Вопрос о работе на самогонном аппарате с дефлегматором (он же аппарат колонного типа, он же бражная колонна) традиционно вызывает множество вопросов у начинающих самогонщиков. На самом деле здесь все очень просто. Главное понять суть происходящих процессов. В этой статье я постараюсь объяснить все принципы второй перегонки на самогонном аппарате колонного типа.Самое первое и главное, что нужно осознать: аппарат колонного типа не является ректификационной колонной. Это ее упрощенная версия. При его создании никто не заморачивается с точными расчетами. Бражная колонна не сделает вам чистый спирт (с точки зрения ГОСТ) и не обрежет весь вкус и аромат исходного сырья. Спирт, полученный на таком аппарате, будет называться недоректификат (НДРФ). Однако для большинства нужд этого будет более чем достаточно. Поэтому работать на таком аппарате нужно без лишних заморочек и точностей. Процесс перегонки на бражной колонне более творческий, чем процесс перегонки на ректификационной колонне.
Вы спросите: "Зачем тогда нужна бражная колонна?". А я вам незамедлительно отвечу: на ней проще и удобнее работать, стоит она дешевле, а качество продукта выше, чем на обычном дистилляторе без потери органолептики исходного сырья.
Предназначение насадки
На куб устанавливается царга, одна или несколько. Чем выше колонна составленная из царг, тем больше насадки в нее войдет и тем более крепкий, а значит более чистый спирт получится на выходе.Насадка это контактное устройство на котором происходит тепломассообмен. Пар из куба проходит по колонне вверх, конденсируется в дефлегматоре (т.е. превращается в жидкость которая называется флегма) и стекает по насадке вниз. Навстречу холодной флегме поднимается горячий пар, который взаимодействуя с ней остывает и сам превращается в жидкость, а флегма превращается в пар. При этом происходит не только обмен теплом, но и обмен веществами (массой) между флегмой и паром: легкие вещества поднимаются по колонне вверх, а тяжелые опускаться вниз. Этот процесс протекает многократно и в результате происходит разделение смеси. Вверху колонны собираются головы, посередине спирт (тело), а внизу хвосты. Остается только вывести отдельно каждую фракцию из колонны.
Чаще всего в качестве насадки применяют РПН (регулярная проволочная насадка) или СПН (спирально-призматическая насадка), медные или из нержавеющей стали. Чем плотнее забита насадка в колонне, тем больше площадь контакта флегмы и пара. Если насадку убрать, то весь контакт будет происходить на внутренних стенках царги, флегма будет стекать в виде тонкой пленки и разделение фракций станет несущественным.
Однако при установке насадки важно еще и обеспечить беспрепятственное прохождение пара и флегмы по колонне. В общем забивать молотком насадку в колонну не стоит.
Для расчета длины РПН можно воспользоваться вот этим калькулятором, а для расчета объема СПН вот этим.
Система охлаждения
Образование и возврат флегмы обеспечивает дефлегматор. Конструктивно это холодильник расположенный сразу после колонны. За дефлегматором следуют два поворота заканчивающиеся другим холодильником предназначенным для конденсации пара вышедшего из дефлегматора в жидкость.Охлаждение дефлегматора регулируется игольчатым краном надетым на шланг подачи воды. Чем меньше воды подается в дефлегматор, чем больше паров будет прорываться до холодильника.
На холодильнике удобнее устанавливать шаровый кран, т.к. здесь важно его просто открыть или закрыть без тонкой регулировки.
Контроль температуры
Первый термометр устанавливается в куб. Здесь важно обеспечить его контакт с жидкостью, а не с паром. Дело в том, что чем ближе температура кубовой жидкости к 100 °C (температура кипения воды), тем меньше спирта остается в кубе. При 100 °C в кубе остается только вода.По термометру в кубе судят о том когда закипит кубовая жидкость, когда заканчивать отбор тела и начинать отбор хвостов и когда заканчивать перегонку.
Второй термометр устанавливается в верхнюю точку колонны, в паровую зону после дефлегматора. По нему определяют проходят ли пары спирта через дефлегматор. По сути термометр здесь показывает температуру кипения веществ которые в данный момент проходят до холодильника в виде паров. Поэтому при отборе тела важно, чтобы показания данного термометра были стабильны, т.к. нам нужно отбирать только спирт.
Процесс второй перегонки
Шаг 1. Подготовка к работе
Заливаем спирт-сырец в куб. Измеряем его объем и крепость для дальнейших расчетов. Разбавляем спирт-сырец обычной водой до 30 - 40 % (особой точности здесь не требуется). Разбавлять нужно, во-первых, для безопасности, чтобы спирт был менее горючим, а во-вторых, так легче будет происходить разделение веществ на этапе испарения. Крепость и объем после разбавления для расчетов значения иметь не будет.Общая рекомендация по объему жидкости в кубе, та же что и для первой перегонки: если куб без купольной крышки, то жидкость не должна быть залита до краев, т.к. небольшое кипение все-таки есть и жидкости будет негде кипеть. В таком случае удобнее всего заполнять куб на 3/4 от общего объема.
Перед перегонкой включаем подачу воды, чтобы убедиться в надежности всех соединений. Если все хорошо, то воду можно на время отключить в целях экономии.
Шаг 2. Работа на себя
Включаем нагрев на максимальную мощность. Когда термометр в кубе покажет около 75 °C включаем воду на дефлегматор и холодильник. Сейчас нельзя отходить от аппарата, потому что момент начала парообразования произойдет очень быстро. Наблюдаем за верхним термометром. Как только температура в нем начнет расти уменьшаем мощность примерно в половину. Настраиваем воду на дефлегматор так, чтобы пары не прорывались через него, а температура в верхнем термометре упала ниже 30 °C. После этого воду на холодильник можно закрыть. Ждем примерно 10 минут и приступаем к отбору голов.Шаг 3. Отбор голов
Открываем подачу воды в холодильник. Игольчатым краном аккуратно уменьшаем подачу воды в дефлегматор. Кран нужно крутить небольшими шагами (т.к. здесь есть инерция, задержка примерно в 30 - 60 секунд) пока не наступит реакция в верхнем термометре. Крутить кран нужно до тех пор, пока из холодильника не начнут идти первые капли.Настраиваем скорость отбора голов таким образом, чтобы на выходе шло примерно 2 - 3 капли в секунду. Объем голов который необходимо отобрать рассчитывается как 10 % от абсолютного спирта в кубе. Для этого можно воспользоваться калькулятором отбора голов. Обязательно следим за головами по запаху: периодически капаем несколько капель на ладонь, растираем и нюхаем. Со временем противный ацетоновый запах должен пропасть и к концу отбора голов должен исчезнуть совсем.
Во время отбора голов показания верхнего термометра могут скакать, но под конец температура в нем должна стабилизироваться. Допускаются небольшие скачки на десятые доли градуса.
Шаг 4. Отбор тела
Увеличиваем мощность нагрева примерно на 20 %. Игольчатым краном регулируем воду так, чтобы в отбор шла тонкая, периодически прерывающаяся струйка. Скорость отбора должна быть пропорциональна мощности нагрева за минусом 20 % на теплопотери. Например, если у вас мощность нагрева 1.2 кВт, то скорость отбора должна быть 1 литр в час. Для определения скорости отбора удобно использовать секундомером отбора жидкости.По мере отбора температура в верхнем термометре начнет постепенно расти, поэтому нужно периодически добавлять воды на охлаждение, чтобы температура возвращалась к исходному значению. При этом скорость отбора будет уменьшаться. Однако это может продолжаться не вечно, а до определенного значения в кубе.
Шаг 5. Отбор хвостов
При показаниях термометра в кубе 94 °C можно заканчивать отбирать тело и начинать отбирать хвосты. Почему именно 94 °C? Дело в том, что если бы в системе не было дефлегматора и насадки (т.е. если бы мы гнали на простом дистилляторе), то при 94 °C крепость в струе была бы 49 %, что соответствует началу отбора хвостов при дистилляции. Конечно, можно пробовать заканчивать отбор тела и при меньших температурах в кубе. Просто ориентируйтесь по таблице ниже.
Для отбора хвостов полностью закрываем воду на дефлегматор и гоним до 99 °C в кубе. После этого перегонку можно заканчивать и выключать самогонный аппарат.