Эпюрационная колонна

Эпюрационная колонна в замен обычного брагоперегонного аппарата.
Преследуется цель отделения головных и промежуточных фракций, на стадии, когда исходный продукт имеет малую спиртуозность.

В разделе "отбор по паровой фазе" Игорь рисовал двухголовую колонну. ИМХО она и есть.

Кажется у него там в качестве сырья был спирт-сырец. Не могу найти ту тему.
Для меня цель, отогнать все, что кипит раньше спирта. А потом все что осталось, пропустить через рек.колонну. Не знаю, как поведет себя брага и что делать с нерастворимыми частицами в ней. В общем вопросов больше, чем ответов, а цель одна.

Для браги эпюрат - это барда
Посмотри на конструкции бражных колонн. Практически один-в-один с твоей схемой.

Суть бражной колонны - сверху подается брага, снизу - пар. Наверху - дефлегматор, часть флегмы возвращается в колонну, часть - готовый СС на дальнейшую ректификацию. Все, что стекло вниз - барда. Выкидывается. 

Причем самое интересное - флегмовое число далеко не 3. Нам надо орошать только ту часть колонны, которая между дефлегматором и точкой ввода браги. А это - совсем не много, в частном случае брагу можно вводить в самый верх колонны.

Чтобы не забивалось, надо насадку крупнее. Разделяющая способность здесь не очень важна (нам бы 50 градусов получить и ладно), так что крупная насадка - не помеха. Где-то видел, что там порядка 30 тарелок (в тарельчатой), но пруфлинк не нашел.

Ведь почему в производстве выделяют эпюрационную колонну? Потому что процесс непрерывный. И надо как минимум две колонны, чтобы отделить головы и хвосты.

Мысль была  в том, чтобы эпюрационная колонна работала как дефлегматор, отчасти.
В патенте как раз об этом   http://www.fips.ru/cdfi/fips.dll?ty=29&docid=2105590

Насадки нет, пустая труба, как у колонны что делал Селянин. Мощность кипятильника подобрать такой, чтобы пар едва доходил до дефлегматора. Температуру верха колонны выбрать,градусов 40 или около того. Флегму из дефлегматора назад не пускать, по патенту там должны быть чисто головы. Место тбора выбрать чтобы крепость была, как ты говориш, 50%. На данный момент нужно попробовать теоретически прокрутить это и выяснить, может это и не тупиковый вариант.
Пока все это представляется совсем маленьким, трубка Ф8мм , кипятильник для стакана, куб на 0,5л или меньше, ну и т.д.

Р.С.Чудеса компьютерной техники, кусок текста не вставился.
Сейчас исправил.

Цепочка рассуждений такая;
Допустим температура по колонне распределена равномерно, внизу 100*С, в верху 50*С. В верху колонны содержание спирта в жидкой фазе, будет равна крепости браги. Допустим это будет 8%, т.е. 8% спирта с примесями и 92% воды. По мере стекания браги в низ, она будет нагреваться и отдавать свой спирт в паровую фазу. По достижении низа колонны весь спирт будет испарен и в куб попадет только вода с нерастворимыми частицами. Таким образом можно предположить, что на каком то уровне будет происходить накопление спирта(непрерывная подача сырья),- его концентрации. В верху холодно, он конденсируется, внизу горячо,- испаряется. Предположительно это будет уровень с температурой в 78*С, и середина колонны. Чтобы не происходило накопления, и чтобы повысить концентрацию отбираемого, отбор  должен быть меньше чем подача браги. Впаяв отвод, трубочку небольшого диаметра(сверху тубы спирали), можно отбирать паровую фракцию спирта с последующей его конденсацией. По идее, он должен быть свободный от головных и промежуточных фракций, а так же нерастворимых частиц.
Процесс запуска, предположительно такой; 
1.   Разгоняем куб с водой так, чтобы появился водяной пар из верхнего конца спирали трубы. На время эксперимента дефлегматор можно и не ставить.
2.   Включаем капельницу, через которую вода(с температурой окружающей среды) подается туда же, в верхний конец спирали. Увеличиваем число капель в единицу времени так, чтобы выход пара постепенно сошел на нет.
3.   Отбор паровой фразы должен быть ориентировочно в  2-4 раза меньше чем подача воды в верхнюю часть. Ориентируемся по каплям конденсата.
4.   После установившихся температур внизу, 99-100*С и вверху 40-60*С, переключаем капельницу на брагу. Т.к. практически это вода 92%, то особых изменений произойти не должно. По поводу накопления осадка в кубе, пока ноль.
Понимаю, что рассуждения дилетантские, но всетаки, что скажете?

Именно это и пытается сделать сейчас Селянин - [сообщение #6844] .
Детали несколько отличаются, но принцип - тот же.
Вместо колонны с насадкой - длинная спираль с постоянным уклоном. По ней стекает брага, навстречу ей - пар из бака. Посмотри.
Все разумно, только хорошо подумать нужно. 

Именно это и пытается сделать сейчас Селянин - [сообщение #6844] .  Rudy, 11 Янв. 09, 00:47

Согласен, только в этом варианте колонну не нужно утеплять и отбор сырца брать из части колонны. Дефлегматор нужен только для того, чтобы не вонять легколетучими фракциями. И рек.колону ставить не на дефлегматор а рядом, со своим кубом. Но до непрерывной ректификации еще далеко.
По формуле изобретения:
"…дефлегмацию необходимого количества паров производят непосредственно в эпюрационной колонне…"С.
Этого стараюсь придерживаться.
"… четкость отделения легкокипящих примесей регулируют температурой воды…"С.
А здесь вместо воды использовать брагу, а "четкость отделения" регулировать количеством подаваемой браги.
Жаль, что Селянина этот патент не заинтересовал, переделывать ему практически ничего не нужно.

Тут есть странная засада, которую я до конца не понимаю. Смотри.

Пусть установка теплоизолирована (нет потерь). Мощность нагревателя фиксирована (пока) и температура в кубе - 100* т.е. в кубе-вода.

Для нагрева холодной браги и выпаривания из нее спирта (заданной доли)  нужно затратить некоторую энергию. Если поток браги этой энергии соответствует то наверх прорвется заданное количество пара спирта, как ни крути. Деваться энергии некуда, она может выйти только паром.

Т.е., после устаканивания режима, брага начнет кипеть прямо там, куда ты ее заливаешь с испарением соответствующего объема спирта.
При уменьшении энергии объем испарения будет уменьшаться, но кипение - там же - на входе.
При уменьшении энергии до энергии нагрева - брага просто перестанет кипеть.

Получается, что описанный тобой режим - недостигаем. Максимальная концентрация спирта будет там, куда ты заливаешь брагу. И там же будет минимальная температура (примерно 92.5*С для 10%). Дальше по колонне температура будет расти до 100*. А ситуация когда спирт в середине колонны - невозможна.

Получается что температура 78* может быть достигнуто только ВЫШЕ точки заливки браги. Т.е. если сверху поставить колонну питаемую паром от твоей конструкции - то все заработает.

Посмотри, может я где-то что-то недоглядел или не учел.

То же, можно сказать и про куб, если в нем температура 100*С, то флегма (вода) в него попасть не должна, должна выпариться по дороге.
Может есть какой то гитерезис температур, между испарением и конденсацией. Или не 100%й контакт между флегмой и паром, или ...?

В конце колонны, наверное в работе пары спирта и примесей. А с кубом все печальнее, любое загрязнение чистого продукта,- уменьшает температуру его кипения.
Жаль,надо бежать на работу.

если в нем температура 100*С, то флегма (вода) в него попасть не должна, должна выпариться по дороге.ion, 11 Янв. 09, 07:24

Дойдёт, дойдёт...

Может есть какой то гитерезис температур, между испарением и конденсацией. Или не 100%й контакт между флегмой и паром, или ...?ion, 11 Янв. 09, 07:24

Да!

В конце колонны, наверное в работе пары спирта и примесей. А с кубом все печальнее, любое загрязнение чистого продукта,- уменьшает температуру его кипения.
Жаль,надо бежать на работу.ion, 11 Янв. 09, 07:24

Перегревай пар выше 100*С тогда легкокипящее в куб не попадёт! Или сухопарник внизу поставь, чтоб барта не в куб сливалась, а в сухопарник...

Единственное, что мне действительно не нравится в этом деле - это то, что брага будет выкипать на насадке (оли в плёнке на стенках трубы).
Не будет ли загаживаться внутренняя часть колонны остатками дрожжей и прочей чухнёй?

Она же не будет выкипать до сухого остатка, выкипит только 10% от объема.

Но все равно, лучше использовать не колонну, а спираль, как Селянин. Правда у него пока что-то не ладится.

Или сухопарник внизу поставь, чтоб барта не в куб сливалась, а в сухопарник...
Kotische, 11 Янв. 09, 16:45

Хорошая идея, первые мысли были,- засунуть его в куб и прогонять через него пар. Но вроде кипятить осадок не совсем хорошо, по этому вынес сепаратор наружу(разделение потом додумаю). К тому же будет удобно наблюдать и отстраивать количество возвращаемой барды. Регулировать можно как мощей тэнов, так и шагом спирали колонны( скоростью стока барды), спасибо за подсказку. И еще, придется сливать излишки барды, тут наверное сделать сифон, как предлагал steel.ne.

Единственное, что мне действительно не нравится в этом деле - это то, что брага будет выкипать на насадке (оли в плёнке на стенках трубы).Игорь, 11 Янв. 09, 16:49

Она же не будет выкипать до сухого остатка, выкипит только 10% от объема.Rudy, 11 Янв. 09, 17:03

+1
И уровень пленочки(ручейка) не меняется, как в кубе.

Не будет ли загаживаться внутренняя часть колонны остатками дрожжей и прочей чухнёй?

Скорее всего будет, надо пробовать и оценивать. Вообще в планах перед дистилляцией, брагу отстаивать, может даже осветлять. Не думаю, что это будет похоже на наросты, скорее всего матовая полосочка. Жизнь покажет.
Главное выйти на размеры, а теперь, когда основные принципы работы понятны, как раз этим и займусь.
Всем спасибо.

Слив барды сделан нормально, только не нужно сливать ее в бак и сифон лучше сделать иначе. Сборник флегмы можно сделать просто герметичным. Брага в него сливается так как ты нарисовал, но добавить тонкую трубку в верхнюю часть бака для выравнивания давления. Ну тут еще нужно подумать.

А вот спирта там, где ты собираешься его отбирать не будет. А будет там пар с концентрацией, соответствующей температуре градусов так в 95 - т.е. 37%мас. Основной спирт будет там, где отбор голов - в паре примерно 48%мас.

Кстати верх нужно аккуратно сделать, чтобы потоком пара брагу не выносило наружу. Лучше брагу подавать сбоку, а пар выпускать наверх и потом вбок в холодильник. Тогда потом сможешь сверху колонну присобачить.

Слив барды сделан нормально, только не нужно сливать ее в бак.

Rudy, я тоже думал об этом, но тогда воды в баке должно быть столько же, сколько браги, и еще чуть-чуть. Но пока это все второстепенные вопросы.
Напомню, самацель – освободить С.С. перед ректификацией от головных и промежуточных фракций. Если это не будет достигнуто, с помощью этой установки, то и …
По классике, на эпюрацию идет перегнанная брага, и проверять ее, собираюсь на разбавленном самогоне( до 10%). Если получится, а не получится не может , то второй этап с брагой(правда у меня ее нет). Если получится с брагой, то пойдут отработки всех бражных прибамбасов.

А вот спирта там, где ты собираешься его отбирать не будет. А будет там пар с концентрацией, соответствующей температуре градусов так в 95 - т.е. 37%мас.

+1
Нам и 37% будет много, достаточно в том месте отбора иметь 15-20%, главное чтобы без голов. Моя рек.колонна вытягивает гдето до 5%, может и меньше.

Основной спирт будет там, где отбор голов - в паре примерно 48%мас. .

А вот этого, не хотелось бы. Там должно быть 5% от спиртуозности подаваемого сырья, чисто легколетучие (до этанола).

Кстати верх нужно аккуратно сделать, чтобы потоком пара брагу не выносило наружу.

В отличие от низа колонны, в верху пара должно быть 5% от 8%(спиртуозность браги), т.е. 0,4% от количества подаваемого сырья. Если по каплям, то на 20капель браги на входе в колонну, верхний холодильник должен сконденсировать пара, всего на одну каплю. Может ошибся в подсчетах с каплями, но по патенту в процентах именно так.
Так что скорость пара должна быть небольшая.

Нам и 37% будет много, достаточно в том месте отбора иметь 15-20%, главное чтобы без голов. Моя рек.колонна вытягивает гдето до 5%, может и меньше.

Тогда нужно из этой точки отбирать часть пара в холодильник. Как ты собираешься это делать? Просто трубку не поставишь, брагу будет давлением выпирать.

Там должно быть 5% от спиртуозности подаваемого сырья, чисто легколетучие (до этанола).

А вот это - вряд-ли. Но эксперимент- всему голова.

В отличие от низа колонны, в верху пара должно быть 5% от 8%(спиртуозность браги), т.е. 0,4% от количества подаваемого сырья.

А кто-ж тебе тогда брагу греть будет?

Колонна без насадки, то и давления там, почти ноль. Отбор СС идет только по паровой фазе, место отбора выбирается опытным путем. Если отводящей трубке придать небольшой уклон в место отбора, то вся жидкая фракция образовавшаяся до холодильника, стечет обратно в колонну.
Теплообмен проходит по такой цепи:
В установившемся режиме выходящий из куба пар отдает всю свою энергию на испарение всего спирта из браги, тот в свою очередь отдает всю свою энергию на испарение более летучих примесей, опять же из браги. А вот их (примеси), как раз отлавливают, и направляют всю ихнюю энергию в … бесполезное занятие. Примерно так, может где перемудрил, пока все на пальцах. И самое интересное в этом деле, изобрести колесо второй, третий и т.д. раз.
Rudy, неужели ты думаеш что патент липовый?

Нет, не думаю. Но этот патент совсем не про то, если ты имеешь ввиду твою ссылку на http://www.fips.ru/cdfi/fips.dll?ty=29&docid=2105590 .

Пример 1. Очистку синтетического спирта-сырца проводят на существующей промышленной установке, включающей эпюрационную и ректификационную колонны, каждая из которых имеет по 60 колпачковых тарелок, снабжена тремя дефлегматорами, установленными последовательно, кипятильниками, необходимым насосным и емкостным оборудованием. В соответствии с настоящим изобретением установка эксплуатируется с использованием только одного дефлегматора - третьего по ходу отбора головной фракции. Два первых дефлегматора отключены и, таким образом, пары легкокипящих примесей, дефлегмированные непосредственно в эпюрационной колонне, подают сразу в третий по ходу дефлегматор, конденсируют в нем и выводят из системы. Эпюрационная колонна в этом случае работает только с внутренней флегмой при внешнем флегмовом числе равном 0. В эпюрационную колонну подают спирт-сырец в количестве 1167 кг/ч, в т.ч. 100% -ного спирта 1000 кг/ч на четырнадцатую тарелку, воду на гидроселекцию с температурой 20oC вводят в количестве 10500 кг/ч на первую тарелку, считая от верха колонны, и пара в кипятильник колонны в количестве 1056 кг, обеспечивающем подвод тепла 998 тыс.ккал/ч на 1 т спирта. Отбор головной фракции производят в количестве, соответствующем 50 кг/ч спирта, что составляет 5% от спирта в питании. Состав спирта-сырца, подвергаемого очистке, мас. этанол 85,7; диэтиловый эфир 1,0, ацетальдегид 0,9; ацетон 0,04; высшие спирты 0,34; метилэтилкетон 0,06; кротоновый альдегид 0,2 и олигомеры этилена 0,06.

Да и приведенной в нем информации, на мой взгляд, совершенно недостаточно. А книжку Гладилина (Н.И. Гладилин Руководство по ректификации спирта, М. Пищепромиздат, 1992, с. 177 185) я скачать не смог.

Книги я тоже не нашел.
Не пойму, ты там таблицу видел, 4й пример?