Správna destilačná teplota kaše

Zmes sa uvedie do varu (teplota v kocke asi 92 ° C) a vyberie sa malé množstvo destilátu tak, aby zostalo zloženie vriacej suroviny prakticky nezmenené. Aké bude zloženie vybraného destilátu? V prípade vody a etylalkoholu možno zmenu koncentrácie ľahko nájsť pomocou rovnovážnej krivky alebo tabuliek: koncentrácia alkoholu sa zvýši z 12 na 59%.

Na stanovenie zmeny koncentrácie nečistôt používame graf rektifikačných koeficientov (pevnosť v percentách objemu na hornej horizontálnej osi)..

Pri obsahu suroviny 12% je rektifikačný koeficient (Cr) metylalkoholu 0,67 a Cr izoamylolu 2,1. To znamená, že obsah metanolu vo výbere sa zníži a izoamylol sa zdvojnásobí. Výsledkom je.

Druhá tabuľka dokazuje nezávislosť rýchlosti odparovania nečistôt od ich teploty varu. Metanol s bodom varu 65 ° C opúšťa kocku pomalšie ako izoamylol s teplotou varu 132 stupňov..

Je to preto, že koncentrácia týchto nečistôt je nízka. Keby bolo množstvo metanolu a izoamylolu porovnateľné s alkoholom a vodou, tieto látky by deklarovali svoje právo na odparenie v množstve zodpovedajúcom rozdielu v ich bodoch varu a stali by sa úplnými zložkami roztoku.

Prchavosť prímesí pri koncentrácii menšej ako 2% úplne závisí od sily, s akou sú ich osamelé molekuly držané roztokom voda-alkohol (látky prevládajúce v zmesi). To sa dá porovnať s tým, ako sa otec a mama nepýtajú dieťaťa, akú rýchlosť bežia v autobuse - vzali si ruky a cval.

Takže s nečistotami. Keď je v roztoku jedna malá molekula metanolu obklopená davom molekúl vody, ľahko ju udržiavajú vedľa seba. Pretože molekula metanolu je menšia ako etanol, je oveľa ľahšie udržať ju vo vode. Naopak, izoamylol je naopak slabo rozpustný vo vode a má s ním veľmi slabé väzby. Počas varu izoamylol letí z vody rýchlejšie ako metanol, hoci jeho bod varu je dvakrát vyšší.

Sorel veľa svojich prác venoval štúdiu koeficientov vyparovania alebo prchavosti rôznych látok a ich riešení. Zostavil tabuľky a grafy, pomocou ktorých môžete zistiť, do akej miery sa obsah látok v parách líši v porovnaní s pôvodným riešením. Použitie grafov a tabuliek na destilačné účely je však nevhodné, preto Barbe navrhol nový vypočítaný koeficient nazývaný usmerňovací koeficient (Cr), pre ktorý je potrebné pre danú silu roztoku vydeliť koeficient odparovania nečistoty koeficientom odparovania etylalkoholu..

Koeficient rektifikácie je tiež koeficientom čistenia, pretože ukazuje skutočnú zmenu obsahu nečistôt vo vzťahu k etylalkoholu:

• Кр = 1 - nečistoty nemožno zlikvidovať, budú v destiláte prítomné v rovnakom množstve;
• cr>1 - pri výbere bude viac nečistôt ako v surovine, jedná sa o horné frakcie;
• cr<1 - v destiláte získanom destiláciou bude množstvo nečistôt menšie ako v surovine, dôjde k vyčisteniu, jedná sa o frakcie zvyškov.

Ak nečistoty pri vysokých koncentráciách alkoholu majú Cr<1 a pri nízkej Cr>1 sú stredné nečistoty. Takáto absolútna väčšina. Existujú tiež terminálne nečistoty, v ktorých naopak>1 s vysokou koncentráciou alkoholu as nízkym obsahom Cr<1.

V skutočnosti nie je toľko nečistôt na hlave alebo chvoste, liehovary sa často zaoberajú medzistupňami. Ak však hovoríme o destilácii rmutu, jeho sila sa počas procesu zmení z 12% alebo menej. Pri takýchto koncentráciách alkoholu sú olovo takmer všetky nečistoty bez ohľadu na ich teplotu varu: izoamylol - 132 ° C, acetaldehyd - 20 ° C atď..

Pri destilácii rmutu existuje len veľmi málo nečistôt, ktoré majú vlastnosti chvosta: metanol s teplotou varu 65 stupňov a furfuralom - 162 ° C. Ako vidíte, bod varu nič neovplyvňuje.

Hlavný teoretický záver. Nečistoty nie sú zarovnané na výstupe z kocky v súlade s ich bodmi varu, ale sa odparujú v zložení alkoholových pár v množstvách, ktoré závisia iba od ich počiatočnej koncentrácie a rektifikačného koeficientu..

Vykurovací výkon a bod varu roztoku

Ohrievací výkon ovplyvňuje iba množstvo vytvorenej pary a nemení bod varu obsahu kocky. Bod varu roztoku zase závisí od koncentrácie alkoholu v destilačnej zmesi a atmosférického tlaku (pozri tabuľku)..

Čím je nižšia pevnosť, tým vyšší je bod varu hromadnej destilácie. Čím väčší je dodávaný výkon, tým viac pary sa vytvára..

Frakčná destilácia

Ak počas varenia zmesi na ceste do chladničky jej výpary nekondenzujú na veku a stenách kocky, alebo je táto hodnota zanedbateľná, potom výber ramenných popruhov postupne pre rôzne banky, získame v nich rôznu silu a zloženie destilátu..

Je to jednoduchá frakčná destilácia, ktorú je možné podmienečne regulovať zmenou pomerov vybraných frakcií. Tento spôsob neposkytuje žiadne čistenie ani spevnenie..

Ak je prístroj dokonale izolovaný, potom bez ohľadu na rýchlosť výberu a výhrevný výkon bude destilovaný výkon s rovnakým zložením a silou.

Čiastočná kondenzácia

Ak na ceste z kocky do chladničky kondenzuje viditeľná časť pary, je to čiastočná kondenzácia.

Steny kocky, veko a parné potrubie neustále strácajú teplo. Tieto tepelné straty nezávisia od množstva tepla alebo extrakcie, ale iba od teplotného rozdielu medzi obsahom kubických (kvapalina a para) a okolitým vzduchom..

Výsledkom tohto procesu, ktorý je užitočný pri destilácii, je čiastočná kondenzácia pary, keď jej najmenej prchavé zložky spadajú do hlienu, ktorý potom prúdi späť do kocky..

Rovnaká časť pary, ktorá sa dostáva do chladničky, obsahuje viac prchavých zložiek ako v pôvodných parách. To vám umožní vytvoriť podmienky pre koncentrovanejší výber „cieľov“ a posilniť výber.

Pomer hmotnosti hlienu k hmotnosti vybraného alkoholu sa nazýva refluxný pomer. Čím vyšší je refluxný pomer, tým väčšie je spevnenie a obohatenie prchavých zložiek selekcie.

Je tiež dôležité si uvedomiť, že hlien prúdiaci do kocky sa zahrieva, čo spôsobuje ďalšiu kondenzáciu pary, ale nemá čas variť..

Prenos tepla a hmoty

Ak hlien prúdi do kocky tak dlho, že sa mu para dokáže zohriať na bod varu, dochádza k ďalšiemu procesu - k prenosu tepla a hmoty, pri ktorom sa z pary kondenzujú molekuly ťažko prchavých látok a prchavé látky sa odparujú z hlienu. Rovnaký počet molekúl sa vždy odparuje a kondenzuje. Tento proces je základom technológie nápravy..

Ako riadiť mesačný svit na bežnom zariadení

Keď sa zoznámime s niektorými otázkami teórie, môžeme začať spochybňovať riadenie destilačného procesu..

Klasické destilačné zariadenia sú skonštruované podľa schémy kocka-chladnička. Pridanie sukhoparnika uľahčuje výber „tela“ pri vysokých rýchlostiach, pretože bráni postrekovaniu. Kocky a parné rúrky nie sú izolované a ako zistíme neskôr, nie je to náhoda. Destilátory sa môžu líšiť (pozri fotografiu).

V zásade sa tieto zariadenia líšia iba stupňom čiastočnej kondenzácie. Vďaka svojmu malému podielu je prístroj vhodný iba na destiláciu rmutu, pri veľkej čiastočnej kondenzácii je vhodný na výrobu ušľachtilých destilátov..

Destilácia rmutu

Braga musí jazdiť rýchlo. Hlavnou úlohou je oddeliť všetky odparené komponenty od neodparených. Zníženie výkonu na začiatku alebo na konci vykurovania nie je potrebné. Pri prvej destilácii rmutu na alambike je vhodné zakryť jeho kupu handrou.

Obyčajná cukrová kaša sa môže zvoliť ako „suchá“ (minimálna pevnosť v prúde). V prípade ovocných hrádzí, ktoré sa plánujú držať v sudoch, sa odporúča jazdiť až do priemernej sily 25% na ramenný popruh. Ak proces dokončíte skôr, stratia sa kyseliny a ťažké alkoholy, ktoré v sude vytvárajú nové estery..

Druhá destilácia

Objemná pevnosť. Optimálna pevnosť dna kvapaliny pre druhý záťah je 25-30%. Pri takejto koncentrácii alkoholu sa sivuha dostatočne posilňuje a vylučuje sa do frakcie hlavy. Prijateľná malá frakcia alkoholu spadne do „chvostov“, ale počas výberu „tela“ nebude možné udržať hydinu v kocke alebo bude vyžadovať refluxný pomer vyšší ako 3, čo vážne oddiali destilačný proces, a nie každé zariadenie môže pracovať v tomto režime..

Nižšia počiatočná objemová sila umožní sivuhe ísť von s koncentráciou vyššou ako kubický viac ako dvakrát počas výberu „hláv“, ale výber „tela“ sa začne, keď je objemová sila príliš malá, v dôsledku čoho takmer polovica alkoholu spadne do „chvostov“, ktoré je potrebné začať. vyberte pri pevnosti kvapaliny v kocke 5 až 10%.

Ak zvýšíte pevnosť objemovej destilácie na 35 - 40% alebo viac, nedôjde k posilneniu hydiny s nízkym počtom refluxov. V „hlavách“ bude toľko sivu, koľko je v kubických zvyškoch, av prípade výberu kvapiek (zvýšenie počtu refluxov) zostane sivuh v kocke..

Výber „tela“ sa uskutoční s menšou stratou alkoholu v „chvostoch“, ale všetko, čo zostane v kocke sivuha, spadne do „tela“. Vzhľadom na skutočnosť, že objem alkoholu vo výbere klesá, bude koncentrácia hydiny ešte väčšia ako vo veľkom.

Výber „cieľov“. Zvážte, čo sa stane, keď sa „hlavy“ vyberú na klasickom mesačnom svite. Napríklad destilačný objem s obsahom 25 - 30% sa začal variť a liehovar znížil vykurovací výkon na 600 wattov. V tomto prípade je tepelná strata v parnej zóne 300 W (tepelné straty v kvapalnej zóne zanedbávame kvôli ľahšiemu výpočtu). Výsledkom je kondenzácia presne polovice pary vytvorenej v kocke. Množstvo selekcie sa bude rovnať počtu hlienov, čo znamená, že refluxné číslo sa rovná jednému. Zvýšenie vykurovacieho výkonu povedie k zníženiu refluxného pomeru a naopak, ďalšie zníženie výkonu ho zvýši..

Pri organizovaní výberu „cieľov“ po kvapkách systém dosiahne svoj maximálny refluxný pomer, ktorý posilňuje a obohacuje výber prchavými nečistotami..

Počas destilácie má sypná hmota nízku pevnosť a takmer všetky nečistoty sú nečistoty v hlave. Preto je výber „cieľov“ mimoriadne dôležitý, je potrebné vytvoriť podmienky na jeho úspešnú realizáciu:

• v kocke vždy nechajte dostatočne veľkú parnú zónu a nesnažte sa hromadiť objem;
• neizolujte kocku vekom a parnou rúrkou destilátora.

Získanie „tela“. Rýchlosť výberu „tela“ v druhej frakčnej destilácii by mala byť mierna, aby sa neznížilo refluxné číslo na minimum.

Väčšina klasických domácich prístrojov nemá dostatočnú schopnosť čiastočnej kondenzácie, takže existujú iba dva spôsoby, ako dosiahnuť prijateľné čistenie „tela“: nečistoty odstráňte pomocou „hláv“ alebo ich odrežte pomocou „chvostov“..

Kedy zbierať „chvosty“. Všeobecne sa verí, že okamih prechodu na výber „chvostov“ nastáva, keď pevnosť v prúde 40% má silnú pôdu..

Medziproduktové nečistoty zvyšujú svoj destilačný koeficient na hodnoty presahujúce jednotu a stávajú sa ľahko prchavou zložkou pary, čo znamená, že už neprechádzajú do varu pod spätným chladičom, ale pokračujú v ceste k výberu. Voda a obvykle hlušiny sú väčšinou kondenzované. Čiastočná kondenzácia prestáva čistiť alkoholové výpary zo sivuhi, ale skôr ho obohacuje.

V čase výberu „chvostov“ je teplota dna okolo 96 ° C, čo zodpovedá pevnosti dna okolo 5%. „Ocas“ je možné zvoliť v kocke až do 98 - 99 stupňov, nemusíte úplne vyschnúť, objaví sa príliš veľa nečistôt a vody..

Ako alternatívu vám odporúčam oboznámiť sa iné spôsoby rozdelenia destilátu na frakcie, ktoré sú vhodné aj pre prístroje bez teplomera.

Destilácia na kolóne na baraku a destilácii

Práca s destilačnými a destilačnými kolónami je zásadne odlišná od klasického destilačného procesu, pretože je možné regulovať množstvo refluxu vráteného do kolóny pomocou spätného chladiča vo veľmi širokom rozsahu. Procesy sú založené na prenose tepla a hmoty. Aby sa zvýšila účinnosť procesu, do kolóny sa nalieva dýza, ktorá významne zvyšuje plochu interakcie medzi parou a refluxom..

Proces čiastočnej kondenzácie, pri ktorom sa vytvára divoký hlien, sa stáva nežiaducim javom, ktorý zhoršuje presnosť regulácie refluxného pomeru a delenia na frakcie pozdĺž výšky kolóny. Preto sa snažia minimalizovať čiastočnú kondenzáciu zahrievaním kocky a kolóny.

Správanie nečistôt počas rektifikácie podlieha ich rektifikačným koeficientom, ale technológia má vlastnosti, ktorých hlavnou úlohou je viacnásobné odparovanie a kondenzácia pary pozdĺž cesty z kocky do chladničky..

Každé takéto opätovné odparenie sa uskutočňuje v určitej oblasti pozdĺž výšky kolóny, ktorá sa nazýva teoretická platnička. V prvých 20 - 30 cm naplnenej časti kolóny sa v dôsledku opakovaného opätovného odparovania pary spevní na hodnotu vyššiu ako 90%. V tomto prípade nečistoty vytekajúce z kocky ako súčasť pary pri prechode cez každú nasledujúcu teoretickú platňu zmenia svoje Kp podľa sily refluxu alebo pár, v ktorých sú umiestnené..

Preto sa pri vstupe do stĺpca Kr pri vstupe do stĺpca Kr stávajú viac ako jeden olej, čím získajú menej ako jednotu Kr, a v menšom množstve sa znovu odparia a v určitom štádiu sa úplne zastavia. K akumulácii fúzových olejov dochádza v tej časti kolóny, kde ich Cr = 1. Alkohol nedovolí trupu, pre ktorý je „chvostom“ tejto pevnosti, a pod fúzovými olejmi má vlastnosti hlavy, a keď sa znovu odparia, znovu stúpajú vyššie. Takto sa správajú všetky nečistoty.

Nečistoty hlavy, keď sa pohybujú po kolóne, upadajú do stále viac obohatenej pary a výsledkom je zvýšenie ich Cr. To umožňuje nečistotám hlavy akcelerovať do zóny výberu..

Koncové nečistoty - presne naopak, raz v stĺpci, s každou novou teoretickou platňou prudko znižujú svoju Cr a dosť rýchlo sa spolu s hlienom nachádzajú na dne stĺpca, kde sa hromadia.

Stopové nečistoty sa správajú podobne: pri nízkej sile sa ich Cr<1, ale s rastom pevnosti Kr sa stáva viac ako 1, takže sa nezachytia v stĺpci a v závislosti od pevnosti idú hore alebo dole výberom.

Ovládanie stĺpca sa zredukuje na jednoduché pravidlo: nie je možné zvoliť zlomok pri rýchlosti, ktorá prekračuje rýchlosť jeho vstupu do stĺpca. Metódy na určenie, kedy sa táto rýchlosť začne prekročiť, sú rôzne. Hlavnou vecou je čo najskôr pochopiť, že rovnováha je narušená, a po znížení rýchlosti výberu ju obnoviť.

V najjednoduchšej verzii je možné ovládanie pomocou dvoch teplomerov:

• kubický, znázorňujúci okamih varu surového alkoholu v kocke, prechod na výber „chvostov“ a koniec procesu;
• teplomer 20 cm od spodnej časti dýzy. V tejto zóne sú dokončené všetky prechodné obdobia, teplota je viac-menej stabilná a odráža procesy, ktoré sa vyskytujú v stĺpci, s maximálnym olovom vo vzťahu k zóne výberu. Zvýšenie teploty dokonca o 0,1 stupňa znamená, že sa konzumuje príliš veľa alkoholu - viac ako vstupuje do kolóny, takže musíte znížiť rýchlosť výberu. Ak výber neznížite, rozdelenie na frakcie v kolóne sa zhorší a nečistoty z rovnovážnej polohy, ktorá je pre ne stanovená, sa posunú smerom nahor po kolóne bližšie k výberu..

Počas rektifikácie v dôsledku núteného refluxu a presnej regulácie refluxného pomeru sa na výstupe získajú najprchavejšie frakcie, ktoré je možné zvoliť postupne. Okrem toho správna kontrola stĺpca umožňuje zastaviť pohyb zbytočných nečistôt do zóny výberu, hromadiť ich až do určitého času v stĺpci alebo ich dokonca vrátiť do kocky..

Destilačná kolóna nie je ani tak presným, ale skôr mocným nástrojom na úplné čistenie alkoholu od nečistôt. Na získanie ušľachtilých destilátov je málo použiteľné, pretože vyžaduje špeciálne technológie a metódy. Zoskupovanie prímesí podľa prchavosti a vysoká koncentrácia alkoholu v kolóne vytvárajú z nich azeotropy bez rozdielu na nevyhnutné a zbytočné, nebude ich možné separovať..

Cieľom po obdržaní ušľachtilých destilátov nie je cieľom úplne očistiť alkohol od všetkých nečistôt, ale vyvážiť ich koncentrácie s čiastočným odstránením tých nepotrebných. Vyžaduje sa parciálny kondenzačný prístroj, pri ktorom liehovar rozdeľuje destilát na časti a potom zbiera majstrovské dielo z tejto mozaiky..

Pri všetkých vonkajších rozdieloch je destilácia a kontrola destilácie založená na najdôležitejších vlastnostiach nečistôt - ich prchavosti a súvisiacich rektifikačných koeficientoch. Regulovaním refluxného čísla vo veľmi obmedzenom rozsahu (počas destilácie) alebo naopak, vo veľmi širokom rozmedzí (počas destilácie) môžete získať veľmi odlišný produkt: od destilátu vyváženého nečistotami po čistý alkohol. Hlavnou vecou je porozumieť zásadám riadenia a v každom prípade použiť vhodný nástroj.

P.S. 30.3.2018 bol článok doplnený a podstatne revidovaný, pripomienky k tomuto dátumu stratili svoj význam.