Что из себя представляет дефлегматор для самогонного аппарата, его домашнее изготовление. Что такое дефлегматор и для чего он нужен Пленочный дефлегматор своими руками

Однако, несмотря на повсеместное употребление этих названий, если проанализировать многочисленную информацию в Интернете, то по вопросу назначения этих устройств наблюдается повсеместная путаница. Особенно много расхождений наблюдается по функциям и сути работы дефлегматора и сухопарника. Давайте разберемся и начнем с азов.

Ректификация и дистилляция

Дистилляция - это испарение с последующей конденсацией паров. Именно это и происходит при использовании самогонного аппарата простейшего типа.
Ректификация - разделение смеси на фракции за счет противоточного движения пара и этого же пара, сконденсировавшегося в жидкость (флегму).

Таким образом, видно, что при дистилляции пар, образовавшийся при кипении жидкости, прямотоком поступает на конденсатор. В итоге мы получаем однородную смесь, содержащую и спирт, и воду, и сивушные масла. Содержание спирта повышается за счет того, что он испаряется при более низких температурах и быстрее, чем вода и прочие фракции.

При ректификации часть сконденсированного пара стекает обратно в сторону перегонной емкости, нагревается от вновь образовавшегося пара и вновь многократно испаряется. В результате процесса переиспарения перегоняемая жидкость разделяется на составные части. В случае с самогоном: сивушные масла, вода и нужный нам спирт. Степень разделения зависит от исполнения ректификационной колонны.

Забегая немного вперед, скажем, что дефлегматор для самогонного аппарата - один из элементов, входящий в устройство ректификационной колонны.

Сухопарники и мокропарники

Собственно, это два названия одного и того же элемента. Еще они известны как прикубники. И сухопарник и мокропарник конструктивно представляют собой тонкостенную закрытую емкость небольшого объема с двумя паропроводами в верхней части: вводным и выводным.

В нижнюю часть прикубника врезан кран для сброса отработанного конденсата. Однако часто прикубники делают из стеклянных банок, тогда, естественно, речи о кране идти не может. Слив накопленной жидкости производится через горловину и только по окончании перегонки.

Простой сухопарник из банки

Конструктивное отличие между мокро- и сухопарником одно: в мокропарнике выход вводного патрубка опущен до самого дна, так чтобы пар из перегонного куба «пробулькивал» сквозь налитую в емкость жидкость. Отсюда часто мокропарник называют еще барботером.

Как это работает

1. Пар попадает в емкость и за счет разницы температур начинает конденсироваться на стенках и стекать на дно.
2. По мере нагревания корпуса сухопарника новым паром интенсивность конденсации уменьшается, часть пара начинает уходить в отбор.
3. Одновременно с этим конденсат начинает нагреваться и переиспаряться и тоже уходить в отбор.
4. В определенный момент за счет переиспарения на дне находится уже только «грязная» флегма, которую лучше сбросить через кран и начать цикл с начала.
5. Если кран отсутствует, то вариант один - отбор до промывки, т.е. на выходе мы получаем «грязный» продукт.

Оба варианта и «сброс», и «отбор до победного» к хорошим не относятся - на выходе мы все равно получим не самый качественный продукт. По сути, сухопарник выполняет только две полезные функции:

• не дает парам браги попасть в отбор;
• за счет переиспарения немного увеличивает крепость продукта.

Можно ли повысить эффективность прикубника? Можно, но необходимо изменять его устройство: корпус должна располагаться над перегонным кубом, а сброс конденсата осуществляться непосредственно в куб. Только это будет уже не сухопарник, а вполне себе приличный неуправляемый дефлегматор.

Как устроен дефлегматор

Устройство дефлегматора в простейшем виде это две сваренные трубки разного диаметра, установленные вертикально на перегонный куб. В рубашке между ними циркулирует охлаждающая жидкость (вода) а трубка меньшего диаметра служит магистралью для выхода спиртосодержащего пара.

Для пояснения принципа работы этого устройства условно примем, что перегоняемая жидкость имеет 2 компоненты, имеющие различные температуры кипения. Разделение на фракции осуществляется следующим образом:

1. На первоначальном этапе охлаждение запускается на полную мощность и до разогрева перегонного куба аппарат работает «сам на себя». То есть, испаряющаяся из емкости жидкость конденсируется, образует тонкую пленку на стенках и стекает навстречу поднимающемуся пару обратно в куб. На своем пути она разогревается вновь образовавшимся паром и частично испаряется - это и есть «переиспарение»
2. После того как температура в емкости достигнет температуры достаточной для закипания обоих фракций, внутри конструкции образуются две области:
3. Верхняя, где конденсируются пары фракции с низкой температурой кипения.
4. Нижняя - область конденсации второй компоненты.
5. В основной холодильник по-прежнему ничего не попадает, то есть, отбора пока нет.
6. Температура испарения и конденсации каждой из фракций известны. Теперь можно изменить режим охлаждения таким образом, чтобы точка испарения первой фракции находилась у верхнего среза дефлегматора.
7. Начинается отбор 1-й компоненты смеси.
8. После того, как низкотемпературная фракция отобрана, режим изменяется еще раз и отбирается вторая часть смеси.

Способ позволяет разделить жидкость на любое количество компонентов, имеющих разную температуру кипения. Процесс инерционен, и менять режим охлаждения лучше очень аккуратно, медленно и ступенчато.

