Да, Вова, ты прав. Головы надо выводить, а не накапливать в колонне и бессмысленно крутить электросчетчик. Но тут есть два противоположных фактора, и нужно искать баланс между ними.
Быстрее всего (по времени) головы выходят при дистилляции. Но так как нет возврата флегмы, они уходят вместе с половиной - двумя третями спирта. Смысл ректификации и назначение колонны на этапе отбора голов состоит как раз в том, чтобы головы отобрать, а спирт вернуть в куб. Но возврат спирта в куб тянет за собой неизбежный возврат в куб части головных примесей.
В самом лучшем, в идеальном случае в куб возвращается спирт, содержащий примесей столько-же, сколько их содержит кубовая жидкость. Это случается в том случае, когда колонна работает с номинальным отбором - скажем - литр в час для сороковой колонны.
В самом плохом случае (когда колонна работает на себя
в установившемся режиме) в куб возвращается спирт с концентрацией примесей, равной их концентрации в кубовых парах, то есть сколько примесей из куба уходит, столько же и возвращается.
Разумеется, ни первый, ни второй варианты нам не подходят. И оптимальный метод отбора голов находится где-то между этими двумя крайними вариантами.
Зайду с другой стороны.
Скорость выхода голов из куба - это разность между их количеством, выходящим из куба, и количеством возвращающимся. Эта разность напрямую зависит от разницы концентрации голов в кубовом паре и на первой тарелке. Концентрация голов в кубовом паре от нас не зависит, а вот количество примесей на нижней тарелке мы регулируем отбором. Чем быстрее мы выводим примеси сверху (увеличивая отбор), тем быстрее они улетают с нижней тарелки вверх и освобождают дорогу новой порции голов из куба.
При этом важно, чтобы концентрация голов вверху была повыше, иначе вместе с головами мы удалим слишком много попутного спирта. А для того, чтобы эта концентрация была повыше, нужно отбирать головы помедленней. Вот мы и разрываемся между двумя противоположными желаниями - увеличить отбор чтобы головы ушли побыстрее, и уменьшить отбор чтобы потерять поменьше спирта.
Вариант, предложенный мной,
сегодня кажется мне оптимальным. Флегмовое число при отборе голов должно где-то в окрестностях 150. Это порядка 30-35 мл/час на каждый киловатт кубовой мощности.
Теперь зайду с третьей стороны.
О времени отбора голов. Давайте посмотрим на проблему отбора голов совсем упрощенно, не рассматривая некоторые моменты.
Чтобы удалить примеси из куба, нужно каждый грамм кубовой жидкости испарить и отдать в колонну. Колонна уже разберется где примеси, где спирт - головы выведет, а спирт вернет в куб. Значит на вывод голов из куба нужно потратить столько времени, сколько нужно для полного испарения самогона из куба.
Считаю свой вариант. В кубе 40 литров 40%-ного самогона, полезный нагрев 1600 ватт.
Чтобы с таким нагревом один раз полностью выпарить и отдать колонне мой самогон, нужно потратить ровно 8 часов. Примерно столько я и трачу времени на отбор неисправимых голов.
Для колонны-сороковки с нагревом около 1200 ватт на тот-же объем самогона понадобится больше времени - порядка 10-11 часов, а если колонна наполнена шариками или другой плотной насадкой и работает при мощности 800 ватт - еще больше, часов 16 на 40 литров. Вот такая упрощенная арифметика.
Копнем глубже, в порядке расширения кругозора.
Есть два фактора, один из которых укорачивает это время, а другой удлиняет.
Первый - это то, что головы практически полностью выходят из самогона не при полном испарении, а при испарении на 1/2 -2/3. Этот фактор снижает время отбора голов.
Второй - это то, что возвращаемый спирт всегда содержит достаточно много голов (я писал об этом выше). Этот фактор делает процесс отбора голов. Как соотносятся два этих фактора, какой из них влияет больше, какой меньше, зависит и от характеристик каждой конкретной колонны, и от режима отбора голов. Но как бы там ни было, правильное, оптимальное время отбора голов находится где-то в окрестностях тех цифр, которые я привел.
Не надоел? Тогда продолжу. Немного не в тему, но в подтверждение сказанного.
По физической сути отбор товарного спирта ничем не отличается от отбора голов.
наблюдайте, я привожу те-же аргументы, что и при разговоре об отборе голов.
Чтобы гарантировано вывести весь спирт из куба, нужно полностью испарить его содержимое и отдать в колонну. Колонна разберется - спирт отдаст в отбор, а воду вернет в куб.
И снова два фактора - ускоряющий(спирт все-же выкипает раньше воды) и замедляющий (возвращаемая флегма содержит какое-то количество спирта). Правда похоже? значит время отбора спирта должно быть примерно равно времени отбора голов, по крайней мере быть числом одного с ним порядка.
Сверяем с тем, что нам известно из практики. При нагреве 1600 ватт, отбор спирта ведется со скоростью 1.6 литра в час. Для вывода из колонны 16 литров спирта (40 литров 40%) мы должны потратить минимум 10 часов, а с учетом предоконечного снижения отбора - часов 12. По моей упрощенной арифметике - 8.
Близко.
Почему не равно? Почему головы отбираются несколько быстрее? Это легко объяснимо. Головы более летучи по отношению к самогону, чем спирт по отношению к воде. Это приводит к тому, что для голов первый фактор (не забыли что за фактор?), ускоряющий их отвод, работает сильнее, чем для спирта.
Всё, выдохся.