Видове дестилация и контрол на пюре колони - видове селекционни единици

Сравнителен анализ на три схеми за вземане на проби, които се използват в колони за домашно приготвяне и коригиране. Разглеждат се характеристики, предимства и недостатъци, както и приложимост при различни възможности за дестилация. Всеки метод има свой собствен тип оборудване.

За да се работи успешно с колона, коефициентът на обратен хладник трябва да се коригира. Има три метода за това:

• CM (управление на охлаждането) - контрол на дебита на водата, подавана за охлаждане на обратния хладник;
• LM (управление на течността) - контрол на размера на изтегления рефлукс (вземане на течности);
• VM (управление на парите) - контрол на количеството на извлечената пара (извличане с пара).

Преди да започнем да говорим за видовете подбор, нека дефинираме термините.

Дестилация - процесът на изпаряване на течност, последван от кондензация.

Ако първоначално суровината се е изпарила от дестилацията все още, след това тя се кондензира в хладилник (кондензатор), след това каквото и да се случи в средата на този процес (преминаване на пара през парен котел, балон или обратен хладник), в крайна сметка, все пак ще получите дестилат.

Коригиране - това е един от методите на дестилация, който се отличава с два технологични метода:

Принудително, строго контролирано връщане с обратен хладник, използвайки специални устройства - рефлуксни кондензатори или кондензатори.

Организиран е обмен на топлина и маса между храчките и парата, издигаща се в обратна посока. За да се повиши ефективността на преноса на топлина и маса, се използват опаковъчни колони или тави, където обратният хладник се изпарява отново. В първия случай процесът е от филмов характер, а във втория е процес на балончета..

Целта на ректификацията е да се получи алкохол с определена сила и да се пречисти от примеси. За да направите това, коефициентът на обратен хладник винаги трябва да бъде по-висок от минималния (повече на графиката).

Качеството на продукта зависи от съотношението на обратен хладник, но колкото по-високо е, толкова по-ниска е производителността на колоната..

Ректификацията не позволява да се изолира каквато и да е смес от групата, но само повече или по-малко напълно премахва всички примеси, групирани от близката летливост. Следователно, ако използвате ректификационно оборудване, за да получите, например, плодови дестилати, съществува риск от групиране на фракцията на главата в азеотропи, които са трудни за отделяне - да се отстранят, заедно с ненужните примеси, полезни естери, отговорни за аромата.

Ако се опитате да дестилирате благороден дестилат с помощта на ректификационно оборудване, е необходимо по време на целия избор коефициентът на обратен хладник да не надвишава 1,5-2. В противен случай балансът на примесите ще бъде нарушен..

Видове излетни единици в колоната

Избор на течности (управление на течности)

LM - регулиране на количеството на вземане на проби от течност. Най-удобната и лесна за използване схема, при която всички пари се кондензират, след което една част от кондензата се връща в колоната, другата отива за екстракция.

Спецификации. Съотношението на обратния хладник се контролира от един алкохолен кран. Ако вентилът е напълно отворен, коефициентът на обратен хладник е нула и изходът е нормален дестилат. Когато вентилът е затворен, коефициентът на обратен хладник е безкрайно голям - колоната работи сама за себе си. Регулирането на изпускателния клапан за течност ви позволява да промените коефициента на обратен хладник от 0 до 100% по всяко време. Мощността на нагряване и охлаждане е настроена на оптимално ниво за максимално разделяне на колоната и минимално охлаждане с обратен хладник.

Като правило, коефициентът на рефлукс се задава малко по-висок от минималния, което по време на избора на "тялото" позволява относително дълго време да се прави без корекции, но към края на селекцията все пак е необходимо активно регулиране на процес. Освен това, колкото по-малко алкохол остава в куба, толкова по-често е необходимо да се увеличи съотношението на обратен хладник..

Ползи:

• подходящ за производство както на ароматни, така и на чисти алкохоли;
• лесно и относително евтино автоматизирана до автоматизираната система за управление (автоматизирана система за управление) от производствения процес с предпазни блокове;
• няма повишена чувствителност към стабилността на налягането на охлаждащата вода.

Недостатъци:

• ако скоростта на селекция е фиксирана на същото ниво, след като коригирането продължи, коефициентът на обратен хладник ще падне. Това противоречи на технологичната необходимост от постепенно увеличаване на скоростта към края на избора, което е основен недостатък;
• необходимо е да се прекъсне струята (връзка с атмосферата) след управляващия клапан или клапан, в противен случай неизправности при регулиране на скоростта на вземане на проби поради вакуума в линията за вземане на проби, който се създава от потоци алкохол.

Парно управление

VM - регулиране чрез разделяне на парните потоци преди обратния хладник. Колоната се контролира чрез промяна на количеството извлечена пара с помощта на затворен вентил или конвенционален сферичен кран.

Спецификации. Съотношението на площта на напречното сечение на колоната и тръбата за изпускане на пара определя минималното съотношение на обратен хладник, което може да се увеличи чрез регулиране на положението на клапана.

По време на дестилацията количеството възстановен рефлукс може да се регулира от 80 до 100%. Най-ниското възможно съотношение на обратен хладник е 4.

Ползи:

• чувствителността към позицията на крана е много малка, което позволява прецизни настройки;
• съотношението на обратен хладник не зависи от промени в температурата или скоростта на потока на охлаждащата вода в обратен хладник;
• няма повишена чувствителност към стабилността на налягането на охлаждащата вода.

Недостатъци:

• системата за управление е инерционна, може да отнеме до 10-15 секунди от промяна на позицията на крана до промяна на скоростта на вземане на проби;
• не е подходящ за получаване на ароматни алкохоли от естествени суровини. Необходими са структурни промени, за да се контролира количеството рефлукс от 50 до 100%;
• колоната за отвеждане на пара е чувствителна към охлюви в линията за изтегляне на продукта. Ако в силиконовия маркуч се образува колона с продукт, която тече надолу, тя ще създаде вакуум и подобно на помпа ще изтегли пара към себе си, нарушавайки зададеното съотношение на обратен хладник. В резултат на това скоростта на излитане рязко и неконтролируемо ще се увеличи; без намесата на оператора системата няма да се върне на предишното си ниво. Неконтролираното извличане може да бъде спряно чрез установяване на връзка с атмосферата (създаване на пробив в струята). Например, залепете иглата от спринцовката в горната част на тръбата за вземане на проби;
• автоматизацията е сложна и скъпа. Често се изпълнява под формата на сигнално устройство за достигане на определени температури, но без задвижващи механизми. Автоматизацията на безопасността също е желателна.

Управление на охлаждането (cool management)

CM - регулиране на количеството вода, подавана към дефлегматора. Позволява ви да контролирате количеството пара, преминаващо през обратен хладник към хладилника за избор на продукт.

Спецификации. Рефлуксният коефициент се регулира от 0 до 100%, но системата е много чувствителна към количеството подадена вода и изисква прецизен иглени клапан. За да се регулира скоростта на излитане, кранът трябва да се завърти буквално с част от милиметъра. Мощността на нагряване по време на целия процес трябва да бъде постоянна и да осигурява максимален капацитет за отделяне на колоната. С увеличаване на количеството подадена вода, количеството на върнатия рефлукс също се увеличава, съответно съотношението на рефлукса се увеличава.

По време на ректификация при постоянна мощност на охлаждане и нагряване се наблюдава постепенно намаляване на избора, но съотношението на обратен хладник остава непроменено..

Предимство:

• може успешно да се използва за получаване на ароматни алкохоли от естествени суровини.

Недостатъци:

• най-малките колебания в налягането водят до промяна в скоростта на селекция и съотношението на обратен хладник. Ако не вземете мерки за стабилизиране на налягането на охлаждащата вода в апартамента, дори измитата от съседите тоалетна ще повлияе на процеса на подбор;
• повишаването на температурата на водата в рефлуксния кондензатор, докато количеството му остава непроменено, намалява коефициента на рефлукс, следователно, за да се поддържа стабилно съотношение на рефлукс, е необходим контрол върху дебита и температурата на водата, подавана към рефлуксния кондензатор;
• изисква се комуникация с атмосферата в линията за избор на продукт, в противен случай, ако отоплението е случайно изключено и тръбата е потопена в селекцията, целият продукт отново ще бъде в куба;
• системата е скъпа и трудна за автоматизиране. Обикновено такива коригиращи колони са оборудвани с най-простите термични аларми и автоматизация на безопасността..

Практиката на инсталиране на различни единици за подбор върху колони

Колони за изтегляне на течности (LM)

В домакинските колони вземането на течни проби е най-широко разпространено. Причината е проста - процесът на коригиране на 40 литра лунна светлина се забавя за 18-20 часа. Можете да намалите по-голямата част наполовина, но тогава делът на рециклирания (технически) алкохол, който ще трябва да се преработва при всяко коригиране, рязко се увеличава..

Ако говорим за производителността на системата като количеството търговски алкохол, получено по време на общото време за коригиране (включително нагряване), тогава при двукратно намаляване на общия обем ефективността намалява с около 1,5 пъти.

Друг начин за свеждане до минимум на обема на получения технически алкохол при максимална производителност е автоматизирането на процеса, което позволява дестилацията да се извършва съгласно предварително определен алгоритъм без участието на оператор. Системата за автоматизация задължително трябва да има не само изпълнителна схема, но и предпазен блок, който незабавно да изключи оборудването в случай на заплаха от инцидент.

Дестилационната колона с изтегляне на течност е автоматизирана по-лесно и по-евтино от другите системи и по отношение на качеството на получения алкохол по нищо не отстъпва на другите видове оборудване.

Колони с екстракция с пара

Системите за селекция на пара са широко разпространени в чужбина, където алкохолът и неговите производни отстъпват по популярност на дестилатите (коняк, уиски и др.), Но се оценява високата якост на напитката. Чуждестранните майстори проектират дестилационни колони с екстракция с пара, имащи минимално съотношение на обратен хладник - само 1, а не 4, както в Русия. При тази схема поне 50% от обратния хладник се връща в колоната..

В режим на дестилация екстракцията на пара практически не се нуждае от автоматизация. Съотношението на обратен хладник, зададено в началото на избора на "тялото", остава непроменено до края, то може да бъде променено само от оператора, но дори при получаване на алкохол, корекция е необходима буквално няколко пъти.

Скоростта на селекция до края на дестилацията намалява рязко, докато спре. Ако има желание за лов на енант естери (те до голяма степен създават органолептичните свойства на плодовите дестилати) - сменете консервите и увеличете мощността на нагряване, след това следва фракционен избор и сортиране.

Ако не се изискват енант естери, направете същото, но допълнително използвайте паузи, за да работи колоната върху себе си, така че остатъците от алкохол да са по-концентрирани и с по-малко примеси.

Автоматизацията в колони с извличане на пара е необходима само на ниво предпазен блок. Освен това получаването на дестилат не предвижда групиране на примесите във фракции и пълното им отстраняване, а балансирано намаляване на концентрацията на веществата до приемливо ниво със задължително запазване на вкусовите и ароматните компоненти. Това е въпрос на главния дестилатор, който контролира процеса; настройката с инструменти е неподходяща тук. Насипното количество е ограничено от обема, който може да бъде надвишен под ръководството на човека в наличното време.

Колони с регулируемо подаване на вода към обратния хладник

Въпреки всички недостатъци, този тип оборудване често се използва в Русия за изграждане на пюре колони. Причината е възможността за получаване на дестилати от всякакви суровини и ако е необходимо, без промяна на дизайна (допълнителна царга не се брои), може да се събере силно пречистен дестилат - почти като алкохол.

Колоните с регулируемо подаване на вода към рефлуксния кондензатор са скъпи за автоматизация, чувствителни към налягането и температурата на охлаждащата вода, което ги прави слабо подходящи за получаване на чист ректифициран алкохол, но с малки насипни товари до 20 литра и бдителното внимание на оператора, такива колони са способни на много.

В допълнение, готината схема за управление е най-добрата за избор на ръководител. При равни други условия е невъзможно да се получат по-концентрирани "глави" на системи за извличане на пара и течност. Вярно е, че това е само ако се справите със стабилизирането на температурата и налягането на водата в кондензатора с обратен хладник..

През последните години се правят опити за създаване на хибридни ректификационни колони, в които "главите" се вземат с пара по метода SM, а "тялото" от течността (LM). Това подобрява и без това високото качество на алкохола в колоните LM. Няма граници за съвършенство.

При изграждането на пюре колони, фокусирани върху ароматни дестилати, VM оборудването има предимство пред LM поради лекота на управление, както и нечувствителност към температурата и водния поток в обратния хладник - по-голяма предсказуемост при „разресването“ на примесите. За суровата захар бирените колони по схемата SM са по-обещаващи поради по-доброто отстраняване на фракцията на главата. Но управлението им създава много проблеми..