Дистилляция

Что такое дистиллят, виды, ГОСТы в таблице. Как правильно проводить дистилляцию спирта/самогона?

Дистилляция

06.03.2019

Раз получение домашнего самогона разрешено на государственном уровне (учтите – только для собственных потребностей), то и желающих освоить мастерство винокура прибавилось.

Но далеко не все владеют правильной техникой получения спиртного и не применяют ее на практике. А поскольку основной способ перегонки браги – дистилляция, то в результате «хромает» качество домашней продукции.

Чтобы иметь самогон, которым не стыдно угощать дорогих гостей, научитесь правильному перегону.

Теория дистилляции

Дистилляция предполагает превращение спиртосодержащей жидкости (браги, вина) в крепкий напиток путем испарения спирта с дальнейшей конденсацией и превращением в алкогольную жидкость крепостью 40° и выше.

Получение дистиллята разделено на несколько этапов:

  1. Постановка браги или получение молодого вина.
  2. Первая перегонка прямоточным способом, пока температура дистиллята в струе не опустится до 30°.
  3. Разведение до 20° и очистка спирта сырца.

Справка. Чаще всего для промежуточной очистки спирта сырца между двумя перегонами используется бентонит или белая глина.

Далее — повторная перегонка с разделением на фракции:

  • Головы – это самая ядовитая фракция самогона. В них еще не содержится этилового спирта (питьевого), зато сильная концентрация метилового, являющегося ядом. От употребления метилового спирта происходят сильнейшие отравления, приводящие к изменениям в организме, вплоть до потери зрения и смерти. Головы гоните на маленьком нагреве, чтобы из трубки самогон не тек струйкой, а только капал. Только так вы избавитесь от метилена и летучих эфиров, также представляющих опасность для здоровья. Головы удается отделить благодаря разнице в температуре кипения жидкостей. Метилен и другие вредные примеси с низкой температурой кипения выделяется паром уже при нагреве браги до 65°. Тогда и конденсируются первые капли. Собирайте их только в отдельную посуду и затем утилизируйте. Отбирайте 10-12% от чистого спирта в залитом в куб разведенном спирте сырце. Формула исчисления: количество умножите на крепость и разделите на 100. К примеру: 20000млх22°:100 = 4400. Значит, отберите 440-460 мл голов. Их можно использовать как техническую жидкость: отмыть, растворить, сделать незамерзайку. Но учтите – запах у голов отвратительный.

Важно. Опытные самогонщики отбирают половину голов уже при первой перегонке. Поскольку точно предугадать, сколько получится спирта-сырца и до какой крепости вы его разведете, количество определите как 60 мл на каждый использованный килограмм сахара. Половина – это 30 мл из килограмма.

  • Этилен (этиловый спирт) испаряется, когда брага достигает температуры 78°С. С этого момента собирайте тело (или сердце) самогона – наиболее чистую часть перегона, которую вы и будете употреблять. Прибавьте огоньку, пусть дистиллят идет струйкой.
  • При достижении температуры 85-90° (это соответствует крепости в струе 40-45°) прекращайте отбор тела.

Внимание. Чем меньше питьевого самогона вы отберете, тем он будет чище, поскольку в хвостовых фракциях снова возрастает количество сивухи.

  • Хвостовые фракции гонят в отдельную посуду до падения крепости до 20°. Отбирать «досуха» нецелесообразно с экономической точки зрения. Их добавите в следующий первый перегон, увеличив выход крепкого дистиллята.

Простейший дистиллятор

В принципе, дистиллятором послужат даже две кастрюли и пищевая пленка. Но говорить при этом о качестве, тем более – двойной перегонке не приходится, поскольку это невозможно. Поэтому простейший в понимании самогонщика аппарат состоит из:

  • Перегонного куба, которым может служить бидон, пивная кега, кастрюля или другая емкость подходящего размера, которая подходит для герметизации и нагрева на огне.
  • Змеевика и охладителя. В холодильнике под проточную воду змеевик небольшой, заключен в герметичную капсулу, в которой циркулирует вода. Непроточный охладитель представляет собой емкость на 15-20 литров воды, в которой находится змеевик, и где вода заменяется вручную по мере нагревания.
  • Соединительных шлангов из силикона или же цельной конструкции из медной или алюминиевой трубки, выходящей из крышки перегонного куба.

Такие самогонные аппараты использовали наши предки. Но сегодня работа с таким допустима только для начинающих,

Виды аппаратов

Сегодня популярны аппараты с дополнительными навесами, улучшающими качество дистиллята:

  1. Прямоточный, состоящий только их куба и охладителя.
  2. С сухопарником, частично отбирающим сивушные масла уже во время перегона. Суть его работы в том, что поступая в модуль, пары частично охлаждаются и тяжелые фракции (сивуха) оседают на дне в виде неприятно пахнущей жидкости, а спирт проходит через вторую трубку дальше, в холодильник. Желательно, чтобы сухопарник содержал снизу краник, позволяющий слить сивуху после отбора голов. При использовании стеклянной банки ее можно быстро заменить новой. Вы сами убедитесь, столь гадкая даже по запаху жидкость собирается в этом небольшом модуле. Для лучшей очистки самогона используют два и более сухопарника.
  3. С барботером (его еще называют мокропарником) – устройство, сильно напоминающее сухопарник с той разницей, что подводящая трубка доходит почти до дна барботера. Во время перегонки пары конденсируются, образуя на дне жидкость, и последующие пары идут уже через жидкость. Поскольку барботеры делают обычно из стеклянных банок, интересно следить даже за самим «булькающим» процессом. Проходя через барботер, самогон оставляет часть воды, тем самым укрепляясь. Народные умельцы иногда делают десяток барботеров, получая при этом 90-градусный спирт (выше не удается). Но очищающие свойства барботера вызывают сомнения.
  4. С сухопарником и барботером. Схема подключения такова: перегонный куб – сухопарник – барботер – охладитель. Самогон получается лучше очищенным и немного укрепленным.
  5. С царгой (укрепляющей колонной). Царга – это вертикальная надстройка (труба) над перегонным кубом. К ее верхней части обычно крепится еще сухопарник, а затем уже – охладитель. Благодаря царге, пары спирта охлаждаются и частично избавляются от воды и сивушных масел (они возвращаются в куб и этот процесс повторяется многократно). Дистилляторы с царгой лучше очищают самогон от примесей, к тому же он получается более крепким.

Еще по теме: Конструкция и принцип действия эффективного самогонного аппарата

Какие бывают дистилляты?

Домашние дистилляты (самогоны) принято разделять на виды:

  • Сахарный. Самый известный и популярный у самогонщиков ввиду простоты его приготовления. Недостаток – вкус не выражен. При качественной очистке подходит для создания настоек, наливок и т.п. Разновидностью сахарного считается самогон из декстрозы (фруктозы), он мягче и приятнее для питья.
  • Фруктовые. К ним относятся все самогоны, сделанные из фруктов. Среди знаменитых и узнаваемых – сливовица, яблочный кальвадос, ракия.
  • Ягодные. Хотя ягоды лучше проявляют себя в вине и настойках (наливках), но при их переизбытке делают и ягодный дистиллят.
  • Виноградные. Всем известна чача, да и коньяк – продукт дистилляции виноградного сырья.
  • Зерновые. Здесь невозможно не вспомнить напиток аристократов – виски. Но и в домашних условиях создают прекрасный солодовый виски и другие виды зернового самогона.

Отличие от ректификации, что лучше

В стремлении к чистоте продукта винокуры прибегают к домашней ректификации, в результате получают чистый питьевой спирт. Ректификация имеет свои плюсы, но и не лишена недостатков.

Сравните два вида переработки браги на домашний алкоголь, и поймете, в чем заключается разница.

Функциональность и показатели Дистилляция Ректификация
Суть метода Испарение спиртосодержащей жидкости с дальнейшей конденсацией (превращением пара в жидкость) Разделение многокомпонентной смеси на составляющие с помощью тепомассообмена между жидкостями с одновременным укреплением, отделением воды и сивушных масел от спирта
Требования к перегону и сложность процесса Для получения качественного продукта необходима двойная перегонка, во второй раз – с разделением на фракции. Процесс перегона не сложный Нужна двойная перегонка. Необходимы специальные знания, практика, и качественный ректификатор, построенный по стандартам. Система сложнее по сравнению с дистиллятором
Крепость алкоголя После разделения на фракции – 60-70° 96°
Чистота от сивушных масел При двойном перегоне имеет допустимые показатели, согласно ГОСТу Р 56368—2015 Высокая чистота, на уровне спирта, произведенного в промышленных условиях
Органолептика (вкусо-ароматические показатели) Сохраняет аромат и вкус начального продукта, из которого приготовлена брага Во вкусе преобладает спирт. Даже при ректификации браг с сильным ароматом (фруктовые, зерновые) в конечном продукте почти отсутствует их вкусо-ароматика.
Употребление Сразу после перегона и разведения до 40-45° Прекрасная основа для наливок и настоек. Можно употреблять и после разведения, но вкус более жесткий и «выхолощенный».

Что для вас лучше и нужнее – решать только вам. Если вы стремитесь к максимальной и крепости – выбирайте ректификацию. Если же вам важно сохранить вкус исходного сырья, там более, превратить в дальнейшем полученный продукт в коньяк, кальвадос или виски – тогда только дистилляция.

Продвинутые винокуры с опытом имеют в своем арсенале и дистиллятор, и ректификационную колонну. Тем более, что сегодня производители самогонных аппаратов предлагают надежные и продуктивные трансформеры, позволяющие производить как ароматный дистиллят, так и крепкий чистый спирт-ректификат.

Но какой бы вид получения крепкого домашнего спиртного вы не выбрали для себя, главное – превращать брагу в алкоголь правильно. И ради безопасности употребления, и ради приятного вкуса. Готовьте правильный самогон, пейте умеренно и ставьте оценки статье за полезную информацию.

Дистилляция

Дистилляция

  • Перед началом опыта наденьте защитные очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.
  • При проведении опыта держите поблизости емкость с водой.
  • Проводите эксперимент без перчаток.

Общие правила безопасности

  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Размер найденной мной бутылки отличается от того, который обозначен в инструкции. Она подойдет для опыта?

Лучше всего подобрать бутылку того объема, который указан в инструкции, чтобы опыт прошел как надо. У вас будет возможность повторить опыт с другой бутылкой и сравнить результат.

Почему резиновая пробка, металлическая трубка и силиконовый шланг должны быть плотно соединены? Почему это так важно?

Потому, что пары спирта не должны «сбежать» из колбы. В противном случае, пары не сконденсируются в пробирке.

Шланг неплотно прилетает к пробке.

Если процесс дистилляции еще не начат, снимите шланг и обрежьте ножницами края так, чтобы они стали ровными. Трубка должна быть плотно и надежно закреплена в шланге, а шланг, в свою очередь, должен касаться пробки.

Если вы заметили это уже в процессе, вначале потушите свечи и дождитесь, пока вся установка не остынет (около 20–30 минут). Отсоедините шланг и обрежьте неровный край.

Пробирка всплывает на поверхность в стакане с холодной водой.

Так и должно быть! Пробирка немного опустится вниз после того, как вы вставите в нее шланг. Этого будет достаточно для конденсации паров.

Я жду уже час, но в пробирке так и не появляется конденсат.

Для успешной дистилляции очень важно сильно нагреть используемое вещество. Если напиток, который вы выбрали, был холодным, процесс может занять больше времени. Убедитесь, что ни один из фитилей свеч не потух.

Если все, что описано выше, к вам не относится, добавьте немного льда в стакан с пробиркой.

Часть жидкости перешла обратно в колбу. Как так?

При нагревании объем воздуха в колбе увеличивается. Однако, когда вы гасите свечи, воздух начинает остывать, и уменьшается давление. Вследствие этого жидкость переходит обратно в колбу для обеспечения равновесия в системе.

Можете поэкспериментировать: если вы переместите шланг из пробирки в стакан с водой до того, как вы потушите свечи, часть воды перейдет в колбу.

Что делать, если пары этанола не загораются?

Попробуйте энергично потрясти пробирку или приблизить лучину к горлышку пробирки.

Для этого опыта потребуется чистая пластиковая бутылка.

В крепких алкогольных напитках содержится этанол, который мы выделим в данном эксперименте.

Соберите аппарат для дистилляции.

При нагревании этанол испаряется гораздо быстрее воды. Его пары охлаждаются в пробирке, и собирается практически чистый жидкий этанол.

Вообще-то, пары этанола образуются даже при комнатной температуре.

А в смеси с воздухом из паров этанола получается эффектное пламя!

Утилизируйте твердые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Слейте растворы в раковину, промойте большим количеством воды.

Алкогольные напитки с содержанием спирта 40–60% подойдут лучше всего. К таким жидкостям относятся водка, виски и ром. Напитки с содержанием спирта выше 60% — не годятся!

Зачем нужно нагревать алкоголь в колбе?

Алкогольные напитки практически полностью состоят из этилового спирта и воды. Температуры кипения у этих двух жидкостей различаются: у воды это 100 oC, а у этанола — 78 oC. Следовательно, этанол начинает кипеть и испарятся раньше, чем вода.

Пары этанола поднимаются в колбе вверх и переходят в пробирку. Затем пробирку помещают в воду, температура которой значительно ниже, чем у паров этанола. Именно этот фактор способствует конденсации паров.

Полученный конденсат — практически чистый этиловый спирт (примерно на 96%).

В химии этот процесс называется дистилляцией. Таким образом проводится очистка веществ от примесей (как в нашем опыте) и для разделения жидкостей.

Зачем встряхивать бутылку?

Когда мы активно встряхиваем бутылку с этанолом, воздух внутри бутылки насыщается парами этанола. Именно эти пары мы и поджигаем! Когда этанол сгорает, выделяются углекислый газ и вода:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Почему бутылка издает звук «вжух»?

При сгорании паров этанола в бутылке остается свободное пространство. Воздух быстро-быстро заполняет бутылку, и именно поэтому получается такой звук.

Что происходит, когда мы закрываем бутылку сразу после звука «вжух»?

У воздуха, только что поступившего в бутылку, относительно высокая температура. Мы закрываем бутылку и ждем, пока воздух охладится. Объем холодного воздуха значительно меньше, чем горячего. Вследствие понижения температуры уменьшается и давление внутри бутылки. Именно из-за изменения давления происходит деформация бутылки.

Классическая технология дистилляции

Дистилляция

В своих уроках я часто употребляю термин «дистилляция» или «дистилляты». Что это за технология, в чем ее особенности и секреты? Сегодня вы узнаете все о классической технологии дистилляции. Звонок прозвенел – начинаем урок.

Термин дистилляция означает «стекание каплями»

Что такое классическая дистилляция

Термин имеет латинское происхождение, в дословном переводе означает «стекание каплями».

Суть процесса состоит в разделении спиртосодержащей смеси на различные фракции.

Механизм процесса основывается на разнице температур испарения различных жидкостей. Мы из школьного курса знаем, что вода испаряется при 100 оС, а спирт – при 78,4 оС.

Спиртосодержащая смесь – брага – в перегонном кубе подвергается нагреву в определенных температурных диапазонах. В результате часть фракций испаряется. Пар попадает в холодильник, где охлаждается и конденсируется, переходя в жидкое состояние.

Дистилляция происходит постепенно, и конденсат стекает в емкость буквально по каплям. Отсюда и латинское название процесса – «distillatio».

