Производителността на дестилационната колона в зависимост от диаметъра на цангата или обема на куба

Сърцето на всеки РК е цар с накрайник и именно неговите възможности до голяма степен определят представянето на колоната като цяло. За анализ се съгласяваме, че както трябва да бъде по време на ректификация, царят има височина на частта на дюзата 150 см и SPN 3,5 х 3,5 х 0,25 мм се запълва в него, а кубът се напълва три четвърти с 40% суров алкохол.

теория

1,5-инчовата колона може да има чекмедже с вътрешен диаметър 35 или 38 мм, а 2-инчова колона - 48 или 50 мм. Днес стандартният набор от възможни кубчета: 20, 30, 37 и 50 литра.

Максималният капацитет за разделяне на колоната се постига при сила на предварително задавяне и също така осигурява максималната скорост на вземане на проби за дадено съотношение на обратен хладник. Много дестилерии за начинаещи не съвсем правилно идентифицират прекомерната мощност с работата на колоната. Всъщност коригирането включва няколко етапа, всеки от които отнема време.

При избора на диаметъра на колоната и обема на куба е важно да се разбере как тяхното съчетание ще повлияе на сложността на процеса и на времето, прекарано за ректификация.

Етапи на коригиране

1. Подготовка на оборудване за работа. Сглобяване на оборудване, изливане на суров алкохол в куб и други подготвителни операции. Обикновено отнема около 0,5 часа, Т1 = 0,5.

2. Загряване до кипене. Ако нагревателят е избран правилно, въз основа на съотношението 1 kW мощност на 10 литра насипно състояние, тогава отоплението ще отнеме около 40 минути или T2 = 0,7 часа.

3. Стабилизиране. Този етап изисква от 30 минути до 1 час. Нека бъде 45 минути или T3 = 0,75 часа.

4. Изборът на фракцията на главата. Времето за избор на „цели“ (T4) не зависи от скоростта на избор. За да се отстранят всички примеси на главата от куба, е необходимо всеки литър насипно вещество да се изпари поне веднъж и да се посети колоната. Това изисква 1 kW топлинна мощност за всеки литър абсолютен алкохол в куба.

Работната мощност във ватове е числено равна на площта на напречното сечение на колоната (S) в квадратни милиметри.

Количеството абсолютен алкохол (AS) се определя въз основа на обема на насипното вещество (SS) и неговата сила.

T4 = AC / N (часа), където:

AC = 0,4 * CC (литър);

N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW);

d е вътрешният диаметър на колоната (mm).

От тук получаваме:

T4 = 510 * CC / d2 (часа), където:

SS - 40% в насипно състояние в литри,

d е вътрешният диаметър на колоната (mm2).

5. Избор на подглавница. Този етап е необходим за почистване на дюзата от остатъците от фракцията на главата. Броят на облегалките за глава зависи от капацитета на задържане и обема на дюзата. Капацитетът на задържане на SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 е приблизително равен на 150 ml от обратен хладник на 1 литър накрайник. За да го изчистите качествено, трябва да изберете 2-3 тома, за изчисления, които ще вземем - 2,5.

За да вземете този обем със скорост 0,5 l / h, трябва да отделите 2 часа. Ако повишите скоростта до половината от номиналната, тогава ще са достатъчни 1,2 часа, независимо от диаметъра на чекмеджето.

Твърде ниската скорост намалява ефективността на почистване и качеството на алкохола. Но сега не става въпрос за това, за днешната задача ще вземем максимално времето за подбор: T5 = 2 часа.

Обемът на селекция в литри:

Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, където:

Vн - обем на дюзата в литри.

Ако се приеме, че скоростта на вземане на проби е 0,5 l / h, тогава времето за вземане на проби:

T5 = 0,75 * Vn.

Ако скоростта на вземане на проби е равна на половината от номиналната скорост, тогава като се има предвид, че номиналната скорост на вземане на проби Wnom в ml / h е числено равна на площта на напречното сечение на колоната в mm2, времето за избор на облегалки за глава:

T5 = (0,375 * Vn) / (0,5 * S) = 0,75 * Vn / S = 0,75 * L * S / S

T5 = 0.75 * L (час), където:

L - височина на колоната в метри.

При честота на вземане на проби за облегалка за глава, равна на половината от номиналната, времето за вземане на проби в часове е числово равно на ¾ от височината на колоната в метри и не зависи от диаметъра на колоната или обема на насипната маса.

6. Изборът на търговски алкохол. Началната скорост на вземане на проби в ml / час е числено равна на площта на напречното сечение на колоната (S) в mm. Към края на селекцията, за да увеличим коефициента на обратен хладник и да увеличим способността за отделяне, намаляваме степента на подбор с 2,5 пъти. Средната степен на избор на „тяло“ ще бъде около един и половина пъти по-ниска от номиналната.

Обемът на продавания алкохол е приблизително 80% от AS в насипно състояние.

Оттук и времето за избор на "тялото":

T6 = 0.8 * 0.4 * CC / (S / (1000 * 1.5)) = 480 * CC / S;

T6 = 611 * CC / d2, където:

SS - количеството на 40% суров алкохол (l);

d е диаметърът на чекмеджето (mm).

7. Изборът на "опашки". Броят на "опашките" е приблизително равен на 10% от обема на високоговорителите в куба. Честотата на вземане на проби е приблизително равна на половината от номиналната.

T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 2)) = 80 * CC / S;

T7 = 102 * CC / d2.

8. Изместване на примеси от колоната. Тази операция отнема половин час, T8 = 0,5.

9. Демонтаж на оборудване и почистване на помещенията. Най-малко приятен етап, обикновено отнема до 1 час, T9 = 1.

Общо време за коригиране

Общо време, необходимо за един цикъл на коригиране:

T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7 + T8 + T9;

0.5 + 0.7 + 0.75 + 510 * CC / d2 + 2 + 611 * CC / d2 + 102 * CC / d2 + 0.5 + 1.

Опростете и вземете:

T = 5,45 + 1223 SS / d2.

Обемът алкохол (Vc), получен през това време, е приблизително равен на 0,8 от AU в куба, загубите поради невъзстановими „глави“ и останалата част в куба са пренебрегвани.

Vc = 0.8 * 0.4 * CC.

Производителността, с която можем да получим алкохол на час работа с колоната, може да се изчисли по формулата:

Pr = Vc / T.

Практически аспекти на ректификацията

Въз основа на получения модел ще се опитаме да отговорим на вълнуващи въпроси.

1. Действителното представяне на колоната, в зависимост от нейния диаметър и обемния обем (l / h).

Стартовата скорост на избор на "тялото" е много по-висока от реалната производителност на колоната. Да си помислим, че с номинален капацитет на 2-инчова колона при 1800 ml / h, дестилацията на 40 литра суров спирт със сила 40% може да приключи за 9 часа просто наивно.

Като се вземат предвид всички необходими операции, реалната производителност ще бъде почти 3 пъти по-малка. Разликата в производителността на колоните от 35 мм и 48 мм всъщност не е 800 мл / час, както изглежда на пръв поглед, а само 250 мл / час. И това е много, тъй като процесът продължава повече от един час.

2. Време за работен цикъл (часове).

Графиката показва ефекта на кубичните обеми (ос X) върху общото време на ректификация (ос Y) за различни диаметри на колоните. Обемен стандарт - три четвърти от обема на куба. Става очевидна неразумността на някои опции за конфигурация. За да преценим колко удобно ще бъде да използвате една или друга опция, ние считаме продължителността на основните операции.

3. Основни работни точки, изискващи намеса на оператора.

3.1. Времето от началото на процеса до края на избора на „цели” или първия подход към куба за смяна на контейнери.

3.2. След това избираме облегалките за глава в продължение на 2 часа със скорост половина от круиза (номинална). Приближаваме се до колоната и сменяме контейнера, пристъпвайки към избора на "тялото".

3.3. Изборът на тялото ще приключи и ще трябва да отидете в колоната за смяна на ястия.

3.4. Изборът на „опашки“ ще отнеме.

3.5. След това се приближаваме до колоната и завършваме работата, която отнема 1,5 часа.

данни

1. Колкото по-голяма е по-голямата част от куба, толкова по-голяма е реалната производителност. Но безкрайно отглеждането му няма да работи. Когато температурата в куба достигне 90-92 градуса, птиците и другите междинни примеси започват масово да напускат куба и да се натрупват в дюзата. Ако по-голямата част е твърде голяма, тогава след натрупване в долната част на колоната примесите ще започнат да се издигат по-високо и да се разпадат в селекцията. Ще трябва да преминем към „опашките“ по-рано. За нормално изпълнение обемът трябва да е повече от 10 обема на дюзата, но по-малко от 20 - за да не пропуснете „опашките“.

2. Оптималният обем от 40% SS по време на ректификация е 15 обема опаковка.