Методы нагрева браги

Оно и так очень неплохое.
И прикинь, сколько будет весить кег с 30-40 литрами отработанной барды?

В продолжение темы:
Припаял 2 воздушных тэна ко дну кега. Паял ПОС-61, флюс Ф-38 (кажется что из ортофосфорной кислоты сделан).
Геморойно конечно, но второй тэн уже быстрее шел. Если набить руку - будет давольно быстро. Паяльник нужен 100-150 Вт - "молоток", с ним проще.
Налил 10 литров воды, включил. Тишина полнейшая до самого закипания воды, даже думал что тэны не греют, мерял переодически сопротивление - все нормально. Отсутствие шума говорит о том что нет локального закипания жидкости на поверхности нагревателя, что должно положительно сказаться на качестве СС.
Кег правда пришлось немного доработать - спилить нижнее основание т.к. оно было сильно загнуто вовнутрь. Теперь приварим стойки с резьбой и вкрутим ножки.
И обязательно снизу слой стекловаты и закрыть чем-либо в виде алюминия или жести.
И думаю что будет нормально.
V_B, 02 Июня 09, 09:48

Посмотри, я вот так делал. (не знаю как картинки прикрепить из сообщения - просто пройди по ссылке)
Потратил день на пайку.
А если заливать свинцом - он не припаяется а будет просто прилегать. При нагреве будет расширяться и просто отскочит от дна. Значит надо что-то придумывать что будет удерживать его.

Вопрос.А почему тут в основном про пар и индуктопечки?Водяная баня тоже неплохо же...да и газом это дело можно нагревать...

fox400, да можно,но тут главное чтоб был максимальный КПД, и чтоб брага не пригорала. Вот почему тут обсуждается етих два вопроса

Неужто пар выгоднее водяной бани?И опять же,какая принципиальная разница в температуре между водой и паром...если давление не сильно отличается от атмосферного ,то пар просто не наберёт температуры выше 110 С...

Пар греет напрямую, непосредственно контактируя с нагреваемой средой и выпаривая из неё спирт. Остальные случаи нагрев идёт через посредника - стенку сосуда.
Пар прогревает равномерно по всему объёму, отдавая абсолютно всё энергию на нагрев.
Паровая баня только через стенки расходует энергию на испарение(при наличии хорошей теплоизоляции, ну а газ ещё и атмосферу греет.

Олег, это не то объяснение.

какая принципиальная разница в температуре между водой и паром...если давление не сильно отличается от атмосферного ,то пар просто не наберёт температуры выше 110 С...fox400, 23 Окт. 09, 01:34

fox400, ты даже не представляешь насколько заблуждаешься. Дело не в температуре, а в изменении агрегатного состояния вещества.
Предлагаю тебе вернуться в босоногое детство и решить две задачки по физике уровня 6-7 класса.

Если лень смотреть задачи - смотри синие выводы в самом конце.

Задача 1.
Представь себе, что в термосе есть 100 грамм воды с температурой - скажем - 20 градусов.
В этот-же термос дольем еще 10 грамм воды с температурой 100 градусов. Допустим, термос идеальный и потерь тепла нет. Что будет в термосе через некоторое время, когда температура в термосе устаканится?
Тут всё просто. В термосе будет 110 грамм воды с температурой
Т= (100 · 20 + 10 · 100) / 110 = 27,2 градуса.

Теперь задача 2. В термос со 100 граммами 20-градусной воды внесем (вбарботируем ) 10 грамм водяного пара с той-же температурой, что и в первой задаче - 100 градусов.
Какая температура смеси будет в итоге?

Тут решение посложнее. Но ответ впечатляет.
Считаем тепловой баланс. Сначала охлаждение

10 грамм пара сконденсируются, превратятся в воду с температурой 100 градусов, а затем температура этих 10 грамм конденсата опустится до искомой температуры Т. Количество теплоты Q, которое при этом выделится, равно:
Q = r · m_п + C · m_п · (100 - T), где
r -  удельная теплота конденсации воды - 2256 кДж/кг,
m_п - масса пара - 0,01 кг
С - удельная теплоёмкость воды, 4,183 кДж/(кг · градус)

Теперь нагревание.

