Що дає царга без наповнювача. Як вибрати царгу до самогонного апарату, бражної або колони ректифікації

У продажу є чимало моделей самогонних апаратів різних конструкцій - із сухопарниками, барботерами, колонами ректифікації та іншим дієвим оснащенням. Але що робити, якщо самогонний апарат у вас старої конструкції, але зроблений добротно і викидати його просто рука не піднімається? Порада проста – модернізувати.

Роль царги - у видаленні з пари браги висококиплячих маслянистих речовин під загальною назвою - сивуха. Саме ці домішки псують смак самогону та його аромат. Царга у промисловому самогонному апараті теоретично може дозволити отримати досить чистий спирт-сирець після першої перегонки, але не слід ідеалізувати цей пристрій.

У багатьох статтях наводяться дані, що царга довжиною 15 см дає 20-кратну ступінь очищення, 35 см - 50-кратну і 45 см - 65-кратну, не пояснюючи, що це таке - кратність очищення. Багато хто думає, що самогон стає в 20, 50 або 65 разів чистіше. Це не зовсім так. Кратність очищення показує, скільки разів відбувається взаємний контакт конденсату всередині царги з насадкою та паровою фазою.

Природно, що вища кратність, то краще очищення. Але в побутовому самогонному апараті як промислова, так і зроблена своїми руками царга дозволить отримати після першої перегонки самогон у три-чотири рази чистіше, ніж без неї. Чи варто починати модернізацію апарату? Безперечно, так. Спробувавши продукт, отриманий з апарата із застосуванням царги, ви в цьому переконаєтесь. Повторна перегонка ще більше зміцнить вас на думці, що таке досить просте пристосування здатне докорінно змінити ваше уявлення про те, що таке домашній самогон.

Як зробити царгу своїми руками

Нічого складного у процесі виготовлення царги немає. Навіть людина, яка хоч раз тримала в руках болгарку, паяльник і дриль здатна зробити найпростіший варіант цього пристрою. Краще, якщо майстер уміє працювати на токарному верстаті чи зварювати нержавіючу сталь. Нарізати різьблення на нержавійці вручну досить складно, практично неможливо. Але якщо знайти плашки з маркуванням Р18 або Р18Ф2, спробувати можна.

Що потрібно для роботи? Залежно від того, який варіант царги ви оберете. Якщо спостерігається схильність до експериментування, можна зробити царгу розбірну, що з кількох частин. Якщо просто хочете спробувати, чи правда те, що говорять про роль царги в самогоноваренні, можна зробити один фрагмент. Конструкція передбачає можливість збільшення довжини у будь-якому випадку.

Отже, розпочинаємо виготовлення царги своїми руками. Для цього знадобиться:

Відрізок труби діаметром 35 – 45 мм із нержавіючої сталі, міді чи латуні. Звичайна сталь, чавун та пластик не підходять. Перший метал дуже швидко заіржавіє, чавун важкий і труби не зустрічається, а пластик небезпечний при контакті зі спиртовими парами. Він не спалахне і не розплавиться, але можуть утворитися такі сполуки, що жоден хімік не встановить їх складу, а лікарям важко буде поставити діагноз.

Крім труби знадобиться різьбовий штуцер, який потрібно закріпити на кришці куба перегінного за допомогою двох притискних гайок на прокладках з силікону. Гуму використовувати не рекомендується, хіба що вдасться знайти термостійку. Якщо кришка куба зроблена з нержавіючої сталі, штуцер можна приварити.

Від цього штуцера і починатимемо роботу. На царзі потрібно нарізати внутрішнє різьблення, щоб воно легко накручувалося на патрубок. Якщо на штуцері ви зробили внутрішнє різьблення - то на корпусі царги нарізаєте зовнішнє. Працюючи своїми руками такі вільності допускаються.

Довжина різьблення - не менше 3 см. Слід врахувати, що на ній триматиметься вся верхня частина апарату. Якщо царга для самогонного апарату служить підставою колони ректифікації, то бічних навантажень не передбачається. Але якщо до неї буде приєднаний бічний трубопровід з холодильником, то бажано, щоб основа була міцною.

На верхній частині царги теж має бути різьблення. До неї ми приєднуватимемо відвід паропроводу до холодильника, другу секцію царги або головну частину колони ректифікації. Нижню частину царги вибираємо завдовжки 35 – 40 см. За потреби подовжити її дуже просто. За наявності різьблення можна використовувати будь-який із відомих способів з'єднання двох труб - американку, муфту і т.д.

Нижче на 2-3 см кромки верхнього різьблення просвердлюємо отвір діаметром 3 - 4 мм і вкручуємо в нього, попередньо нарізавши різьблення, відрізок трубки довжиною 3 -4 см - гніздо під щуп термометра. Туди він вставлятиметься під час роботи за допомогою силіконового ущільнювача.

Посадкове місце під термометр

У царзі найважливіше не механічний спосіб з'єднання, яке внутрішня частина. Обсяг царги заповнюється металевими дротяними спіральками – насадками. Діаметр їх 2-3 мм, візуально вони нагадують маленькі пружинки. Роблять їх з нержавіючої сталі або міді.

Потрібно їх багато і зробити своїми руками неможливо. Найкраще купити спеціальне заповнення на спеціалізованих сайтах. Щоб наповнювач не прокидався всередину бака, в нижню частину корпусу царги вводиться дрібна сітка з нержавіючої сталі або міді. Її можна вирізати зі старого кухонного ситечка, або пожертвувати новим.

В крайньому випадку використовувати сітку для миття посуду, але вибирати необхідно тільки нержавіючу сталь. Декілька таких сіточек заштовхуємо всередину труби і ущільнюємо. Ще найкращий варіант – купити регулярну дротяну насадку Панченкова. Це плетена з нержавіючої сталі смужка, яка скручується в спіраль і щільно вставляється всередину корпусу царги.

Кому всі ці наповнювачі можуть здатися надмірністю, але саме вони і перетворюють звичайну трубу в царгу. Вона працює не тільки як фільтр - усередині відбуваються найскладніші фізико-хімічні процеси взаємодії пари і рідини, що конденсується, в результаті чого пар розділяється на пакетні фракції і очищається від всіляких домішок.

З використанням царги слід врахувати, що швидкість перегонки знизиться відсотків на 30. Але витрати часу компенсуються якістю продукції.

Досить часто в комплекті постачання того чи іншого самогонного апарату можна зустріти металеву сітку. Призначення цього аксесуара для багатьох залишається загадкою. Сьогодні ми спробуємо дати вичерпну відповідь на питання що таке наповнювач для колони ректифікації і в яких випадках її розумно використовувати.

Насамперед звернемося до матчасті та поглянемо на те, що відбувається всередині самогонного апарату. Будучи встановленим на гарячу поверхню плити він починає нагріватися, що тягне за собою нагрівання браги, що знаходиться всередині. Будучи доведеною до кипіння вона починає випаровуватися і у вигляді пари спрямовується у верхні елементи самогонного апарату. Цілком неважливо, який самогонний апарат використовується. Набагато важливіше розуміти, що цей самий насичений спиртовий пар контактує з поверхнями паропровідних трубок, де осідає у вигляді крапель флегми. Відбувається це за рахунок різниці температур усередині апарату та зовні. Краплі флегми під власним тягарем починають зворотний шлях і прямують у перегінний куб. Іншими словами ми маємо 2 різноспрямовані потоки, які рухаються в напрямку один до одного. У самогоноваренні ці потоки називають масами. Протягом усього маршруту вони взаємодіють один з одним. Пари насичують флегму, а флегма відповідно робить те саме тільки щодо парів. Чим інтенсивніше проходить цей процес, тим якіснішим стає кінцевий продукт. Інтенсивність процесу обміну мас визначається безліччю найважливіших чинників, з яких є площа контактних поверхонь. Чим вона більша, тим більше флегми може бути зібрано і навпаки. На даний момент стає очевидним виграш колон ректифікації по відношенню до дистиляторів класичного типу. В останніх площа контактних поверхонь мінімальна, тоді як у колон вона значна. Перевагою колони стосовно дистиляторів є можливість нарощувати площу внутрішніх контактних поверхонь. Тут можливі 2 варіанти: купити каргу або купити т.зв. наповнювач для колони Як правило, самогонники охочіше купують саме наповнювач, оскільки він значно дешевший. Понад те, за його наявності можна збільшувати висоту колони.

Найбільшою поширеністю користуються регулярні дротяні насадки Панченкова. Конструктивно вони представляють безліч ниток сплетених у своєрідний валик. Цей валик поміщається всередину ректифікаційної колони, де допомагає збирати флегму.

Також можна використовувати кільця Рашига або спірально-призматичні насадки Селиваненка, проте їх застосовують не так часто. Зумовлено це тим, що вони потребують додаткового механізму фіксації, щоб під час перегонки не провалитися всередину перегінного куба. Що ж до ефекту, то він практично ідентичний, що й у випадку з РПН Панченкова.

Підсумовуючи по наповнювачам для колон слід підкреслити, що всі вони по-своєму хороші. Кожен самогонник самостійно вирішує, який наповнювач вибрати.

Рано чи пізно майже кожен любитель саморобного алкоголю замислюється про придбання або виготовлення колони ректифікації (РК) – пристрої для отримання чистого спирту. Починати потрібно з комплексного розрахунку базових параметрів: потужності, висоти, діаметра царги, об'єму куба тощо. Ця інформація буде корисна як бажаючим зробити всі елементи своїми руками, так і тим, хто зібрався купити готову колону ректифікації (допоможе визначитися з вибором і перевірити продавця). Не торкаючись конструктивних особливостей окремих вузлів, ми розглянемо загальні принципи побудови збалансованої системи для ректифікації в домашніх умовах.

Схема роботи колони

Характеристики труби (царги) та насадки

Матеріал.Труба багато в чому визначає параметри колони ректифікації і вимоги до всіх вузлів апарату. Матеріалом для виготовлення царги є хромонікелева нержавіюча сталь – «харчова» нержавіюча сталь.

Завдяки хімічній нейтральності харчова нержавіюча сталь не впливає на склад продукту, що і потрібно. На спирт переганяють сирець із цукрової браги або відходи дистиляції («голови» та «хвости»), тому головною метою ректифікації є максимальне очищення виходу від домішок, а не зміна органолептичних властивостей спирту в той чи інший бік. Використовувати мідь у класичних колонах ректифікації недоречно, оскільки цей матеріал злегка змінює хімічний склад напою і підходить для виробництва дистилятора (звичайного самогонного апарату) або бражної колони (частковий випадок ректифікації).

Розібрана труба колони із встановленою насадкою в одній із царг

Товщина.Царгу роблять із нержавіючої труби з товщиною стінки 1-1,5 мм. Більш товста стінка не потрібна, тому що це призведе до подорожчання та обтяження конструкції без отримання будь-яких переваг.

Параметри насадки.Говорити про характеристики колони без прив'язки до насадки неправильно. При ректифікації в домашніх умовах використовують насадки із площею контактної поверхні від 1,5 до 4 кв. м/літр. Зі збільшенням площі контактної поверхні зростає і здатність, що розділяє, але падає продуктивність. Зменшення площі призводить до зниження розділяючої та зміцнюючої здатності.

Продуктивність колони спочатку зростає, але потім підтримки фортеці виходу оператор змушений знижувати швидкість відбору. Це означає, що є певний оптимальний розмір насадки, який залежить від діаметра колони і дозволять досягти найкращого поєднання параметрів.

Розміри спірально-призматичної насадки (СПН) повинні бути меншими від внутрішнього діаметра колони приблизно в 12-15 разів. Для діаметра труби 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 та 28 – 2х2х0.25 мм.

Залежно від поставлених завдань, доцільно використовувати різні насадки. Наприклад, при отриманні укріплених дистилятів часто застосовують мідні кільця діаметром та висотою 10 мм. Зрозуміло, що в цьому випадку метою є не розділяюча та зміцнююча можливість системи, а зовсім інший критерій – каталітична здатність міді усувати із спирту сірчисті сполуки.

Варіанти спірально-призматичних насадок

Не варто обмежувати арсенал однією, хай навіть найкращою насадкою, таких просто немає. Є найбільш підходящі для вирішення кожної конкретної задачі.

Навіть невелика зміна діаметра колони серйозно впливає параметри. Для оцінки досить пам'ятати, що номінальні потужність (Вт) і продуктивність (мл/год) чисельно рівні площі поперечного перерізу колони (кв. мм), отже, пропорційні квадрату діаметра. Звертайте на це увагу при виборі царги, завжди рахуйте внутрішній діаметр і по ньому порівнюйте варіанти.

Залежність потужності від діаметра труби

Висота труби.Для забезпечення гарної утримуючої та розділової здатності, незалежно від діаметра, висота колони ректифікації повинна бути від 1 до 1,5 м. Якщо менше – не вистачить місця для накопичених в ході роботи сивушних масел, в результаті сивуха почне прориватися у відбір. Ще один недолік – голови нечітко поділятимуться на фракції. Якщо висота труби більше – це не призведе до суттєвого поліпшення розділяючої та стримуючої здатності системи, але збільшить час перегону, а також кількість «голів» і «підголівників». знижується. Ефект від збільшення труби з 50 см до 60 см на порядок вищий, ніж зі 140 см до 150 см.

Об'єм куба для колони ректифікації

Щоб підвищити вихід якісного спирту, але не допустити переповнення сивухої колони, навалку (наповнення) спирту-сирцю в кубі обмежують у діапазоні 10-20 об'ємів насадки. Для колон заввишки 1,5 м і діаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.

З урахуванням заповнення куба на 2/3 об'єму для колони внутрішнім діаметром царги 50 мм підійде 40-80 літрова ємність, для 40 мм - 30-50 літрова, для 32 мм - 20-30 літровий куб, а для 28 мм - скороварка.

При використанні куба об'ємом ближче до нижньої межі рекомендованого діапазону можна сміливо усунути одну царгу і зменшити висоту до 1-1,2 метра. В результаті сивухи буде відносно мало для прориву у відбір, а ось обсяг підголівників помітно зменшиться.

Джерело та потужність нагріву колони

Тип плити.Самогінне минуле не дає спокою багатьом новачкам, які вважають, що якщо раніше використовували для нагрівання самогонного апарату газову, індукційну або звичайну електричну плиту, можна залишити це джерело і для колони.

Процес ректифікації істотно відрізняється від дистиляції, все набагато складніше і багаття не підійде. Потрібно забезпечити плавне регулювання і стабільність потужності нагріву, що подається.

Електроплитки, що працюють по терморегулятору в режимі старт-стоп, не використовуються, тому що як тільки відбудеться короткочасне відключення живлення, пара перестане йти в колону, а флегма впаде в куб. У такому разі доведеться почати ректифікацію заново – з роботи колони на себе та відбору голів.

Індукційна плита - вкрай грубий апарат зі ступінчастою зміною потужності по 100 -200 Вт, а при ректифікації потрібно міняти потужність плавно, буквально по 5-10 Вт. Та й стабілізувати нагрівання незалежно від коливання напруги на вході навряд чи вдасться.

Газова плита при залитому в куб 40-відсотковому спирті-сирці і 96-градусон продукті на виході становить смертельну небезпеку, не кажучи вже про коливання температури нагріву.

Оптимальне рішення - врізати в куб колони тен потрібної потужності, а для регулювання використовувати реле зі стабілізацією вихідної напруги, наприклад РМ-2 16А. Можна взяти аналоги. Головне отримати на виході стабілізовану напругу та можливість плавно змінювати температуру нагріву по 5-10 Вт.

Подається потужність.Щоб нагріти куб за прийнятний час, потрібно виходити із потужності 1 кВт на 10 літрів спирту-сирцю. Отже, для 50 л куба, заповненого на 40 літрів, потрібно щонайменше 4 кВт, 40 л – 3 кВт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.

При тому самому обсязі куби можуть бути низькими і широкими, вузькими і високими. Вибираючи відповідну ємність, потрібно враховувати, що часто куб використовується не тільки для ректифікації, але і при дистиляції, тому виходять з найжорсткіших умов, щоб потужність, що підводиться, не призводила до бурхливого піноутворення з викидами бризок з куба в паропровід.

Досвідченим шляхом встановлено, що при глибині розміщення тену близько 40-50 см нормальне кипіння відбувається у випадку, якщо на 1 кв. см дзеркала навалки доводиться трохи більше 4-5 Вт потужності. При зменшенні глибини допустима потужність збільшується, а при збільшенні зменшується.

Є й інші чинники, що впливають характер кипіння: щільність, в'язкість і поверхневе натяг рідини. Буває, що викиди відбуваються наприкінці перегонки браги, коли зростає щільність. Тому вести процес ректифікації на межі дозволеного діапазону завжди загрожує неприємностями.

Поширені циліндричні куби мають діаметр 26, 32, 40 см. Виходячи з допустимої потужності на площу поверхні дзеркала кубового навалки 26 см куб, нормально працюватиме при потужності нагріву до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт .

Третім фактором, що визначає потужність нагріву, є використання однієї з царг колони без насадки як сухопарник для боротьби з бризкоуносом. Для цього потрібно, щоб швидкість пари в трубі не перевищувала 1 м/с, при 2-3 м/с захисний ефект слабшає, а при великих значеннях пар гнатиме флегму вгору трубою і закидати у відбір.

Формула для розрахунку швидкості пари:

V = N * 750/S (м/сек),

• N - Потужність, кВт;
• 750 – пароутворення (куб. см/сек кВт);
• S – площа поперечного перерізу колони (кв. мм).

Труба діаметром 50 мм подолає бризгоунос при нагріванні до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.

Виходячи з перерахованих вище міркувань, вибираємо об'єм, розміри куба, потужність нагріву і дистиляції. Всі ці параметри узгоджені з діаметром та висотою колони.

Розрахунок параметрів дефлегматора колони ректифікації

Потужність дефлегматора визначається залежно від типу колони ректифікації. Якщо будуємо колону з рідинним відбором або паровим нижче дефлегматора, то необхідна потужність повинна бути не меншою за номінальну потужність колони. Зазвичай у цих випадках як конденсатор застосовують холодильник Дімрота з утилізаційною потужністю 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхні.

Якщо колона з відбором за пару вище дефлегматора, то розрахункова потужність становить 2/3 від номінальної. У цьому випадку можна застосувати Дімрот або «сорочник». Утилізаційна потужність сорочника нижче, ніж у димрота і становить близько 2 Ватів на квадратний сантиметр.

Приклад холодильника Дімрота для колони

Далі все просто: номінальну потужність поділяємо на утилізаційну. Наприклад, для колони з внутрішнім діаметром 50 мм: 1950/5 = 390 кв. см площі Дімрота або 975 кв. см «сорочника». Значить, холодильник Дімрот можна зробити з трубки 6х1 мм довжиною 487/(0.6*3.14) = 2.58 см для першого варіанту, з урахуванням коефіцієнта запасу 3 метри. Для другого варіанта множимо на дві третини: 258*2/3 = 172 см, з урахуванням коефіцієнта запасу 2 метри.

Сорочник для колони 52 х 1 - 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Але це для приміщень з високими стелями.

«Сорочка»

Розрахунок прямоточного холодильника

Якщо прямоточник застосовується як доохолоджувач в колоні ректифікації з рідинним відбором, то вибирають найменший і компактний варіант. Достатньо потужності в 30-40% від номінальної потужності колони.

Виготовляють прямоточний холодильник без спіралі в зазорі між сорочкою та внутрішньою трубою, потім запускають відбір у сорочку, а воду, що охолоджує, подають по центральній трубі. У цьому випадку сорочка наварюють на трубу подачі води в дефлегматор. Це дрібний «олівець» довжиною близько 30 см.

Але якщо той самий прямоточник використовується як із дистиляції, і при ректифікації, будучи універсальним вузлом, виходять з потреби РК, та якщо з максимальної потужності нагрівання при дистиляції.

Для створення турбулентного потоку пари в холодильнику, що дозволяє забезпечити інтенсивність теплопередачі не менше 10 Ватт/кв. см, необхідно забезпечити швидкість пари близько 10-20 м/с.

Діапазон можливих діаметрів досить широкий. Мінімальний діаметр визначається із умов не створення великого надлишкового тиску в кубі (не більше 50 мм вод стовпа), а максимальний розрахунком числа Рейнольдса, виходячи з мінімальної швидкості та максимального коефіцієнта кінематичної в'язкості парів.

Можлива конструкція прямоточного холодильника

Щоб не вдаватися в непотрібні подробиці, наведемо найпоширеніше визначення: «Для того, щоб у трубі підтримувався турбулентний режим руху пари, достатньо, щоб внутрішній діаметр (мм) був не більше 6-кратної потужності нагріву (в кіловатах)».

Для запобігання завозу водяної сорочки необхідно підтримувати лінійну швидкість води не нижче 11 см/с, але надмірне збільшення швидкості вимагатиме великого тиску у водопроводі. Тому оптимальним вважається діапазон від 12 до 20 см/сек.

Щоб сконденсувати пару і охолодити конденсат до прийнятної температури, потрібно подавати воду при 20°C в обсязі близько 4.8 куб см/с (17 літрів на годину) на кожен кіловат потужності, що підводиться. Вода нагріється на 50 градусів – до 70°C. Звичайно, взимку води знадобиться менше, а при використанні автономних систем охолодження приблизно в півтора рази більше.

На підставі попередніх даних можна розрахувати площу поперечного перерізу кільцевого зазору та внутрішній діаметр сорочки. Потрібно враховувати доступний сортамент труб. Розрахунки та практика показали, що зазор в 1-1.5 мм цілком достатній для дотримання всіх необхідних умов. Цьому відповідають пари труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 та 20х1 – 25х1.5, які перекривають весь діапазон потужностей, які застосовуються в домашніх умовах.

Є ще одна важлива деталь прямоточника – спіраль, навита на парову трубу. Робиться така спіраль із дроту діаметром, що забезпечує зазор 0.2-0.3 мм до внутрішньої поверхні сорочки. Навивається з кроком рівним 2-3 діаметрам парової труби. Основне призначення – центрування парової труби, у якій під час роботи температура вище, ніж у трубі сорочки. Це означає, що внаслідок теплового розширення парова труба подовжується і згинається, притуляючись до сорочки, виникають мертві зони, що не омиваються водою охолодження, в результаті ефективність холодильника різко падає. Додатковими плюсами навивки спіралі є подовження шляху та створення турбулентності охолоджувального потоку води.

Грамотно виконаний прямоточник може утилізувати до 15 Ватт/кв. см площі теплообміну, що підтверджено досвідченим шляхом. Для визначення довжини охолоджуваної частини прямоточника скористаємося номінальною потужністю 10 Вт/кв. см (100 кв. см/кВт).

Необхідна площа теплообміну дорівнює потужності нагріву в кіловатах, помноженої на 100:

S = P*100 (кв. см).

Довжина зовнішнього кола парової труби:

Lокр = 3.14*D.

Висота сорочки охолодження:

H = S/Lкр.

Загальна формула розрахунку:

H = 3183*P/D (потужність у кВт, висота та зовнішній діаметр парової труби в міліметрах).

Приклад розрахунку прямоточника

Потужність нагріву – 2 кВт.

Можливе застосування труб 12х1 та 14х1.

Площі перерізу – 78,5 та 113 кв. мм.

Об'єм пари - 750 * 2 = 1500 куб. см/с.

Швидкості пари в трубах: 19,1 та 13,2 м/с.

Труба 14х1 виглядає краще, тому що дозволяє мати запас по потужності, залишаючись у рекомендованому діапазоні швидкості пари.

Парна труба для сорочки – 18х1, кільцевий зазор становитиме 1 мм.

Швидкість подачі води: 4,8*2=9.6 см3/с.

Площа кільцевого зазору – 3.14/4* (16*16 – 14*14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. див.

Лінійна швидкість - 9.6 / 0.471 = 20 см / с - значення залишається в рекомендованих межах.

Якби кільцевий зазор був 1,5 мм – 13 см/с. Якщо 2 мм, то лінійна швидкість впала б до 9.6 см/с і довелося б подавати воду вище за номінальний об'єм, виключно для того, щоб не завозявся холодильник, - безглузда витрата грошей.

Висота сорочки - 3183*2/14 = 454 мм або 45 см. Коефіцієнт запасу не потрібен, все враховано.

Підсумок: 14х1-18х1 з висотою охолоджуваної частини 45 см, номінальна витрата води – 9.6 куб. см/с або 34.5 літри на годину.

При номінальній потужності 2 кВт нагрівання холодильник видаватиме 4 літри спирту на годину із гарним запасом.

Ефективний та збалансований прямоточник при дистиляції повинен мати співвідношення швидкості відбору до потужності нагріву та витрати води на охолодження 1 літр/година – 0,5 кВт – 10 літрів/година. Якщо потужність вища, будуть великі втрати, мала - корисна потужність нагріву знизиться. Якщо витрата води вища, прямоточник має неефективну конструкцію.

Ректифікаційну колону можна використовувати як бражну. Обладнання для бражних колон має свої особливості, але друга перегонка відрізняється переважно технологією. Для першої перегонки особливостей більше і окремі вузли можуть виявитися не застосовними, але це тема окремої розмови.

Виходячи з реальних домашніх потреб та існуючого асортименту труб, розрахуємо за наведеною методикою типові варіанти колони ректифікації.

P.S.Висловлюємо подяку за систематизацію матеріалу та допомогу у підготовці статті користувачеві нашого форуму.

Спірально-призматична насадка (СПН) - на сьогоднішній день має кращу роздільну здатність і широко використовується в побутових та промислових колонах ректифікацій для виробництва спирту. За допомогою цієї насадки можна одержувати спирт 96,6% у домашніх умовах. Виготовляється із тонкого дроту марок 12Х18Н9,12Х18Н10Т, AISI304. Насадка ретельно промивається і обробляється за спеціальною технологією, для надання кращої здатності, що розділяє. Чим дрібніша насадка — тим краще очищення, але менша продуктивність.

Розпродаж!

2,700.00 р уб.

СПН насадка 2х2х0.2 мм

Спірально-призматична насадка (СПН) на даний момент найкращий наповнювач для побутових та промислових колон ректифікації. Виготовлена ​​з високоякісного нержавіючого 12х18н10т дроту.

Площа поверхні 3500 м2/м3.

Частка вільного обсягу 0,82 м3/м3.

Розпродаж!

2,500.00 р уб.

СПН насадка 3х3×0.2 (ціна за 1 літр)

Спірально-призматична насадка (СПН) на даний момент найкращий наповнювач для побутових та промислових колон ректифікації. Виготовляється з високоякісного нержавіючого 12х18н10т дроту діаметром 0,2 мм.

Площа поверхні 2700 м2/м3.

Частка вільного обсягу 0,84 м3/м3.

Розпродаж!

2,300.00 р уб.

Спірально - призматична насадка (СПН) на даний момент найкращий наповнювач для побутових та промислових колон ректифікації. Виготовляється з високоякісного нержавіючого 12х18н10т дроту діаметром 0,25 мм.

Площа поверхні 2600 м 2 /м 3

Частка вільного обсягу 0,85м 2/м 3

Розпродаж!

2,100.00 р уб.

СПН НАСАДЖЕННЯ розмір 5х5х0,3 мм

Використовується у випадках, коли не потрібне максимальне очищення продукту. Наприклад, при виробництві віскі та інших ароматних дистилятів. Виготовляється із високоякісного нержавіючого дроту діаметром 0,3 мм.

Частка вільного обсягу 0,87 м3/м3.

Розпродаж!

2,100.00 р уб.

СПН насадка 5х5х0.3 мм. семигранка

Спірально-призматична насадка 5 х 5 х 0,3 мм застосовується коли не потрібно максимальне очищення продукту. Наприклад, при виробництві віскі та інших ароматних дистилятів. Виготовляється із високоякісного нержавіючого дроту діаметром 0,3 мм.

Площа поверхні 2050 м2/м3.Частка вільного обсягу 0,88 м3/м3.

Розпродаж!

Царга – не просто труба між кубом та холодильником (дефлегматором). Від правильного вибору геометричних розмірів, матеріалу та теплоізоляції царги залежить продуктивність, ступінь очищення, технологічні режими перегонки та комфортна робота з апаратом загалом.

Царга для самогонного апарату

У простій класичній дистиляції царги успішно витісняють сухопарники. Вирішуючи завдання боротьби з бризгоуносом, царги дозволяють одночасно боротися із сірчистими газами, зміцнювати самогон, і навіть певною мірою очищати напій від важких сполук за рахунок парціальної конденсації. Ще одна перевага царги - обладнання стає менш громіздким.

Діаметр царги вибирають виходячи з бажаної продуктивності і граничної швидкості пари, при якій дика флегма, що утворюється, і бризки, що вилетіли з куба разом з парою, безперешкодно стікають назад, а не заганятися по стінках вгору до холодильника.

При швидкості пари в царзі до 2 м/с бризгоунос виключений, від 2 до 3 м/с результат дещо гірший, а за 3 м/с і вище пар починає заганяти флегму вгору по трубі.

V = N * 750/S (м/с),

• N – потужність (кВт);
• 750 – пароутворення (см3/сек кВт)
• S – площа поперечного перерізу колони за внутрішнім діаметром (мм 2).

Для захисту від бризгоуносу здебільшого висота царги достатня в межах 30-40 см, тому визначальним при виборі висоти є виключно геометричні міркування. Зазвичай виходять із вільного вертикального розміщення холодильника для забезпечення найкращих умов роботи.

Правильна довжина царги самогонного апарату (класичного дистилятора) приблизно дорівнює довжині холодильника.

Матеріал

Стандартно царги виготовляють із міді чи нержавійки. Мідь виступає каталізатором і допомагає зв'язувати сірчисті гази, очищаючи самогон від непотрібних запахів. Застосування міді доцільно при перегонці зернових та деяких фруктово-ягідних брагів з метою отримання благородних дистилятів шляхом повторної дробової перегонки.

Мідна царга не дає переваг при перегонці цукрової або будь-якої іншої сировини для подальшої ректифікації або отримання НДРФ на апаратах з рідинним відбором, оскільки гази, що не конденсуються, і пара в конденсаторі знаходять різні шляхи. Газ вилітає через ТСА (трубку зв'язку з атмосферою) і не вступає в контакт з конденсатом, що йде у відбір, а отже, не розчиняється у ньому. Очищення від сірчистих газів на таких апаратах просте і не потребує додаткових зусиль.

Іноді збільшення ефекту при першій перегонці використовують мідну насадку (наповнювач). Це досить спірний прийом: зона контакту з міддю зросте, очищення від сірчистих газів покращиться, але одночасно зменшиться продуктивність апарату, отже, збільшиться час перегонки, внаслідок тривалого кип'ятіння браги виділиться більше за інші шкідливі домішки. Тут важлива міра: якщо як насадку вибрати мідні кільця або трубки - це одне, а якщо щільну насадку типу СПН - зовсім інше.

Щільним насадкам місце у другому перегоні, при першому ж краще обмежиться просто мідною царгою.

Царга для ректифікаційної та бражної колони

При виборі розмірів царги процесів тепломассобмена на бражних чи ректифікаційних колонах умов трохи більше, але вони зрозумілі і природні.

Внутрішній діаметр

Вартість колони загалом істотно залежить від діаметра. Збільшення діаметра не тільки збільшує вартість труб, з яких виготовляється колона, але також збільшує кількість необхідної насадки. А насадка - одна з найдорожчих складових апарату. Наприклад, для колони заввишки півтора метра при внутрішньому діаметрі 38 мм потрібно 1,7 літра насадки, для 48 мм - вже 2,7 літра.

Продуктивність колони прямо пропорційна квадрату внутрішнього діаметра царги. При збільшенні діаметра з 38 до 48 мм продуктивність збільшиться у півтора рази. Тому вибираючи, наприклад, між трубою 52 зі стінкою 1 мм або 1,5 мм, потрібно розуміти, що номінальна швидкість відбору перша буде 1800, а друга - 1700 мл/год. Ось така плата за виглядом незначна зміна розмірів.

Номінальна потужність нагріву у Ватах і номінальна швидкість відбору «тіла» мілілітрів за годину чисельно рівні площі поперечного перерізу царги, з внутрішнього діаметра. Це правильне при застосуванні як насадка СПН, розмір якої відповідає діаметру колони. Для інших менш чи більше щільних насадок чисельні значення будуть іншими, але загальна тенденція збережеться.

Чим щільніше насадка, тим меншою буде продуктивність колони. Щоправда, це компенсується кращою здатністю, що розділяє. Якщо говорити про СПН і ректифікацію, то оптимальний розмір насадки повинен бути меншим від внутрішнього діаметра царги в 12-14 разів. При отриманні укріпленого самогону або НДРФ вимоги до очищення значно нижчі, тому можна використовувати більшу насадку, змістивши акцент у бік продуктивності.

Висота

Саме висота насадочної частини царг багато в чому визначає здатність, що розділяє колони. Не треба плутати цей показник із висотою царги. Часто виробники своїми невдалими конструкціями вводять в оману покупців. Наприклад, висота царги 40 см, але з них нижній порожній простір – 5 см, ще 3 см забирає конструкція для підтримки насадки, а зверху – пристосування для фіксації насадки 2 см заввишки та порожнє місце для піни до дефлегматора – 5 см. В результаті насадки в 40 см царга виявляється не 40 см, а лише 25 см! Навіть якщо поставити таких три поспіль, спирту-ректифікату не отримати.

Це стосується і застосування однієї царги довжиною в 1,5 метра або трьох по 50 см. На перший погляд різниці немає, але якщо придивитися уважніше і порахувати висоту насадкової частини, то все не так просто.

Для чіткого поділу на фракції та відокремлення «голів» насадкова частина має бути висотою не менше 1 метра, а висота однієї царги – не більше 1,5 метра.

При меншій довжині розділова здатність буде недостатня для чіткого відбору голів. Обмеження ж 1,5 метра пов'язане з тим, що ефективність колони зі збільшенням висоти змінюється нерівномірно. Наприклад, збільшення довжини з 50 до 60 см дасть таке ж підвищення розподільчої здатності як із 120 до 150 см (цифри умовні і наводяться для демонстрації тенденції). Висота насадочної частини у одній царзі має бути трохи більше 30 її внутрішніх діаметрів.

Користу від подальшого збільшення висоти зводять нанівець канальний і пристінковий ефект. Якщо є бажання побудувати більш високу колону, потрібно розділити її на кілька царг або використовувати концентратори флегми - пристрої, що відводять флегму від стін і направляють її до центру насадки. Але використання концентраторів часто призводить до ранніх захлину колони, особливо при невмілому виконанні. А якщо в конструкції є сітки, то в більшості випадків захліб стає закономірністю.

Концентратори флегми

Вплив висоти царги на технологічні показники

Припустимо, що є добре утеплені та виставлені вертикально дводюймові колони довжиною 1,2 та 1,8 метра. Збільшення висоти колони в 1,5 рази дозволить збільшити обсяг кубового навалки, що переганяється, в ті ж півтора рази, оскільки збільшиться утримуюча здатність і обсяг насадки. Можна буде пізніше переходити до відбору хвістів, значно зменшивши їх обсяг. Але за все доводиться платити - збільшиться час відбору, а також обсяг голів і підголівників.

Для того, щоб «помацати» порядок чисел, наведемо таблицю з об'ємами та часом відбору різних фракцій при перегонці 40 літрів самогону:

Швидкість відбору "тіла" буде практично однаковою, а температура переходу з відбору "тіла" до "хвості" зміниться з 94-95 градусів до 97. Втім, це залежатиме від нюху оператора колони. В обох випадках вийде продукт приблизно однакової якості.

Товщина стін колони повинна бути в межах 1-1,5 мм. Така товщина термопрозора і дозволяє вимірювати температури з невеликим запізненням. Якщо прикріпити алюмінієвим скотчем датчики температури на поверхню колон під теплоізоляцію, цього буде достатньо для нормального керування процесом.

Збільшення товщини стін тільки збільшить вартість та вагу колони. Це робить конструкцію менш стійкою та висуває додаткові вимоги до міцності кришки куба.

Правильний вибір розмірів царги не становить труднощів, потрібно лише враховувати їх вплив на технологічні параметри процесу та відповідність поставленим завданням.

Навіть якщо засоби дозволяють, важливо уникати найголовнішої помилки – гігантоманії.

Зі збільшенням діаметра змінюється як продуктивність. Колони малого діаметра (25-30 мм) потребують підвищеної уваги. У них проблематично використовувати насадку, відцентрувати флегму, що стікає з дефлегматора, та й взагалі досягти хоча б впевненого відсікання «хвостів», не кажучи вже про утримання проміжних домішок.

Колони середнього діаметра (35-55 мм) спокійні та врівноважені, працюють чітко та передбачувано.

Колони великого діаметру (більше 57 мм) важче налаштувати на стабільну роботу, вони продуктивні, але схильні до різних болячків, що зводять до нуля користь від підвищеної швидкості. Великі колони страждають на спонтанне каналоутворення: при подачі стандартної потужності тиск у кубі не зростає, і колона не захлинається. При зміні насадки на дрібнішу все стабілізується, але продуктивність стає такою ж, як у значно менших по діаметру колон. Тому колони, починаючи з діаметра 57 мм, - це обладнання для досвідчених винокурів, які бажають творчості.