Дефлегматор с холодным пальцем. Как улучшить состав самогона или для чего нужен дефлегматор? Какой лучше, как сделать своими руками. Ключевые функции дефлегматоров

Быстрый переход по статье

Простейшее устройство для дистилляции браги – это перегонный куб и змеевик. Различные дополнительные «прибамбасы» вроде сухопарника, барботера или отстойника улучшают качество самогонки. Устройство, возвращающее часть спиртовых паров на круг дистилляции, тоже способствует этому. Иметь аппарат с дефлегматором предпочтительнее, чем без него. Устройство, называемое холодильником димрота – это один из вариантов аналога стеклянной ректификационной колонны.

Конденсированные пары (флегма), проходя через него, частично возвращаются обратно в перегонный куб. Это способствует повышению крепости браги в нем. Да и на выходе змеевика конденсат становится чище от сивушных масел. Необходим подвод проточной воды для устройства. Такой аппарат с дефлегматором используется опытными домашними винокурами.

Чем заменить?

Как своими силами сделать нечто похожее на дефлегматор? С умелыми руками и умной головой человеку нетрудно его изготовить. В металлическую крышку резьбовой стеклянной банки емкостью 0.75 л врезаются два штуцера. К ним подсоединяются трубки из силикона. Штуцеры закрепляются в крышке гайками, а трубки можно прикрепить термоустойчивым клеем. Порядок работы таков. Сначала размечаются дырки шилом под диаметр будущих отверстий. Потом разделываются сами отверстия под штуцеры, которые закрепляются гайками на крышке.

Можно подложить прокладки из пластика. Через штуцеры пропускаются короткие медные трубки и закрепляются клеем. На их верхние концы и надеваются силиконовые шланги. Входная трубка в банке должна располагаться ниже выходной на сантиметр или полтора. Используя самогонный аппарат с таким «прикубником», можно надеяться, что домашнее спиртное получится качественным и лучшим по вкусу.

Прогресс производства и усовершенствования не стоит на месте. Постоянно изготавливаются разные модификации и дополнения, помогающие делать домашний алкоголь более чистым и качественным.

Одно из таких устройств называется дефлегматор для самогонного аппарата. В этой статье подробнее поговорим об этом приборе, о его типах, о том как его сделать своими руками.

Это устройство предназначено для дополнительной очистки и увеличения крепости дистиллята. Оно представляет собой подобие .

Принцип работы

Благодаря дефлегматору, при отборе первичной фракции весь спирт остается в перегонном кубе, а вредные соединения выходят практически без содержания спирта.

Флегма испаряясь, поднимается и концентрируется, а затем снова стекает в перегонный куб. Этот процесс повторяется снова и снова.

Самогонный аппарат с дефлегматором

Прибор располагается вертикально, крепится по-разному, в зависимости от конструкции. Необходим подвод холодной воды, т.к. для процесса дефлегмации требуется непрерывное охлаждение . Такие дополнения как менее эффективны в сравнении с дефлегматором, хотя по сути они выполняют похожие функции.

Кстати! За один перегон этот прибор выполняет больше работы, чем сухопарник за несколько дистилляций.

Какими они могут быть?

В основном, эти устройства выполняются из стекла и нержавеющей стали .

Холодильники Димрота, присутствующие в конструкции дефлегматора, делаются с использованием медной трубки. На простых самогонных аппаратах обычно устанавливаются приборы, сделанные из стекла.

Как сделать в домашних условиях?

Сделать такое устройство без специального оборудования будет довольно проблематично. Но если приобрести некоторые составные части, то дополнить свой самогонный аппарат этой модификацией не составит труда.

Трубка из стекла

Или елочный дефлегматор. Представляет собой длинную (40см) стеклянную трубку, со множеством обтекателей внутри. Она герметично соединяется со стеклянной колбой, на которой и установлена. Сверху расположен переходник, который проводит пары спирта далее к холодильнику.

Термос

Прибор можно сделать из обычного термоса, разобрав его. Сначала аккуратно снимается дно термоса, чтобы колба, которая находится внутри, не повредилась. Для этого необходимо припаять скобу из металла к предварительно зачищенному дну.

К ней прикручивается проволока или стальной трос, а оставшийся конец закрепляется. После этого термос нужно дернуть силой на себя. Предварительный нагрев горелкой облегчит этот процесс.

Лучше и даже дешевле будет приобрести готовую модель, которая подходит под конкретную модель самогонного аппарата (читайте: ). Большинство опытных винокуров отдает предпочтение конструкции Димрота , т.к. она наиболее удобна в работе и проста в установке.

