Из чего состоит ректификационная колонна, и ее чертеж?
Домашний мастер может изготовить царговую ректификационную колонну. Она прощает многие ошибки, и результат будет гарантирован.
Чертеж ректификационной колонны
Перегонный куб
Это емкость, куда встраиваются нагреватели, испаряется брага или спирт-сырец.
Характеристики емкости:
- Прочность. Вес ректификационной трубы будет приходиться на крышку, поэтому куб должен быть жестким.
- Химическая нейтральность к спирту. Идеальный материал — пищевая хромникелевая сталь (нержавейка).
- Удобность. Емкость нужно поднимать, перемещать, сливать из него барду (перегон). Объем емкости рассчитывается в зависимости от требуемой производительности аппарата, мощности нагревателей.
- Утепление. Теплопотери должны быть минимальны. поэтому и стенки, и дно должно быть «упаковано» в утеплитель без мостиков холода.
Царга для самогонного аппарата
Царга — это труба, которая устанавливается на куб. По сути, это и есть основной каркас ректификационной колонны. Существует тарельчатая царга, но она редко применяется в домашних условиях.
Характеристики:
- Прочность. Толщина стенки царги обычно принимается от 1 до 1.5 мм. Это создает достаточную прочность при небольшом весе.
- Химическая нейтральность.
- Утепление. Чтобы выстроить в колонне пары различных фракций «по этажам», царга должна быть хорошо утеплена. Отлично подойдет рукав из вспененного полипропилена или лотки из пенополистирола, применяемые в сантехнике.
- Разборность. Для удобства чистки и хранения царгу можно сделать разборной — из колен 30-40 см. Это позволит регулировать высоту аппарата, что влияет на скорость и качество продукции.
- Наличие смотровых стеклянных участков.
- Диаметр. Если это тонкая трубка (до 2 дюймов), набивка не нужна — все процессы происходят на стенках. Такая колонна называется пленочной. Диаметры выше требуют применения насадки — уплотнительной набивки для повышения площади тепломассообмена.
Набивка или насадка
Набивка нужна для осаждения флегмы, ее повторного испарения. Главная характеристика набивки — площадь. В качестве набивки применяют камни определенных пород, сито из нержавеющей стали, стружечные спирали из нержавейки.
В продаже есть много уже готовых решений, домашние мастера придумали различные недорогие варианты-заменители. Чаще всего для замены заводским набивкам используются металлические сеточки для мытья посуды или металлическая стружка.
От объема и плотности насадки зависит выстраивание паров по этажам. Если в колонне используется мелкая стружечная призматическая насадка, нужно сделать решетчатую опору, чтобы насадка не попадала в куб.
Охладитель Димрота
Вверху ректификационной колонны находится охладитель — трубка, свитая в спираль.
По ней циркулирует холодная вода. Он полностью охлаждает все легкие пары. Характеризуется плоскостью наклона, мощностью, длиной.
Узел отбора
Он служит для того, чтобы отобрать спирт из верхнего «этажа». Отбор осуществляется не полностью, большая часть флегмы возвращается в царгу. Соотношение забранного продукта к вернувшейся в царгу флегмы называется флегмовым числом.
Чам выше флегмовое число, тем меньше производительность аппарата, тем чище получается продукт.
Существуют три вида отбора:
- По браге. узел отбора находится выше холодильника Димрота, и улавливает прорвавшиеся пары. Они доохлаждаются в дополнительном проточном холодильнике.
- По жидкости. Охладившаяся флегма «верхних этажей», капая с холодильника, отбирается через наклонные плоскости или отстойник.
- По пару. Часть пара поднимается вверх, к Димроту, а часть устремляется к дополнительному холодильнику, где конденсируется. Обеспечивается стабильное флегмовое число, не изменяемое в течении всего времени перегонки.
Дополнительный холодильник
Несет вспомогательную функцию.
Что делает:
- доохлаждает получившийся продукт,
- осаждает случайно попавшие пары,
- охлаждает готовый продукт.
Подробнее о том, что из себя представляет ректификационная колонна, и каков принцип её работы, вы узнаете из этого видео:
Перегонный куб
Представляет собой емкость, в которой кипит брага в процессе нагрева. Параметры:
1. Материал. Алюминий – чаще всего встречался в «советских» самогонных аппаратах из-за широкого распространения молочных алюминиевых бидонов. Алюминий частично вступает в реакцию с кислотами и спиртом в браге, поэтому при частой эксплуатации алюминиевые перегонные кубы (особенно старые) уже через полгода приходят в негодность – появляется течь.
Эмалированная посуда – нейтральная к кислотам и спиртам. При правильном использовании (без ударов и царапин эмали) может прослужить 3-5 лет даже при регулярном использовании.
Пищевая нержавеющая сталь – самый лучший и надежный вариант, но кубы из нержавейки стоят дорого, часто под их видом продают обычную сталь с оцинковкой или никелированным покрытием, что не так долговечно.
Подходят и медные кубы, правда, в большинстве случаев это неоправданно дорогое решение, особенно для начинающих самогонщиков.
2. Объем и габариты. Объем перегонного куба зависит от нужд самогонщика, оптимальный вариант для домашнего использования – 25-35 литров.
Объем куба рассчитывают, исходя из нужд в готовом продукте. Например, в емкости на 30 литров за одну перегонку можно получить до 2,88 литров чистого спирта (или 7,2 литра самогона крепостью 40%). Максимальная загрузка брагой – 24 литра (30 * 0,8 = 24). Средняя крепость правильно сделанной браги – 12%. Количество дистиллята на выходе – 24 * 0,12 = 2,88 (в перерасчете на абсолютный спирт крепостью 100%). На практике всегда будут потери самогона 8-15%.
Не следует забывать и о габаритах. Перегонный куб как минимум должен помещаться на плиту или другой элемент нагрева, быть устойчивым и не закрывать подход ко всему аппарату. Это основа техники безопасности.
3. Выбор подходящей емкости. Зачастую в домашних самогонных аппаратах используются емкости, которые изначально предназначались для других нужд: молочные бидоны, скороварки или вместительные эмалированные кастрюли.
Существенный недостаток кубов из скороварки – небольшой объем, зато эти емкости изначально герметичны. Требуется единственная доработка – просверлить отверстие в крышке под трубку для выхода пара. Конструкция самогонного аппарата из скороварки описана в отдельной статье.
В скороварке за один раз много браги не перегнать — слишком малый объем куба
Эмалированные кастрюли удобны тем, что отыгравшую брагу можно не переливать, а сразу ставить на перегонку как есть (это неправильно, поскольку нагретый осадок увеличивает количество вредных примесей в самогоне, ухудшает аромат и вкус). Минус кастрюли – сложно герметизировать крышку.
Молочный бидон, выполненный из алюминия или нержавеющей стали, – самое практичное решение. Единственный, требующий обязательного устранения, недостаток бидонов – резиновая прокладка на крышке. Дело в том, что пары спирта впитывают вещества из резины, это негативно сказывается на качестве, вкусе и запахе самогона. Резиновые прокладки нужно заменить силиконовыми (из аквариумного силикона).
Бидон со встроенными ТЭНами — дешево и практично. Сверху два отверстия для пара и термометра
Как сделать перегонный куб самогонного аппарата из бидона
Мало правильно определить объем емкости, нужно еще и подготовить куб к использованию – просверлить отверстие для пара, герметизировать крышку и соединения. Дальше мы рассмотрим доработку емкости на примере старого молочного бидона, но эта методика герметизации крышки подходит и в других случаях.
Технология доработки бидона:
1. Снять с крышки резиновую прокладку.
2. Нанести на металлические края крышки аквариумный силиконовый герметик и оставить до полного высыхания. Повторить процедуру еще 2-3 раза.
3. На горлышко бидона наложить целлофан и закрыть крышку. Оставить на пару часов до полного высыхания. Получится силиконовый уплотнитель, заменяющий резиновую прокладку.
Полученный результат
4. Сделать в крышке бидона отверстие для соединения со змеевиком или сухопарником. Если внутренний диаметр змеевика 12 мм, подходящее отверстие под трубу в бидоне – 22 мм и резьба 0,5 дюйма. Переходники продаются в магазинах сантехнического оборудования.
Как сделать самогонный аппарат без проточной воды своими руками
Агрегат подобного рода состоит из нескольких обязательных узлов: перегонного бака, шлангов и холодильника, с рекомендованным добавлением барботера или сухопарника.
Перегонный куб
В качестве основы можно взять эмалированную выварку или скороварку, алюминиевую флягу или из нержавейки или, если есть возможность, изготовить новую емкость из пищевой нержавеющей стали. При этом нужно учитывать, что от объема перегонного куба будет зависеть общая мощность непроточного дистиллятора. Сразу нужно прикинуть систему подогрева, ведь отсутствие воды не значит отсутствие электричества, а вот с газом могут быть проблемы, да и ТЭНовый нагрев значительно удобней и эффективней как газовой, так и электроплитки. А для зерновых и особенно фруктовых браг лучше выбрать парогенератор, который может быть как электрическим, так и на внешнем источнике тепла.
Шланги
Есть два хороших варианта. Первый – это использовать трубки из пищевого силикона, они недорогие, соответствуют эксплуатационным нормам, в частности не окисляются и не выделяют токсины, и этот материал легко обрабатывать. Минус в том, что при нагреве агрегата силикон становится слишком мягким, поэтому для него могут потребоваться элементы поддержки.
Второй – это сделать —шланги— из пищевой нержавеющей стали или меди. В таком случае добавится долговечность, термостойкость и прочность, но стоимость материала выше, особенно меди, а нержавейку еще и обрабатывать трудно.
Холодильник
Для непроточного самогонного аппарата можно использовать только охладитель со змеевиком. При этом емкость должна быть в несколько раз больше, чем для проточного варианта, поэтому изготовители часто используют размер, эквивалентный или близкий к перегонному кубу. Плюс в том, что материал емкости и ее состояние никакой роли не играет, главное, чтобы не было течи. К примеру, можно использовать старое железное или пластиковое ведро, выварку, крупную полимерную канистру или другие подобные емкости. Кроме того, можно использовать змеевик без охладительной емкости и воды, но тогда он должен быть более крупным, чем с ними.
Узел очистки
В непроточном дистилляторе может присутствовать как сухопарник, так и барботер. Сделать такое устройство своими руками из стеклянной банки, крышки и пары штуцеров не составит большого труда. Кроме улучшения качества самогона каждый из них приводит к снижению температуры пара, что облегчает нагрузку на охладитель и дает возможность создать более мощную дистилляционную систему.
Важно учитывать: воздушная прослойка сухопарника охлаждает пар значительно слабее, чем водная у барботера
Как сделать самодельный самогонный аппарат своими руками в домашних условиях
Для того чтобы собрать бытовой дистиллятор, необходимо изготовить его составные узлы, рассмотрим необходимые и возможные дополнительные устройства.
К базовым составляющим относится:
- Перегонный куб, в нем происходит нагревание браги, и от его объема зависит мощность всей системы. Емкость может изготовляться с нуля, для этого чаще всего применяют пищевую нержавеющую сталь, на втором месте по популярности медь. Кроме того, перегонный куб можно сделать из скороварки, мультиварки, эмалированной кастрюли или пищевой фляги.
- —Шланги— необходимы для передачи горячего пара между составными частями устройства, а также для подачи воды к охладительным устройствам, например холодильнику или рубашке дефлегматора. Чаще всего используют пищевой силикон, который легок в обработке, химически инертен и стоит недорого, но из-за слабой устойчивости к температуре требует поддерживающих приспособлений. Более надежным, но и более дорогим вариантом являются трубки из пищевой нержавейки или меди. Первый металл очень прочный, и его трудно обрабатывать, медь более податливая, но стоит дороже и требует регулярной очистки поверхности.
- Холодильник необходим для конденсации спиртосодержащего пара. Применяются две основные конструкции: со змеевиком и прямоточное охлаждение. Первая модель имеет более компактные размеры и может использоваться без проточной воды, но имеет проблемы с конденсатными пробками. У второй таких проблем нет, к тому же, эффективность и мощность этой модели выше, слабые стороны: работает только от водопровода и имеет достаточно большие размеры в длину, что предъявляет требование к рабочей зоне.
Дополнительные узлы:
- Сухопарник – это средство дополнительной очистки, также может использоваться для мацерации – насыщения спирта ароматом и привкусом фруктов, ягод и пряностей посредством прохождения спиртосодержащего пара через них. Конструкция изделия очень простая – полая емкость с двумя патрубками: входным и выходным. По мере прохождения пара через воздушную прослойку он охлаждается, и часть примесей, конденсируясь, оседает в емкости, невысокая интенсивность очистки.
- Барботер практически идентичен сухопарнику по конструкции, но имеет более длинный входной патрубок, достающий до дна емкости. Такая особенность необходима, чтобы пар проходил через толщу воды, которой заполняется барботер перед эксплуатацией . В результате происходит более значительное охлаждение и, соответственно, более интенсивная очистка самогона.
- Термометр необходим для поддержания оптимальной температуры, при которой из пара будет оседать больше сивушных масел, имеющих более высокую температуру кипения.
- Попугай для самогонного аппарата – это небольшое изделие, которое устанавливается на выходе из холодильника. Предназначено для определения крепости дистиллята непосредственно во время перегонки.
Изготовить самогонный аппарат своими руками в домашних условиях несложно, если выбрать достаточно простую конфигурацию, показанную на чертеже-схеме.
- Как основу для перегонного куба лучше использовать скороварку, в которой нужно только обустроить патрубки в крышке под выход пара и термометр.
- Сухопарник или барботер легко изготовить своими руками из стеклянной банки с закручивающейся крышкой, пары штуцеров и силиконовых уплотнительных прокладок.
- Прямоточный холодильник потребует пары медных трубок для внутреннего слоя и пару пластиковых под рубашку охладителя. Купить шланг из пищевого силикона можно в хозяйственном магазине или на рынке.
- Финансово конструкция подобного рода очень экономична, при этом качество самогона не будет страдать, так как на всех важных участках используются добротные материалы: нержавейка, стекло, силикон и никакой резины, пластика или алюминия.
- Конечно, до эстетики заводского агрегата такому самогонному аппарату, сделанному своими руками, будет далеко.
Для изготовления более сложных агрегатов, например ректификационной или укрепляющей (бражной) колонны, в состав которых входят узлы типа царги и дефлегматора, потребуются не только материалы, но и некоторые слесарные навыки. То же касается и простых дистилляторов, созданных с нуля из пищевой нержавейки или меди.
Из какого материала сделать змеевик?
Запрет на самогоноварение давно отменен, поэтому при желании каждый может купить самогонный аппарат в полной комплектации в специализированном магазине. Здесь же можно приобрести змеевики различной модификации, сухопарники, автоматику, дополнительные устройства и комплектующие для того, чтобы самостоятельно собрать самогонный аппарат с высоким КПД.
В то же время менее затратным будет решение сделать дистиллятор своими руками. Благо, ничего суперсложного в этом занятии не предвидится. Змеевик для самодельного самогонного аппарата, естественно, тоже предстоит сделать самостоятельно.
С чего начать? Поскольку змеевики бывают разными, в первую очередь нужно определиться с материалом изготовления. Блок самогонного аппарата, в котором происходит охлаждение и конденсация паров спирта, может быть изготовлен из таких материалов:
Серебро. Пожалуй, самый лучший вариант для того, чтобы сделать змеевик. Этот металл устойчив к агрессивным средам, проявляет инертность к большинству химических соединений, присутствующих в бражных испарениях, обладает высокой теплопроводностью 429 Вт/(м·К). Но на практике змеевики из серебра в самодельных самогонных аппаратах применяются довольно редко по причине высокой стоимости материала.
Медь. Самый распространенный, доступный, недорогой материал для изготовления змеевика. Медь обладает достаточно высокой теплопроводностью (382-390 Вт/(м·К)), легко поддается обработке, без утраты первоначальных технических характеристик выдерживает многократные циклы перегонки дистиллята.
Алюминий. Дешевый, несложный в обработке материал. Средняя теплопроводность ? 202-236 Вт/(м·К). Недостаток ? менее продолжительный, нежели у меди, срок службы. К тому же при неоднократных контактах с парами спирта алюминий в условиях контрастной температуры алюминий окисляется. В результате металл выделяет вредные химические соединения, которые, попадая в дистиллируемую жидкость, негативно отражаются на её составе.
Нержавеющая сталь. Несмотря на относительно невысокую теплопроводность (20 Вт/(м·К)) сплава, трубки из нержавейки используют для изготовления змеевика самогонного аппарата очень часто. Дело в том, что нержавеющая сталь ? самый прочный, надежный материал, который прослужит дольше всех, представленных выше металлов и сплавов. Дополнительное достоинство нержавейки заключается в том, что при правильных условиях эксплуатации она никогда не вступает в реакцию со спиртосодержащими жидкостями, парами.
Стекло. При малой теплопроводности (1-1,15 Вт/(м?K)) отличается абсолютной нейтральностью к кислым средам и парам спиртовых соединений. В этом основное преимущество стеклянного змеевика. Чего не скажешь о других показателях. Стекло ? достаточно хрупкий материал
Стеклянный змеевик при неосторожном обращении легко разбить, он может треснуть, лопнуть при резком перепаде температуры. Помимо прочего, сделать змеевик для самогонного аппарата самостоятельно в домашних условиях не представляется возможным
При сборке агрегата этот функциональный блок нужно будет купить в специализированном магазине для виноделов или в магазине лабораторного медицинского оборудования.
Самый бюджетный, удобный в обработке, но нежелательный для изготовления конденсатора вариант ? капрон и полиэтилен. Полиэтиленовые трубки не предназначены для таких целей, так как в составе материала присутствуют вредные химические соединения. При нагреве, контакте с кислой средой вредные вещества попадают в конденсат. Соответственно, качество самогона на выходе невысокое, в нем содержится много посторонних, небезопасных для здоровья примесей.
Сделать для самогонного аппарата змеевик из гибких полиэтиленовых или капроновых трубок можно только для одноразового применения. Перегонять дистиллят через такой охладитель многократно не рекомендуется.
Холодильник самогонного аппарата
Холодильник в самогонном аппарате играет очень важную роль — именно в нём пары спирта конденсируются и оттуда стекает готовый продукт. Чтобы изготовить холодильник, достаточно понять как устроен принцип его работы.
Холодильник бывает двух типов — прямоточный и змеевик. Прямоточный холодильник состоит из прямой металлической трубки, которая помещена в трубу с более широким диаметром. По этой трубе непрерывно течёт вода, выполняя функцию хладагента. Сделать простой холодильник для самогонного аппарата своими руками можно из медной трубки диаметром до 10 мм и полипропиленовой трубы диаметром больше 20 мм. На полипропиленовую трубу накручиваются штуцеры с заглушками, в них просверливаются отверстия диаметром как у медной трубки. Медную трубку надо будет вставить в эти отверстия и загерметизировать щели. Медная трубка подключается к перегонному кубу, а штуцеры к водопроводному крану.
Змеевики бывают из стекла, меди, алюминия или пищевой нержавейки. Медь и алюминий обладают хорошей теплопроводностью, из них легко сделать змеевик. Но у них есть недостатки — они окисляются парами спирта, поэтому их надо чистить уксусом или лимонной кислотой после каждой перегонки. Стеклянный змеевик изготовить самостоятельно невозможно, его можно купить в специальном магазине. Однако они очень хрупкие, поэтому не рекомендуется пользоваться такими устройствами. Пищевая сталь не окисляется и не выделяет в готовый продукт никаких веществ, однако и теплопроводность стали в три-четыре раза ниже, чем у меди. Самым лучшим вариантом считается медный змеевик. В некоторых странах медь даже является единственным разрешённым материалом для изготовления дистилляторов. Но его надо постоянно чистить.
Чем длиннее трубка змеевика, тем больше контакта с охладительным элементом, но слишком длинные трубки имеют плохую производительность. Оптимальный вариант 1,5-2 метра. Внутренний диаметр трубки примерно 8-12 мм.
Медную трубку надо закрутить по спирали с небольшим расстоянием между витками. Сам змеевик опускается в резервуар с охладителем, как правило, водой. Системы бывают закрытыми — вода постоянно находится в резервуаре и не циркулирует, и открытыми — вода постоянно движется. Закрытый холодильник проще в изготовлении и затрачивает меньше воды, но его характеристики хуже — даже если регулярно менять воду, она достаточно быстро нагревается, вследствие чего спирт плохо конденсируется. Поэтому потери самогона довольно большие. Открытая система сложнее в изготовлении, зато самогон конденсируется лучше и его качество выше.
Самый простой и дешевый вариант — накрутить медную трубку в спираль с внешним диаметром примерно 100 мм, а в качестве резервуара использовать кусок канализационной трубы 110 мм. По бокам трубы просверлить два небольших отверстия для силиконовых трубок, ведущих к змеевику, поместить спираль внутрь и с обеих сторон закрыть трубу специальными заглушками. В них тоже просверлить отверстия для шлангов подачи и вывода холодной воды. Подключать конструкцию к водопроводу надо таким образом, чтобы холодная вода шла в противоположном направлении движению пара.
Эти элементы предназначены для очистки пара от сивушных масел и прочих вредных примесей. Принцип работы устройства заключается в том, что температуры конденсации этих примесей ниже, чем температура конденсации спирта, поэтому пары спирта, проходя через эти устройства, очищаются от паров сивушных масел.
Сухопарник можно изготовить из обычной стеклянной банки с закручивающейся крышкой. В крышке надо просверлить два отверстия для ввода и вывода паров, в них закрутить штуцеры и подсоединить шланги. После чего крышка закручивается к банке. Вводную трубку надо опустить ниже выходящей на 15-30 мм. Пары спирта будут выходить через выводящую трубку, а пары сивушных масел осядут на стенках банки. Сделанный таким образом сухопарник легко чистить и промывать.
Барботер выполняет ту же функцию, что и сухопарник. Отличие состоит в том, что пары спирта проходят через слой воды. В барботере вводная трубка опускается почти до дна банки, не доходя 2-3 см. Перед перегонкой в барботер надо залить холодную воду. Выводящая трубка воды касаться не должна.
Типы холодильников и их конструкция
Холодильники для самогоноварения по способу применения бывают следующих типов:
Либиха;
- шариковый;
- Димрота:
- холодильник-змеевик.
Холодильник Димрота является обратным, то есть пары спирта в данном случае доставляются не в конечную ёмкость, а в бродящую массу. А значит, его эффективно использовать в самогонных аппаратах не как дистиллятор, а как дефлегматор (его ещё называют ректификационной колонной), что позволяет добиться получения спирта высокой крепости.
Холодильник Либиха ? это, пожалуй, самый простой по конструкции прямоточный холодильник. Одной из его особенностей является прямая трубка, а также наличие водной рубашки и (в некоторых вариациях) шлифа. Стеклянный холодильник Либиха подходит в первую очередь для самогонных аппаратов с малой производительностью.
Шариковый холодильник принято использовать как обратный. Хотя его вполне можно эксплуатировать и как прямой, что уже испытано многими самогонщиками. Особая конструкция шарикового дистиллятора даёт ему внушительную поверхность для теплообмена. Ещё одно преимущество шариковых холодильников ? маленькое сопротивление парам (даже змеевик проигрывают по этому показателю). На практике это означает, что у вас получится больше самогона и крепость будет выше. Шариковые холодильники могут отличаться между собой по длине и по количеству шаров.
Змеевик (холодильник Грэхема) представляет собой трубу в виде спирали. Устанавливают его вертикально, это позволяет дистилляту самотёком по нисходящей попадать в нужную ёмкость. Змеевики могут обладать разным количеством спиралей. Их, например, может быть 16 или 24. Чем больше это число, тем больше браги способен ?обслужить? аппарат. Некоторые справляются и с бочкой браги объёмом целых 50 литров. Правильность, корректность конструкции змеевика во многом определяет производительность самогонного аппарата. Стеклянный змеевик, к слову, легко можно купить в магазине химпосуды.
Холодильник
Нужно взять корыто, и в это корыто монтировать в горизонтальном положении змеевик и две трубы. Одна труба пойдет к емкости с начальной брагой (или, как вариант, к сухопарнику), а по второй в итоге начнет вытекать самогонка. В случае такой конструкции нужно периодически менять воду на холодную. В корыто, если есть, можно поместить лед или снег.
Плюсы такого типа контейнера для охлаждения очевидны:
- Простое изготовление;
- Можно производить перегон даже без водопровода и доступа к постоянной воде.
Также можно сделать проточный холодильный аппарат. Для этого нужно взять баллон в форме цилиндра и поместить туда змеевик. В таком случае нужно, помимо стандартной конструкции, проделать два отверстия в баллоне – для того, чтобы вода могла поступать и уходить из камеры.
Плюсы следующие:
- Компактность;
- Можно использовать маленький змеевик;
- Не нужно контролировать температуру воды.