100 грамм воды нагреются с 20 до искомой температуры Т. На это расходуется количество теплоты Q, равное
Q = C · m_в · (T - 20), где
m_в - масса воды - 0,1 кг
С - удельная теплоёмкость воды, 4,183 кДж/(кг · градус)

Так как потерь тепла нет, количество выделенного тепла равно потребленному, и правые части обоих уравнений можно приравнять.

r · m_п + C · m_п · (100 - T) = C · m_в · (T - 20)

Не буду грузить сообщение математическими преобразованиями. Во втором случае температура смеси составит 76,3 градуса.

Таким образом, 10 грамм воды с температурой 100 градусов могут нагреть 100 грамм воды на 7 градусов,
а 10 грамм пара с температурой 100 градусов нагреют ту же воду на 56 градусов.

Надеюсь, fox400, теперь тебе ясно почему нагрев паром считают намного более эффективным, чем нагрев на водяной бане.

-----------------------------------------------------
Для закрепления материала еще один пример.

Если смешать килограмм 185 грамм с температурой 100 градусов и килограмм воды с нулевой температурой, в термосе установится температура 32,5 градуса.

Если же смешать килограмм ледяной воды и 185 грамм 100-градусного пара, в термосе установится температура... 100 градусов. 185 грамм пара сконденсируется, и выделившееся тепло нагреет килограмм воды на 100 градусов.

 Расчет то правильный, конечно. Я математику в твоем посте пропустил ( в институте перекормили, аллергия) но для перегонки 10л браги нужно примерно 2л воды из парогенератора.
Но насчет физического смысла эффективности меня все же берут сомнения.

Закон сохранения энергии ведь никто не отменял - раз. КПД системы выше единицы не будет по-любому - два. Теплопотери двух кубов (парогенераторного и бражного) будут выше, чем одного подогреваемого, в паропроводе тоже есть потери. Да и нагревать приходится сначала обьем парогенератора (литров 15, к примеру), и только потом брагу.

То есть с точки зрения энергоэффективности прямой нагрев выигрывает... но, сцуко, в плане органолептики - отстает...

Тут надо искать сакральный смысл. Помнишь, Игорь, ты писал о том, что при совершении каждой операции в продукт переходит частица души самогонщика? Вот и здесь удлиннение технологической цепочки добавляет продукту душевности

Точно, тёзка.
По поводу физического сысла - я писал о том, что прямой пар эффективней водяной бани. Водяная баня неэфективна потому, что в полезный эффект попадает назрев от перепада температур стенок, а в бесполезнвй - энергия испарения или кипения, которая вместе с паром улетает в небо...
Обязательно сравню свою теорию с твоей практикой (2 кг пара на 10 литров браги). Но позже - пора отправляться на заработки.
Кстати, сколько СЭМа какой крепости получается с 10 литров браги?

C 10 литров виноматериала получается что то около полутора литров (точно не замерял) 60% СС с отсечением слегонца головы и до 98С.

  Но насчет физического смысла эффективности меня все же берут сомнения.
Закон сохранения энергии ведь никто не отменял - раз. КПД системы выше единицы не будет по-любому - два. Теплопотери двух кубов (парогенераторного и бражного) будут выше, чем одного подогреваемого, в паропроводе тоже есть потери. Да и нагревать приходится сначала обьем парогенератора (литров 15, к примеру), и только потом брагу.

То есть с точки зрения энергоэффективности прямой нагрев выигрывает... но, сцуко, в плане органолептики - отстает...
игорь223, 23 Окт. 09, 07:46

Вот тут ошибка - При работе парогенератора ВСЯ энергия (без учета потерь через поверхность куба) от тэнов, выработавшая пар, попадает в нагревательную емкость и там выделяется для нагрева и парообразования спирта.
Если слабо кипит спирт - прибавим нагрева и пар добавит.
Теперь при водяной бане - есть определенный порог энергии, которая будет передаваться из нагревательной жидкости к нагреваемой. И он зависит от теплопроводности наревателя (жидкости), мембраны и теплопроводности самой браги.
Т.Е. при повышении подводимой мощности мы просто получим кипение в водяной бане с выделением пара наружу с огромными потерями.
Второе - передача энергии через стенки пропорциональна разности температур. При уменьшении спиртуозности в баке эта дельта будет уменьшаться и мы вообще получим минимальный нагрев при бурном кипении в нагревателе.

Спасибо, тёзка.
Итак,  читаю баланс.
2 килограмма пара отдают энергии 2 х 2256 = 4512 кДж.

Пар сначала должен довести до кипения куб (9 кг воды и 0,8 кг спирта), а затем испарить 1,5 литра чачи 60% - это 900 мл (0,7 кг) спирта и 0,6 кг воды.

Нагрев - 4.813 х 9 х (90-20) + 2.39 х 0.8 х (90-20) = 3166 кДж
Испарение - 2256 х 0,6 + 846 * 0,7 = 1946 кДж

Необходимое количество тепла для нагрева до кипения и перегонки = 5112 кДж

Дисбаланс составляет около 10%, что вполне объяснимо примерностью приведенных цифр. Возможно также имеет место предварительный непаровой прогрев, который я не учитывал.

Несколько дней вынашивал мысль, результат наблюдений.
Но так и не выносил. Поэтому выкладываю в виде зародыша.
Для экономии времени, и чтоб не везти домой 60 л виноматериала,
перегонял на даче. Начал перегонку на ТЭНе, первую сгонку 15 л сделал,
вырубили свет. Вторые 15л перегонял на газ. плите. Согнал, заправил
новые 15 л- кончился газ. Плять. Пришлось все-таки везти домой.
За два раза оставшийся виноматериал, дома уже согнал паром.
На двоение начал смешивать все погоны, и дернуло меня нюхнуть- попробовать(на язык)!
И шо вы себе думаете? ВСЕ ПОГОНЫ РАЗНОГО ВКУСОЗАПАХА! Длительность и методика сгонки одинакова.
Не хочу пока навязывать своего мнения, интересно было бы  послушать форумчан.
Кто-то замечал такую разницу?

mjStorm, это тебе сам Господь указывал: -,отрок останься на даче и выпей 15 литров виноматериала!
А так вот, ходишь несколько дней и мыслить не можешь!

 Я думаю, что на тенах есть отчетливый запах сухофруктов, точнее - подкопченого чернослива. Кому как - мне не нравится.
На газу - тоже, но менее выраженный, с явной горчинкой но без копчености, что ли.
На пару получается более "сладкая" и явно мягкая органолептика.

Хотя я и не гнал один виноматериал тремя способами - но ИМХО примерно так

ВСЕ ПОГОНЫ РАЗНОГО ВКУСОЗАПАХА! Длительность и методика сгонки одинакова.
Не хочу пока навязывать своего мнения, интересно было бы  послушать форумчан.
Кто-то замечал такую разницу?


mjStorm, 23 Окт. 09, 14:52

mjStorm, давно об этом думал (но не стал на форуме говорить),газ и пар пробовал.ТЭНы нет.Так вот у газа и пара разные вкусы и оттенки ароматов.И я считаю что каждому винокуру надо определить для себя,что ему нравится (я имею ввиду вкус какого перегона)и тот юзать.А то я ко всем пристаю с паром,а может народу понравится запашок пригорелости.

Ууууу...как всё сложно и запутано...м математика ,и фазовый переход первого рода...жуть берёт
Расчёты абсолютно правильные!
Но...если я правильно понял(если не правильно - поправьте!),то идёт пробулькивание(барботирование) пара в брагу,с последующей конденсацией оного?Т.е. пар попадает в брагу,конденсируется,и нагревает весь объём изнутри.Теперь сделаем мысленный эксперимент с предварительными(не точными!) расчётами,чисто для иллюстрации примера.Берём 10 л браги с 10% спирта в нём с Т=20 С,начинаем барботировать пар.Нагрев бражки до кипения потребует ориентировочно(не точно) порядка 800 ккал(кому охота переводите в джоули ) (70*10)+15%=800 ккал.Удельная теплота испарения пара составляет 539 ккал(100 С).Получается что просто нагрев 10 л ДО НАЧАЛА перегонки обойдётся в (800/540)=1350 г пара,коий сконденсируется ВНУТРИ ёмкости с брагой!Т.е. брага с первоначальных 10 % спирта похудеет до 8.8 %,и это ещё ничего не перегналось!Далее,концентрация спирта в парах похудеет в начале перегонки уже на 5 %!Самогон уже станет жидче...:(
И испарение последующих порций самогона потребует бОльших затрат из-за соответствено большего содержания воды в испаряемом продукте.И где тут повышение КПД?