Полезные видео

Как устроен елочный дефлегматор, как им пользоваться, как с ним , смотрим.

Сама дистилляция не вызывает никаких сложностей. Нужно лишь довести брагу до кипения, охладить спиртовые пары и собрать приготовленный продукт. Сложность заключается в повышении крепости и очистки самогона. Для этого были разработаны и внедрены вспомогательные приспособления. Один из них – дефлегматор . Самодел.ру поможет разобраться что такое дефлегматор в самогонном аппарате и насколько важно его использование.

Принцип работы

Весь процесс перегонки основан на разной температуре кипения компонентов смеси. Эта разница и обеспечивает деление паров на фракции. Но температура кипения сивушных масел близка к спирту. Поэтому их отделение требует сосредоточенности и усердия.

Дефлегматор - это стеклянная или металлическая трубка с выступами внутри (стеклянные, керамические колечки и т.п.). На этих выступах пары кипящей смеси частично конденсируются, образуя флегму. Она стекает в перегонный куб, обмениваясь с восходящими парами. В результате в верхней части дефлегматора собираются пары низкокипящего компонента смеси, а нижняя часть стекающая флегмы обогащается более высококипящими компонентами.

Больший по длине дефлегматор обеспечивает большее соприкосновение флегмы и паров. Производительность такого устройства выше. Но стоит учесть, что размер дефлегматора прямо пропорционален размеру перегонной емкости. Учитываете это при конструировании. Важное значение имеет расположение – оно должно быть вертикальным, чтобы флегма могла стекать в куб.

Разобравшись с устройством, пытаемся понять, для чего нужен дефлегматор в самогонном аппарате.

Плюсы использования дефлегматора

• Уменьшается количество сивушных примесей. Использование дефлегматора позволяет обойтись без дополнительной механической фильтрации в ряде случаев.
• Повышается концентрация спирта в алкоголе за счет возвращения флегмы в брагу.
• Создает дополнительный барьер для попадания браги в готовый продукт, иначе потребуется новая дистилляция.

Цель статьи – разобрать теоретические и некоторые практические аспекты работы домашней ректификационной колонны, нацеленной на получение этилового спирта, а также развеять самые распространенные в Интернете мифы и разъяснить моменты, о которых «умалчивают» продавцы оборудования.

Ректификация спирта – разделение многокомпонентной спиртосодержащей смеси на чистые фракции (этиловый и метиловый спирты, воду, сивушные масла, альдегиды и другие), имеющие разную температуру кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах (тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах.

С физической точки зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими). Одновременно с обогащением происходит обмен теплом.

Момент контакта (взаимодействия потоков) пара и жидкости называется процессом тепломассообмена.

Благодаря разной направленности движений (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз), после достижения системой равновесия в верхней части ректификационной колонны можно по отдельности отобрать практически чистые компоненты, входившие в состав смеси. Сначала выходят вещества с более низкой температурой кипения (альдегиды, эфиры и спирты), потом – с высокой (сивушные масла).

Состояние равновесия. Появляется на самой границе разделения фаз. Достигается только при одновременном соблюдении двух условий:

1. Равное давление каждого отдельно взятого компонента смеси.
2. Температура и концентрация веществ в обеих фазах (паровой и жидкой) одинакова.

Чем чаще система приходит в равновесие, тем эффективнее тепломасообмен и разделение смеси на отдельные составляющие.

Разница между дистилляцией и ректификацией

Как видно на графике, из 10% спиртового раствора (браги) можно получить самогон 40%, а при второй перегонке этой смеси выйдет 60-градусный дистиллят, при третьей – 70%. Возможны следующие интервалы: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 и так далее до максимума – 96%.

Теоретически, чтобы получить чистый спирт, требуется 9-10 последовательных дистилляций на самогонном аппарате. На практике перегонять спиртосодержащие жидкости концентрацией выше 20-30% взрывоопасно, к тому же из-за больших затрат энергии и времени экономически невыгодно.

С этой точки зрения, ректификация спирта – это минимум 9-10 одновременных, ступенчатых дистилляций, которые происходят на разных контактных элементах колонны (насадках или тарелках) по всей высоте.

Работа ректификационной колонны

Ректификационная колонна – устройство, предназначенное для разделения многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции по температуре кипения. Представляет собой цилиндр постоянного или переменного сечения, внутри которого находятся контактные элементы – тарелки или насадки.

Также почти каждая колонна имеет вспомогательные узлы для подвода исходной смеси (спирта-сырца), контроля процесса ректификации (термометры, автоматика) и отбора дистиллята – модуль, в котором конденсируется, а затем принимается наружу извлеченный из системы пар определенного вещества.

Спирт-сырец – продукт перегонки браги методом классической дистилляции, который можно «заливать» в ректификационную колонну. Фактически это самогон крепостью 35-45 градусов.

Флегма – сконденсировавшийся в дефлегматоре пар, стекающий по стенкам колонны вниз.

Флегмовое число – отношение количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. В спиртовой ректификационной колонне находятся три потока: пар, флегма и дистиллят (конечная цель). В начале процесса дистиллят не отбирают, чтобы в колонне появилась достаточно флегмы для тепломассообмена. Потом часть паров спирта конденсируют и отбирают из колонны, а оставшиеся спиртовые пары и дальше создают поток флегмы, обеспечивая нормальную работу.

Для работы большинства установок флегмовое число должно быть не меньше 3, то есть 25% дистиллята отбирают, остальной – нужен в колонне для орошения контактных элементов. Общее правило: чем медленнее отбирать спирт, тем выше качество.

Контактные устройства ректификационной колонны (тарелки и насадки)

Отвечают за многократное и одновременное разделение смеси на жидкость и пар с последующей конденсацией пара в жидкость – достижение в колонне состояния равновесия. При прочих равных условиях, чем больше в конструкции контактных устройств, тем эффективнее ректификация в плане очистки спирта, поскольку увеличивается поверхность взаимодействия фаз, что интенсифицирует весь тепломасообмен.

Теоретическая тарелка – один цикл выхода из равновесного состояния с повторным его достижением. Для получения качественного спирта требуется минимум 25-30 теоретических тарелок.

Физическая тарелка – реально работающее устройство. Пар проходит сквозь слой жидкости в тарелке в виде множества пузырьков, создающих обширную поверхность контакта. В классической конструкции физическая тарелка обеспечивает примерно половину условий для достижения одного равновесного состояния. Следовательно, для нормальной работы ректификационной колонны требуется в два раза больше физических тарелок, чем теоретических (расчетных) минимум – 50-60 штук.

Насадки. Зачастую тарелки ставят только на промышленные установки. В лабораторных и домашних ректификационных колоннах в качестве контактных элементов используются насадки – скрученная специальным образом медная (либо стальная) проволока или сетки для мытья посуды. В этом случае флегма стекает тонкой струйкой по всей поверхности насадки, обеспечивая максимальную площадь контакта с паром.

Конструкций очень много. Недостаток самодельных проволочных насадок – возможная порча материала (почернение, ржавчина), заводские аналоги лишены подобных проблем.

Свойства ректификационной колонны

Материал и размеры. Цилиндр колонны, насадки, куб и дистилляторы обязательно делают из пищевого, нержавеющего, безопасного при нагревании (равномерно расширяется) сплава. В самодельных конструкциях в качестве куба чаще всего используются бидоны и скороварки.

Минимальная длина трубы домашней ректификационной колонны – 120-150 см, диаметр – 30-40 мм.

Система нагрева. В процессе ректификации очень важно контролировать и быстро регулировать мощность нагрева. Поэтому самым удачным решением является нагрев с помощью ТЭНов, вмонтированных в нижнюю часть куба. Подвод тепла через газовую плиту не рекомендуется, поскольку не позволяет быстро менять температурный диапазон (высокая инертность системы).

Контроль процесса. Во время ректификации важно следовать инструкции производителя колонны, в которой обязательно указываются особенности эксплуатации, мощность нагрева, флегмовое число и производительность модели.

Очень сложно контролировать процесс ректификации без двух простейших приспособлений – термометра (помогает определить правильную степень нагрева) и спиртометра (измеряет крепость полученного спирта).

Производительность. Не зависит от размеров колонны, поскольку, чем выше царга (труба), тем больше физических тарелок находится внутри, следовательно, качественнее очистка. На производительность влияет мощность нагрева, которая определяет скорость движения потоков пара и флегмы. Но при переизбытке подаваемой мощности колонна захлебывается (перестает работать).

Средние значения производительности домашних ректификационных колон – 1 литр в час при мощности нагрева 1 кВт.

Влияние давления. Температура кипения жидкостей зависит от давления. Для успешной ректификации спирта давление вверху колонны должно быть приближено к атмосферному – 720-780 мм.рт.ст. В противном случае при уменьшении давления снизится плотность паров и увеличится скорость испарения, что может стать причиной захлебывания колонны. При слишком высоком давлении падает скорость испарения, делая работу устройства неэффективной (нет разделения смеси на фракции). Для поддержания правильного давления каждая колонна для ректификации спирта оборудована трубкой связи с атмосферой.

О возможности самодельной сборки. Теоретически, ректификационная колонна не является очень сложным устройством. Конструкции успешно реализуются умельцами в домашних условиях.

Но на практике без понимания физических основ процесса ректификации, правильных расчетов параметров оборудования, подбора материалов и качественной сборки узлов, использование самодельной ректификационной колоны превращается опасное занятие. Даже одна ошибка может привести к пожару, взрыву или ожогам.

В плане безопасности прошедшие испытания (имеют подтверждающую документацию) заводские колонны надежнее, к тому же поставляются с инструкцией (должна быть подробной). Риск возникновения критической ситуации сводится только к двум факторам – правильной сборке и эксплуатации согласно инструкции, но это проблема почти всех бытовых приборов, а не только колонн или самогонных аппаратов.

Принцип работы ректификационной колонны

Куб наполняют максимум на 2/3 объема. Перед включением установки обязательно проверяют герметичность соединений и сборки, перекрывают узел отбора дистиллята и подают охлаждающую воду. Только после этого можно начать нагрев куба.

Оптимальная крепость подаваемой в колонну спиртосодержащей смеси – 35-45%. То есть в любом случае перед ректификацией требуется дистилляция браги. Полученный продукт (спирт-сырец) потом перерабатывают на колонне, получая почти чистый спирт.

Это значит, что домашняя ректификационная колонна не является полной заменой классического самогонного аппарата (дистиллятора) и может рассматриваться лишь как дополнительная ступень очистки, более качественно заменяющая повторную дистилляцию (вторую перегонку), но нивелирующая органолептические свойства напитка.

Справедливости ради отмечу, что большинство современных моделей ректификационных колон предполагают работу в режиме самогонного аппарата. Для перехода к дистилляции нужно лишь перекрыть штуцер соединения с атмосферой и открыть узел отбора дистиллята.

Если одновременно перекрыть оба штуцера, то нагретая колонна может взорваться из-за избыточного давления! Не допускайте подобных ошибок!

На промышленных установках непрерывного действия зачастую брагу перегоняют сразу, но это возможно благодаря гигантским размерам и особенностям конструкции. Например, стандартом считается труба 80 метров высоты и 6 метров диаметра, в которой установлено в разы больше контактных элементов, чем на ректификационных колоннах для дома.

После включения жидкость в кубе доводится нагревателем до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне, затем попадает в дефлегматор, где конденсируется (появляется флегма) и по стенкам трубы возвращается в жидком виде в нижнюю часть колонны, на обратном пути контактируя с поднимающимся паром на тарелках или насадках. Под действием нагревателя флегма снова становится паром, а пар вверху опять конденсируется дефлегматором. Процесс становится циклическим, оба потока непрерывно контактируют друг с другом.

После стабилизации (пара и флегмы достаточно для равновесного состояния) в верхней части колонны скапливаются чистые (разделенные) фракции с самой низкой температурой кипения (метиловый спирт, уксусный альдегид, эфиры, этиловый спирт), внизу – с самой высокой (сивушные масла). По мере отбора нижние фракции постепенно поднимаются вверх по колонне.

В большинстве случаев стабильной (можно начинать отбор) считается колонна, в которой температура не меняется на протяжении 10 минут (общее время прогрева – 20-60 минут). До этого момента устройство работает «само на себя», создавая потоки пара и флегмы, которые стремятся к равновесию. После стабилизации начинается отбор головной фракции, содержащей вредные вещества: эфиры, альдегиды и метиловый спирт.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным самогонным аппаратом приходится собирать «голову», «тело» и «хвост». Разница только в чистоте выхода. При ректификации фракции не «смазываются» – вещества с близкой, но хотя бы на десятую долю градуса разной температурой кипения не пересекаются, поэтому при отборе «тела» получается почти чистый спирт. Во время обычной дистилляции разделить выход на фракции, состоящие только из одного вещества, невозможно физически какая бы конструкция не использовалась.

Если колонна выведена на оптимальный режим работы, то при отборе «тела» трудностей не возникает, так как температура всё время стабильна.

Нижние фракции («хвосты») при ректификации отбирают, ориентируясь по температуре или по запаху, но в отличие от дистилляции эти вещества не содержат спирта.

Возвращение спирту органолептических свойств. Зачастую «хвосты» требуются, чтобы вернуть спирту-ректификату «душу» – аромат и вкус исходного сырья, например, яблока или винограда. После завершения процесса в чистый спирт добавляют некоторое количество собранных хвостовых фракций. Концентрацию рассчитывают эмпирическим путем, экспериментируя на небольшом количестве продукта.

Преимущество ректификации в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Это значит, что «головы» и «хвосты», полученные на самогонном аппарате, можно переработать на ректификационной колонне и получить безопасный для здоровья этиловый спирт.

Захлебывание ректификационной колонны

Каждая конструкция имеет предельную скорость движения пара, после которой течение флегмы в кубе сначала замедляется, а потом и вовсе прекращается. Жидкость накапливается в ректификационной части колонны и происходит «захлебывание» – прекращение тепломассообменного процесса. Внутри происходит резкий перепад давления, появляется посторонний шум или бульканье.

Причины захлебывания ректификационной колонны:

• превышение допустимой мощности нагрева (встречается наиболее часто);
• засорение нижней части устройства и переполнение куба;
• очень низкое атмосферное давление (характерно для высокогорий);
• напряжение в сети выше 220В – в результате мощность ТЭНов возрастает;
• конструктивные ошибки и неисправности.

Сваял новую конструкцию дефлегматора. Собственно, новая она для меня, а так давным-давно известная.

Для чего и почему? Неужели плоха схема дефлегматора-клюшки с димротом из трубки 6х1 мм? Есть тому несколько резонов.

Во-первых , димрот из нержавейки в изготовлении не так уж прост. Нет, я его давно освоил. Сделал себе приспособу, на которой кручу и однозаходные и двухзаходные димроты. Но, если кому-то нужно сделать один единственный такой холодильник, да еще без права на ошибку — придется попотеть.

Во-вторых , основной проблемой даже правильно сделанного димрота является довольно большое сопротивление протоку воды. По-просту, воздухом продуть его ртом можно, но трудно. Поэтому автономные системы, построенные на слабых аквариумных насосах плохо (или никак) справляются со своей задачей. Подвод воды охлаждения в РДХП осуществляется через трубки 8х1 мм и любой насосик с этим справляется на ура.

В-третьих , друзья-китайцы прислали мне вместо заказанных клампов на 38мм клампы на 32мм, чего я сразу не заметил. А потом уже было поздно выставлять претензии. Пришлось покумекать как и куда их приспособить и родилась эта конструкция.

Кроме уже вышеперечисленных резонов был и чисто экономический резон. Дефлегматор получился весьма недорогим — цена его в розницу будет выходить в районе 2500 рублей. И все это замечательно, но что же мы получили за эти деньги?

Вчера провел первые испытания на воде. Целью этих испытаний было определение фактической утилизационной мощности устройства. Методика следующая (она может вам пригодиться и для других аппаратов, если вы не знаете, сколько же гасит ваш аппарат в реале) : подаем на дефлегматор максимальную доступную мощность, пока из ТСА не начнется прорыв пара, минимизируем этот прорыв и дистиллируем воду через дефлегматор в мерную емкость, контролируя время. Так как каждый поданный в куб 1 кВт энергии испаряет примерно 1,6 литра воды в час, то замерив величину получившегося отбора, мы определим сколько этих самых кВт «скушал» наш аппарат.

Дефлегматор был смонтирован на пустую царгу 38мм, благо они оснащены одним клампом 1,5″ и могут отлично сопрягаться в одной системе. Пустая царга нужна для комфортной установки большого доохладителя.

Итак, в деф через доохладитель в холодный палец подавалась вода с температурой 13,7°С. Скорость протока примерно 60 л/час (чуть меньше на самом деле). На выходе из рубашки температура воды составила 56,7°С. При этом температура продукта составила 22,6°С. А теперь внимание — была достигнута производительность дистилляции 5,01 л/час. Честно говоря, я был несказанно удивлен, так как по расчетам выходило, что надеяться можно было максимум на утилизацию 2 кВт, а тут получилось 5,01 / 1,6 = 3,13 кВт. Можно сравнить эти результаты с похожими опытами из . Конечно дефлегматоры из той статьи мощнее, но и этот на их фоне не теряется.

На этой иллюстрации приведена принципиальная схема конструкции РДХП.

Выводы . Производительность устройства вполне взрослая получается. Практическое применение такая конструкция найдет в комбайне эконом-класса. Она позволит использовать бражную царгу из трубы 32мм с насадкой СПН, частично заполняющей ее (труба тоньше — насадки меньше). А ректификационную царгу длиной от 1 м можно использовать из трубы 38мм. Опять же можно ставить бражную царгу 38мм с тарельчатыми вставками. Или ректификационную царгу из 32мм — для тех кому спирта много не надо, а переработать накопившиеся голово-хвосты на ней можно хоть и дольше (производительность небольшая), но «задешево». Достаточно гибкая система прорисовывается.