Главная › Новости

Царги спиртовых колонн (ректификационных колонн)

Опубликовано: 09.10.2018

Царга это специфическое название, хотя оно привычно для тех, кто занимается ректификацией спирта.

Царга – это часть колонны .  Колонна может состоять из одной царги. К примеру, базовая колона серии ХД-4 имеет длину 0,75 м. – это стандарт, она состоит из одной царги. Но чаще всего колонны большей производительности, во-первых выше, как к примеру колонна ХД-3 1500. Сама колонна состоит из двух частей. Смысл этого в том, что, во-первых, высота колонны 1.5 м. (с учетом разъемов – 1.7 м.) и её тяжело транспортировать (транспортная компания не принимает, и в доме хранить неудобно), и тогда есть возможность разделить её на составные части. Отдельную царгу-колонну ХД-4 транспортировать не всегда удобно, а вот когда она разобрана пополам, то она гораздо компактней. Во-вторых, что касается особенностей протекания спирта по колонне. Спирт начинает протекать то в одну сторону, то в другую (есть такое понятие – каналообразование).

Для того, что бы спирт распределить, и сделать условия орошения оптимальными  ставятся делители, или концентраторы, флегмы. Спираль, которая стоит в колонне несет функцию не только поддержания насадки, но и функцию концентрации флегмы в центр от краев. Для этого происходит секционирование . Один такой концентратор установлен в центре колонны, но проще их делать на концах царги.

Существуют колонны с одной, двумя, и четырьмя царгами – например серия ХД/5. В серии ХД-5 есть одна маленькая царга, и три –  побольше.

Основная характеристика царги это производительность . Производительность чаще всего приводиться по спирту, так как таким образом проще всего сравнивать производительность колонн. Когда фракционно отгоняется смесь спирта, примесей, воды, которая находиться в кубе, она испаряется и в колоне она разделяется. Сначала вверху собирается так называемая «голова», которую нужно потихонечку выводить из колонны, затем идет «тело» – этиловый спирт. «Тело» –  это основная доля, и это то, ради чего мы делаем ректификацию , затем идет «хвост». Когда мы отбираем «тело», а это так называемый товарный спирт, то отбирать его можно со строго определенной скоростью. Если производить отбор медленнее , то тогда колонна будет использоваться не на полную мощность и процесс затягивается . Если это делать быстрее , чем это может себе позволить колонна, тогда будет происходить осушение колонны, объединим её и она выйдет из нормального режима, и получаемый спирт будет не товарный, а плохого качества . Спирт превратиться в самогон.

Есть определенный оптимум или так называемый – номинал работы колонны. Для каждой колонны он свой.

Для  колонны ХД3-1500 номинал отбора спирта по телу 1.5л/час. Это значит, что есть возможность отбирать и меньше (1л/час, 1.2л/час, 1.3л/час), но не более 1.5л/час, и тогда будет обеспечен нормальный режим работы колонны. Если мы будем отбирать 2л/час, то колонна будет давать уже не спирт, а крепкий самогон. Колона поменьше работает с номиналом 500мл/час. Есть целая линейка колонн с разной производительностью – 500мл/час, 750мл/час, 1.2л/час, 1.5л/час, 2.5л/час, 5л/час.

Чем производительнее колонна, тем больше спирта за единицу времени можно получить.

На практике чем больше диаметр колонны, чем больше её объем (зависимость диаметра и объема прямо пропорциональна), тем больше спирта и флегмы мы можем закачать вовнутрь, и тем больше спирта мы в итоге можем получить. Поэтому с ростом производительности растет размер колонны . Растет диаметр колонны и растет высота колонны.

В линейке спиртовых колонн ХД-2″ , есть как классические спиртовые царги, их внутренний диаметр 50 мм., так и модули наполненные СПН, которые вставляются в базовый модуль (пустотелую царгу), в обоих случаях мы получим товарный спирт, но производительность спиртовой царги будет несколько выше чем у модуля-вставки, внутренний диаметр спиртовой царги 50 мм. – производительность 1800-2250 мл/час, Внутренний диаметр вставки-вкладыша с СПН 40мм. – производительность 1250-1500 мл/час.

Теоретическая ступень разделения (теоретическая тарелка).

Считается, что в колонне должно быть не менее 35 теоретических ступеней разделения, тогда мы из самогона на входе можем получить товарный, крепкий, качественный спирт на выходе. От диаметра колонны увеличивается высота одной ступени разделения . С ростом диаметра растет высота. Поэтому при конструировании колонны это учитывается, и колонны большей производительности имеют, как правило, большую высоту, при использовании одной и той же насадки.

Сборка

Ставятся прокладки с целью уплотнения, если этого не сделать, то будет утечка спирта, жидкости и пара наружу. Поэтому ставиться прокладка и  гайка закручивается (устанавливается кламп), что не требует особых усилий. Так же частью царги является «путанка» – нержавеющая проволока, которая скомкана и вставлена, уплотнена, таким образом, что бы насадка не просыпалась через нее. Вся колонна сделана из пищевой нержавеющей стали, сварка аргоновая, насадка тоже нержавеющая. 

Колонны бывают нескольких основных типов:

С физическими тарелками , тарельчатые (это когда внутри в колонне расположены тарелки, через которые осуществляется тепломасообмен); Насадочные колонны (на поверхности насадки проходят тепломасообменные процессы приводящие к разделению спирта на фракции). Насадки бывают регулярные и нерегулярные. В наших колоннах используются только нерегулярные спирально-призматические насадки.

Спирально-призматическая насадка хороша в силу своей сложной формы и механизма изготовления. После изготовления она травится химическими кислотами для того что бы придать шероховатость проволоке из которой она состоит. Тогда площадь поверхности максимально увеличивается, а так же увеличивается так называемая «заципляемость». В силу нюансов производства спирально-призматическая насадка не дешевая, по сравнению с остальными видами насадок. Но цена изготовления оправдывается хорошими характеристиками насадки. При использовании в одной и той же колоне разных насадок, спирально-призматическая дает лучшее качество продукта, позволяет получать высококачественный рафинированный продукт.

В конце царги путанка, поддерживающая насадку, находится и сверху и снизу. Выше насадки в некоторых царгах оставляется свободная зона для пара. В нее можно вводить термометры или манометры автоматики. С помощью этих приспособлений (термометров или манометров) можно эффективно контролировать режимы работы колонны. В серии ХД-3 все штуцера уже вварены в штангу. Серия ХД-4, которая является более бюджетной, не содержит штуцеров и чаще всего используется без какой-либо автоматики. Но все же, если в такой колонне нужно использовать автоматику, то существует приспособление – пустая внутри маленькая царга называемая переходником между царгами. Используется для измерения температуры паровой части, и устанавливается между царгами.

Теплоизоляция

Внутри пар достигает температуры в 79 0С, вверху температура кипения спирта 78.4 0С. Градиент температуры , который выстраивается по мере роста высоты, очень важен для правильной работы колонны . Если теплопотери большие, то на оголённых стенках колонны будет образовываться конденсат, который мешает правильному протеканию внутренних процессов в колонне. В случае отсутствия утеплителя на стенках возникает большое количество так называемой «дикой» флегмы. Правильная ректификационная колонна должна быть теплоизолированна. Теплоизоляция должна быть химически инертна, не бояться температуры, лишь при температуре в 115 градусов она начинает терять свои свойства и «скукоживаться». Теплоизоляцию нужно беречь от механических повреждений. Однако заменить её при надобности не составит особого труда.

Гарантийный срок на спиртовые колонны ХД 3 года. Проблемным местом могут быть силиконовые прокладки, но за 5 лет службы колонны они,  как правило, не меняются. Срок службы насадки  может составлять до 30 лет, так как она не является катализатором, непосредственно не участвует в процессе получения спирта. Внутренние стенки трубы не ржавеют, так как состоят из пищевой нержавеющей стали, и также являются химически инертными по отношению к спирту. Колонна ХД долговечна , замене подлежат только расходники, такие как прокладки и уплотнители, однако их стоимость мала, а приобрести их можно в любых сантехнических магазинах. Однако не рекомендуется установка резиновых прокладок, так как есть опасения, что они могут влиять на качество спирта. Все же лучше использовать биконитовые, фторопластовые или силиконовые прокладки.