Ректификация спирта: отличие от дистилляции, оборудование и принцип его изготовления

Цена оборудования

Стоимость самогонных аппаратов сильно варьируется в зависимости от:

  • Конструкции. На цену в первую очередь влияет толщина металла, из которого изготовлено устройство, объем перегонного куба, наличие встроенных ТЭНов и их мощности, термометра.
  • Дополнительных модулей возможности модернизации конструкции.
  • Производительности. Измеряется в количестве полученного спирта за единицу времени.

Влияют на стоимость и такие параметры, как возможность использования для охлаждения проточной воды, ширина горловины, дающая возможность беспрепятственно мыть аппарат.

Стоимость начитается от 5000 рублей. В продаже имеются комплекты, представляющие собой дистиллятор с ректификационной колонной. Такой аппарат стоит от 15 тысяч руб.

Такой аппарат стоит от 15 тысяч руб.

Методы

Способы получения чистого спирта зависят от имеющейся колонны:

  • Непрерывный метод применим в промышленности, в домашних условиях трудновыполним, поскольку для него потребуется от 150 и более литров спирта-сырца.
  • Укрепление и очищение ректификата происходит за счет противотока пара и жидкостей, использования насадок и одновременного избавления от лишней воды, которой, судя по крепости этилена – 96°, в конечном продукте остается не более 4%.
  • Пароциркуляция – лучший метод для получения домашнего ректификата, хоть он и требует лучшего оборудования и соблюдения всех правил ректификации.
  • Азеотропный метод применяется редко, поскольку связан с техническими трудностями, его мы здесь рассматривать не будем.

образующийся конденсат по колонне стекает вниз, а капли накопляются в насадке;.

Всё о дистилляции и ректификации

Если Вы начинающий самогоновар с большими амбициями — эта статья для Вас. В ней мы расскажем об основных понятиях самогоноварения, таких как дистилляция и ректификация, объясним, чем они отличаются, какие виды бывают, как получить высокое содержание спирта, что подразумевается под сущностью процесса ректификации и многое другое.

Хвостовую часть, в отличие от голов , можно использовать для вторичной перегонки, в то время как головы , лишь в технических целях.

Дистиллятор ПЭ-2210

Она нужна для того, чтобы между жидкой и паровой фазами как можно быстрее достигалось состояние равновесия.

Самогонный аппарат

Для дистилляции в кустарном производстве подойдёт даже самое примитивное устройство, собранное из подручных средств. Оно состоит из перегонного куба, холодильника и соединительных трубок.

  1. Перегонный куб нужно делать из нержавейки, алюминия или эмалированной посуды. Для этого элемента часто используют молочные бидоны. Можно также приспособить скороварку или кастрюлю, но они менее вместительны. Необходимо позаботиться о том, чтобы крышка герметично закрывала сосуд. А в случае с бидоном также следует удалить резиновую прокладку, так как этот материал может испортить вкус самогона. В крышке импровизированного перегонного куба проделывают дырку для трубки, через которую пар будет переходить в холодильник. Для этой части лучше использовать силикон либо те же алюминий и нержавейку. Соединительные элементы требуется герметизировать с помощью сантехнических фитингов или обычного теста.
  2. Устройство холодильника немного сложнее. Его сердцем является змеевик, в котором пар должен охлаждаться и конденсироваться. Этот элемент можно сделать своими руками из медной, алюминиевой или трубки из нержавеющей стали. Для этого полую трубку нужно набить сыпучим веществом (например, песком или содой), запечатать с обоих концов, а затем обернуть спиралью вокруг гладкого цилиндрического предмета.
  3. Получившийся змеевик можно охлаждать с помощью вентилятора, но эффективнее всего использовать холодную воду. Для этого необходимо поместить элемент в герметичный контейнер из металлической или пластиковой трубы. Два отверстия в этом сосуде должны служить входом для пара в змеевик и выходом для конденсата в подготовленную тару. Через другие два отверстия будет циркулировать холодная вода. Для большей продуктивности вода должна входить через трубку в нижней части цилиндра и выходить в верхней.

Удостоверившись, что все части дистиллятора герметичны и нигде нет утечек, можно смело приступать к эксплуатации. Перед и после использования установку рекомендуется тщательно чистить водой и моющими средствами. Это благотворно скажется на вкусе алкоголя и продлит жизнь аппарата.

Можно также своими руками сделать клубки проволоки из нихрома или нержавеющей стали.