Для дистилляции есть и русскоязычный термин – «перегонка». Это название тоже прекрасно передает суть процесса.

Тихо! Идет дистилляция!

Зачем нам дистилляция?

Перебродившее сусло не является готовым к употреблению напитком. В его составе от 10 до 20 % спирта, от 90 до 80 % воды и множество самых разных химических веществ, в том числе ацетоны, уксусные альдегиды и другие элементы, которые очень вредят организму. Дистилляция выполняет двойную функцию:

  • Повышает крепость конечного продукта путем отделения части воды и сохранения количества спирта в готовом продукте.
  • Очищает его от вредных примесей, позволяя выделить и отбросить наиболее опасные фракции.

Дистилляция: первый этап

Итак, брага у нас готова, оборудование для перегонки мы выбрали. Пора начинать дистилляцию.

Температура в перегонном кубе во время дистилляции поддерживается на промежуточном уровне между показателями кипения спирта и воды. То есть ниже, чем 100 градусов, но выше, чем 78,4. Для зерновых браг вполне достаточной будет температура 83–84 градуса по Цельсию. А в общем случае температурный режим рассчитывается исходя из содержания спирта в браге.

Пар поступает в охлаждающую камеру, конденсируется на холодной поверхности и капли стекают в резервуар. Первая партия продукта будет иметь содержание спиртов выше, а последняя – ниже. Происходит это по причине постепенного испарения не только спиртовой, но и водной фракции.

В результате первичной перегонки получаем спирт-сырец крепостью до 45 %. В нем все еще содержатся вредные вещества, поэтому для употребления он не пригоден и является сырьем для следующего этапа перегонки.

Дробная или фракционная дистилляция

В результате первичной перегонки мы частично выделили спиртовые фракции. Теперь нужно довести работу до конца.

Для хорошего напитка требуется фракционная дистилляция

Отбор голов

Часть вредных примесей имеет температуру кипения более низкую, чем у спирта. Это, в первую очередь, ацетоны, а для зерновой браги – метанолы.

Температура кипения ацетона составляет 63 градуса, метанола – 64,7 оС. Постепенно нагревая сырец, мы заставим эти фракции испаряться активнее, чем спирт.

Так что первую порцию дистиллята, который получается при постепенном нагреве спирта-сырца, нужно слить и удалить.

Она имеет высокую спиртовую крепость и называется в народе «первач» или «первак». Раньше считалось, что это лучший самогон – самый крепкий. На самом деле, это чистый яд, которым легко отравиться.

Первак имеет исключительно техническое назначение. Им нельзя растираться, его нельзя очищать для последующего применения. Разве что использовать как растопку для дров.

Но сомневаюсь, что вам захочется это делать, так как головы имеют весьма неприятный запах.

Подлежат отбору примерно 10–15 % спиртового дистиллята. Как посчитать, сколько голов придется отобрать в каждом конкретном случае? Я использую следующий порядок подсчета:

Определяю крепость сырца и высчитываю в нем объем чистого спирта. Например, у меня 4 литра сырца крепостью 40 %. Чистого спирта в этой смеси около 1,6 литра. 10 % от этого объема – 160 мл. Так что мне нужно слить первые 160 мл дистиллята, полученного в результате нагрева 4 литров спирта-сырца крепостью 40 %.

Есть методика расчета по содержанию сахара в браге. Для этого нужно специальным прибором замерить процент сахаристости, а затем вычислить количество чистого сахара. Например, есть 4 литра браги сахаристостью 25 %. Тогда общее количество сахара составит 1 кг. С каждого килограмма сахара отбирают 6–10 % голов, то есть нам нужно слить примерно 100 мл первака.

Опытные мастера могут определять момент прекращения отбора голов по запаху, но для этого нужен опыт.

Тело напитка

После отбора голов дистиллят становится чище. Эту часть называют телом или сердцем напитка. Оно и есть необходимый нам питьевой дистиллят.

В нем минимальное содержание сивушных масел, ацетонов, альдегидов, метанолов и прочих химических примесей.

Вместе с тем тело напитка сохраняет природную органолептику исходного сырья, содержание природных эфирных масел и ароматической композиции. Этим дистиллят выгодно отличается от ректификата.

Отбор хвостов

Когда крепость дистиллята падает ниже 40 градусов, процесс нужно прекратить. Оставшиеся фракции содержат большое количество тяжелых химических элементов, в частности, уксусных альдегидов, которые наносят большой урон нашему организму.

Просто прекратите процесс нагрева и уберите емкость с питьевым дистиллятом. Остатки вылейте. Некоторые их прогоняют через несколько повторов, чтобы не упустить ни капли напитка.

Я этого делать не рекомендую, так как слишком велик риск попадания в дистиллят лишних химических соединений.

Не приветствую я и последующую перегонку уже полученного дистиллята для повышения его крепости. Если вам нужен чистый спирт, то его проще получить методом ректификации. В дистилляте должна оставаться природная органолептика.

После облагораживания ваш дистиллят приобретет нужный букет

Что дальше?

Полученный дистиллят нужно очистить, а затем облагородить. Например, настоять на дубовой щепе. Тогда вы получите по-настоящему отличный напиток. Если правильно подобрать технологию, то реально получить коньяк, кальвадос или виски. Ведь все эти благородные напитки являются именно дистиллятами.

Практика

Изучите по видео, как идет процесс дистилляции в медном аламбике.

Расскажите, как вы отбираете головы самогона. Для получения отличной оценки прикрепите фото или видео процесса.

Сегодня мы изучили технологию классической дистилляции, научились отбирать головы и хвосты для получения по-настоящему качественного домашнего дистиллята.

Всем спасибо за внимание. Урок окончен!

Добавляйте хештеги к своим домашним работам #школа_крафта #cosmogon

Чем дистилляция отличается от ректификации?

Дистилляция

Дистилляция и ректификация широко используются в промышленности. Этими способами очищают этиловый спирт, из нефти выделяют керосин, бензин, ДТ и прочие компоненты, в парфюмерии получают ароматические вещества и многое другое.

В основу обеих технологий положен один и тот же принцип перегонки жидкости. Тем не менее, различия есть, и довольно серьезные.

Дистилляция

Дистилляцией называется процесс, в ходе которого жидкость, находящаяся в кубе (емкости) нагревается и испаряется, после чего охлаждается и конденсируется.

Пар в итоге может переводиться в жидкость или твердое тело (второй вариант в данной статье не рассматривается). Продукт на выходе называется дистиллят.

Или кубовый остаток (так называется жидкость, которая не испарилась), в зависимости от того, с какой целью перегоняли исходную смесь.

Устройство простейшего аппарата для получения дистиллированной воды. Жидкость находится в кубе 1 с крышкой 2 и термометром 3. После нагрева емкости, вода превращается в пар, который поднимается вверх и попадает в трубку 4 с вентилем 5. А оттуда – в трубку 6, находящуюся в холодильнике 7.

Чтобы пар сконденсировался и снова перешел в жидкое состояние, его надо охладить. Для этого трубка 6 омывается проточной ледяной водой. Для повышения эффективности охлаждения, она завита в спираль, чтобы пар дольше находился под действием низкой температуры.

Выйдя из холодильника, жидкость попадает в сосуд для сбора дистиллята.

При дистилляции смеси, состоящей из двух компонентов (одним из них является базовая растворяющая жидкость, а второй – в ней растворенный), в пар превращается низкокипящий, то есть тот, у которого более низкая температура кипения. А высококипящий (с более высокой температурой кипения) остается в жидком состоянии. Термометр нужен для регулирования степени нагрева так, чтобы данный параметр находился между указанными температурами.

Отличительной особенностью дистилляции является тот факт, что летучие компоненты испаряются однократно. При таком простом способе невозможно добиться высокой степени разделения составляющих смеси. Кроме того, выделяется только один ингредиент.

Ректификация

Ректификация – это процесс, на начальном этапе которого жидкость, как и при дистилляции, тоже нагревается и испаряется. Но затем пар попадает в ректификационную колонну.

В ней, за счет противотока между жидкой и газообразной фазами смеси, происходит тепловой и массовый обмен между паром и сконденсировавшимися каплями.

Исходная смесь делится (притом, с высокой степенью очистки) на компоненты с разными температурами кипения за счет того, что жидкость, фактически, многократно испаряется и конденсируется.

Схема простейшего ректификатора, который можно изготовить даже в домашних условиях. Он состоит из куба, подогреваемого на огне или водяной бане.

Над ним расположена ректификационная колонна (в бытовых аппаратах – царга, представляющая собой жесткую трубу) с заполняющими ее насадками (на рисунке называются «мочалки», потому что для домашних устройств их нередко делают из дешевых металлических кухонных мочалок). Над ней – дефлегматор.

Сбоку, напротив узла отбора дистиллята, находится специальная отводящая трубка (на схеме окрашена красным). Она соединена с холодильником и далее – с приемной емкостью. В лабораторных и бытовых ректификаторах в качестве «мочалок» применяются насадки, которыми заполняется колонна.

Самые популярные: спирально призматическая (Селиваненко) и регулярно проволочная (Панченков). Первая дает самую лучшую степень очистки, вторая, при достаточно эффективной работе, наиболее простая по конструкции. Делаются, обычно, из нержавейки или меди. В промышленных установках вместо насадок применяются специальные тарелки.

Аппарат работает следующим образом. Исходная смесь нагревается в перегонном кубе и начинает испаряться. Пар проходит через ректификационную колонну. На узле отбора дистиллята часть пара отводится через красную трубку, попадает в холодильник, конденсируется и стекает в приемную емкость. Другая часть поднимается в дефлегматор.

Последний представляет собой, по сути, еще один холодильник с проточной водой в рубашке. В нем эта вторая часть пара тоже конденсируется, после чего в виде капель, которые называются флегмой или орошением, стекает в ректификационную колонну и движется внутри нее сверху вниз.

Расход воды для охлаждения дефлегматора можно регулировать, тем самым изменяя количество орошения, поступающего обратно в колонну.

В ректификационной колонне осуществляется противоток двух фаз – пар поднимается вверх, флегма опускается вниз. Между ними происходит массовый и тепловой обмен, в результате которого пар обогащается низкокипящими (легколетучими) компонентами смеси, а капли стекающей жидкости – высококипящими (труднолетучими) ингредиентами.

За счет этого, при достаточной высоте колонны, из верхней ее части (узел отбора дистиллята) выводится целевая фракция большой степени чистоты. Насадки в колонне служат для интенсификации массового и теплового обмена, поскольку конденсация пара осуществляется именно на их развитой поверхности.

В промышленных установках это происходит на тарелках.

Каждая находящаяся в колонне тарелка, называется физической (ФТ). Она нужна для того, чтобы между жидкой и паровой фазами как можно быстрее достигалось состояние равновесия. Пузырьки пара проходят сквозь находящийся на ФТ слой флегмы. В результате ускоряется массовый и тепловой обмен между фазами.

Но, после прохождения пара через одну ФТ равновесия еще не будет, потому что КПД данного элемента колеблется в пределах от 50% до 60%. Таким образом, чтобы получить равновесное состояние фаз, которое бы соответствовало одной теоретической тарелке (ТТ), надо поставить две ФТ.

Это значит что, если по расчету требуется колонна на 40ТТ, то в действительности в нее надо ставить 80ФТ.
Установки для ректификации бывают непрерывные и периодические.

В первых жидкая смесь все время подается в колонну, и также постоянно из нее выводятся разделенные ингредиенты. Во вторых в куб сразу загружается определенное количество смеси, после чего аппарат работает до полной ее переработки.

В бытовых устройствах в качестве ректификационной колонны используется царга. Это труба диаметром от 30мм до 50мм, заполненная по всему объему насадками.

Чтобы последние не высыпались, по краям ставят проницаемые для пара и капель пыжи. Состояние равновесия фаз достигается в том случае, когда пар проходит через некоторый слой царги, эквивалентный одной ТТ.

Его высоту рассчитывают в миллиметрах и называют высотой единицы переноса.

Главные особенности ректификации: выделение нужного ингредиента в чистом виде и возможность разделения исходной смеси сразу на несколько компонентов. Чем выше колонна, тем медленнее идет процесс, но тем чище конечный продукт.

Процессы в виноделии

В отрасли изготовления алкогольных напитков, разница между дистиллированным и ректифицированным спиртом объясняется следующим образом. Дистиллят – это сырье, в котором остается органолептика (вкус и запах) исходного продукта.

То есть, если делается напиток зерновой, то зерна, если яблочный – яблока и так далее. При этом в дистиллированном этиловом спирте еще есть множество примесей. Часть из них формируют вкус и запах. От прочих избавляются с помощью различных рецептов.

Ректификат – это рафинированно очищенный спирт. Органолептика исходного продукта полностью отсутствует. В нем вкус и запах только спирта, и больше – ничего.

На следующих стадиях технологического процесса, с помощью вкусовых добавок и ароматизаторов, в него вносят заданную органолептику, после чего получают широкий ассортимент наливок, настоек и прочего.

Исходя из этого, нельзя говорить, что один способ лучше, а другой – хуже. У каждого свое предназначение. Если, например, делается бренди со вкусом и ароматом винограда, то нужна дистилляция. После ректификации указанные особенности исчезнут.

Для получения приятного аромата, дистиллированный спирт выдерживают в дубовых бочках. А для ректифицированного 96%-го спирта это бесполезно, он годится лишь для разведения, например, при изготовлении водки. К этому еще можно добавить, что оборудование для ректификации спирта стоит дороже, чем для дистилляции.

К тому же, для проведения ректификации требуется дистиллированная брага.

Теоретические основы дистилляции

В смеси, состоящей из двух ингредиентов (одним из которых является жидкость, как основа раствора), концентрация растворенного вещества в жидкости С1 отличается от концентрации С2 его же в паре этой жидкости. Коэффициент разделения (распределения)

В = С2 / С1

является характеристикой процесса. В некоторых случаях удобней работать с обратной величиной: А = 1 / В, которая называется так же. Данный параметр зависит от условий проведения дистилляции и природы веществ, составляющих смесь.

В зависимости от условий, коэффициент В может быть:

  • Идеальный. На него влияют только парциальные давления ингредиентов смеси (парциальным называется давление отдельно взятого газа, входящего в смесь из нескольких газов; то есть, это давление одного газа, которое у него было бы, если бы он занимал весь объем, который занимает смесь газов).
  • Равновесный. В этом случае число молекул газа Н, улетучивающихся из жидкости, равно числу его молекул Н1, которые возвращаются в жидкость за то же время.
  • Эффективный.

На практике на проведение дистилляции влияют перемешивание раствора и наличие в нем примесей. Присутствие последних может оказаться настолько значительным, что по разделению основного вещества и примесей эффективный коэффициент может очень сильно отличаться от идеального.

Не менее важными параметрами процесса являются температура испарения и степень отклонения системы от фазового равновесия между жидкостью и паром. Во время дистилляции:

Н = Н1 + НС

Где НС – число молекул, переходящих в конденсат. Количественно отклонение определяется соотношением: НС / Н. В этом случае есть два предельных состояния системы. Если НС = 0, то имеет место равновесие, сколько частиц ушло из жидкости за единицу времени, столько же в нее и вернулось.

Если НС = Н, то это молекулярная дистилляция, то есть, все частицы, испарившиеся из жидкости, перешли в конденсат. Обычно такое бывает, если процесс проводится в вакууме, давление пара небольшое, а расстояние от поверхности воды до точки конденсации минимальное.

В этом случае частицы пара не сталкиваются, ни с молекулами воздуха, ни между собой.

Виды дистилляции

Описанный в начале статьи процесс, при котором жидкость нагревается и частично испаряется, а ее пары непрерывно отводятся в холодильник и там конденсируются, называется простой перегонкой.

При работе с многокомпонентной жидкой смесью, применяется дробная перегонка или фракционная дистилляция.

В этом случае ингредиенты смеси собирают в конденсат по частям, в зависимости от их летучести, начиная с самого низкокипящего.

Ректификация многими специалистами считается разновидностью дистилляции. Она происходит за счет того, что любая замкнутая система, состоящая из газа и жидкости, стремится к состоянию равновесия. А при ректификации рабочая (фактическая) концентрация ингредиентов паровой фазы отличается от той, которая должна быть, чтобы данная жидкость находилась в равновесии.

Дистилляция и ректификация – это два способа разделения компонентов жидкой смеси, в основе которых лежит один и тот же физический процесс. Но разные технологии их проведения позволяют получить на выходе совершенно различные результаты. 

Что такое Дистилляция

Дистилляция

Дистилляция — 1. Разделение жидких смесей на различающиеся по составу фракции. перегонка.
2. перен. Искусственное очищение ото всего излишнего.

Дистилляция в Энциклопедическом словаре:

Дистилляция — (от лат. distillatio — стекание каплями) (перегонка) -разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составуфракции. основано на различии в составах жидкости и образующегося из неепара.

Осуществляется путем частичного испарения жидкости и последующейконденсации пара. Полученный конденсат обогащен низкокипящимикомпонентами, остаток жидкой смеси — высококипящими.

Дистилляцияприменяется в химической, нефтеперерабатывающей, фармакологическойпромышленности, в лабораторной практике.

Значение слова Дистилляция по словарю медицинских терминов:

дистилляция (лат. destillatio и distillatio стекание каплями. син. перегонка) — процесс очистки жидкости от растворенных в ней нелетучих примесей или разделения смесей жидкости на фракции путем испарения и последующей конденсации образующихся паров. широко применяется в фармацевтической и лабораторной практике.

Значение слова Дистилляция по словарю Ушакова:

ДИСТИЛЛЯЦИЯ
(или дестилляция), дистилляции, мн. нет, ж. (спец.). Действие по глаг. дистиллировать.

Определение слова «Дистилляция» по БСЭ:

Дистилляция (от лат. distillatio — стекание каплями)
перегонка, разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Процесс основан на различии температур кипения компонентов смеси. В зависимости от физических свойств компонентов разделяемых жидких смесей применяют различные способы Д.
Простая Д. (рис.

1) проводится частичным испарением кипящей жидкой смеси, непрерывным отводом и последующей конденсацией образовавшихся паров. Так как пары над кипящей жидкой смесью содержат низкокипящих компонентов больше, чем жидкость, то конденсат (называемый дистиллятом) обогащается, а неиспарившаяся жидкость (кубовый остаток) обедняется ими. В дистилляционном кубе 1 кипит исходная жидкая смесь.

Образующиеся пары непрерывно отводятся в конденсатор 2, где образуется дистиллят, который стекает в приёмник 3. При простой Д. содержание низкокипящих компонентов в паровой и жидкой фазах непрерывно падает. Поэтому состав дистиллята меняется во времени. Простая Д., осуществляемая по описанной схеме, — периодический процесс. Для ускорения процесса применяют полунепрерывную Д.

, при которой в дистилляционный куб непрерывно поступает исходная смесь, равная массе уходящих паров.
Фракционная Д., называемая также дробной перегонкой (рис. 2), — одна из разновидностей простой Д. Такую Д. применяют для разделения смеси жидкостей на фракции, кипящие в узких интервалах температур. При этом дистилляты разных составов отводят (последовательно во времени) в несколько сборников.

В сборник 1 поступает первая по времени порция дистиллята, наиболее богатая низкокипящими компонентами, в сборник 2 — менее богатая, в сборник 3 — ещё менее богатая и т.д. В каждом из этих дистиллятов (фракциях) преобладает один или несколько компонентов исходной смеси с близкими температурами кипения. Простую Д. для улучшения разделения смесей часто комбинируют с противоточной дефлегмацией (рис.

3). При этом образующиеся в кубе 1 пары частично конденсируются в дефлегматоре 2, конденсат (флегма) непрерывно возвращается в куб, а остаток паров после дефлегматора поступает в конденсатор 3, откуда дистиллят стекает в сборник 4. Этим способом достигается большее обогащение дистиллята низкокипящими компонентами, т.к.

при частичной конденсации (дефлегмации) паров преимущественно конденсируются высококипящие компоненты.
Равновесная Д. (однократное испарение) характеризуется испарением части жидкости и продолжительным контактом паров с неиспарившейся жидкостью до достижения фазового равновесия (рис. 4). Разделяемая смесь проходит по трубам 1, обогреваемым снаружи топочными газами.

Образовавшаяся при этом парожидкостная смесь, близкая к равновесному состоянию, поступает в сепаратор 2 для механического отделения жидкости от пара. Пары (П) из сепаратора поступают в конденсатор, откуда дистиллят стекает в приёмник, а оставшаяся в сепараторе жидкость отводится в сборник.

В этом процессе соотношение между паром и жидкостью определяется материальным балансом и условиями фазового равновесия. Равновесная Д. редко применяется для двухкомпонентных смесей. хорошие результаты получают в основном в случае многокомпонентных смесей, из которых можно получить фракции, сильно различающиеся по составу.
Д.

в токе водяного пара или инертных газов применяют, когда необходимо понизить температуру процесса отгонки, в случае разделения нетермостойких компонентов, а также для отгонки веществ с низкой температурой испарения от компонентов с высокой температурой испарения. Пузырьки водяного пара или инертного газа барботируют через слой жидкости (см. Барботирование). При Д.

с водяным паром образовавшаяся смесь паров воды и летучего компонента отводится из аппарата и подвергается конденсации и охлаждению. Состав образующихся в кубе паров не зависит от состава жидкости, а температура кипения смеси всегда ниже температуры кипения каждого из компонентов при данном давлении. При Д.

с инертным газом компоненты раствора испаряются в поток газа, даже если раствор не кипит, а парообразование при испарении может происходить при любых температурах, вне зависимости от внешнего давления, что позволяет вести процесс при низких температурах.
Молекулярная Д. основана на разделении жидких смесей свободным их испарением в высоком вакууме 133-13,3 мн/мІ (10&minus.3-10&minus.4 мм рт.

ст.) при температуре ниже точки их кипения. Процесс проводят при взаимном расположении поверхностей испарения и конденсации на расстоянии, меньшем длины свободного пробега молекул перегоняемого вещества. Благодаря вакууму молекулы пара движутся от испаряющей поверхности к конденсирующей с минимальным числом столкновений. При молекулярной Д.

изменение состава пара по сравнению с составом жидкости определяется различием скоростей испарения компонентов. Поэтому этим способом можно разделять смеси, компоненты которых обладают одинаковым давлением паров. При данной температуре жидкости и соответствующем ей давлении паров скорость молекулярной Д. растёт с понижением давления в аппарате.

Для уменьшения времени диффузии молекул летучего компонента из глубины слоя жидкости к поверхности испарения процесс в современных молекулярных кубах проводят в очень тонких плёнках жидкости, что позволяет, кроме того, уменьшить время нахождения вещества на поверхности испарения и опасность его термического разложения. Для молекулярной Д.

применяют аппараты с горизонтальными и вертикальными поверхностями испарения, а также получившие наибольшее промышленное применение центробежные аппараты. В последних процесс характеризуется наименьшими толщиной жидкой плёнки (в среднем 0,05 мм) и временем её пребывания на поверхности нагрева (0,03-1,2 сек). В центробежных аппаратах (рис.

5) на испаритель 1, представляющий собой быстровращающийся конус (иногда диск), подаётся разделяемая смесь. Центробежная сила перемещает жидкость от центра к периферии (вверх). Пары перегоняемого вещества собираются на неподвижном конденсаторе 2, расположенном параллельно поверхности испарителя, откуда дистиллят непрерывно отводится.

Остаток после перегонки сбрасывается в кольцевой жёлоб 3 и выводится из куба. Для увеличения эффекта разделения устанавливают несколько аппаратов последовательно.
Молекулярную Д. применяют для разделения и очистки высокомолекулярных и термически нестойких органических веществ, например для очистки эфиров себациновой, стеариновой, олеиновой и др.

кислот, для выделения витаминов из рыбьего жира и различных растительных масел, при производстве медицинских препаратов, вакуумных масел и др.
В металлургии понятие Д. объединяет пирометаллургические процессы (см. Пирометаллургия), основанные на переводе восстанавливаемого металла (см. Восстановление металлов) в парообразное состояние с последующей конденсацией. Металлургическая Д.

— сочетание химического (окислительно-восстановительной реакции) и физического (испарения и конденсации) процессов. Восстановление проводят с использованием углеродистых восстановителей (см. Карботермия) или металлотермическим способом (см. Металлотермия). Возможно выделение свободного металла при окислительном обжиге сульфидных концентратов. Степень разделения при Д.

определяется различием состава перегоняемой смеси и её пара. Полнота перехода металла в газовую фазу при Д. определяется восстановлением металлов при температурах и давлениях, обеспечивающих получение восстановленного металла в парообразном агрегатном состоянии.
Лит.: Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 8 изд., М., 1971. Гельперин Н. И., Дистилляция и ректификация, М. — Л., 1947. Багатуров С. А., Теория и расчет перегонки и ректификации, М., 1961. Циборовский Я., Процессы химической технологии, пер. с польск., Л., 1958. Матрозов В. И., Аппаратура для молекулярной дистилляции, М., 1954. Чижиков Д. М., Металлургия тяжелых цветных металлов, М. — Л., 1948. Лакерник М. М., Электротермия в металлургии меди, свинца и цинка, М., 1964.В. Л. Пебалк.Рис. 1 к ст. Дистилляция.Рис. 2 к ст. Дистилляция.Рис. 3 к ст. Дистилляция.Рис. 4 к ст. Дистилляция.

Рис. 5 к ст. Дистилляция.

Поделиться:
1 Комментарий
  • Жунжупар says:

    Этилен — это по-вашему этиловый спирт? Ну-ну.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть