Ректификация

Ректификация спирта

Ректификация

  • Процесс
  • Технология
  • Методы

В современном мире не редко используются методы извлечения из многокомпонентных смесей отдельных элементов, которые в последующем можно использовать в производственных и многих других целях. Процесс ректификации является одним из самых эффективных. Многие используют его для производства в домашних условиях алкогольной продукции.

Процесс ректификации

Ректификация представляет собой процедуру разделения смесей многокомпонентного типа на отдельные элементы. Разделение осуществляется за счет того, что между паром и жидкостью появляется противоточный обмен массой и теплом. Процесс ректификации есть возможность осуществлять непрерывно и время от времени.

Для того чтобы иметь возможность проводить ректификацию необходимо иметь специализированное оборудование. Оно может быть представлено ректификационной колонной.

Она представляет собой оборудование, которое очень часто применяется в промышленности и в домашних условиях при изготовлении спирта высокой степени очистки для производства алкогольной продукции или медицинских препаратов.

Также при помощи ректификационных колонн можно получать бензин и другие виды топлива.

Ректификационная колонна представляет собой сосуд вертикального типа, который обладает постоянным или переменным сечением.

Внутри данного цилиндра имеются специальные вспомогательные узлы и устройства для обмена массой и температурой для того, чтобы была возможность разделить многокомпонентные жидкости на отдельные фракции для последующего их использования. В колонне все разделенные компоненты обладают температурой, приближенной к температуре кипения.

Самая обычная колонна для проведения процесса ректификации представляет собой цилиндрическую емкость, которая обладает встроенными контактными устройствами. Они представлены различными тарелками и насадками.

Также в ней есть вспомогательные узлы, деятельность которых направлена на то, чтобы водить или распределять жидкость и пар внутри сосуда правильным образом, чтобы на выходе получился качественный продукт.

Технология ректификации

В современном мире используется ректификация различных видов многокомпонентных жидкостей для выделения из них необходимых для дальнейшего использования элементов. Ректификация спирта является довольно распространенным явлением.

Данный процесс состоит из нескольких этапов:

  • В первую очередь необходимо довести до кипения жидкость, которая наряду с другими веществами содержит спирт.
  • После этого пары нагретой жидкости поднимаются по колонне вверх. Они скапливаются в дефлегматоре.
  • После этого осуществляется охлаждение дефлегматора.
  • После процесса охлаждения на поверхности дефлегматора образуется конденсат.
  • Капли конденсата стекают по колонне вниз.
  • Внизу колонны все капли конденсата скапливаются в специальной насадке.
  • Насадка поднимает их обратно вверх.
  • В результате в верхней части колонны скапливается жидкость, которая легко подвергается кипению. Ее часть скапливается в конденсере, а другая часть попадает в емкость для приема.

В современном мире для получения топлива отдельных видов применяется ректификация нефти. Во время этого процесса затрачивается большое количество времени и энергии. В результате есть возможность получить на выходе бензин или газ.

Данный процесс тоже проводится в ректификационных колоннах, которые обладают большим размером, чем бытовые. Принцип действия их является схожим. Этапы ректификации нефти являются такими же, что и при ректификации спритсодержащих жидкостей.

Только на выходе при этом образуются отдельные виды топлива.

Ректификация бензола нашла широкое применение на коксохимичкских производственных предприятиях.

При этом образуются такие вещества, как:

  • бензол в чистом виде,
  • тлуол,
  • ксилол.

Методы ректификации

В современно мире выделяют три вида ректификации.

Они представлены следующими типами:

Данная процедура является типичной для тех случаев, когда используется ректификационная колонна тарельчатого вида. В результате теплового и массового обмена паров на выходе получается очищенная жидкость нужного типа.

Данный вил основан на использовании ректификационных колонн, которые работают по принципу циркулирующего водяного пара. В этом случае примеси между жидким субстратом и парами распределяются по-разному.

Данный вид ректификации подходит для выделения нужного элемента из сырья, которое в своем составе имеет минимальное количество неароматических углеводородов.

Все эти методы направлены на то, чтобы из жидкостей, состоящих из множества компонентов выделять определенные вещества, необходимые для дальнейшего использования. Их выбор зависит от типа ректификационной колонны и от сырья, которое необходимо разделить на фракции и выделить нужное вещество.

Таблица 1. Температура кипения водно-спиртовой смеси

Точка кипения смеси (0С) алкоголяв смеси (0)алкоголяв парах (0)
100 0 0
98,75 1 13
97,50 2 28
95 5 42
93,75 7 50
92,50 10 55
91,25 12 61
90 15 66
88,75 18 68
87,50 20 71
85 30 78
83,75 40 82

Таблица 2. Выход спирта и водки из одного килограмма сырья

Вид сырьяВыход спирталитр/кгВыход водки 400литр/кг
Картофель 0,11-0,18 0,35
Рожь 0,4-0,43 0,88
Пшеница 0,433 0,92
Рис 0,587 1,247
Овес 0,358 0,895
Горох 0,408 0,767
Пшено 0,413 0,876
Крахмал 0,716 1,521
Желуди 0,25 0,558
Свекла 0,082-0,12 0,212
Виноград 0,09-0,14 0,247
Яблоки 0,064 0,138
Груши 0,052-0,10 0,165
Ячмень 0,344 0,724
Гречиха 0,473 1,004
Вишня 0,045-0,06 0,121
Сахар 0,511 1,080
Каштан 0,258 0,572

Таблица 3. Основные примеси спиртового отгона

Наименование примеси (головные)t кипенияНаименование примеси (хвостовые)t кипения
Уксусный альдегид 20,8 Муравьиная кислота 100,7
Муравьиноэтиловый эфир 54,3 Уксусная кислота 118,1
Уксуснометиловый эфир 57,1 Масляноэтиловый эфир 121,3
Метиловый спирт 64,7 Амиловый спирт 138
Уксусноэтиловый эфир 77,8 Валерианозтиловый эфир 146
Этиловый спирт 78,3 Фурфурол

Что такое ректификация? Описание процесса и применение в промышленности

Ректификация

Спирты плотно вошли в нашу жизнь. И это не только алкоголь. Получают его путем брожения с последующей перегонкой. И часто люди ошибочно думают, что ректификация – это перегонка второй раз.

На самом деле это многократная прогонка спиртосодержащих жидкостей в специальных колоннах. В результате встречи двух потоков — жидкости и пара — получается чистый спирт.

Давайте разберёмся, что такое ректификация, более подробно.

Спирт и его свойства

Но для начала разберемся, что же такое спирт. Слово было заимствовано из латинского языка и означает «дух». Если выдержаны все нормальные условия, то это будет бесцветная, прозрачная жидкость с резким вкусом и характерным ароматом. Чистый спирт будет крепким в диапазоне от 95,6 до 100%.

Со спиртными напитками человечество знакомо давно, как с перебродившим соком натуральных ягод и фруктов. Тогда это были напитки с низким содержанием спирта. Но с развитием химических знаний люди получали все более и более крепкие напитки. Но только в самом конце XVIII столетия смогли получить 100% спирт ректификат. Автором изобретения был русский химик Ловиц Т. Е.

Что такое ректификация

Слово пришло в наш язык из латинского языка и означает исправление, выправление. Это один из способов, который используют в промышленности, лабораториях или в домашних условиях, чтобы разделить смешанные между собой жидкости.

Основан процесс ректификации на разнице в распределении смешанных компонентов между фракциями пара и жидкости. При этом процессе поток пара двигается навстречу потоку жидкости, они контактируют друг с другом, обмениваясь теплом и массой до наступления равновесия в системе. Все это происходит в специальном приборе, который называется ректификационный колонный аппарат.

В процессе встречи потоков восходящий паровой поток вбирает в себя все летучие компоненты, а стекающая жидкость — менее летучие. Как и в процессе дистилляции — еще одного процесса получения спирта, — затраты энергии при ректификации одинаковы, но извлечение нужного компонента (в нашем случае спирта) гораздо эффективнее. Вот что такое ректификация.

Для того чтобы жидкость и пар взаимодействовали более успешно, в установках используются контактные элементы — тарелки или насадки. Они увеличивают эффективность и площадь взаимодействия двух встречных потоков.

Принцип их работы следующий: пар, идущий вверх, проходит через контактный элемент и скопившуюся на нем жидкость, более интенсивно обмениваясь массой и теплом.

Чем больше будет установлено в конструкции элементов, тем быстрее будет достигаться равновесие между паром и жидкой фракцией.

Чем ректификация отличается от процесса дистилляции, рассмотрим в нижеследующей таблице.

Отличие ректификации от дистилляции

Отличие Дистилляция Ректификация спирта
Получаемая крепость напитка Зависит от количества перегонок и качества аппарата, может варьироваться от 40 до 65 об. Может достигать 96 об.
Качество напитка Аромат и послевкусие использованного сырья сохраняется. Спирт-ректификат, без других примесей.
Получение чистых фракций Чрезвычайно слабое качество разделения, вещества перемешиваются, и исправить это возможности нет. Если содержатся вещества, закипающие при разной температуре, то на выходе они будут чистыми.
Удаление вредных для здоровья веществ Для качественного удаления сивушных масел требуется минимум две перегонки. Если соблюдены все технологии, убираются полностью.
Спиртовые потери Даже если следовать всем правилам, только 80% от общего количества будет извлечено. Практически без потерь. Всего от 1 до 3% может потеряться.
Взрыво- и пожароопасность Прибор достаточно прост, но риск всё-таки есть. Оборудование достаточно сложное, и если будет допущена ошибка, то возможен взрыв.

Оборудование для ректификации

Для данного процесса могут использоваться два типа оборудования: установка с непрерывным и периодическим действием.

Первый тип используется в промышленности, так как для регулировки работы используется автоматика — дорогая и сложная. Для лабораторий используется второй, более простой и дешевый тип оборудования.

В нем установлены элементарные средства регулировки отбора — градусник и манометрический измеритель изменения давления на колонне.

Строение ректификационной колонны

Классическая схема ректификационной колонны выглядит следующим образом. На испарительном кубе устанавливается вертикальная колонна (еще ее называют царга) и дефлегматор с концевиком. Такая установка не требует сложных механизмов, только кран для отбора, смотровое стекло, термометр, и иногда регулятор мощности.

Следует помнить, что чем больше высота колонны, тем интенсивнее будет массо- и теплообмен двух потоков. А ректификация спирта будет лучше.

Принцип работы колонны

Наполняется куб максимально на две трети его объема спиртосодержащей смесью, проверяется герметичность стыков, закрывается кран отбора и подается охлаждающий элемент (чаще всего вода). Только сейчас можно включать нагревание.

Важно знать: никогда нельзя закрывать два штуцера (отбора ректификата и подачи воды) одновременно, от этого колонна может просто взорваться под действием образовавшегося избыточного давления!

Нагревателем жидкость, залитая в куб, доводится до кипения, и полученный пар поднимается. Затем, попав в дефлегматор, конденсируется и стекает по стенкам, снова контактируя с поднимающимся вверх новым паром. Снова попадает на нагреватель, становится паром, и процесс повторяется.

Через какое-то время пар и жидкость приходят в равновесие, а в верхней части скапливается фракция с низкой температурой кипения (метанол). В нижней — с высокой (сивушные масла). Теперь их можно отбирать.

Равновесие определяется по сохранению температуры в течение 10 минут. До этого момента устройство трогать не надо.

Узел отбора колонны

Что из себя представляет узел отбора? Чаще всего это небольшой бортик, который тормозит, не давая стекать, флегму (сконденсированную из пара жидкость). Если открыть кран узла отбора, то задержанная флегма стекает в холодильник, превращаясь в спирт-ректификат.

Та же жидкость, которая не задержалась на бортике, стекает дальше вниз, чтобы снова повторить цикл. В промышленных установках можно устанавливать соотношение между ректификатом и флегмой, которая возвращается (флегмово число) с помощью крана. От этого числа зависит чистота и процентное содержание спирта. Чем оно выше, тем спирт чище.

Бывает, что происходит такое неприятное явление, как захлеб ректификационной колонны. Информацию о том, что это произошло, показывает сильный шум булькающего типа внутри самой конструкции. Причин, почему произошел захлеб, может быть несколько, рассмотрим их.

Максимальная скорость движения пара в каждой конструкции разная. Когда она достигается, флегма замедляет свое движение в кубе, а потом и вовсе может остановиться. Скопление ее в ректификационной части вызывает остановку процесса тепло- и массообмена. Результат — перепад давления (зачастую очень резкий) и появление посторонних шумов.

Причины «захлеба»:

  • чаще всего это нагрев выше допустимого;
  • переполнение куба или засорение его частицами спиртосодержащего состава;
  • в высокогорье основной причиной является низкое атмосферное давление;
  • скачок напряжения, из-за которого вырастает мощность ТЭНа;
  • неисправности и ошибки в конструкции.

Теперь вы знаете, что такое ректификация. Полученный в результате этого процесса спирт имеет жесткий вкус (так называемый технический спирт). Его можно использовать для технических целей, но для пищевой промышленности его нужно будет еще дорабатывать — разбавлять, фильтровать и настаивать.

Для лучшего очищения полученное сырье подвергают процессу углевания (пропускание через активированный уголь). В результате этой процедуры спирт приобретет «мягкость», а сивушные масла (небольшое их количество всегда попадает в спирт, даже если вы использовали процесс дробного отбора) будут связаны углем. На самом деле это классическая процедура приготовления известной русской водки.

После проведения процедур разбавления и углевания напитку нужно дать отдых. Просто оставьте его на несколько дней в стеклянной емкости. Водка будет идти мягче, а если не перебирать, то и похмелья не будет.

Ректификационная колонна и получение спирта в домашних условиях. Что такое ректификованный спирт?

Ректификация

Можно ли самостоятельно получить пищевой спирт?

Этот вопрос стоит перед винокурами уже не первый год, но ректификация спирта в домашних условиях стала возможной только с изобретением бытовой ректификационной колонны.

Без нее получить алкоголь, пригодный для питья крепостью выше 60° невозможно. Дистилляция с задачей повышения градусности не справляется.

Отличия дистилляции и ректификации

Для людей, непосвященных в таинства получения спиртосодержащей жидкости на собственной кухне что дистилляция, что ректификация – все едино. А вот и нет!

Домашняя дистилляция браги насчитывает столетия опыта. Именно она дает «национальные» самогоны: виски, бурбон, шнапс, чачу, палинку и десятки, если не сотни других видов.

Преимущество этого метода перегонки в сохранении органолептики — аромата и вкуса того продукта, из которого сделана брага. Дистилляция – метод получения крепкого спиртного и включает этапы:

  1. Постановка браги, для которой используют пищевое сырье: зерно, сахар, мед, фрукты, ягоды и даже кактусы (текила).
  2. Нагрев готовой браги в герметичной емкости.
  3. Поступление паров через пароотвод в холодильник.
  4. Охлаждение (конденсация) паров.
  5. Сбор дистиллята (с неизбежными «добавками» в виде метилового спирта, ацетона, сивушных масел) в емкость.

А что такое ректификация спирта? В домашних условиях ректификация также предусматривает два первых этапа, но дальнейший процесс радикально отличается. Собственно ректификация – это процесс, при котором спиртосодержащая жидкость превращается в спирт, проходя через ректификационную колонну-башню.

Этот процесс ректификации повышает крепость (до положенных 96°С), при этом очищая продукт от посторонних примесей (того, что в народе принято называть сивухой, включающей вредные для здоровья химические соединения).

Простая

Простая ректификация проводится с помощью колонны тарельчатого типа или наполненной насадками Панченкова. Эти наполнители внутри колонны призваны увеличить площадь соприкосновения жидкости с материалом колонны ради качественного отбора воды и «присадок».

При закипании алкосодержащей жидкости (браги) образовывается направленный в обоих направлениях (вверх и вниз) поток паров. Они, проходя через колонну, «подхватывают» пары, образованные органическими примесями и уносят к верхней части колонны, где те попадают в конденсатор, а очищенный от примесей и воды спирт выходит через приемный патрубок в емкость.

К преимуществам этого метода перегонки относятся простота конструкции, дающая возможность применения технологии в домашних условиях для получения чистого от химических примесей продукта.

Пароциркулярная

Эта разновидность получения спирта основана на принципе циркуляции водяного пара.

Пароциркулярная колонна состоит из нижней части, где идет очистка спиртовых паров и верхней части (ее называют поглотительной), где происходит регенерация пара.

К недостаткам метода относят необходимость добавления воды (для чего останавливают перегонку) и сложность конструкции для использования в домашних условиях.

Азеотропная

Этот метод ректификации используется редко даже в промышленных условиях, не говоря уж о домашних, он предназначен для сырья, содержащего минимальное количество неароматических углеродов.

В процессе используется дополнительный химэлемент, способный образовать с нужным элементом (в нашем случае – этиленом) соединение, обладающее более низкой температурой кипения и высокой летучестью.

Ректификационная колонна

Производители представляют на рынке несколько модификаций ректификационных колонн. Но оптимальный вариант – два в одном. Такой аппарат позволяет получать как обычный алкодистиллят, так и ректификованный спирт.

Устройство

Ректификационная колонна – это «надстройка», главная часть, которая не работает без емкости для залива браги или самогона первой перегонки, из которого уже «добывают» чистый спирт ректификат.

Итак, составляющие колонны:

  • перегонный куб;
  • фланец или крышка куба. В некоторых конструкциях крышка уже наглухо соединена с царгой, в других предусмотрено ее самостоятельное подключение;

Справка. Разборные системы перегонки удобны. Систему можно собрать самостоятельно – исключив или добавив нужные узлы.

Таким образом, например аппарат используют для первичной быстрой дистилляции без разделения на фракции, при которой извлечена из системы царга, дефлегматор, а оставлен только холодильник. А собранная по всем правилам колонна работает медленнее, зато получится чистый от примесей продукт крепостью 96°.

  • царга с мини-дефлегматором (маленьким холодильником);

Внимание. Царг может быть две. Это помогает получить конечный продукт требуемой крепости в 96°, но замедляет процесс. Обычная скорость перегона для ректификационной колонны – от 0,5 литра в час. Для дорогих производительных аппаратов – до 1,5 л/ч.

  • над царгой (как продолжение) устанавливают узел отбора;
  • на узел отбора, также вертикально, устанавливается холодильник. Его функция – возвращение паров вниз, в колонну.

Свойства

Главной отличительной чертой ректификационной колонны является укрепление конечного продукта за счет отбора тяжелых фракций алкоголя с одновременной очисткой от метила, ацетона, кислот и сложных эфиров, сивушных масел.

Чем выше ректификационная колонна, тем больше тяжелых фракций она способна вернуть обратно в куб.

Отобранный с ее помощью продукт чистый, а его крепость тяготеет к 100%, то есть – 96° в домашних условиях – реальность.

Какой должна быть правильная ректификационная колонна? Важно соблюдение совокупности факторов.

Материал изготовления

Чаще это нержавеющая сталь с пищевым допуском. Она нейтральна и не вступает в реакцию с компонентами браги.

Лучший наполнитель внутри колонны — насадка Панченкова. Это маленькие проволочные коврики особенного плетения.

Их несложно купить, а прослужат они долго, требуя минимального ухода: вынуть, развернуть, промыть под краном, свернуть и вставить обратно.

Для ректификации браги и самогона первой перегонки пригодны насадки из пищевой нержавейки.

Для зерновой браги покупают медные насадки или делают самостоятельно пружинки из медной проволоки. Медь отбирает серные соединения, неизменно присутствующие в зерновой браге.

Размеры

Минимальная высота колонны для ректификации спирта в домашних условиях должна составлять 120 см. Все, что ниже, это укрепляющие колонны.

Тоже неплохое оборудование, но 96-градусного спирта идеальной чистоты с их помощью не получите. Диаметр трубы – 30-40 см.

Система нагрева

Электрическая или газовая, но лучше — ТЭН с терморегулятором, поскольку он мгновенно реагирует на изменения. Учтите: при ректификации важна не только температура нагрева, но и поддержание ее стабильности.

Поэтому желательно дополнительно утеплить как перегонный куб, так и ректификационную колонну в тех местах, где отсутствует водяная рубашка (холодильник).

Обеспечение контроля

Ректификация невозможна без термометра. Чаще аппарат оборудован двумя приборами для измерения температуры: на кубе и вверху колонны. Причем на колонне лучше электронный, он точнее показывает температуру и быстрее реагирует на ее изменение.

Важно контролировать крепость и здесь не обойтись без спиртометра. Желательно изготовить или купить попугай и наблюдать за крепостью в процессе.

Производительность

Она мало зависит от высоты (ширины) и чаще составляет не более 1 литра спирта за час работы.

Это считается хорошим показателем, ведь речь идет о движении пара вверх-вниз, очистке продукта и т.п., поэтому сравнивать производительность дистиллятора и ректификатора нет смысла.

Давление

Также влияет на процесс, внутри аппарата оно должно быть близко к атмосферному, поэтому колонна оборудуется трубкой, связанной с атмосферой.

Можно ли сделать самому?

Самостоятельное изготовление по силам домашнему умельцу. Но здесь главное – правильные расчеты и понимание процесса.

Тем не менее, найти хорошие чертежи колонн можно в интернете и при наличии материалов, инструмента и смекалки самостоятельно собрать полезную вещь.

Принцип работы

Ректификация основана на химическом процессе разделения многокомпонентных жидкости за счёт «противоточности» при взаимодействии потоков между жидкостями и паром. Пар поднимается вверх, конденсированная жидкость стекает.

Они встречаются на пути, пары отдают жидкостям тяжелые элементы, отбирая у нее более легкие, которые продолжают путь наверх. Так повторяется многократно.

Жидкие смеси проходят разделение на чистые составляющие, которые отличаются температурой кипения. Называется этот процесс тепломассообменом, он и лежит в принципе работы ректификационной колонны.

Справка. Пары воды тяжелее паров спирта, поэтому колонна также «обезвоживает» конечный продукт – вода вместе с ненужными «присадками» конденсируется и стекает обратно в перегонный куб, а спирт крепчает.

Ректификационная колонна обязательно оборудуется холодильником, где происходит теплообмен, тогда в колонне уравновешивается температура и тяжелые жидкости стекают обратно в куб. А более легкие попадают в узел отбора, оборудованный собственным холодильником с возможностью регулировки скорости отбора спирта краником.

Если установить слишком быстрый отбор, то температура в колонне повышается и тяжелые фракции попадут в конечный продукт, что не улучшит его качество.

Внимание. В домашних условиях проще перегонять алкогольный дистиллят (самогон первой перегонки без разделения на головы, тело и хвосты) отобранный, пока в струе крепость станет меньше 30-40°.

Это связано с тем, что брага (особенно зерновая, из которой получается лучший спирт) сильно пенится, попадает в колонну, забивает насадки, что усложняет ректификацию спирта.

Несмотря на кажущуюся простоту оборудования, приятнее и надежнее работать с ректификационной колонной промышленного изготовления, соблюдая инструкцию и следя за правильным протеканием процессов. Перед приобретением непременно изучите отзывы пользователей.

Советуем почитать: Как сделать спирт в домашних условиях из различного сырья?

— получение спирта ректификата

Теория и практика получения ректификованного спирта:
Ректификационная колонна в действии, как получить спирт в домашних условиях:

Чем дистилляция отличается от ректификации?

Ректификация

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. 

Алгоритм и правила домашней ректификации самогона

Ректификация

Самогоноварение считается одним из самых популярных занятий, которым занимаются в домашних условиях.

Сегодня человек, желающий практиковать винокурение, может приобрести любую модель самогонного аппарата, благодаря которому можно осуществлять полный цикл изготовление алкоголя.

Любой алкоголь изготавливается из спиртосодержащего сырья, и в домашних условиях таким сырьем считается брага, которая состоит из дрожжей, сахара и воды.

Из браги под воздействием разных температур кипения испаряются ее компоненты, одним из которых является спирт-сырец, но и на этом процесс перегонки самогона не заканчивается. Очистка и ректификация самогона в домашних условиях позволяет не только очистить алкоголь от остатков вредных примесей, но и улучшить его вкус и запах. Как же выполняют ректификацию и что это такое?

Фракции: что это?

При перегонке браги через самогонный аппарат можно получить спирт-сырец, или первач, как его еще называют.

Есть люди, которые считают первач самым настоящим алкоголем, однако употребление такого напитка может привести к тяжелому отравлению у человека.

Спирт-сырец, кроме этила, содержит в себе ядовитые вещества: уксусную кислоту, муравьиную кислоту, альдегиды, метиловый спирт и различные эфиры.

Что касается фракций, то спирт-сырец состоит из таких составляющих, как «головы», «тело» и «хвосты». «Головы», представляющие собой 10% объема спирта, характеризуются наиболее низкой среди остальных фракций температурой кипения, благодаря чему от них возможно избавиться на начальном этапе перегонки. Альдегиды, ядовитые эфиры и метиловый спирт в совокупности и представляют собой «головы».

При попадании в организм человека эти компоненты провоцируют симптомы крайне тяжелого отравления, что может закончиться даже смертью человека. Поэтому при перегонке самогона от такой фракции, как «головы» необходимо избавиться в первую очередь. При желании «головы» можно использовать для дезинфекции поверхностей, но следует учесть, что эта фракция спирта имеет резкий неприятный запах.

«Телом» называют ту фракцию спирта-сырца, которая и является самогоном, а если точнее, этиловым спиртом. «Тело» составляет как минимум 80% самогона. Полученный этиловый спирт можно употреблять в чистом виде или же облагораживать его различными методами, к примеру, окрашиванием, ароматизацией, выдержкой и т. д.

«Хвостами» называют фракцию, состоящую из сивушных масел. Сивушные масла характеризуются высокой температурой кипения, превышающей 85 градусов.

Они представлены совокупностью таких компонентов, как изобутиловый, изоамиловый спирт, фурфурол и жирные кислоты.

Почему при перегонке самогона необходимо избавиться от сивушных масел? Все дело в том, что они портят вкус и запах самогона, а также при попадании в организм человека вызывают сильное похмелье.

Сивушные масла придают алкоголю неприятный запах, а употребление спиртного, содержащего такие компоненты, приводит к тяжелому похмелью. Однако есть напитки, которые без сивухи полностью лишаются своего уникального вкуса и аромата, речь идет о бурбоне и коньяке.

Как ректифицировать самогон?

Самогон — это сложный, с точки зрения химии, продукт, поскольку он состоит из большого количества различных примесей, имеющих разную температуру кипения. Самую низкую по сравнению с другими компонентами температуру кипения имеет уксусный альдегид, который закипает при температуре 21 градус и начинает испаряться.

Температура кипения муравьиноэтилового спирта как составляющей спирта-сырца составляет 54 градуса, уксуснометилового эфира — 57,1 градуса, метилового спирта — 64 градуса и т. д. При температуре 78,3 градуса Цельсия закипает этиловый спирт, и этот процесс продолжается до тех пор, пока температура не достигнет 85 градусов.

При превышении этого показателя происходит испарение муравьиной кислоты, фурфола и эфиров.

Перед тем как приступить к ректификации, следует учесть, что крепость спирта-сырца составляет не менее 80 градусов, что является слишком высоким для выполнения ректификации показателем. Поэтому перед тем как приступить к ректификации, спирт-сырец следует разбавить чистой водой так, чтобы его крепость снизилась вдвое.

Также важно не забыть об очистке самогона. Очистка представляет собой удаление из спирта-сырца веществ, которые придают ему неприятный запах и вкус.

Очистка самогона может осуществляться с помощью угля, марганцовки, молока, яичного белка и других продуктов, которые способствуют выпадению сивушных масел и других примесей в осадок.

Ректификация дистиллята состоит из нескольких этапов. Первым из них считается выгонка ядовитых примесей — «голов».

Начинать ректификацию следует на интенсивном огне, но как только температура повысится до 60 градусов, пламя следует ослабить и постепенно доводить до более высокой температуры. Как только температура будет подниматься с 60 до 75 градусов, на этом этапе начнется выгонка «голов».

Ненужные примеси будут оседать в сухопарнике самогонного аппарата. После отгонки «голов» сухопарник и трубки, соединяющие его с аппаратом, нужно будет тщательно промыть.

Выгонка «тела» — это самый важный этап ректификации, ведь во время его проведения получается сердцевина спирта-сырца.

Перегонка тела осуществляется на интенсивном огне, который следует начинать убавлять, как только он начнет приближаться к 85 градусам.

Если температура спирта резко возрастет, то это приведет к его смешиванию с сивушными маслами, которые потом будет достаточно затруднительно отделить. Поэтому при нагревании спирта-сырца следует тщательно следить за температурой нагревания.

Этап ректификации, на котором убираются «хвосты», позволит избавить будущий напиток от резкого неприятного запаха и вкуса. Также наличие большого количества сивушных масел в самогоне приводит к возникновению его мутности. Однако «хвосты» — это составляющая спирта-сырца, которая при приготовлении новых порций браги может использоваться для усиления ее крепости.

Опытные самогонщики проводят разделение самогона на фракции, руководствуясь запахами всех его примесей. К примеру, наиболее резкий и неприятный запах имеют «хвосты», поскольку они содержат метиловый спирт, из-за чего напоминают по запаху уксус. Выраженным запахом этила всегда обладает «тело» самогона, а вот «хвосты» так же, как и «головы», имеют резкий неприятный запах.

Ректификация дистиллята, выполняемая в соответствии с запахами фракций, требует большого опыта в самогоноварении, поэтому новичкам такой метод не стоит применять на практике из-за высокого риска совершения ошибок.

Ректификация гороскопа онлайн

Ректификация

Бесплатный расчет ректификации гороскопа онлайн в программе Альтаир Онлайн по методикам Вронского С.А., Фомичева О.Б. и Шестопалова С.В. Ректификация времени рождения по методикам годичных обращений активно использовалась в Германии в довоенной немецкой школе астрологии, в России используется в Санкт-Петербургской астрологической академии, в Австралии в школе астрологии Олега Фомичева

Краткий видеокурс, как построить натальную карту

Обучение астрологии

Методики ректификации

Профессиональный астролог прекрасно понимает, что астрологический прогноз не возможен без построения точного гороскопа и ректификации времени рождения.

Какие методики ректификации гороскопа используемые в процессе обучения: Ректификация времени рождения с использованием астрологических методик немецкой довоенной школы астрологии от Вронского С.А. Методика ректификации Фомичева О.

Б. дополняет методику Вронского по дате первого брака, а также по другим событиям. Ректификация по социальным событиям по Шестопалову С.В., Санкт-Петербургская астрологическая академия, дополнение к методике ректификации Вронского.

Любая ректификация времени рождения требует обязательной проверки гороскопа по событиям. Это значительно упрощается при использовании формул событий, которые изучаются на практических занятиях

Ректификация гороскопа | Курсы астрологии

Ректификация от Вронского

Ректификация гороскопа по дате регистрации первого брака методом годичных обращений МС. Общее правило звучит так: МС при годичных обращениях (в быстрой прогрессии или профекции) делает аспект кратный 30 градусам к сигнификатору брака. Методика разработана астрологами довоенной немецкой школы астрологии, и была передана С.А. Вронским.

1

Для бесплатного расчета ректификации времени рождения онлайн перейдите в программу Альтаир Онлайн

После ввода данных укажите пол: мужской или женский. Это важно для определения сигнификатора брака.

2

Укажите дату, время и место первого брака.

3

Выберите методику ректификации времени рождения и произведите расчет.

4

Важное дополнение. Альтаир при ректификации определяет сигнификатор по локальному гороскопу на место брака.

Школа астрологии Олега Фомичева

Ректификация от Фомичева

Эта методика ректификации гороскопа дополняет методику ректификации по Вронскому. Методика Вронского относится к одной из надежных для ректификации, но отклонение от исходного времени рождения получается иногда достаточно сильное, и не может быть использовано. В таких случаях Фомичев О.

Б. предлагает следующее правило ректификации гороскопа: в день события сигнификатор этого события в быстрой прогрессии (профекции) делает аспект кратный 30° к МС локального гороскопа. Методику можно использовать не только по дате брака, но и по дате любого другого социально значимого события.

Ректификация от Шестопалова

Эта методика расчета ректификации гороскопа опирается на методику ректификации времени рождения по Вронскому. Вместо даты регистрации брака используется другое социальное событие.

Эту методику предложил С.В. Шестопалов.

Надежность этого способа ректификации уступает методу первоисточнику, поэтому для повышения надежности ректификации гороскопа рекомендуется использовать несколько событий.

Ректификация по 1 браку

Компьютерная ректификация

Как произвести расчеты ректификации вручную?

Пример

Для вас предлагается пример расчета ректификации гороскопа по дате регистрации первого брака от С.А. Вронского.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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

×
Рекомендуем посмотреть