Ректификационные колонны и самогонный аппарат

Ректификация и дистилляция, особенности и отличительные признаки.

Ректификацией называют процесс разделения жидких веществ путем их испарения под действием разных температур. В результате кипения жидкости пары поднимаются, охлаждаются и делятся на различные фракции, такие как: этиловый и метиловый спирт, воду, альдегиды, остаточные масла и т.д. Благодаря данному процессу получают чистейший спирт отличного качества. Из-за высокой стоимости и присутствия в больших количествах сомнительной алкогольной продукции в торговых точках, все больше потребителей переходят на альтернативные способы изготовления домашних спиртных напитков. Для осуществления такого рода идей в продаже появились различные установки самых интересных модификаций, носящих названия: ректификационная колонна, дистиллятор, самогонный аппарат.

Спирт можно получать не только методом ректификации, существуют различные виды дистилляторов для перегонки спиртосодержащих жидкостей. Оба вида имеют принципиальные различия, заключающиеся не только в технологии получения конечного продукта, но и в их качестве. Ректификационный способ очистки также широко используют в промышленности, различных лабораториях. Суть процесса заключается в распределении смешанных составляющих компонентов между фракциями пара и жидкости, которые контактируют между собой, после чего восходящий паровой поток вбирает в себя летучие компоненты. Все это делает процесс ректификации более производительным в сравнении с дистилляцией.

В чем же разница между этими двумя способами? Итак, по порядку. Крепость напитка, полученного при ректификации, может достигать 90 градусов, в случае с дистилляцией будет градусов 40 – 60. Присутствует разница во вкусе напитка, дистиллятор сохраняет вкус и аромат исходного продукта, тогда как спирт, выгнанный ректификационным способом, не имеет примесей и запаха. Есть разница во фракционном разделении, при ректификации оно более чистое. Необходимо несколько перегонок дистиллята для удаления вредных веществ, при ректификации они исчезают после первого раза. Спиртовые потери при ректификации отсутствуют, при ином способе они могут составлять как минимум 20 процентов. И наконец, последняя отличительная характеристика, предупреждающая о взрывопожарной безопасности – в обоих случаях присутствует такой риск, поэтому необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией по применению данных установок во избежание нанесенного здоровью ущерба.

Отличие	Дистилляция	Ректификация
Органолептика напитка	Сохраняет аромат и вкус исходного сырья.	Получается чистый спирт без запаха и вкуса (проблема имеет решение).
Крепость на выходе	Зависит от количества перегонок и конструкции аппарата (обычно 40-65%).	До 96%.
Степень разделения на фракции	Низкая, вещества даже с разной температурой кипения перемешиваются, исправить это невозможно.	Высокая, можно выделить чистые вещества (только с разной температурой кипения).
Способность убрать вредные вещества	Низкая или средняя. Для повышения качества требуется минимум две перегонки с разделением на фракции хотя бы при одной из них.	Высокая, при правильном подходе отсекаются все вредные вещества.
Потери спирта	Высокие. Даже при правильном подходе можно извлечь до 80% от всего количества, сохранив приемлемое качество.	Низкие. Теоретически, реально извлечь весь этиловый спирт без потери качества. На практике минимум 1-3% потерь.
Сложность технологии для реализации в домашних условиях	Низкая и средняя. Подходит даже самый примитивный аппарат со змеевиком. Возможны улучшения оборудования. Технология перегонки проста и понятна. Самогонный аппарат обычно не занимает много места в рабочем состоянии.	Высокая. Требуется специальное оборудование, изготовить которое без знаний и опыта невозможно. Процесс сложнее для понимания, нужна предварительная хотя бы теоретическая подготовка. Колонна занимает больше места (особенно по высоте).
Опасность (в сравнении друг с другом), оба процесса пожаро- и взрывоопасны.	Благодаря простоте самогонного аппарата дистилляция несколько безопаснее (субъективное мнение автора статьи).	Из-за сложного оборудования, при работе с которым существует риск допустить больше ошибок, ректификация опаснее.

Ректификационная колонна, ее устройство и виды.

Весь процесс ректификации происходит в устройстве под названием ректификационная колонна. Прибор представляет собой вертикальную теплоизолированную трубу, с различными встроенными элементами внутри. Количество элементов зависит от конструкции, именно они влияют на взаимодействие пара и жидкости. Из всех известных бытовых приборов для самогоноварения именно это устройство занимает лидирующую позицию в производстве спирта самого высокого качества. Ректификационные колонны бывают двух видов: насадочные и тарельчатые, каждый тип аппарата имеет свои отличительные признаки по степени очистки и производительности.

1. Насадочные устройства.

Насадочные колонны отличаются от тарельчатых типов меньшим гидравлическим сопротивлением, а процесс ректификации в таких типах установок происходит при помощи вакуума. Колонна делится на верхнюю и нижнюю части, в каждом отсеке внутри колонны располагается решетка с насадкой. Насадки внутри колонны могут быть:

А) Регулярные – кассеты из перфорированных сеток и листов.
Б) Нерегулярные – в виде насыпного слоя инертного материала.

В верхнем отсеке колонны находятся приспособления для поступающего пара, жидкости и дальнейшего их распределения. Колонна снабжена нагревательным элементом, благодаря которому происходит образование пара: он поднимается к решетке верхней части колонны и проходит по трубе вверх, жидкость наоборот, стекает вниз. В результате контакта пара и воды каждое из этих веществ насыщается отдельными летучими компонентами и после того, как цикл будет пройден – пары отправляются в дефлегматор, часть жидкости идет в остаток, а частично опять попадает в часть нагрева.

Насадки данного вида обладают хорошими свойствами химической инертности, механической прочности, а также имеют малое гидравлическое сопротивление.

2. Тарельчатый вид колонн.

Тарельчатые колонны часто используют на крупных промышленных объектах, но и в быту они имеют довольно распространенное применение. Преимущество таких колонн перед насадочными устройствами в том, что они более тонко разделяют жидкость и пар на фракции. Тарельчатые ректификационные колонны имеют различия по виду тарелок, расположенных внутри устройства, они могут быть:

А) Колпачкового типа – на тарелках колонны установлен колпачок для лучшего выхода пара и развеивания его на более мелкие пузырьки. Приток и отток жидкости в таких колоннах регулируют при помощи трубок, а само ее движение осуществляется по тарелкам в разных направлениях.
Б) Ситчатого типа – с тарелками, в которых имеется много входных отверстий по типу решета. Для контроля уровня жидкости на тарелке служат специальные трубки с опущенными их концами в стаканы нижних тарелок, где они образуют гидравлические затворы. Ректификационные тарельчатые колонны ситчатого типа имеют больший уровень коэффициента полезного действия, чем, например, колпачковый тип. Ситчатые тарелки удобны в монтаже и уходе, они легко крепятся и снимаются.

Существует еще несколько видов ректификационных колонн, например, пленочные и барботажные аппараты. Но они не пользуются особой популярностью. Самыми распространенными устройствами считаются модели, описанные выше.

По качеству готового продукта можно отметить, что ректификация превосходит дистилляцию. При использовании ректификационных колонн в спирт не попадают вредные примеси, и он не имеет специфического запаха. Это является неоспоримым преимуществом ректификационных колонн при производстве спирта - готовый продукт не требует повторного перегона.