Для получения более качественного дистиллята винокуры используют разные способы: от модернизации самогонного аппарата до покупки ректификационной колонны. Промежуточным вариантом является бражная или укрепляющая колонна.
Из-за образования на внутренних стенках движущейся пленки во время эксплуатации ее также называют пленочной.
От классического дистиллятора конструкция отличается внешним видом, принципом работы и градусом конечного продукта.
Бражная колонна позволяет получать спирт до 90% крепости. Что касается качества, то уровень очистки напрямую зависит от мастерства винокура. Чем опытнее самогонщик, тем лучше дистиллят, но до характеристик ректификата он в любом случае не дотягивает.
Конструкция и подбор материалов
Классическая укрепляющая колонна состоит из следующих частей:
- Перегонного куба
За основу можно взять скороварку, молочную флягу, пивную кегу, емкость от классического дистиллятора и т. д.
Медной или нержавеющей трубки – самой колонны
Оптимальный диаметр – 2,5-5 см, высота должна в 30 раз превышать первый показатель.
Дефлегматора (предохладителя)
Змеевик может быть встроен внутрь трубы либо находится снаружи. Он устанавливается в верхней части колонны и должен занимать примерно 25% ее длины. Оптимально взять готовый охладитель, но можно изготовить устройство самостоятельно. Рекомендуется оснастить прибор регулятором (например, от батареи отопления).
Паропровод
Представляет собой металлическую трубку диаметром около 1 см.
Холодильника
Для охлаждения используют классическое устройство, входящее в состав любого дистиллятора.
Также понадобится 2 термометра (один устанавливают на баке, второй – в верхней части колонны, чуть выше предохладителя) и соединительные элементы: гайки, муфты, переходники, клампы, силиконовые уплотнители, трубки и т. д. Домашние умельцы делают укрепляющие колонны из нержавейки или меди. Оба варианта хороши по-своему: сталь доступнее, медь лучше проводит тепло.
Этапы работы и чертежи
Описывать детально весь процесс сложно и нецелесообразно, в работе лучше ориентироваться на схемы и видео. В общих чертах процесс выглядит следующим образом:
- Соединение бака и колонны. Для этого в крышке куба делают соответствующее отверстие, устанавливают фланцевый/резьбовой штуцер, устанавливают трубу. Для скрепления элементов удобно использовать кламповое соединение.
- Изготовление дефлегматора. Самым простым вариантом является внешний змеевик – намотка медной трубки по контуру колонны, но можно использовать конструкцию с водяной рубашкой, смонтировать ее отдельным узлом и подсоединить сверху, позаботившись о патрубках для подвода и отвода воды.
- Подготовка отверстий под термометры. Одно делают в крышке бака, второе – наверху колонны, между дефлегматором и холодильником.
- Сборка и установка основного холодильника с трубками для подвода/отвода воды. Между двумя вертикальными трубами иногда делают перемычку с краником, но этот элемент не является обязательным.
По желанию устройство можно совершенствовать: подключать несколько дефлегматоров, заполнять трубу насадками, ставить автоматику и т. д. Чтобы колонна качественно работала, очень важно обеспечить стабильную подачу воды. Утеплять устройство не требуется.
Нашли ошибку или есть что добавить?
Выделите текст и нажмите CTRL + ENTER или нажмите сюда.
Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.
Схема работы колонны
Характеристики трубы (царги) и насадки
Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.
Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).
Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг
Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.
Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.
Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.
Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.
В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.
Варианты спирально-призматических насадок
Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.
Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.
Начинающие самогонщики обычно предпочитают дистилляторы. Но чем больше опыт, тем сильнее хочется получать совершенный продукт – лишенный сивушных масел и максимально крепкий.
На таком можно делать настойки, наливки, ликеры не опасаясь, что запах самогона испортит послевкусие. Чтобы получить усовершенствованный аппарат, хороший выход – ректификационная колонна своими руками.
У самогонщиков, не знакомых на практике с работой РК, существует предубеждение. Они считают, что ректификационная колонна забирает запах исходного продукта. Это справедливо лишь отчасти.
Все зависит от цели, а эксплуатируется колонна по-разному: с целью получения спирта-ректификата или чистого и укрепленного дистиллята.
Составляющие части РК
Ректификационная колонна по внешнему виду — высокая труба, вертикально возвышающаяся над перегонным кубом. Непременные составляющие:
- Труба из пищевой нержавейки высотой не ниже 1 и не выше 1,5 метра. Промышленные имеют размеры, в тысячи раз превосходящие указанные.
- Дефлегматор – верхняя часть трубы с водяной рубашкой.
- Насадки: РПН либо кухонные прополочные скребки из нержавейки, а также (не всегда) СПН- спиральки равного диаметра и высоты.
- Термометр. А лучше два: один в кубе, второй – в колонне.
- Трубка для соединения с атмосферой.
- Прямоточный холодильник, который окончательно конденсирует пары спирта, идущие из колонны.
- Соединительные элементы и трубки для подключения/отвода воды для охлаждения.
- Утеплитель колонны в отсеке, где происходит тепломассообмен (желателен, но не обязателен).
Расчет параметров системы
Расчет необходим для того, чтобы колонна выдавала чистый от сивухи и прочих примесей продукт крепостью до 95°. При этом не захлебывалась, имела оптимальную скорость перегона.
Внимание. Любая из представленных на рынке и самодельных ректификационных колонн имеет скорость перегона в разы ниже, чем дистиллятор.
Это связано с необходимостью многократного переиспарения спиртосодержащей жидкости.
Продуктивность и качество работы зависят от:
- высоты и диаметра царги;
- правильных расчетов по насадке;
- мощности нагрева;
- объема перегонного куба.
Размеры трубы и насадки
Чтобы обеспечить правильную укрепляющую и разделительную способности вне зависимости от внутреннего сечения, приемлемой высотой царги считается 1 — 1,5 м. Эти параметры определены многочисленными экспериментами.
При меньшей высоте не удастся уберечься от прорыва сивухи в готовый продукт, то есть – не удастся добиться надлежащей чистоты отбора. Если же сделать высоту большей, это не дает лучших показателей и даже напротив – увеличивает количество головных фракций. Проще говоря – каждый лишний сантиметр колонны снижает разделяющие способности устройства и отрицательно влияет на скорость перегона.
Допустимые параметры внутреннего диаметра трубы – 28-52 мм. Это – размеры, применяемые в производстве бытовых РК.
Существует формула: производительность, измеряемая в миллилитрах продукта за час работы и мощность (Ватты) равны площади сечения (поперечного разреза) трубы в кв. мм, то есть – прямо пропорциональны ее диаметру в квадрате.
Выбирая или сооружая колонну, просчитывайте диаметр (внутренний). При больших отклонениях правильно работать она не будет.
Насадка
Она не просто увеличивает контакт спиртосодержащего пара с флегмой, она должна быть привязана к конкретной колонне. При домашнем получении спирта подбирают насадки, имеющие поверхность контакта 1,5 — 4 м2 на литр ректификата.
Если взять больше, очистка улучшится, но упадет и без того невысокая скорость перегонки. Если взять меньше 1,5 кв.м, то разделение и укрепление упадут, в результате чистого спирта не получится.
При использовании только РПН обычно скрученные полотна вставляют одно над другим снизу – от куба до узла отбора. Соотношение СПН к внутреннему диаметру подбирается меньше в 13-15 раз. То есть, при толщине проволоки 0,25 мм диаметр СПН подбирается к трубе 50 мм – 3,5х3,5; 40 мм – 3х3; 28-32 мм – 2х2.
Внимание. Для различных задач используются свои насадки.
Например, при перегонке (дистилляции) зернового сырья целесообразно применять медные РПН или СПН, кольца, седловидные насадки. Для ректификации – РПН+СПН, порезанные проволочные мочалки.
Подбираем объем перегонного куба
Ректификацию проводят после первой дистилляции, когда получают спирт-сырец. Заливается 40-градусная жидкость. Количество насадки для недопущения попадания сивухи в готовый продукт исчисляется от 10 до 20 объемов спиртосодержащей крепкой жидкости в кубе.
Разрешается заполнять спиртом-сырцом только на 2/3, то и подбирать емкость следует, исходя из используемой царги. Расчеты при 1,5-метровой колонне с диаметром трубы:
- 50 мм – не менее 30, не более 60 л. Нужна емкость на 40-80 литров;
- 40 мм – от 17 до 34 л. Куб до 50 литров;
- 32 мм – от 10 до 20 л. Куб до 30 литров;
- 28 мм –до 14 л. Требуется куб до 18 литров.
При минимальных объемах можно брать трубу длиной не 1,5, а 1-1,2 м.
Чем греть и на какой мощности?
Ректификация – это не дистилляция, при которой возможен нагрев на плитках различного промышленного изготовления и даже дровяной. Для РК необходимо выполнение нескольких обязательных условий:
- обеспечение максимально быстрого нагрева;
- возможность тонкой регулировки нагрева для качественного разделения алкоголя на фракции;
- безопасность – предохранение от воспламенения и взрыва, с учетом того, что в кубе – не слабоалкогольная брага, а крепкий спирт-сырец.
В связи с этим и подбирать источник нагрева из многих вариантов необходимо с учетом этих требований:
- Дровяная печь. Отбрасывается безоговорочно, поскольку ни одному пункту требований не отвечает.
- Газовая конфорка. Не подходит, поскольку невозможно точно отрегулировать нагрев и высока опасность взрыва.
- Электроплита не соответствует по той причине, что она работает по принципу полной остановки нагрева и возобновлении после падения температуры до критической отметки (вспомните «щелчки», издаваемые электроплиткой). Когда электропитание прервется, флегма будет не стекать постепенно, как предусмотрено технологией, а обрушится и ректификация попросту не состоится или ее придется начинать заново – с другим источником нагрева.
- Индукционная плита может быть использована «с натяжкой». У нее невозможно плавное изменение мощности, а правильная ректификация требует плавного, не более 10 Вт за раз.
- ТЭН с регулировкой, стабилизацией напряжения и плавным изменением нагрева на 5-10 Вт – это оптимальное решение. Именно им следует оснастить РК.
При подборе мощности учитывайте: для быстрого нагрева куба необходим килловатный ТЭН на каждые 10 литров жидкости. То есть:
- Для 50 литрового (в нем – 40 литров), требуется 4-х килловатный ТЭН.
- 40 л (оптимально 30 л) – 3-х килловатный.
- 30 (до 23 л) – 2,5 кВт.
- 20-25 (15-20 л) – 1,5 кВт.
Расчеты дефлегматора
Их определяют, исходя из типа колонны. При отборе спирта ниже дефлегматора, лучший выбор — дефлегматор Димрота мощностью до 5 Ватт на квадратный см.
Если отбор выше дефлегматора, то мощность может составлять до 2 Ватт. Применяется как Димрот, так и «рубашечник».
Например, если у вас царга 50 мм, то для Димрота достаточно трубки 6 см (внутреннее сечение) до 50 мм в длину (при точном расчете – 48,7). Рубашечник может быть из трубы 52 мм длиной 39 см.
Достижение необходимой мощности в таблице:
Внутренний диаметр трубы (мм)
Производительность при оптимальной мощности нагрева (мл/ч)
Расчет прямоточного холодильника
Если прямоточник является доохладителем в РК с жидкостным отбором, достаточно 30-сантиметровой «рубашки» на трубке отбора. Обычно соединяют отвод воды с подачей к дефлегматору.
Другое дело, если РК вы намерены эксплуатировать и как дистиллятор, тогда рубашечник изготавливайте, исходя из дистилляционных потребностей.
Не нагружая вас малопонятными подробностями, отметим — чтобы поддерживать турбулентность движения пара, возьмите внутренний диаметр трубы, соответствующий мощности нагрева, помноженного на 6. Диаметр – в мм, мощность в кВТ.
Между стенками трубы и рубашки достаточно 1,5 мм для свободного движения воды.
Важно. При создании прямоточного холодильника навейте на внутреннюю трубу проволоку с таким диаметром, чтобы спираль на 0,3 мм не доставала до внутренней поверхности рубашечника.
Спираль навивается с шагом в 2-3 диаметра внутренней (паровой) трубы. Она предотвращает деформацию стенок, улучшает охлаждение и уберегает от образования «мертвых зон вследствие теплового расширения.
Принято использовать пары труб для холодильников с толщиной стенки 1 мм:
- 10 мм-14 мм;
- 12 мм-16 мм;
- 14 мм-18 мм;
- 16 мм-20 мм;
- 20 мм – 25 мм. В этом случае толщина трубы 25 мм нужна 1,5 мм.
Длина прямоточного холодильника – 50-75 см.
Опираясь на приведенные расчеты, при правильном подходе к делу вы получите продуктивный ректификатор, по качеству – даже выше промышленных аналогов. Но если вы решитесь на покупку готовой колонны, то сможете проверить соответствие ее параметров требованиям.
Полезные видео
Ректификационная колонна для самогонного аппарата своими руками — теория, практика, чертежи и схемы:
