Сразу хочу уточнить: статья для тех, кто работает с бражной или ректификационной колонной. То есть, системами, включающими дефлегматор. Для тех, кто имеет дело с сухопарником, мои расчёты малопригодны.
Перегоняю я давно, попробовать успел многое. Теорию тоже всегда стараюсь изучать. Но с вопросом флегмового числа столкнулся всего несколько лет назад. До того гнал себе и гнал, и не думал, по какой причине «хвосты» порой вдруг вылезают посреди тела, при 60% крепости. И портят мне большую часть вкуса.
Хочу рассказать, как сам разбирался с флегмовым числом. Начал с того, что прочитал и просмотрел всё, что имелось в и-нете. И совсем ничего не понял! Нет, что такое флегма, я, конечно, понимал и тогда. Это водно-спиртовая смесь. Ну, и прочие составляющие, меньшие в процентном соотношении — то, что обычно называют «сивушными маслами». Состояние смеси — жидкое (конденсат) либо газообразное (пары). Флегма циркулирует в колонне. Часть — попадает в отбор, а другая — конденсируется, возвращаясь обратно в куб. И реально флегмовое число — это отношение жидкости, которая снова попадает в куб, к той, что уходит через узел отбора или холодильник. «Правильное» флегмовое число в теории — 3. Это значит, что объём жидкости, выходящей из носика холодильника, должен быть в 3 раза меньше, чем объём, который конденсируется и попадает обратно в куб. В противном случае тепломасообмен в колонне нарушится.
Это, по сути, вся информация, которую я накопал тогда (сейчас статей побольше, но чёткости всё равно нет). У меня сразу образовалась уйма вопросов, ответов на которые не было:
- это соотношение — для какой перегонки? И только для тела или любой фракции?
- что случится, если флегмовое число станет меньше или больше трёх?
- как регулировать это самое флегмовое число, от чего оно зависит.
Информацию искал в течение нескольких лет, в самых разных источниках. И определённые результаты есть.
👍Уточню сразу: флегмовое число, близкое к 3 — это показатель именно «тела». Если пытаться вычислить данные для «голов» и «хвостов», то по первым получится около 20, а по вторым — ближе к 10. Что касается «подголовников» и «предхвостий», здесь указанные цифры подсчитать я даже не пытался.
👍Ещё один момент: указанные выше цифры — исключительно для второй перегонки. Если первая перегонка происходит в режиме потстилл, то объём конденсата, возвращающегося в куб, будет минимальным. Для колонн, работающих в этом режиме, и с мощным холодильником, как, например, самогонный аппарат «Союз», флегмовое число в этом случае получается близким к 1 и менее.
👍Теперь — почему для тела лучше всего именно такое значение, как 3. Однозначно, это примерная норма. Такой возврат флегмы обеспечивает относительно равномерное распределение спиртов по прогону. Тогда вещества с более высокой температурой кипения «сидят» в кубе дольше. Соответственно, качество очистки — выше. Если же поднять нагрев и скорость выхода дистиллята (литры/час), то количество флегмы, возвращающейся в куб, будет гораздо меньше. Однако тогда кипеть начнут и вредные хвостовые фракции. Они окажутся в составе «тела», что серьёзно ухудшит органолептику продукта. Несколько компенсировать нагрев можно параллельным повышением напора воды, направляемого в дефлегматор (объём конденсата возрастёт). Но резко поднимать температуру на пару десятков градусов ради более быстрого прогона точно не стоит!
Если же флегмовое число выше 3, ничего страшного не происходит. Просто в этом случае процесс перегонки будет помедленнее. Скорость перегонки определяете вы сами. Она зависит ещё от высоты колонны и количества насадок, теплоизоляции системы, мощности дефлегматора и холодильника. В результате для одних это 0,5 л/час, для других — 5 л/час. Но показатели типа «14 л/час», как на рекламных сайтах некоторых производителей, даже на «продвинутых» трёхдюймовых колоннах вряд ли доступны. Точнее, не обеспечат достойного качества.
👍Имея понимание общей схемы, определимся, от чего зависит флегмовое число. Здесь рассмотрим конкретные формулы. Наверно, наиболее простой расчёт — для ректификата 96,6%.
- теплота образования такого ректификата — 925 кДж/кг;
- плотность — 0,8 кг/м3.
Таким образом, если мощность нагрева будет равна, скажем, 1 кВт, количество формируемой флегмы (М, л/час) будет равным:
M = (1 / 925) / 0,8х3600 = 4,86 л/час
Допустим, при данных условиях, мы отбираем тело со скоростью 0,7 л/час (V — объём отбираемой флегмы, л/час). Тогда количество возвращаемой флегмы (R, л/час) равно:
R = M – V = 4.86 – 0,7 = 4,16 л/ч
В результате наше флегмовое число:
ФЧ = R / V = 4,16 / 0,7 = 5,94
Конечно, в реальности значение ниже. Ведь мы учитываем лишь нагрев, без потерь тепла на подогрев куба, выброс в окружающую среду. Ещё определённое количество флегмы может «уходить» через трубку связи с атмосферой. Есть даже формулы, определяющие флегмовое число с теплопотерями и без них. Но в нашем случае полагаю, что можно без особого ущерба для результата увеличить скорость перегонки до чуть более чем 1 л/час. Тогда флегмовое число будет близким к 3.
Сейчас в процессе отбора «тела», если текущая скорость кажется мне слишком высокой (или наоборот, предполагаю, что можно её поднять), я обычно рассчитываю текущее флегмовое число. Это позволяет обезопасить напиток от лишней сивухи, сделать процесс более быстрым (порой на пару часов). С привычным аппаратом такие расчёты достаточно сделать пару-тройку раз, чтобы прикинуть оптимальные для своего дистиллятора скорость, температуру, крепость.
Рассчитывали ли когда-нибудь флегмовое число вы? Считаете ли эту схему полезной, интересной? Пишите в комментариях!
Качественные самогонные аппараты Organic 2, «Дионис», «Союз» и прочие, дрожжи и ёмкости для браги, иное оборудование для самогоноварения по ценам от производителя вы можете приобрести в интернет-магазине «Градус Хаус», в нашем магазине «Геликон» на OZON и Wildberries. Сроки доставки в ваш город – от 2 дней.
