Дефлегматор ХД/4-1750Р

Вот уже пять лет, как я занимаюсь винокурением и все эти годы основным инструментом для перегонки у меня была пленочная колонна ХД/4-2500ПК. Инструмент это достаточно капризный, но простой, надежный и вечный. За эти годы я уже приспособился к его главному недостатку — неравномерности отбора, вызванного прямой зависимостью скорости отбора от напора воды. Подобрал необходимую мощность нагрева, правильный напор охлаждающей воды и не собирался его ни на что менять. Однако, участившиеся до неприличия случаи внезапных скачков напора в водопроводной сети, заставили меня тратить слишком много времени на регулировку охлаждающего потока пленочной колонны. Вместо расчетных 2-3 часов, отбор голов стал занимать 5-7 часов, да плюс еще отбор тела — значит целый день надо просидеть дома, не отходя от аппарата.
Такой вариант меня не устраивал категорически, поэтому встал вопрос: как решить эту проблему? Ответ я уже знал, так как общался с другими товарищами по увлечению и они в один голос утверждали, что отдельный дефлегматор все проблемы решит. Оставалось только выбрать — какой?
Для моего монтажного размера 1" серии ХД/4 выбор у производителя таганрогского завода бренда «Самогон и водка» не особенно и не велик: горизонтальный дефлегматор ХД/4-1250Р

и обозреваемый вертикальный дефлегматор ХД/4-1750Р

Помимо ориентации, их отличает еще и разная утилизируемая мощность. Дефлегматор ХД/4-1250Р обеспечивает полную конденсация паров до мощности 1250Вт (по спирту), до 1600Вт при перегонке браги. У ХД/4-1750Р полная конденсация паров до мощности 1700Вт (по спирту), до 2100Вт при перегонке браги. Их оба можно использовать и в качестве дистиллятора.
Что же такое дефлегматор и для чего он нужен? Дефлегматор это устройство, являющееся частью ректификационной колонны (верхней её частью), которое с помощью своего водяного контура охлаждения конденсирует поднимающиеся вверх по колонне спиртовые пары и обеспечивает возврат их жидкой фазы — флегмы, вниз обратно в колонну. Отсюда произошло и название — дефлегматор.

Зачем необходим такой возврат флегмы?
Принцип разделения фракций в спирте-сырце на питьевые и не питьевые основан на постоянном взаимодействии поднимающегося пара и опускающейся флегмы. поэтому возврат части конденсата обратно «в работу» — ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ условие, и характерная отличительная черта работы колонн. Пар, двигаясь из куба вверх, на каждой тарелке встречается с флегмой. И — постепенно укрепляется, оставляя на тарелке свои тяжелокипящие фракции, и обогащаясь более «легкими на подъем», низкокипящими фракциями. Флегма же, стекая вниз потихоньку истощается, отдает легкокипящие примеси. В итоге такое многократное взаимодействие пара и жидкости внутри колонны приводит к тому, что легкокипящие фракции собираются все выше и выше, вверху колонны. А низкокипящие, сивушные компоненты держатся в кубе, или на нижних ступеньках. Отбирая часть флегмы вверху, мы поочередно (говоря иначе — последовательно) отбираем сначала головы (самую легкокипящую часть испаряющегося из куба пара), а потом и товарный спирт (или крепкий дистиллят как угодно — это зависит лишь от способности колонны разделять компоненты пара на отдельные фракции). Хвосты же, сивушные тяжелые части кубового содержимого, чаще всего оставляют просто в кубе, сливая их потом в канализацию. Этот поочередный отбор фракций из колонны, в разные емкости, и называется фракционированием, или фракционной (дробной) ректификацией с помощью тарельчатой колонны.
Источник: «Руководство по работе с тарельчатыми колоннами серии ХД-3 и ХД-4»
Таганрог 2015 год
Игорь Шульман
Дефлегматоры бывают разных конструкций: прямоточные, кожухотрубные, со спиралью Димрота и пр. Все это характеристики их охлаждающей системы. В первом случае вода в контур охлаждения поступает в рубашку между внутренней и наружной трубой дефлегматора

во втором — в кожух с рядом вертикальных трубок

и в последнем, а именно этот вариант использован в обозреваемом дефлегматоре ХД/4-1750Р, в спиральную трубку, обвивающую внутренний диаметр. Назван такой тип дефлегматора в честь его создателя – немецкого химика-органика Отто Димрота

