Автор Тема: Компактный непрерывный дистиллятор  (Прочитано 25450 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
В связи с возрастающими объемами перегоняемой сахарной браги в СС для РК, возникло у меня непреодолимое желание отойти от дистилляции на газовой плите в 25-ти литровом бидончике. ВрезАть в бидончик тэны и перегонять электричеством тоже не очень хочется - те же яйца, только в профиль.
Решил реализовать схему проточного дистиллятора, максимально маленьких габаритов. Следуя своим традициям домашне-коленного изготовления оборудования без сварки и токарной обработки, но с активным применением широко распространенной нержавеющей посуды, взял за основу будущего дистиллятора имеющийся ланч-бокс из трёх нержавеющих емкостей (высота - 18 см, диаметр - 11,5 см).
Вот что из этого получилось: (см. картинки).
В среднюю емкость - камеру кипячения - установлен тэн на 2 кВт от электрочайника, над тэном - успокоитель кипения; впаяны трубки для датчика температуры, слива барды в теплообменник, подачи браги. На всякий случай, в качестве защиты от перегрева, снаружи установлен термопредохранитель на 110°С, через который и будет подключена вся электрическая часть дистиллятора.
Нижняя емкость - камера теплообмена между бардой и брагой, для подогрева браги. Там впаяна небольшая спираль из трубки 8-ки, по которой проходит подогреваемая бражка, перед тем, как попасть в камеру кипячения. Снаружи припаяна трубка слива барды с «гусаком», задающим уровень браги в камере кипячения.
Верхняя емкость - камера дистиллята. Там организован своеобразный каплеуловитель из пяти вертикальных трубок диаметром 10 мм и впаяна трубка отбора дистиллята.
В крышку ланч-бокса вмонтирована плоская спираль из двух метров медной трубки 6-ки, по которой планируется запустить охлаждающую воду. Если охлаждения будет недостаточно - есть место для размещения ещё одной спирали (которую можно охлаждать подаваемой в дистиллятор брагой).
Все три камеры между собой соединены герметично с помощью простого уплотнения из фум-ленты и стянуты штатным зажимом, легко, за несколько секунд собираются-разбираются для чистки. Нижние две камеры будут снаружи утеплены.
Если захочется немного укрепить СС на выходе, с минимальными доработками, между камерами кипячения и дистиллята есть возможность установить энное количество физических колпачковых тарелок, изготовленных на основе аналогичного ланч-бокса. В результате КТДС-1 первратится в КМДС-1 - компактный многокамерный дистиллятор Самогон_са
Подавать брагу в дистиллятор предполагается под действием избыточного давления, создаваемого непосредственно в бочке - бродильной емкости. Для этого емкость загерметизирована (в крышку залита прокладка из силикона), предусмотрены трубки с автомобильным ниппелем для подключения автомобильного компрессора и прессостата от стиралки для включения и отключения оного, трубка выхода браги.
Управление подачей браги будет осуществляться с помощью клапана и терморегулятора, по температуре в камере кипячения перед трубкой слива барды в теплообменник. Например, при температуре 99,9°С в камеру будет подаваться брага, пока температура не упадёт до 99,5°С. При этом потери, на мой взгляд, будут в пределах допустимых норм (даже с учётом инерционности датчика температуры).
Бражка для первого запуска уже активно булькает в бродильной емкости. Грабли разбросаны, но хочется надеяться, что проскочу между ними  Даже, если скорость перегонки будет небольшой, меня в такой конструкции привлекает компактность аппарата, непрерывность процесса перегонки всего содержимого бродильной емкости за один раз, (практически, без моего участия), отсутствие постоянного кипячения большого количества браги, что должно сказаться на качестве СС. Небольшие габариты дистиллятора, позволят организовать рабочее место непосредственно над бочкой с брагой, что освободит газовую плиту для домочадцев и позволит сэкономить скудные квадратные метры городской квартиры.
« Последнее редактирование: 14-12-2011, 11:22:33 от vovanxp »

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
m16 21 апр 2011, 21:58
Цитировать (выделенное)
идея отличная , пять баллов.
но у меня возникла пара замечаний по реализации.
1. пайка . ну что вы все зациклились на олове - крайне плохая мех прочность соединения , есть доступная альтернатива - медный (дешёвый) , медно-серебряный припой (подороже , но легче паять) тугоплавкие припои Тпл=700°С + простейшая китайская пропановая горелка. нержа+нержа , меддь+нержа паяется отлично. прочность пайки не хуже сварки.
2.подача браги . выбранный тобой способ крайне неудачен , натрахаешся со стабилизацией подачи . лучше пользовать столб жидкости (браги) а скорость подачи браги регулировать высотой переливной ёмкости как здесь на рисунке , помпа- аквариумная.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Игoрь 22 апр 2011, 11:43
Цитировать (выделенное)
Samogon_s, я делал тепловые расчеты систем непрерывной перегонки и пришел к выводу, что греть брагу нужно не бардой, а в холодильнике продукта.

Вот какие соображения.

Прошу прощения, вынужден уходить, позже продолжу (ниже - неоконченные абзацы)

1. Тепловые расчеты.
В первом приближении, подавая в куб 10 килограмм браги, мы фактически даём 9 килограмм воды и 1 килограмм спирта с температурой 20 градусов. За время подачи этого количества браги, мы отберем в виде 90-градусного пара 1 килограмм спирта и 1 килограмм воды, и сольем в виде 100-градусной барды 8 килограмм воды.

Подавая брагу "через барду", при идеальном теплообмене имеем такое уравнение теплового баланса .............

Тепло, которое отдаст барда
Q = 4.2 x 8 x (100 - X)
Тепло, которое получит брага
Q = 4.2 x 9 x (X - 20) + 2.4 х 1 х (Х - 20) = (Х - 20) х (4.2 х 9 + 2.4 х 1)
где Х - итоговая температура.

Приравнивая эти выражения, получаем

4.2 х 8 х (100 - Х) = (Х - 20) х (4.2 х 9 + 2.4 х 1)
3360 - 33,6 Х = 40.2 Х - 804
4164 = 73,8 Х
Х = 56.4 градуса

Это максимум для браги и минимум для барды при идеальном теплопередаче. Реально брага выше 50 градусов не нагреется.
-------------------------------------------------------

Подавая брагу "через холодильник продукта", при идеальном теплообмене имеем такую картину теплового баланса.
При конденсации пара, состоящего из 1 килограмма спирта и 1 килограмма воды, выделится 2256 + 840 = 3096 килоджоулей тепла. Если тепло этой конденсации полностью передать входящей браге, она прогреется до

3096 = 4.2 х 9 х (Х - 20) + 2.4 х 1 х (Х - 20)
(Х - 20) х (4.2 х 9 + 2.4 х 1) = 3096
Х-20 = 3096 : 40.2
Х= 97 градусов

До этой температуры нагреть брагу невозможно - при 90 она закипает. Но закипеть она не сможет, так как температура конденсации 40%-ного пара ниже температуры кипени 12%-ной браги...

То есть, подавая брагу через барду, мы нагреем брагу всего на 30 градусов, а через холодильник продукта - на 70.

----------------------------------

На основании этих расчетов я сделал вывод, что подавать брагу нужно именно через дефлегматор.

2. Физика.
Заливая брагу с Ткип 90 в емкость с бардой Т 100, ты получишь частичное вскипание, при котором - как ты помнишь, объем увеличивается в 500 раз и происходит бурное выделение СО2. Это не может не влиять на поток входящей браги - газопаровые "колбасы" в подающей трубке будут препятствовать равномерности подачи.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Borbos » 22 апр 2011, 23:26
Цитировать (выделенное)
Гипотетически не вдаваясь в конструктив.
1.Пропускаем брагу через барду===брага нагревается до 45-50гр.,барда охлаждается до 50-55 гр.
2.Пропускаем подогретую брагу через холодильник=== брага нагревается до 75-80гр.,СС охлаждается до 50-55гр.(горячий самогон  ).
Недостающее тепло добавляем теном. Недостающее охлаждение холодильником.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Игoрь » 23 апр 2011, 00:32
Цитировать (выделенное)
Borbos, посмотри уравнения выше. Зачем гонять брагу через барду, если до 80 градусов она нагреется в охладителе продукта?

 Бардак будет в трубке, в которой в барде греется брага. Выделяющийся там газ будет толкать брагу и в перегонную камеру, и обратно - в бражную емкость. Как только часть медной трубки окажется без браги, она нагреется бардой до сотни градусов, и когда туда снова попадет брага, она снова вскипит от испарения и резкого газовыделения... Так оно и будет постоянно пульсировать.

Но это всё мелочи, детали, которые можно побороть, правильно направив уклон трубки, или просто пустив по трубке барду, а по кастрюльке - нагреваемую брагу. Хуже другое.

Диаметр твоей кастрюльки всего 11,5 см, площадь поверхности = 104 см2. Если на каждый см2 дать больше 4.5-5 ватт, происходит настолько бурное вскипание, что пузырьки пара не успевают всплыть и весь объем превращается в бурлящую парожидкостную смесь, пену, объем которой станет на порядок больше объема жидкости. Никакие отбойники не остановят эту пену на пути в верхнюю емкость и в отбор. То есть максимальную мощность, расходуемая на испарение нельзя будет поднять выше 500 ватт. Это даст производительность порядка литра в час.

Но и это мелочи. Можно поставить рядом 10 таких систем и получать 10 литров в час.
Гораздо хуже другое.

Если на потери энергии ты согласен, то на потери спирта наверное нет.
У тебя одна испарительная емкость, с которой будет происходить непрерывное бурное перемешивание... С одной стороны ты вливаешь туда брагу, а с другой - сливаешь барду. Из-за перемешивания часть свежей браги, не успев отдать спирт, будет уходить в виде барды. Потеря спирта будет зависеть от соотношения подачи энергии и браги. Потеря будет находится в зависимости от крепости отбираемого продукта.

Если ты будешь отбирать самогон крепостью 50%, отводимая барда будет содержать 8% спирта, если 40- 6%, 30 - 4%, 20 - 2,5%.
Если исходный самогон будет 12%-ным, отбирая 40%-ный самогон, ты потеряешь ровно половину спирта. Половина сахара уйдет в канализацию.
Если будешь отбирать самогон крепостью 20%, потери спирта с бардой составят чуть больше 1/5 части. Это немалая потеря, но с ней можно было бы смириться, но кому нужен самогон с крепостью портвейна?

------------------------------------------------

Хватит пессимизма.

Когда я прочел название "трёхкамерный", подумал, что мы с тобой размышляем над одинаковыми конструкциями. Но ошибся. Я вчера, бездельничая на работе, продумывал дистиллятор непрерывного действия, состоящий из трех последовательных камер, первая из которых греется, пар из нее барботируется во вторую, из второй - в третью, самую верхнюю. Из третьей пар отводится в брагоподогреватель, где конденсируясь, греет брагу, и отводится в виде продукта через холодильник.
Нагретая брага подается в верхнюю камеру, где выпаривается паром из второй камеры, из нее самотеком стекает во вторую, которую греет пар из третьей камеры, и далее течет третью, где остатки спирта из неё выпаривает ТЭН. Из третьей камеры барда сливается.

Естественно, камера с ТЭНом стоит ниже всех, камера, в которую подается брага и из которой отбирается пар - выше всех.

Вся хитрость заключается во взаимном расположении переливных трубок и барботеров. Поэтому, пока не все продумал, схем пока не выкладываю.

Нижнюю камеру можно греть не ТЭНами, а паром, и камер может быть не три, а двадцать восемь - это уже детали.
----------------------------------

Давай свяжем эту конструкцию с твоей. То есть последовательно соединенные три твоих выпарных камеры.
Все цифры - прикидочные.
Допустим, в твоем дистилляторе подача браги и тепла настроены так, что течет 40%-ный самогон. Из камеры вытекает барда с содержанием спирта 6%. Направляем её во вторую камеру Она смешивается с уже имеющейся там частично выпаренной бардой, и суммарная крепость будет 2.5%. Поднимающийся (и барботируемый в первую камеру) пар будет содержать 20% спирта, значит на выходе у нас будет уже не 40%, а гораздо выше - скажем, 60.
Сливаемую из второй камеры 2,5 барду мы пускаем в третью камеру, туда, где ТЭНы (или барботер парогенератора).
Эта барда смешается с выпаренной бардой, которая есть в третьей камере, суммарная крепость составит 1%, пар, барботируемый во вторую камеру, будет содержать 9% спирта, итоговый выход покрепчает почти до 75%, а в слив пойдет 1%-ный спиртовой раствор.
Большая потеря? Добавим еще 5 камер и снизим потери до долей процента. Или увеличим нагрев, получим немнеого менее крепкий продукт на выходе, но практически сведем к нулю потери.

Примерно так...

Это будет некий аналог трёхтарельчатой колонны. Все элементы ректификации налицо - поднимающийся вверх пар и стекающая ему навстречу флегма, обмен массой и теплом.

Тут тоже потери будут зависеть от спиртуозности отбора, но соотношения будут совсем другими. При трёх камерах, отбирая продукт крепостью 70%, барда будет содержать 0,3% спирта, то есть потери составят около 1/40 части спирта. Вот с этим точно можно смириться. При обычной перегонке мы теряем не меньше.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Игoрь 23 апр 2011, 03:38
Цитировать (выделенное)
как я это понял.
Заливаем в кубик стакан браги, даем киловатт нагрева, отбираем самогон до температуры в кубике 99.5 градуса, стоп нагрев, открылся клапан слива, закрылся. Открылся клапан залива, залил новый стакан браги, поехали по новой.
Я правильно понял? Если да, то я против. Этот способ ничем не лучше стандартного варианта.
Если идти в этом направлении, то нужно иметь ДВА кубика. Залили в первый кубик стакан браги, греем, пар конденсируем ВТОРЫМ стаканом браги, который за это время заливаем во второй кубик. Доохлаждаем водой. Когда в первом кубике спирт закончится, второй будет полон уже нагретой почти до кипения брагой. Сливаем барду из первого кубика, за это время во втором начинается кипение, в его холодильник направляем новый стаакан браги, который после прогрева попадае в первый кубик. И так далее. Тогда мы не будем тратить время и энергию на нагрев до кипения каждой новой порции. Одно плохо - хвосты не отбираем...
Значит надо иметь три кубика. Из одного отбираем продукт до 96 градусов (до 40% крепости), в это время во втором отбираем хвосты до 99.9, третий в это время наполняем....
Я на секундочку представил эту кучу клапанов, дозаторов, датчиков... Сделать можно, но какими усилиями!
Нет уж, лучше вариант Самогон-са, последний рисунок в его первом сообщении, тот, где две колпачковые тарелки, но с важным уточнением. Нельзя лить брагу в ту-же емкость, откуда сливаем барду - это потери. Брагу нужно лить на верхнюю тарелку если это исчерпывающая система, или где-то в середине если нужно укрепление...

Вот написал это и понял, что если в предложенной мной трехкамерной схеме лить брагу (12%) в верхнюю камеру,то на выходе никогда не будет крепость выше 60%. Это будет только в случае очень большой скорости залива при больших потерях. Эффект от всех низлежащих камер будет только в уменьшении потерь.

Серьезное препятствие - зависимость производительности от диаметра конструкции, но - думаю - об этом можно забыть. Система-то непрерывного действия, вот пусть и работает непрерывно. При диаметре 115 мм можно перерабатывать мешок сахара за сутки.

Продумываю как сделать такую конструкцию из поллитровых стеклянных банок чтобы видеть процесс вживую.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Samogon_s 25 апр 2011, 21:07
Цитировать (выделенное)
Первые результаты не утешительны.
При кипении бражку выкидывает к холодильнику и она идёт в отбор. Собираюсь эту проблему решить следующим образом: между камерой кипячения и камерой дистиллята впаяю пару мисок, расширяющих камеру кипячения ( см. схемку).
Ещё надо подумать над дегазацией бражки. Даже холодная бражка выделяет много газа, в подающих трубках скапливается его очень много.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Игoрь  25 апр 2011, 23:36
Цитировать (выделенное)
Я продолжаю настаивать на трёх моментах.

1. Греть брагу 100-градусной бардой плохо, и илибенно плохо это делать в тонких трубках с неопределенными уклонами.

2. Мощность, при которой брагу перестанет выбрасывать в отбор, составит 500 ватт... ну может 700, и никакие миски не помогут. Чтобы выброс прекратился при большей мощности, нужно увеличивать диаметр. Для двух киловатт нужно иметь 400-500 см2 площади поверхности. Это примерно 25 сантиметров в диаметре. Если из 2 кВт нагревателя ватт 500 будет расходоваться на компенсацию потерь тепла и на догрев браги, хватит и 20-сантиметрового диаметра.

3. Проточная дистилляция, при которой барда сливается из той-же камеры, в которую вливается брага, сопровождается либо потерями спирта при нормальной крепости продукта, либо мизерной крепостью продукта при терпимых потерях.

Самогон-с, правильност части этих утверждений ты уже проверил, остальные на очереди.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Игoрь  27 апр 2011, 06:44

Цитировать (выделенное)
Я вижу два варианта производительных перегонных систем.
Первый вариант - система периодического действия с производительностью порядка 8-10 литров самогона (килограммов сахара) в час. Для этого понадобится ТЭН на 4-5 киловатт и емкость диаметром 35-40 сантиметров. Диаметра кега хватает без запаса - на грани переброса. За рабочий день можно переработать брагу, сделанную из мешка сахара.

Второй вариант - непрерывная система, которая будет вдвое экономичней периодического аппарата. Если суточная потребность составляет тот-же мешок сахара, система должна иметь мощность 1,0-1,2 киловатта. Если передусматривается нагрев браги в камере, её диаметр в этом случае должен быть порядка 50 сантиметров.

Я наверное уже надоел, но напомню еще раз о своем убеждении в том, что сделать непрерывную однокамерную систему не получится.

Я сделал некоторые расчеты и вывел закономерности по трехкамерному варианту перегонной системы. Хотел бы проверить на практике и потом выложить результат, но времени не хватает. Поэтому сейчас выложу для обсуждения конструкцию, может кто-то возьмет на себя смелость воплотить опытный вариант.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Samogon_s 20 май 2011, 10:49
Цитировать (выделенное)
Процесс потихоньку движется вперёд. К сожалению, не так быстро, как хотелось бы. Окультурил немного блок управления предполагаемым процессом, неспешно подготавливаю материал для пайки тарелок.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Тема компактного непрерывного дистиллятора не даёт мне покоя. К непрерывным бражным колоннам душа не лежит...
Кто как думает - будет работать дистиллятор по такому принципу?
Отговорите, пока не начал делать :)

Оффлайн m16

  • Политолог
  • Специалист
  • *
  • Сообщений: 513
  • Спасибо
  • -Отправлено: 39
  • -Получено: 123
фигня , к плёночному нужно стремиться



Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Ну это в идеале :)
Для начала надо чего-нибудь попроще - как я нарисовал.
Почему это не будет работать?

Оффлайн m16

  • Политолог
  • Специалист
  • *
  • Сообщений: 513
  • Спасибо
  • -Отправлено: 39
  • -Получено: 123
да будет работать , но не эффективно имхо.  отжатие плохое  ввиду хренового теплообмена протекающей браги  . вот если брагу размазать тонкой плёнкой эффект будет   другой.

Оффлайн Samogon_sАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 24
Вот и наступил Новый 2012 год. Нанотехнологии входят в каждый дом - самое время для новых бредовых идей :)
Рассмотрим работу самогонного аппарата, отделяющего спирт от воды в узле распыления, работающему по принципу аэрографа. Пар из парогенератора поступает в узел распыления, распыляет до микрокапель и окончательно разогревает поступающую туда подогретую в конденсаторе брагу. Спирт, естественно, :) быстренько испаряется из капелек браги, имеющих огромную суммарную поверхность.
Барда, через которую пробулькивает спиртоводяной пар, проходя через щели колпака, отдает пару остатки спирта, а спиртоводяной пар, в свою очередь, отдает барде содержащиеся в нём взвешенные капли. Полученный на выходе из барды пар проходит в конденсатор и конденсируется в СС. 
По моему, всё должно работать. Как думаете?
« Последнее редактирование: 05-01-2012, 13:00:54 от Samogon_s »