Снова пытаюсь нарушить каноны и правила ректификации.

BAJIEPA, флегма на поверхности самогона истощается сильнее всего, и уходящий из неё спирт насыщает флегму колонны, в том числе и в самом нижнем уровне. Поэтому самая низкая спиртуозность флегмы - в кубе, а самая высокая - в дефлегматоре.
Игорь, 14 Марта 10, 09:44

и я о том же, пары поднимаются,а флегма опускается

без отбора спирта процесс массообмена тоже конечно идет,только скорее всего помедленнее.имхо конечно

При наличии встречных потоков флегмы и пара, если их температуры разные,  процесс тепломассообмена идет независимо от отбора.

Забудьте вы это слово "массообмен" и т.п. Ими вам толко голову пачкают, чтобы не дай бог вы не поняли, что же происходит на самом деле.

Мне эти термины напоминают маскировку, когда пытаются замаскировать сущность внешним видом. Формально - все так, тепломассообмен и т.п. Но, неопытному еще человеку, это только мешает понимать суть.

Гораздо проще рассматривать обычную тарелочную колонну - там все проще и легче для понимания. В насадочной идут ровно те же процессы, но они чуть лучше замаскированы.

1. Пробулькивание обеспечивает конденсацию входящего снизу пара и нагрев флегмы в тарелке. Истощение флегмы (вверх уходит пар с повышенной концентрацией спирта), в основном восполняется потоком пара снизу (крепость - выше, чем в тарелке) и, частично, - потоком более крепкой флегмы с вышележащей тарелки. Стекающая сверху флегма - холоднее флегмы в тарелке и дополнительно охлаждает тарелку.

2. Без этого охлаждения (хоть оно и невелико) и подпитки более концентрированной флегмой сверху, флегма в тарелке быстро бы истощилась до той же крепости, что и в предыдущей (нижней) тарелке и тарелка перестала бы работать.

Это связано с тем, что удельная (на единицу массы) тепловая энергия пара снизу превышает тепловую энергию пара, уходящего наверх. Разность тепловых энергий связана с изменением состава пара - пар уходящий наверх имеет более высокую концентрацию спирта, поэтому имеет меньшую удельную энергию.

Из-за этой разности, при отсутствии дополнительного охлаждения (и подпитки) тарелка будет просто перегреваться до тех пор, пока концентрация спирта в приходящем снизу паре не станет равна его концентрации в уходящем - т.е. концентрация спирта в ней понизится настолько, что тарелка перестанет работать - не станет укрепления. После этого, пар станет как бы просто пролетать мимо этой тарелки не изменяясь. Для того, чтобы этого не случилось и нужен поток возвратной флегмы с верхней тарелки, который и охлаждает ее, и подпитывает ее спиртом.

Вот тут уже немного сложнее понять, что происходит. Здесь начинают работать два достаточно тонких баланса:
- баланс масс (масса флегмы сверху + масса пара снизу = массе пара наверх + масса флегмы вниз с учетом изменения их состава, т.е. по каждой из компонент отдельно)
- баланс энергий (аналогично - сумма энергий входящих компонент равна сумме энергий выходящих с учетом изменения их состава).

К сожалению на пальцах тут трудно объяснить, нужно циферки писать, поэтому можно просто принять к сведению пункт 2 (специально обозначил).

Но результат такой - без возврата флегмы с верхней тарелки (а начинается то все - от дефлегматора - т.е. от ФЧ) или при недостаточной его величине, тарелки колонны истощаются и перестают укреплять проходящий пар. Т.е. колонна перестает работать как колонна и начинает работать как простой СА.

При снижении ФЧ, потока флегмы сначала начинает не хватать нижним тарелкам, потом, по мере снижения ФЧ, более верхним и т.д. Т.е., по мере снижения ФЧ, рабочая часть колонны укорачиватся (снизу -вверх).

И еще один, не обоснованный здесь вывод (довольно сложно обосновать, поэтому просто приведу). При достаточном ФЧ, "качество" работы каждой из тарелок пропорционально величине ФЧ. Максимальное "качество" достигается при бесконечном ФЧ.

Ух, как-то получилось, что целый трактат накатал. Ну, не смертельно.

Rudy, Непонятно к чему убирать один термин, а вместо них применять два других?
Вместо "тепломассообмена"ты использовал два - "баланс масс" и "баланс энергий".

Балансы масс и энергий - это вовсе не тепломассообмен. Что масса и энергия сохраняются - это всем известно - в школе учат.

Первоначальный пар, образующийся в испарительной ёмкости (кубе), поднимается по колонне вверх и взаимодействует на своем пути с жидкостью (флегмой), стекающей вниз. Его температура несколько выше температуры флегмы, он нагревает её, и охлаждается сам. Пар и флегма находятся в состоянии близком к конденсации и испарению. В таких условиях сначала конденсируются вещества, имеющие большую температуру кипения, а испаряются те, которые имеют меньшую температуру кипения. По мере удаления от куба температура постепенно понижается, и меняется состав пара и флегмы, то есть происходит расслоение их на фракции по высоте колонны. Причем, самая легкая фракция (вещество, имеющее минимальную температуру кипения из всех веществ, составляющих содержимое куба) скапливается в верхней части колонны в виде пара и флегмы, находящихся в равновесном состоянии.

Пар этой фракции конденсируется в дефлегматоре, установленном наверху колонны. Часть конденсата отбирается (Е), а другая часть возвращается обратно в колонну в виде флегмы (R). Соотношение между этими частями является основным режимным параметром при ректификации и называется флегмовым числом V=R/E.
Флегмовое число устанавливается с помощью регулятора отбора. Уменьшая отбор, вы увеличиваете V и улучшаете качество получаемого дистиллята (он приб-лижается к своей азеотропной точке с минимальным содержанием попутных веществ), и наоборот, увеличивая отбор, вы уменьшаете V и снижаете качество дистиллята. Каждому веществу соответствует своё оптимальное V.

Так, например, при получении ректификата этилового спирта (для которого оптимальное флегмовое число V=2,5…3,0), если увеличить отбор до максимума (когда нет возврата флегмы в колонну R=0, т.е. V=0), то тепломассообменные процессы в колонне полностью прекращаются, и сложная ректификационная установка превращается в обычный «самогонный аппарат».

Все совершенно верно. Но многое ли стало понятно начинающему при таком описании? Это не критика, а, скорее, сожаление о том, что понятного для новичка описания работы колонны не существует. По крайней мере я не видел.

Михаил мне прислал такое сообщение, с его разрешения выкладываю. Решил, что в этой теме оно будет нормально смотреться.

Руди,такая идея,не знаю возможно ли это.Использовать температуру куба,или на входе в колонну,для регулировки отбора с помощью ШИМа.
ну например чтобы ШИМ изменялся от изменения температуры куба со скважностью от 0 до 1 литра\час при изменении температуры скажем на 10-15 градусов.А так же предусмотреть изменение ШИМ в ручную на 75-50-25% примерно,или плавное для установки нужного ФЧ.
Форсунки от авто я думаю эту частоту и точность обеспечат,а вот пережималка вряд ли.
Подумай об этом,у тебя светлая голова,может получится,тогда не нужно будет игольчатых клапанов,шаговиков,пережималок и т.д.
Может в цифре это можно сделать,зависимость времени открытого состояния от температуры или проводимости.

Именно это и использует Игорь в схеме старт-стопа. Датчик температуры устанавливается на колонне, на 1/3 (или 2/3 - личный выбор каждого). Как только температура в этой точке привысит заданную - клапан отбора закрывается и отбор прекращается. Колонна начинает работать с бесконечным ФЧ, температура в контролируемой точке падает и отбор включается снова.

Т.е. это и есть та самая регулировка отбора по температуре в колонне, но несколько грубоватая - отбор или полностью включен (величина отбора подбирается) или полностью выключен. Период включения клапана в такой схеме велик - минуты и более.

Эту схему можно несколько улучшить используя ШИМ. При этом клапан достаточно часто (раз в единицы секунд) открывается на заданное время (регулируемое). Таким образом можно обеспечить плавную (а не вкл/откл) регулировку отбора. Т.е. схема уже не следит за превышением заданного значения температуры в колонне - а задает ее. При появлении отклонения она плавно изменяет величину отбора так, чтобы вернуть температуру на место.

То же самое можно сделать и с помощью пережималки - это самый точный способ регулировки отбора из известных мне разумных конструкций(электрически управляемый).

