Naprava in načelo delovanja destilacijske kolone

Destilacijski stolpec je bil razvit pred skoraj 200 leti in skozi svojo zgodovino je redno služil ljudem za prejemanje prečiščenih tekočin različnih vrst.

Glavni namen take naprave je industrijska proizvodnja (rafiniranje nafte, kemična industrija, petrokemikalija, pivovarstvo itd.).
V vsakdanjem življenju majhne naprave aktivno uporabljajo ljubitelji kakovostne lune. Kupljeni ali doma narejeni stolpci vam omogočajo, da doma dobite skoraj čist alkohol.

Kako deluje ta naprava, bomo podrobno razpravljali v tem članku..

Načelo dela

Destilacijski stolpec vam omogoča, da postopek destilacije implementirate v praksi. Strukturno gre za valj, v katerem je nameščena kocka, kjer se dovaja tekočina in segreva, in refluksni kondenzator, kjer nastaja tekoči kondenzat (flegma).

Poleg tega so na voljo tudi kontaktni elementi za postopke kondenzacije, zbiranja tekočin in ponovne izhlapevanja..

Destilacijski stolpec deluje na naslednji način:

1. Kocka je napolnjena s surovino (približno 2/3 prostornine) in segreta do vrelišča tekočine.
2. Izhlapevanje naraste in ko se sreča s povratnim kondenzatorjem, se delno kondenzira in se spremeni v sluz, ki teče po stenah jeklenke navzdol.
3. Ta postopek, ko se para večkrat dvigne vzdolž valja, pri čemer se najtežje frakcije najprej kondenzirajo. Najlažja frakcija doseže vrh stolpca..
4. Med delovanjem instalacije v njenem cilindru sočasno so hlapi, refluks, surovina in prečiščen končni izdelek. Pari in glivi ustvarjajo medsebojno nasprotne tokove..
5. V začetnem obdobju (pred stabilizacijo postopka) je priporočljivo, da se ne izbere končnega izdelka, ki obogati sluz in pospeši doseganje ravnotežnega režima prenosa toplote in mase.

Pomoč! Učinkovitost stolpca se lahko izrazi s številko refluksa, tj. razmerje volumna flegmyja in količine končnega izdelka.

Za stabilno delovanje naprave se ta indikator vzdržuje na ravni 3, kar zagotavlja pretok ne več kot 25% prečiščene tekočine.

Gnoj, spuščanje navzdol, spet segreje do vrenja. Še en del pare se dvigne in začenja nov cikel.

Če je luna očiščena, se na samem dnu stolpca od samega začetka postopka naselijo najtežji sestavni deli (lalilna olja).

Lažje frakcije (metilni alkohol, etri, aldehidi) so razporejene vzdolž cevi. Postopoma tečejo navzdol, medtem ko uravnotežijo temperaturo 9-12 minut. Skupno trajanje segrevanja kocke je 25-55 minut.

Razlika med destilacijo in destilacijo alkohola

Najpogostejše metode čiščenja tekočin so destilacija in popravljanje. Te tehnologije so si v marsičem zelo podobne, kar včasih povzroči kombinacijo pojmov, kar je popolnoma napačno.

• Destilacija Gre za čiščenje s segrevanjem mešanice na določeno temperaturo, ko aktivno uparjajo le nizko vrele frakcije, čemur sledi ohlajanje hlapov, da se zagotovi njihova kondenzacija. Temperatura ogrevanja surovine je izbrana tako, da vre samo določena frakcija, medtem ko visoko vreli sestavni deli ne dosežejo vrelišča, ostanejo v tekočem stanju. Pravzaprav je lunovjek primer destilarne.
• Rektifikacija zahteva segrevanje mešanice do vretja celotne mase, čemur sledi prenos toplote in mase tekočih in parnih tokov. Destilacija se uporablja kot zadnja faza, ko se izpušna hlapna para pretvori v tekočino s kondenzacijo, da dobimo končni izdelek.

Na spletnem mestu imamo tudi članek: kako narediti luno naredi sam

Temeljne razlike v mehanizmu postopka vodijo do dejstva, da ima končni proizvod med rektifikacijo bistveno globje čiščenje in visoko kakovost v primerjavi z destilacijo.

Dejstvo je, da med destilacijo celo ne vrela tekočina delno izhlapi, kar v vsakem primeru pomeni, da je v prečiščeni tekočini določena količina različnih frakcij. Za doseganje dobre kakovosti je potrebnih do 6-7 postopkov.

Rektifikacija v enem prehodu zagotavlja čist, enoten izdelek. Pri čiščenju lune ta učinek pomembno vpliva na trdnjavo:

1. Torej z eno destilacijo destilacija ne presega 35-40%, z dvema - do 50-55%, tremi - do 70%.
2. Moč 90-95% (alkohol) se doseže po vsaj 5 destilacijah.
3. Destilacijski stolpec vam omogoča, da v enem ciklu dobite skoraj čist alkohol. Poleg tega destilacija ohrani okus in vonj surovine.

