Последнее время стало много поисковых запросов на тему бражной колонны непрерывного действия. Давайте поговорим об этом устройстве.

Прежде всего состав НБК :

1. Бродильная емкость.

2. Насос, подающий брагу в колонну сверху. Это может быть перистальтический (в идеале) или обычный погружной насос (ставится как отдельно, так и в паре с перистальтическим для перемешивания густых браг).

3. Устройство подачи браги в колонну (подача должна осуществляться с определенной скоростью и в определенном количестве). Если есть перистальтический насос, эту функцию выполняет он.

4. Собственно НБК, которая заполнена специальными тарелками.

5. Парогенератор. Может быть как непрерывного, так и циклического действия — несмотря на гордое название Н(епрерывная)БК, наличие такого элемента оборудования как бродильная емкость, имеющая конечный объем, говорит о том, что непрерывность тут условная. Конечно на промышленных производствах бродильный процесс может производиться в нескольких закольцованных емкостях и тогда система будет реально непрерывного действия.

6. Холодильник-конденсатор и доохладитель готового продукта.

7. Приемная емкость готового продукта (см. п.5).

Как это работает . Брага, подаваемая сверху, стекает по тарелкам, постепенно взаимодействуя с горячим водяным паром, подаваемым снизу. Режимы подачи компонентов подбираются таким образом, чтобы брага успела нагреться до температуры испарения спирта, который присоединится к восходящему потоку пара и уйдет на отбор. Лишенная спирта брага, превратившись в барду, стекает вниз колонны и отводится в канализацию. Не буду говорить о весьма непростом пути технической реализации процесса, давайте поговорим о том,

Что дает нам эта схема? Сторонники внедрения ее в массы приводят уйму аргументов «за» и ни одного против.
— Время контакта браги с паром незначительно, следовательно не происходит кипячения дрожжей и это очень сильно сказывается на органолептике конечного продукта. Плохо что ли? Да нет — замечательно.
— Оборудование после использования не нужно мыть, барда сама утекает в канализацию. Круто? Еще бы.
— Скорость перегона выше. Каково? Да что тут скажешь — класс.
— Не нужны перегонные кубы большой емкости — НБК обработает любое количество браги за один заход, лишь бы пара хватило (непрерывный ПГ решает этот вопрос). И это весьма пользительное свойство.
— Отжимаем спирт на «ноль». Я в шоке как здорово.
Ну, и все в этом духе.

А теперь давай те отделять мух от котлет.
— Можно поспорить насчет мытья компонентов — колонну с тарелками сложной формы мыть гораздо сложнее, чем дистиллятор или БК; бродильную емкость ровно также нужно мыть в обоих случаях; если куб установить на той же высоте, что и колонну, барда убежит в канализацию не хуже; насосы и прочие элементы — дополнительная возня. Но, в конце концов так ли это все важно?
— Скорость перегона и возможность работать с большими (в перспективе бесконечными) бродильными емкостями — однозначный плюс.
— А вот насчет «готовых Дистиллятов наивысшего качества» (цитирую с сайта одного из производителей) бо-о-ольшой вопрос. Если хвосты еще можно «порезать», настроив подачи пара и браги так, чтобы температура сливаемой «барды» (на самом деле спиртосодержащей браги — вспомните тезис «Отжимаем спирт на «ноль») была ниже температуры отхода хвостов. Но что делать с головами? Брага то все время поступает новая, ни о каком фракционном разделении речь не идет. Так что на выходе из НБК имеем спирт-сырец (СС) неважного качества. Никуда , кроме как на повторный перегон или ректификацию этот продукт не годится. Получается, что НБК — это решение для оптовиков, продающих бормотосамогон страждущим, или для оптовых же производителей спирта. В быту НБК может быть с успехом применена состоятельным любопытствующим ректификатором, так как ценник начинается от 25 тысяч рублей за самый примитивный вариант (обычного по сути дистиллятора). Ценник же оборудования профуровня далеко не так демократичен.

Звиняйте, если что не так.

Чертежик позаимствован с хоумдистиллера.

