Typy riadenia destilácie a rmutu - typy výberových jednotiek

Porovnávacia analýza troch schém vzorkovania, ktoré sa používajú v domácich varných a rektifikačných kolónach. Zvažujú sa vlastnosti, výhody a nevýhody, ako aj použiteľnosť pri rôznych možnostiach destilácie. Každá metóda má svoj vlastný typ zariadenia.

Pre úspešné fungovanie kolóny je potrebné upraviť refluxný pomer. Existujú tri spôsoby:

• CM (cool management) - riadenie prietoku vody privádzanej na chladenie spätného chladiča;
• LM (liquid management) - kontrola množstva odobratého refluxu (odber kvapaliny);
• VM (vapor management) - kontrola množstva extrahovanej pary (extrakcie parou).

Predtým, ako začneme hovoriť o druhoch výberu, definujme si pojmy.

Destilácia - proces odparovania kvapaliny s následnou kondenzáciou.

Pokiaľ sa surovina spočiatku odparovala z destilácie, potom sa skondenzovala v chladničke (kondenzátore), potom čokoľvek, čo sa stane v priebehu tohto procesu (prechod pary cez parný kotol, prebublávač alebo spätný chladič), nakoniec, stále dostanete destilát.

Oprava - toto je jedna z destilačných metód, ktorá sa vyznačuje dvoma technologickými metódami:

Nútený, prísne kontrolovaný spätný tok pomocou špeciálnych zariadení - spätných chladičov alebo kondenzátorov.

Bola organizovaná výmena tepla a hmoty medzi hlienom a parou stúpajúcou opačným smerom. Na zvýšenie účinnosti prenosu tepla a hmoty sa používajú upchávkové alebo etážové kolóny, pri ktorých sa spätný tok odparuje. V prvom prípade má proces filmový charakter, v druhom prípade ide o bublinkový proces..

Účelom rektifikácie je získať alkohol danej sily a vyčistiť ho od nečistôt. Za týmto účelom musí byť refluxný pomer vždy vyšší ako minimálny (viac v grafe).

Kvalita produktu závisí od refluxného pomeru, ale čím je vyšší, tým je produktivita kolóny nižšia..

Rektifikácia neumožňuje izolovať zo zmesi žiadnu zmes, ale iba viac-menej úplne odstráni všetky nečistoty zoskupené blízkou prchavosťou. Preto, ak používate rektifikačné zariadenie na získanie napríklad ovocných destilátov, existuje riziko zoskupenia hlavovej frakcie do ťažko oddeliteľných azeotropov - odstrániť spolu s nepotrebnými nečistotami užitočné estery zodpovedné za arómu.

Ak sa pokúsite destilovať ušľachtilý destilát pomocou rektifikačného zariadenia, je potrebné, aby počas celej voľby refluxný pomer nepresahoval 1,5-2. V opačnom prípade dôjde k narušeniu rovnováhy nečistôt..

Typy vzletových jednotiek v stĺpci

Výber tekutín (správa tekutín)

LM - úprava množstva odberu vzorky kvapalinou. Najpohodlnejšia a najbežnejšia schéma, v ktorej sú kondenzované všetky pary, potom sa jedna časť kondenzátu vráti do kolóny, druhá ide na extrakciu.

technické údaje. Pomer spätného toku sa reguluje jediným kohútikom alkoholu. Ak je ventil úplne otvorený, je refluxný pomer nulový a výstup je normálny destilát. Keď je ventil zatvorený, je refluxný pomer nekonečne veľký - kolóna pracuje sama za seba. Nastavením spätného ventilu kvapaliny môžete kedykoľvek zmeniť pomer spätného toku z 0 na 100%. Vykurovací a chladiaci výkon je nastavený na optimálnu úroveň pre maximálnu separáciu kolóny a minimálny spätný chladiaci výkon.

Spravidla je refluxný pomer nastavený o niečo vyšší ako minimálny, čo počas výberu „tela“ umožňuje pomerne dlhý čas robiť bez úprav, ale ku koncu výberu je napriek tomu potrebné aktívne regulovať procesu. Čím menej alkoholu v kocke zostane, tým častejšie je potrebné zvyšovať refluxný pomer..

Výhody:

• vhodné na výrobu aromatických aj čistých alkoholov;
• ľahko a relatívne lacno automatizovaný až po automatizovaný riadiaci systém (automatizovaný riadiaci systém) výrobným procesom s bezpečnostnými blokmi;
• žiadna zvýšená citlivosť na stabilitu tlaku chladiacej vody.

Nevýhody:

• ak je miera selekcie ustálená na rovnakej úrovni, potom s postupom nápravy bude refluxný pomer klesať. To je v rozpore s technologickou potrebou postupného zvyšovania rýchlosti na konci výberu, čo je hlavnou nevýhodou;
• je potrebné prerušiť prúd (spojenie s atmosférou) za regulačným ventilom alebo ventilom, inak dôjde k poruchám v úprave rýchlosti vzorkovania v dôsledku podtlaku vo vzorkovacom potrubí, ktorý vzniká prúdením alkoholu.

Správa pary

VM - regulácia delením prúdov pary pred spätným chladičom. Kolóna sa ovláda zmenou množstva extrahovanej pary pomocou uzatváracieho ventilu alebo bežného guľového ventilu.

technické údaje. Pomer prierezových plôch kolóny a výstupného potrubia pary určuje minimálny pomer spätného toku, ktorý sa dá zvýšiť úpravou polohy ventilu..

Počas destilácie je množstvo regenerovaného refluxu nastaviteľné od 80 do 100%. Najnižší možný refluxný pomer je 4.

Výhody:

• citlivosť na polohu kohútika je veľmi malá, čo umožňuje presné úpravy;
• pomer spätného toku nezávisí od zmien teploty alebo prietoku chladiacej vody vo spätnom chladiči;
• žiadna zvýšená citlivosť na stabilitu tlaku chladiacej vody.

Nevýhody:

• riadiaci systém je zotrvačný, môže trvať až 10 - 15 sekúnd od zmeny polohy žeriavu po zmenu rýchlosti vzorkovania;
• nie je vhodný na získavanie aromatických alkoholov z prírodných surovín. Na reguláciu množstva refluxu pod spätným chladičom od 50 do 100% sú potrebné štrukturálne zmeny;
• stĺpec na odber pary je citlivý na slimáky v potrubí na odber produktu. Ak sa v silikónovej hadici vytvorí kolónka produktu, ktorá bude tiecť dole, vytvorí vákuum a bude ako pumpa ťahať paru k sebe, čím dôjde k porušeniu nastaveného refluxného pomeru. Vďaka tomu sa rýchlosť vzletu prudko a nekontrolovateľne zvýši, bez zásahu operátora sa systém nevráti na predchádzajúcu úroveň. Nekontrolovanú extrakciu je možné zastaviť nadviazaním spojenia s atmosférou (vytvorenie prerušenia prúdu). Napríklad vpichnite ihlu z injekčnej striekačky do hornej časti vzorkovacej trubice;
• automatizácia je zložitá a nákladná. Často sa vykonáva vo forme signalizačného zariadenia na dosiahnutie určitých teplôt, ale bez ovládačov. Je tiež žiaduca bezpečnostná automatizácia.

Riadenie chladenia (chladný manažment)

CM - úprava množstva vody dodávanej do deflegmátora. Umožňuje vám regulovať množstvo pary prechádzajúcej cez spätný chladič do chladničky na výber produktu.

technické údaje. Pomer spätného toku je nastaviteľný od 0 do 100%, ale systém je veľmi citlivý na množstvo dodávanej vody a vyžaduje presný ihlový ventil. Na reguláciu rýchlosti vzletu musí byť žeriav otočený doslova o zlomok milimetra. Vykurovací výkon počas celého procesu musí byť konštantný a musí zaisťovať maximálnu separačnú kapacitu kolóny. S nárastom množstva privádzanej vody sa zvyšuje aj množstvo spätného toku, respektíve sa zvyšuje refluxný pomer.

Počas rektifikácie pri konštantnom chladiacom a vykurovacom výkone dochádza k postupnému znižovaniu výberu, ale refluxný pomer zostáva nezmenený..

Výhoda:

• sa dá úspešne použiť na získanie aromatických alkoholov z prírodných surovín.

Nevýhody:

• najmenšie výkyvy tlaku vedú k zmene rýchlosti selekcie a refluxného pomeru. Ak neprijmete opatrenia na stabilizáciu tlaku chladiacej vody v byte, bude mať vplyv na výber aj toaleta splachovaná susedmi;
• zvýšenie teploty vody v refluxnom kondenzátore, zatiaľ čo jej množstvo zostáva nezmenené, znižuje refluxný pomer, preto je na udržanie stabilného refluxného pomeru nevyhnutná kontrola prietoku a teploty vody privádzanej do refluxného kondenzátora;
• je potrebná komunikácia s atmosférou v linke na výber produktu, inak ak dôjde k náhodnému vypnutiu kúrenia a ponoreniu trubice do výberu, všetok produkt bude opäť v kocke;
• systém je drahý a ťažko sa automatizuje. Takéto usmerňovacie stĺpce sú zvyčajne vybavené najjednoduchšími tepelnými poplachmi a bezpečnostnou automatizáciou..

Prax inštalácie rôznych výberových jednotiek na stĺpce

Stĺpce na odber tekutín (LM)

V stĺpcoch pre domácnosť je najrozšírenejší odber kvapalín. Dôvod je jednoduchý - proces nápravy 40 litrov moonshine sa oneskorí o 18-20 hodín. Hromadný objem môžete znížiť na polovicu, ale potom sa prudko zvýši podiel recyklovaného (technického) alkoholu, ktorý bude treba spracovať pri každej náprave..

Ak hovoríme o výkone systému ako o množstve komerčného alkoholu získaného počas celkového času úpravy (vrátane zahrievania), potom s dvojnásobným znížením objemového objemu klesá účinnosť asi 1,5-násobne.

Ďalším spôsobom, ako minimalizovať objem získaného technického alkoholu pri maximálnej produktivite, je automatizácia procesu, ktorá umožňuje destiláciu uskutočňovať podľa vopred určeného algoritmu bez účasti operátora. Automatizačný systém musí mať nevyhnutne nielen výkonný obvod, ale aj bezpečnostnú jednotku, ktorá okamžite vypne zariadenie v prípade hrozby nehody.

Destilačná kolóna s odberom kvapaliny je automatizovaná ľahšie a lacnejšie ako iné systémy a pokiaľ ide o kvalitu získaného alkoholu, nie je v žiadnom prípade horšia ako iné typy zariadení..

Kolóny s odsávaním pary

Systémy na výber pary sú rozšírené v zahraničí, kde je alkohol a jeho deriváty menej obľúbený ako destiláty (koňak, whisky atď.), Ale cení sa vysoká sila nápoja. Zahraniční remeselníci navrhujú destilačné kolóny s extrakciou parou, ktoré majú minimálny refluxný pomer - iba 1, nie 4 ako v Rusku. Pri tejto schéme sa najmenej 50% refluxu vracia späť do kolóny..

V režime destilácie extrakcia pary prakticky nepotrebuje automatizáciu. Pomer spätného toku nastavený na začiatku výberu „tela“ zostáva až do konca nezmenený, môže ho meniť iba operátor, ale aj pri príjme alkoholu je nutná úprava doslova niekoľkokrát.

Rýchlosť výberu na konci destilácie prudko klesá, až kým sa nezastaví. Ak existuje túžba loviť enanthestery (do značnej miery vytvárajú organoleptické vlastnosti ovocných destilátov) - zmeňte plechovky a zvýšte výhrevnosť, potom nasleduje frakčný výber a triedenie.

Ak enanthestery nie sú potrebné, urobte to isté, ale dodatočne použite prestávky, aby kolóna začala pracovať sama, aby boli zvyšky alkoholu koncentrovanejšie a s menej nečistotami..

Automatizácia v kolónach s extrakciou pary je potrebná iba na úrovni bezpečnostného bloku. Získanie destilátu navyše nezabezpečuje zoskupenie nečistôt do frakcií a ich úplné odstránenie, ale vyvážené zníženie koncentrácie látok na prijateľnú úroveň s povinným zachovaním aromatických a aromatických zložiek. To je vecou hlavného liehovarníka, ktorý riadi proces; úprava pomocou nástrojov je tu nevhodná. Hromadné množstvo je obmedzené objemom, ktorý je možné prekonať pod ľudským vedením v dostupnom čase.

Kolóny s nastaviteľným prívodom vody do spätného chladiča

Napriek všetkým nevýhodám sa tento typ zariadenia v Rusku často používa na stavbu kašovitých stĺpov. Dôvodom je možnosť získať destiláty z akejkoľvek suroviny a ak je to potrebné, bez zmeny vzoru (ďalšia carga sa nepočíta) je možné zbierať vysoko čistený destilát - takmer ako alkohol.

Kolóny s nastaviteľným prívodom vody do spätného chladiča sú automatizované drahé, citlivé na tlak a teplotu chladiacej vody, čo ich robí zle vhodnými na získanie čistého rektifikovaného alkoholu, ale s malým objemom náplne do 20 litrov a s ostražitou pozornosťou operátor, takýchto stĺpcov je schopných veľa.

Okrem toho je pre výber hlavy najlepšia skvelá schéma riadenia. Za iných okolností je nemožné získať koncentrovanejšie „hlavy“ v systémoch na extrakciu pary a kvapalín. Je to pravda, iba ak sa vyrovnáte so stabilizáciou teploty a tlaku vody v spätnom chladiči..

V posledných rokoch sa uskutočnili pokusy o vytvorenie hybridných rektifikačných kolón, v ktorých sú „hlavy“ odoberané parou metódou SM a „telo“ kvapalinou (LM). To zvyšuje už aj tak vysokú kvalitu alkoholu na kolónach LM. Neexistujú hranice pre dokonalosť.

Pri stavbe kašovitých stĺpov zameraných na aromatické destiláty má zariadenie VM výhodu oproti LM z dôvodu ľahkej kontroly, ako aj necitlivosti na teplotu a prietok vody v spätnom chladiči - čo je lepšia predvídateľnosť pri „česaní“ nečistôt. Pokiaľ ide o surový cukor, pivné kolóny podľa schémy SM sú sľubnejšie z dôvodu lepšieho odstránenia hlavovej frakcie. Ich správa však vytvára veľa problémov..