Дистилляция с помощью ультразвука

Посмотрел я на китайский и американский подходы к вакуумной дистилляции. Если речь не идёт о промышленных установках, а о "бытовых" объёмах, для разделения азеотропа вода-изоамилол в ректификате используется лабораторное стекло и дешёвый (9 000 рублей) масляный вакуумник типа тех, что используют кондиционерщики. Масло сливают, меняют, накопившуюся отработку греют - выпаривают воду и используют снова.

То есть, первые две процедуры стандартные, при нормальном атмосферном давлении: дистилляция в СС, затем ректификация с максимальным отжатием спирта и, как вы её ни называйте (тело 2, предхвостья и т.д.), сивухи. И последующее вакуумное разделение чистейшего спирта от сивухи на стекле.

Комплект лабораторного стекла (Клин) стоит около 30 000 рублей. Колбонагреватель на 10 литров 13 000 (в сущности, можно и без него: индукционная плита + сковорода + песок: риск того, что колба лопнет при температуре песка 40 градусов = нулю). Датчик давления типа Panasonic DP-101: 2 400 рублей и реле - около 500 рублей.

Единственное, что меня пока (до практического применения) смущает - выдержит ли 10-литровая колба давление в 15 кПа.

выдержит ли 10-литровая колба давление в 15 кПа.Литейщик, 19 Дек. 25, 18:38

обыкновенная 10и литровая банка нормально держит вакуум.

дешёвый (9 000 рублей) масляный вакуумникЛитейщик, 19 Дек. 25, 18:38

Ну, так себе дешёвый. За 9 тыс. рублей и безмасляный вполне можно купить.

лабораторного стекла (Клин) стоит около 30 000 рублей.Литейщик, 19 Дек. 25, 18:38

Будь проще братан! Практически каждая банка выдержит разрежение. Ну если она без сколов и трещин. На первые перегоны можно пупыркой замотать, я так делал, тоже очковал не по детски. Все страхи оказались напрасны!))

Подобрал необходимое стекло (просьба к администратору: сделайте, пожалуйста, тему типа "Вакуумная дистилляция на лабораторном стекле"), то есть набор для дистилляции кроме ресивера, цены производителя:

Колба (10 литров, плоскодонная, будет хороша и на сковородке с песком, и в колбонагревателе): П-1-10000-45/40: от 5467.00 до 24000 рублей.
Дефлегматор 400-45/40-29/32 эскиз 5-410: 4107 руб.. В него можно снизу зарядить металлическую губку для мытья посуды и засыпать СПН.
Насадка с каплеуловителем: гф 6.451.253 (ППС): 3115 руб. У этой насадки как раз шлифы подходят слева - к дефлегматору (выше), справа - к холодильнику (ниже).
Холодильник ХСН-16-14-14: 4441,34 руб. У этого холодильника снизу хороший шлиф, на который можно насадить довольно широкий шланг со спиралью или гофрированной трубкой внутри. И этот шланг - к приемнику, в качестве которого идеальным мне представляется 40-литровый алюминиевый бидон (1000-2000 на Авито) с новой силиконовой прокладкой (продаётся в одном из сетевых магазинов для винокурен). В зимнее время он (находясь на, скажем, балконе) будет выполнять 3 функции: финальный холодильник, приемник, выравнивание скачков давления при включениях насоса.
В летнее время не обойтись без чиллера. Но мне представляется, что за 3 зимних месяца можно обработать весь ректификат / дистиллят, накопленный за остальное время года.

А, ну да, и конечно советский лабораторный штатив (500 рублей за капитальную вещь с чугунной основой и высотой 70 см) и набор зажимов (400-1500 рублей, в зависимости от места покупки и везения).

Итого с вышеупомянутыми датчиком давления (Panasonic DP-101: 2 400 рублей плюс 500 рублёвое реле) и насосом выходит примерно 30 000 рублей без чиллера, то есть зимний вариант.

Литейщик,
Штативы и зажимы ещё нужны.

Сегодня пришла в голову идея: а нельзя ли разбить азеотропные полярные связи (вода-спирт, вода-изоамилол) с помощью ультразвук?

Оказывается, можно: в 2024 году эта возможность была обнаружена.

Почему образуются азеотропные соединения? Диполь воды фиксируется на полярных доменах некоторых молекул (в нашем случае спирт и изоамилол). И изменяет летучесть, то есть, грамотно говоря, температуру кипения "оригинального", чистого вещества. Цепляясь к спирту, диполи воды повышают температуру кипения. Цепляясь к изоамилолу, - вода снижает температуру кипения изоамилола, и он начинает испаряться не при 131°, а при более низкой температуре.

Разбить азеотроп можно давлением (очень низким или очень высоким), или "отдирая" воду от изоамилола более жадными до неё соединениями. Например, этиленгликолем. Но последнее, конечно, нам не подходит ввиду его токсичности.

Ультразвук формирует зоны (пузырьки) кавитации, где низкое давление чередуется с высоким (при схлопывании, коллапсе пузырьков) и, к тому же, образуются точки высокой температуры, что тоже помогает разбивать связи вода - спирт и вода - изоамилол.

Оказывается, можно: в 2024 году эта возможность была обнаружена.Литейщик, 24 Дек. 25, 13:20

Пруфы?

Разбить азеотроп можно давлением (очень низким или очень высоким), или "отдирая" воду от изоамилола более жадными до неё соединениями. Например, этиленгликолем. Но последнее, конечно, нам не подходит ввиду его токсичности.Литейщик, 24 Дек. 25, 13:20

Например, глицерином.

к тому же, образуются точки высокой температуры, что тоже помогает разбивать связи вода - спирт и вода - изоамилол.Литейщик, 24 Дек. 25, 13:20

И, если сильно высокой температуры, то связи водород-углерод?
ЗЫ: тока это все здесь оффтоп.

ЗЫ: тока это все здесь оффтоп.santax1, 24 Дек. 25, 13:56

Я не могу создавать новые темы. Просил админа создать новую в одном из предыдущих сообщений.

Литейщик, ультразвук работает, и это известно давно.
Печаль в том, что в зонах кавитации вскипает жидкость, локальный перегрев термолабильные ароматные молекулы крушит.

Водку созреть таки да.
А ароматный спирт - не очень

азеотропа вода-изоамилол в ректификатеЛитейщик, 19 Дек. 25, 18:38

конкретно это просто бред.

Оказывается, можноЛитейщик, 24 Дек. 25, 13:20

Очень интересно. Умудрились получить 99.7mol% спирт из пива (из ПИВА !) методом парциальной конденсации спиртового "тумана" в потоке азота.

Непонятно зачем.

И при чем тут вакуумные насосы.

https://www.researchgate.net/...and_sustainable

локальный перегрев термолабильные ароматные молекулы крушитигорь223, 24 Дек. 25, 15:08

Умозрительно - "возможно, а возможно и нет". Но, поскольку идея эта настолько свежая и оригинальная, что не существует ни одного промышленного образца такого оборудования, да и лабораторного (по меньшей мере в России) тоже. Таким образом, ещё никому не удалось сравнить результат ультразвуковой дистилляции и тепловой или вакуумной.

Добавлено через 4мин.:

конкретно это просто бредNewocelot, 24 Дек. 25, 15:17

Что для тебя "бред"?

Что в ректификате есть изоамилол? Что там есть вода? И что они и в ректификате сосуществуют в виде азеотропа? Вообще, не стоило бы мне тратить время на человека, у которого изумление вызывают такие факты. Но, в рамках благотворительной помощи, я могу тебя просветить на этот счёт.

Умозрительно - "возможно, а возможно и нет".Литейщик, 24 Дек. 25, 15:56

не умозрительно)))

Но, поскольку идея эта настолько свежая и оригинальная, что не существует ни одного промышленного образца такого оборудования, да и лабораторного (по меньшей мере в России) тожеЛитейщик, 24 Дек. 25, 15:56

Да сколько угодно, в китае сотни тысяч в год выпускаются, многия годы.

К примеру у меня в двух винокурнях две установки

не умозрительно)))игорь223, 24 Дек. 25, 16:08

Это нигде не обсуждалось прежде ни на этом форуме, ни на каких других? Странно, правда?

Идея настолько качественная, что промышленное оборудование (как вы говорите) есть. А обмена мнениями по поводу результатов - нет. 🤔

Это так загадочно, что похоже либо на абсолютную новизну (вопреки вашему утверждению), либо на исчезновение из прессы в 30-х годах прежде изобильных публикаций о расщепляющихся материалах.

могу просветить на этот счётЛитейщик, 24 Дек. 25, 15:56

Многие будут тебе признательны за разъяснение методики получения азеотропной смеси

вода-изоамилолЛитейщик, 24 Дек. 25, 13:20

в домашних условиях.

Это нигде не обсуждалось прежде ни на этом форуме, ни на каких других? Странно, правда?

Идея настолько качественная, что промышленное оборудование (как вы говорите) есть.Литейщик, 24 Дек. 25, 16:20

[Ультразвук в самогоноварении и ректификации. Страница 5]

https://yandex.ru/...n=ru&lr=971

Добавлено через 2мин.:

Newocelot, я делал заради прикола - на диспергаторе - "азеотроп" вода/подсолнечное масло.
30 минут на 25 кГц и мощности ультразвука 2кВт, 1 л смеси, 80мл вода и 200мл масло

Примерно месяц стояла молочная жидкость в банке, потом примерно 3мм на поверхности таки проявилось масло

Многие будут тебе признательны за разъяснение методики получения азеотропной смесиNewocelot, 24 Дек. 25, 16:39

Смешиваешь воду и спирт. Или воду и изоамилол.

А как, по-твоему, изоамилол с температурой кипения 131° оказывается в ректификате при температуре кипячения, не превышающей 96°? Возносится могущественными дэви?

Добавлено через 1ч. 22мин.:

[Ультразвук в самогоноварении и ректификации. Страница 5]

https://yandex.ru/...n=ru&lr=971игорь223, 24 Дек. 25, 16:52

То, что вы сформулировали в своём поисковом запросе, ТОЧНО НЕ ведёт к описанию оборудования или опыта ультразвуковой ДИСТИЛЛЯЦИИ.

Ваша формулировка запроса выдаёт описания ГОМОГЕНИЗАЦИИ, то есть равномерного СМЕШИВАНИЯ (позволю себе напомнить: у нас речь идёт о РАЗДЕЛЕНИИ, что, как бы, несколько 🤭 иной процесс). А также ускорению "созревания" спиртов, то есть форсаж экстракции содержимого дуба в напиток.

Это не ваша каверза или уловка, конечно: дело в том, что ультразвуковая ДИСТИЛЛЯЦИЯ ещё не используется в промышленности. Поэтому и результатов в Яндексе нет. Иначе такая дистилляция не стала бы в 2024 году предметом открытия.

Добавлено через 12мин.:

я делал заради прикола - на диспергаторе - "азеотроп" вода/подсолнечное масло.игорь223, 24 Дек. 25, 16:52

Вы путаете понятия ЭМУЛЬСИЯ и АЗЕОТРОП.

Эмульсия - это дисперсия, то есть взвесь одного вещества в другом веществе, оба из которых нерастворимы друг в друге. Другой вариант названия водно-масляной эмульсии - золь (разновидность эмульсии).

Азеотроп - это СЛИПАНИЕ молекул разных химических соединений, возникающее за счёт полярного (плюс и минус) взаимодействия.

Есть сильно полярные молекулы. Например, вода, структура которой такова, что, фактически образуется диполь.

А есть молекулы, у которых есть только точечные (одна или несколько) места для присоединения полярных молекул или ионов. Такие полярные (имеющие заряд) места в химии и биологии называются "домен".

Вы сделали водно-масляную ЭМУЛЬСИЮ.

Верно, эмульсию.
Поэтому азеотроп написано в кавычках.

Далее.
Перечитал твой первый пост - про дистилляцию там нет ни речи, ни намека.
Даже про испарение нет нихера.

Конечно, можно нагреть ультразвуком бражку до точки кипения, и начнется сначало активное испарение, потом кипение.
За полчаса в моем гомогенизаторе-диспергаторе раствор с 20 до 65 нагревается, если в колбе один литр налит.
Но! таким извращенным способом ни один здравомыслящий самогонщик перегонять бражку на сырой спирт, а сырой спирт фракционно дистиллировать - не станет.

П.С. ветку тебе отделил, редактируй первое сообщение в ней и пиши внятно, что и как ты собираешься поведать миру))

Ты хоть вообще понимаешь, что такое "азеотропия", и зачем ты проводишь ВАКУУМНУЮ дистилляцию? Если не понимаешь, если встретилось новое слово - посмотри его значение.

Проводя вакуумную дистилляцию, ты именно осуществляешь разделение азеотропа вода-изоамилол.

Проблема - это сивуха (изоамилол) в тщательно сделанном дистилляте или ректификате. То, что, казалось бы, не должно случаться: изоамилол с температурой кипения 131° оказывается в дистилляте, выгоняемом в интервале 92-96°.

Некоторое время это и подобные фокусы были загадкой. Пока физики и химики не поняли, что в растворах образуются химеры - слипшиеся молекулы разных веществ. Слипшиеся не за счёт синтеза в новое соединение. А за счёт временных бондов (связей) разнозаряженных доменов разных молекул.

Так, например, положительный протон водорода подлипает к отрицательно заряженной гидроксильной группе.

И тогда всё объяснилось: вода с температурой кипения 100° оказывается в спирте, который имеет температуру кипения 78° потому, что вода "облепляет" спирт и уносится последним в составе азеотропа в дистиллят.

Так же и изоамилол, который имеет температуру кипения 131°, образует азеотроп с водой. И смесь азеотропов вода-изоамилол и вода-спирт имеет низкую температуру кипения. И выносится в ректификат.

Вакуумная дистилляция разделяет оба этих азеотропа, формируя 3 "нормальные" фракции. Которые могут уходить в дистиллят РАЗ-ДЕЛЬ-НО.

Ну вы даёте, господа... Это элементарная физика и химия. Хоть почитали бы, прежде чем заниматься. Сэкономили бы ТЬМУ времени.

ты именно осуществляешь разделение азеотропа вода-изоамилол.Литейщик, 24 Дек. 25, 19:51

точно! теперь знаю))))

Ты пиши, пиши.
Есть у нас и ветка про перлы Хоумдистиллера.

П. С. Я заодно и твои посты в других ветках перелистал. Не приживешься ты здесь, вангую.
Общаться не умеешь с людьми...