Uređaj i princip rada destilacijske kolone

Destilacijski stup razvijen je prije gotovo 200 godina i tijekom svoje povijesti redovito je služio ljudima da primaju pročišćene tekućine raznih vrsta.

Glavna svrha takvog postrojenja je industrijska proizvodnja (rafiniranje nafte, kemijska industrija, petrokemija, pivarstvo, itd.).
U svakodnevnom životu male uređaje aktivno koriste ljubitelji visokokvalitetnog mjeseca. Kupljeni ili domaći stupovi omogućuju vam da kod kuće nabavite gotovo čisti alkohol.

Kako ovaj uređaj funkcionira, detaljno ćemo govoriti u ovom članku..

Princip rada

Stupac za destilaciju omogućuje vam provedbu postupka destilacije u praksi. Konstruktivno, to je cilindar u kojem se nalazi kocka, gdje se dovodi tekućina i gdje se zagrijava, i refluksni kondenzator u kojem se stvara tekući kondenzat (sluz).

Pored toga, predviđeni su kontaktni elementi za postupke kondenzacije, sakupljanja tekućine i ponovnog isparavanja..

Stupac za destilaciju djeluje na sljedeći način:

1. Kocka je napunjena sirovinom (otprilike 2/3 volumena) i zagrijana do vrelišta tekućine.
2. Isparavanje raste, a susrevši se s refluksnim kondenzatorom, djelomično se kondenzira, pretvarajući se u flegm, koji teče po zidovima cilindra dolje.
3. Taj se proces, dok se para nekoliko puta diže duž cilindra, pri čemu najteže frakcije prvo kondenziraju. Najlakša frakcija dopire do vrha kolone..
4. Tijekom rada instalacije, u njegovom cilindru istovremeno se nalaze pare, refluks, sirovina i pročišćeni, konačni proizvod. Parovi i sluzi stvaraju međusobno suprotne tokove..
5. U početnom razdoblju (prije stabilizacije postupka), preporučuje se ne odabrati konačni proizvod, koji obogaćuje sluz i ubrzava postizanje ravnotežnog režima prijenosa topline i mase..

informacije! Učinkovitost stupca može se izraziti refluksnim brojem, tj. omjer volumena flegmija i količine gotovog proizvoda.

Za stabilan rad instalacije, ovaj pokazatelj održava se na razini 3, što osigurava promet ne veći od 25% pročišćene tekućine.

Flegm, ispuštajući se, ponovno zagrijava do vrenja. Još jedan dio pare se diže, započinjući novi ciklus.

Ako se čisti mjesečina, na samom dnu kolone se od samog početka postupka talože najteže komponente (lajfenova ulja).

Lakše frakcije (metilni alkohol, eteri, aldehidi) raspoređuju se duž cijevi. Postepeno se slijevaju dok uravnotežuju temperaturu 9-12 minuta. Ukupno trajanje zagrijavanja kocke je 25-55 minuta.

Razlika između destilacije i destilacije alkohola

Najčešće metode čišćenja tekućine su destilacija i ispravljanje. Te su tehnologije na mnogo načina vrlo slične, što ponekad uzrokuje kombinaciju pojmova, što je potpuno pogrešno.

• destilacija To je pročišćavanje zagrijavanjem smjese na određenu temperaturu, kada aktivno ispariju samo frakcije niskog vrenja, a potom hlađenje para kako bi se osigurala njihova kondenzacija. Temperatura grijanja sirovine odabrana je tako da samo navedena frakcija ključa, dok visoko vrelišta ne postignu ključanje, ostajući u tekućem stanju. Zapravo, mjesečina je primjer destilatora.
• ispravljanje zahtijeva zagrijavanje smjese do vrenja cijele mase, nakon čega slijedi prijenos topline i mase struje tekućine i pare. Destilacija se koristi kao posljednja faza, kada se ispušna isparljiva hlapa pretvara u tekućinu kondenzacijom radi dobivanja gotovog proizvoda.

Na stranici imamo i članak: kako sami napraviti mjesečinu

Temeljne razlike u mehanizmu postupka dovode do činjenice da konačni proizvod tijekom rektifikacije ima znatno dublje pročišćavanje i visoku kvalitetu u usporedbi s destilacijom.

Činjenica je da tijekom destilacije čak i kipuća tekućina djelomično ispari, što u svakom slučaju znači da je u pročišćenoj tekućini određena količina različitih frakcija. Za postizanje dobre kvalitete potrebno je do 6-7 postupaka.

Ispravljanje omogućuje čist, jednoličan proizvod u jednom prolazu. Kada čisti mjesečinu, ovaj učinak značajno utječe na tvrđavu:

1. Dakle, jedna destilacija destilacijom ne prelazi 35-40%, s dvije - do 50-55%, tri - do 70%.
2. Jačina 90-95% (alkohol) postiže se nakon najmanje 5 destilacija.
3. Stupac za destilaciju omogućuje vam da u jednom ciklusu dobijete gotovo čisti alkohol. Uz to, destilacija zadržava okus i miris sirovine.

Metoda destilacije ima određene pozitivne aspekte:

• Čak i brojne destilacije, slijedeći tehnologiju, omogućuju gubitak ne više od 20-22% tekućine.
• Gubici u postrojenjima za destilaciju mnogo su veći - mogu dostići 32-35%.
• Treba napomenuti jednostavnost tehnologije. Ispravljanje zahtijeva znatno složeniju i skuplju opremu.

Pogledajte videozapis u kojem iskusni mjesečar primjenjuje procese destilacije i ispravljanja i daje savjete o odabiru aparata za destilaciju mjesečine:

Važne specifikacije stupaca

Opće načelo dizajniranja modernih stupaca za destilaciju ostaje nepromijenjeno. Cilj poboljšanja instalacija je povećati produktivnost, dubinu čišćenja, prinos i stabilnost kvalitete finalnog proizvoda.

Rješavanje zadataka postiže se kretanjem u više smjerova.

Veličine i materijali

Kako bi se zadovoljili svi tehnološki uvjeti, važno je imati najveću moguću visinu radnog cilindra, kao i njegovu optimalnu kombinaciju s promjerom.

Veličina varira:

1. industrija,
2. kućne instalacije.

Za kućne uvjete potrebni su minijaturni uređaji.

Njihova visina kreće se u rasponu od 1,2-1,6 m. S manjim veličinama visokokvalitetnog razdvajanja frakcija nemoguće je postići. Promjer cijevi može biti od 3-5 cm do 0,3-0,5 m.

Važno je! Najbolji materijal za izradu stupova - nehrđajuće legure s dozvolom za upotrebu u prehrambenoj industriji. Ne emitiraju štetne tvari pod bilo kakvim agresivnim utjecajima..

Sustav grijanja

Kada organizirate grijanje kocke sirovinama, važna su 2 faktora:

• dovoljna snaga,
• mogućnost glatkog podešavanja.

Teško je regulirati izvor energije plina, pa se češće koriste električni grijaći elementi (grijaći elementi). Normalna snaga postavljena je ovim proračunom od 4 kW po kocki s volumenom od 50 l.

produktivnost

Izravno je povezana s snagom grijaćih elemenata i veličinom stupca. Što brže teče duž cijevi, veća je produktivnost.

Pored toga, povećava se upotrebom kontinuirane tehnologije, koja predviđa posebne uređaje za opskrbu sirovinama i pravovremeno uklanjanje gotovog proizvoda.

Kvaliteta čišćenja

To ovisi o broju istodobno nastalih kondenzacijskih procesa u jednom prolazu cilindra, što je određeno brojem odgovarajućih kontaktnih elemenata.

u dobrim instalacijama ugrađuje se najmanje 7-8 takvih zona.

Kontrola procesa

Da bi se osigurala potrebna kontrola, termometri su ugrađeni u sva područja. Za održavanje stabilnog načina rada montira se automatski sustav.

tlak

Proces destilacije odvijat će se normalno, održavajući stabilni unutarnji tlak u rasponu od 725-785 mm Hg..

Istodobno, pojačani tlak je osiguran u donjem dijelu, gdje se nakupljaju teške frakcije, a najmanji - na vrhu, gdje se usmjerava lagana para.

U industrijskim instalacijama obično se može stvoriti vakuum na vrhu stupa, ali najracionalnije je održavati normalan atmosferski tlak.

Pri radu sa destilacijskim stupcima mora se uzeti u obzir da se postupak odvija najaktivnije kada su uvjeti stabilizirani i temperature nadolazećih tokova jednake.

Brzina stabilizacije režima smatra se jednim od najvažnijih pokazatelja visokokvalitetne, moderne instalacije..

Kontaktni uređaji (ploče i mlaznice)

Kontaktni elementi u destilacijskom stupu sudjeluju u stvaranju ravnoteže tekućine i pare, kao i u koncentraciji pare.

Svaki takav element ograničava određenu zonu u kojoj se odvija poseban ciklus destilacije - isparavanje i naknadna kondenzacija pojedine frakcije, par često prelazi ovu granicu i kreće se prema gore, uključujući isparljive komponente u svoj tok.

U bilo kojoj takvoj zoni uspostavlja se određena ravnoteža..

informacije! Glavni učinak postiže se povećanjem područja faznih kontakata, što aktivira izmjenu topline i mase.

Glavni su sljedeći kontaktni elementi:

1. Teoretska ploča. Zapravo, ovo je formirana ravnotežna zona bez instaliranja dodatnih dijelova. Za dobivanje dobro pročišćenog alkoholnog pića organizirano je od 24 do 32 takve zone.
2. Fizička ploča. Ovo je pravi dio tanjura u kojem se nakuplja tekući sloj. Para je prisiljena proći kroz njega, što se očituje brojnim mjehurićima. Ova opcija pruža dovoljno veliko kontaktno područje. Da biste dobili potpuni, čisti alkohol u stupcu, morate instalirati do 45-55 fizičkih ploča.
3. mlaznice. Ovi kontaktni elementi uglavnom su dizajnirani da podrže proces kondenzacije pare. Oni su mnogo manji od ploča, odupiru se protoku pare. Stupci se mogu koristiti u nekoliko sorti - prsten, mreža, spirala. U samostalno napravljene uređaje često se postavlja "sito" - disk s brojnim rupama. Jedan od najboljih materijala za mlaznice je bakar. Mogu se koristiti legure bakra ili aluminija..

Elementi za kontakt ploče montirani su uglavnom u industrijskim stupovima koji imaju veliku visinu i dovoljan promjer za njihovu ugradnju..

U kućanskim aparatima (kupljeni i domaći) prednost se daje mlaznicama koje se mogu fiksirati u cijevi promjera 4-5 cm.

Kako postići najbolji rezultat?

Pri upravljanju destilacijskom kolonom moraju se poduzeti određene mjere za postizanje normalnog načina rada i dobivanje visokokvalitetnog konačnog proizvoda.

Posebno se ističu događaji u sljedećim područjima.

Izuzetak "poplave" instalacije

Ova "bolest" povezana je s usporavanjem i prestankom otjecanja mokraće, što dovodi do njegovog nakupljanja u cilindru i blokiranja protoka pare. Kao rezultat "poplave", pritisak raste unutar stupa, pojavljuje se glasno gunđanje i buka.

Pojava se može pokrenuti iz takvih razloga:

1. Prekoračenje dopuštene brzine protoka pare, što može biti uzrokovano prekomjernim zagrijavanjem tekućine u kocki;
2. Prekomjerno punjenje kocke sirovinom ili blokada u donjoj zoni cijevi;
3. Prenizak tlak u donjem dijelu stupa, što je tipično za visoke planinske uvjete;
4. Povećanje napona u opskrbnoj mreži, što uzrokuje neplanirano povećanje snage grijaćeg elementa;
5. Kršenja dizajna ili tehnologije.

Instalacija automatske kontrole i regulacije postupka pomaže u izbjegavanju ove neugodne pojave. Posebna se pozornost posvećuje zagrijavanju sirovina i punjenju kocke.

Pravovremeno uklanjanje gotovog proizvoda i taloženje teških frakcija

U prvom slučaju, tehnika je jednostavna - u početnoj fazi (dok se temperatura i tlak ne stabiliziraju), samo četvrtina hlapljivih para kondenzira se s konačnim proizvodom, a zatim se dodijeli njegov maksimalni volumen.

Pojava sedimenata iz teških frakcija je teže detektirati. Fokus je na mirisu i boji tekućine na samom dnu stupca.

Pravilna instalacijska priprema za pokretanje

Prije početka ispravljanja potrebno je provjeriti stanje uređaja, prije svega, nepropusnost stupa. Da biste provjerili, izlaz gotovog proizvoda je blokiran i pumpa se hladna voda..

Tek nakon što provjerite da li je instalacija tijesna, možete započeti s izlijevanjem sirovina i zagrijavanjem kocke.

Od domaćeg uređaja ne biste trebali očekivati ​​čuda i zamijeniti ih mjesečinom. Minimalna jačina izvorne tekućine mora biti najmanje 30%, jer u suprotnom neće proizvesti proizvod koji je jak od čistog alkohola.

Važno je! Ne ulijte kašu u kocku koja nije prošla primarnu destilaciju.

Pri proizvodnji instalacije vlastitim rukama ne možete dopustiti gubitak toplinske energije kroz tijelo stupa. Posebno je važno zaštititi dno, tj. zonu do prvog kondenzatora s refluksom.

Kao toplinska izolacija preporučuje se korištenje:

• stiropor,
• Penoizol,
• moderna izolacija od folije.

Kolone za destilaciju omogućuju vam duboko pročišćavanje tekućina ili isticanje lagane frakcije. U industrijskim uvjetima nalaze primjenu u mnogim industrijama, uključujući uz njihovu pomoć osigurava se rafiniranje ulja, proizvodi se visokokvalitetni alkohol.

Kod kuće su takve biljke pogodne za proizvodnju vrlo jakih, visokokvalitetnih alkoholnih pića iz mjesečine.. Ako se pravilno koriste, potpuno su sigurni i učinkoviti..

Video pregled

U destilaciji je uloga destilacijske kolone velika - uz njegovu pomoć možete dobiti čist, kvalitetan i siguran alkohol. Nažalost, ovaj je uređaj prilično kompliciran.

U rješavanju dizajna i principa rada aparata za destilaciju mjesečine pomoći će video: