Однако, несмотря на повсеместное употребление этих названий, если проанализировать многочисленную информацию в Интернете, то по вопросу назначения этих устройств наблюдается повсеместная путаница. Особенно много расхождений наблюдается по функциям и сути работы дефлегматора и сухопарника. Давайте разберемся и начнем с азов.
Ректификация и дистилляция
Дистилляция
- это испарение с последующей конденсацией паров. Именно это и происходит при использовании самогонного аппарата простейшего типа.
Ректификация
- разделение смеси на фракции за счет противоточного движения пара и этого же пара, сконденсировавшегося в жидкость (флегму).
Таким образом, видно, что при дистилляции пар, образовавшийся при кипении жидкости, прямотоком поступает на конденсатор. В итоге мы получаем однородную смесь, содержащую и спирт, и воду, и сивушные масла. Содержание спирта повышается за счет того, что он испаряется при более низких температурах и быстрее, чем вода и прочие фракции.
При ректификации часть сконденсированного пара стекает обратно в сторону перегонной емкости, нагревается от вновь образовавшегося пара и вновь многократно испаряется. В результате процесса переиспарения перегоняемая жидкость разделяется на составные части. В случае с самогоном: сивушные масла, вода и нужный нам спирт. Степень разделения зависит от исполнения ректификационной колонны.
Забегая немного вперед, скажем, что дефлегматор для самогонного аппарата - один из элементов, входящий в устройство ректификационной колонны.
Сухопарники и мокропарники
Собственно, это два названия одного и того же элемента. Еще они известны как прикубники. И сухопарник и мокропарник конструктивно представляют собой тонкостенную закрытую емкость небольшого объема с двумя паропроводами в верхней части: вводным и выводным.
В нижнюю часть прикубника врезан кран для сброса отработанного конденсата. Однако часто прикубники делают из стеклянных банок, тогда, естественно, речи о кране идти не может. Слив накопленной жидкости производится через горловину и только по окончании перегонки.
Простой сухопарник из банки
Конструктивное отличие между мокро- и сухопарником одно: в мокропарнике выход вводного патрубка опущен до самого дна, так чтобы пар из перегонного куба «пробулькивал» сквозь налитую в емкость жидкость. Отсюда часто мокропарник называют еще барботером.
Как это работает
- Пар попадает в емкость и за счет разницы температур начинает конденсироваться на стенках и стекать на дно.
- По мере нагревания корпуса сухопарника новым паром интенсивность конденсации уменьшается, часть пара начинает уходить в отбор.
- Одновременно с этим конденсат начинает нагреваться и переиспаряться и тоже уходить в отбор.
- В определенный момент за счет переиспарения на дне находится уже только «грязная» флегма, которую лучше сбросить через кран и начать цикл с начала.
- Если кран отсутствует, то вариант один - отбор до промывки, т.е. на выходе мы получаем «грязный» продукт.
Оба варианта и «сброс», и «отбор до победного» к хорошим не относятся - на выходе мы все равно получим не самый качественный продукт. По сути, сухопарник выполняет только две полезные функции:
- не дает парам браги попасть в отбор;
- за счет переиспарения немного увеличивает крепость продукта.
Можно ли повысить эффективность прикубника? Можно, но необходимо изменять его устройство: корпус должна располагаться над перегонным кубом, а сброс конденсата осуществляться непосредственно в куб. Только это будет уже не сухопарник, а вполне себе приличный неуправляемый дефлегматор.
Как устроен дефлегматор
Устройство дефлегматора в простейшем виде это две сваренные трубки разного диаметра, установленные вертикально на перегонный куб. В рубашке между ними циркулирует охлаждающая жидкость (вода) а трубка меньшего диаметра служит магистралью для выхода спиртосодержащего пара.
Для пояснения принципа работы этого устройства условно примем, что перегоняемая жидкость имеет 2 компоненты, имеющие различные температуры кипения. Разделение на фракции осуществляется следующим образом:
- На первоначальном этапе охлаждение запускается на полную мощность и до разогрева перегонного куба аппарат работает «сам на себя». То есть, испаряющаяся из емкости жидкость конденсируется, образует тонкую пленку на стенках и стекает навстречу поднимающемуся пару обратно в куб. На своем пути она разогревается вновь образовавшимся паром и частично испаряется - это и есть «переиспарение»
- После того как температура в емкости достигнет температуры достаточной для закипания обоих фракций, внутри конструкции образуются две области:
- Верхняя, где конденсируются пары фракции с низкой температурой кипения.
- Нижняя - область конденсации второй компоненты.
- В основной холодильник по-прежнему ничего не попадает, то есть, отбора пока нет.
- Температура испарения и конденсации каждой из фракций известны. Теперь можно изменить режим охлаждения таким образом, чтобы точка испарения первой фракции находилась у верхнего среза дефлегматора.
- Начинается отбор 1-й компоненты смеси.
- После того, как низкотемпературная фракция отобрана, режим изменяется еще раз и отбирается вторая часть смеси.
Способ позволяет разделить жидкость на любое количество компонентов, имеющих разную температуру кипения. Процесс инерционен, и менять режим охлаждения лучше очень аккуратно, медленно и ступенчато.
Дефлегматор Димрота
Разделяющая способность дефлегматора зависит от величины площади соприкосновения флегмы с паром и точности регулировки. Принцип же функционирования одинаков для всех типов этих устройств, различаются они только конструктивно.
Тот, что был описан в предыдущем разделе - прямоточный холодильник пленочного типа. Конструкция простая в изготовлении и достаточно эффективная. Но у нее есть недостатки - незначительная площадь взаимодействия, которая при отклонении конструкции от вертикали вообще стремиться к нулю. Второй - это сложность регулировки по температуре пара. Частично этих недостатков лишена конструкция Димрота.
Дефлегматор Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По ней циркулирует вода и на ней же конденсируется флегма.
Принцип работы тот же, но очевидно, что такая конструкция даже на глаз имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости, чем пленочный аппарат. Кроме того, взаимодействие флегмы и пара происходит по центру колбы, там, где его температура максимальна. Следовательно, и продукт на выходе будет более чистый и крепкий.
Почему в быту чаще всего применяются дефлегматор Димрота или пленочный дефлегматор для самогонного аппарата? Это связано со свойствами исходного сырья - брагой. Если при ее перегонке использовать наиболее эффективную насадочную колонну с большой площадью наполнителя, то уже через полчаса работы наполнитель загрязнится настолько, что никакая ректификация станет невозможной.
Издавна известно, что правильно полученный самогон не дает тяжелого похмелья. Очистку спиртовых паров лучше производить сразу при перегонке, чем потом, народными средствами. Ведь при неправильной очистке даже могут не спасти загубленный напиток. Что может способствовать точному разделению фракций? Каждый самогонный аппарат, если он гордо именуется колонной, имеет дефлегматор. По-другому он еще называется укрепляющим холодильником. Без дефлегматора металлическая трубка, возвышающаяся над перегонным кубом, это просто трубка. Для чего он нужен и каков принцип работы дефлегматора в самогонном аппарате? Все очень просто. Начнем с конструкции и места расположения.
Устройство самогонного дефлегматора
Дефлегматор (укрепляющий холодильник) — это что-то вроде “водяной рубашки”, расположенной в верхней четверти колонны. По сути конструкция участка колонны с дефлегматором — это две концентрические трубки разного диаметра. Внешняя трубка приварена к внутренней, а к пространству между ними подводится холодная вода. Иногда дефлегматор бывает съемным, но чаще всего он неразъемно смонтирован на самой колонне. Зона дефлегматора не имеет никаких внутренних насадок. В этом плане дефлегматор ректификационной колонны ничем не отличается от оного на обычной бражной колонне. Высокоэффективные ректификационные колонны могут не иметь дефлегматора, однако брагу на таких колоннах перегонять будет нельзя: она “забъет” насадку, какой бы не использовался. Поэтому бытовые колонные аппараты имеют дефлегматор для перегонки “в режиме самогонного аппарата”. Поэтому, планируя (рекомендуем выбрать аппарат марки ), обратите особое внимание на возможные режимы его работы.
Принцип работы дефлегматора
Суть работы этого устройства — создание нужной температуры для очистки и укрепления спиртовых паров за счет их охлаждения и так называемой приоритетной конденсации.
Поясним на примере.
В режиме работы колонны (бражной или ректификационной) “на себя”, происходит полная конденсация всех паров, поступающих из перегонного куба. На дефлегматор на этом этапе подается максимальный поток охлаждения. Весь конденсат стекает по колонне вниз, навстречу новым порциям паров. При их встрече происходит частичное испарение за счет нагрева жидкости (флегмы). Когда колонна прогреется и войдет в рабочий режим, в ней происходит разделение температурных областей. В верхней части будут конденсироваться пары веществ с более низкой температурой кипения, а в нижней — с более высокой. Как только этот режим установится, можно снижать охлаждение дефлегматора.
Температура должна установиться таким образом, чтобы “сдвинуть” область испарения низкокипящих фракций в верхнюю область дефлегматора. В этом случае все низкокипящие фракции начнут испаряться здесь и проходить дальше в конденсирующий холодильник, тогда как все остальные фракции не смогут покинуть колонну. Как только низкокипящие фракции (головы) отобраны, температура в колонне изменяется снова, так, чтобы теперь в той же верхней области дефлегматора испарялась основная фракция “тела”. Таким образом можно разделить все компоненты смеси, имеющие разную температуру кипения. Получается, что дефлегматор — это такой “шлагбаум”, которым можно четко разделять компоненты жидкости. Важно только помнить, что регулировка охлаждения должна производиться максимально плавно и “по чуть-чуть”, поскольку системе нужно время, чтобы установилось новое равновесие. Как правило, это занимает 20-30 секунд.
Виды дефлегматоров
Хотя принцип в основе работы дефлегматоров лежит один, они могут отличаться по конструкции и величине. Чем больше площадь контакта флегмы и пара (в определенных пределах), и чем точнее температурная регулировка, тем больше будет разделяющая способность дефлегматора. А конструкций всего две: прямоточный и дефлегматор Димрота. Иногда их путают, смешивая все в одно.
Прямоточный дефлегматор — это как раз “трубка в трубке”, что был описан выше. А дефлегматор Димрота имеет немного другую конструкцию. Она выполнена в виде трубки, внутри которой находится вторая трубка в виде спирали. Именно во внутреннюю подается вода, и здесь происходит конденсация жидкости. За счет спиралеобразной формы увеличивается площадь контакта фаз жидкость-пар, а следовательно, и эффективность разделения. Еще один плюс такой конструкции заключается в том, что этот контакт фаз происходит в зоне максимальной температуры — в центре трубки. А это тоже способствует лучшей очистке спиртовых паров, даже
Домашний мастер при изготовлении крепких спиртных напитков должен правильно определить желаемый конечный результат. Если мастеру важна скорость и дешевизна оборудования, аппарат будет прост: перегонный куб и холодильник.
Если он хочет получить на выходе максимально качественный продукт, очищенный от сивушных масел и крепостью выше 70 градусов, необходимо использовать различные дополнительные узлы: сухопарник, барботер или дефлегматор.
Дефлегматор — аппарат для дополнительного очищения спиртосодержащего пара. Пар, который при нагреве браги образуется в перегонном кубе, содержит не только спирт, но и более тяжелые примеси сивушных масел и воду. Если пар охладить, эти тяжелые примеси сконденсируются, и этот конденсат называется флегма. Процесс выделения флегмы из пара называется дефлегмацией.
Определение из Толкового словаря иностранных слов под ред. Крысина: «Дефлегма́ция [дэ], и, мн. нет, ж. [нем. Dephlegmation < лат. dē… от…, раз… + греч. phlegma мокрота, влага]. тех. Частичная конденсация смесей различных паров и газов с целью обогащения их низкокипящими компонентами.»
В флегме содержится также некоторое количество спирта, поэтому при различных конструкциях самогонных аппаратов можно обеспечить возврат флегмы в перегонный куб.
Механизм работы (для чего нужен)
Классическая схема самогонного аппарата куб-холодильник превращается в схему куб-дефлегматор-сухопарник-холодильник. Порядок работы системы таков:
- В кубе нагревается брага , из нее испаряются легкие фракции — спирт, сивушные масла, вода.
- Пар охлаждается в дефлегматоре . установленном на кубе. Флегма попадает в куб. где повторно испаряется.
- Сухопарник — пустая емкость , через которую проходит пар. Она нужна, чтобы отделить брызги браги и самый тяжелый конденсат. Дефлегматор можно установить и сюда. тогда флегма будет собираться и утилизироваться.
- Барботер по назначению и конструкции похож на сухопарник, отличие в том, что он устроен так, чтобы пары проходили через воду, охлаждаясь и очищаясь. Если дефлегматор установить на барботер, то барботация пара будет проходить через флегму. а не чистую воду.
- В холодильнике спирт окончательно конденсируется и собирается в жидком виде в приемнике.
Видеообзор стеклянного холодильника:
Где устанавливается?
Дефлегматор также может устанавливаться на емкость сухопарника или барботера. Тогда флегма будет собираться не в кубе, что обеспечит более чистый продукт на выходе, но некоторая часть спирта будет оставаться в флегме. В некоторых источниках дефлегматор путают с сухопарником, но все же это разные приборы.
Дефлегматор устанавливается:
- На перегонном кубе. В этом случае мы получаем подобие ректификационной колонны.
- На сухопарнике. В таком случае его нужно снабдить краником для слива скопившейся жидкости.
- На барботере. Лучше его в этом случае сделать прозрачным, чтобы можно было наблюдать проходящие через флегму пузырьки пара. а также следить за уровнем скопившейся флегмы.
Устройство охладителя для самогонного аппарата:
Для примера рассмотрим дефлегматор Димрота. Это классическое лабораторное оборудование, выполненное, как правило, из термостойкого двойного лабораторного стекла. Представляет собой основную трубку, обвитую змеевиком из стекла. Эта конструкция помещается в колбу, защищающую от механических повреждений.
Основная трубка устанавливается на куб или сухопарник вертикально, чтобы флегма стекала благодаря гравитации вниз. Пар, проходя через основную трубку, охлаждается холодной водой из змеевика. Для подачи и обратки воды змеевик должен быть оборудован штуцерами. Такие системы еще называются кожухотрубными.
Изготавливаем своими руками
В домашнем самогоноварении далеко не все применяют дефлегмацию. Но это приводит к ухудшению качества получаемого алкоголя, или к применению двойной перегонки. К тому же дефлегматор несложно изготовить, и прослужит он довольно долго.
Домашний мастер может изготовить дефлегматор как кожухотрубный, так и рубашечный. В рубашечном дефлегматоре вместо змеевика будет использоваться простая водяная рубашка. В любом случае, чтобы сделать дефлегматор, понадобятся навыки пайки или сварки.
Обратите внимание: При выборе материала для дефлегматора нужно знать, что основная трубка должна быть выполнена из стекла, пищевой нержавеющей стали или меди.
Эти материалы не окисляются и не меняют вкуса получившегося алкоголя. Рубашку или змеевик можно сделать из любых прочих материалов.
Посмотрите видео как сделать простейший холодильник для самогона за 15 минут:
- Кожухотрубный дефлегматор состоит из основной трубки и навитого на нее змеевика. в качестве основной трубки можно использовать простую трубку из нержавейки или меди.
- Длина трубки зависит от объемов производства, для домашнего самогоноварения достаточно дюймовой трубки 25 см. длиной.
- Диаметр можно увеличивать, длину уменьшать.
- Чем тоньше и длиннее трубка, тем дольше будет идти дистилляция, и выше степень очистки.
- Но если дефлегматор будет слишком охлаждать пар, то результата вы не получите совсем — все спирты будут стекать обратно в куб.
Изготовить кожухотрубный дефлегматор легко:
- На основную трубку навивается медная трубка 6 мм диаметром.
- Длина навивки — 15 — 20 см.
- Трубка закрепляется пластиковыми или зажимными хомутами, можно на эту конструкцию надеть подходящий по диаметру поролоновый или пенопластовый утеплитель, который используется для утепления систем отопления.
- На медную трубку подается вода для охлаждения.
- Все — дефлегматор готов.
Более эффективный дефлегматор можно сделать из нескольких трубок небольшого диаметра, помещенных рубашку с проточной водой.. В такой конструкции пар имеет большую площадь соприкосновения с холодными стенками, что делает работу дефлегматора эффективнее.
Делается это так:
- Трубки небольшого диаметра собираются в кассету, которая внешне напоминает барабан револьвера.
- Если пользоваться этой аналогией, то по гильзам патронов идет пар, а в корпусе барабана циркулирует охлаждающая жидкость.
- Эта конструкция сложна в изготовлении, для сборки такой конструкции нужно использовать сварку по нержавейке или пайку меди.
Чем заменить?
Если сделать или приобрести дефлегматор проблематично, можно заменить его простейшим барботером.
- Для этого берется простая стеклянная банка (желательно не меньше 1 литра) с закручивающейся крышкой. В крышке просверливаются два отверстия — впускное и выпускное.
- В отверстия вставляются трубки, при этом на впуске трубка опускается практически до самого дна, а выпускная трубка находится у самой крышки.
- Важно тщательно загерметизировать стык трубок и крышки. Для этого можно использовать холодную сварку или пайку.
- В банку наливается около одной трети холодной воды. Механизм работы барботера прост: пар под давлением проходит через трубку, проходит через толщу воды. При этом он охлаждается, сивушные масла конденсируются и растворяются в воде.
- В воде растворяется и часть спирта, но это не проблема: вода при работе нагревается от горячего пара, и спирт повторно испаряется с поверхности банки. Следует учесть, что дефлегматор имеет ряд преимуществ перед барботером, например, возможность регулировки интенсивности процесса дефлегмации.
Посмотрите видео где разбирается китайский охладитель самогона, всегда было интересно из чего его делают на заводе:
Промышленные аппараты
В спиртовой промышленности использование дефлегматоров — обязательное условие. При этом есть различные виды — прямого и обратного действия.
- Прямого действия — флегма попадает в отдельный резервуар, и больше в процессе не участвует.
- Обратного — флегма подается в перегонный куб, испаряется снова и снова, испаряя остатки спирта. При этом используются специальные спиртовые ловушки и вентиляционные системы.
Главное назначение дефлегматора — сократить время и количество технологических операций, повысить исходное качество продукции. Дефлегматор разделяет пар на несколько фракций. Пар, проходя через лопасти и радиаторы, закручивается и охлаждается. Управление температурным режимом осуществляется автоматически при помощи датчиков и контроллера.
В итоге после прибора пар содержит в основном спирт и небольшую часть воды — крепость алкоголя может достигать 70-90 градусов.
Заключение
Итак, применение промежуточных холодильников — дефлегматоров — необходимо, если нужно получить более качественный алкоголь с минимальными затратами.
Использование этого прибора обязательно, если качество браги низкое, есть посторонние запахи или чувствуется высокое содержание сивушных масел. При этом простейшие конструкции несложно сделать своими руками, либо заказать у сварщиков-аргонщиков.
