Устройството и принципът на работа на дестилационната колона

Устройството на дестилационната колона е доста сложно и е малко вероятно да го симулира у дома. Но на специализирани интернет сайтове е възможно да закупите работна инсталация на много разумна цена, която ще изисква само малка конверсия на домашно направеното ви устройство.

Преобразуването ще се отнася само за резервоара на изпарителя - необходимо е да се монтира фланец с подходящ диаметър, така че колоната да може да се фиксира вертикално. Ако няма резервоар за термометър, трябва да го инсталирате. Без да измерваме температурата на изпарителя, контролирането на работата на колоната е изключително трудно и по принцип изобщо невъзможно.

Как работи колоната

Колоната е топлообменник, в който протичат сложни физикохимични процеси. Те се основават на разликата в температурите на кипене на различни течности и на капацитета на латентната топлина на фазовите преходи. Това звучи много мистериозно, но на практика изглежда малко по-просто.

Модел на потока на парите и течността в колоната

Теорията е много проста - пара, съдържаща алкохол и различни примеси, които вариват при различни температури, се различават с няколко градуса, се издигат и кондензират в горната част на колоната. Образуваната течност тече надолу и те срещат по пътя нова част от горещата пара. Тези течности, чиято точка на кипене е по-висока, се изпаряват отново. И тези, които нямаха достатъчно топлина, остават в течно състояние.

Коремната колона е постоянно в състояние на динамично равновесие на пара и течност, в много случаи е трудно да се отделят течните и газообразните фази - всичко се кипи и кипи. Но в плътност, в зависимост от височината, всички вещества се разделят много ясно - отгоре са леки, след това по-тежки и най-отдолу - фюзелови масла, други примеси с висока точка на кипене, вода. Отделянето на фракциите е много бързо и това състояние се поддържа почти неограничено, като температурата в колоната се наблюдава.

На височина, съответстваща на максималното съдържание на алкохолни пари, се монтира дюза за вземане на проби, през която се освобождава пара и влиза в кондензатора (хладилника), от който нахлува алкохолът в контейнера за събиране. Дестилационната колона за лунен лук работи много бавно - селекцията обикновено се извършва чрез капене, но в същото време се осигурява високо ниво на пречистване.

Колоната работи при атмосферно налягане, или точно над нея. За да направите това, в горната точка е инсталирана атмосферна клапа или просто отворена тръба - двойките, които нямат време да кондензират, напускат колоната. По принцип в тях практически няма алкохол.

Състоянията на компонентите пара-течност при различни височини на колоните

Точката на кипене на течностите, съдържащи алкохол

Графиката показва фиксираните състояния на пара-течни компоненти при различни височини на колоните, които могат да бъдат наблюдавани за температурата в дадена точка. Хоризонталната част на графиката съответства на максималната концентрация на веществото. Разделянето няма ясни граници - вертикалната линия съответства на смес от долните и горните фракции. Както може да се види, обемът на граничните зони е много по-малък от фракционните зони, което дава известна роля на температурния режим.

Устройството на дестилационната колона

Основата за колоната е вертикална тръба, изработена от неръждаема стомана или мед. Други метали, особено алуминий, не са подходящи за тази цел. Тръбата е изолирана отвън с материал с ниска топлопроводимост - изтичането на енергия може да наруши стабилния баланс и да намали ефективността на процесите на топлообмен.

В горната част на колоната е монтиран обратен хладник. Обикновено това е вградена или външна намотка, която охлажда приблизително 1/8 - 1/10 от колоната във височина. Можете да намерите в Интернет и ректификационните колони с водна риза или сложни охладители на топки. Освен цената, те вече не влияят на нищо. Класическата серпентина се справя перфектно със задачите си.

Колона "Малко бебе"

Съотношението на количеството кондензат, отнесено към общото количество на обратен хладник, върнат в резервоара, се нарича коефициент на кипене. Това е характеристика на отделен модел на колона и описва неговите оперативни възможности.

Колкото по-малък е коефициентът на оттичане, толкова по-продуктивна е колоната. За Φ = 1, колоната работи като обикновена домашно приготвена машина.

Индустриалните растения имат висока способност за разделяне на фракционирането, така че техният брой е 1.1-1.4. За домакинските луксозни колони, оптималният е Φ = 3-5.

Видове колони

Коремната колона за лунната коса за увеличаване на точките на контакт на пара и течност, където се осъществява топлообмен и дифузия, е снабдена с пълнители, които значително увеличават контактната площ. Според вида на вътрешната конструкция, колоните са разделени на плоча и опаковка. Класификацията по производителност или височина не показва реални възможности.

За да се увеличи площта на контакт в колоната, в спиралата се поставя фина решетка от неръждаема стомана, напълнени са малки балони, пръстени Raschig, малки спирали от тел. Те са гъсто опаковани или напълнени до ¾ от дължината на колоната, без да достигат до точката на приемане на алкохол.

Пълнители за държачи

Термометърът трябва да бъде в зоната, свободна от дюзите, и да показва действителната температура на средата. Термометърът се избира по електронен път, като има най-малката инерция. В някои модели на колони, десети от една степен играят роля. За да се получи чист алкохол в зоната за избор, температурата трябва да се поддържа в рамките на 72,5-77 ° С.

Таблицата за дестилация на тави е много по-сложна в производството - конструкцията на капачки или ситови плочи, които са вътрешни хоризонтални прегради, през които течността тече с известно закъснение. На всяка от плочите се създава барботирана зона, която увеличава степента на екстракция на алкохолни пари от обратен хладник. Понякога дестилационните колони се наричат ​​укрепване - постигат почти 100% добив на алкохол с минимални чужди добавки.

Колоната работи при атмосферно налягане, за да комуникира с външната среда, колоната е оборудвана със специален клапан или отворена тръба в горната част на конструкцията. Този факт определя една от характеристиките на дестилационната колона за лунна светлина - при различно атмосферно налягане тя работи по различни начини. Температурният режим варира в рамките на няколко градуса (разликата между термометъра на резервоара и колоната). Връзката се установява експериментално. Поради тази причина, с колона от нагревателни елементи.

Чрез закупуване на работеща дестилационна колона или чрез изграждането й сами можете да получите висококачествен алкохол без много трудности. Особено ефективна е колоната при дестилацията на лунен лук, получена от конвенционален дестилатор.