Что происходит внутри ректификационной колонны? И почему при дистилляции нельзя получить чистый спирт, а при ректификации - можно?
Дистилляция – это испарение жидкостей, например, спиртосодержащей браги, охлаждение и конденсация пара. Заливаем брагу в перегонный куб, подогреваем до температуры 78,4°С, спирт испаряется, вода остается в кубе. Конечно, все не так просто – и испаряется не только спирт, и остается не только вода.
В браге содержатся и сивушные масла, и метанол, и много всякого добра, которое там появилось во время брожения.
Вся эта бяка тоже нагревается и испаряется во время перегонки. Какие-то вещества испаряются при низких температурах (легкокипящие элементы, их отбирают в начале перегонки, называют “головы” и выбрасывают). Какие-то – при высоких (а это уже “хвосты”, их можно перегнать второй раз.). Пар все время состоит из смеси разных веществ с большей или меньшей концентрацией. В погоне всегда присутствуют и “головы”, и “хвосты”. Поэтому и приходится перегонять самогон повторно и чистить его, чтобы избавиться от вонючих и вредных примесей.
Но даже при многократных перегонках не получится отделить все посторонние элементы и получить чистый спирт.
Ректификационная колонна действует по другому принципу. Испаряющаяся смесь спиртов, сивушных масел и воды проходит сквозь колонну, добирается до дефлегматора, там остывает и превращается в конденсат. Часть конденсата стекает обратно в колонну, смачивая нержавеющую насадку или керамическую насыпку – контактные элементы, которыми наполнена колонна. По колонне вверх уже идет новая порция пара – теперь она проходит сквозь мокрую насадку. Пар от контакта с жидкостью остывает и конденсируется на поверхности насадки или насыпки, а жидкость, разогреваясь от пара, снова превращается в пар, снова доходит до дефлегматора, часть ее снова конденсируется и льется вниз... И снова, и снова.
Таким образом, происходит постоянный теплообмен между жидкостью и паром на поверхности контактных элементов.
Жидкость много раз превращается в пар и обратно на всей длине колонны. Постепенно вверху колонны скапливаются самые легкокипящие компоненты, а внизу - тяжелокипящие. Часть паров при этом попадает в конденсер, превращается в конденсат и стекает в тару для приема. Из-за того, что испарение и конденсация происходят не один раз, а много раз (в зависимости от длины колонны и конечной площади контактных элементов), спиртосодержащая жидкость разделяется на фракции намного более четко, и в приемную тару попадает жидкость (ректификат) с максимальной концентрацией вначале легкокипящих голов, потом тела, а потом хвостов.
При температуре 78°С из колонны действительно испаряется этанол – легкокипящие элементы уже выкипели в начале отбора, а тяжелокипящие остались внизу колонны.
Обычно в ректификационную колонну заливают не брагу, а спирт-сырец – самогон первой перегонки. Спирт-сырец разбавляют водой до 30-40% и заливают в колонну. Колонна нагревается до рабочей температуры, и начинает образовываться флегма. Флегма – это тот самый конденсат в дефлегматоре, который стекает в колонну и смачивает находящуюся внутри насадку. Когда вся насадка смочена, начинается активный тепломассообмен между паром и жидкостью.
https://alcovod.ru - товары для самогоноварения и пивоварения.