Автор Тема: первые шаги в дистилляции  (Прочитано 21194 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
зачем же тогда при появлении первых капель  из охладителя снижают мощность до минимума и отбирают головы на минимальной скорости? ведь фактически я сказал то же самое только другими словами   потому что если ты прав -  головы вообще было бы невозможно отобрать если не сложно - объясни что я не правильно понял
Объяснять долго, нудно и скучно. Тем более не в первый раз. Но необходимо, иначе дремучесть устоявшихся заблуждений захлестнет форум.
Я попытаюсь коротко...
Существует такое явление -  ПАРЦИАЛЬНАЯ (то есть частичная) КОНДЕНСАЦИЯ.  Парциального испарения не существует.
На этом можно быдо бы поставить точку, но нутром чую, что надо разжевать...
Поехали.

Испаряется всё подряд в соотношении, зависящем от крепости спирта без зависимости от температуры
Если при кипении из браги на 100 вылетевших молекул спирта вылетает 1 молекула этилацетата, то это соотногение сохранится и при бурном кипении, и при мягком, и при испарении без кипения при комнатной температуре. Соотношение всегда одинаково.

Теперь разберемся с конденсацией. Она бывает полная и частичная, "partial", парциальная. Суть ее заключается в том, что если мы сконденсируем половину пара, состояшего из 100 молекул спирта и 1 молекулы этилацетета, вероятность того, что этилацетат не сконденсируется, а останется в парообразном состоянии, гораздо больше 50%.
Давай по другому.
Любой куб имеет теплопотери, например на неутепленной крышке. При кипении на крышке конденсируется часть пара. И вероятность того, что легколетучая часть окажется в конденсате, мала. С большей вероятностью молекулы легколетучей части пара не конденсируются, а остаются в паровой части. Происходит увеличение концентрации головных примесей. Но пока доля конденсируемого пара мала, это укрепление незаметно. Но если конденсируемая часть пара становится сравнимой с неконденсируемой, с той, которая выходит из куба в отбор, эффект укрепления становится ощутимым.

Рассмотрим поближе "капельный отбор".
Теплопотери куба и количество конденсирующегося  на крышке пара не зависят от интенсивности кипения. Но от интенсивности кипения зависит количество пара, которое избежит конденсации и попадет в отбор. И если кипение будет очень медленным, если из куба выйден меньше пара, чем сконденсируется на крышке, концентрация легколетучих примесей в этой части будет несколько выше, чем в выходящих из жидкости парах.
Не ясно?
Давай в условных цифрах...
Если из жидкости вылетело 1000 молекул спирта и 10 молекул этилацетата, и если мы сконденсируем на крышке примерно половину пара, то всесте с 500 молекулами спирта в куб вернутся не 5 молекул эфира, а только 3. Значит выходящий из куба пар будет содержать уже не 10 молекул эфира на тысячу молекул спирта, а 16.
А если сконденсировать не половину пара, а 3/4, эффект еще более усилится...

Не слишком путано объясняю?
Я упускаю некоторые тонкости, очередь которых пока не пришла.
Но придет.

добавлено: 11-10-2015, 11:17:43
Теперь пора сделать выводы, поставить точку.
Увеличение вонючести начального погона при снижении интенсивности нагрева связано не с тем, что головные примеси при медленном нагреве лучше испаряются, а с тем, что они хуже конденсируются. А когда нагрев медленный, конденсируемая часть становится значительной, и в отбор попадает больше легколетучих примесей. 
« Последнее редактирование: 11-10-2015, 11:21:40 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Русс 08

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 12
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1
  • -Получено: 2
Текст распространяет заблуждения и поэтому скрыт.
Игорь.



« Последнее редактирование: 11-10-2015, 16:55:05 от Игорь »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Русс 08,  не позорься. Не засоряй форум бредом. Его читают не только те, кто прочитав твои пЁрлы покрутит пальцем у виска, но и новички, которым эта безграмотность не только бесполезна, но и вредна.
 
Если бы ты был хоть на йоту прав, изоамиловый спирт с температурой кипения 132 градусов никогда бы не выходил из куба при кипячении браги. Но он выходит. И даже быстрее, чем этиловый спирт. Изоамилол, кстати, при перегонке браги является головной примесью, а не хвостовой, как тебе кажется.

Если бы ты был хоть на йоту прав, метанол с температурой кипения 65 выкипал бы из браги гораздо раньше первой капли этилового спирта или, по крайней мере,  был бы головной примесью. Но это не так. Эта примесь концевая, при кипячкении браги львиная его доля куб вообще не покидает.

Ссылки на литературу за мной.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Русс 08

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 12
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1
  • -Получено: 2
Текст распространяет заблуждения и поэтому скрыт
То, что автор настойчиво называет метанол - метилом, четко характеризует уровень его компетенции.

Игорь.

« Последнее редактирование: 11-10-2015, 17:07:50 от Игорь »

Оффлайн IgorKip

  • Модератор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2893
  • Спасибо
  • -Отправлено: 318
  • -Получено: 534
  • Мы еще полетаем
Рассмотрим поближе "капельный отбор".
Вот это я уже понял сам. С опытом. Но ты так красиво все разложил. Респект.
А Русс 08 это кто-то из лысенковцев. НахПрохфессора или s66. Хотя аппарат последнего я до сих пор пользую на фруктово-виноградных. Долго объяснять, почему.
« Последнее редактирование: 11-10-2015, 16:28:58 от IgorKip »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Не залезая глубоко и далеко в буквари, дам цитату из Стабникова.



Перевожу.
Поведение примеси зависит от коэффициента ректификамции, а не от температуры её кипения.
Коэффициент ректификации зависит от двух концентраций - от концентрации спирта и концентрации примеси. От температуры кипения примеси коэффициент ректификации не зависит.
Большинство примесей при разных концентрациях спирта проявлют как головные свойства, так и хвостовые. Чисто головные или чисто хвостовые примеси - редкость.

Но при низких концентрациях спирта, как в браге, например, практически все примеси являются головными без никакой связи с температурами их кипения. И изоамилол с температурой кипения 132 градуса, и ацетальдегид, кипящий при 20-ти.

Примесей, которые при кипячении браги являются хвостовыми, мало, и они тоже не связаны похожей  температурой кипения.  При перегонке браги хвостовые свойства проявляет метанол (Ткип 65) и фурфурол (Ткип 162).

Я прошу новичков запомнить. Летучесть примесей, то есть способность примесей покидать кипящую жидкость, никак не связана с температурами их кипения, а связана только с коэффициентом ректификации.
Тех, до кого эта информация упорно не будет доходить, кто подобно Русс 08 будет нести околесицу, буду лично банить и отменять бан только после того. как забаненный напишет статью по теории Сореля.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Русс, до бана тебе осталось одно бредовое сообщение. И бан закончится только после появления твоей статьи с подробным изложением теории Сореля.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Русс 08

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 12
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1
  • -Получено: 2
Текст распространяет заблуждения и поэтому скрыт.
Игорь.


« Последнее редактирование: 11-10-2015, 17:16:20 от Игорь »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Бан. За приписывание собственного бреда Стабникову. За злонамеренное и упорное распространение ложной информации.
Напишешь статью по Сорелю - сбрось мне в личку. Увижу, что твой бред закончился - разбаню.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн гена22Автор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 30
  • -Получено: 31
Объяснять долго, нудно и скучно. Тем более не в первый раз. Но необходимо, иначе дремучесть устоявшихся заблуждений захлестнет форум.
каюсь, то что ты написал вызвало сомнение
 три дня лопатил инет ,  припахал приятеля  физика
 ты прав - снимаю шляпу
значит на одно заблуждение  теперь у меня меньше - спасибо
 что ещё в  том что я написал - заблуждение

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
три дня лопатил
Это хоть частично оправдывает мое агрессивное поведение и "употребление власти" в отношении "температурокипельщиков".
Если бы я ввязался бы в дискуссию с РУССом, ты бы не лопатил информацию, а запасся бы попкорном и наблюдал бы заходом дискуссии.
А так...
на одно заблуждение  теперь у меня меньше
Поздравляю.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Если хватит сил читать, я разложу по полочкам механизм парциальной конденсации. Русс намекал на свои глубокие познания в биохимии :) спирта, но кроме бредятины ничего не выдал...

Кипения и конденсация - процессы абсолютно идентичные, но противоположные по знаку. Все закономерности, справедливые для испарения, полностью справедливы для конденсации, только вместо принимания энергии происходит ее отдавание. Извините за корявый русский.

Дл начала я поговорю о бинарной (спирт-вода) смеси, потом распространим это и на примеси.

При испарении при любой температуре и при любой интенсивности, пар, поднимающийся из раствора, содержит одну и ту-же концентрацию компонентов.

Конденсация - процесс аналогичный, и если на пути пара возникнет холодное тело, на егоповерхности сконденсируется часть пара, и концентрация спирта в конденсате строго зависит от концентрации спирта в парах возле холодной стенки.

Строго говоря, для точности формулировок надо было бы перейти к молярным или весовым концентрациям, но я не буду. Если я пишу, что пар содержит 12%об спирта, я имею ввиду, что такую концентрацию будет иметь конденсат, если этот пар сконденсировать...

Итак, допустим, у нас в куба кипит 12%-ный алкоголь. Содержание спирта в парах будет 59,05%.
На пути этого пара - относительно холодная крышка, и на ней произойдет частичная конденсация. И по законам равновесия на ней сконденсируется раствор, содержащий 12% спирта. В резкльтате в парах спирта станет больше, чем в пришедшем паре... допустим, 65%. Этот, уже более крепкий пар, продолжает двигаться вдоль относительно холодной крышки, и тоже частично конденсируется. Конденсат из 65%-ного пара содержит уже 16,3% спирта, но это все равно намнго меньше, чем в парах, поэтому пар укрепится еще сильнее. Потому что воды из него сконденисровалось больше, чем спирта. Уже на выходе из куба пар будет содержать не 59,05%, как на выходе из жидкости, а заметно больше. Насколько больше зависит от того, какая часть пара сконденсировалась на крышке, и насколько плавно происходила эта конденсация. Ведь если крышка будет жестко холодной, сонденсируется весь пар, котторый успеет прикоснуться к холодной стенки, а вставшийся "в живых" пар выскочит из куба в неизменном виде.

Прошу табуреток чтобы не оставлять за спиной непроясненные моменты.
« Последнее редактирование: 12-10-2015, 17:17:52 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн гена22Автор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 194
  • Спасибо
  • -Отправлено: 30
  • -Получено: 31
Поздравляю.
спасибо - главное дать направление пинком под.... усидчивость
 

Оффлайн Хтось

  • Опытный
  • ***
  • Сообщений: 346
  • Спасибо
  • -Отправлено: 101
  • -Получено: 53
И по законам равновесия на ней сконденсируется раствор, содержащий 12% спирта
А почему на крышке сконденсируется раствор с 12% спирта, а в холодильнике - все 59% ?

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18861
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13441
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Разница в частичной и полной конденсации. На крышке происходит частичная конденсация, а в холодильнике - полная.
Чтобы показать разницу наглядно, предлагаю перейти к условным цифрам концентрации. Это неправильно, но наглядно. Будем каждый процент условно называть одной молекулой.

Если в кубе 12% спирта, условимся говорить, что на каждых 100 молекул в кубе имеется 12 молекул спирта.
Тогда при кипении на каждых 100 молекул в парах будет 59 молекул спирта.

Когда пар с таким содержанием спирта прикасается к холодной поверхности, из него конденсируется 12%-ный раствор, то есть из каждых 100 сконденсировавшихся молекул 12 будет спирт и 88 - вода.

Допустим, наша крышка конденсирует 10% пара, то есть из 1000 прошедших возле крышки молекул "осядет" 100.

Итак, в кубе кипит 12%-ный раствор, из куба поднимается 1000 молекул, в том числе 590 - спирт и 410 - вода.
Проходя вдоль крышки, этот пар частично сконденсируется, оставит на ней 100 молекул, в том числе 12 спирта и 88 воды.
Остальной пар уходит в холодильник и полностью в нем конденсируется.
Давай посчитаем что же в таком случае сконденсируется в хлодильнике и капнет в отбор.

Из куба выходит 1000 молекул, в том числе 590 спирта + 410 воды
На крышке конденсируется 100 молекул - 12 спирта + 88 воды.
В холодильник и отбор попадет 900 молекул - 578 спирта + 322 воды.
Концентрация спирта в отборе будет 578 / 900 х 100 = 64%.

Результат - хотя поднимающийся из кипящей жидкости пар содержал 59% спирта, в отборе мы имеем концентрацию 64%. Укрепление произошло за счет частичной конденсации паров на крышке (или в вертикальном сухопарнике).

Обращаю внимание на то, что в данном случае крепость вернувшегося с крышки в куб раствора равна крепости кипящей жидкости...

Надеюсь, вопросов нет. Тогда пойдем дальше.

Допустим, крышка конденсирует не 10% пара, а 20.
Я посчитаю результат такой конденсации за два приёма, учитывая, что после конденсации первых 10%, к крышке прикасается уже не 59%-ный пар, а 64%-ный.

Поехали...
Из куба вышло 1000 молекул пара - 590 спирта и 410 воды.
Сначала сконденсировалось 100 молекул, в том числе 12 спирта и 88 воды.
Дальше пошло 900 молекул пара, содержащего 578 молекул спирта и 322 воды.
Из такого пара конденсируется раствор, содержащий 16% спирта.
Это значит, что сконденсирровав еще 100 молекул, мы заберем из пара 16 молекул спирта и 84 воды.
Что останется в парах, попадет в холодильник и капнет в отбор?
В отбор попадет (1000-100-100) 800 молекул, в том числе (590-12-16) 562 спирта и (410-88-84) 238 воды.
Концентрация спирта в отборе составит 562 / 800 х 100 = 70%.
В этом случае состав вернувшейся в куб флегмы будет таким.
200 молекул, в том числе спирта - 28. Крепость вернувшейся в куб флегмы - 28 / 200 Х 100 = 14%.
Обращаю внимание на то, что при усилении частичной конденсации растет и крепость отбора, и крепость флегмы. Причем крепость флегмы только в идеальном случае равна крепости кипящей в кубе жидкости. Во всех реальных ситуациях флегма содержит спирта больше, чем кипящая в данный момент жидкость.

Еще пару слов об упрощениях. Полученные цифры отражают тенденцию, порядок цифр, но не претендуют на точность. Точность можно повысить, считая этапы через не 10% конденсации, а через 1%, или через 1/100%.
Кроме того, я никак не учитывал тот факт, что крепость пара, поднимающегося из кипящей жидкости. Постепенно и непрерывно уменьшается (кроме случая 100%-ного возврата флегмы, то есть работы на себя).

Приведенный пример упрощенно учитывает только влияние частичной конденсации. Но надо понимать, что существует еще тепломассообмен между флегмой и паром. Он происходит в большей или меньшей степени и на тарелках или в насадке колонны, и на стенках пустой трубы вертикального сухопарника, и  на крышке элементарного перегонного куба.  Этот теплообмен увеличивает крепость отбора за счет снижения крепости флегмы, но он не может снизить содержание спирта во флегме ниже его концентрации в кипящей жидкости.

Супер-точный расчет и учет всех факторов  немного изменит конкретные цифры результата, но никак не отразится на тенденциях. А они таковы.

1. Чем больше пара сконденсируется между кипящей жидкостью и холодильником и вернется обратно, тем большую крепость будет иметь отбранный дистиллят и тем крепче будет возвращаемая флегма.
2. Флегма всегда крепче кипящей жидкости.

Если вопросы и неясности остались, будем их раскапывать дальше.
Если нет - я перейду к примесям.

А пока выложу интересные результаты некоторых расчетов...

 
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.