Metoda destilacije ima nekatere pozitivne vidike:

• Celo številne destilacije po tehnologiji omogočajo izgubo ne več kot 20-22% tekočine.
• Izgube v destilacijskih napravah so veliko večje - lahko dosežejo 32-35%.
• Treba je opozoriti in preprostost tehnologije. Za usmerjanje je potrebna bistveno bolj zapletena in draga oprema.

Oglejte si video, v katerem izkušeni luniner primerja postopke destilacije in rektifikacije in daje nasvete o izbiri aparata za destilacijo mesečine:

Pomembne specifikacije stolpcev

Splošno načelo oblikovanja sodobnih destilacijskih stolpcev ostaja nespremenjeno. Cilj izboljšanja naprav je povečati produktivnost, globino čiščenja, izkoristek in stabilnost kakovosti končnega izdelka.

Rešitev nalog dosežemo z gibanjem v več smereh.

Velikosti in materiali

Za izpolnjevanje vseh tehnoloških pogojev je pomembna največja možna višina delovnega valja in njegova optimalna kombinacija s premerom.

Velikosti se razlikujejo:

1. industrijski,
2. domače instalacije.

Za domače razmere so potrebne miniaturne naprave.

Njihova višina je v območju 1,2-1,6 m. Z manjšimi velikostmi kakovostnega ločevanja frakcij je nemogoče doseči. Premer cevi je lahko od 3-5 cm do 0,3-0,5 m.

Je pomembno! Najboljši material za izdelavo stebrov - nerjaveče zlitine z dovoljenjem za uporabo v prehrambeni industriji. Ne oddajajo škodljivih snovi pod kakršnimi koli agresivnimi vplivi..

Ogrevalni sistem

Pri organizaciji ogrevanja kocke s surovinami sta pomembna 2 dejavnika:

• zadostna moč,
• možnost gladkega prilagajanja.

Težko je regulirati plinski vir energije, zato se pogosteje uporabljajo električni grelni elementi (grelni elementi). Normalna moč je določena s tem izračunom 4 kW na kocko s prostornino 50 l.

Zmogljivost

Neposredno je povezana z močjo grelnih elementov in velikostjo stebra. Hitrejši kot teče po cevi, večja je produktivnost.

Poleg tega se povečuje z uporabo neprekinjene tehnologije, ki predvideva posebne naprave za dobavo surovin in pravočasno odstranjevanje končnega izdelka.

Kakovost čiščenja

Odvisno je od števila sočasno potekajočih kondenzacijskih procesov v enem prehodu jeklenke, ki je določeno s številom ustreznih kontaktnih elementov.

V v dobrih napravah je nameščenih vsaj 7-8 takih con.

Nadzor procesa

Za zagotovitev potrebnega nadzora so termometri nameščeni v vseh conah. Za vzdrževanje stabilnega načina je nameščen avtomatski sistem.

Tlak

Postopek destilacije bo potekal normalno ob ohranjanju stabilnega notranjega tlaka v območju 725-785 mm Hg..

Hkrati je povečan tlak zagotovljen v spodnjem delu, kjer se kopičijo težke frakcije, in najnižji - na vrhu, kamor usmerja lahka para.

V industrijskih napravah se običajno na vrhu stolpca ustvari vakuum, najbolj racionalno pa je vzdrževati normalen atmosferski tlak.

Pri obratovanju stolpcev za destilacijo je treba upoštevati, da se postopek najbolj aktivno odvija, ko se pogoji stabilizirajo in so temperature prihajajočih tokov enake.

Hitrost stabilizacije režima velja za enega najpomembnejših kazalcev kakovostne in sodobne namestitve..

Kontaktne naprave (plošče in šobe)

Kontaktni elementi v destilacijskem stolpcu sodelujejo pri ustvarjanju ravnotežja tekočine in pare ter pri koncentraciji pare.

Vsak tak element omejuje določeno območje, v katerem poteka poseben cikel destilacije - izhlapevanje in poznejša kondenzacija posamezne frakcije, pogosto par prestopi to mejo in se pomakne navzgor, pri čemer v svoj tok vključi hlapne sestavine.

V katerem koli takšnem območju se vzpostavi določeno ravnovesje..

Pomoč! Glavni učinek je zagotovljen s povečanjem območja faznih stikov, kar aktivira izmenjavo toplote in mase.

Glavni so naslednji kontaktni elementi:

1. Teoretična plošča. V resnici gre za oblikovano ravnotežno območje brez namestitve dodatnih delov. Za pridobitev dobro očiščene alkoholne pijače organizirajo od 24 do 32 takšnih con.
2. Fizična plošča. To je pravi del v obliki krožnika, v katerem se nabira tekoča plast. Par je prisiljen skozi njega, kar se kaže s številnimi mehurčki. Ta možnost zagotavlja dovolj veliko stično območje. Če želite v stolpcu pridobiti popoln, čisti alkohol, morate namestiti do 45-55 fizičnih plošč.
3. Šobe. Ti kontaktni elementi so v glavnem zasnovani za podporo postopku kondenzacije pare. So veliko manjše od plošč, upirajo se pretoku pare. Stolpce je mogoče uporabiti v več sortah - obroč, mreža, spirala. V samo izdelane naprave je pogosto postavljeno "sito" - disk s številnimi luknjami. Eden najboljših materialov za šobe je baker. Lahko se uporabljajo bakrene zlitine ali aluminij..

Kontaktni elementi plošče so nameščeni predvsem v industrijskih stebrih z veliko višino in zadostnim premerom za njihovo namestitev..

Pri gospodinjskih aparatih (kupljenih in domačih) imajo prednost šobe, ki jih je mogoče pritrditi v cevi s premerom 4-5 cm.

Kako doseči najboljši rezultat?

Pri obratovanju destilacijske kolone je treba sprejeti nekatere ukrepe za dosego normalnega načina delovanja in za pridobitev kakovostnega končnega izdelka..

Zlasti veljajo dogodki na naslednjih področjih.

Izjema je "poplavljanje" instalacije

Ta "bolezen" je povezana z upočasnitvijo in prenehanjem odtekanja gnojnic, kar vodi v njeno kopičenje v jeklenki in blokira pretok pare. Zaradi "poplave" se v stebru dvigne tlak, pojavijo se glasni godrnjanja in hrup.

Pojav lahko sprožijo takšni razlogi:

1. Preseganje dovoljene hitrosti pretoka pare, ki jo lahko povzroči prekomerno segrevanje tekočine v kocki;
2. Prekomerno polnjenje kocke s surovino ali zamašitev v spodnjem območju cevi;
3. Prenizki tlak v spodnjem delu kolone, kar je značilno za visoke gorske razmere;
4. Povečanje napetosti v napajalnem omrežju, kar povzroči nenačrtovano povečanje moči grelnega elementa;
5. Kršitve oblikovanja ali tehnologije.

Vgradnja samodejnega krmiljenja in regulacije postopka pomaga preprečiti ta neprijeten pojav. Posebna pozornost je namenjena segrevanju surovin in polnjenju kocke.

Pravočasno odstranjevanje končnega izdelka in usedanje težkih frakcij

V prvem primeru je tehnika enostavna - na začetni stopnji (dokler se temperatura in tlak ne stabilizirata) se s končnim izdelkom kondenzira le četrtina hlapnih hlapov, nato pa se dodeli njen največji volumen.

Videz usedlin iz težkih frakcij je težje zaznati. Poudarek je na vonju in barvi tekočine na samem dnu kolone.

Pravilna namestitvena priprava za zagon

Pred začetkom rektifikacije je treba preveriti stanje aparata, najprej tesnost kolone. Za preverjanje je izhod končnega izdelka blokiran in črpana hladna voda..

Šele ko se prepričate, da je namestitev tesna, lahko začnete nalivati ​​surovine in segreti kocko.

Od domačega aparata ne smete pričakovati čudežev in ga še vedno zamenjati z luno. Najmanjša jakost izvirne tekočine mora biti najmanj 30%, sicer proizvodnja ne bo ustvarila izdelka, ki je po trdnosti blizu čistega alkohola..

Je pomembno! Ne vlijte kaše v kocko, ki ni bila primarna destilacija.

Pri izdelavi instalacije z lastnimi rokami ne morete dovoliti izgube toplotne energije skozi telo stebra. Še posebej pomembno je zaščititi dno, tj. cono do prvega kondenzatorja.

Kot toplotno izolacijo priporočamo uporabo:

• polistiren,
• penoizol,
• sodobna izolacija iz folije.

Destilacijski stolpci vam omogočajo globoko čiščenje tekočin ali poudarjanje lahke frakcije. V industrijskih pogojih najdejo uporabo v številnih panogah, tudi z njihovo pomočjo je zagotovljeno rafiniranje olj, narejen je kakovosten alkohol.

Doma so takšne rastline primerne za proizvodnjo zelo močnih, visokokakovostnih alkoholnih pijač iz lune.. Ob pravilni uporabi so popolnoma varni in učinkoviti..

Video pregled

Pri destilaciji je vloga destilacijske kolone velika - z njeno pomočjo lahko dobite čist, kakovosten in varen alkohol. Na žalost je ta naprava precej zapletena.

Ukvarjati se z zasnovo in načelom delovanja aparata za destilacijo lune bo pomagalo video: