Автор: / Дата: в 10:54 Рубрика: Теория и практика 8 комментариев

Коэффициенты испарения и ректификации. Промежуточные примеси

 

Всем привет!

Если помните, некоторое время назад я опубликовал статью о подробном составе примесей в браге и самогоне. В ней я говорил, что очередность выхода той или иной примеси не только и не столько зависит от температуры кипения этой отдельной примеси, сколько ее способность к испарению в смеси с этиловым спиртом.

Также, кроме голов и хвостов, я упомянул промежуточные примеси, о которых обещал рассказать более подробно.

И так, сегодняшняя статья посвящена коэффициентам испарения и ректификации компонентов самогона, а также промежуточным примесям.


 

Коэффициенты испарения и ректификации

Как уже говорилось, при перегонке браги или самогона температура кипения отдельного вещества отходит на второй план. Главную роль здесь играет способность вещества испаряться из смеси.

Характеризует эту способность коэффициент испарения Ки. Он равен отношению количеству определенного вещества в паре к количеству его же в жидкости:

Ки = a/b, где

а — доля вещества в паре, %; b –доля этого же вещества в растворе, %.

Если для какого-то компонента Ки больше единицы, то пар (а следовательно и его конденсат) обогащается этим компонентом, а жидкость обедняется.

Ки этилового спирта обычно обозначается Ксп. В водно-спиртовом растворе Ксп меняется в зависимости от содержания этанола. Значения Ксп приведены в таблице:

Как видно из таблицы коэффициент испарения этанола в диапазоне его содержания в жидкости от 0 до 97,2% об. и при атмосферном давлении 760 мм р.ст. всегда больше 1.

Коэффициент испарения примеси (обозначается как Кпр) также зависит от содержания в растворе этилового спирта. Отсюда следует, что знания только Кпр конкретного вещества недостаточно, чтобы понять, что в данный момент перегонки происходит с дистиллятом — обогащается он этой примесью или наоборот обедняется.

Возможность очистки этилового спирта от конкретного вещества определяется коэффициентом ректификации Кр:

Кр=Кпр/Ксп

Кр показывает, уменьшается или увеличивается количество примеси в паре (а следовательно и в дистилляте) в сравнении с его содержанием в перегоняемой жидкости в конкретный момент.

Значения коэффициента ректификации (Кр) некоторых примесей, содержащихся в самогоне, приведены на графике ниже. График взят из книги «Производство спиртных напитков» А.К. Дорош и В.Л. Лысенко.

Как уже говорилось, при Кр>1 происходит обогащение пара этой примесью, при Кр<1 — обеднение, а следовательно очистка. При Кр=1 количество испаряемой примеси равно количеству испаряемого этилового спирта, очистка не происходит.

По коэффициенту ректификации примеси делятся на следующие группы:

  1. Головные — у которых Кр при любых концентрациях этанола больше единицы. Эти вещества всегда идут в первой части погона не зависимо от крепости перегоняемой жидкости. Типичными представители — уксусный альдегид, акролеин, уксусно- и муравьиноэтиловый и уксусноэтиловый эфиры.
  2. Хвостовые — те, у которых Кр всегда ниже 1. Типичный представитель — фурфурол.
  3. Промежуточные — у которых при высоких концентрациях этанола Кр<1, при низких Кр>1, а при определенных равен единице. Это основные компоненты сивушного масла — изоамиловый, изобутиловый и пропиловы спирты.
  4. Концевые — у которых при высоком содержании этилового спирта Кр>1, а при низких меньше единицы. Типичный представитель — метиловый спирт (№7 на графике).

 

Пример

Давайте разберем на примере, как работает этот график. Допустим мы перегоняем брагу. Содержание этилового спирта в ней 10%.

Она закипела и по графику видно, что при 10% крепости например уксусный альдегид имеет Кр=3,8, а метанол имеет Кр=0,65. Это значит, что в данный момент при испарении из браги 1% спирта мы испаряем 3,8% уксусного альдегида и 0,65% метанола. Т.е. происходит обогащение альдегидом и очистка от метанола.

Что произойдет с примесями, если мы выгоним из браги весь этанол?

Согласно графику при данной крепости все летучие примеси, кроме фурфурола и метанола имеют Кр>1. Следовательно при испарении всего спирта в дистиллят полностью перейдут и эти примеси. Частичная очистка произойдет только от фурфурола и метанола. Ну и от воды.

 

Промежуточные примеси

И так, почему решил более подробно остановиться именно на промежуточных примесях? Дело в том, что от них практически невозможно избавиться в процессе простой дистилляции по привычной методике — когда мы покапельно отбираем головы, а затем в определенное время отрубаем хвосты.

Допустим мы залили для перегонки 40% спирт-сырец. При этой крепости переходные примеси УЖЕ имеют Кр=1, а следовательно выходят в равных пропорциях с этиловым спиртом. По мере испарения этанола их коэффициент ректификации только растет и в результате мы их все соберем в нашем самогоне.

Если же залить 80% навалку то у промежуточных примесей (возьмем изоамилол для примера) Кр будет лежать в районе 0,25. И при перегонке дистиллят будет очищаться от него. Но с испарением спирта Кр примеси будет быстро расти и уже к 40% крепости достигнет 1. Можно конечно прекратить отбор, но это будут просто огромные потери продукта!

В общем, как мы сейчас убедились, от промежуточных примесей очень трудно избавиться. А, как вы помните из предыдущей статьи, сивушные масла являются самой большой группой примесей. Более того, от 60 до 90% сивушных масел составляет изоамиловый спирт, который является сильнодействующим ядом!

Для чего я это пишу и что же делать дальше?


 

Заключение

В первую очередь эта информация важна для тех, кто гонит самогон из зерна или ягод/фруктов. Для тех же, кто делает самогон из сахара эта информации менее актуальна. Ну обо всем по порядку.

  • Сахар

Тут все просто. В сахарном самогоне нет вкусоароматики которую необходимо сохранить. Поэтому смело чистим его всевозможными способами. К счастью сивушные масла очень хорошо поглощаются углем и маслом, особенно при низких концентрациях этилового спирта (10-15%). Также очень важно делать качественную брагу — создавать дрожжам комфортные условия (температуру, подкормку, гидромодуль). Чем быстрее брага отбродит, тем меньше в ней накопится побочных примесей.

Ну или, если есть возможность, отправлять на ректификацию.

  • Зерно, ягоды/фрукты и т.д.

Здесь все сложнее. Такой самогон обычно не чистят, дабы не навредить его вкусовым качествам. Чтобы их сохранить необходимо проводить правильную дробную дистилляцию — оставлять «вкусняшки», а гадости сливать в канализацию. Такие способы перегонки существуют, но я пока не имею практического опыта их применения. Когда попробую на себе — обязательно расскажу.

Всем пока, Дорофеев Павел.

Хочешь получать статьи этого блога на почту?
Хотите новые статьи на почту?
Поделиться
Плюсануть
Класснуть
8 комментариев
  • Николай

    Ягодный и фруктовый дистиллят, чистить нужно обязательно... я чищу только холодом... разливают в пол литровые баночки и в морозилку на два дня... второй раз на один, день...

    2017-07-17 в 10:35 | Ответить
    • Дорофеев Павел

      Заметный результат дает очистка холодом? При какой крепости самогона и температуре вы ее проводите?

      Я сам никогда не пробовал холодом чистить, так как где-то читал (по-моему у Дорош-Лысенко), что такая очистка имеет очень низкую эффективность.

      2017-07-25 в 11:46 | Ответить
  • Дёник

    Павел. Для очистки от самой вонючки, изоамила, попробуйте метод Габриеля. Сам юзаю очень нравиться.

    2017-09-14 в 1:18 | Ответить
    • Дорофеев Павел

      Спасибо за совет. Знаю этот метод. Но он мне не подходит, т.к. подразумевает наличие самогонного аппарата без укрепления. У меня же пленочная колонна. Даже без включенного дефлегматора она укрепляет за счет восходящей трубы. У меня сейчас появилась тарельчатая колонна, буду ее обкатывать. Должна существенно улучшить продукт.

      P.S. Ну и метод этот для ароматных браг. С сахарной не стоит так замарачиваться.

      2017-09-14 в 9:03 | Ответить
  • Виталий

    Доброго времени суток,

    После написания комментария к статье про БК решил подумать над вопросом промежуточных фракций.

    Ну хорошо, пусть изоамиловый спирт хорошо испаряется в присутствии этанола, но ведь пока он будет идти по колонне вверх, он будет конденсироваться, если правильно помню, температура кипения (и конденсации) у него около 130 градусов. Т.е. несмотря на то, что он испаряется, он будет отлично конденсироваться на сетках и флегме в трубе и так же замечательно стекать обратно, может и не всё так плохо? На конденсацию изоамилола концентрация паров этанола по идее не должна влиять никак, и, допустим (цифры от балды) испарилось у нас 1 грамм энанола и 3 грамма изоамилола, но из-за разности в температуре кипения этанол конденсироваться в рабочем режиме практически не будет, а вот вода с изоамилолом запросто.

    2017-10-12 в 6:44 | Ответить
    • Дорофеев Павел

      Еще раз здравствуйте!

      Я тоже задавался вопросом, о том, что жидкая смесь это одно, а газообразная это уже другое. Но информации о том, как интересующие нас компоненты в виде пара ведут себя в дефлегматоре я не нашел. Могу только поделиться некоторыми наблюдениями. С недавних пор являюсь владельцем тарельчатой колонны. После ее работы то, что остается в кубе невозможно понюхать. В самом начале вдоха в нос бьет резкий запах и появляется сильное чувство удушья. Думаю это как раз и есть промежуточные примеси. После работы на ПК то, что было в кубе понюхать было можно. Да, неприятный запах, но не сравнить после тарельчатой.

      2017-10-15 в 4:34 | Ответить
  • Семен

    Здравствуйте,Павел. Не могли бы вы более подробно написать о различии БК и ТК. В чем их плюсы и минусы,как на них работать и так далее,а то в интернете не нашел ничего конкретного.

    P.S. У вас очень классный сайт,узнал очень много нового,спасибо вам)

    2017-11-01 в 12:31 | Ответить
    • Дорофеев Павел

      Здравствуйте, Семен!

      Спасибо за лестный отзыв. Рад, что вам сайт понравился.

      Подробно написать в комментариях к сожалению не получится. Если кратко, то ТК более продвинутое оборудование по сравнению с БК. ТК позволяет более качественно разделить дистиллят на фракции. Плюс БК в том, что это самостоятельное и сравнительно недорогое оборудование. Минус в том, что отбор продукта ведется по пару, а это требует для нормальной работы очень стабильного давления и температуры охлаждающей воды, которые в водопровод многоэтажных домов не всегда может обеспечить. ТК же позволяет получить более качественный продукт, но более дорогая. К тому же требует дополнительного оборудования — как минимум дефлегматора. Зато отбор идет по жидкости, что обеспечивает удобное регулирование режимов работы.

      По поводу, как работать на БК у меня есть статья. О ТК такой к сожалению нет. Некоторые производители прилагают к ним инструкции.

      2017-11-01 в 10:32 | Ответить
;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: