Как мы отбираем головную фракцию при ректификации?
Вслепую. Методом проб и ошибок, методом тыка. Находим более-менее приемлемый вариант и рекомендуем его всем, не интересуясь ни мощностью системы, ни количеством самогона в кубе, ни его крепостью.
Да что там рекомендуем! Мы не задумываемся о том, что время работы на себя и скорость отбора голов нужно изменять в зависимости от стартовых условий.
Ближе к делу. Достала меня такая неправильная ситуация, и я смоделировал процесс отбора двух чисто головных примесей.
Сделал это в экселе, на базе поминутного расчета трех составляющих перемещения спирта, воды и примеси в ректификационной колонне периодического действия:
- из куба в насадку в виде пара;
- из насадки в куб в виде флегмы;
- из насадки в приемную емкость отбора.
Файл состоит из двух автоматически переключающихся страниц.
Первая страница - таблица условий.
Первая табличка - загрузка куба, мощность нагрева и количество СПН.
Вторая - вид примеси, ее начальная концентрация и концентрация, которую желательно не превысить в продукте. Этилацетата в самогонах обычно 500-1000 мг/литр, ацетальдегида - 100-300.
Третья табличка - режим отбора голов.
Этап ноль- это работа колонны на себя.
Этап 1 - отбор неисправимых голов.
Этап 2 - отбор грязноватого спирта (так называемых подголовников).
Есть возможность ввести "пульсирующий" режим, можно непрерывный.
Для непрерывного режима в ячейки "
Каждые ... минут" и "
отбирать в течении ... минут" нужно ввести любые одинаковые ненулевые значения.
Для задания пульсирующего режима в ячейку "
Каждые ... минут" нужно ввести периодичнось отбора порции, а в ячейку "
отбирать в течении ... минут" - длительность отбора одной порции.
Когда все данные введены, нужно выйти из последней изменяемой ячейки (один раз кликнув по пустой ячейке или просто нажав "enter"), и кликнуть по кнопке "считать".
Если масштаб неудачен, отображения неудачен, уже после первого нажатия на "считать", таблички отмасштабируются во весь экран.
После "клика" окно ввода параметров сменится окном вывода результатов, оно для заданного примера выглядит так.
Красный график - изменение содержания примеси в колонне.
Синий и желтый всплески - моменты начала и окончания первого этапа.
Длина графика соответствует длительности отбора голов для снижения концентрации примеси в оставшемся в кубе и в колонне спирте до заданной величины.
Оси ИКС - время в часах, ось ИГРЕК - количество примеси, находящейся в данный момент в колонне.
Я поигрался с разными вариантами отображения результата, этот на мой взгляд наиболее информативен.
Кроме графика, на страничке имеется информационный ящик с итогами отбора голов. Если он перекрывает график, его можно перетащить за верхнюю темную полосу в любое удобное место.
На нем можно увидеть сколько голов отберется во время 1 и 2-го по этапов, сколько примеси они будут содержать и сколько времени будут продолжаться этапы.
Для удобства выведено также какой процент от кубового содержания спирта будут составлять неисправимые головы и "подголовники".
Если режим отбора выбран неудачно, информация будет иметь другой вид.
Чтобы вернуться к табличкам ввода, можно кликнуть по крестику или по кнопке "ОК" в информационном окне, либо нажать на клавиатуре "enter" .
Выше были представлены скриншоты для непрерывного отбора на первом этапе. Если задать режим пульсирующего отбора, странички будут выглядеть так.
Предлагаю посмотреть на последний скриншот.
В режиме работы на себя, содержание примеси в колонне быстро растет.
Когда начинается пульсирующий отбор, содержание примеси в колонне резко падает, а во время простоев отбора восстанавливается, сначала быстро, потом все медленней.
Я не претендую на точное соответствие моего расчета процессам в реальной колонне. Это скорее способ увидеть основные закономерности. Я наигрался с изменением навалок и режимов отбора и сделал много выводов, многие важные моменты, которые раньше как-то не приходили в голову, этот файлик дает возможность увидеть и понять.
Пока не буду делиться выводами - не хочу их навязывать.
Кто заметит интересные закономерности - делитесь.
Если появится необходимость в отображении дополнительной информации, или в других линиях на графике, пишите, это не проблема.
Разумеется, в расчетах используются макросы, они должны быть разрешены в экселе.
Блин... 20 минут шестого! В восемь надо быть на объекте... Спокойной ночи!
Добавил еще одно информационное окошко об остатке примесей в колонне и кубе