Kapaciteta rektifikacijske kolone je odvisna od premera bočnice ali prostornine kocke
Srce vsakega RK je carga s pakiranjem, njegove zmogljivosti pa v veliki meri določajo delovanje kolone kot celote. Za analizo se bomo strinjali, da ima car, kot bi moral biti med rektifikacijo, višino šobe 150 cm in vanj vlije SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 mm, kocko pa tri četrtine napolni s 40% surovi alkohol.
Teorija
Polinčni stolpec ima lahko bočnice z notranjim premerom 35 ali 38 mm, 2-palčni pa lahko 48 ali 50 mm. Standardni nabor možnih kock za danes: 20, 30, 37 in 50 litrov.
Največja ločilna zmogljivost kolone je dosežena z močjo pred poplavo, ki zagotavlja tudi največjo hitrost vzleta pri določenem refluksnem razmerju. Številne destilarne za začetnike moči pred pitjem ne upravičeno enačijo z zmogljivostjo kolone. Pravzaprav popravek vključuje več stopenj, od katerih vsaka zahteva čas..
Pri izbiri premera stebra in prostornine kocke je pomembno razumeti, kako bo njihova kombinacija vplivala na zapletenost postopka in čas, porabljen za rektifikacijo.
Faze rektifikacije
1. Priprava opreme za delo. Montaža opreme, vlivanje surovega alkohola v kocko in druge pripravljalne operacije. Običajno vse traja približno 0,5 ure, T1 = 0,5.
2. Segrevanje do vrenja. Če je grelni element pravilno izbran glede na razmerje 1 kW moči na 10 litrov razsutega tovora, bo ogrevanje trajalo približno 40 minut ali T2 = 0,7 ure.
3. Stabilizacija. Ta stopnja traja od 30 minut do 1 ure. Naj bo 45 minut ali T3 = 0,75 ure.
4. Izbor frakcije glave. Čas izbire "glav" (T4) ni odvisen od hitrosti izbire. Če želite iz kocke odstraniti vse nečistoče v glavi, mora vsak liter glavnine vsaj enkrat izhlapeti in biti v koloni. Če želite to narediti, morate za vsak liter absolutnega alkohola v kocki dobaviti 1 kW ogrevalne moči..
Delovna moč v vatih je številčno enaka površini preseka stebra (S) v kvadratnih milimetrih.
Količina absolutnega alkohola (AC) se določi na podlagi volumna (CC) in njegove jakosti.
T4 = AC / N (ure), kjer:
AC = 0,4 * CC (liter)-
N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW)-
d - notranji premer stebra (mm).
Od tu dobimo:
T4 = 510 * CC / d2 (ure), kjer:
SS - 40% v razsutem stanju v litrih,
d - notranji premer stebra (mm2.).
5. Izbira naslonov za glavo. Ta stopnja je potrebna za čiščenje embalaže iz ostankov frakcije glave. Število naslonov za glavo je odvisno od nosilnosti in prostornine naslona za glavo. Kapaciteta SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 je približno enaka 150 ml refluksa na 1 liter šobe. Za učinkovito izpiranje morate izbrati 2-3 volumna, za izračune bomo vzeli - 2.5.
Za vzorčenje te prostornine s hitrostjo 0,5 l / h traja 2 uri. Če hitrost dvignete na polovico nominalne, bo dovolj 1,2 ure, ne glede na premer stranske vrstice.
Prenizka hitrost zmanjšuje učinkovitost čiščenja in kakovost alkohola. Toda zdaj ne gre za to, za današnjo nalogo bomo vzeli največji čas izbire: T5 = 2 uri.
Prostornina vzorčenja v litrih:
Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, kjer:
Vн - prostornina šobe v litrih.
Če je hitrost vzorčenja enaka 0,5 l / h, potem je čas vzorčenja:
T5 = 0,75 * Vn.
Če je hitrost izvleka enaka polovici nazivne hitrosti, potem je treba upoštevati, da je nazivna hitrost izvlečenja Wnom v ml / h številčno enaka površini preseka kolone v mm2., čas izbire naslona za glavo:
T5 = (0,375 * Vn) / (0,5 * S) = 0,75 * Vn / S = 0,75 * L * S / S
T5 = 0,75 * L (ura), kjer:
L - višina stebra v metrih.
Pri hitrosti izbire naslona za glavo, ki je enaka polovici nazivne vrednosti, je čas izbire v urah številčno enak ¾ višine stebra v metrih in ni odvisen od premera stebra ali prostornine razsutega tovora.
6. Izbor komercialnega alkohola. Začetna hitrost odvzema v ml / h je številčno enaka površini preseka kolone (S) v mm. Do konca vzorčenja za povečanje refluksnega razmerja in povečanje ločevalne sposobnosti zmanjšamo hitrost vzorčenja za 2,5-krat. Povprečna stopnja izbire "telesa" bo približno enkrat in pol nižja od nominalne.
Količina komercialnega alkohola je približno 80% alkohola v razsutem stanju.
Od tod čas izbire "telesa":
T6 = 0,8 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 1,5)) = 480 * CC / S-
T6 = 611 * CC / d2, kjer:
CC - količina 40% surovega alkohola (l)-
d - premer strani predala (mm).
7. Izbor "repov". Število "repov" je približno enako 10% glasnosti zvočnika v kocki. Hitrost vzorčenja je približno enaka polovici nominalne vrednosti.
T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 2)) = 80 * CC / S-
T7 = 102 * CC / d2.
8. Izpodrivanje nečistoč iz kolone. Ta postopek traja pol ure, T8 = 0,5.
9. Demontaža opreme in čiščenje prostorov. Najmanj prijetna stopnja običajno traja do 1 ure, T9 = 1.
Skupni čas popravljanja
Skupni čas, potreben za en cikel rektifikacije:
T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7 + T8 + T9-
0,5 + 0,7 + 0,75 + 510 * CC / d2 + 2 + 611 * CC / d2 + 102 * CC / d2 + 0,5 + 1.
Poenostavimo in dobimo:
T = 5,45 + 1223 CC / d2.
Količina alkohola (Vc), dobljena v tem času, je približno enaka 0,8 AC v kocki, izgube za nepopravljive "glave" in preostanek v kocki bodo zanemarjene.
Vc = 0,8 * 0,4 * CC.
Produktivnost, s katero lahko dobimo alkohol na uro dela s kolono, lahko izračunamo po formuli:
Pr = Vc / T.
Praktični vidiki popravljanja
Na podlagi dobljenega modela bomo poskušali odgovoriti na vznemirljiva vprašanja..
1. Realna produktivnost kolone glede na premer in prostornino (l / h).
Začetna hitrost umika "telesa" je veliko večja od dejanske produktivnosti kolone. Preprosto naivno je misliti, da pri nominalni zmogljivosti 2-palčne kolone 1800 ml / uro destilacija 40 litrov surove alkohol z jakostjo 40% lahko dopolnite v 9 urah..
Ob upoštevanju vseh potrebnih operacij bo realna produktivnost skoraj trikrat manjša. Razlika v zmogljivosti med 35 mm in 48 mm kolone dejansko ni 800 ml / h, kot se zdi na prvi pogled, ampak le 250 ml / h. In to je veliko, saj postopek traja več kot eno uro..
2. Čas delovnega cikla (ure).
Graf prikazuje vpliv prostornine kock (os X) na skupni čas rektifikacije (os Y) za različne premere kolone. Glavnina je standardna - tri četrtine prostornine kocke. Nerazumnost nekaterih možnosti konfiguracije postane očitna. Če želite oceniti, kako priročno bo uporabljati to ali ono možnost, upoštevajte trajanje glavnih operacij.
3. Ključne delovne točke, ki zahtevajo posredovanje operaterja.
3.1. Čas od začetka postopka do konca izbire "glav" ali prvega pristopa k kocki za menjavo posod.
3.2. Nato izberemo vzglavnike za 2 uri pri polovici potovalne hitrosti (nominalno). Pristopimo k stolpcu in zamenjamo posodo, nadaljujemo z izbiro "telesa".
3.3. Izbira telesa se bo končala in za menjavo posode boste morali iti v stolpec.
3.4. Izbira "repov" bo trajala.
3.5. Nato se približamo koloni in zaključimo delo, ki traja 1,5 ure.
ugotovitve
1. Večja kocka kot je večja, večja je dejanska produktivnost. Toda neskončno povečevanje ne bo delovalo. Ko temperatura v kocki doseže 90-92 stopinj, trup in druge vmesne nečistoče začnejo množično zapuščati kocko in se kopičiti v šobi. Če je glavnina prevelika, se bodo po kopičenju v spodnjem delu kolone nečistoče začele naraščati vse višje in prodreti v izbor. Prej bomo morali preklopiti na "repove". Za normalno delovanje bi moralo biti več kot 10 kosov embalaže, vendar manj kot 20 - da ne bi zamudili "repov".
2. Optimalna količina 40% SS v razsutem stanju med rektifikacijo je 15 količin embalaže.
| Premer stebra, mm | Prostornina šobe, l | Prostornina, l | |
| iz | prej | ||
| 35 | 1.44 | 14. | 29. |
| 38 | 1.7 | 17. | 34 |
| 48 | 2.71 | 27. | 54 |
| petdeset | 2.95 | trideset | 59 |
Z najmanjšo količino lahko preklopite na izbiro "jalovine" pri spodnji temperaturi 96-97 stopinj, z največjo maso - 92-93 stopinj.
3. Trajanje rektifikacije se povečuje z zmanjšanjem premera stebra in povečanjem količine enkratne razsute mase. Toda uporaba velikih premerov kolon z majhno količino pomeni pridobitev sorazmerno velike količine recikliranega alkohola in majhen donos uporabne.
4. Brez orodij za avtomatizacijo, ki omogočajo dolgotrajno puščanje opreme brez nadzora, je mogoče uporabljati komplete z razmeroma kratkim časom cikla. To zoži nabor možnih možnosti in pojasnjuje dejstvo, da številni destilarni preprosto ne odvzamejo "repov" svoji opremi ali raje izdelujejo NDRF - sile niso neomejene.
5. Če postopek na splošno traja več kot 12–15 ur, je potrebna avtomatizacija. Vsaj najpreprostejši z varnostnim blokom, ki vam omogoča signal o poplavi, odvajanju vode ali zvišanju temperature v TCA. Če to ni mogoče, se omejite na najmanjšo prostornino kock.
6. Nastale odvisnosti in grafi omogočajo kakovostno in do neke mere kvantitativno analizo različnih možnosti za celoten sklop RK. Glavna stvar je, da ne pozabimo, da jih je treba primerjati s časom, ki ga je destilarna pripravljena posvetiti svojemu hobiju..