Jemnosti inštalácie teplomeru v destilačnej kocke

Teplomer v kocke by mal poskytovať najspoľahlivejšie informácie na správne vyhodnotenie postupu destilačného procesu. Hlavnou otázkou zároveň nie je, kam umiestniť teplomer, ale prečo ho vôbec umiestniť? Čo chceme vidieť alebo vypočítať z jej odpočtov? Ak si tieto otázky vyriešite, zvyšok bodov bude zrejmý..

Začnime teda niekoľkými jednoduchými otázkami. Prvý z nich: aká je sila objemu v kocke? Ak chcete odpovedať, stačí poznať bod varu hromadnej zmesi v danom okamihu..

Legenda:

• T1 je teplota stáleho objemu;
• T2 je teplota pary;
• - teplota pary na vstupe do kolóny.

Každý je zmätený nesprávnym pojmom - „kubická teplota“. Je možné priamo merať teplotu T1 v kvapalnej zóne alebo teplotu pary T2. Zdá sa, že v oboch prípadoch ide o „kubickú teplotu“, ale nie je to tak. Ak zmeriame teplotu kvapaliny T1, dostaneme ju. Ale keď sme sa naučili teplotu pary T2, v budúcnosti môžeme len predpokladať, že sa rovná T1.

V okamihu oddelenia pary od varného povrchu skutočne T1 = T2. Ale každý okamih para stratí svoju teplotu. Na výstupe z kocky do kolóny je oveľa chladnejšie ako vriaca hmota.

Stupeň ochladenia alkoholových pár závisí od tepelných strát bočnými stenami a vekom kocky. Významne k tomu prispieva aj relatívne studený reflux vytekajúci z kolóny. Aká veľká je táto chyba? Nameraná teplota pary sa môže pohybovať od teploty odparovania po kondenzačnú teplotu.

Šírku tejto chodby dobre vidno pomocou dobre známej „ryby“.

Predpokladajme, že 25% alkoholový roztok vrie v kocke. Stúpaním pozdĺž šípky 1 do priesečníka s grafom bodu varu kvapaliny (červená krivka), potom ju otočíme pozdĺž šípky 2 a určíme bod varu (odparenie) - 87 stupňov. Prechádzame pozdĺž šípok pozdĺž trasy 1-3-4-5, určujeme teplotu kondenzácie pary vytvorenej v tomto prípade - 80,5 stupňov. To znamená, že teplotná sonda trčiaca niekde v parnej zóne ukáže teplotu 80,5 až 87 stupňov.

Čím dlhšia a bližšie k varnému povrchu je mierka, tým menej ochladenej pary sa bude stretávať, a čím bližšie bude odčítanie teplomeru k 87 stupňom, a naopak, tým kratšie a bližšie k tečúcej hliene, ako aj kocke viečko, mierka je, tým bližšie sa jej čítanie priblíži k 80,5 stupňom. Ak je teplomer stále vložený do hrubého puzdra privareného k viečku, potom puzdro, podobne ako veľký radiátor, odvádza teplo a hodnoty teplomeru sa stanú ešte nepredvídateľnejšími..

Chyba merania bude zanedbateľná, ak v kocke uvaríte kvapalinu blízku zloženiu čistého alkoholu alebo vody. V takom prípade bude mať rozdiel medzi teplotou kondenzácie a teplotou odparovania tendenciu k nule spolu s možnou chybou merania. Ale tu je smola - tento sortiment nie je pre liehovarníkov zaujímavý.

Maximálny rozdiel a možná chyba spadá do destilačného rozsahu - 93-98 stupňov, pričom chyba môže byť až 12 stupňov.

Toto je koridor, v ktorom bude v závislosti od tepelných strát teplota pary, to znamená maximálna chybová hodnota. V skutočnosti sa to nedeje. Čím lepšie je kocka a jej veko izolované, tým menšie sú tepelné straty a hodnota T2 je bližšie k T1.

Náklady na chybu však existujú ... Predpokladajme, že teplomer v parnej zóne ukazoval 98 stupňov, zastavili sme odber vzoriek v domnení, že v kocke sú iba 2% alkoholu. Teplota veľkého množstva bola v skutočnosti 97 stupňov a obsah alkoholu bol asi o 1,3% vyšší. Pri kubickom objeme 30 litrov je to 400 gramov strateného 96% alkoholu alebo 2 fľaše vodky. Predčasný prechod na „chvosty“ odpísal pri opakovanej rektifikácii zhruba rovnaké množstvo. Je to tak preto, lebo hrot teplomera nebol v kvapalnej zóne a s chybou iba 1 stupňa. Ak je kocka zle izolovaná, bodnutie je ďaleko od povrchu objemu a chyba je oveľa väčšia?

Stanovenie objemovej teploty z teploty pary je nepresné, maximálna hodnota chyby je neprijateľná, pretože straty alkoholu budú veľmi veľké..

Ak poznáte presnú hodnotu teploty objemu, je možné určiť jeho súčasnú pevnosť a obsah alkoholu v pare na vstupe do kolóny. S ohľadom na pevnosť produktu na výstupe je reálne odhadnúť, s koľkými stupňami separácie (teoretické platne) je v súčasnosti v prevádzke kolóna..

Toto je veľmi dôležitá a nevyhnutná teplota, jediná zo všetkých, ktorej absolútna hodnota musí byť stanovená s maximálnou presnosťou..

Spodná teplota je teplota objemu (kvapaliny), musí sa merať priamo bez sprostredkovania pary znížením teplomera do kvapalnej zóny.

Aké výhody môžete od sprostredkovateľa očakávať, okrem poškodených informácií?

Ako zvoliť destilačný teplomer

Akýkoľvek teplomer má triedu presnosti. Toto je dôležitý parameter, ktorému je potrebné venovať pozornosť. Často bezohľadní výrobcovia dopĺňajú kocky predávané bimetalovými teplomermi s triedou presnosti 2,5. To znamená, že pri meraní teploty bude maximálna chyba 2,5% z maximálnej hodnoty na stupnici teplomera..

Ak je hodnota 120 stupňov, potom môže byť chyba až 3 stupne. Napríklad, ak sa chystáme odrezať „chvosty“ pri teplote 94 stupňov a nakoniec túto teplotu uvidíme na teplomere, potom by v skutočnosti mohla byť skutočná teplota od 91 do 97 stupňov. A to navyše k vplyvu ďalších faktorov diskutovaných vyššie..

Pri triede presnosti 1,5 by bola maximálna chyba 1,8 stupňa. S rovnakou triedou presnosti bude presnejší teplomer s nižšou maximálnou hodnotou nameranej teploty.

Elektronické teplomery spravidla dávajú vyššiu triedu presnosti. Aj kuchynský teplomer pre domácnosť má presnosť plus alebo mínus 1 stupeň na stupnici 0,1 stupňa, ale nie je to také jednoduché. Absolútna presnosť a rozlíšenie merania teploty sú dve rôzne veci. Takéto teplomery sa oprávnene používajú v kolónach, kde nie je dôležitá samotná teplota, ale jej zmena. Tu hrá rolu 0,1 stupňa. Pri meraní kubickej teploty bude určite poskytovať presnejšiu teplotu ako bimetalový teplomer, nemali by ste však čakať zázraky.

Pre presnejšie meranie teploty stáleho objemu sa používajú elektronické teplomery typu T-0,36-DS-A s externým snímačom teploty, ktorých rozlíšenie a presnosť merania sú 0,1 stupňa. Je pravda, že rozsah merania je skromnejší: od -55 do 125 stupňov, ale pre účely destilácie je to tak akurát. Existuje aj nevýhoda - tepelný snímač DS18B20 vyžaduje vloženie objímky do kocky.

Najjednoduchšou a najdostupnejšou možnosťou umiestnenia teplotného snímača je objímka vykurovacieho telesa. Pri inštalácii ho stačí ohnúť pár centimetrov do strany a hore od vykurovacích telies.

Ak sa rozhodne o inštalácii objímky, je potrebné dodržiavať jednoduché požiadavky: bodnutie teplotného snímača by malo byť v určitej vzdialenosti od vykurovacieho telesa, dna a stien panvice. Aspoň pár centimetrov. Ale tiež sa nemusíte nechať uniesť, objímka by nemala prekážať pri inštalácii ďalších zariadení, napríklad falošného dna. Rukáv by tiež nemal byť masívny, pretože to neprispieva k presnosti meraní. Je dobré, ak sa vnútorný priemer objímky blíži k priemeru teplotného snímača, odporúča sa použitie tepelnej pasty.

zistenia

1. Spodný teplomer by mal byť umiestnený iba v kvapalnej oblasti.
2. Pri výbere teplomeru musíte venovať pozornosť triede presnosti, rozsahu merania a rozlíšeniu..

Autor článku IgorGor.