По температуре в баке конечно тоже можно крутить ФЧ - для каждой температуры задавать свое значение (по опыту). Но это плохо - температура в баке от ФЧ не зависит и не будет никакой обратной связи. Если что не так -система рассыпется.

И еще,ты писал что определяешь крепость спирта в % в зависимости от температуры.Можно поподробнее,какая нужна точность измерения температуры,как решил с изменением давления,какая получаемая точность в %.

Я, обычно, не измеряю крепость как таковую - лениво давление учитывать, да и не нужно. Мне чаще нужно оценить, на сколько снизилась крепость при изменении отбора. Крепость при малом отборе у меня строго известна - 96.5%. Берешь калькулятор и считаешь насколько изменяется крепость при изменении температуры на один дискрет (у меня 0.03125*С). А дальше изменения крепости оцениваешь по "щелкам" отсчета температуры в дефлегматоре.

При крепости пара и конденсата 96.5%, температура пара - 78.19. Добавляешь к ней 1 дискрет (78.22125) получаешь крепость 96.08%. Т.е., при уходе температуры на 1 дискрет (мой) крепость уходит примерно на 0.5%. Вот так и ориентируюсь.

Rudy, не так с ШИМом.В 1\3 или 2\3 изменение температуры для управления отбором  является граничным,я сейчас им тоже пользуюсь,старт стоп.Но там нет плавного изменения температуры,а в кубе или в на входе в колонну есть.При спиртуозности СС 30-40% температура в кубе будет иметь примерно 83-84 градуса и в процессе ректификации она плавно изменяется до 99 -100 градусов.Вот изменение этой температуры я и предлагаю использовать для плавного изменения ШИМ.Величину начального отбора тела мы и так выставляем исходя из технологических особенностей  колонны,они каждому известны,да и можно подстраховаться задействовав датчик в 1\3 колонны который при превышении отбора может обеспечить стоп и произвести коррекцию ШИМа в сторону уменьшения.А установка ШИМа в старт стопной системе отбора нецелесообразна,нужно выставлять заведомо заниженный отбор вначале что бы не уменьшать его в конце.Это на много увеличивает время ректификации.
Все это меня волнует и в том плане что при старт стоповом режиме резко меняются режимы колонны и имеющиеся промежуточные примеси пачками могут попадать в отбор.Я такие кратковременные всплески проводимости неоднократно наблюдал при ректификации именно при работе старт-стопа.
Подумай пожалуйста еще.

Промежуточные примеси, попадая в отбор, должны приводить к уменьшению проводимости. если проводимость растёт, то это влияние не промежуточных примесей, а чего-то другого.

Игорь, трудно судить без анализов.Наблюдаются кратковременные всплески проводимости,мне кажется что при резком изменении режима колонны из имеющихся там промежуточных вылетают какие то головные фракции,в общем х...знает,но такое наблюдается.

Промежуточные примеси, попадая в отбор, должны приводить к уменьшению проводимостиИгорь, 16 Марта 10, 05:00

Скорее всего нет. Уменьшить проводимость он вряд-ли смогут - она обусловлена другими веществами. Если они сами не проводят - то просто не будут на нее влиять.

Похоже так и есть, при моих экспериментах я уже чувствую что-то по органолептике (конец ректификации), но по проводимости их не видно. Тут нужно что-то еще придумать.

Если они сами не проводят...Rudy, 16 Марта 10, 15:23

Нарыл интереснейшую информацию. Наверное ей место в ветке о контроле проводимости...
Это то, Руди, чего я так долго добивался от тебя, но ответа не получил, когда спрашивал, что ты ловишь, измеряя проводимость. Вот, нарыл.

У альдегидов проводимость в 1000 раз выше, чем у этанола, а у эфиров и у метанола - практически такая-же. По крайней мере того-же порядка.
Тяжелые спирты - кто куда. Основная промежуточная примесь - амилол - практически близнец этанола по проводимости, а н-пропиловый и н-бутиловый проводит в 7 раз лучше.

Но при этом практически у всех примесей кроме фурфурола диэлектрическая проницаемость заметно ниже, чем у этанола, значит реактивная составляющая общей проводимости у них больше, чем у этанола.

диэлектрическая проницаемость заметно ниже, чем у этанола, значит реактивная составляющая общей проводимости у них большеИгорь, 17 Марта 10, 01:41

Не понял... 
Объясни! 

А ссылочку кинь пожалуйста откуда нарыл.

Имей ввиду, при измерении проводимости мы далеко не доходим даже до проводимости чистого спирта (да и кто может похвастаться, что он ее точно измерил). Примеси повышают проводимость спирта в десятки и сотни (а может и тысячи) раз, вот это мы и видим.

Снижения проводимости при добавке в спирт небольших количеств примесей с меньшей проводимостью ты не увидишь - вспомни, что при параллельном соединении сопротивлений большее сопротивление влияет гораздо слабее, чем меньшее - именно так и получится.

И с диэлектрической проницаемостью - получится то же самое. Кстати, меньшая диэлектрическая проницаемость (меньшая емкость в той же геометрии) дает меньшую реактивную компоненту проводимости, а не большую. Т.е. опять же большее сопротивление.

Тут бы какой химический сенсор приспособить, да не знаю таких.

А, кстати, вопрос к химикам - РН-метр тут что-нибудь покажет? При 96-97% спирте с небольшим количеством промежуточных примесей?

Мысли вслух.

Этанол.

Сопротивление между двумя электродами площадью 1 см2 на расстоянии 1 см составляет 740 мегом.

Уксусный альдегид. 0,8 мегаом.
Вода дистиллированная. 10 мегаом.
Фурфурол. 0,7 МОм
Этиловый эфир уксусной к-ты - 330 МОм
Метиловый спирт 666 МОм (бесовщина!)
Н-пропиловый спирт - 100 МОм
Изопропиловый спирт - 1,7 МОм
Изоамиловый - 710 МОм.

НО!!! Эти цифры относятся к чистым веществам, без воды, которая вызывает диссоциацию... А это значительно пеняет сопротивление и проводимость.
Так, например, уксусная кислота (без воды) имеет сопротивление в сантиметровой ячейке 42 МОм - вчетверо больше, чем дистиллированная вода. Но ведь это кислота! В растворе её проводимость очень возрастает
Нужно искать информацию о степени диссоциации примесей. Тогда можно будет делать какие-то выводы.

Нужно искать информацию о степени диссоциации примесей.Игорь, 17 Марта 10, 02:36

100% поддерживаю!

Более того, возможно что комплекс из молекулы спирта и воды более устойчив к диссоциации чем чистые вода и спирт.

А ссылочку кинь пожалуйста откуда нарыл.Rudy, 17 Марта 10, 01:56

Пардон, забыл...
http://ds02.twirpx.com/...mika_tom_3.djvu

Не понял...  Непонимающий
Объясни!Kotische, 17 Марта 10, 01:45

...меньшая диэлектрическая проницаемость...Rudy, 17 Марта 10, 01:56

НО-НО - накинулись на сантехника... Меньше проницаемость - меньше ёмкость - больше сопротивление - меньше проводимость. Так больше нравится?

с диэлектрической проницаемостью - получится то же самоеRudy, 17 Марта 10, 01:56

Еще хуже, чем тоже самое. там вообще ничго не видно. Диэлектрическая проницаемость у спирта - 24,3, а у примесей - в основном меньше, на уровне 17-18, кроме фурфурола (41,9).  Реактивные сопротивления будут очень близки, на уровне примесей фиг заметишь.

Повторю еще раз мысль, которую наверное сам уже успел затоптать. Проводит ли ток кристаллическая, безводная, абсолютно сухая поваренная соль? М как меняется её сопротивление при добавке 3% воды?

Аналогично, я нарыл данные лоя сухих (в смысле безводных) веществ. Как изменятся эти показатели при добавке воды, пусть даже дистиллированной?

Примеси повышают проводимость спирта в десятки и сотни (а может и тысячи) раз, вот это мы и видим.Rudy, 17 Марта 10, 01:56

Вижу это и я, вернее видел. наверное у нас просто разные разделяющие способности колонн. Примерно 2% отбора, пока отходят супер-вонючки, проводимость заметна. После этого она улетает вниз и уже ни от чего не зависит. Но об окончании голов еще рано - по органолептике я отсекаю еще 3-5 раза по столько же, и после этого начинаю отбор тела.
Увидев одинаковую картину несколько раз, вдоволь наигпавшись с датчиками и способами питания и измерения, я закинул эту тему.