Размышления о модернизации сухопарника

[Игорь]

Основное назначение сухопарника исходит из его названия. Это ловля брызг кубовой жидкости, которые могут долететь до отбора. Однако, даже если брызгоуноса нет, в сухопарнике к концу перегонки всегда накапливается небольшое количество почти бесспиртовой, но весьма неприятно пахнуей жидкости.
Значит, помимо прямого назначения, сухопарник выполняет еще и другие функции - функции укрепления и разделения, но мы как-то неуклюже, вслепую их используем.
Предлагаю разложить этот вопрос по полочкам.

Если абстрагироваться от функции ловли блох  брызг, сухопарник есть парциальный конденсатор, в котором конденсируется часть поднимающегося из куба пара. Размеры и теплопотери наших сухопарников обычно невелики, и поэтому доля сконденсированного пара как правило мала.

Как мы уже выяснили в ветке о парциальной конденсации, если конденсируется малая часть поднимающегося пара, спирта в ней практически нет. Но зато есть достаточно много высококипящих примесей.

Наши сухопарники глухие - они не имеют слива накапливающегося конденсата, и поэтому, сконденсировав какие-то примеси, мы долго и настойчиво "поливаем" их паром, и значительная их часть снова испаряется и все-же попадает в отбор.

Другой вариант "сухопарника" - относительно высокая (50-100 см) вертикальная труба диаметром 40-50 мм. Брызги, влетевшие в нее, застревают где-то на полпути и благополучно стекают в куб вместе с той частью конденсата, который успевает сконденсироваться на стенках этой трубы.

Отвлечемся от сухопарников. Посмотрим на методику отбора. Мы отбираем сначала головы, потом тело до крепости 40-50%, а остальной отбор считаем хвостом и собираем отдельно для дальнейшей "переплавки".

Следите за мыслью. Если у нас есть сухопарник в любом виде, мы во время перегонки непрерывно разделяем пар парциально на два вида дистиллята - "многоспиртовой" - тот, что непрерывно чешет в отбор, и "малоспиртовой", который не отводится, а переиспаряется в сухопарнике или кубе. То есть мы сводим на нет результаты этого разделения. Но потом разделяем дистиллят снова, отбираяотдельно хвост.

Улавливаете к чему я клоню? Если сделать сухопарник (давайте назовем его "парциальник") размером побольше, чтобы в нем конденсировалось процентов 20-30 пара, и организуем из него отвод конденсата, то получим дистиллятор с двумя выходами - будет возможность непрерывного отбора теле и хвостов.
Это приведет к тому, что процесс перегонки несколько сократится по времени, это первый плюс, а второй - сократится время варки дрожжей.

Надо подумать о методике отбора голов, но это уже другой вопрос.

Завтра я собираюсь к сваршику варить дистиллятор, и возможно сварганю вариант с "парциальником".

[Игорь]

Более правильное название этой ветки - переход от парциальной конденсации к парциальной дистилляции. Мысль о таком переходе навеяли размышления Литокса на ХД.

Первое отличается от второго тем, что при парциальной конденсации та часть, которая частично сконденсировалась (пардон за каламбур), возвращается в куб и переиспаряется, а при парциальной дистилляции частично сконденсированное отбирается и больше не участвует в процессе.

Вот предварительная, с наскока, схема такого устройства.

Из куба поднимается короткая (сантиметров 20) труба, выполняющая роль сухопарника - брызголова.
Из нее пар переходит в трубу д.40 мм высотой сантиметров 50, на уровне сантиметров 10 от низа.
Внутри 40 трубы установлен прямоточник с 1,5-миллиметровым кольцевым зазором и проволочной спиралью в водяной рубашке. Наружная труба - 25х1.5, внутренняя - 20х1. В отличие от привычного прямоточника, в этом на охлаждение работают обе поверхности. На внешней конденсируется и озлаждается флегма, на внутренней - продукт.
Продукт будет отбираться по обычной схеме - изнутри прямоточника, а флегма - через гидрозатвор прямо из 40-й трубы.
Во время отбора голов, когда куб только закипел, а все устройство еще холодное, весь пар будет конденсироваться не доходя до верха, и все головы будут выходить через выход флегмы.
По мере прогрева устройства часть пара начнет подниматься до верха устройства и попадать во внутреннюю полость прямоточника. Начнется отбор "в две струи". При этом крепость дистиллята, отбираемого из прямоточника, всегда будет выше крепости флегмы. До тех пор, пока крепость флегмы будет превышать 40%, ее можно считать продуктом, а когда снизится - нужно сменить емкость и отбирать хвосты параллельно с отбором тела. Через некоторое время, когда крепость основного отбора станет меньше 40%, нужно и там сменить емкость на хвостовую. Если крепость флегмы станет ниже 10%, есть смысл прекратить ее отбор и возвращать флегму в куб. для этого достаточно заткнуть ее выходное отверстие, или поднять вверх шланг, одетый на трубку отбора.

Вот такие предварительные мыслишки.

[Borbos]

Ещё изучая аппарат S66 думал немного по другому.
Между наружной трубой и стаканом спираль.[attachimg=1]

[Serzh]

   Игорь, не привязываясь к "традиции" дистилляции, переделка супарника или мокропарника с целью улучшения его работы в дистилляторной линии для улучшения качества конечного конденсата, приведёт нименуемо к применению барботажной ёмкости, как наиболее эффективной.
   Какова конструкция барботёра и материал это дело второе ( можно сделать очень компактно), а организовать постоянный уровень барботажа в этой ёмкости совсем не сложно, чтобы система работала непрерывно.
   Использование последовательно 3-4-5 таких ёмкостей заменяет любую бражную колонну и особой необходимости ректифицировать дистиллят, полученный таким  аппаратом нет. Это самый прогрессивный путь создания простой, надёжной и не дорогой конструкции домашнего дистиллятора.
   

[Игорь]

Serzh, барботаж - это один из способов контакта жидкой и паровой фаз для обеспечения тепломассообмена. Причем утверждение, что он наиболее эффективен, на мой взгляд спорно. Колонн с насадочными контактными телами по эффективномсти и производительности на порядок выше барботажных колонн и повсеместно их вытесняют.

Я совсем о другом. Я не о встречном тепломассообмене, а о парциальной дистилляции, при которой два разных по составу дистиллята непрерывно выводятся из зоны конденсации.
В чем отличие от существующих способов?

В допотопных системах с сухопарником-накопителем первичный (низкоспиртовый конденсат) сначала остается в сухопарнике, нопотом выпаривается последующими потоками пара п практически весь попадает в отбор.

В более продвинутых системах с вертикальным сухопарником, первичный конденсат непрерывно стекает по стенкам в куб и из него по методу втсречного тепломассообмена выпаривается легколетучая часть, а из поднимающегося пара конденсируется и возвращается в куб труднолетучая.

Обе схемы на мой взгляд имеют одину общую алогичность. Отбор дистиллята мы ведем последовательно в две разные емкости - сначала "сердце", потом "хвост". И это при том, что есть возможность разделить их последовательно иотбирать одновременно...

Как-то горбато получилась последняя фраза... Попробую по другому.

С самого начала отбора тела мы уже имеем поток "хвоста".

В системах с традиционным сухопарником мы накапливаем его и постепенно выпариваем. А потом  в определенный момент, принимаем решение, что уже пошел "хвост" и меняем приемную емкость.
В системах с вертикальным сухопарником мы тоже сначала переиспаряем этот "хвост", И тоже потом делим поток.

Но если в дне сухопарника сделать отверстие и ниже поставить емкость для приема хвоста, или стекающую флегму из вертикального сухопарника сразу направить не в куб, а в хвостовую емкость, можно сэкономить много времени в сравнении с обычным способом отбора хвостов.

Возможно при этом доля хвоста в общем отборе несколько увеличится. Но это не потеря спирта - ведь хвост все равно попадает в следующий цикл перегонки.

[андрей64]

Привет, форумчанам от нового пользователя. Не далее, как вчера сделал модернизиртсухопарник. К кубу приторочил гофру 1/2" - длиной 2м, свернутую в спираль. Сверху установил вентилятор от компа для обдува.  В куб для пробного погона влил голов, хвостов, воды и спирта - имитировал спирт сырец. Головы отделились прилично, тело получилось очень крепкое - по причине небольшого обьема полученого продукта, для проверки,  не смог измерить АСП, поэтому мерил бытовым ареометром, разведенный 50/50 с водой полученый продукт - получилось - 90*.  Флегма возвращается вся в куб.

Были раньше мысли сделать жидкостной отбор для сбора всей флегмы из трубного сухопарника с верхним воздушным охлаждением, который у меня работает как БК, с верхним паровым отбором. Но отказался, по причине того. что спиртуозность там небольшая, всего - 10 -15 %

[Игорь]

андрей64, это парциальный конденсатор с элементами ректификации. Но для его эфективной работы нужно, чтобы вентилятор сдувал с гофры как минимум половину тепла, получаемого от нагревателя. А этого можно достичь только при очень малых уровнях нагрева.

[андрей64]

Игорь, тут особого элемента ректификации нет - кипения внутри гофры нет, испарение и диффузия практически "О". Конденсация, как и в обычном не барботируемом сухопарнике - это  да.  Главное здесь самонастраиваемая система. Все этапы перегонки управляются нагревом.  Флегма здесь в районе 400мл. (правда до тонкостей не замерял - больше прикидки).  При спиртуозности куба - 12%, пар в прямоточник шел 60% соотвенственно 600-650 мл.  На алюминиевой трубе этот вентилятор давал ровно столько же возврата флегмы.

[андрей64]

... Главное здесь самонастраиваемая система. Все этапы перегонки управляются нагревом. 

. Эффект самонастраивания следующий: допустим у нас в кубе СС - мы отбираем головы. Делаем, с помощью нагрева минимальный отбор -  в отбор идет только самая легко кипящая фракция - вентилятор сдует лишнюю энергию, которую приносит остальной пар, сконденсировавшись на стенках гофры.  Прибавим нагрев - вентилятор не будет успевать сдувать лишнюю энергию - в отборе появятся и тело и вода. Я думаю примеро так.

[андрей64]

Рассуждаю дальше. Что мы будем иметь, если допустим при отборе голов, головы пустим не в холодильник, а в еще один такой узел гофра-вентилятор? А в стык сделаем жидкостной отбор? Чтобы головы дошли до конца второй гофры, до отбора по пару, придется увеличить нагрев ровно на то количество, на сколько второй вентилятор сдует энергии с поверхности второй гофры. Этой энергии будет достаточно, чтобы сконденсировать следущую фракцию - в нашем случае спирт, который пойдет в наш промежуточный отбор. Нам останется только поддерживать ФЧ ровно единицу. Иначе при увеличении ФЧ в отбор будут попадать Головы, при меньшем ФЧ поднимутся хвосты до отбора спирта. Есть к сказанному замечания??

[Игорь]

Вообще-то речь идет не о ректификации самогона, а о дистилляции браги...
Надежды получить ощутимые обхемы спирта на такой конструкции тщетны. Получить из 40%-ного самогона 90%-ный просто, нужно иметь куб плюс всего две ступени разделения. Из 90%-ного самогона получить 96%-ный "почти спирт" с сильным самогонным духом, вчетверо сложнее - нужно еще восемь ступеней разделения. А чтобы хорошо отделить примеси и получить спирт, а не крепкий самогон, нужно как минимум 30-40 ступеней разделения.

Кроме того, с ФЧ=1 получить спирт крепче 92-93% вообще невозможно (поищи расчеты по методам Тиле и Мак-Кеба), нужно ФЧ как минимум 4-5. То есть, энергия, уносимая вентилятором, должна составлять 80% от той, что дает куб. Вентилятор может унести с гофры ватт 300 в лучшем случае, но сложенная витками гофра уже не пропустит вниз такого количества конденсата, будет брызгоунос поднимающимся паром. Поэтому мощность нагрева надо будет снижать ватт до 150-200, из которых ватт 30-35 пройдут на отбор а остальные нужно будет превратить в флегму.
При таких малых пропускаемых на отбор потоках пара, малейшее изменение охлаждение будет сопровождаться либо полным прекращением отбора, либо слишком большим отборам недоукрепленного самогона. Зачем это все нужно?

[Alcoholik]

Вообще-то речь идет не о ректификации самогона, а о дистилляции браги...

Так зачем ты применяешь законы и ректификационное разделеление к этому. Мне показалось ты понял о чем S66?

Надежды получить ощутимые обхемы спирта на такой конструкции тщетны. Получить из 40%-ного самогона 90%-ный просто, нужно иметь куб плюс всего две ступени разделения. Из 90%-ного самогона получить 96%-ный "почти спирт" с сильным самогонным духом, вчетверо сложнее - нужно еще восемь ступеней разделения. А чтобы хорошо отделить примеси и получить спирт, а не крепкий самогон, нужно как минимум 30-40 ступеней разделения.

Ща "есче" раз перечитаю, а то вдруг "гоню".(но Ят еще тот гонщик.)

В более продвинутых системах с вертикальным сухопарником, первичный конденсат непрерывно стекает по стенкам в куб и из него по методу втсречного тепломассообмена выпаривается легколетучая часть, а из поднимающегося пара конденсируется и возвращается в куб труднолетучая.

Обе схемы на мой взгляд имеют одину общую алогичность. Отбор дистиллята мы ведем последовательно в две разные емкости - сначала "сердце", потом "хвост". И это при том, что есть возможность разделить их последовательно иотбирать одновременно...

Как-то горбато получилась последняя фраза... Попробую по другому.

С самого начала отбора тела мы уже имеем поток "хвоста".

И...

[андрей64]

Игорь, я про хороший самогон сразу из браги речь и веду. Получить спирт у меня нет задачи. Пусть мои слова "спирт" в моих повествованиях тебя не вводят в заблуждения. Просто в моем поставленном опыте,  за неимением готовой браги пришлось делать купаж похожий на СС, но он был ближе к браге чем к традиционному СС. Твои слова "получить при ФЧ=1... 92-93%" меня , если често, обрадовали, но ни сколько, не огорчили - примерно себе я так и представлял. Пока не поспеет брага - может успею сделать верхнию дополнительную часть и попробовать сразу на браге.

[Serzh]

Serzh, барботаж - это один из способов контакта жидкой и паровой фаз для обеспечения тепломассообмена. 1. Причем утверждение, что он наиболее эффективен, на мой взгляд спорно. 2. Колонн с насадочными контактными телами по эффективномсти и производительности на порядок выше барботажных колонн и повсеместно их вытесняют.

Игорь, по п. 1. так меня учили на кафедре " Процессы и аппараты химтехнологий"  МХТИ, оснований не верить специалистам в этой области у меня ПОКА не было.
По п.2. Колонны это иной случай, нежели единичный барьотёр,  режим "кипящего слоя"
[attach=1]
труднее удерживать в очень узкой области параметров этого процесса.
   Только поэтому применяют режимы И-К, а конструкция это уже вторично. 
   Если же делать последовательные барботажные ёмкости, то КАЖДАЯ из них практически является ступенью разделения концентрации. Сколько нужно ступеней, столько и сделаем ёмкостей.  Думаю уже 4-5 вполне достаточно для получения  ОЧЕНЬ хорошего дистиллята из браги в домашних условиях.
   Твой пост дал мне толчёк подумать ещё раз об этом  и  получилась идея конструкции компактного цилиндрического 5 ступенчатого барботёра. Его габариты будут определять производительность системы и верхнего предела у этого аппарата НЕТ.

Serzh
  Но если в дне сухопарника сделать отверстие и ниже поставить емкость для приема хвоста, или стекающую флегму из вертикального сухопарника сразу направить не в куб, а в хвостовую емкость, можно сэкономить много времени в сравнении с обычным способом отбора хвостов.

На мой взгляд так делать не следует. Термин "сухопарник" не использую, говорю о барботёре. В первом барботёре конденсат содержит много тяжелых фракций и вредных примесей, думаю его лучше никуда не сливать. Домашний дистилляторщик не химзавод и в 3 смены непрерывно не работает.  Закончит он перегонку своей браги да и выльет ВСЮ гадость из первого барботёра в канал. А вот из последующих барботёров возможно есть смысл конденсат возвращать в предыдущий, может быть и нет. Это прояснит эксперимент.
  Это я и проделываю сейчас, даже первая система уже неплохо работает, но экспериментальный образец не очень фотогиничен,  сделан "на коленке" поэтому его фото пока не ставлю.     
  Не сомневаюсь в одном: работать такая система будет не хуже бражных колон любой конструкции ( а может быть и гораздо лучше, ведь барботёров мы сможем поставить в линию столько, сколько нам нужно), причём  их  габариты будут очень компактные. 
  Труба 1,5-2 м  длинной не нужна.

[Alcoholik]

Игорь, Все мои рассуждения, по отношению к первому посту.
Serzh, Ты говоришь, о другой схеме.