Далее,водяная баня в моём представлении это вовсе не герметичный резервуар с тем же самым паром.Это обычный таз или ведро с жидкость,куда и погружается скороварка или ещё какой сосуд для перегонки...Кипения там нафик не надо,передача тепла через жидкостную прокладку,которая нивелирует перепады температур за счёт перераспределения тепла конвекцией.Этот таз/ведро закрывается крышкой(можно негерметично) и прикрывается теплоизолятором(можно телогрейку;)) и включается ТЭН чи электролизный кипятильник...И всё,можно начинать перегонку...Температура на стенках перегонной ёмкости не превысит температуры жидкости...

...водяная баня в моём представлении это вовсе не герметичный резервуар с тем же самым паром.Это обычный таз или ведро с жидкость,куда и погружается скороварка ...fox400, 24 Окт. 09, 01:10

Моя скороварка имеет диаметр 25 см и высоту 15.  Толщина алюминиевой стенки - 2 мм, толщина дна чуть больше. Теплопередача от воды к браге будет происходить через "пирог" состоящий из пограничного слоя воды снаружи скороварки, самого алюминия толщиной и пограничного слоя браги внутри скороварки. Количество тепла, которое может передать такой пирог, зависит от разницы температур и толщин слоёв пирога. При начале перегонки температурный перепад составляет 7 градусов, а в конце - 1. Я сделал расчет теплопроводности при толщине пограничных слоёв всего по 0,2 мм и толшине алюминия 2 мм.
В начале перегонки через 1 квадратный метр такого пирога будет передаваться 1200 джоулей в секунду, а в конце - всего 170.

Площадь дна и боковой поверхности составляет чуть меньше 1700 см2, это 0,17 м2. Значит среднее количество тепла, которое скороварка получит от водяной бани в секунду, составит 115 джоулей. В скороварке поместится 5 литров спиртсодержащей жидкости, для закипания и полного извлечения спирта из неё нужно (беру половину от расчета в прошлом своем сообщении) 2550 тысяч джоулей.

Значит процесс перегонки 1,5 литров самогона на водяной бане будет продолжаться  6 часов.  Не долго ли?
При перегонке открытым паром не составит труда передавать в скороварку 1000 ватт в секунду и закончить процесс примерно в 8 раз быстрее.

Уменьшение крепости итогового продукта при перегонке паром не должно смущать. Имея 8-кратную экономию времени, можно провести не одну, а несколько последовательных перегонок, получить на выходе хоть 70, хоть 90%.

А кто мешает нам шикарно жить?Сделаем дельту не 7 ,а 17 ,и к концу можно сделать порядка 11-20 С(ну или К)...

Для этого нужно кипятить не на водяной бане, а скажем на солевой.  Насыщенный раствор NaCl (28,75%) кипит как раз при 109,7°. Это приведет к передаче в скороварку 500 ватт  в секунду при начале перегонки и 300 ватт в конце. В любом случае это меньше 1000 передаваемых паром. Причем паром можно передать не 1000 ватт, а любуб мощность

Но это всё пустое теоретизирование. На форуме есть много отзывов о неэффективности перегонки на солянюх и водно-солевых банях. В основном это отзывы нелестные. Рано или поздно все бросают такую практику.

Честно говоря я ни разу не видел пригоревшей браги на дне скороварки. Да и на ТЭНах тоже. Зерновые заторы не в счет. Тут пару нет альтернативы, ибо водяная баня для густого затора будет абсолютно неэффективной. Кроме того, я прикидываю эту баню... для 100-литрового куба.