Vrste destilacije i kontrola gnječenja stupova - vrste jedinica za odabir

Usporedna analiza tri sheme uzorkovanja koje se koriste u kućnim pivima i rektifikacijskim stupcima. Razmotrene su karakteristike, prednosti i nedostaci, kao i primjenjivost u raznim mogućnostima destilacije. Svaka metoda ima svoju vrstu opreme.

Za uspješan rad sa stupom treba prilagoditi omjer refluksa. Postoje tri metode za to:

• CM (cool management) - kontrola protoka vode koja se dovodi za hlađenje refluksnog kondenzatora;
• LM (upravljanje tekućinom) - kontrola količine povučenog refluksa (uzorkovanje tekućine);
• VM (upravljanje parom) - kontrola količine ekstrahirane pare (ekstrakcija parom).

Prije nego što počnemo razgovarati o vrstama odabira, definirajmo pojmove.

Destilacija - postupak isparavanja tekućine praćen kondenzacijom.

Ako je sirovina isprva isparavala iz destilacije, zatim je kondenzirana u hladnjaku (kondenzatoru), a na kraju što god se dogodilo usred ovog postupka (prolazak pare kroz parni kotao, mjehurić ili refluksni kondenzator), ipak ćete dobiti destilat.

Ispravljanje - ovo je jedna od metoda destilacije, koju odlikuju dvije tehnološke metode:

Prisilni, strogo kontrolirani povrat povratom pomoću posebnih uređaja - refluksnih kondenzatora ili kondenzatora.

Organizirana je izmjena topline i mase između flegma i pare koja se diže u suprotnom smjeru. Da bi se povećala učinkovitost prijenosa topline i mase, koriste se stupci za pakiranje ili ladice, gdje se refluks ponovno isparava. U prvom je slučaju proces filmske naravi, u drugom je bubble proces..

Svrha rektifikacije je dobivanje alkohola određene snage i pročišćavanje od nečistoća. Da biste to učinili, omjer refluksa mora uvijek biti veći od minimuma (više na grafikonu).

Kvaliteta proizvoda ovisi o omjeru refluksa, ali što je veći, to je niža produktivnost kolone..

Rektifikacija ne dopušta izdvajanje bilo koje smjese iz skupine, već samo više ili manje potpuno uklanja sve nečistoće grupirane bliskom hlapljivošću. Stoga, ako koristite rektifikacijsku opremu za dobivanje, na primjer, voćnih destilata, postoji rizik od skupljanja frakcije glave u azeotrope koje je teško odvojiti - ukloniti, zajedno s nepotrebnim nečistoćama, korisne estere odgovorne za aromu.

Ako pokušate destilirati plemeniti destilat pomoću opreme za ispravljanje, potrebno je da tijekom cijelog odabira omjer refluksa ne prelazi 1,5-2. Inače će se narušiti ravnoteža nečistoća..

Vrste poletnih jedinica u koloni

Odabir tekućine (upravljanje tekućinom)

LM - podešavanje količine uzorkovanja tekućinom. Najprikladnija i najjednostavnija shema, u kojoj se sve pare kondenziraju, a zatim se jedan dio kondenzata vraća u kolonu, drugi odlazi na ekstrakciju.

Tehnički podaci. Omjer refluksa kontrolira se jednom slavinom za alkohol. Ako je ventil potpuno otvoren, omjer refluksa je nula, a izlaz normalnog destilata. Kada je ventil zatvoren, omjer refluksa je beskrajno velik - stupac radi sam za sebe. Podešavanje ventila za odvod tekućine omogućuje vam promjenu omjera refluksa od 0 do 100% u bilo kojem trenutku. Snaga grijanja i hlađenja postavljena je na optimalnu razinu za maksimalno odvajanje stupaca i minimalno refluksno hlađenje.

U pravilu je omjer refluksa postavljen nešto veći od minimuma, što tijekom odabira "tijela" omogućuje relativno dugo vremena bez prilagodbi, ali pred kraj odabira ipak je potrebno aktivno regulirati postupak. Štoviše, što manje alkohola ostaje u kocki, to je češće potrebno povećati omjer refluksa..

Prednosti:

• pogodan za proizvodnju i aromatičnih i čistih alkohola;
• lako i relativno jeftino automatizirano do automatiziranog sustava upravljanja (automatizirani sustav upravljanja) u proizvodnom procesu sa sigurnosnim blokovima;
• nema povećane osjetljivosti na stabilnost tlaka rashladne vode.

Mane:

• ako je stopa selekcije fiksirana na istoj razini, tada će, tijekom nastavka ispravljanja, omjer refluksa padati. To je u suprotnosti s tehnološkom potrebom za postupnim povećanjem brzine prema kraju odabira, što je glavni nedostatak;
• potrebno je prekinuti mlaz (vezu s atmosferom) nakon regulacijskog ventila ili ventila, inače dolazi do kvarova u podešavanju brzine uzorkovanja zbog vakuuma u cjevovodu za uzorkovanje koji nastaje protočnim protocima alkohola.

Upravljanje parom

VM - regulacija dijeljenjem struja pare prije povratnog hladnjaka. Stup se kontrolira promjenom količine ekstrahirane pare pomoću zasuna ili uobičajenog kuglastog ventila.

Tehnički podaci. Odnos površina poprečnog presjeka stupa i cijevi za izlaz pare određuje najmanji omjer refluksa, koji se može povećati podešavanjem položaja ventila.

Tijekom destilacije, količina povratnog refluksa može se podesiti od 80 do 100%. Najniži mogući omjer refluksa je 4.

Prednosti:

• osjetljivost na položaj slavine vrlo je mala, što omogućuje precizna podešavanja;
• omjer refluksa ne ovisi o promjenama temperature ili brzine protoka rashladne vode u refluksnom kondenzatoru;
• nema povećane osjetljivosti na stabilnost tlaka rashladne vode.

Mane:

• upravljački sustav je inercijski, može proći i do 10-15 sekundi od promjene položaja dizalice do promjene brzine uzorkovanja;
• nije pogodan za dobivanje aromatičnih alkohola iz prirodnih sirovina. Potrebne su strukturne promjene kako bi se kontrolirala količina refluksa refluksa od 50 do 100%;
• stupac za odvođenje pare osjetljiv je na puževe u liniji za povlačenje proizvoda. Ako se u silikonskom crijevu stvori kolona proizvoda koja teče prema dolje, stvorit će se vakuum i poput pumpe povući će paru prema sebi, kršeći zadani omjer refluksa. Kao rezultat, brzina polijetanja naglo će se i nekontrolirano povećati; bez intervencije rukovatelja, sustav se neće vratiti na prethodnu razinu. Nekontrolirano vađenje može se zaustaviti uspostavljanjem veze s atmosferom (stvaranjem prekida u mlazu). Na primjer, zabodite iglu iz šprice u vrh cijevi za uzimanje uzoraka;
• automatizacija je složena i skupa. Često se izvodi u obliku signalnog uređaja za postizanje određenih temperatura, ali bez aktuatora. Poželjna je i sigurnosna automatizacija.

Upravljanje hlađenjem (cool management)

CM - podešavanje količine vode koja se isporučuje deflegmatoru. Omogućuje vam kontrolu količine pare koja prolazi kroz refluksni hladnjak do hladnjaka za odabir proizvoda.

Tehnički podaci. Omjer refluksa može se podesiti od 0 do 100%, ali sustav je vrlo osjetljiv na količinu vode koja se isporučuje i potreban mu je precizni igličasti ventil. Da bi se regulirala brzina polijetanja, dizalica se mora okrenuti doslovno za djelić milimetra. Snaga grijanja tijekom cijelog postupka mora biti konstantna i osigurati maksimalni kapacitet odvajanja stupa. Povećanjem količine dovedene vode povećava se i količina povratnog refluksa, odnosno povećava se omjer refluksa.

Tijekom rektifikacije pri konstantnoj snazi ​​hlađenja i zagrijavanja dolazi do postupnog smanjenja odabira, ali omjer refluksa ostaje nepromijenjen..

Prednost:

• mogu se uspješno koristiti za dobivanje aromatičnih alkohola iz prirodnih sirovina.

Mane:

• najmanja kolebanja tlaka dovode do promjene brzine odabira i omjera refluksa. Ako ne poduzmete mjere za stabilizaciju tlaka rashladne vode u stanu, čak i zahod koji ispiru susjedi utjecat će na postupak odabira;
• povišenje temperature vode u refluksnom kondenzatoru, dok njegova količina ostaje nepromijenjena, smanjuje omjer refluksa, stoga je za održavanje stabilnog refluksnog omjera potrebna kontrola protoka i temperature vode koja se dovodi u refluksni kondenzator;
• potrebna je komunikacija s atmosferom u liniji za odabir proizvoda, inače će se slučajno isključiti grijanje i cijev uroniti u odabir, sav će proizvod ponovno biti u kocki;
• sustav je skup i težak za automatizaciju. Tipično su takvi ispravljački stupovi opremljeni najjednostavnijim toplinskim alarmima i sigurnosnom automatizacijom..

Praksa instaliranja različitih jedinica za odabir na stupce

Kolone za povlačenje tekućine (LM)

U kućanskim stupcima uzorkovanje tekućine je najrasprostranjenije. Razlog je jednostavan - postupak ispravljanja 40 litara mjesečine odgađa se za 18-20 sati. Glavninu možete smanjiti za pola, ali tada udio recikliranog (tehničkog) alkohola, koji će se morati prerađivati ​​sa svakim ispravljanjem, naglo raste..

Ako govorimo o performansama sustava kao količini komercijalnog alkohola dobivenog tijekom ukupnog vremena rektifikacije (uključujući grijanje), tada se dvostrukim smanjenjem zapreminskog volumena učinkovitost smanjuje za oko 1,5 puta.

Drugi način za smanjenje količine dobivenog tehničkog alkohola uz maksimalnu produktivnost je automatizacija postupka, koji omogućuje destilaciju prema unaprijed određenom algoritmu bez sudjelovanja operatera. Sustav automatizacije mora nužno imati ne samo izvršni krug, već i sigurnosnu jedinicu koja će trenutno isključiti opremu u slučaju prijetnje nesrećom.

Destilacijska kolona s povlačenjem tekućine automatizirana je lakše i jeftinije od ostalih sustava, a po kvaliteti dobivenog alkohola ni na koji način nije inferiorna od ostalih vrsta opreme.

Stupci s ekstrakcijom pare

Sustavi za odabir pare rašireni su u inozemstvu, gdje su alkohol i njegovi derivati ​​inferiorni u popularnosti od destilata (konjak, viski itd.), Ali cijeni se visoka jačina pića. Strani obrtnici dizajniraju destilacijske kolone s ekstrakcijom pare, imaju minimalni omjer refluksa - samo 1, a ne 4 kao u Rusiji. S ovom shemom, najmanje 50% refluksa vraća se u kolonu..

U načinu destilacije, ekstrakcija pare praktički ne treba automatizaciju. Omjer refluksa postavljen na početku odabira "tijela" ostaje nepromijenjen do kraja, može ga mijenjati samo operater, ali čak i pri dobivanju alkohola, podešavanje je potrebno doslovno nekoliko puta.

Stopa selekcije do kraja destilacije naglo opada dok ne prestane. Ako postoji želja za lovom na estere enanta (oni u velikoj mjeri stvaraju organoleptička svojstva voćnih destilata) - promijenite limenke i povećajte snagu grijanja, slijedi frakcijski odabir i sortiranje.

Ako esteri enanta nisu potrebni, učinite isto, ali dodatno upotrijebite stanke da kolona djeluje na sebe, tako da ostaci alkohola budu koncentriraniji i s manje nečistoća.

Automatizacija u stupovima s odvođenjem pare potrebna je samo na razini sigurnosnog bloka. Uz to, dobivanje destilata ne osigurava grupiranje nečistoća u frakcije i njihovo potpuno uklanjanje, već uravnoteženo smanjenje koncentracije tvari na prihvatljivu razinu uz obvezno očuvanje komponenata okusa i arome. To je stvar glavnog destilatora koji kontrolira postupak; podešavanje instrumentima ovdje je neprikladno. Skupna količina ograničena je količinom koja se može nadmašiti pod vodstvom čovjeka u dostupnom vremenu.

Stupovi s podesivim dovodom vode u refluksni kondenzator

Unatoč svim nedostacima, ova vrsta opreme često se koristi u Rusiji za izgradnju stupova od kaše. Razlog je mogućnost dobivanja destilata iz bilo koje sirovine, a ako je potrebno, bez promjene dizajna (dodatna carga se ne računa), može se sakupljati visoko pročišćeni destilat - gotovo poput alkohola.

Stupci s podesivim dovodom vode u refluksni kondenzator skupi su u automatizaciji, osjetljivi na tlak i temperaturu rashladne vode, što ih čini slabo pogodnima za dobivanje čistog rektificiranog alkohola, ali s malim rasućim opterećenjima do 20 litara i budnom pažnjom operatora, takvi su stupci sposobni za puno.

Uz to, hladna shema upravljanja najbolja je za odabir glave. Uz sve ostale jednake uvjete, nemoguće je dobiti koncentrirane "glave" na sustavima za ekstrakciju pare i tekućine. Istina, to je samo ako se nosite sa stabilizacijom temperature i tlaka vode u refluksnom kondenzatoru..

Posljednjih godina pokušavaju se stvoriti hibridni stupovi za ispravljanje, u kojima se "glave" uzimaju parom SM metodom, a "tijelo" tekućinom (LM). To poboljšava ionako visoku kvalitetu alkohola na LM stupcima. Ne postoje granice za savršenstvo.

Prilikom gradnje stupova za kašu usredotočenih na aromatične destilate, VM oprema ima prednost u odnosu na LM zbog jednostavnosti upravljanja, kao i neosjetljivosti na temperaturu i protok vode u refluksnom kondenzatoru - više predvidljivosti u "češljanju" nečistoća. Za sirovi šećer obećavaju pivski stupci prema SM shemi zbog boljeg uklanjanja frakcije glavice. No, upravljanje njima stvara puno problema..