Дистилляция как она есть от Игоря

[Игорь]

Закінчую ... 
Зняв відео. 

Spoiler

[close]

У відео побіцяв показати  як зробив охолоджувач .
На оправу діаметром 19 мм намотав 2,5 метра трубки д.8х1.
Трубку наповнював піском, але її все одно трохи (незначно):сплюснуло, зовнішній діаметр змійовика вийшов 34 мм. 
Щоб змусити трубку рухатись по спіралі між моїми витками, вставив в змійовик трубку до.19 мм та заглушив її зверху.
Для кожуха використав трубу д. 38х1, відцентрував змійовик у кожусі за допомогою дроту д. 0.8 мм

[ДимаС]

Питання по відео: як автоматика «зрозуміє» що треба відібрати голови?

Крутий апарат виходить - буде відео його в роботі?

[Игорь]

Зрозуміти, що треба відібрати голови - задача оператора.  Він  має обрати один з п'яти попередньо збережених  варіантів відбора голів, аба налаштувати параметри іншого варіанту. Задача прилада - чітко виконати цю задачу без необхідності присутності та втручання оператора.
Наявність системи пастеризації дає цікаву можливість відокремлення головних домішок під час першої перегонки без збільшення часу перегонки та без додаткових втрат енергії. для цього треба продумати механізм "розумної" пастеризіції, коли інтенсивність відведення головних домішок змінюється або з часом, або з температурою кипіння навалки.
Відео, зрозуміло, будуть.

[SAMSON]

Шось Ігор ти закрутив , ну дуже цікаво .

[Игорь]

Відверто кажучи, нічого революційного тут нема. Це гібрид вже перевіреної практикою дистиляції з керованою дефлегмацією з давно задуманою, але ще жодного разу не перевіреною системою відбору голів під час перегонки. Треба буде детально зупинитись на цьому питанні. 

[Игорь]

Косяки трапляються. 
Ось і у мене знайшовся. 
Добре, що знайшов його ще до першого запуску. 
Погано, що зрозумів помилку не до, а після сварки :(

[Игорь]

Ось цей вузол. 
Похила перегородка з трубкою по центру. Через цю трубку пара переходить з нижньої царгу в верхню.
Далі пара має пройти вгору через 30 см насадки та сконденсуватися в конденсаторі.
Потім конденсат має повернутись на похилу перегородку, перетекти по трубці ліворуч, та потрапити в одолождувач продукту.
Хтось бачить помилку?

[Игорь]

Ось схема

[Serhiy]

Хтось бачить помилку?

Я бачу помилку.

[Игорь]

Прототипом прилада є вже перевірена практикою система дистиляціі з керованою дефлегмацією, що дозволяє отримувати дистилят необхідной міцності (не менше) незалежно від концентрації спирту в навалці.

[Игорь]

Недоліком всіх подібних схем є те, що прямоточний холодильник, що чудово працює при температурі води охолодження нижче 20 градусів, не дружить з автономним охолодженням, особливо в жару, коли воду не вдається охолодити нижче 35-40 градусів. Доводиться або зменшувати нагрів, втрачаючи продуктивність, або миритись з втратами спирту через занадто гарячий дистилят.
Рішенням цієї проблеми є розділення процесів конденсації пари та охолодження рідини. Пара конденсується в конденсаторі (дефлегматорі), конденсат охолоджується окремо. Це дає можливість при автономному охолодженні довести температуру продукта на виході до кімнатної температури плюс 3-5 градусів.
Ця система теж вже перевірена практикою, навіть у спеку автономка на 24-му блоці кондиціонера впевнено порається з дистиляциєю при нагріві 6 кіловат.
Продовження тут.

[Serhiy]

Якщо ще цікаво я приведу міркування з приводу вузла з похилою перегородкою.
Пара виходить із центральної трубки і потрапляє у простір під насадкою. Щоб рухатися далі вгору, їй потрібно подолати опір мокрої насадки. Опір колони безпосередньо формує тиск у системі. Отже, над гідрозатвором (якщо він взагалі встигне там сформуватися) створюється тиск, що перевищує атмосферний.
Ліва трубка йде горизонтально, а потім опускається вниз до холодильника, сполучена з атмосферою. У цій магістралі немає ділянки, яка могла б створити компенсуючий гідростатичний стовп рідини. Надлишковий тиск пари починає тиснути на зеркало гідрозатвора. Оскільки флегмі нінащо спертися в лівій відвідній трубі, пара просто видавлює її рівень вниз. Щойно рівень рідини в накопичувачі продавлюється, гідрозатвор перестає існувати. Пара спрямовується в утворений зазор над рідиною і безперешкодно вилітає наліво.

[Serhiy]

До цього додається ще одна деталь зі схеми - ліва трубка опускається вниз. Рідина, падаючи по цій вертикальній частині до холодильника, створюватиме розрідження. Вона спрацює як сифон, висмоктуючи флегму з вузла і допомагаючи пару ще швидше оголити прохід.
У підсумку, через перепад тисків пара просто здує цю гіпотетичну рідку перешкоду і піде шляхом найменшого опору — в ліву трубку. Насадкова колона зверху залишиться практично без пари.

[Игорь]

Serhiy, майже вірно, але не так фатально.
Пара, що вийде з отвору над перегородкою, буде мати два шляхи для подальшого руху.
Бажаний - через насадку до длефлегматора, і небажаний, - у бік змійовика охолоджувача.
Розподіл пари між бажаним та небажаним напрямком залежить від співвідношення опорів обох напрямків.
Опір вологої насадки у режимі максимальної нагрузки - приблизно 2 мм в ст на кожен сантиметр висоти насадки. Це означає, що при нагріві 2 кВт, тиск під насадкою складе 60 мм в ст.
Саме з таким тиском пара буде намагатись входити в змійовик.
Довжина трубки змійовика - 2,5 метри. Припущу, що за 50 см руху пара зконденсується, опір зникне.
Швидкість пари 70%об спирту по трубці д.6 мм при тиску 60 мм в ст складе 18 м/с, або 500 см3/сек./
Це приблизно третина від загального потоку пари при нагріві 2 кВт. Багато.
Зауважу,що чим більше пари піде повз насадки, тим менший буде тиск. Тож третина - це найпесимістичний прогноз.
Насправді відсотків 20 пари не пройде пастеризацію, а ще буде заважати штатній робот охолоджувача. На практиці це може бути непомітним, але не будемо затуляти очі на проблему.
Будемо боротись. Потрібен гідрозатвор висотою 100 мм (запас 1,5) з розривом потока, щоб запобігти ефекту сифона.

[Игорь]

Схема з повідомлення вище не тільки полегшує роботу дистилятора, а додатково дає можливість відокремлення домішок головного характеру.
Якщо міцність відбору - відсотків 60, то коефіциєнти ректифікації основних головних домішок складають від 3 для ацетальдегіда до 6 для етилацетата. Якщо йдеться про триметиламін (це окрема, дуже цікава тема), то в 10 раз.
Тому, якщо невеличку долю пари (2-3-5%) відводити через ТСА шляхом обережного обеження охолодження конденсатора, ця фракция буде містити десь в 5 раз більше головних домішок, ніж основний відбор.
Але не поспішаємо радіти та кидати чепчики у повітря.
Вміст головних домішок у бразі - на рівні 0,3%, тобто 30 мл на літр спирту. Якщо ми з кожного літру спирта відведомо 5% (50 мл) головної фракції, яка буде містити 1,5 відсотка домішок, то виведемо менше 1 мл домішок, а у відбор попаде не 30, а 29 мл домішок. Хтось помітить? Сумнівно. 
Що ж робити?
Ми можемо сконцентрувати головні домішки, застосувавши царгу укріплення. Флегмове чисо буде високим, тому вистачить 10 теоретичних тарілок. Це або 20 ковпачкових тарілок, або 30 провальних, або 25-30 см шару СПН. Мій вибір, сподіваюсь, очевидний.
Які плюси дасть царга укріплення? Вміст головних домішок, що відводяться через ТСА, збільшиться в 7-10 раз. Як це допоможе відбирати головну фракцию на поатку дистиляціх ще належить перевірити на практиці, а от пастеризація (відвод кубових новоутворень в процесі відбора серця) точно буде максимально ефективною. 
Які мінуси? 
Без царги партеризаціі можна заплющити очі на можливість прохода пари у охолоджувач рідини, бо тиск пари під дефлегматором мізерний. Наявність царги укріплення збільшує тиск на вході в охолоджувач, необхідно робити гідрозатвор. 
Сьогодні зроблю.