Много владельцев колонн не подозревают как они работают. Именно по этому делают фатальные ошибки при перегоне, и получают самогон порой ещё более грязный чем на прямотоке.
Для чего тогда вообще приобретали колонну? Если на выходе получают посредственный самогон...
В этой статье просто и понятно расскажу "физику процессов" проходящих в колонне. При чём в динамике. От включения нагрева и до самого конца перегона.
Не переключайтесь!;)
Прежде хочу озвучить что речь будет идти о колоннах любого типа:
- Насадочных с РПН
- Насадочных с СПН
- Тарельчатых с провальными тарелками
- Тарельчатых с ситчатыми тарелками
- Тарельчатых с колпачковыми тарелками
Плёночные колонны (дистиллятор с укреплением) хоть и имеет схожий принцип работы, но из-за отсутствия насадки я бы не стал относить к колоннам. Скорее как к наиболее совершенному дистиллятору.
"Разгон" колонны.
При включении нагрева и начале испарения кубовой жидкости пары устремляются в верх по колонне, пролетая через насадку или тарелки. Конденсируются в дефлегматоре и стекают по насадке (или тарелкам) вниз в куб.
Флегма - это сконденсированные пары.
При этом создаётся противоток пара и флегмы, которые взаимодействуя друг с другом на насадке обмениваются веществами. Происходит тот самый "тепломассообмен".
Горячий пар "выпаривает" из флегмы легкокипящие соединения, тем самым отдавая тепло. Остывая пар отдаёт флегме тяжелокипящие соединения.
Таким образом все легкие вещества (головные) стремятся попасть в верх колонны, а тяжелые (хвостовые) скатиться в низ колонны и обратно в куб.
По мере нагрева происходит накопление флегмы в колонне (на тарелках или в толще насадки).
Работа "на себя".
При наполнении колонны если не начать отбирать дистиллят, то произойдёт многократное "переиспарение". Продолжится тепломассообмен, в результате которого вещества выстроятся по высоте колонны по порядку.
В верху колонны головные вещества. В центре спирт, а в низу промежуточные и хвостовые.
В колонне концентрация спирта весьма велика, поэтому промежуточные приобретают свойства хвостовых и скатываются обратно в куб. Именно поэтому колонна это удобный инструмент который избавит ваш напиток от ненавистного "изоамилола" (а заодно и от остальных изоспиртов). От большинства из них;)
Отбор голов
Открыв отбор после работы "на себя" мы начинаем отбирать то, что находится в верху колонны. Так называемые "головы".
Легкокипящие вещества. Состоящие в основном из альдегидов и эфиров.
Отбор ведётся с заданной скоростью, в зависимости от вашего оборудования.
Для моей колонны это 120-150 мл/ч.
В колонне происходит всё тоже самое. Из куба головные вещества продолжают поступать в верхнюю часть колонны, cпирт продолжает занимать среднюю часть, а хвосты "сидеть" в кубе.
После того, как вы отобрали головы, ориентируясь на:
- Верхний термометр (отражающий температуру кипения веществ в верхней части колонны).
- Расчётный объём голов (мл).
- Запах дистиллята (если различаете).
можно приступать к отбору товарного спирта.
Отбор "тела"
После отбора голов расход увеличивается и товарный спирт отбирается с "крейсерской скоростью". Согласно ТТХ вашей колонны.
Для моей это ровно 1500 мл/час.
В колонне так же протекают те же процессы. Пар, флегма и вещества циркулируют согласно выше описанной схемы. С той лишь разницей что основная масса головных веществ изъята "из оборота".
Чем ближе конец перегона, тем меньше спирта в кубе остаётся.
Или наоборот?:)
Поэтому Кректы промежуточных и хвостовых меняются. Они активнее испаряются и попадают в колонну. Где попав вновь в концентрированный спирт изменяют свой Крект и зависают внизу колонны.
Поэтому, что-бы удержать их внизу следует постепенно увеличивать флегмовое число.
Соотношение возвращённой в колонну флегмы к отобранной.
Проще говоря, стоит при сохранении интенсивности нагрева уменьшать отбор.
Я на своей колонне постепенно с 1500 мл дохожу до 1000 мл. При неизменных 1500 Вт.
Но всё хорошее рано или поздно кончается. Как и "хороший спирт" в кубе. Вся дрянь начинает активно лететь в колонну, где концентрация оной становится запредельной на нижних тарелках (нижней части колонны) , и она (дрянь) неизбежно ползёт в верх.
Задача винокура недопустить её в отбор. Ориентироваться тут можно по:
- Запаху в отборе
- Росту температуры на верхнем термометре
- Определённому значению в нижнем термометре
Все эти способы не идеальны. Если запах в отборе изменился, то "хвосты" уже в отборе.
Поэтому следует к концу отбирать в отдельные баночки. Что бы не испортить основной погон.
Тоже самое при росте температуры на верхнем термометре. "Залёт" говорит о том, сто "хвосты" уже в отборе.
Поэтому следует вести отбор в баночки , что бы отсечь бракованную порцию.
В идеале термометр должен быть в нижней трети колонны. Что-бы скачок температуры заранее предупредил вас о подходе хвостов.
Температура в кубе говорит нам об примерном составе кубовой жидкости. Благодаря чему (зная своё оборудование и свои "вкусы") винокур-самогонщик может ориентируясь на нижний термометр остановить отбор тела при достижении определённого значения.
Для моих условий (в зависимости от исходного сырья) эта цифра колеблется в пределах 90-92°.
Не стоит доверять лишь одному из способов. Я рекомендую следить как минимум за двумя, а лучше тремя параметрами.
Отбор хвостов
Можно их вообще не отбирать. В них огромная концентрация всякой "дряни" и мало спирта. Пытаться извлечь потом из хвостов что-то полезное приводит к большим затратам и невысоким качеством (и малым количествам) этого "ценного".
Тем более не рекомендую хвосты добавлять в следующую брагу!
Однако хвосты с колонны имеют высокую крепость, и они пригодны для применения с качестве розжига (например). Особенно в смеси с головами.
Остановка нагрева.
Испарение из куба прекращается. Подпор пара прекращается, в результате чего флегма из колонны начинает стекать в куб.
Итог
Вся работа колонны построена на противотоке веществ в двух агрегатных состояниях (жидкость и газ/пар), и тепломассообмене между ними.
Удержание флегмы на насадке или тарелках идёт за счёт подпора пара. Которые в идеале уравновешивают друг друга.
Насадка или тарелки нужны для увеличения площади контакта фаз (пар-жидкость). При чём чем выше барботаж на тарелках, тем выше разделение веществ. То же с насадкой, предзахлёб даёт наилучшее разделение (для тарелок тоже актуально).
Осушение колонны приводит к обратному эффекту.
- Падает крепость
- Снижается чистота дистиллята
В общем ничего сложного. Главное один раз понять принцип, и работа с колонной становится понятной. А если вы применяете стеклянную царгу, то и наглядной.
