Вопросы от ЧАКа

когда у вас поплыла температура в верхней части колонны, это означает, что нижняя часть уже давно перестала работать!Rudy, 18 Сент. 08, 00:35

Нет времени на дискуссию, пора бежать на работу. Могу только отметить противоположное. Отсутствие повышения температуры на уровне 2/3 насадки при начале отбора говорит о том, что верхняя часть колонны не принимает участия в разделении, значит колонна имеет запас по разделению, и отбор можно увеличить.
Как бы это по-быстренькому обосновать?
При работе колонны "на себя" достаточно долго, устанавливается тепловой баланс двух потоков - греющего пара и охлаждающей флегмы. Эти потоки определяют какие-то температуры в каждом уровне колонны. При начале отбора мы не изменяем подачу греющего пара, но снижаем (на четверть) подачу охлаждающей флегмы. Снижение охлаждения обязательно приведет либо к увеличению температур, либо, если эти температуры равны температурам кипения, к увеличению парообразования. А что именно происходит в колонне, я напишу позже.

когда у вас поплыла температура в верхней части колонны, это означает, что нижняя часть уже давно перестала работать!Rudy, 18 Сент. 08, 00:35

Нет времени на дискуссию, пора бежать на работу. Могу только отметить противоположное. Отсутствие повышения температуры на уровне 2/3 насадки при начале отбора говорит о том, что верхняя часть колонны не принимает участия в разделении, значит колонна имеет запас по разделению, и отбор можно увеличить.Игорь, 18 Сент. 08, 09:41

Вот, что значит, краткость сестра таланта
Пока пытался изложить свою точку зрения, Игорьвсе обьяснил.
В моем представлении это выглядит, так.
Колонна имеет строгое количество физических тарелок. Тоесть, имеется какая то физическая площадь для теплообмена пара и флегмы. А значит, можно говорить о производительности одной тарелки, (или единицы площади), соприкасающейся с паром. Так вот, при каком то, оптимальном давлении (скорости) пара, каждая единица площади, будет стабильно повышать спиртуозность продукта, который в свою очередь, будет накапливаться в верхней части колонны до тех пор, пока не стабилизируется весь процесс. А именно, установка и стабилизация температуры по всей высоте колонны. Температура в свою очередь, ограничена снизу температурой в кубе, а сверху, температурой кипения самой легколетучей фракцией на данный момент.
Если в кубе концентрация спирта большая, то, для получения предельной его концентрации, не требуется вся высота колонны, достаточно половины. Температуру 78.3 можно получить и в середине колонны.
Но мы же не дураки, мы увеличиваем давление, тем самым уменьшая разделительную способность), до тех пор, пока разделительная способность колонны не будет в притык с допустимой, для данной спиртуозности в кубе.
Или, увеличиваем отбор, уменьшая объемы флегмы, работающей в разделении по фракциям. Итог тот же,- уменьшение Т.Т., и увеличение высоты колонны, необходимое для  получения нужного качества.
По другому, эту температуру, которая (78.3) была в середине колонны при максимальной разделительной способности, подымаем к дефлегматору, получая при этом максимальную производительность колонны и без потери качества. А по мере снижения спиртуозности в кубе, снижаем отбор, увеличивая разделительную способность, так же, следя за качеством выходного продукта.
И того, нижняя часть колонны работает всегда, (мое мнение).
В моей колонне, оптимальное давление 30-40см в.ст. при отборе 50мл за 25мин., и температуре в кубе 98*С
Максимальный, до 65-70см в.ст. отборе 600мл за час, при отборе основной фракции.

Последнее время я прекращаю отбор при остатке спирта в кубе порядка 5% (по материальному расчету), т.к. дальнейший отбор неэффективен.
Игорь, 18 Сент. 08, 08:50

Не понимаю как можно считать по тарелкам в ситуации, когда высота каждой ступени разделения зависит от величины отбора. А 67% - рассмешил. Для меня то, что ниже 95%, давно уже не спирт.
Игорь, 18 Сент. 08, 08:50

А не нужно сказки рассказывать про флегмовое число 4 в конце перегонки.
Берем твою таблицу. Давление в баке стабильно, концентрация спирта на выходе тоже, поэтому общий поток пара на выходе колонны стабилен с точностью до теплопотерь. Температура бака меняется от 83 до 100 *С - примерно на 20 процентов, соответственно изменяется выход. В основном режиме у тебя отбор 800 при флегмовом числе 2. т.е. полный поток флегмы - порядка 2400. Соответственно в конце ("отбор остатков великолепного спирта")полный поток - примерно 2000, а отбор у тебя - 24. Отсюда флегмовое число 82, а вовсе не 4. Нехорошо младенцев обманывать.
Кстати, если у тебя флегмовое число 2 при отборе 800 мл/час то эффективная мощность - 520 Вт. Можешь оценить потери, если знаешь реальную мощность на ТЭНах.

Если в кубе концентрация спирта большая, то, для получения предельной его концентрации, не требуется вся высота колонны, достаточно половины. ion, 18 Сент. 08, 11:14

Именно про это я и говорю. Работая в режиме стабилизации температуры на уровне 2/3 колонны вы используете только ее третью часть. Для получения 96% спирта на выходе этого достаточно, но вот все остальное...

При работе колонны "на себя" достаточно долго, устанавливается тепловой баланс двух потоков - греющего пара и охлаждающей флегмы. Эти потоки определяют какие-то температуры в каждом уровне колонны. При начале отбора мы не изменяем подачу греющего пара, но снижаем (на четверть) подачу охлаждающей флегмы. Снижение охлаждения обязательно приведет либо к увеличению температур, либо, если эти температуры равны температурам кипения, к увеличению парообразования. А что именно происходит в колонне, я напишу позже.
Игорь, 18 Сент. 08, 09:41

При изменении отбора, изменения охлаждения верха колонны практически не происходит. Флегма возвращается с (примерно) той же температурой, что и на верхней тарелке колонны. Изменяется количество возвращаемой флегмы.

А Вы никто не забыли, что там не только спирт с водой разделяется, а есть ещё промежуточные фракции?...
Так вот вышедшие из режима нижние 2/3 колонны - имхо совсем не благо, для борьбы с оными фракциями...

Работая в режиме стабилизации температуры на уровне 2/3 колонны вы используете только ее третью часть. Для получения 96% спирта на выходе этого достаточно, но вот все остальное...
Rudy, 18 Сент. 08, 12:20

Почему???
В режиме стабилизации, вся температура рассредоточенная по колонне, так же стабильна. А на уровне 2/3 она не будет равна 78.3, будет 80 к примеру. Но на этом уровне изменение ее (дельта), будет значительно больше. А во времени она начнет изменяться раньше.Игорь на это неоднократно обращал внимание.
Отлавливая изменение температуры в колонне на 1 градус, в дефлегматоре температура будет изменяться менее 0.01 ИМХО.
А вот, если учитавать изменение концентрации промежуточных фракций на этом уровне, то тут я пасс

Ion, посмотри на график http://absintheclub.ru/read/viewtopic.php?p=31277#31277 . Когда 7 тарелка уплывет на 1 градус - первые будут уже в полном ауте. График нарисован немного для другого и на нем показано плаванье в основном первых тарелок, но для 7 будет аналогично. Если хочешь точно контролировать колонну, нужно брать первые тарелки, а не последние. И контролировать разницу между температурой пара из бака и температурой первой (можно 2-3) тарелки. Вот тогда будет полностью работать вся колонна, а не ее часть.

P.S. Для того, чтобы было понятнее. Этот график построен так. Для каждой концентрации спирта подбиралось флегмовое число так, чтобы концентрация на выходе (и, соответственно, температура в дефлегматоре) была постоянной. Т.е. для всех концентраций температура в дефлегматоре строго постоянна с точностью, примерно до 0.01 градуса.

А не нужно сказки рассказывать про флегмовое число 4 в конце перегонки.Rudy, 18 Сент. 08, 12:14

Не вижу сказок. Вопрос в том, что считать моментом окончания отбора. Только лень вечером после работы разбирать систему заставила меня оставить систему работать еще одну ночь. Действительно, отбор за половину суток составил 300 мл, но разве можно считать ФЧ по этим данным? Вечером, когда я оставлял сисиему работать, отбор еще был, а утром клапан отбора уже просто не открывался. И неизвестно сколько часов это продолжалось. Так что ФЧ 84 - не меньшие сказки, чем и 4.

Температура бака меняется от 83 до 100 *С - примерно на 20 процентов, соответственно изменяется выход.

Тут необходимо уточнение. Что значит "соответственно"? На 20% ?
Пора здесь вводить ясность. Теплопотери куба прямо пропорциональны разнице температур кубовой жидкости и окружающего воздуха. При ректификации температура воздуха была 35, значит разница температур изменилась с 50 до 65 градусов, что соответствует увеличению потерь в 1,3 раза.
Если в начале ректификации мощность в кубе была, скажем, 900 ватт, а потери составляли 1/3, то дефлегматор конденсировал количество пара, соответствующее 600 ваттам. В конце ректификации в дефлегматор попадает меньшее количество пара, соответствующее 510 ватт, и флегмовое число "4" при той же величине отбора превращается в "3,3".

В основном режиме.... полный поток флегмы - порядка 2400. Соответственно в конце ..... полный поток - примерно 2000

Ничего не соответственно. Поток зависит ом полезной мощности, а она у меня саморегулируется в широком диапазоне, причем на поздних этапах, когда флегмы больше и она более "водяниста", ментшим потокам соответствуют бОльшие перепады давлений ,

а отбор у тебя - 24.

Ну да, в среднем за 12,5 часов, из которых наверное последние несколько предутренних часов ни капли не капнуло.

Нехорошо младенцев обманывать.

Это уж точно!

Кстати, если у тебя флегмовое число 2 при отборе 800 мл/час то эффективная мощность - 520 Вт. Можешь оценить потери, если знаешь реальную мощность на ТЭНах.

Я так не умею. Я не могу оценивать потери, если в их расчету используется полученное путём умозаключений "флегмовое число 2".

З.Ы. Хотелось бы "сверить часы". Боюсь, мы используем разные коэффициенты. У меня получаются немного другие цифры. 800 мл/час при ФЧ=2 у меня выдают эффективную мощность в 500 ватт, а не 520. Я считаю плотность азеотропа 0,812 кг/м3, а теплоту парообразования - 925 кДж/кг.

Еще в большем замешательстве
Можно было бы проверить в симуляторе, зависимость изменения температуры на разных высотах от изменения концентрации в кубе?
А то получается, что датчик температуры должен быть только в дефлегматоре.

Привожу тот же график, только в увеличенном масштабе. Да, еще привел флегмовое число для справки - красный пунктир с косыми крестами.

Игорь, я могу ориентироваться только на те данные, которые ты даешь. Я не могу знать того, о чем ты не сказал.
А температура 35 *С-это что баня?

Плотность 96% при 20 *С=0.8075, теплота испарения примерно та же.

Rudy, ты можеш пдробнее описать, как при помощи графика рссчитать место установки термодатчика?
Нужно ли составлять дополнительную таблицу, по которой будет производится коррекция температуры.
Обьясни, что значит:
" И контролировать разницу между температурой пара из бака и температурой первой (можно 2-3) тарелки"

А температура 35 *С-это что баня?Rudy, 18 Сент. 08, 16:23

Нет, это температура воздуха в Одессе возле моего куба 26 августа 2008 года.

С теоретизированием вокруг тарелок есть один ганж. Физическая тарелка плотно сидит на своём месте и никуда не смещается. Единица переноса в насадке - не тарелка, её нельзя пощупать. Её положение и высота - величина эфемерная, зависящая от многих параметров, и я не уверен, что выводы, сделанные после вычислений вокруг теоретических "физических тарелок" можно без купюр переносить на колонну с насадкой, в которой даже положение первой ступени переноса зависит и от флегмового числа, и от скорости потока пара, и от его спиртуозности. Так что если кто-то захочет расположить термодатчик на уровне второй тарелки, окажется в серьёзном затруднении с определением этого уровня.

Rudy, ты можеш пдробнее описать, как при помощи графика рссчитать место установки термодатчика?
Нужно ли составлять дополнительную таблицу, по которой будет производится коррекция температуры.
Обьясни, что значит:
" И контролировать разницу между температурой пара из бака и температурой первой (можно 2-3) тарелки"
ion, 18 Сент. 08, 16:47

На мой взгляд, работоспособность колонны лучше всего оценивается по разнице температур пара и первой тарелки. При разных концентрациях в баке разные температуры пара и, соответственно, будут разные температуры первой тарелки. Из-за этого разность между этими величинами более информативна, чем просто температура тарелки. Следовательно нужно измерять температуру пара и первой тарелки. Но есть проблема.

Колонна обычно привинчена к баку и имеет с ним хороший тепловой контакт. И начальная часть колонны будет дополнительно греться от бака. Поэтому устанавливать датчик лучше не в самом начале, а на 10-15 см. от начала колонны. Но это только предположение, которое нужно проверять на практике. Поэтому я бы рекомендовал для начала использовать переставляемый датчик, который засовывается под теплоизоляцию. Его можно устанавливать в разные места и смотреть. А потом, если захочется, врезать в выбранном месте.

Но все равно, основным остается термометр дефлегматора. Дополнительный датчик поможет правильно подобрать режим работы колонны (флегмовое число) для разных концентраций спирта в баке. Для конкретной колонны это операция одноразовая. Поэтому мне и кажется, что врезка датчика в колонну не нужна. Если хочется - засунь датчик просто под термоизоляцию и смотри. Точность все равно не нужна. А сравнение показаний этого датчика с температурой пара поможет заранее засечь приближение конца.

Я пробовал ставить датчик на 1/3 высоты колонны (переворачивал свою колонну вверх ногами). Если использовать любое регулирование нагрева, температура тела насадки на этом уровне изменяется синхронно с изменением мощности нагрева и давления в кубе. Это объясняется просто. Нарушается баланс взаимодействия греющего и охлаждающего факторов, так как момент прихода в этот уровень увеличенной порции греющего пара несколько опережает момент прихода из дефлегматора дополнительной флегмы.

Все рассуждения по поводу "третьих термометров" сводятся к одному. В каждый момент времени мы имеем и измеряем две фиксированные температуры. Первая - температура нижней части колонны, которая зафиксирована температурой кипения кубового раствора. Вторая - температура верхней части колонны - зафиксирована температурой конденсации азеотропа.
Но характер распределения температуры по высоте колонны нам неизвестен. Без третьего термометра мы не знаем какой он - ступенчатый, линейный, логарифмический, экспотенциальный... А ведь он немаловажен.
Если окажется, что нижние 50% колонны имеют такую же температуру, что и куб, а весь перепад состредоточен  в верхней половине колонны, можно говорить о том,  что нижняя половина колонны не работает вследствие перегрузки колонны.
Наоборот, если весь перепад температур сосредоточен в нижней половине колонны, а в верхней нет перепада вовсе, можно говорить о тунеядстве верхней части из-за недогруза колонны. Как же должен распределяться перепад? Должен ли характер перепада быть постоянным, или он может изменяться в зависимости от этапа ректификации? Какие плюсы мы можем получить, исследовав этот вопрос?

Я пробовал ставить датчик на 1/3 высоты колонны (переворачивал свою колонну вверх ногами). Если использовать любое регулирование нагрева, температура тела насадки на этом уровне изменяется синхронно с изменением мощности нагрева и давления в кубе.
Игорь, 18 Сент. 08, 20:31

Температура в любой токе колонны, кроме ее верха (пар в дефлегматор) будет изменяться при изменении потока пара. Да и в дефлегматоре она тоже будет меняться, но значительно меньше, чем в любой другой точке.

Наоборот, если весь перепад температур сосредоточен в нижней половине колонны, а в верхней нет перепада вовсе, можно говорить о тунеядстве верхней части из-за недогруза колонны.
Игорь, 18 Сент. 08, 22:14

Тунеядство колонны - это круто!

Перепад температур в колонне образуется естественным путем в зависимости от потока и состава пара из бака и флегмы из дефлегматора. Его конечно можно крутить ручками, но вряд-ли стоит.
Степень "напряга" колонны легко задается флегмовым числом, но есть жесткая связь выхода с качеством. Задавая флегмовое число ты легко можешь выбрать нужный тебе вариант.

Я как-то приводил графики нормальной и ускоренной перегонки ( [сообщение #2136] ).
Максимальную скорость можно получить поддерживая заданную разность температур между паром из бака и температурой первой тарелки кручением флегмового числа. При этом работает вся колонна. Любой режим с большей скоростью (в смысле - с меньшим флегмовым числом) приведет к выпаданию тарелок.

До какой температуры (и где ее смотреть) нагревать брагу перед перегонкой? И когда начинать перегон?

Автоматическое переключение ТЭНов за счет датчика- давления при перегонке браги используется?
Если да, то границы переключения датчика-давления как при ректификации?

Головы при перегонке браги брать или нет?