 ДЯДЬКА, почему,можно и на 1/5 (к стати у меня 1/5 то есть 30 см.).Это не внесет большой разницы.Но видно будет лучше,я имею в виду что температура будет изменятся быстрее при изменениях работы колонны.Значит и управлять будет легче.При автоматическом отборе это не актуально,при ручном да.

Почему на 1\3 с низу нужно ставить датчик,а в моем случае термометр.Почему не на 1\5?Мне показалось что чем ниже.ДЯДЬКА, 17 Нояб. 10, 07:35

Выше я уже написал, что насадка имеет теоретический потолок разделения.
Для разного типа насадки минимальная высота теоретической тарелки разная.
Для используемой в наших колоннах типичной насадки (СПН 3х3) минимально возможная высота теоретической тарелки порядка 3 см. Т.е. 10 ТТ будут иметь высоту порядка 30 см, и именно на этой высоте будет наблюдаться появление крепости порядка 96%.
Оптимальная длинна укрепляющего участка будет так же зависеть от спиритуозности в кубе.
Если опустить датчик слишком низко мы получим слишком сильное влияние спиритуозности кубового содержимого на работу разделяющей части колонны.
Четкого места, конкретно 1/3 нет! Есть некоторое более или мение оптимальное положение.
В основном всё зависит от управляющего алгоритма, который полученными значениями температуры руководствуется.

Только для тех, кому интересно разобраться, прочих прошу не смотреть и не комментировать.

Просто некоторая иллюстрация сказанного ранеее. Это график распределения температур и соответствующих крепостей по тарелкам колонны (50 тарелок). Черные квадратики (закрашенные и пустые) для крепости в баке 40%об (ФЧ=2), красные кружочки - 10%об (ФЧ=3), зеленые треугольники - 2%об (ФЧ=13). Закрашенные квадратики - температура, пустые - крепость. Т.е. черные закрашенные квадратики - температуры при крепости в баке 40%, черные пустые квадратики - крепости на тарелках (массовая доля) для той же концентрации в баке, ну и т.д.

Эти кривые построены для конкреной стратегии ректификации - поддержания ФЧ на уровне, близком к минимальному (конкретные значения ФЧ: 2 для 40%, 3 для 10% и 13 для 2%) - т.е. для обеспечения максимальной производительности колонны.

Т.е., я задавал крепость в баке, определял минимальное ФЧ и рассчитывал параметры для ФЧ немного больше минимального. Это проделывалось для каждой крепости в баке. Сразу скажу, что если задать другую стратегию, результаты будут несколько иные, но суть сохранится.

Обратите внимание на 6 тарелку - при изменении концентрации в баке и температура и, соответственно, крепость на ней практически неизменны. Т.е., если термометр установить на этой тарелке и регулировать отбор так, чтобы температура не изменялась, то автоматически будет поддерживаться минимальное ФЧ независимо от крепости в баке. Крепость на ней - 82%об, это, примерно и есть конец зоны укрепления.

Иными словами, выбор правильной точки установки  управляющего отбором термометра обеспечит нужное значение ФЧ при любых значениях крепости в баке. Установка термометра в "неправильной" точке вызовет отклонения ФЧ от нужного на разных стадиях ректификации (крепости в баке).

Кстати, Котище, эти графики хорошо иллюстрируют то, что ты говорил про недостаточность и избыточность ФЧ в укрепляющей и разделяющей частях. Посмотри - при 10% в баке, крепость в разделяющей части выше, чем при 40%. Это оно и есть.

Rudy, спасибо.
Давно хотел попросить сделать график температур в колонне при ректификации,теперь она есть и красноречиво отвечает на вопрос,есть ли хотя бы условная граница между укреплением и разделением,за что меня били при упоминании о существовании этой границы.Действительно есть и достаточно четкая.Это безоговорочно показали эти графики.
Теперь желательно бы иметь график изменения температуры и крепости на 6 тарелке и на 50 тарелке.Какая зависимость при изменении температуры хотя бы с промежутками по 0.5 градуса,на 6 тарелке и изменение в следствии этого на 50 тарелке.
По этому графику мы сможем увидеть и наконец поставить точку в споре об установке датчика температуры и влиянии изменения атмосферного давления при ректификации.Я предполагал что при установке датчика на 6 тарелке мы компенсируем влияние изменений атмосферного давления при ректификации,как это происходит при применении Дельты между 2/3 и дефлегматором.
Rudy, если не трудно сделай такой график и тогда можно будет с уверенностью показать место наилучшего расположения датчика и закрыть эту тему.

...
Теперь желательно бы иметь график изменения температуры и крепости на 6 тарелке и на 50 тарелке.Какая зависимость при изменении температуры хотя бы с промежутками по 0.5 градуса,на 6 тарелке и изменение в следствии этого на 50 тарелке.
Михаил0501, 18 Нояб. 10, 04:03

Ты неправильно ставишь вопрос, попозже соберусь с мыслями - попробую рассказать.