Дефлегматор Димрота

Разделяющая способность дефлегматора зависит от величины площади соприкосновения флегмы с паром и точности регулировки. Принцип же функционирования одинаков для всех типов этих устройств, различаются они только конструктивно.

Тот, что был описан в предыдущем разделе - прямоточный холодильник пленочного типа. Конструкция простая в изготовлении и достаточно эффективная. Но у нее есть недостатки - незначительная площадь взаимодействия, которая при отклонении конструкции от вертикали вообще стремиться к нулю. Второй - это сложность регулировки по температуре пара. Частично этих недостатков лишена конструкция Димрота.

Дефлегматор Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По ней циркулирует вода и на ней же конденсируется флегма.

Принцип работы тот же, но очевидно, что такая конструкция даже на глаз имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости, чем пленочный аппарат. Кроме того, взаимодействие флегмы и пара происходит по центру колбы, там, где его температура максимальна. Следовательно, и продукт на выходе будет более чистый и крепкий.

Почему в быту чаще всего применяются дефлегматор Димрота или пленочный дефлегматор для самогонного аппарата? Это связано со свойствами исходного сырья - брагой. Если при ее перегонке использовать наиболее эффективную насадочную колонну с большой площадью наполнителя, то уже через полчаса работы наполнитель загрязнится настолько, что никакая ректификация станет невозможной.

Дефлегматор для самогонного аппарата - это устройство, которое имеет несколько названий, о его необходимости до сих пор ведутся споры. Но, несмотря на столь активные дискуссии, никто и не думает умолять достоинств дефлегматора.

Зачем нужен самогонный аппарат, понятно всем. Несмотря на то что конструкция отличается примитивным строением, ее можно модернизировать. Модернизация поможет значительно улучшить качество продукции: сделает самогон чище, избавит его от неприятных запахов.

Расположение сухопарника в самогонном аппарате

Дефлегматор, или сухопарник, - это неотъемлемая часть прибора, своего рода отстойник, в котором при дистилляции оседают вредные сивушные масла. Именно сивуха портит качество алкоголя, она может стать причиной тяжелой интоксикации.

Самогонные аппараты бывают различными, например, с сухопарником и без него, но это вовсе не значит, что устройства работают одинаково. Строение прибора оказывает прямое влияние на качество самогона. Если аппарат не обладает холодильником, сухопарником и перегонным кубом, то его сложно причислить к устройствам для производства спиртосодержащих напитков в домашних условиях.

Каждая часть агрегата выполняет определенные функции. Если говорить о дефлегматоре (сухопарнике, отстойнике), то он помогает:

• Значительно улучшить вкусовые качества алкоголя, устранить неприятный запах и даже убрать привкус, повлиять на крепость напитка.
• Избежать попадания кипящей браги в емкость с готовым дистиллятом. Когда в перегонном кубе закипает брага, небольшое ее количество в виде брызг может попасть в емкость с готовым алкоголем - это событие не лучшим образом скажется на качестве продукта. Можно выливать самогон обратно в куб и вновь начинать его переработку, поскольку в браге высока концентрация сивушных масел.
• Своеобразное устройство дефлегматора помогает разделить самогон на фракции: отделить «головы» от «тела» и отобрать «хвосты», за счет чего качество продукции только выиграет.
• Еще сухопарник используют в качестве ароматизатора. В него кладут различные компоненты (корки лимона или апельсина, пряности, специи и другие вещества), которые способны придать напитку приятный запах и вкус.

Необходимо понимать, что некоторые устройства снабжены несколькими сухопарниками. Наличие дополнительных модулей влияет на качество самогона. В некоторых случаях дефлегматоры работают настолько эффективно, что позволяют в домашних условиях производить спирт высокой крепости.

Многие думают, что сухопарником оснащен только самогонный аппарат, а вот ректификационная колонна в таком устройстве не нуждается. На деле это не совсем так. Ректификатор нередко имеет один или два отстойника. Именно эти модули и помогают прибору производить спирт-сырец крепостью до 96 градусов.

Как работает дефлегматор:

1. Спирт закипает при более низкой температуре, чем сивушные масла и вода.
2. Когда пары начинают испаряться, они проходят через сухопарник. Вредные сивушные масла оседают на стенках дефлегматора, а также в той воде, которая содержится в отстойнике. Это блокирует попадание вредных веществ в готовую продукцию.
3. Частично пары спирта продолжают свое движение, они попадают в холодильник, проходят по змеевику и превращаются в довольно крепкий продукт.

По своей сути дефлегматор - это своеобразный фильтр, который задерживает сивушные масла, капли браги, различные примеси и т. д. Он позволяет улучшить вкус продукта, повысить его крепость и обеспечить самогонщика высококачественным самогоном.

Для чего нужен в таком случае второй сухопарник? Ответ на этот вопрос очевиден: второй сухопарник, или дефлегматор, помогает не только очистить самогон от сивухи, но и повысить его крепость. В конструкции агрегата могут быть два и более сухопарника. Один из них используют для придания напитку аромата, а другой очищает самогон от вредных примесей. Чем больше в агрегате сухопарников, тем качественнее алкоголь он выдает.

Конструкции с тремя сухопарниками используют при дистилляции благородных напитков, таких, как виски, коньяк и даже ром.

Основные преимущества дефлегматора

Разбираясь с тем, как работает сухопарник и зачем он нужен, стоит заметить, что устройство имеет несколько преимуществ. Самогонный аппарат с дефлегматором - особое устройство, которое отличается рядом положительных характеристик. Наличие дополнительного модуля оптимизирует работу устройства и помогает:

1. Снизить концентрацию содержания сивушных масел в алкоголе. Если дефлегматор встроен в ректификационную колонну, то он позволяет получить спирт высокой степени очистки. Такой продукт не требует повторной перегонки, он отличается высоким качеством. Самогонный аппарат, или ректификатор с сухопарником, - это практичное устройство. По сравнению с химическими методами очистки, очистка с помощью дефлегматора более эффективна.
2. Повысить крепость напитка. Это происходит за счет того, что флегма возвращается назад в брагу, что позволяет повысить крепость напитка.
3. Оградить практически готовый к употреблению алкоголь от попадания в него частиц кипящей браги. А это значит, что устройство выполняет функции барьерного элемента.
4. Наделить алкоголь приятным запахом и вкусом, если в процессе выгона использовать ароматические вещества.

Но главное - это то, что дефлегматор упрощает получение готовой продукции, он позволяет без особых усилий, не проводя вторую или третью перегонку браги, произвести самогон высокого качества.

Дефлегматор своими руками

Изготовить сухопарник для самогонного аппарата своими руками не так уж и сложно, понадобится некоторое знание подробностей строения агрегата и функций дополнительного модуля.

Если изучить чертеж, то можно заметить, что дефлегматор - это своеобразная емкость, которую используют в качестве отстойника. Емкость имеет определенные особенности строения, опираясь на них и можно изготовить модуль самостоятельно. Но если нет навыков в конструировании и создании самогонных аппаратов или его частей, то лучше приобрести прибор в магазине.

Как сделать сухопарник самостоятельно:

• Для создания устройства понадобится банка из стекла с закручивающейся крышкой. Можно взять и банку с герметичной жестяной крышкой, которая не снимается, но такой сухопарник не удастся промыть и очистить от сивушных масел и остатков браги.
• Два штуцера и две гайки, а также материалы для герметизации конструкции. Можно использовать обычный суперклей или эпоксидку.
• А также понадобятся шланги и инструменты, которые помогут сделать в крышке два отверстия, желательно взять шило.

Когда все исходные материалы будут готовы, можно приступать к изготовлению модуля своими руками.

Алгоритм действий при работе с материалами:

1. На крышку из металла наносится разметка в тех местах, где будут располагаться штуцера. Разметку можно сделать с помощью маркера, главное - не ошибиться с диаметром.
2. Когда разметка будет нанесена на поверхность крышки, можно проделать в металле отверстия. Это легко можно сделать, используя шило.
3. После того как отверстия будут готовы, стоит обработать их клеем или другим средством для герметизации конструкции. Обработка проводится непосредственно перед сборкой, чтобы клей не засох.
4. Затем прикручиваем штуцеры, закрепляем их с помощью гаек. Труба на вход спиртосодержащих паров должна располагаться ниже выводящей на 1–1,5 см. Трубку, по которой выходят вредные масла, опускают в раковину.
5. Располагаем сухопарник между холодильником и перегонным кубом. Для монтирования используем шланги из силикона, поскольку резина может оказать влияние на вкус напитка и его запах.

По такой системе можно изготовить несколько дефлегматоров, в принципе схема не отличается особой сложностью. Можно «прикрутить» к уже готовому агрегату отстойник или дополнить им самогонный аппарат, сделанный своими руками.

После того как сухопарник будет готов и вмонтирован в конструкцию устройства по изготовлению спиртосодержащих напитков, его необходимо будет протестировать. Стоит залить в перегонный куб воду и запустить аппарат - это поможет проверить герметичность соединений и правильность монтажа.

Сухопарник для ректификатора

Наличие царги в приборе еще не означает, что он обладает ректификатором. Царга - это часть ректификационной колонны, но не только это приспособление участвует в дистилляции алкоголя. Итак, как усилить работу царги и превратить самогонный аппарат в настоящий спиртзавод? Для этого можно оснастить уже имеющееся устройство дополнительным модулем - дефлегматором.

Как сделать сухопарник для ректификатора:

• Чтобы сделать сухопарник, стоит вооружиться термосом и разобрать его. Чтобы приспособление не пострадало, необходимо зачистить дно термоса, вытащить скобы и аккуратно разобрать прибор.
• После того как термос будет разобран, стоит приступить к обточке фронтального шва. Сварочный шов обтачивают до тех пор, пока не появится зазор.
• Когда зазор будет готов, необходимо вытащить внутреннюю капсулу термоса и приварить к ней трубку для вентиляции.
• После фиксируем ко дну конструкции пробирку.
• Потом припаиваем к узлу зазора горловину, в горловине необходимо проделать отверстие, в него будет вмонтирована трубка.
• Подготавливаем отверстие во втулке, втулка выполнена из фторопласта и служит для укрепления трубки.

Конструкция дефлегматора для ректификационной колонны весьма сложная, сделать такое приспособление своими руками совсем непросто. По этой причине можно купить уже готовое приспособление, так будет проще.

Стоит отметить, что ранее сухопарник считали ненужным элементом, оборудование для изготовления самогона с дефлегматором не пользовалось особой популярностью, и агрегаты подвергали демонтажу. Отстойники убирали, не задумываясь о том, что они улучшают качество алкоголя и его вкусовые характеристики.

Самый распространенный в промышленности тип теплообменника – кожухотрубник. Вариант его конструктивного исполнения зависит от задач, стоящих перед пользователями. Кожухотрубник не обязательно должен быть многотрубным – обычный рубашечный дефлегматор, прямоточный (а) или противоточный (б) холодильник типа «труба в трубе» — это тоже кожухотрубники.

Применяются и одноходовые теплообменники с перекрестноточным движением теплоносителей (в). Но наиболее эффективна и часто используемая для многотрубных теплообменников – многоходовая перекрестноточная схема (г).

При этой схеме один поток жидкости или пара движется по трубам, а навстречу ему зигзагообразно, многократно пересекая трубы, движется второй теплоноситель. Это гибрид противоточного и перекрестного вариантов, который позволяет сделать теплообменник максимально компактным и эффективным.

Принцип работы кожухотрубных теплообменников и сфера их применения

В самогоноварении многоходовые перекрестноточные холодильники принято называть кожухотрубниками (КХТ), а их однотрубный вариант – противо- или прямоточным холодильником. Соответственно, при использовании этих конструкций в качестве дефлегматоров — кожухотрубными и рубашечными дефлегматорами.

В домашних самогонных аппаратах, бражных и ректификационных колоннах подачу пара осуществляют в эти теплообменники по внутренним трубам, а охлаждающей воды – в кожух. Любого промышленного конструктора-теплотехника это бы возмутило, так как именно в трубах можно создать высокую скорость теплоносителя, значительно увеличив теплоотдачу и КПД установки. Однако у винокуров свои цели и не всегда нужен высокий КПД.

Например, в дефлегматорах для паровых колонн, наоборот, требуется смягчить градиент температур, размазать зону конденсации как можно больше по высоте, и, сконденсировав необходимую часть пара, не допустить переохлаждения флегмы. Да еще и точно регулировать этот процесс. На первый план выходят совсем другие критерии.

Среди применяемых в самогоноварении холодильников наибольшее распространение получили змеевики, прямоточники и кожухотрубники. Каждый из них имеет свою сферу использования.

Для аппаратов с низкой (до 1,5-2 л/час) производительностью наиболее рационально применение небольших проточных змеевиков. При отсутствии проточной воды змеевики тоже дают фору другим вариантам. Классический вариант – змеевик в ведре с водой. Если есть водопровод и производительность аппарата до 6-8 л/ч, то преимущество имеют прямоточники, сконструированные по принципу «труба в трубе», но с очень малым кольцевым зазором (около 1-1,5 мм). На паровую трубу спиралевидно навивают проволоку с шагом 2-3 см, которая центрирует паровую трубу и удлиняет путь охлаждающей воды. При мощностях нагрева до 4-5 кВт это самый экономичный вариант. Кожухотрубник, безусловно, может заменить прямоточник, но стоимость изготовления и расход воды будет повыше.

Кожухотрубник выступает на первый план при автономных системах охлаждения, поскольку совершенно нетребователен к давлению воды. Как правило, обычного аквариумного насоса хватает для успешной работы. Кроме того, при мощностях нагрева от 5-6 кВт и выше кожухотрубный холодильник становится практически безальтернативным вариантом, так как длина прямоточного холодильника для утилизации высоких мощностей будет нерациональной.

Для дефлегматоров бражных колонн ситуация несколько иная. При малых, до 28-30 мм, диаметрах колонн наиболее рационален обычный рубашечник (в принципе тот же кожухотрубник).

Для диаметров 40-60 мм лидером становится Это высокоточный охладитель с четкой регулируемостью мощностью и абсолютной несклонностью к завоздушиванию. Димрот позволяет настроить режимы с наименьшим переохлаждением флегмы. При работе с насадочными колоннами он, благодаря своей конструкции, дает возможность центрировать возврат флегмы, наилучшим образом орошая насадку.

Кожухотрубник выходит на передний план при системах автономного охлаждения. Орошение насадки флегмой происходит не в центре колонны, а по всей плоскости. Это менее эффективно чем у Димрота, но вполне допустимо. Расход воды при таком режиме у кожухотрубника будет ощутимо выше нежели у Димрота.

Если нужен конденсатор для колонны с жидкостным отбором, то Димрот вне конкуренции за счет точности регулировки и малого переохлаждения флегмы. Кожухотрубник также применяют для этих целей, но переохлаждения флегмы трудно избежать и расход воды будет выше.

Основной причиной популярности кожухотрубников у производителей бытовых аппаратов является то, что они более универсальны в использовании, а их детали легко унифицируются. Кроме того, применение кожухотрубных дефлегматоров в аппаратах типа «конструктор» или «перевертыш» вне конкуренции.

Расчет параметров кожухотрубного дефлегматора

Расчет необходимой площади теплообмена можно выполнить по упрощенной методике.

1. Определить коэффициент теплопередачи.

Формулы для расчетов:

R = h / λ, (м2 К)/Вт;

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (м2 К)/ Вт;

К = 1 / Rs, Вт/ (м2 К).

2. Определить среднюю разницу температур между паром и охлаждающей водой.

Температура насыщенного спиртового пара Тп = 78,15 °C.

Максимальная мощность от дефлегматора нужна в режиме работы колонны на себя, что сопровождается максимальной подачей воды и минимальной её температурой на выходе. Поэтому примем, что температура воды на входе в кожухотрубник (15 — 20) — Т1 = 20 °C, на выходе (25 — 40) — Т2 = 30 °C.

Твх = Тп — Т1;

Твых= Тп — Т2;

Среднюю температуру (Тср) посчитаем по формуле:

Тср = (Твх — Твых) / Ln (Твх / Твых).

То есть, в нашем случае округленно:

Твых = 48°C.

Тср = (58 — 48) / Ln (58 / 48) = 10 / Ln(1,21) = 53 °C.

3. Рассчитать площадь теплообмена. Исходя из известного коэффициента теплопередачи (К) и средней температуры (Тср), определяем необходимую площадь поверхности для теплообмена (Sт) для требуемой тепловой мощности (N), Вт.

Sт = N / (Tср * К), м 2 ;

Если нам, к примеру, нужно утилизировать 1800 Вт, то Sт = 1800 / (53 * 1493) = 0,0227 м 2 , или 227 см 2 .

4. Геометрический расчет. Определимся с минимальным диаметром трубок. В дефлегматоре флегма идет навстречу пару, поэтому необходимо соблюсти условия для её свободного стекания в насадку без излишнего переохлаждения. Если сделать трубки слишком малого диаметра, можно спровоцировать захлеб или выброс флегмы в зону над дефлегматором и дальше в отбор, тогда о хорошей очистке от примесей можно будет просто забыть.

Минимальное суммарное сечение трубок при заданной мощности посчитаем по формуле:

Sсеч = N * 750 / V, мм 2 , где

N – мощность (кВт);

750 – парообразование (см 3 / с кВт);

V – скорость пара (м/с);

Sсеч – минимальная площадь поперечного сечения трубок (мм 2)

При расчетах дистилляторов колонного типа мощность нагрева выбирают исходя из максимальной скорости пара в колонне 1-2 м/с. Считается, что если скорость превысит 3 м/с, то пар будет гнать флегму вверх по колонне и забрасывать в отбор.

Если нужно утилизировать в дефлегматоре 1,8 кВт:

Sсеч = 1,8 * 750 / 3 = 450 мм 2 .

Если делать дефлегматор с 3 трубками, значит, площадь сечения одной трубки не меньше 450 / 3 = 150 мм 2 , внутренний диаметр – 13,8 мм. Ближайший больший из стандартных размеров труб – 16 х 1 мм (внутренний диаметр 14 мм).

При известном диаметре труб d (см) находим минимально необходимую их суммарную длину:

L= Sт / (3,14 * d);

L= 227/ (3,14* 1,6) = 45 см.

Если сделаем 3 трубки, то длина дефлегматора должна быть около 15 см.

Длину корректируют учитывая, что расстояние между перегородками должно примерно равняться внутреннему радиусу корпуса. Если число перегородок будет четным, то патрубки для подачи и слива воды окажутся на противоположных сторонах, а если нечетным – на одной стороне дефлегматора.

Увеличение или уменьшение длины труб в пределах величины радиуса бытовых колонн не создаст проблем с управляемостью или мощностью дефлегматора, так как соответствует погрешностям при расчете и может быть компенсировано дальнейшими конструктивными решениями. Можно рассмотреть варианты с 3, 5, 7 и более трубками, затем выбрать со своей точки зрения оптимальный.

Конструктивные особенности кожухотрубного теплообменника

Перегородки

Расстояние между перегородками ориентировочно равно радиусу корпуса. Чем меньше это расстояние, тем больше скорость потока и меньше возможность возникновения застойных зон.

Перегородки направляют поток поперек трубок, это ощутимо увеличивает КПД и мощность теплообменника. Также перегородки препятствуют прогибу трубок под воздействием тепловых нагрузок и увеличивают жесткость кожухотрубного дефлегматора.

В перегородках вырезают сегменты для прохода воды. Сегменты должны быть не меньше площади сечения патрубков для подачи воды. Обычно эта величина составляет около 25-30% от площади перегородки. В любом случае, сегменты должны обеспечить равенство скорости воды по всей траектории движения, как в трубном пучке, так и зазоре между пучком и корпусом.

Для дефлегматора, несмотря на его небольшую (150-200 мм) длину, есть смысл сделать несколько перегородок. Если их число будет четным, штуцеры окажутся на противоположных сторонах, если нечетным – на одной стороне дефлегматора.

При установке поперечных перегородок важно обеспечить как можно меньший зазор между корпусом и перегородкой.

Трубки

Толщина стенок трубок особого значения не имеет. Разность коэффициента теплопередачи для толщины стенки 0,5 и 1,5 мм ничтожно мала. По факту трубки являются термически прозрачными. Выбор между медью и нержавейкой, с точки зрения теплопроводности, также теряет смысл. При выборе нужно исходить из эксплуатационных или технологических свойств.

При разметке трубной доски руководствуются тем, что расстояния между осями трубок должно быть одинаковым. Обычно их размещают в вершинах и по сторонам правильного треугольника или шестиугольника. По этим схемам при одном и том же шаге возможно разместить максимальное количество трубок. Центральная трубка чаще всего становится проблемной, если расстояния между трубками в пучке не одинаковы.

На рисунке показан пример правильного расположения отверстий.

Для удобства сварки расстояние между трубками не стоит делать меньше 3 мм. Для обеспечения прочности соединений материал трубной решетки должен быть более твердым, чем материал труб, а зазор между решеткой и трубами – не более 1,5% от диаметра труб.

