Метод гидроселекции при периодической ректификации, который предложил Бандерівець, заключается в том, что вода для гидроселекции подается в колонну после отбора голов и подголовников, перед отбором товарного спирта.
Листая на досуге Руководство по ректификации спирта Цыганковых, в разделе об эксплуатации колонн периодического действия, наткнулся на такой абзац.
Если следовать этой методике, то воду следует подавать не
после, а
во время работы на себя, отбора головной фракции и подголовников.
Возникает вопрос о скорости подачи воды. Рекомендованные Цыганковыми скорости подачи использовать сложно, так как в Руководстве нет данных о рекомендованной скорости отбора. Поэтому этот вопрос стоит продумать исходя из наших условий.
Как вариант...
Вот всем известная табличка коэффициентов ректификации примесей.
Основная масса головных примесей - это ацетальдегид (красная линия) и этилацетат (синяя).
Ацетальдегид имеет максимум при крепости спирта около 83%об. Однако при такой крепости спирта этилацетат имеет относительно небольшой коэффициент ректификации. Поэтому нужен компромис.
Можно добавлять воду с такой скоростью, чтобы разбавлять спирт до крепости порядка 40%об. При такой его концентрации, красная и синяя линии пересекаются, коэффициент ректификации обеих примесей достаточно высока - около пяти.
Как вариант, можно подавать воду с переменной скоростью, подавая ее в начале так, чтобы разбавлять спирт до 80%, а затем увеличивать подачу воды, разбавляя спирт до 40% или несколько меньше. Значительно снижать концентрацию спирта наверное не стоит, так как это высоко поднимет сивушные примеси и выведет только частично. И чтобы загнать их обратно в куб, как показали когда–то мои грабли, потом придется долго и нудно работать на себя. И иногда без результата.
Поэтому с сивухой на этом этапе лучше не связываться. ИМХО. На тему сивухи тоже кое-что нарыл, но об этом позже, в другой теме.Также наверное стоит некоторое время отбирать головы без подачи воды чтобы облегчить выход примесей, подобных триметиламину (№ 9 на графике). У него наилучшая летучесть при высоких концентрациях спирта.
Итак, скорость подачи воды зависит от мощности нагрева и крепости навалки (то есть от скорости выпаривания из куба спирта) и от выбранной степени разбавления.
Время подачи воды зависит от этой скорости и от снижения крепости навалки, которую мы можем себе позволить.
Калькулятор я могу слепить... уже кое-что сделал.
Оборудование.
Вода для гидроселекции должна быть подготовленной. Можно использовать дистиллированную или осмотическую, но наверное будет достаточно поставить на входе воды пару картриджей - с пятимикронным фильтром и ионообменной смолой. Я встречал комбинированные картриджи - фильтр и смола в одном флаконе.
Воду наверное проще всего подавать в штуцер под нижней тарелкой дефлегматора.
Понадобится проточный нагреватель воды. Температуру воды можно задать по рекомендациям из справочника Цыганковых, а можно и извратиться, точно нагревая воду до необходимой температуры. При разбавлении спирта в колонне до 80%, воду нужно греть до 80 градусов, при разбавлении до 40-ка - до 84-х.
Для поддержания точной скорости подачи, понадобится насос и водомер с датчиком Холла. У меня уже есть опыт правильного их использования. Единственное, сверхмалые потоки воды измерить будет сложно, но можно подавать воду не непрерывно, а порциями с нормальной скоростью.
Вместо насоса, качающего воду из емкости, можно использовать воду из водопровода, а потоком управлять с помощью клапана.
Электроника, считающая обороты датчика и управляющая насосом, должна иметь таймер.
Эксперименты можно провести в ручном режиме, измеряя время и поток воды подручными средствами. Если эксперименты дадут положительный результат (лучшее качество без увеличения или с сокращением времени отбора голов, если после такой гидроселекции повторная ректификация станет лишней), можно будет заняться автоматикой вплотную.