По этому графику мы сможем увидеть и наконец поставить точку в споре об установке датчика температуры и влиянии изменения атмосферного давления при ректификации.Я предполагал что при установке датчика на 6 тарелке мы компенсируем влияние изменений атмосферного давления при ректификации,как это происходит при применении Дельты между 2/3 и дефлегматором.

Нет, вопрос с изменением атмосферного давления это не решит. Для его решения нужно контролировать не абсолютную температуру на 6 тарелке, а разность температур между дефлегматором и 6 тарелкой - вот тогда изменение атмосферного давления не будет влиять на результат.

Rudy, если не трудно сделай такой график и тогда можно будет с уверенностью показать место наилучшего расположения датчика и закрыть эту тему.

Сразу хочу сказать - 6 тарелка - это не закон. Она получается при стратегии поддержки минимального флегмового числа, а это не совсем правильно. На самом деле температуру нужно поддерживать на 9-15 тарелках - примерно это получится при стратегии максимального качества (а не максимальной скорости). Но об этом попозже, мне еще самому нужно немного посчитать и подумать.

Кроме того, распределения температур и минимальные значения ФЧ сильно зависят от числа тарелок в колонне, это тоже следует иметь ввиду. Для колонны из 20 тарелок могут получится заметно другие цифры.

И еще, это модель (и не слишком точная) колонны из идеальных тарелок. Поэтому она хорошо отражает общее поведение колонны, но не стоит пытаться извлекать из нее конкретные цифры - ошибка может достигать нескольких процентов.

Если я правильно понимаю, для определения место установки термометра нужно знать высоту одной тарелки, а она зависит от диаметра колонны, насадки и ФЧ. Правильно ли будет в таком случае брать среднюю высоту тарелки?

Нет, вопрос с изменением атмосферного давления это не решит.Rudy, 18 Нояб. 10, 05:15

Rudy, Давай подойдем к решению этой проблемы иначе.
Например мы знаем что температура на 50 тарелке изменится на 0.1 градуса(наибольшая точность большинства приборов применяемых на практике)при изменении температуры на 6 тарелке на 2 градуса.
Теперь смотрим,что при изменении атмосферного давления на 10 мм рт. столба температура кипения изменится на 1.3 градуса(значения примерные).
Отсюда делаем вывод что при изменении температуры на 6 тарелке на 2 градуса соответствует изменению атмосферному давлению 15 мм рт. столба.
Значит что изменение давления на 15 мм.рт.столба в период ведения ректификации не окажет никакого влияния на качество получаемого продукта.Такое экстремальное изменение давления в принципе не возможно за время ведения ректификации.

Rudy, Михаил0501, Вы меня совсем зашугали тарелками и градусами.Особенно 0,1 гр.Вы мне по простому ответьте.На практике перегонки и ректификации это скажется?Или это как две науки.Одна прикладная,другая фундаментальная.

ДЯДЬКА, Нет.Гони спокойно.

zxded, высоту своей тарелки (эквивалентной, в расчетах - идеальные) ты, все равно не знаешь. Обычно ее высота 2-3 см для СПН.

Если ты хочешь определить правильное место установки проще его определить экспериментально. Поставь пару термометров, один вблизи низа колонны, второй, примерно, на 1/3 ее высоты. Можешь и в других точках поиграться. Дырок не нужно, просто плотно прижми к железу колонны (лучше примотай медной полоской), теплоизолируй от наружной среды, ну и провода возьми потоньше и пару раз обмотай вокруг трубы, чтобы по ним охлаждения не было. Ну и запиши как ведут себя эти температуры в процессе перегонки при ручной корректировке значения ФЧ по крепости в баке (или отбора, что эквивалентно при постоянной мощности нагревателя).

А, если не лениво, поиграй ФЧ и посмотри как эти температуры от него зависят. Только не смотри на абсолютное значение температуры, труба искажает, смотри на динамику.
Тогда и сам поймешь, где нужно термометр ставить, без всяких теорий.

Михаил0501, при контроле температуры в районе 1/3 колонны, изменения атмосферного давления влияют мало, поэтому можно спокойно пользоваться прямым отсчетом, а не дельтой дефлегматор-колонна. Это связано с тем, что допустимые изменения температуры в этой точке - порядка 0.5-1 градуса и не слишком большие изменения атмосферного давления за время ректификации не приведут к плачевному результату. Естественно если при установке порога засекать реальную температуру при разгоне колонны в режиме работы на себя. Тогда атмосферное давление автоматически будет скорректировано и влиять будут только его изменения за время ректификации.

zxded, Rudy, прав,у каждой колонны это индивидуально,но если схожие параметры,диаметры ,высота,насадка,давление,возможно одинаковая высота границы.У меня Д-40 ,высота 1.5м. СПН-4мм, 10 мм рт.ст.,граница находится в 30 см. от куба.При небольшом увеличении отбора срабатывает старт стоп,через 15-20 сек.температура востанавливается.Это в начале ректификации.В конце естественно паузы увеличиваются.Это при максимальном отборе,я обычно уменьшаю и старт стоп начинает срабатывать в конце ректификации.