Об узлах отбора в самогоноварении

Узлы отбора самогонных аппаратов появились, как только возникла необходимость в повышении качества конечного продукта. Нельзя описать узел отбора, не упомянув прямоточные перегонные аппараты, которые прекрасно обходятся без него. В этих аппаратах процесс перегонки происходит прямоточным перемещением из куба с брагой спиртосодержащих паров и последующим их охлаждением проточной водой. На выходе получается охлажденный конденсат спирта сырца. По сути — это знакомая всем водяная рубашка, где проточная вода подается в нижний патрубок, а выводится в верхний. Получаемый спирт сырец содержит сивушные масла, метиловый спирт, ацетон и другие вредные вещества в одном букете, а концентрация этилового спирта в нем редко превышает 40 градусов. Полноценную дробную (с разделением на фракции) перегонку в прямоточных аппаратах провести затруднительно.

Другое дело — самогонные аппараты колонного типа. Здесь происходит разделение спирта сырца на различные фракции по признаку температуры их кипения (фракционная дистилляция):

1. При t=+56 C испаряется ацетон.

2. При t=+65 C — испаряется метиловый спирт.

3. И только при t=+78 C испаряется спирт-ректификат.

4. При дальнейшем нагревании до 100 градусов на выходе получается вода с включениями высокотемпературных примесей и сивушных масел.

В верхней части колонны установлен дефлегматор — охладитель, превращающий поднимающиеся пары во флегму (капли), которая стекает вниз по стенкам колонны (насадки царги) и снова испаряется под воздействием температуры поднимающихся паров. Таким образом, пары ацетона, как наиболее низкокипящие, скапливаются в верхней части колоны, чуть ниже концентрируются пары метилового спирта и ещё ниже — самая ценная фракция — этиловый спирт. Замыкает этот столб колонны наиболее высокотемпературная фракция из различных вредных примесей. На слэнге любителей самогоноварения это называется «паровозик» или «голова», «тело» и «хвост».

Состав «голов»: яды, канцерогены (этилацетат, метанол, ацетон и другие легкокипящие вещества). Они первыми возгоняются, т.к. их температура кипения ниже температуры кипения этанола. Стараются отбирать их в высококонцентрированном составе (с низкой концентрацией этанола в них), чтобы сохранить как можно более высокую концентрацию тела (часть, пригодную для пищевого употребления). В классическом варианте аппарата это достигается за счет снижения скорости перегона браги. Этот медленный процесс занимает 3-4 часа.

«Хвосты»: водный раствор этилового спирта с растворенными в нем вредными веществами, температура кипения которых выше температуры кипения полезного этилового спирта, но ниже температуры кипения воды.

Регулируя температуру дефлегматора и нагрев куба, добиваются последовательного подъема в охладитель и сбора разделённых фракций. Называется этот способ отбором фракций по охлаждению, а сам аппарат — бражная колонна.

Именно тонкий процесс регулировки температуры дефлегматора и нестабильная мощность нагрева куба доставляют наибольшие неудобства, непроизводительные потери времени при этом способе.

Эврика! Узел отбора

Чтобы исключить зависимость стабильности процесса отбора полезного продукта от внешних факторов, в конструкцию колонны добавляется узел отбора между царгой колонны и дефлегматором (или холодильником вместо дефлегматора).

Их существует несколько видов. Начнем с узла отбора по жидкости. Основной элемент узла — стаканчик с двумя вертикальными трубками разной высоты и диаметра, отверстием для термометра и трубкой отвода (сбора) выводимых фракций.

Как это работает?

Пары поднимаются в дефлегматор по высокой трубке большего диаметра (на рисунке к ней подведена трубка термометра), охлаждаются до состояния флегмы, которая стекает в стаканчик. Когда уровень флегмы достигает края низкой трубки, флегма стекает обратно в царгу для поддержания тепломассового процесса выстраивания паров в «паровозик».

Когда фракции разделились (колонна работает «на себя», на это уходит 20-25 минут), можно приступать к последовательному отделению «голов», «тела» и «хвостов». Достигается это простым открытием игольчатого крана (на рисунке красного цвета), им же регулируется и скорость, количество отбора. Никакой зависимости от нестабильности температуры охладителя и мощности нагрева куба! На выходе готовый продукт доохлаждается с тем, чтобы исключить испарение горячего спирта. Рассмотренная конструкция называется узлом отбора по жидкости.

Как настроить узел отбора по жидкости

Нужная скорость отбора контролируется встроенным термометром. Если скорость отбора слишком высокая, в царгу из стаканчика поступает недостаточное количество флегмы, высокотемпературные фракции поднимаются вверх, температура повышается. Это знак, что проходное сечение игольчатого крана нужно уменьшить, чтобы вернуть стабильный тепломассовый процесс разделения фракций. В конце процедуры отбора, когда количество спирта в кубе уменьшается, требуется повторная регулировка игольчатым краном, чтобы не пропустить в собранный продукт «хвосты».

Узел отбора голов как работает

Для отбора голов применяют все тот же узел отбора по жидкости. Разница в температуре нагрева паров, которая не должна превышать нагрева этилового спирта (примерно до 76 градусов). Сначала игольчатый край перекрывают, дают колонне поработать «на себя» минут 15-20, пока вверху царги не выстроится «паровозик голов». После этого игольчатый кран приоткрывают и начинают процесс отбора голов. Процесс рекомендуется проводить с меньшей скоростью, чем процесс отбора «тела», чтобы не прозевать подход этилового спирта. Этот процесс занимает около 1.5 часов.

Также для отбора «голов» и «хвостов» пользуются популярностью узлы отбора «мини» по жидкости. В этом упрощенном варианте отсутствует доохладитель, т.к. нет необходимости охлаждать «головы».

Очень похоже, но с принципиальными отличиями происходит отбор фракций в узле отбора по пару. Здесь пары фракций поднимаются по изогнутой трубе, охлаждаются в дефлегматоре и в виде флегмы по обводящей трубке попадают обратно в царгу для формирования уже известного нам «паровозика».

Таким образом, в изогнутой части трубы постоянно циркулирует только пар, который можно разделить краном отвода (отбора по пару). Часть пара уходит в дефлегматор, вторая часть — на отбор. Если приходится выбирать между разными узлами отбора, то нужно вспомнить о преимуществах. Узел отбора по пару ценится за постоянное соотношение между парами, прошедшими в дефлегматор, и возвращаемыми в царгу парами (флегмовое число). Задается это один раз рукояткой крана отбора на весь цикл отбора «голов» или «тела» после прогона «голов». Ещё одно преимущество — независимость от стабильности температуры охлаждения.

Считается, что узел отбора по пару позволяет «выжать» больше полезного продукта из исходного материала, чем это возможно с помощью узла отбора по жидкости.

Универсальный узел отбора. Нужен ли?

Есть ещё универсальный или совмещённый узел отбора (их существует несколько конструкций), позволяющий отбирать фракции либо по жидкости, либо по пару в зависимости от поставленной задачи и исходного возгоняемого материала. Как оказалось, с его помощью при втором перегоне удобно разделять продукт на отдельные фракции. По жидкости удобнее отбирать «головы» и «хвосты», по пару — сам полезный продукт («тело»). Это оценили многие наши клиенты.

В каталоге магазина «СИБКЛАД» есть несколько последних разработок для любителей своими руками получить вкусный и полезный напиток. Весь товар прошел «полевые» испытания и одобрен любителями вкусных крепких напитков.

Благодаря универсальным кламповым соединениям для колонн на 1.5 , 2 и 3 дюйма, самогонные аппараты легко модернизируются. Нужно просто купить необходимые детали.