Почему мой выбор пал на ХД/4-1750Р? Во-первых, он более производителен: 1700 Вт утилизируемой мощности против 1200 Вт у ХД/4-1250Р. Во-вторых, так как дефлегматор имеет трубку связи с атмосферой, а пары спирта тяжелее воздуха, то внутри дефлегматора возникает зона раздела контактирующих горячих спиртовых паров и воздуха. Эта зона горизонтальна и ограничивается стенками дефлегматора. В ней во время всей ректификации происходит окисление спирта до альдегидов. Соответственно в вертикальном дефлегматоре эта зона по площади равна внутреннему диаметру дефлегматора, а в горизонтальном это площадь сечения цилиндра, т.е. внутренней трубы, которая в несколько раз превосходит его диаметр (зависит от длины трубы). А значит и окисление спирта в горизонтальном дефлегматоре происходит в несколько раз интенсивнее, чем в вертикальном. Если задача стоит в получении чистого спирта-ректификата, превосходящего требования ГОСТа, то наклонные дефлегматоры не применяют совсем.
ХД/4-1250Р имеет смысл использовать, если высота потолков не позволяет установить вертикальный дефлегматор

Так как дефлегматор Димрота самый сложный в изготовлении, то отсюда и проистекает его недостаток — цена, она более высока по сравнению с другими типами дефлегматоров.
Дефлегматор ХД/4-1750Р изготовлен полностью из нержавеющей стали, применяемой в пищевой промышленности

Высота дефлегматора по край контргайки 265 мм

Наружный диаметр дефлегматора 43 мм

Вес 656 грамм

Сбоку бирка с клеймом ОТК, так удивившая меня на колпачковой колонне , как забытый атрибут ушедшей эпохи

В верхней части дефлегматора расположены 3 загнутые трубки. Трубка с синей меткой это подвод холодной воды, трубка с красной меткой — отвод горячей воды, прошедшей через холодильник Димрота, трубка без метки — связь с атмосферой (ТСА). Она нужна для выравнивания давления в колонне. Избыточное давление или воздушная пробка могут привести к неравномерности отбора и помешать процессу разделения фракций.

Также эта трубка позволит избавиться от неприятных запахов во время перегонки, если надеть на нее шланг и вывести его в канализацию или вентиляцию

В нижней части дефлегматора находится монтажная контргайка 1".

Внутренний диаметр трубы чуть больше 21 мм

Внизу также находится изогнутая трубка отбора продукта (она у меня в руке), а короткий патрубок рядом — это гильза для термометра

На концах трубок имеется проточка под фирменные быстросъемные крепления

Наружный диаметр трубок чуть больше 8 мм

Внутренний диаметр чуть меньше 6 мм

Для установки термометра у производителя есть специальные силиконовые заглушки

Но кембрик из обычного аптекарского силиконового шланга справляется ничуть не хуже

Если посмотреть внутрь дефлегматора, то видно перегородку.

Это узел отбора по жидкости, благодаря которому скорость отбора продукта не имеет такой прямой зависимости от напора охлаждающей воды, которая была у пленочной колонны. Отбор в ней шел по пару

В случае с пленочной колонной, чем мощнее напор, тем сильнее охлаждается спиртовой пар, превращаясь в флегму, которая стекает вниз. Соответственно тем меньше паров прорывается из восходящего холодильника и попадает в нисходящий, где пары опять конденсируются. Таким образом, при изменении напора, конденсат течет то каплями, то струйкой. А для отбора голов это крайне нежелательно.
В случае с ХД/4-1750Р пар конденсируется внутри дефлегматора и весь стекает вниз, основная часть попадает обратно в колонну для продолжения процесса тепломассобмена с парами, а оставшаяся малая часть отбирается оператором

Так как отбор происходит с гораздо меньшей скоростью, чем всего конденсируется паров, то флегма течет вниз всегда и не зависит от напора (точнее не так прямо зависит, как в случае с пленочной колонной).
В ХД/4-1750Р применен узел отбора стаканного типа, поэтому колонна должна стоять строго вертикально, так как флегма течет вниз по внутренним стенкам.
Так как из дефлегматора течет горячая флегма, то крайне желательно ее охладить перед попаданием в приемную емкость, чтобы избежать повышенного окисления горячего спирта при контакте с воздухом. Для этой цели придется докупить доохладитель. У этого производителя он называется малый прямоточный холодильник ХД/4

По конструкции это аналог прямоточного рубашечного дефлегматора. Он подключается через силиконовый шланг к трубке отбора. На трубку ставится зажим Гофмана или игольчатый кран, с помощью которого производится регулировка скорости отбора

С его использованием схема подключения воды меняется на следующую: сначала вода подается на нижний патрубок доохладителя, проходит через его рубашку, далее верхний патрубок доохладителя соединяется шлангом с патрубком дефлегматора с синей меткой, после проходит через холодильник Димрота. Выход воды никак не меняется — трубка с красной меткой вверху дефлегматора.

Режимов работы у данного дефлегматора два. Первый — режим дистиллятора для перегонки браги в спирт-сырец. В этом случае дефлегматор ставится прямо на куб

Но, если штуцер куба имеет малую высоту, как у меня, то работать в таком положении, мягко говоря, неудобно. Поэтому лучшим вариантом будет использование сухопарника либо диоптра, которые к тому же уберегут дефлегматор от брызгоуноса и последующей его отмывки

Второй режим используется при дробной перегонке. Дефлегматор устанавливается на самую верхнюю насадочную царгу, либо на колпачковую колонну, как у меня

В режиме дистилляции никаких премудростей нет: выставляем мощность нагрева на максимум, для данного дефлегматора это 2100 Вт. Кран отбора открываем на полную и отбираем все, что сконденсировал дефлегматор.

В этом режиме дефлегматор никаких преимуществ перед пленочной колонной не имеет, наоборот его утилизируемая мощность на 400 Вт меньше, чем у ХД/4-2500ПК. Поэтому первую перегонку я по-прежнему делаю на ней, так как скорость у нее повыше.
Все преимущества дефлегматора раскрываются при дробной перегонке. В начале ректификационной колонне необходимо дать поработать «на себя» — вся флегма должна возвращаться обратно в колонну, чтобы легкокипящие фракции в результате многократного тепломассобмена со стекающей флегмой поднимались все выше и выше, и скапливались вверху колонны. А низкокипящие, сивушные компоненты удерживались в кубе, или на нижних ступеньках колонны. Таким образом, мы даем время компонентам спирта-сырца выстроиться в колонне по температуре их кипения.

Кран отбора полностью перекрываем

Работа на себя длится 25-30 минут. Далее нужно очень медленно отобрать самую верхнюю легкокипящую часть флегмы — не питьевую головную фракцию, иначе называемую головы. Для этого необходимо приоткрыть кран отбора так, чтобы из приемной трубки закапал конденсат со скоростью 1-2 капли в секунду. Сделать это в случае с данным дефлегматором очень просто. По чуть-чуть приоткрываем кран и визуально оцениваем скорость капели. Добились нужной скорости — всё, о процессе отбора голов можно забыть, пока их не наберется расчетное количество (как правило это 10% от содержания абсолютного спирта в сырце, как это посчитать, я писал в обзорах на пленочную и колпачковую колонны). Весь отбор будет идти именно с этой скоростью, ни больше, ни меньше, как на автомате

С пленочной колонной все было намного сложнее, даже при стабильном напоре дистиллят шел то правильной капелью, то перерастал в струйку, а уж если напор начинал скакать, то отбор мог либо совсем прекратиться, либо начинало лить ручьем.

Поэтому приходилось быть все время рядом либо применять вот такой метод удаленного наблюдения

Было это долго, нудно и неудобно. С новым дефлегматором совсем другое дело.
В отборе тела особой разницы с ПК нет, скачки напора здесь уже не так страшны, хотя тоже влияют.
В работе с дефлегматором при отборе тела продукта — этилового спирта, необходимо определить флегмовое число — параметр работы ректификационной колонны, определяющий эффективность процесса разделения в концентрационной секции колонны.
Флегмовое число представляет собой отношение количества жидкости, стекающей с любой тарелки в концентрационной секции колонны (от места ввода сырья до отбора верхнего продукта — дистиллята), к количеству отбираемого дистиллята.
Простыми словами — нужно подобрать такую максимальную скорость отбора тела, при которой массы возвращаемой в колонну флегмы достаточно для продолжения процесса тепломассобмена с парами. В случае с тарельчатой колонной, флегмы должно хватать на нормальный барботаж на тарелках


Главный признак того, что флегмовое число подобрано правильно — температура в дефлегматоре при отборе питьевой фракции не должна повышаться даже на 0,1С.
Для работы в паре с колпачковой колонной Д58-375 КСТ-Н серии ХД/4 я определил, что скорость отбора не должна превышать 1 литр в час, а лучше еще меньше — 800 мл/ч. В этом случае барботаж на тарелках стабильный, температура в дефлегматоре стоит, как вкопанная.

После отбора тела, которое я рассчитываю в калькуляторе самогонщика, а кто-то определяет подход хвостов по запаху, нагрев выключается. Затем несколько минут нужно погонять воду в контуре охлаждения дефлегматора, после чего его можно снимать и промывать теплой водой. Никакого другого ухода он не требует.
Комплект из дефлегматора ХД/4-1750Р с колпачковой колонной Д58-375 КСТ-Н позволяют мне получить НДРФ крепостью 92-93%

Из которого я делаю различные настойки, наливки либо продукт для выдержки в дубовых бочках (бренди, кальвадос, виски или бурбон). Об этом вы можете прочитать в прошлых моих обзорах.

Ну и по традиции: берегите себя, покупайте качественный алкоголь в проверенных магазинах, либо перенимайте мой опыт и тогда алкоголь будет не только вреден, но и немножечко полезен, главное знать меру.