Как сделать ректификационную колонну своими руками

Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.

Что это такое и для чего нужно

Ректификационная колонна – это сложное устройство, состоящее из нескольких узлов: царги, дефлегматора, узла отбора и термометра, необходимых для протекания полноценной ректификации. Этот процесс позволяет разделить многокомпонентную смесь, состоящую из веществ с близкой температурой кипения/испарения.

Главное отличие ректификации от обычной дистилляции в том, что при ней испарение и конденсация веществ это не единичное явление, а постоянный цикличный процесс. В результате самогонный аппарат колонного типа производит спирт высочайшего качества ректификат.

***

Учитывая огромное количество существующих сегодня способов угона, полностью защититься от автомобильных воров нельзя. Пожалуй, две главные рекомендации для всех водителей: не терять бдительность и не экономить на охранных системах. Качественные средства защиты от угона сложнее сломать, а при покупке новейшей охранной системы есть шанс, что злоумышленники еще не придумали способ ее обмануть.

Обратная связь с отделом «Силовые структуры»:
Если вы стали свидетелем важного события, у вас есть новость или идея для материала, напишите на этот адрес: crime@lenta-co.ru
Больше важных новостей в Telegram-канале «Лента дня». Подписывайтесь!

Устройство и принцип работы ректификационной колонны

Как сделать ректификационную колонну волнует многих домашних винокуров. А ведь небольшой миниспиртзавод для дома можно сделать самостоятельно, намного сэкономив при покупке готового комплекта.

Сумма буде в 2-3 раза меньше если вы решите сделать ректификационную колонну самодельную. Все детали, как устроена ректификационная колонна и чертеж подробно описаны ниже.

Каждый домашний миниспиртзавод состоит из:

1. Перегонный куб;
2. Царга;
3. Насадка;
4. Узел отбора;
5. Дефлегматор;
6. Холодильник;
7. Царга пастеризации (опционально);
8. Автоматика.

Царга

Находится в основании колонны и является одной из основных ее частей. Внутри нее протекает газо-жидкостный массообмен – одно из основных явлений в процессе ректификации.

Происходит это следующим образом:

• Жидкость, закипая в —перегонном кубе—, испаряется и в газообразной форме проходит через царгу.
• Пар, дойдя до дефлегматора, охлаждается и конденсируется на его стенках.
• Конденсат стекает сначала по стенкам дефлегматора, а потом и по стенкам царги обратно в куб.
• В этот момент между стекающим конденсатом и восходящим паром происходит газо-жидкостный массообмен. Он заключается в передаче тепла и некоторого количества испаренных веществ от пара к конденсату. Под таким воздействием часть флегмы – ее легкокипящие составляющие: спирт и небольшая доля воды вновь испаряются, не доходя до перегонного куба, а более труднокипящие: сивушные масла и другие примеси продолжают стекать в перегонный куб.

Таким образом в верхней части колоны скапливается в основном спирт, а примеси в основном циркулируют в нижней части агрегата. Как следствие, на выходе получается ректификат с крепостью около 95%.

В ректификационной колоне может быть как одна царга, так и несколько. При этом чем выше колонна, тем больше площадь, на которой проходит массообмен между флегмой и паром, что в свою очередь улучшает качество получаемого продукта.

Внутри царги находятся насадки, на поверхности которых и происходит основной массообмен. Изделия из нержавейки хорошо подходят для сахарной и зерновой, а медные – —для фруктовой браги—.

Кроме насадок внутри царги могут размещаться тарелки, которые еще больше увеличивают площадь, на которой проходит газо-жидкостный массообмен, что сказывается на качестве получаемого ректификата.

Стенки царги могут иметь дополнительный подогрев, усиливающий испарение флегмы, не попавшей на насадки и тарелки. Такое дополнение также улучшает качество конечного продукта.

Дефлегматор

Верхняя часть ректификационной колонны, отвечающая за сбор и охлаждение восходящих паров до флегмы. Отсюда конденсировавшаяся жидкость стекает вниз в царгу.

Дефлегматор может быть выполнен по нескольким принципиальным схемам, самой простой является пленочный вариант, а одной из самых популярных – холодильник Димрота,

Узел отбора

Отвечает за сбор части конденсировавшейся флегмы и ее вывод наружу в тару для сбора. В зависимости от настроек узла отбора варьируется и количество отбираемого конденсата. Чем меньше его отбор, тем выше качество ректификата.

Термометр

В ректификационной колонне, в отличие от стандартного самогонного аппарата, является обязательной составной частью системы. Дело в том, что ректификация – это очень тонкий процесс, сильно зависящий от поддержания правильной температуры.

Перегонный куб с ТЭНами

Хотя ректификационная колонна может использоваться и с обычным кубом на газовой, электро- или индукционной плитке, значительно лучше оборудовать ее ТЭНовым агрегатом.

По другому испарительный куб,в него заливается сырец(самогон) для ректификации. Куб также является прочным основанием для колонны, вес колонны с насадкой достаточно велик. Для домашнего использования обычно используется емкость 15-50 литров. Куб может быть универсальным подходящим для перегона браги и спирта, в этом случае целесообразно использовать большую емкость 30-50 литров.

При изготовлении куба часто используются пивные кеги из «нержавейки» на 30 и 50 литров или пищевые котлы.

Емкость должна быть оборудована нагревательным элементом, в качестве которого используется ТЭН или два ТЭНа мощностью 1-3 кВт. В качестве источника нагрева можно использовать электоро или индукционную плитку с возможностью регулировки мощность нагрева.

На кубе устанавливается термометр для внутреннего контроля кубовой жидкости. Для уменьшения тепло потерь, рекомендуется утеплить куб снаружи.

Чем ректификат отличается от дистиллята?

Прежде, чем я расскажу о тонкостях изготовления ректификата в домашних условиях, задам простой вопрос: «Зачем вам вообще нужен спирт-ректификат?» До сих пор мне приходится сталкиваться с заблуждением, согласно которому спирт-ректификат – вершина чистоты вкуса, а его изготовление – цель каждого мастера крафта. На самом деле, чистый ректификат не пригоден для употребления внутрь, а имеет, скорее, техническое назначение. На его основе делают настои и лекарства, а его водный раствор нам известен как водка. Ректификат серьезно отличается от дистиллята и по технологии изготовления, и по вкусу, и по действию на организм.

Технология

Дистилляция – процесс, в ходе которого спиртовые пары конденсируются на холодной поверхности с последующим выделением из спиртовой смеси нужного комплекса элементов.

В результате дистилляции мы получаем смесь спирта и очищенных масел (ароматических и эфирных).

Ректификация – сложный теплообменный процесс, направленный на выделение одного вещества – этанола – из спирта-сырца.

Вкус

Богатый и насыщенный вкус дистиллятов обеспечивает ароматическая композиция, которая содержится в продукте. Ректификат вкуса не имеет, разве что в водном растворе ощущается резкий морозный оттенок.

Последствия употребления

При употреблении дистиллята внутрь эфирные и ароматические компоненты в их составе позволяют сохранить на клетках крови – эритроцитах – липидную оболочку. Ректифицированный спирт эту липидную оболочку уничтожает. Вам знаком эффект обезжиривания спиртом различных поверхностей? Вот и в нашем организме происходит нечто подобное. В результате употребления ректификатов кровеносные тельца теряют липидную оболочку, которая предохраняет их от склеивания друг с другом. Результат? Эритроциты слипаются в крупные образования и закупоривают кровеносные сосуды. Самое безобидное последствие этого процесса – кислородное голодание организма. Возможны и гораздо более серьезные варианты развития событий – инсульт и инфаркт от закупорки вен и артерий.

Ректификат обычно используют в качестве компонента для приготовления водки, настоек на спирту и в медицинских целях. Но даже в разбавленном виде ректифицированный спирт оказывает на нашу кровь все то же антилипидное воздействие, заставляя кровеносные тельца слипаться. Этот эффект получил медицинское название «эффект виноградной грозди».

Замечу, что употребление дистиллята к таким последствиям не приводит. Отсюда знакомое многим любителям крафта хорошее самочувствие после принятия внутрь домашнего коньяка или виски – никакого похмелья или головной боли. Конечно, если употребление было разумным!

Как сделать ректификационную колонну своими руками по подробной схеме

Все больше людей приходят к пониманию того, что магазинный алкоголь не стоит тех денег, которые за него просят: качество низкое, а цены слишком высокие. По этой причине в нашей стране появляется все больше «самогонщиков». Начинают они с примитивных самогонных аппаратов, но довольно быстро приходят к мысли о создании полноценной ректификационной колонны своими руками. Но сделать ее не так просто, как кажется на первый взгляд.

При создании ректификационной колонны имеет значение каждая мелочь, поэтому следует строго соблюдать все рекомендации. Не лишним будет посмотреть видео сборки.

1. Металлическую трубу с рекомендованными параметрами разрезают на 2 части примерно равной длины, зачищают края, герметично стыкуют с помощью резьбовых соединений или переходника.
2. В одну часть, которая будет находиться внизу, засыпают выбранный вид насадок, предварительно установив сетку и упорную шайбу для исключения выпадения материала. Если используются металлические губки (потребуется около 40 шт.), предварительно нарезают их на кусочки по 5 мм. Пружинки следует распределять равномерно, постукивая трубой по твердой поверхности. Засыпав насадку, закрывают трубу сеткой, фиксируют ее шайбой.
3. Подсоединяют получившуюся конструкцию к перегонному кубу и утепляют ее теплоизоляционным материалом.
4. Вторую (верхнюю) часть трубы с помощью паяльника соединяют с дефлегматором. В водяном корпусе должно быть 2 патрубка: на ввод и вывод воды. Дефлегматор можно купить или сделать самостоятельно из термоса, скороварки, змеевика, медной трубки (первые варианты предпочтительнее).
5. Верхний конец колонны закрывают пробкой/крышкой или запаивают, оставив отверстие для установки атмосферной трубки. Для ее закрепления используют штуцер, конец трубки опускают в воду.
6. Делают отверстие под патрубок для выхода дистиллята. Оно должно находится на пару сантиметров выше места соединения с нижней частью трубы, под ним устанавливают пластинку для сбора конденсата.
7. С помощью силиконового шланга подсоединяют к колонне холодильник. Его можно купить или сделать самостоятельно. Для регуляции процесса движения жидкости на шланг крепят зажим от капельницы.
8. Соединяют охлаждающие элементы между собой: верхнюю часть холодильника с низом дефлегматора, верхнюю часть дефлегматора с канализацией. Таким образом, вода к дефлегматору будет поступать подогретой.
9. Дополнительно можно установить регулятор потока воды и термометр (для него потребуется дополнительное отверстие в узле отбора).

История самогонного аппарата

Впервые о самогоне узнали еще в 4 веке нашей эры, кода китайский алхимик сравнил напиток с прозрачным вином, перегнанным 9 раз. Его технологией в разные времена пользовались греки, римляне и даже египтяне.

Вот так, согласно официальным документам, выглядел один из первых самогонных аппаратов, разработанных древними греками.

Но если этот агрегат был по большей части изготовлен из камня, то арабы пошли дальше – и сделали конструкцию уже из меди. Это позволило браге разогреваться равномерно, постепенно, в полном объеме удалять сивушные масла (напомним, крайне вредные для здоровья) и создавать напиток, пригодный для внутреннего употребления.

Термин алкоголь также был предложен арабами, в дословном переводе слово означало одурманивающий напиток – аль гоголь.

Далее развитие алкогольной промышленности двигалось поступательными темпами.

В 9 веке в Персии изобретают змеевик – изгибают в несколько витков медную трубку, но пока еще оставляют ее на воздухе для охлаждения.

С 10 века с подачи алхимиков и знахарей начинается буквально расцвет самогоноварения, совмещенный с разработкой рецептов снадобий и эликсиров. В это же время в Италии монах Валентиус заявляет о том, что изобрел воду жизни, которая способна превращать стариков в юношей. Надо ли говорить, что это был самогон?

В 15 веке Базиль Валентин придумывает опустить змеевик в холодную воду, чтобы добиться увеличения спиртового конденсата, и именно это стало отправной точкой создания современного аппарата с перегонным кубом, холодильником и сухопарником.

Вот так выглядел аппарата в 16 веке (принцип работы сохранен до наших дней):

1. Чан для нагревания настойки
2. Трубка для подачи горячей настойки в куб
3. Перегонный куб
4. Печка
5. Колпак
6. Лебединая шея
7. Змеевик
8. Змеевик в холодильнике
9. Холодильник с холодной водой

Первый самогонный аппарат на Руси

На Руси впервые опробовали самогон только в 17 веке, когда из Венеции царю Алексею Михайловичу привезли в подарок агрегат.

До 17 века из самодельных алкогольных напитков на Руси употребляли только медовуху и брагу. И только в 19 веке с помощью ректификационной колонны научились создавать 96% спирт высокой степени очистки.

На этом краткий экскурс в историю окончен, теперь пришло время для современности.

Выбор материала для изготовления оборудования

Для изготовления РК лучше использовать нержавеющую сталь. Материалы должны быть инертны к парам спирта. Колонны небольшого типа нецелесообразно заполнять такими контактными элементами, как тарелки. В них устанавливают насадки:

Самый простой вариант насадки — металлические сетки для мытья посуды. Следует убедиться, что они сделаны из нержавеющей стали.

Ректификационный аппарат проще собрать, чем самому изготовить. Без опыта не получится решить эту задачу. Чтобы знать, что купить для сборки, нужно рассчитать рентабельность.

Как добиться лучшего результата

При эксплуатации ректификационной колонны требуется соблюдать определенные меры, позволяющие добиваться нормального режима ее работы и получения качественного конечного продукта.

Особо следует выделить мероприятия в следующих направлениях.

Исключение «захлебывания» установки

Эта «болезнь» связана с замедлением и прекращением стекания флегмы, что приводит к ее накоплению в цилиндре и блокированию парового потока. В результате «захлебывания» внутри колонны повышается давление, появляется громкое булькание и шум.

Явление может провоцироваться такими причинами:

1. Превышение допустимой скорости движения парового потока, что может вызываться чрезмерным нагревом жидкости в кубе;
2. Излишнее наполнение куба исходным сырьем или засоры в нижней зоне трубы;
3. Слишком маленькое давление в нижней части колонны, что характерно для высокогорных условий;
4. Повышение напряжения в питающей электросети, что вызывает незапланированное повышение мощности нагревательного элемента;
5. Нарушения в конструкции или технологии.

Избежать данного неприятного явления помогает установка автоматического контроля и регулирования процесса

Особое внимание уделяется нагреву сырья и наполнению куба.

Своевременное выведение готового продукта и оседающих тяжелых фракций

В первом случае, методика проста – на начальном этапе (до стабилизации температуры и давления) только четверть легколетучих паров конденсируется с конечным продуктом и выводится наружу, а далее – отводится максимальный его объем.

Появление осадка из тяжелых фракций выявлять сложнее. Ориентироваться приходится на запах и цвет жидкости в самом низу колонны.

Правильная подготовка установки к пуску

Перед началом ректификации необходимо проверить состояние аппарата, прежде всего, герметичность колонны. Для проверки перекрывается вывод готового продукта и закачивается холодная вода.

Необходимые расчеты

Сначала определяют возможности РК. Существуют онлайн-калькуляторы, с помощью которых можно это сделать. Колонну высчитывают исходя из высоты:

1. Потолка помещения — 2550 мм.
2. Дефлегматора — 300 мм.
3. Куба — 400 мм.
4. Еще дополнительных 50 миллиметров.

Итого получают: 2550 + 300 + 400 + 50 = 1800 (высота колонны).

Расчет объема куба

Учитывают, что бак заполняют на 2/3 объема. Значит, для колонны с d = 50 мм подходит куб на 40–80 литров. Если диаметр царги 40 мм, объем емкости составляет 30–50 литров. Такой перегонный куб, как скороварка, подойдет для d = 28 мм.

Расчет прямоточного холодильника

Существуют коэффициенты, на которые ориентируются. Первый вариант для холодильников с хорошей циркуляцией воды составляет 850 Вт/м2С. Коэффициент в обычном змеевике — 150 Вт/м2С.

Мощность потерь можно высчитать, если в кубе есть ТЭН. К примеру, установлен прибор на 2500 ватт. Напряжение 220 вольт. Получаем: 220 * 220 : 2500 = 19,3 Ома — сопротивление.

Напряжение на регуляторе — 100 вольт. Получают: 100 * 100 : 19,3 = 518 ватт.

Расчет мощности

Для перегонного куба в 50 литров нужно 4 кВт. ТЭН 3 кВт достаточно использовать для бака в 40 литров, а для 30-литровой емкости потребуется электронагреватель мощностью 2 кВт.

Расчет дефлегматора

Для РК с жидкостным отбором подходит холодильник Димрота. Утилизационная мощность — 4–5 Вт на 1 кв. см.

Расчетная мощность РК с отбором по пару — 2/3 от номинальной. Утилизационная мощность — 2 Вт на 1 кв. см.

Если у колонны диаметр 50 мм, дальнейший расчет такой: номинальную мощность делят на утилизационную. Получают: 1950 : 5 = 390 см².

Взрыв «мозга»

У большинства современных автомобилей есть встроенная противоугонная система — штатный иммобилайзер (обездвиживатель). Принцип его работы прост: в ключ зажигания встроен чип, и контроллер («мозги») машины узнает его в замке зажигания. Если узнал — двигатель автомобиля разблокируется. Впрочем, угонщики научились обходить иммобилайзеры несколькими способами.

— Самый простой — за 1,5 минуты меняется модуль «мозгов» и ридер, при этом новые привязаны к ключу, который есть у угонщика, — объясняет Ирина Нижельская. — Более хитрый способ — «заводилка», хакерский прибор, который автовор подключает к машине. «Заводилка» может перекодировать иммобилайзер на новый ключ или вовсе отключить его.

Фото: Илья Питалев / РИА Новости

Преимущества и недостатки метода ректификации

Ректификационные колонны имеют плюсы и минусы. РК бывают:

1. Бражными.
2. С отбором по жидкости.
3. С отбором по пару.
4. Комбинированными.

Рассмотрим преимущества и недостатки всех типов.

Бражные колонны

Роль дефлегматора играет холодильник. Достоинства:

• простая конструкция;
• дешевизна;
• легко изготовить;
• дистиллятор + РК.

1. Неочевидное управление (непонимание, сколько флегмы возвращается, нельзя оценить число).
2. Изменение ФЧ во времени.
3. Требования к постоянной температуре воды.

Колонна для самогонного аппарата должна иметь:

• Регулируемый узел отбора.
• Атмосферный клапан.
• Высокопроизводительный дефлегматор.

Отбор по жидкости

Используется схема ректификационной колонны для самогонного аппарата Alex’s Bokakob с наклонными плоскостями. Подсмотрев идею у Бокакоба, вырезают два куска меди и делают пропилы. Сегодня используют узел отбора с наклонными пластинами, который придумал дизайнер.

• недорого;
• несложная сборка;
• дистиллятор и ректификационная колонна.

• ФЧ изменяется во времени;
• непрозрачное управление.

ФЧ меняется, поэтому надо постоянно подкручивать кран. Это неудобно.

Отбор по пару

Принцип работы: пар поднимается и происходит разделение. Часть поступает вверх, другая направо. Определяя проходные отверстия, выставляют флегмовое число.

Всегда сохраняются пропорции. На практике это означает, что нет необходимости постоянно находиться рядом. Только когда начинают идти «хвосты», отключают оборудование.

• несложная конструкция;
• недорогая;
• стабильный отбор.

Колонну нельзя использовать как дистиллятор. Это единственный недостаток. Брагу в этой РК нельзя перегонять.

Комбинированные типы

Совмещен отбор по жидкости и пару. Основной момент происходит по пару. Отбирают «головы» по жидкости.

• несложно;
• недорого;
• выполняет функции дистиллятора и колонны;
• процесс происходит стабильно.

Комбинированная колонна не имеет недостатков.

Рекомендации профессионала

На следующем этапе можно заняться нагревательным элементом всего аппарата. Для этого можно использовать обычный кипятильник. Отступив некоторое расстояние от конца провода, чтобы хватило до аппарата, нужно отрезать часть, прикрутить все обратно придется после. Концы шнура от кипятильника нужно продеть таким образом, чтобы при закрытой крышке элемент находился внутри корпуса. После зачистки проводов их нужно соединить обратно
Важно позаботиться о качественной изоляции.

Кипятильник не должен касаться дна, желательно, чтобы он был полностью покрыт жидкостью в процессе эксплуатации. В это же отверстие, через которое проходит шнур кипятильника, нужно вставить длинный конец змеевика для аппарата. Оставшиеся промежутки между трубкой и шнуром нужно забить кусочками ваты, сделав это достаточно плотно. Важно добиться наилучшей герметизации.

Полученную конструкцию из ваты нужно залить суперклеем, который выполнен на цианакриловый основе. Это позволит получить максимально герметичное соединение, с использованием композитных материалов. После того как клей затвердеет, вам удастся получить герметичное прочное соединение. Останется сделать что-то наподобие кожуха для вентилятора, чтобы воздух омывал ребра теплообменника, представленного змеевиком.

Для выполнения кожуха можно задействовать упаковку тетра-пак. Если вами будет изготавливаться самогонный аппарат, то вы можете воспользоваться технологией, представленной в статье. Из упаковки нужно вырезать прямоугольник, ширина которого будет соответствовать габаритам вентилятора. Данные элементы пойдут на оклеивание вентилятора с 3 сторон. На четвертую сторону нужно вывести конец змеевика, чтобы осуществить отвод самогона. В оставшейся боковой стенке нужно проделать отверстие для этой части трубки и приклеить применяемым ранее суперклеем. Стенки между собой можно склеить скотчем. Когда изготавливается нужно обеспечить максимальную безопасность, его следует накрыть прозрачным защитным экраном.

На этом можно считать, что бражная колонна готова. В качестве источника питания для вентилятора можно использовать компьютерный блок питания. Для его включения без применения материнской платы необходимо замкнуть черный провод с зеленым. Специалисты используют более компактные источники на 12 вольт, которые вы можете найти самостоятельно.