Фракционная дистилляция

Как известно, вода закипает при 100˚C, а спирт – при 78˚C, поэтому пар от спирта образуется быстрее, чем пар от воды. При охлаждении пар превращается в жидкость и оседает. Для более чистой перегонки дистилляцию повторяют многократно – в чем и состоит основа фракционной дистилляции: разные ёмкости для разных жидкостей. Фракции разделяются по объёму браги, температуре и крепости. Выделяют 3 типа фракций:

  • Головная (первач), о которой писалось выше. Её не используют из-за неприятного запаха и вредных веществ. Её отбор проводится по температуре и процентам спирта по каплям.
  • Средняя (тело самогона). Эта жидкость почти не имеет цвета и запаха, отсекается по высокой температуре (90–95˚C) и крепости (35–40˚).
  • Хвостовая. Её основное отличие — резкий запах, который придают ей сивушные масла. Нельзя допускать её попадания в основную часть самогона – в тело.

Качественный самогон принято очищать углём и повторно дистиллировать – медленнее, чем в первый раз. Важно соблюдать чёткое разделение на фракции, чтобы насладиться хорошим результатом.

Помните: если нужно получить чистый спирт, то не рекомендуется использовать метод перегонки. У конечного продукта в любом случае останется несильный аромат первоначального сырья.

Ректификация описание и назначение.


Производство этилового спирта происходит при помощи этого метода. К аппарату монтируется ректификационная колонна, которая делит жидкость на части, отделяя вредные примеси (метанол, масла ацетона, и другие вредные вещества). Также пользуясь этим вариантом производят:

  • водку;
  • настойку;
  • абсент;
  • старку.

разделение конденсата на фракции;.

Теория ректификации спирта и принцип работы ректификационной колонны

Цель статьи – разобрать теоретические и некоторые практические аспекты работы домашней ректификационной колонны, нацеленной на получение этилового спирта, а также развеять самые распространенные в Интернете мифы и разъяснить моменты, о которых «умалчивают» продавцы оборудования.

Читайте также:  Обзор ликера амаретто

Ректификация спирта – разделение многокомпонентной спиртосодержащей смеси на чистые фракции (этиловый и метиловый спирты, воду, сивушные масла, альдегиды и другие), имеющие разную температуру кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах (тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах.

С физической точки зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими). Одновременно с обогащением происходит обмен теплом.

Схема ректификации

Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Благодаря разной направленности движений (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз), после достижения системой равновесия в верхней части ректификационной колонны можно по отдельности отобрать практически чистые компоненты, входившие в состав смеси. Сначала выходят вещества с более низкой температурой кипения (альдегиды, эфиры и спирты), потом – с высокой (сивушные масла).

Состояние равновесия. Появляется на самой границе разделения фаз. Достигается только при одновременном соблюдении двух условий:

  1. Равное давление каждого отдельно взятого компонента смеси.
  2. Температура и концентрация веществ в обеих фазах (паровой и жидкой) одинакова.

Чем чаще система приходит в равновесие, тем эффективнее тепломасообмен и разделение смеси на отдельные составляющие.

Момент контакта взаимодействия потоков пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Ректификация: просто о сложном

Сделать спирт не так сложно, как может показаться на первый взгляд: для этого совсем не обязательно быть технологом или специалистом экстра-класса. Чтобы не разочароваться в результате своих трудов, не стоит сразу приступать к практическим экспериментам, не изучив теоретические основы процесса. Время, потраченное на поиск специальной литературы, окупится высоким качеством продукта: даже знатоки ни за что не отличат домашний коньяк из спирта от звездных аналогов. Итак, обо всем по порядку.

Что нужно знать о ректификации?

Ректификация – сложный физический процесс, основанный одновременно на массообмене и передаче тепла от одной фазы к другой. Для осуществления ректификации понадобится противоточная колонна, по высоте которой установлены различные контактные элементы (тарелки или насадки), благодаря которым увеличивается площадь соприкосновения фаз. Если применяются насадки, то флегма стекает по ним тонкой пленкой, а в случае тарелок пар проходит через скопившуюся на них жидкость в виде огромного количества пузырьков. Чем меньше размер этих пузырьков, или больше удельная поверхность насадок, тем интенсивней протекает ректификация. Снизу в колонну подается пар, сверху противотоком стекает образующийся спиртсодержащий дистиллят (флегма), в результате чего пар обогащается низкокипящими компонентами, а флегма – высококипящими.

Основная задача процесса ректификации – разделение смеси на чистые составные компоненты; в нашем случае – получение из спиртсодержащего раствора спирта-ректификата с концентрацией 96% и с минимальным содержанием примесей в готовом продукте.

В процессе ректификации образуются азеотропные смеси (АС) – равновесные системы, состав которых при кипении не изменяется. АС, образующихся на разных уровнях колонны, отличаются друг от друга температурой кипения и соотношением паровой и жидкой фаз.

Промышленные ректификационные установки представляют собой колонны непрерывного действия, в нижнюю часть которых подается 85%-ый раствор спирта и перегретый пар, в результате чего образуется водно-спиртовой пар с концентрацией этилового спирта около 40% (температура кипения 94°С). Двигаясь по колонне снизу вверх, смесь расслаивается на отдельные фракции, которые периодически отбираются с разных высот колонны. Протекание процесса отслеживается с помощью специальной контрольно-измерительной аппаратуры.

Ректификационное оборудование в домашнем самогоноварении

Ректификация в домашних условиях или в лаборатории проводится в периодическом режиме, поэтому необходимость в автоматических приборах контроля отпадает. Для осуществления процесса вполне достаточно простых средств регулировки отбора, термометра, работающего в минимальном интервале температур 40-100°С и обычного манометра, показывающего перепад давления в колонне.

Вопреки расхожему мнению, сделать спирт в домашних условиях не так сложно. Ректификационная установка периодического действия представляет собой куб (емкость для испарения), в верхней грани которого вертикально установлена колонна. Жидкость, заливаемая в куб, подогревается с помощью любого нагревательного элемента (электроплитки или газовой конфорки). Колонна выполнена в виде трубы, заполненной контактными элементами и обмотанной теплоизолирующим материалом. На верхушке колонны размещены несколько патрубков, в которые устанавливаются термометр, конденсатор, охладитель, регулятор отбора. В основании ректификационной колонны устанавливается простейший прибор для измерения перепада давления – манометрическая трубка. Для обеспечения интенсивного охлаждения поднимающейся вверх смеси в конденсатор подается холодная вода.

Как работает периодическая ректификационная установка?

Помещенная в куб жидкость нагревается с помощью внешнего греющего элемента и аккуратно доводится до кипения умеренной интенсивности. Пар по колонне поднимается вверх, и при соприкосновении с холодным конденсатором снова превращается в жидкость. Часть конденсата (флегма) возвращается в колонну, а оставшийся конденсат отводится и собирается в приемную емкость. Интенсивность процесса характеризуется флегмовым числом – отношением количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. Это число является переменной величиной и определяется положением регулятора отбора.

Читайте также:  Водка Хаски: история, описание, линейка продукции

Процесс тепло- и массообмена происходит по всей высоте колонны при непосредственном контакте флегмы и поднимающегося пара, содержащего этиловый спирт. На самом высоком уровне накапливается наиболее легкокипящий компонент кубовой жидкости, а ниже, словно по ступенькам, выстраивается линейка фракций с разными температурами кипения (по убыванию). С помощью регулятора отбора эти вещества последовательно отводятся, а по температуре фракции можно легко узнать основной компонент дистиллята. Имея в наличии нужную фракцию ректификата, сделать домашнюю водку из спирта проще простого: остается лишь правильно развести спирт, чтобы его содержание в воде было 40°.

Немного теории

С помощью простой перегонки из жидкости с содержанием спирта 10% можно получить раствор с содержанием этанола 40%; при последующей перегонке – уже 60%-ый раствор. На практике для получения 96%-го спирта требуется 8-10 последовательных перегонок. Теоретической тарелкой (ТТ) называется одна «перегонная» ступень, а количество ТТ совпадает с числом перегонок до получения 96%-го этанола.

При изготовлении ректификационного спирта в домашних условиях растворы чистого этанола практически не перегоняются: чтобы сделать домашний спирт, ректификации подвергается брага или самогон. Кроме спирта в этих жидкостях содержится достаточное количество различных органических примесей, температура кипения которых очень близка к спирту-ректификату. Некоторые компоненты образуют с этанолом устойчивые азеотропные смеси, ухудшая органолептические характеристики продукта. На практике для получения качественного домашнего спирта из подобного исходного сырья количество теоретических тарелок может достигать 30.

От теории к практике

Для обеспечения достаточной площади соприкосновения фаз внутри больших ректификационных колонн устанавливаются тарелки, называемые физическими. На каждой из них происходит интенсивный тепло- и массообмен. Пар в виде мелких пузырьков «пробивается» вверх через слой флегмы, но при этом равновесное фазовое состояние не достигается. Эффективность одной тарелки определяется коэффициентом полезного действия, значение которого колеблется в диапазоне 45-60%, из чего следует, что для достижения равновесного состояния фаз потребуется 2 физических тарелки. Таким образом, количество физических тарелок оказывается вдвое больше, чем теоретических. Некоторые тарелки особой конструкции имеют КПД, близкий к 100% – в этом случае число теоретических и физических тарелок совпадает.

Тарелка vs. насадка

Чтобы интенсифицировать процессы тепло- и массообмена, вместо тарелок можно использовать насадки (кстати, они наиболее эффективны в колоннах малого диаметра). Насадка засыпается внутрь колонны, при этом ее форма может быть совершенно различной (кольца, проволока, пружинки, шарики и т.п.). Обмен теплом и массой между фазами происходит в непрерывном режиме, а равновесие достигается при поднятии паро-спиртовой смеси на определенную высоту колонны. В этом случае определенное значение высоты приравнивается к одной теоретической тарелке. В ректификационных колоннах для лабораторного или домашнего применения высота ТТ оценивается в миллиметрах. С увеличением диаметра колонны высота теоретической тарелки растет экспоненциально, поэтому в промышленных установках насадки практически не применяются.

Начинающие самогонщики, не имея достаточной теоретической подготовки, часто думают, что насадка – это своего рода фильтр, имеющий определенный срок службы. На самом деле, если в ректификационную колонну не попадает пена из куба, то насадка сохраняет свою эффективность бесконечно долго.

Захлебывание ректификационной колонны

Независимо от применяемых контактных элементов, принцип действия колонны один и тот же: пар поднимается вверх, флегма стекает вниз. С увеличением подачи пара из нижней части колонны рано или поздно наступает момент, когда поток флегмы оказывается не в состоянии преодолеть паровой напор, и движение жидкости под действием силы тяжести сначала замедляется, а затем и совсем прекращается. Флегма накапливается на тарелках, и через увеличенный слой не может пробиться пар – колонна захлебывается. Затем жидкость заполняет собой весь внутренний объем колонны и дефлегматора, и выплескивается через специально предназначенный для этого аварийный штуцер. Определить захлебывание можно по характерному булькающему звуку, или через смотровое окно колонны. Чтобы этого не произошло, необходимо строго соблюдать технологические рекомендации производителей оборудования для ректификации в домашних условиях, а если установка кустарного производства – то выдерживать параметры, определенные опытным путем. Скорость подачи пара зависит от диаметра колонны и вида насадки.

При использовании колонн заводского производства и выдерживании требуемых параметров процесса захлебывание может произойти либо в случае засорения нижней части колонны (например, при забросе пены от кипящей в кубе жидкости) или при резком значительном перепаде атмосферного давления, что случается крайне редко.

Флегмовое число

Стремясь ускорить процесс, некоторые начинающие специалисты отбирают большое количество дистиллята, что в конечном счете приводит к ухудшению качества продукта. Как показывает практика, для получения дистиллята должного качества флегмовое число должно быть не менее 3. Это значит, что должно отводиться лишь 25% дистиллята, а оставшееся количество необходимо вернуть в колонну для орошения. Здесь действует простое правило: чем меньше отбирается спирта, тем выше его качество. Для проверки правильности отбора можно пользоваться простым правилом: если через несколько минут после отбора температура в колонне не понизилась, то все сделано верно.

Отличие ректификации и дистилляции

Получив базовые теоретические представления о ректификации, можно легко понять разницу между дистилляцией и ректификацией. В первом случае получается самогон, имеющий в органолептике нотки исходного сырья (виноградная граппа, яблочный кальвадос, можжевеловый джин и т.п.); в результате ректификации образуется нейтральный по аромату продукт, который в дальнейшем может использоваться для приготовления настоек на спирту, наливок, или классической водки.

Читайте также:  Пиво Populism - Jaws

Как сделать домашнюю водку из спирта?

Для приготовления «правильной» водки достаточно придерживаться простых правил:

– смешение спирта и воды – экзотермический процесс (т.е. происходит с выделением тепла), поэтому при разбавлении нужно добавлять спирт в воду, а не наоборот;
– классика жанра – знаменитая менделеевская формула: две объемные части спирта на три части воды;
– смешивать спирт и воду необходимо интенсивным взбалтыванием с последующим быстрым охлаждением;
– готовую водку желательно выстоять в холодильнике не менее 3 суток.

Напоследок

Если процесс ректификации проведен правильно, то каким бы ни был исходный рецепт, спирт не будет иметь посторонних запахов или привкусов. Продукт можно использовать для приготовления любой алкогольной продукции – водки, наливок, настоек (в том числе медицинских). Для этих целей можно применять специальные красители и ароматизаторы, или готовые концентраты для самых популярных крепких напитков. За качество готовой продукции опасаться не стоит: при приготовлении спирта в домашних условиях можно быть твердо уверенными в том, что в готовом продукте отсутствуют вредные или опасные для здоровья вещества.

Творите, выдумывайте, пробуйте – рано или поздно вы обязательно изобретете рецепт алкогольного напитка, который станет вашей визитной карточкой и предметом восхищения друзей, родственников или коллег!

С помощью регулятора отбора эти вещества последовательно отводятся, а по температуре фракции можно легко узнать основной компонент дистиллята.

Что такое спирт ректификат его отличия от дистиллята

Ректификация — более сложный процесс перегонки и очищения алкоголя, чем дистилляция. Спирт-ректификат лишен сторонних примесей, поэтому вызывает меньше побочных эффектов, но не обладает запахом и вкусом используемого сырья. Выбор между методами перегонки зависит от типа алкоголя и предпочтительных качеств напитка.

Дистилляция может быть прямой или фракционной.

Применение очищенной воды

Дистиллят используют для приготовления различных веществ или соединений в научной деятельности, химической промышленности и фармакологии. Для контроля продукции в каждой лаборатории предприятия применяют воду, полученную при дистилляции.

Область применения бидистиллята меньше. Продукт перегонки используют при работе с веществами особой чистоты.

Для создания сусла используются также зерновые и бобовые культуры ячмень, просо, кукуруза, горох.

Ректификация спирта сырца

По понятным причинам ректификации подвергают спирт-сырец, а не брагу. Дело в том, что от капель браги, неизбежно попадающих в колонну, быстро засоряются контактные элементы (особенно, насадки). Крепость спирта сырца для ректификации должна быть 18-20 градусов, поскольку именно при таких концентрациях молекулы этанола легко “отпускают” воду, но при этом не так много затрат по энергии и времени уходит на сам процесс возгонки.

Процесс повторяется ступенчато на следующих отрезках колонны по ходу движения паров вверх.

Что такое ректификат?

Если просто, ректификация – это многократная дистилляция. Конечно, никто не захочет перегонять свой продукт десятки раз, поэтому при ректификации используются некоторые нехитрые приспособления.

Обычно, это царга, которая заполнена каким-то наполнителем (насадками Панченкова или СПН).

Это охлаждающий элемент, который находится выше этой царги, и какой-то вариант отбора.

Восходящие пары поднимаются по царге, охлаждаются в холодильнике, конденсируются, стекают обратно, орошают насадку. На этой насадке они снова попадают в высокую температуру, в поток восходящих паров, переиспаряются, и в результате происходит многократный процесс дистилляции или, если правильно, ректификация.

Ректификация производится на ректификационных колоннах или аппаратах колонного типа.

Обычно, это царга, которая заполнена каким-то наполнителем насадками Панченкова или СПН.

Давление

Также влияет на процесс, внутри аппарата оно должно быть близко к атмосферному, поэтому колонна оборудуется трубкой, связанной с атмосферой.

Называется этот процесс тепломассообменом, он и лежит в принципе работы ректификационной колонны.

Что такое дистилляция алкоголя?

Под дистилляцией понимает процесс перегона перебродившей смеси в летучие компоненты, которые затем конденсируются и превращаются в самогон. Этот процесс по своей сути примитивен. Вода закипает при 100 ° С, а спирт начинает испаряться при 78 ° С. Достаточно нагревать брагу, но не доводить до кипения, чтобы спирт начал испаряться. После этого он конденсируется в виде самогона. Полученный продукт снова можно перегнать, чтобы получить еще более крепкий самогон.

Примечателен тот факт, что в примитивных ректификационных аппаратах первые 100 мл самогона обладают наибольшей крепостью. Однако, помимо высокого содержания спирта в этой жидкости очень много вредных веществ:

  • Летучих кислот.
  • Эфиров.
  • Альдегидов.

По этой причине опытные самогонщики первые миллилитры ректификационного спирта выливают или используют как средство для розжига. Пить этот раствор очень опасно для здоровья.

Первые 100 г дистиллята, полученного в домашних условиях, называются головой.

При ректификации спирта в перегонном кубе концентрация спиртовых паров при нагревании постепенно уменьшается. Определить уровень снижения спиртовых паров можно по температуре спиртовой колонне. Не стоит ждать, когда она сильно нагреется. Тогда из перегонного куба начнет испаряться вода.

На завершающем этапе ректификации появляется еще одна непригодная для употребления часть спирта. Речь идет о хвостах, содержащих метанол и сивушные масла. Узнать хвост можно по неприятному запаху. Он появляется тогда, когда крепость самогона на выходе из ректификационной колонны падает до 40%. Хвосты вовсе не обязательно выливать. Их можно перегнать повторно.

Пить этот раствор очень опасно для здоровья.

Добавить комментарий