P.S. В последнее время часто приходят люди из сети по запросам типа «бражная колонна непрерывного действия чертеж» . И на этом блоге и на других ресурсах нет практически никаких чертежей. Почему? Вот например чертежик в заглавии этой статьи. В свое время на одном из форумов довольно живо обсуждалась тема практического воплощения НБК, в ходе дискуссии выкладывались схемы и чертежи промежуточных вариантов колонны. Как только было сформировано рабочее решение и колонна «пошла в серию» одного из коммерческих производителей, все конкретные технические воплощения были удалены из общего доступа (кроме этого чертежа). Это обычная и вполне понятная практика. Схемы, рисунки и фотографии дают общее представление о конструкции, а дальше придется самому. Это же самодельщина, а кто не может — милости просим в магазин.
Если же какой-либо аппарат собирается из готовых узлов, то тем более никаких чертежей не найти, их просто нет в природе. Так что, не тратьте время на их поиски. Даже, если где-то и выложен какой-то чертежик — это наверняка не реализованная промежуточная конструкция с внутренними недостатками.

Всем привет!

Пару недель назад мне в руки попало очень интересное оборудование для самогонщиков – бражная колонна . Ее еще называют пленочной колонной или дистиллятором с укреплением. Приобрел ее один мой знакомый винокур и любезно предложил протестировать сей агрегат.

Какой итог спросите вы? Мой коллега гонит превосходный 88-и градусный самогон, а я теперь знаю, что отвечать читателям, когда меня спрашивают “Как сделать крепкий самогон”. Заинтересовал?

И так, в сегодняшней статье я расскажу, что такое бражная колонна, принцип ее работы и как на ней правильно гнать самогон.

Что такое бражная (пленочная) колонна

Сейчас я кратко расскажу, для чего нужна бражная колонна, а в следующей главе разберу более подробно принцип ее работы.

Итак, пленочная колонна это оборудование, позволяющее получать очень крепкий и чистый самогон. Вплоть до 90 градусов! И при этом оборудование довольно простое по конструкции и использованию, а цена его относительно небольшая. Устанавливается оно прямо на перегонный куб.

С виду бражная колонна напоминает обычный прямоточный дистиллятор . По сути, так оно и есть, разница лишь в том, что на восходящей от куба трубе установлен еще один холодильник. Так называемый дефлегматор или парциальный конденсатор.

Вот в нем-то и кроется вся суть. Но об этом уже в следующей главе.

Принцип работы пленочной колонны

Чтобы было нагляднее, я нарисовал простенькую схему работы.

Итак, как я уже говорил, ставится колонна прямо на перегонный куб. Нагретые пары самогона из куба попадают в парциальный (по-русски — частичный) конденсатор. Там часть паров конденсируется и оседает на стенках охладителя, а другая часть идет дальше.

Поэтому первый охладитель и называют частичным, т.к. он конденсирует не весь пар.

Та жидкость, которая осела на стенках охладителя, называется флегмой . Отсюда и другое название парциального охладителя – дефлегматор .

Как вы помните, самогон состоит из различных примесей, которые условно разделены на три основные группы – “головы”, “тело” и ”хвосты”. Головы испаряются при более низкой температуре, чем остальные группы. Тело при более высокой, чем головы, а хвосты являются самой высококипящей фракцией. Пьем мы, как известно только тело, а все остальное отсекаем. Такая перегонка называется дробной .

Так вот, охлаждая пары самогона в дефлегматоре, мы их разделяем и пропускаем дальше более низкокипящие компоненты, а все остальное конденсируется на стенках охладителя и пленкой стекает обратно в куб.

Отсюда и второе название колонны – пленочная .

При этом спиртосодержащий пар, восходящий в царге парциального конденсатора постоянно взаимодействует с стекающей ему на встречу флегмой. Происходит процесс тепломассообмена — пар выхватывает из флегмы низкокипящие составляющие и отдает ей высококипящие (сивушные масла и воду). Отсюда и такое бешеное укрепление – до 90 градусов конечного продукта!

Регулируя подачей воды температуру в дефлегматоре мы можем довольно качественно разделить самогон на фракции и отсечь ненужные его части. Для начала мы устанавливаем такую температуру, чтобы пропустить во второй охладитель только «головы», а спирт и все остальное возвращаем в куб. А затем повышаем температуру и выгоняем спирт, оставляя во флегме «хвосты».

Но чтобы четко отсечь головы с хвостами и получить чистый и крепкий самогон с колонной необходимо правильно работать. К счастью научиться этому довольно просто.

Как правильно работать на бражной колонне

• Первая перегонка.

Ну тут все просто. Наша колонна будет работать только как дистиллятор, дефлегматор не используется. Подаем воду только во второй холодильник и как можно быстрее перегоняем брагу на спирт-сырец. Для тех, кто не знает для чего это делается — читать статью двойная фракционная дистилляция .

• Вторая перегонка.

Отбор голов

Начинаем греть куб. Когда температура в кубе приближается к 75 градусам подаем воду в оба охладителя. Причем в дефлегматор необходимо подавать столько воды, чтобы пар в нем полностью конденсировался и не попадал во второй охладитель. Т.е. в приемную емкость течь ничего не должно.

Такой режим работы называется «работой на себя». Длиться он должен 25-30 минут. За это время в царге сконцентрируются головные фракции.

Теперь очень аккуратно начинаем снижать подачу воды в укрепляющий дистиллятор до тех пор пока из второго охладителя не начет капать самогон со скоростью 2-3 капли в секунду. Стоит заметить, что время отклика колонны на изменение подачи воды довольно велико.

Поэтому необходимо делать паузы между изменениями входящих параметров — чуть убавили воды и ждете 30 секунд. Затем смотрите на результат и если надо, убавляете еще. Или прибавили.

И так, на скорости 2-3 капли в секунду отбираем головы. Отбираются они на как правило на запах, но если ваш опыт самогоноварения пока еще не позволяет этого сделать, то пользуйтесь стандартной пропорцией — 50 мл на каждый килограмм сахара в браге.

Когда головы закончились — меняем емкость и начинаем отбор тела.

Отбор тела

Медленно уменьшаем подачу воды в дефлегматор. Самогон начинает выходить быстрее. Чем меньше подаете воды, тем быстрее начинает идти процесс. Но при этом крепость и чистота дистиллята падает.

Тут выбирайте сами — либо побыстрее в ущерб степени очистки и градусности, либо покрепче и чище, но подольше.

Компромиссным решением, на мой взгляд, является скорость, при которой самогон идет тонкой струйкой.

Теперь настала пора обратить внимание на термометр, установленный над пленочной колонной. В этот момент на нем должна зафиксироваться какая-то определенная температура. Какая именно у вас будет я сказать не могу, т.к. она зависит от крепости вашего спирта-сырца, залитого в аппарат.

Но вот что вам надо запомнить. Если вы выбрали правильный режим отбора, то температура должна держаться на этом уровне. Если же она растет, пусть даже очень медленно (на 1-1,5 градуса), но постоянно, значит мы подводим слишком много тепла и самогон идет ненадлежащего качества. Поэтому либо увеличиваем подачу воды, либо уменьшаем нагрев.

Теперь, когда мы отрегулировали колонну и из второго прямоточника течет струйкой крепкий самогон, а температура выходящего из колонны спиртосодержащего пара постоянна (колеблется в пределах 0,1-0,2 градусов), мы отбираем тело.

Но через какое-то время температура все же начинает увеличиваться — все потому, что спирта в кубе становится меньше. Тогда необходимо вновь немного увеличить количество подаваемой воды в дефлегматор. Температура вернется к прежнему значению, но количество выходящего самогона уменьшится.

Вот в таком режиме и отбираем тело до хвостов. Опытным самогонщикам их появление подскажет собственный нос. Начинающим же рекомендую переходить к отбору хвостов, когда температура в кубе (именно в кубе, а не над колонной!) поднимется до 93ºС.

Отбор хвостов

Если вы занимаетесь отбором хвостов, то просто отключаете подачу воды в дефлегматор и отжимаете остатки как при обычной дистилляции. На всякий случай напомню, что хвосты мы собираем в отдельную емкость.

Обновление: В феврале я приобрел собственную пленочную колонну ХД/4-2500 ПК производства «Самогон и водка». Она немного доработана по сравнению с заводской конструкцией — утеплен дефлегматор и поставлены игольчатые клапаны для регулировки подачи воды.

Общее впечатление и выводы

Работать на пленочной колонне мне понравилось. И получаемый продукт тоже пришелся по вкусу.

Перечислю пожалуй плюсы, которые я отметил

1. Головы идут концентрированные, с резким запахом. Грань, когда они заканчиваются и начинается тело хорошо ощутима. То же самое и с хвостами. Следовательно можно четко разделить самогон на фракции и получить очень качественный продукт.
2. Крепость дистиллята достигает 80-90%. Спирт конечно вы не получите, для этого необходимо оборудование посерьезнее, но и цель такую мы не ставили.
3. Плодово-ягодные браги не теряют своего вкуса и аромата.
4. Сахарный самогон получается более мягким и приятным на вкус
5. Простота конструкции, сравнительно небольшая цена и легкость в использовании.

В общем для себя я выводы сделал — для сахарного самогона бражная колонна обязательна. И очень желательна для плодово-ягодного.

Такое оборудование позволяет изготовить продукт очень достойного качества. Лично я уже решил, что закажу себе такую колонну . Правда после Новогодних праздников, когда семейный бюджет восстановится.

Обновление: В феврале я все-таки купил колонну. Ее фото в предыдущем разделе.

Всем пока.

Эволюция от бабушкиного змеевика к домашним ректификационным колоннам шла по причудливым путям, наплодив немало тупиковых веток и «монстров», но иногда разрабатывались и полезные гибридные конструкции. Одним из таких аппаратов стала бражная колонна (БК), популярность которой в среде домашних винокуров растет с каждым годом. Однако подобное устройство требует понимания теоретических основ и правильной эксплуатации, иначе результат разочарует.

История появления бражной колонны

Чем не устраивал старый добрый змеевик? Во-первых, низкая производительность. Во-вторых, даже при фракционной перегонке дистиллят содержит значительное количество вредных примесей. Ректификационная колонна (РК) справляется с этими недостатками, но имеет свои проблемы: дорогостоящее оборудование, после ректификации в напитке не остается запаха исходного сырья, а также всё равно нужен дистиллятор для первой перегонки.

Появление прямоточных и кожухотрубных холодильников решило проблему производительности. Эти конструкции охладителей позволили сравнительно быстро перегонять брагу в спирт-сырец, а для преодоления брызгоуноса в конструкцию добавили пустую трубу. Так дистиллятор нового поколения приобрел законченную форму.

Пример прямоточного холодильника
Пример кожухотрубного холодильника

Труба выполняла функцию сухопарника – не позволяя брызгам из куба, которые образуются в дикой флегме, попадать в отбор. Подобный дистиллятор легко справлялся с любой доступной в быту мощностью нагрева. Еще появилось небольшое укрепление продукта, чтобы усилить это, как считалось ранее, полезное свойство – применили дефлегматор, что дало старт целому семейству дистилляторов с укреплением, связанных общим названием: «бражная колонна».

Внимание! Непрерывная бражная колонна (НБК), несмотря на похожее название, имеет совершенно другое предназначение и принцип действия.

Пленочная бражная колонна

Основной стала схема БК с рубашечным дефлегматором, показанная на рисунке.

Пример пленочной колонны в собранном виде

Доступные материалы, простота изготовления и укрепление самогона до 90-91% способствовали росту популярности такой схемы. С опытом эксплуатации были сформулированы основные требования.

Пленочная бражная колонна считалась хорошей если:

• диаметр составлял 25-28 мм, а высота от 30 до 50 раз больше внутреннего диаметра;
• имелся достаточно мощный и хорошо управляемый дефлегматор, способный погасить рабочую мощность нагрева;
• была точная регулировка потока охлаждающей воды на дефлегматор с помощью игольчатого вентиля;
• реализован раздельный подвод воды на холодильник и дефлегматор;
• над дефлегматором в паровой трубе установлен термометр;
• имелся достаточно производительный холодильник, чтобы работать с полной мощностью нагрева как во втором, так и в первом перегоне.

Работа с пленочной колонной была непроста и требовала постоянного внимания владельца. При первом перегоне дефлегматор не включали, чтобы не увеличивать время кипения браги, но при второй дистилляции дефлегматор уже обязательно работал, давая возможность покапельно отбирать «головы» и укреплять «тело» до 90%. Правда, не всегда получалось достичь намеченных целей с помощью дефлегматора, тогда в ход шла регулировка нагревом, ставшая в итоге основной для БК. Однако продукт, полученный в результате перегонки на пленочной БК, казался энтузиастам значительно лучше самогона после дробной перегонки на обычном аппарате.

Эйфорию можно объяснить тем, что высокая крепость маскирует неприятный запах напитка. Правда, после разбавления водой до 40-45% все недостатки дистиллята проявлялись в полной мере через пару дней. Пользователи утешали себя тем, что и не стремятся к получению спирта, а хотят пить хорошо очищенный самогон с ароматами исходного сырья.

Недостатки пленочной колонны

«Крепкое не значит чистое» — эта простая мысль не сразу овладела умами самогонщиков, но нашлись здравые скептики, которые отдали продукт на анализ. Результаты поразили: лабораторная проверка показала, что очистка от примесей на этом оборудовании – миф.

Более того, если пленочная колонна еще как-то позволяла отобрать «головы», то сивухи в отборе оказалось чуть ли не больше, чем в исходном сырье. Это заставило задуматься и понять, как вредные примеси попадают в отбор, затем определиться с причинами и попробовать их преодолеть.

1. Чувствительность к давлению воды. Даже небольшого снижения потока воды в дефлегматоре хватит, чтобы все накопившиеся в трубе промежуточные вредные примеси моментально проскочили в отбор. Достаточно открыть кран в ванной или смыть унитаз, чтобы давление воды в системе упало, а покапельный отбор «голов» превратился в бодрую струю.

Рацпредложения посыпались как из рога изобилия: стабилизация с помощью регуляторов давления, подача воды через промежуточный бачок под потолком или аквариумным насосом, автономные системы охлаждения и т. д. В общем-то весьма полезные и применимые не только для БК вещи.

Казалось, что проблема решена, но кроме стабилизации потока подаваемой воды требовалось еще и управление с его помощью флегмовым числом, а это очень неудобно из-за большой инерционности системы.

2. Малая удерживающая и разделительная способность. Попытки поместить в колонну спирали или пару мочалок немного улучшали ситуацию, но не настолько, чтобы решить проблему очистки в целом. В результате «головы» отбирались небрежно, и даже несмотря на покапельный отбор, вместе с вредными веществами также удалялись нужные эфиры, отвечающие за аромат.

В связи с невозможностью сконцентрировать «головы» в зоне отбора в большом количестве из-за практически отсутствующий удерживающей способности, приходилось отбирать их с избытком, теряя существенную часть спирта. Переход к отбору «тела» повышением мощности нагрева мгновенно отправлял в отбор накопившиеся в трубе промежуточные примеси.

Ситуация усугублялась еще и тем, что при отборе «тела» разделение падало до 2-3 тарелок и не могло задержать сивуху. Когда температура в кубе подходила к 90-92 °C, если вовремя не переходили на отбор «хвостов», остатки сивухи пролетали в приемную емкость, оставляя в «хвостах» только воду.

Даже в лучших образцах самогона, полученного на пленочных колоннах, содержание сивушных масел минимум 1-2 тысячи мг на литр, чаще – намного больше. Из-за конструктивных особенностей пленочной БК, дистиллят получается несбалансированным – с явным перекосом химического состава в сторону сивухи.

Появление современной бражной колонны

Решение проблемы очистки от сивушных масел созрело быстро – нужно наполнить царгу насадкой. В результате БК превратилась в мини РК (ректификационную колонну) с теми же правилами и требованиями к оборудованию. Отличия остались только в универсальности конструкции, позволяющей использовать БК для перегонки браги. Также применяется традиционный для БК отбор по пару, хотя многое винокуры оценили удобства жидкостного отбора и установили его на свои колонны, а другие начали эксперименты с отбором по пару до дефлегматора.

Пример бражной колонны

После этого БК в классическом виде пленочной колонны с отбором по пару выше дефлегматора торжественно прошествовала в музей истории самогоноварения, где заняла почетное место. Можно возразить: «Полно же продается!». Ответ прост: мало ли торговцев и коллекционеров антиквариата, которые продают и подкупают не только устаревшие вещи, но и их подделки.

Требования к хорошей бражной колонне

В большинстве случаев современная БК имеет колонну диаметром 40-50 мм и высотой от 75 до 100 см, а также куб на 20-30 литров, жидкостный отбор и автоматику. В целом это соответствует стандартам и требованиям к РК, но у бражной колонны осталось главное: универсальность конструкции и стремление к получению хорошо очищенного дистиллята со вкусом и ароматом исходного сырья, который можно пить сразу без длительного исправления-выдержки в дубовых бочках.

Однако при эксплуатации у обычных пользователей возникла проблема: применяя стандартные технологии ректификации при перегонке браги, они получали не ожидаемый хорошо очищенный и укрепленный дистиллят, а грязноватый спирт, который назвали полупрезрительно НДРФ – недоректификат. Казалось, что эволюция развития бражных колонн зашла в тупик.

Тогда фанаты БК начали эксперименты по применению малых флегмовых чисел при перегонке спирт-сырца. Все встало на свои места. Более малые объемы кубовой навалки и короткие царги, не дающие на БК получать чистый спирт, для производства дистиллята стали сильной стороной. Высокая царга РК имеет избыточную для дистиллята разделяющую способность, отрезая не только лишнее, но и полезное.

Низкая царга БК позволила реализовать технологию сбалансированного снижения концентрации всех примесей в продукте с удалением некоторых, которые точно не нужны. Этому способствовало и применение более крупных насадок. Так, для 50 мм БК применяется СПН 4 х 4 х 0,28 вместо 3,5 х 3,5 х 0,25 в РК. Для отдельных задач хорошо себя зарекомендовали тарельчатые колонны и медные кольца в качестве насадок, но это тема для отдельной статьи.

Как правильно работать на бражной колонне

Новички часто жалуются, что несмотря на все старания, у них на бражной колонне получается чистый спирт, а не вкусный напиток. Универсальной технологии не существует, так как многие нюансы перегонки зависят от конструкции аппарата, однако соблюдая основные правила, можно сделать на БК ароматный и хорошо очищенный дистиллят.

1. БК и РК – аппараты, реализующие технологии тепломассобмена, поэтому требования к подготовке оборудования к эксплуатации для них практически одинаковы. Для того чтобы уверенно управлять флегмовым числом в процессе работы, нужны: стабильный регулируемый нагрев и охлаждение, а также хорошая теплоизоляция куба и колонны.

2. Рассчитать плановую скорость отбора «тела». Исходим из того, что флегмовое число не должно превышать 2. Например, если рабочая мощность нагрева для 50 мм колонны составляет 1700 Вт, то из куба испаряется примерно 4,93 х 1,7 = 8,3 литра жидкости в час. Треть мы должны отобрать, а две трети вернуть флегмой обратно в колонну и куб. Значит, плановая скорость отбора 2,8 литра в час, а флегмовое число – (8,3 -2,8) / 2,8 = 2. Большей точности не требуется.

3. Длительный и унылый отбор «голов», принятый при ректификации, удаляет не только альдегиды, но и отвечающие за аромат напитка эфиры. Поэтому «головы» нужно отбирать не более 2-3% от АС (абсолютного спирта) в навалке. Скорость должна быть примерно 25-300 мл/час (около 10% от скорости отбора «тела»).

4. Стартовую скорость отбора «тела» устанавливаем равной плановой (в нашем примере 2,8 л/час). А после начала отбора корректируем ее так, чтобы крепость выхода составляла 90-91% при крепости навалки 40%.

Больше скорость не меняем! К концу отбора «тела» скорость и так упадет, а крепость в струе снизится до 87-88% (при остаточной крепости спирта-сырца в кубе 5%). Скорость по сравнению с ректификацией огромна, но именно это и позволяет пропустить средние эфиры и умеренную порцию высших спиртов в приемную емкость. Закончить отбор «тела» нужно при кубовой температуре не выше 95 °C.

5. Если перегоняем зерновое сырье, то «хвосты» отбираем дробно (2-3 порции по 100-150 мл) на скорости в два-три раза меньшей стартовой при отборе «тела». «Хвосты» пойдут на следующий день для купажирования или на дальнейшую переработку на РК.

Главное не бояться высокой скорости отбора: если ее занизить, то на выходе будет уже не хороший дистиллят, а плохо очищенный спирт, который вполне годен для бочки – примеси не удалены полностью, а только «слегка причесаны», избавлены от избытка сивухи и альдегидов.

Если же цель – дистиллят для употребления без длительной выдержки, то можно поэкспериментировать с регулировкой флегмового числа, помня, что чем выше флегмовое число, тем больше степень очистки и приближения к спирту.

Для перегонки сахарного сырья годится только максимальная очистка от всех примесей и технология перегонки, принятая на РК. Если объем навалки не превышает 15-20 объемов насадки в колонне, эта насадка СПН соответствующего диаметру колонны размера, а сама колонна высотой не менее 1 метра, есть шансы получить на БК из сахарного спирта-сырца вполне пристойный спирт.

P.S. Спасибо за подготовку материала для статьи пользователю с нашего форума.

Чтобы получить крепкий алкогольный напиток в домашних условиях, обычно необходимо две вещи.

1. Выбрать и правильно его приготовить.
2. Иметь надежный и эффективный самогонный аппарат, чтобы полученную брагу перегнать.

Такой дистиллятор, как бражная колонна, по качеству и чистоте получаемого продукта находится между сухопарником и ректификационной колонной. Напиток получается чище и крепче, чем на “классике”, но абсолютной чистоты спирта-ректификата на простой бражной колонне не добиться. Максимальная крепость дистиллята, получаемого на пленочной (бражной) колонне составляет 90-95 градусов. Но этого более чем достаточно даже для приготовления р .

Как устроена бражная колонна

Бражная (или пленочная) колонна представляет собой полую вертикальную трубку диаметром (d) 25-50 мм и высотой 30*d, верхняя часть которой обязательно оборудована охлаждающей “рубашкой” — дефлегматором. Обычно он смонтирован в верхней четверти колонны. Именно благодаря дефлегматору в колонне удается создать нужный температурный режим и ювелирно его регулировать.

Принципиальное устройство бражной колонны показано на рисунке:

Горячие пары, поднимающиеся из перегонного куба, частично конденсируются на стенках колонны. Здесь же происходит и тепломассообмен: жидкость (конденсат) насыщается тяжелокипящими примесями из поднимающихся паров, а сами пары насыщаются легкокипящими веществами, испаряя их из жидкости. Жидкость же, именуемая флегмой, пленкой стекает обратно в перегонный куб. Отсюда и название — пленочная колонна.

Термометр в верхней части колонны обязательно должен быть откалиброван, ведь по нему в большей степени идет контроль температурного режима перегонки.

Основные виды бражных колонн

Как таковых видов бражных колонн всего два: обычная бражная колонна, описанная выше, и непрерывная бражная колонна. Если же внутри колонны имеются насадки и наполнители, то она уже может считаться ректификационной, и бражной ее назвать нельзя.

Как устроена бражная колонна непрерывного типа? В ее конструкции имеются значительные отличия от обычной пленочной колонны, ведь ключевое слово здесь — непрерывная.

Такая колонна предназначена для непрерывной перегонки больших объемов браги (от 100-120 л). При этом брага не должна иметь мелких частиц, не должна быть очень густой и пенистой, должна быть однородной по составу. Это важно потому, что брага на непрерывную колонну подается сверху постоянным потоком посредством насоса. А тепломассообмен происходит на специальных контактных тарелках. Весь путь сверху вниз брага преодолевает за 12-15 секунд, поэтому тяжелокипящие примеси просто не успевают испариться, тогда как спирт при нужной температуре испаряется почти мгновенно, уносимый в отбор водяным паром.

Эта технология хорошо применима в промышленности, но вот в домашних условиях реализовать это непросто: нужен специальный насос и астрономические по домашним меркам объемы браги. В упоминания НБК встречаются довольно редко, поскольку в быту их используют мало, да и моделей для домашнего использования существует всего несколько.

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.

Схема работы колонны

Характеристики трубы (царги) и насадки

Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.

Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).

Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг

Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.

Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.

Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.

Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.

В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.

Варианты спирально-призматических насадок

Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.

Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.

Зависимость мощности от диаметра трубы

Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.

Объем куба для ректификационной колонны

Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.

С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.

При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.

Источник и мощность нагрева колонны

Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.

Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.

Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».

Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.

Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.

Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.

Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.

При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.

Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.

Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.

Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.

Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.

Формула для расчета скорости пара:

V = N * 750 / S (м/сек),

• N – мощность, кВт;
• 750 – парообразование (куб. см/сек кВт);
• S – площадь поперечного сечения колонны (кв. мм).

Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.

Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.

Расчет параметров дефлегматора ректификационной колонны

Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.

Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.

Пример холодильника Димрота для колонны

Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.

Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.

«Рубашечник»

Расчет прямоточного холодильника

Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.

Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.

Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.

Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.

Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.

Возможная конструкция прямоточного холодильника

Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».

Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.

Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.

На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.

Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.

Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).

Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:

S = P * 100 (кв. см).

Длина внешней окружности паровой трубы:

Lокр = 3.14 * D.

Высота рубашки охлаждения:

H = S / Lокр.

Общая формула расчета:

H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).

Пример расчета прямоточника

Мощность нагрева – 2 кВт.

Возможно применение труб 12х1 и 14х1.

Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.

Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.

Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.

Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.

Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.

Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.

Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.

Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.

Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.

Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.

Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.

При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.

Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.

Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.

Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.

P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .