Comment fabriquer une colonne de distillation - calcul des paramètres du système. Calcul des paramètres du condenseur à reflux d'une colonne de distillation. Schéma de travail de la République du Kazakhstan

Afin de comprendre l'essence des processus se déroulant à l'intérieur de la colonne de distillation, nous vous recommandons de vous référer aux colonnes d'alcool. Il révèle la théorie de la production d'éthanol dont la qualité est proche du maximum.

Aujourd'hui, nous parlerons de la conception d'un redresseur domestique et de la manière dont cet appareil peut être fabriqué de vos propres mains.

Avant de commencer à créer une colonne de distillation (remplie) (RC), vous devez acheter matériel approprié. Précisons d'emblée que toutes sortes de métaux non ferreux doivent être délibérément exclus de la conception de l'appareil : pas d'alliages de cuivre, pas d'aluminium alimentaire, etc. matériaux similaires. Seul l'acier inoxydable est un alliage chimiquement inerte qui n'est pas sujet à la corrosion et n'émet pas d'impuretés toxiques lors du processus de rectification.

Sur les pages de FORUMHOUSE, vous trouverez de nombreux conseils concernant l'utilisation du cuivre dans la conception des redresseurs et des distillateurs. Mais si vous lisez, vous trouverez encore plus de personnes qui ne sont pas d’accord avec de telles opinions. L’explication est assez simple : l’alcool chaud est un solvant très puissant. Par conséquent, le contact de liquides chauds contenant de l'alcool avec des métaux non ferreux est extrêmement indésirable et même dangereux pour la santé.

beutiflet Utilisateur FORUMHOUSE

Uniquement du verre, du silicone et de l'acier inoxydable.

Schéma de travail de la République du Kazakhstan

La figure montre un schéma d'un RK standard, une fois que vous l'avez compris, vous pouvez assembler vous-même un redresseur domestique.

Examinons plus en détail les principaux éléments de conception.

Alambic

Tout récipient métallique en acier inoxydable et ayant un volume approprié peut être utilisé comme cube de distillation.

Quant au volume : certaines personnes utilisent une cocotte minute classique (avec chauffage intégré), tandis que d'autres ont des exigences légèrement plus élevées. En général, chacun se concentre sur ses propres besoins.

viktor50 Utilisateur FORUMHOUSE

La cocotte minute est trop petite, il faut une capacité d'au moins 15 à 20 litres. Le processus de rectification prend beaucoup de temps et obtenir un litre en une demi-journée n’est pas casher.

Quant au chauffage de la colonne : l'option la plus simple (mais peu pratique) est d'installer le cube de distillation sur une prise électrique ou cuisinière à gaz. Le fait est que la colonne a une hauteur relativement grande, il sera donc préférable que le cube de distillation repose sur le sol (plutôt que sur la cuisinière).

Le chauffage électrique vous permet d'installer le cube directement sur le sol, ce qui rend la conception du RK moins encombrante et l'ensemble de l'installation aussi pratique à utiliser que possible.

Timothée1

Il faut passer du gaz à l'électricité, c'est plus facile à réguler, et la hauteur s'ajoute ! J'ai coupé les éléments chauffants dans le flacon, connecté le régulateur de tension du téléviseur et c'est parti.

Quoi qu'il en soit, lors du chauffage de la matière première, un réglage en douceur de la puissance doit être assuré élément chauffant. Sinon, toute l’idée sera vouée à l’échec.

De nombreux utilisateurs, dans le but d'améliorer la conception du RK, équipent l'appareil de systèmes de contrôle automatique, ainsi que de régulateurs complexes. Mais si vous avez l'habitude de contrôler vous-même le processus (et dans le cas d'une colonne de distillation faite maison au début, vous ne pourrez pas le faire autrement), alors installez système automatique le contrôle n’est pas absolument nécessaire. En attendant d'avoir une expérience suffisante dans le domaine du redressement domestique, un simple régulateur de puissance inclus dans le circuit de l'un des radiateurs électriques existants sera tout à fait suffisant.

Timothée1

J'ai trois éléments chauffants d'une bouilloire soviétique - 1,25 m². LATR, montré sur la photo, régule parfaitement un élément chauffant.

Processus de rectification dans dans ce cas produit à l’aide d’un élément chauffant (réglable). Les 2 restants sont nécessaires exclusivement au chauffage.

Si vous avez déjà eu suffisamment de temps pour profiter perception visuelle processus, et le manque de temps ne vous permet pas d'être constamment à proximité d'un RK en état de marche, alors le système d'automatisation introduit dans la conception de l'appareil vous permettra de contrôler le processus, nécessitant une intervention humaine minimale. L'automatisation vous permet de sélectionner le contenu du cube de distillation, empêchant ainsi les fractions de queue de pénétrer dans le « corps » du produit. Il y a du tout fait solutions techniques, qui peut être acheté dans les magasins spécialisés. De tels systèmes, répondant aux changements de température, bon moment bloquer l’unité de sélection des distillats ou, à l’inverse, ouvrir l’accès eau froide au condenseur à reflux.

Tiroir de rectification

Le cadre de rectification comprend plusieurs éléments :

1. Tuyau avec isolation et buse.
2. Déphlegmateur avec unité de sélection de distillat, chemise d'eau et thermomètre.
3. Connexion pour la communication avec l'atmosphère.

Considérant que les vapeurs d'alcool sont très inflammables, le trou de communication avec l'atmosphère (qui est obligatoirement créé en haut de la colonne de distillation) doit être équipé d'un raccord et d'un tube en caoutchouc. L'extrémité du tube doit être plongée dans un récipient rempli d'eau. Cela permettra d'éviter la propagation des vapeurs à l'intérieur et leur inflammation.

Considérons la conception des nœuds répertoriés.

Tuyau (colonne garnie)

Le processus de transfert de chaleur et de masse se produit dans le tuyau inférieur de la colonne de distillation. En elle espace intérieur un remplissage spécial est placé pour augmenter la zone de contact entre la vapeur chaude et le reflux de refroidissement. À autoproduction colonnes comme remplissage (buse), le plus simple est d'utiliser des éponges à vaisselle en en acier inoxydable. Parfois, un fil torsadé spécial (également en acier inoxydable) est utilisé.

Si vous utilisez de la laine métallique comme charge, la qualité de leur fabrication doit d'abord être vérifiée. Pour ce faire, vous devez couper un morceau de gant de toilette et le faire bouillir dans une solution de sel de table. Si les gants de toilette contiennent un autre alliage que l'acier inoxydable, les produits ne résisteront pas à un tel test et rouilleront rapidement. Il est impératif de couper le gant de toilette. Après tout, si elle a revêtement de protection, alors seulement de cette manière sa structure interne peut être exposée.

La densité de garnissage doit correspondre à l'indicateur - 250-280 g de garnissage par litre de volume interne de la colonne garnie.

La qualité de la séparation des fractions bouillantes dépend directement de la taille du tube garni. Après avoir examiné l'expérience pratique des utilisateurs de FORUMHOUSE, nous pouvons conclure que le diamètre minimum du tuyau doit être de 32 mm. En général, plus le tuyau est haut, meilleure est la séparation des fractions. Hauteur optimale les tuyaux doivent correspondre à 40 à 60 de ses diamètres (minimum 20). L'extérieur du tuyau doit être isolé avec une couche de matériau de protection.

belor44 Utilisateur FORUMHOUSE

Il s'installe dans la cavité interne du tuyau (haut et bas) grille métallique pour retenir le remplissage.

belor44

Dans ma chronique pour NDRF, le remplissage est constitué de gants de toilette. En même temps, il y a des filets d'une passoire à thé. La pression est stable. Une colonne d'un mètre de long et d'un diamètre de 35 mm produit un produit sous-rectifié avec une teneur de 96% à un débit de 950 ml par heure. Il n’y a pas de points d’étranglement.

Le bas et le haut du tuyau de distillation sont généralement équipés de filetages qui permettent de connecter l'unité au cube de distillation et au condenseur à reflux.

Déphlegmateur

L'objectif principal d'un condenseur à reflux est la condensation et la séparation des fractions légères qui ont un point d'ébullition plus bas (par rapport au reflux). En pratique, un condenseur à reflux peut avoir différents conception. Le plus simple à fabriquer est un condenseur à reflux à flux direct (à chemise) ou, comme on l'appelle aussi, un réfrigérateur-condenseur. Il se compose de deux tuyaux de diamètres différents, entre lesquels se trouve une enveloppe de refroidissement avec de l'eau courante.

Essentiellement, un déflegmateur à flux direct est un tuyau en acier inoxydable soudé dans un autre tuyau constitué du même matériau (uniquement d'un diamètre plus grand). Extérieurement, l'appareil ressemble à l'image.

La photo montre que le condenseur à reflux comporte deux raccords (pour l'alimentation et l'évacuation du liquide de refroidissement) et un tube pour communiquer avec l'atmosphère (ci-dessus). Dans le même temps, au bas du condenseur à reflux se trouve un raccord permettant de sélectionner le distillat.

Pour éviter l'apparition d'impuretés étrangères et d'odeurs dans le produit final, il est recommandé d'utiliser uniquement des tubes en silicone pour prélever le distillat.

Le corps du condenseur à reflux peut être constitué de tuyaux en acier inoxydable ou d'un thermos alimentaire ordinaire et d'un tuyau intérieur supplémentaire. Le diamètre du tuyau intérieur est généralement égal au diamètre de la colonne à garnissage. Si vous n'avez pas accès au soudage à l'argon, vous pouvez fixer les éléments structurels à l'aide d'un fer à souder ordinaire.

L'unité de sélection du distillat, située tout en bas du condenseur à reflux, est une rondelle profilée soudée dans le tube interne de l'appareil.

Dans l'unité de prélèvement, il est nécessaire de faire au préalable des trous pour le thermomètre (si vous prévoyez de l'utiliser) et pour le tube de prélèvement.

La nécessité d'introduire des thermomètres dans la conception de la République du Kazakhstan est une question controversée. Les personnes « expérimentées » se passent souvent de thermomètres. En même temps, il existe des distillateurs qui, au contraire, mesurent la température là où il faut le faire, et là où ce n'est pas du tout nécessaire. Par exemple, l'installation d'un thermomètre dans le corps du cube de distillation permet uniquement de surveiller le processus de chauffage. Autrement dit, en le regardant, vous pouvez déterminer approximativement combien de temps il reste avant que la colonne ne bout.

Mais il existe deux unités structurelles en République du Kazakhstan où le contrôle de la température apporte des avantages pratiques tangibles. Il s'agit du tuyau de sortie du condenseur à reflux et de l'unité d'échantillonnage du condenseur à reflux (au lieu de l'unité d'échantillonnage du condenseur à reflux, vous pouvez utiliser l'espace entre la colonne à garnissage et le condenseur à reflux pour installer un thermomètre).

Si la température de l'eau courante descend en dessous de 45°C à la sortie du condenseur à reflux, la séparation des fractions ne se fera pas de manière très efficace (en raison de la surfusion du reflux). Si la température est supérieure à 55°C, lors de la sélection du « corps », des « queues » pénétreront dans le tube de sélection.

Le contrôle de la température dans l'unité de sélection permet de déterminer la température de la vapeur à la sortie de la colonne garnie, et permet en même temps de comprendre quelle fraction est séparée à l'heure actuelle. Par exemple, si la température de la vapeur dans l'unité d'extraction est comprise entre – 77,5 et 81,5°C (en fonction de pression atmosphérique), alors seul le « corps » du produit entrera dans le tube de sélection du distillat.

Poisson de Sibérie Utilisateur FORUMHOUSE

La température pendant le processus de distillation a été maintenue entre 78,8 et 81,3. Avant de finir, elle commença à sauter.

L'extrémité intérieure du tube du thermomètre, soudée à la colonne, doit être bouchée.

Pour que le condenseur à reflux soit refroidi uniformément de tous les côtés, une spirale à vis peut être soudée dans la chemise de refroidissement, qui fixera bonne direction flux de refroidissement.

Et voici le design du condenseur à reflux proposé par l'un des utilisateurs de notre portail.

Timothée1 Utilisateur FORUMHOUSE

J'ai enroulé deux mètres d'ondulation dans le déf - ça enlève 3 litres par heure !

La conception de cet appareil est la suivante.

Dans la plupart des cas, une ondulation qui permet eau courante, est enroulé autour du tube intérieur du condenseur à reflux (il n'est pas représenté sur la figure). Mais cette approche ne permet pas toujours d'obtenir un transfert de chaleur efficace. La faisabilité de l’introduction d’une telle conception ne peut être déterminée que par des moyens pratiques.

Dans la pratique, vous pouvez trouver des déflegmateurs de conceptions les plus diverses (y compris des appareils horizontaux). Nous n'avons décrit que les plus courants.

Dimensions du déflegmateur

La grandeur principale qui détermine les dimensions de l'appareil est la zone de contact de la vapeur avec la surface refroidie. Cette valeur est souvent déterminée empiriquement. Cela dépend de la puissance fournie à la colonne et de la température du liquide de refroidissement.

Timothée1

Colonne de distillation, que j'ai réalisé il y a deux semaines, produit 1200 ml d'alcool par heure. Il est possible d’en faire plus, mais le refroidissement ne suffit pas ! La puissance d'entrée pendant l'accélération est de 3,5 kW, pendant le transport – 1,25 kW.

La sortie du produit est toujours proportionnelle à la puissance d'entrée. Par exemple, si la puissance fournie au cube (pendant le processus de rectification) est de 700 W, alors performance maximum la colonne sera égale à 700 ml/heure (en pratique, avec cette puissance nous avons 300-500 ml/heure). La superficie du condenseur à reflux avec une telle productivité doit être égale à 200-300 cm². Cette zone a tube interne condenseur à reflux, ayant une longueur de 300 mm et une épaisseur de 32 mm.

Doobik Utilisateur FORUMHOUSE

La vitesse de distillation dépend principalement de la force de chauffage. Si le poêle peut faire bouillir 1 litre de purée par heure, quel que soit l'appareil, vous n'obtiendrez jamais 2 litres par heure. Plus le produit est pur et fort, plus la distillation est lente. L'appareil lui-même ne peut ralentir le processus que dans un cas - faible puissance du déflegmateur, c'est-à-dire lorsqu'il est nécessaire de réduire le chauffage à fonctionnement normal appareil. Plus le diamètre est grand, plus zone plus grande transfert de chaleur, et meilleure est l'évacuation de la chaleur.

De tout ce qui précède, nous pouvons conclure qu'il est préférable d'avoir un condenseur à reflux dont les dimensions dépassent celles calculées. Après tout, une zone de refroidissement excessive ne conduira jamais à l’arrêt de la formation de condensat et, par conséquent, à l’arrêt de la rectification.

À propos, sur Internet, vous pouvez trouver une calculatrice pour calculer un déflegmateur, qui vous aidera à naviguer dans les dimensions de l'appareil en cours de fabrication.

Réfrigérateur

Comme réfrigérateur pour l'échantillon de distillat, vous pouvez utiliser un refroidisseur de laboratoire, généralement acheté dans un magasin de verrerie de laboratoire.

Dans ce cas, l'appareil peut être réalisé indépendamment - selon le principe d'un condenseur à reflux de type chemise (seul le réfrigérateur sera beaucoup plus petit). Pour ce faire, encore une fois, vous devez utiliser des tubes en acier inoxydable de petit diamètre. La longueur du réfrigérateur doit être approximativement égale à la longueur du condenseur à reflux.

Afin de réguler le taux de sélection du distillat ou d'arrêter (démarrer) la sélection en temps opportun, le tube de sélection du distillat doit être équipé d'un robinet ou d'une pince (par exemple, d'un compte-gouttes). L'emplacement de la pince est indiqué sur régime général RK.

Les cavités de refroidissement du réfrigérateur et du condenseur à reflux sont reliées entre elles dans l'ordre suivant : bas du réfrigérateur - réfrigérateur - haut du réfrigérateur - haut du condenseur à reflux - condenseur à reflux - bas du condenseur à reflux - égouts. En termes simples, une connexion en série de tuyaux est utilisée et l'eau est fournie au condenseur à reflux déjà légèrement chauffée.

La température de l'eau de refroidissement dans le déflegmateur, comme nous le savons déjà, doit correspondre certaines valeurs(environ 45-55°C). Et des robinets supplémentaires pour réguler le débit d'eau nous aideront à atteindre les indicateurs requis. La vanne de la torche de soudage au gaz régule le débit de la manière la plus subtile.

Séquence de distillation du distillat

Considérons la séquence de travail avec notre colonne de distillation. Tout d'abord, on dilue l'alcool brut (obtenu après distillation préalable de la purée) eau du robinetà la force - 30%...40% (il n'y a pas de consensus sur cet indicateur, mais plus il est bas, moins il est probable qu'il prenne feu accidentellement). Ensuite, nous le versons dans le cube de distillation, assemblons la colonne de distillation et la fixons au réservoir de distillation.

La colonne ne doit en aucun cas s'écarter du niveau vertical. Sinon, la qualité du produit final en souffrira sensiblement.

Une fois le RK installé, vous pouvez commencer à chauffer le contenu du cube. Le robinet du distillat doit être fermé. Au moment où la température de la vapeur dans le déflegmateur commence à monter fortement, il faut réduire au minimum la puissance fournie à la colonne (la température à ce moment peut rapidement atteindre 70-78°C, ce qui est associé à une forte montée de vapeur à travers la partie garnie de la colonne). L'appareil doit être laissé dans cette position pendant 30 minutes. Cela est nécessaire pour que le RC se réchauffe et que le processus de transfert de chaleur et de masse commence à l'intérieur. La température dans la partie supérieure de la République du Kazakhstan pourrait baisser.

Après le temps spécifié, nous ouvrons l'alimentation en eau du réfrigérateur (et du condenseur à reflux) et commençons à sélectionner les « têtes ». Nous répétons encore une fois qu'on ne peut pas boire des « têtes » !

La fin de la sélection des « têtes » peut être déterminée par plusieurs signes : une stabilisation de la température autour de 78°C et une modification des caractéristiques organoleptiques du distillat sélectionné (le distillat commence à sentir l'alcool).

Après avoir sélectionné les « têtes », vous pouvez commencer à sélectionner le « corps » : augmenter la puissance de la colonne et régler la température de l'eau dans le condenseur à reflux (45°C - 55°C).

Nous apprécions le processus jusqu'à ce que les « queues » soient coupées. Le début de condensation des fractions de queue peut être jugé par l'augmentation de la température dans le condenseur à reflux (jusqu'à environ 85°C) et l'apparition d'une odeur de fusel dans le distillat échantillonné. À ce stade, nous considérerons que le processus de rectification est terminé. Les fractions résiduaires peuvent être sélectionnées pour être utilisées dans des distillations ultérieures, ou elles peuvent simplement être éliminées. C'est à vous de décider.

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Une colonne de distillation est un appareil spécial destiné à séparer des liquides possédant d'excellentes propriétés. De tels appareils sont principalement utilisés dans l'industrie. Cependant, une colonne de distillation est parfois fabriquée de vos propres mains pour un usage domestique.

La conception est principalement utilisée dans le processus de brassage du clair de lune. Le principe de son fonctionnement est de séparer l'alcool pur ou le clair de lune du liquide d'origine. Cela se passe ainsi : les matières premières sont versées dans le réservoir de la colonne et chauffées à certaine température. Au fur et à mesure que le liquide bout, de la vapeur est libérée, qui se dépose dans la partie supérieure de l'appareil, se condense et s'accumule dans un récipient supplémentaire, et le liquide non utilisé est renvoyé dans le réservoir.

Naturellement, pour fabriquer de vos propres mains une colonne de distillation de haute qualité, vous devez choisir la fabrication le bon matériel. Si tous les éléments sont soigneusement sélectionnés et que la conception de l'appareil est réalisée sans erreurs, le résultat devrait alors être un alcool pur, exempt d'impuretés, d'odeur et de mousse. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à la fabrication de l'appareil, à sa structure et à son circuit.

Une colonne de distillation à faire soi-même est réalisée conformément au schéma. De plus, il est beaucoup plus petit qu’un appareil industriel, qui peut avoir une hauteur supérieure à 20 mètres. Une colonne de distillation artisanale, dont la conception ne peut être qualifiée de simple, se compose de nombreux éléments. Tout d'abord, vous devez acheter tuyaux en acier, dont la longueur est d'environ 120-150 cm. Un thermos d'un litre peut être utilisé comme condenseur à reflux. Vous aurez également besoin d'adaptateurs qui relieront le tuyau aux réservoirs, d'une isolation pour la partie buse de l'appareil, d'une tôle en inox pour réaliser des rondelles de support, d'un petit tube servant d'évacuation d'eau et d'un réfrigérateur. Il convient également de noter que l'acier doit être sans danger pour la santé, c'est-à-dire qu'il puisse être utilisé dans l'industrie alimentaire.

Les outils dont vous aurez besoin sont un marteau, une perceuse électrique avec des forets, des pinces, une lime, papier de verre, un fer à souder avec soudure ou flux, des adaptateurs pour robinets, des tubes en caoutchouc de petit diamètre et un thermomètre.

Une colonne de distillation artisanale est fabriquée à l'aide d'une certaine technologie. Le tuyau doit avoir la longueur requise et ses bords doivent être coupés. Un adaptateur spécial est utilisé pour connecter le tuyau et l'unité de distillat. La connexion entre le tuyau et le cube doit être soudée et la zone de soudure doit ensuite être nettoyée. Ensuite, vous devez fabriquer des buses en acier, qui sont versées dans le tuyau jusqu'en haut.

Maintenant, une rondelle de support est insérée dans le tuyau, dans laquelle est insérée l'extrémité étroite de la sélection. Le point de connexion est également soudé. La prochaine étape serait isolation thermique tuyaux.

Le thermos, qui servira de condenseur à reflux, doit être démonté et le fond retiré. Le flacon intérieur doit être retiré du flacon extérieur et le couvercle à vide du thermos doit être retiré. Vous devez faire un trou dans le flacon au centre du fond de l'élément et dans la partie centrale de sa face arrière. Vous devez insérer un tuyau dans le trou supérieur et le souder là-bas. Ensuite, le fond est posé sur le flacon. Des trous sont également pratiqués dans le ballon extérieur pour les tuyaux d'évacuation et d'alimentation en eau. Ils sont situés dans les parties supérieure et inférieure du flacon. Les connexions doivent être soudées. Dans l'unité de prélèvement de distillat, vous devez percer un trou pour le manchon du thermomètre.

Une colonne de distillation à faire soi-même est réalisée dans le strict respect des règles de sécurité. Naturellement, pendant le travail, des gants de protection, des vêtements, un masque et un respirateur sont utilisés. Après avoir fabriqué l'appareil, toutes les zones de soudure doivent être lavées avec une solution d'eau et de soude et rincées à l'eau courante.