При сварке концы труб должны выступать над решеткой на расстояние равное толщине стенки. В наших примерах – на 1 мм, это позволит сделать качественный шов, оплавив трубу.

Расчет параметров кожухотрубного холодильника

Главное отличие кожухотрубного холодильника от дефлегматора состоит в том, что флегма в холодильнике течет в одном направлении с паром, поэтому слой флегмы в зоне конденсации увеличивается от минимального до максимального более плавно, а средняя его толщина несколько больше.

Для расчетов рекомендуем задавать толщину, равную 0,8 мм. В дефлегматоре же все наоборот – вначале толстый слой флегмы, слившейся со всей поверхности, встречает пар и практически не дает ему полноценно конденсироваться. Затем, преодолев этот барьер, пар попадает в зону с минимальной, порядка 0,5 мм толщиной, пленки флегмы. Это толщина на уровне её динамического удержания, конденсация происходит, в основном, в этой зоне.

Приняв среднюю толщину слоя флегмы равной 0,8 мм, на конкретном примере рассмотрим особенности расчета параметров кожухотрубного холодильника по упрощенной методике.

Максимальные требования по мощности к холодильнику предъявляет первая перегонка, для которой и делают расчет. Полезная мощность нагрева – 4,5 кВт. Температура воды на входе – 20 °C, на выходе – 30 °C, пара – 92 °C.

Твх = 92 — 20 = 72 °C;

Твых = 92 — 30 = 62 °C;

Тср = (72 — 62)/ Ln (72 / 62) = 67 °C.

Площадь теплообмена:

Sт = 4500 / (67 * 855,6) = 787 см².

Минимальная суммарная площадь сечения труб:

S сеч = 4.5*750/10= 338 мм²;

Выбираем 7-ми трубный холодильник. Площадь сечения одной трубы: 338 / 7 = 48 мм или внутренний диаметр 8 мм. Из стандартного ассортимента труб подходит 10х1 мм (с внутренним диаметром 8 мм).

Внимание! При расчете длины холодильника нужен внешний диаметр – 10 мм.

Определяем длину трубок холодильника:

L= 787 / 3,14 / 1 = 250 см, следовательно, длина одной трубки: 250 / 7 = 36 см.

Проводим уточнение длинны: если корпус холодильника выполнен из трубы с внутренним диаметром 50 мм, то между перегородками должно быть 25 мм.

36 / 2,5 = 14,4.

Следовательно, можно сделать 14 перегородок и получить патрубки ввода-вывода воды в разные стороны, или 15 перегородок и патрубки будут смотреть в одну сторону, также слегка подрастет мощность. Выбираем 15 перегородок и корректируем длину трубок до 37,5 мм.

Чертежи кожухотрубных дефлегматоров и холодильников

Производители не спешат делиться своими чертежами кожухотрубных теплообменников, а домашние мастера не особо в них нуждаются, но всё же некоторые схемы есть в публичном доступе.

Послесловие

Не следует забывать, что всё вышесказанное – теоретический расчет по упрощенной методике. Теплотехнические расчеты намного сложней, но в реальном бытовом диапазоне изменения мощностей нагрева и других параметров методика дает корректные результаты.

На практике коэффициент теплопередачи может оказаться другим. Например, из-за повышенной шероховатости внутренней поверхности труб слой флегмы станет выше расчетного, или холодильник будет расположен не вертикально, а под углом, что изменит его характеристики. Вариантов много.

Расчет позволяет достаточно точно определить размеры теплообменника, проверить как повлияет на характеристики изменение диаметра труб и без лишних затрат отвергнуть все негодные или гарантированно худшие варианты.

Стремление винокура к чистоте и качеству самогона понятно. Ведь цель самогоноварения – не только удешевить расходы на алкоголь, но и сделать его безопасным для употребления.

Чтобы получить продукт с минимальным содержанием сивушных масел, используют дефлегматор для самогонного аппарата, помогающий добиться цели. Однако с этим понятием столько путаницы, что пора внести ясность.

Дефлегматор – это модуль, работающий по принципу тепломассообмена . Обязательно – противоточного воздействия. Иными словами – обратный холодильник, в котором спиртовые пары конденсируются и возвращаются в куб уже в виде жидкости – флегмы.

Встречая на пути новые пары, флегма вступает с ними в реакцию, «уводя вниз» тяжелые фракции – сивушные масла — и давая возможность легким веществам (среди которых – этиловый спирт) проходить дальше, чтобы конденсироваться уже в нисходящем (прямом) холодильнике и попасть в приемную емкость очищенным и крепким спиртовым дистиллятом.

Важно. Устройство не избавляет от необходимости «отсекать головы» — первые фракции, температура кипения которых ниже, чем у этанола. Хвостовые фракции также отбирайте отдельно.

Множество даже «продвинутых» винокуров называют дефлегматором или (прикубники). Да, эти приспособления направлены к той же цели – дать чистый домашний самогон. Но их нельзя так назвать по двум причинам:

• они действуют по другому принципу: конденсация паров с температурой кипения выше, чем у этанола. Сивушные масла оседают в цилиндрической емкости (банке). Этиловый спирт, как вещество с температурой закипания 78,4°С, проходит дальше – в охладитель, и в приемную емкость поступает уже жидкостью;
• по силе очистки спиртовых паров прикубники уступают дефлегматору.

Нужен ли и зачем?

Даже сомнений нет относительно пользы дефлегматора. С его помощью удается получить чистый конечный продукт.

Сухопарник и барботер на его фоне — слабое звено, поскольку они избавляют самогон от сивушных масел лишь частично.

Где стоит?

Это — вертикальная царга, чтобы флегма могла спокойно стекать вниз, обратно в куб. Расположена между перегонным кубом и прямым холодильником.

Хотя есть модель и без второго холодильника, но об этом – ниже.

Виды

Существует несколько модификаций:

1. Невысокая царга (20-30 см) без охлаждения . За ней следует сухопарник и уже после него – холодильник. Этот тандем дает неплохую очистку, хотя главный недостаток – невозможность контроля температуры пара, что снижает степень конечной чистоты.
2. Пленочная царга с охлаждением . За счет противотока (флегма – вниз, пары – вверх) очищает и укрепляет конечный продукт.
3. Дефлегматор (называют еще холодильник) Димрота . Простая конструкция, не требующая дополнительного охладителя, справляющаяся с очищением и дистилляцией.

Преимущества

Дефлегматор – прекрасно работающее устройство для очищения паров. И хотя сложнее по конструкции баночных сухопарников/барботеров, но стоит того, чтобы его купить и установить.

Имея слесарные навыки, сделайте своими руками. Что это даст:

• качественный домашний алкоголь, который пьют, не боясь тяжелого утреннего похмелья и отравления;
• простоту использования;
• достаточный уровень скорости перегона (только чуть ниже, чем при использовании прямоточного дистиллятора);
• сохранение аромата исходного продукта (при перегонке браги из зерна, фруктов и т.п.).

Устройство и принцип работы

Дефлегматор состоит из таких деталей:

• царга диаметром 23-50 мм, высота которой подбирается индивидуально;

Внимание. Царга ниже 45 см неудовлетворительно справляется с поставленной задачей, да и оборудовать ее охладителем проблематично, если не сказать – невозможно.

• водяная рубашка (проточный холодильник), охватывающая от трети до половины высоты царги, располагающаяся в верхней части конструкции;
• термометр, «венчающий» царгу, для контроля за фракциями самогона;
• шланги для подвода/отвода воды к охладителю;
• трубка от приспособления, переходящая в змеевик холодильника.

Происходящий в таком устройстве тепломассообмен между жидкостями с различной температурой кипения приводит к максимально возможному в домашних условиях разделению испаряющейся браги на отдельные вещества ради отбора очищенного этанола крепостью 60-80°.

Как сделать собственноручно?

Чтобы самостоятельно сделать дефлегматор, необходимо умение, навыки слесаря и сварщика. Здесь не обойтись парой штуцеров и шлангов, как при создании сухопарника/барботера. Выбрав подходящую схему для блока, приступайте к работе.

Из чего делать?

Для любой из моделей понадобится:

• Труба из пищевой нержавейки либо меди (царга) внутренним диаметром в пределах 23-48 мм. Отклоняться от данных размеров не стоит из-за снижения эффективности работы. Расчет высоты зависит от условий. Идеальным для пленочной укрепляющей колонны считается соотношение: 30 размеров внутреннего диаметра царги. То есть – от 70 до 144 см. Если вы планируете только дефлегматор, без укрепления конечного продукта, остановитесь на 45-50 см в высоту.
• Устройство для надежного и герметичного удерживания трубы над кубом в строго вертикальном положении. Это может быть сварка (если на кубе фланцевая крышка); резьбовое соединение; кламп.

Осторожно. Даже незначительное отклонение от вертикали грозит снижением результативности работы.

• Водяная рубашка — труба большего диаметра, охватывающая царгу, надежно соединенная с ней сваркой. Имеет два штуцера для подвода и отвода воды.
• Шланги из ПВХ, можно – сантехнические. С готовым продуктом не взаимодействуют.

Приведем две главные модели дефлегматоров.

Пленочный с охлаждением

Это царга, имеющая собственный промежуточный холодильник. Основной расположен после дефлегматора. Благодаря охлаждению, в ней происходит качественный тепломассообмен, а флегма стекает в куб пленкой, взаимодействуя с паром.

Многократное переиспарение отлично очищает самогон. Недостаток – требуется и второй холодильник со змеевиком.

Модель Димрота

Это устройство одновременно выполняет три задачи: очистка, укрепление и конденсация . Дополнительного холодильника для него не требуется. Имеет оригинальную конструкцию:

• Открытая в верхней части царга (это – дефлегматор).
• На царге вварена широкая закрытая труба, оставляющая место для выхода очищенного этанола в виде пара. Одновременно служит емкостью для сбора и отвода очищенного от сивухи дистиллята.
• Холодильник представляет собой змеевик со входным и выходным штуцерами, витками охватывающий царгу. Только по этому змеевику движется не самогон, а холодная вода. Она одновременно охлаждает и царгу, и выходящие из нее пары спирта, очищенные от примесей.

Сухопарник или дефлегматор – что лучше?

И то, и другое устройство предназначено для использования при перегоне , а также – спирта-сырца (повторная перегонка первого дистиллята с разделением на фракции). Однако дефлегматор значительно лучше справляется с задачей очистки конечного продукта.

Сухопарник же имеет лишь одно преимущество – простоту конструкции и возможность использования обычной банки.

Поэтому ради получения чистого по органолептическим показателям самогона дефлегматор – предпочтительнее.

Ждем от вас лайков и мнений в комментариях.

Дефлегматор – это часть самогонного аппарата , обеспечивающая получение алкоголя, по качеству более близкого к —водке—, чем к самогону, полученному без него, что не менее важно для полноты картины, скорость перегонки также возрастает.

Принцип работы основан на процессе ректификации – разделении смеси из нескольких жидких веществ на отдельные составляющие.

Существует несколько принципиальных схем, по которым изготовляются узлы для ректификации. Самые простые состоят из нескольких сваренных между собой трубок, более сложные имеют систему охлаждения, но любые из них можно изготовить в бытовых условиях.

Описание

—Устройство самогонного аппарата— может варьироваться от очень простого, состоящего из —перегонного куба—, —холодильника— и —шлангов—, до очень сложного, близкого по структуре к промышленной установке.

Дефлегматор относится к дополнительным агрегатам , призванным улучшить процесс перегонки и качество конечного продукта – самогона.

Обычно располагается непосредственно над перегонным кубом и может входить в состав —ректификационной колоны—.

Самая простая конструкция – пленочная – состоит из вертикальной трубки, более сложные виды имеют увеличенную площадь конденсации, а также дополняются охладительной системой, усиливающей и контролирующей процесс разделения жидкости на составляющие.

Назначение

Устройство обеспечивает протекание процесса ректификации , который в отличие от дистилляции, где жидкость после испарения просто конденсируется, заключается в многократном переиспарении конденсата и одновременном газо-жидкостном обмене между ним и поднимающимся паром.

После чего конденсат стекает в перегонный куб и вновь испаряется, процесс продолжается циклично. За счет этого спирт отделяется от ненужных примесей гораздо эффективнее.

Таким образом, дефлегматор в самогонном аппарате нужен для протекания процесса ректификации, существенно улучшающего вкусо-ароматические свойства самогона, его крепость и чистоту, чего нельзя добиться одной дистилляцией.

Устройство и принципы работы дефлегматора в самогонном аппарате

Для обеспечения минимальной ректификации над перегонным кубом достаточно установить высокую трубку с запаянным верхом и выходом для пара возле него.

Устройство дефлегматора для самогонного аппарата такого типа называется пленочным. К другому типу относятся узлы, оборудованные дополнительными плоскостями, например внутренними ребрами, увеличивающими площадь конденсации, а также водяным охлаждением для контроля над процессом ректификации.

В таком случае в конструкции обязательно присутствует —термометр—, по показаниям которого и регулируется подача воды.

Производительность самогонных аппаратов, оснащенных ректификационным узлом с системой охлаждения значительно выше, а среди всех вариантов конструкций этого типа выделяется «модель Димрота».

Ее относительная простота и эффективность, не многим уступающая полноценной ректификационной колоне, ставит ее на первое место в домашнем самогоноварении.

Суть процесса ректификации

Брага является раствором множества отдельных веществ: спирта, воды, сивушных масел и прочих примесей. Каждое из них имеет разную температуру кипения и испарения.

Дефлегматор для самогонного аппарата устроен таким образом, что пар, попав в него, охлаждается до определенной температуры – 78 С градусов в идеале, в таких условиях испаренные примеси и сивушные масла, имеющие более высокую температуру кипения, не могут поддерживать газообразное состояние, как результат они начинают конденсироваться на стенках.

А очищенный пар, состоящий теперь в основном из спирта и воды, проходит в выходное отверстие вверху дальше по системе.

Знаете ли вы? Зачастую дефлегматор путают с —сухопарником—, который хотя и выполняет часть его задач, но не обеспечивает полноценную ректификацию из-за отсутствия циклического переиспарения. Кроме того, сухопарник выполняет предохранительную функцию при всплеске браги.

Как сделать своими руками

Пленочный с охлаждением

Улучшенная версия самой простой конструкции. Состоит из двух труб: меньшего и большего диаметра, первая вставляется и заваривается внутри второй, в стенках которой делается два отверстия – одно внизу и одно вверху под подачу и выход воды соответственно.

Конструкция устанавливается над перегонным кубом. В центральную полость попадают пары из куба и, частично конденсируясь на охлажденных стенках, стекают обратно, где вновь испаряются.

Наружная часть – это водяная рубашка, внутри которой циркулирует вода, обеспечивающая охлаждение, а интенсивность ее подачи дает возможность контролировать процесс ректификации. Сделать такой самогонный аппарат с дефлегматором можно, используя несложный чертеж.

Модель Димрота

Конструкция состоит из двух трубок, первая выполняет роль корпуса, внутри которого находится пар из куба.

Из второй сворачивается спираль, по которой будет циркулировать вода, при этом между спиралью и корпусом должен оставаться зазор.

Узел устанавливается сразу над перегонным кубом. Эта очень простая конструкция имеет более высокую эффективность, чем пленочная, отчасти из-за того, что конденсационная поверхность находится в центре, а не по краю устройства.

Небольшое резюме

Изучив все детали и разобравшись в том, как работает дефлегматор в самогонном аппарате, можно с уверенностью сказать, что польза от его использования несравнима с ресурсами, необходимыми для его создания. Особого внимания заслуживает холодильник Димрота, сочетающий высокую эффективность с простой конструкцией. Ректифицированный самогон – продукт совершенно другого уровня, и это относится как к вкусо-ароматическим свойствам напитка, так и к содержанию сивушных масел и других примесей.