Ответы в темах
-
Сообщения
-
Господин Хранитель, огромная просьба.
Вам просто необходимо выбросить из головы мыслевирус, который когда-то распространила в сети фирма “изобретатель”. Надо пошерстить литературу, учебники, и понять, что “фракция” и “примесь” – это совершенно разные понятия. Надо искоренить в себе видение процесса перехода примесей в дистиллят (или ректификат) последовательно одна за другой в виде вагончиков метро или поезда в соответствии с температурами их кипения. Ни при первой или второй перегонке браги, ни при ректификации такого не бывает. как ни старайся, никогда не удастся получить в одной “баночке” – этилацетат, в другой – ацетальдегид, в третьей – триметиламин. Во всех банках будет этанол. При дистилляции он будет разбавлен водой. И в каждой банке будут примеси, сопутствующие спирту. Суммарная концентрация всех примесей в любой фракции (кроме воды) никогда не достигнет и 70 грамм на литр этанола.
Если вернуться к разнице между примесями и фракциями, то в баночках будут разные фракции спирта, их можно назвать как угодно, но это название не отражает состава примесей в этой фракции.
Так, например, головная фракция (скажем, первая четверть) погона при простой дистилляции браги без укрепления содержит ВСЕ примеси спирта, которые есть в кипящем кубе. Но их концентрация другая. Так, например, концентрация метанола (на литр спирта) в такой головной фракции примерно вдвое ниже, чем была в навалке, а концентрация высших (сивушных) спиртов – примерно вдвое выше. Да-да. Головная фракция при перегонке насыщена сивухой. Этим, кстати, пользуются при производстве коньяка, регулируя содержание высших спиртов в готовом продукте путем изменения отбора головных фракций.
При ректификации состав головной фракции совсем иной. Сивухи в ней нет, но зато до 5-6% эфиров и альдегидов. Причем идут они, крепко взявшись за руки, и разорвать, разделить их невозможно. А надо бы, ведь если пытаться получить достойный дистиллят, нужно эфиры (аромат) поберечь, а альдегиды (горечь и жжение) – удалить.
Если дистиллировать с использованием ректификационного оборудования, даже с короткой насадкой, примеси, проявляющие головные свойства, неизбежно группируются, и их приходится удалять, причем все, как те, которые надо удалить, так и те, которые надо оставить.
Поэтому и писал, что попытки получить дистиллят с использованием ректификационных технологий (всякие колонны Мариса и прочие дудки с возвратом флегмы) – путь в никуда.
Эта напасть, с которой надо бороться, а не помогать производителям насыщать страну оборудованием. которое делает сивушные концентраты и вызывает у пользователей стойкую сивушную зависимость.
Это не пустые слова. Посмотрите хроматограммы продукта из таких недоколонн и обратите внимание на аномально-запредельную концентрацию изоамилового и изобутилового спиртов. 10000 мг сивушных спиртов на литр этанола уже никого не волнует, а 5000 считается “супер-классным дистиллятом”. некоторые замахиваются на слово “благородный”. Коллеги, с какого момента засивушенность дистиллята и почти полное отсутствие в нем эфиров стало признаком благородства? Это признак вырождения. Если эту беду не остановить, через два поколения некому будет заниматься нашим хобби. Вымрем, не оставив потомства.
Не знаю куда делись мои предыдущие сообщения, но я обещал показать устройство для разделения отбора фракций, предшествующих товарному спирту.
Этой ночью я “родил” эту гусеницу. Проверяю на воде – работает.
Опечален, весьма опечален.
Самая большая ошибка и самый ложный путь при получении дистиллятов – попытка использовать для этого ректификационное оборудование.
Для дистилляции необходимо разделение примесей, отделение одних и сбережение других.
Ректификационная колонна – это мясорубка, которая не разделяет примеси друг от друга, а объединяет, группирует их и невозвратно портит дистиллят. Невозвратно потому, что примеси сильно концентрируются и образуют между собой и со спиртом двойные и множественные азеотропы, которое атмосферной ректификацией не разделяются.
Не надо думать, что если часть такого “фарша” подпустить в спирт, то получится супер-дистиллят. Получится просто некачественный ректификат, позор хозяина ректификационной колонны.
Извините, я наверное ошибся дверью. Больше не буду путаться под ногами.
Исходные данные будут такими.
В навалке было 40 литров 40%-ного самогона, из которого уже удалены головные примеси, с концентрацией изоамилола (основная промежуточная примесь) 5000 мг на литр абсолютного спирта.
Отбор спирта ведется корректно – из системы выводится только этанол с концентрацией (для упрощения) 100%, а изоамилол и вода остается.
Я покажу концентрацию изоамилола по высотам колонны в начале отбора товарного спирта, а также после вывода 5, 10 и 15 литров спирта.
Высота одной ступени разделения насадки при работе на себя будет принята в 15 мм, при работе с оптимальным отбором – 40 мм.
Нижний отбор не для хвостовых фракций (сивухи) делается, а для промежуточных,
Счастливчик, пора за парту. Готов?
Что значит слово “сивуха”? Это компоненты сивушного масла, выделяемого при ректификации в виде маслянистой сильно пахнущей жидкости.
В зависимости от вида сырья, состав компонентов сивушного масла может быть разным, но львиная его доля – это смесь трех высших спиртов – изоамилового, изобутилового и н-пропилового.
Все эти спирты проявляют выраженные свойства промежуточных примесей – при спиртуозности кипящей смеси ниже 40% их летучесть выше летучести этанола, при большей спиртуозности – ниже. Поэтому при нормальной ректификации они не скапливаются в навалке и не поднимаются в дефлегматор, а застревают в той части системы “куб-насадка-дефлегматор), где концентрация спирта в жидкой фазе близка к 40% об
И концентрация промежуточных фракций начинает повышаться именно в нижней трети колонны.
Думаю, это просто опечатка.
Фраза “концентрация фракций” не имеет смысла. Фракция – это часть отобранной жидкости. Если ректификация ведется не “ногами”, она состоит минимум на 90%мас из спирта, и максимум на 10% из примесей, включая воду.
Можно говорить о концентрации примесей во фракции но фраза “концентрация фракции” бессмысленна.
Когда жидкость находится в насадочной части, это еще не фракция, а флегма, и ее состав, то есть концентрация какой-то примеси в ней достаточно четко зависит от кубовой концентрации этой примеси и от количества ступеней разделения между кубом и местом, о котором идет речь.
Если использовать насадку правильной формы и травления, не допускать избыточного отбора и флегмового голодания насадки, зона концентрации львиной доли промежуточных примесей никогда не поднимается выше единиц сантиметра насадочной части, и только в самом конце ректификации.
Если кому-то интересно, могу дать достаточно подробный и прозрачный расчет концентрации основных промежуточных примесей на разных уровнях насадки. За годы увлечения ректификацией я накопил достаточное количество инструментов для этого.
Можно на ТСА натянуть силиконовую трубочку, завернуть ее петлей, капнуть туда воды и весь погон наблюдать, как сантиметровая водяная пробка будет чуть болтаться туда- сюда весь погон в зависимости от колебаний давления. А притока нового воздуха из вне не будет.
Удивительное ощущение дискуссии с самим собой, только с еще молодым.
Устройство контроля газообмена в дефлегматоре я предложил использовать 8 лет назад, 22 августа 2009 года, когда мало чего понимал в ректификации, и назвал его “крендель Игоря”. Многие его так называют и сегодня. Если найдутся более ранние упоминания такого устройства, буду раз узнать, что ошибся.
Я рекомендую понаблюдать за кренделем не в моменты стабильной работы колонны (на себя, или со стабильным отбором), а в моменты экстремумов – при старт-стопе отбора (это, кстати, тоже мой термин).
При старте и при остановке отбора, и даже при резком изменении скорости отбора, дефлегматор делает ощутимый “вдох-выдох”, заглатывая как минимум 10-20 см3 воздуха, содержащего 2-4 см3 кислорода, который весит всего 2,5-5 миллиграмм. Вроде совсем мало, но этого достаточно чтобы в дефлегматоре образовалось 7-14 миллиграмм ацетальдегида и испортили (вывели за рамки стандарта) несколько литров спирта.
Счастье в том. что в дефлегматоре без медных и серебряных деталей нет катализаторов, ускоряющих реакцию взаимодействия спирта с кислородом, и окисление происходит не полностью. Но это не значит, что его не происходит вовсе.
По моим наблюдением, количество новообразованного альдегида в стандартном вертикальном дефлегматоре диаметром 50-60 мм составляет чуть меньше 1 миллиграмма в час, а в дефлегматорах наклонного типа – порядка 3-4 миллиграмм в час. Если дефлегматор сделан из медной трубки – то в 3-5 раз больше.
Если бы все ограничивалось ацетальдегидом, было бы терпимо. Но в газовой (неконденсируемой) части дефлегматора скапливаются газы из самогона навалки. А там – более чем достоточно соединений серы и азота, которые неохотно, но все же вступают в реакцию с горячим парообразным этанолом, образуя целый букет ацеталей и (пока не уверен) вещество СН3СН2SH, которое отличается от этанола всего одной молекулой и запахом.
Пора вернуться к конструкции дефлегматора.
Если в дефлегматоре пар конденсируется полностью и выхода пара из ТСА нет, значит витки димрота задействованы не полностью, и некоторая часть дефлегматора заполнена азотом, кислородом и неконденсируемыми газами из самогона. Эти вещества (кроме азота) вяло, но все-же вступают в реакцию с этанолом, образуя совсем не нужные нам примеси. Скорость образования этих примесей зависит от ряда факторов, один из которых – площадь соприкосновения газовой и паровой зон дефлегматора. В наклонных дефлегматорах эта зона в разы больше, чем в вертикальных, чем объясняется увеличенное образование примесей в таких конструкциях.
Даже если дефлегматор заперт, а отбор не имеет резких перепадов и крендель Игоря показывает отсутствие газообмена, тех веществ, которые изначально имеются в газовой зоне дефлегматора (кислород) и тех, которые приходят из навалки (соединения азота и серы) достаточно, чтобы заметно портить спирт. А если дефлегматор дышит при старт-стопе, ситуация усугубляется.
Учитывая изложенное, я давно отказался от не вертикальных дефлегматоров и (без обид) считаю, что те кто делает такие конструкции и использует их, мягко говоря, мало понимает в ректификации.
Основной аргумент “горизонтальциков” и “наклонников” – экономия высоты насадки.
Вынужден огорчить, экономии не получается. Но это тема другого разговора.
Пост получился длинным, поэтому о способе и месте вывода нижних промежуточных – в следующем сообщении.
Я не умею рисовать от руки в разрезе, особенно на форуме производителя оборудования.
У Шульмана такая переливалка, требующая герметичности, а при ее отсутствии вызывающая аварию, стоит 30 баксов.
Это дорого, особенно если учесть безмозглость конструкции. Думаю, нормальная цена на такое устройство, не требующее герметизации приемной емкости, должна быть как минимум втрое ниже.
Если только градусниками всю истыркать и смотреть по температуре
И что смотреть?
Вопреки устоявшемуся заблуждению, даже значительное повышение концентрации высших спиртов в насадочной части приводит не к повышению, а к снижению температуры.
Температура поднимается тогда, когда сивуха уже проскочила вверх зону градусника, и на ее место пришел водяной пар.
«ан не сделать ли к ней отдельно жидкостной узел отбора хвостов»
Делал я такую чепуху, до сих пор валяется под ногами. Не доходят руки отрезать молочку д.50 и пустить в дело.
Скажу по секрету. Никому не рассказывай.
Место наибольшей концентрации сивухи в ректификационной колонне при температуре кубовой жидкости от 90-91 до 96-97 градусов – паровая зона куба. Если в этом диапазоне температур сделать периодический сброс пара прямо из куба в объеме (после конденсации) 20-50 мл в час на каждый киловатт нагрева, львиная доля сивухи будет выведена.
Вопрос на другую тему. О головных примесях.
Никто не задумывался о том, как в “торообразном” дефлегматоре спирт контачит в кислородом воздуха и как это влияет на качество спирта?
Схемки не будет – я не умею рисовать схемки. Умею чертить, но долго, поэтому дорого :). Через пару дней будет видео работы системы разделения головного погона ректификации на 5 емкостей.
А пока я сделал несколько переливалок на две большие емкости. Фото сделал поздно вечером, две системы поставил на 10-часовую проверку.
Уровень в одной остановился на 9 см ниже края бутылки, в другом – на 10 см.
Вода затекает в переливалки до сих пор. Уровень не изменился. Так что сомнения можно отбросить. В бутылки ничего не попало. О диффузии тоже можно не переживать. Между разделяемым потоком и отобранным объемом жидкости есть воздушный разрыв, полностью устраняющий возможность диффузии примесей как из емкостей в поток, так и из потока в емкости.
Думаю, одной фотографии будет достаточно.
