Такой технологический процесс как самогоноварение требует ответственного и рационального подхода к производству алкоголя. Для этого нужно особое оборудование. Одним из дополнительных конструкций является царга. Самогонный аппарат с царгой производит качественный, крепкий, без примесей алкоголь. Не все начинающие производить алкоголь в домашних условиях считают, что самогонный аппарат – это серьезное оборудование. Тем не менее это так. Поэтому следует должным образом отнестись к нему, так же как к холодильнику или плите.
Описание и предназначение царги
Самогонный аппарат с царгой и сухопарником предназначен для качественного очищения алкогольного напитка, а также для придания крепости. Внешняя конструкция выглядит как труба, внутри которой находится спираль из нержавеющей стали. Для того чтобы установить данную конструкцию на бак самогонного аппарата, необходимо надстроить ректификационную колонну. Как только температурный градус будет повышаться, вся жидкость начнет осядать на поверхность конструкции, а пары спирта начнут циркулировать в царге. Благодаря этому систематическому процессу теплообмена раствор расслаивается на несколько частей.
Легковесные газообразные элементы перемещаются в дефлегматор, пропускаются через охладитель, становясь при этом спиртовыми каплями. Тяжелые вещества возвращаются в бак, а затем повторно подвергаются ректификации. Для того чтобы в результате получить качественный и чистый алкогольный напиток, а сам процесс очистки был скорым и эффективным, нужно особое внимание уделить выбору царги: чем длина больше, тем лучше и результативнее. Существуют царги длиной 20, 35, 50 сантиметров. Некоторые профессионалы пользуются несколькими цилиндрами сразу, с целью сделать очистку лучше.
Снаружи конструкция защищена особенным изолирующим материалом. Защита материалом нужна для того, чтобы цилиндр ни в коем случае не подвергался нагреванию внешне, иначе произойдет нарушение технологического течения работы.
Конструктивные особенности царги
Царга для самогонного аппарата состоит из следующих элементов:
- Резьбовые узелки для связей;
- Закрепитель насадки;
- Нержавеющая труба из стали;
- Изоляционная система тепла при помощи поролона;
- Хаотическая, сумбурная насадка с присутствием контактных деталей;
- Систематическая насадка с контактными элементами.
Обычно, колонна для ректификации содержит в себе несколько царг. Если требуется двойная перегонка самогона, то заполнение царг происходит контактными элементами. Вследствие этого происходит процедура теплообмена между разными частями: влагой (накопившийся конденсат) и паром, поднимающимся к верху.
Процесс дефлегмации
Для того чтобы получить очищенный от примесей с высоким градусом алкоголь, нужно усвоить главный принцип его изготовления. Процесс создания алкогольного напитка и его очищение не могут быть без дефлегмации. Дефлегмация протекает одинаково независимо от того, что используется – сухопарник или дефлегматор. Отличия состоят в параметрах и продуктивности этих конструкций. Царга больше в размерах сухопарника, вследствие чего производительность спирта больше.
Какова же суть дефлегмации? Что подразумевается под этим понятием? Дефлегмация представляет собой процесс конденсации паров, которые имеют разную температуру кипения. Она может успешно происходить только, если противоток паров, находящийся в перегонной емкости, стекает с верха царги.
Секрет успеха процесса дефлегмации в скорости конденсата: чем медленнее он будет совершать движения к парам, тем эффективнее и лучше. Для поддержания теплообмена необходимо, чтобы конденсаты (или флегма) подпитывали пар. Если теплообмен прекратится, то спирт не выделиться из пара, и в результате создание именно очищенного спирта прекратится.
Как изготовить устройство своими руками
Царга для самогонного аппарата своими руками сооружается довольно просто. Если вы относитесь к числу тех, кто владеет элементарными навыками пользования болгаркой или дрелью, то вы несомненно способны сделать царгу сами. Итак, для начала необходимо определиться, какие инструменты понадобятся. Заранее нужно приготовить часть трубы, диаметр которой составит 35-45 миллиметров. Материал трубы пусть будет сталь, медь или латунь, так как они не ржавеют. Не используйте обыкновенную сталь (ржавеет), пластик (несовместим с парами спирта) или чугун (не подходит из-за большого веса).
На своем усмотрение, можно создать тот или иной вид царги. Если вы любите проводить различные эксперименты, то соорудите царгу с несколькими уровнями, которые можно разбирать и соединять. Если вы предпочитаете классический, проверенный вариант, то остановитесь лишь на одном фрагменте. Структура устроена таким образом, что при любом варианте, если есть в этом необходимость, можно увеличить длину.
Как же сделать царгу самостоятельно? Помимо нержавеющей трубы нужен штуцер для резьбы, закрепленный наверху перегонного куба при помощи гаек. Лучше ограничить наличие в аппарате резины, либо выбрать стойкую и выносливую к высоким температурам. Если сам куб изготовлен из нержавеющего материала, то неплохим вариантом будет приварить штуцер к нему.
Штуцер и послужит стартом в работе. На штуцере сделайте внутреннюю резьбу, а на оболочке царги сделайте внешнюю. Ручной процесс дает возможность совершать такие действия. Резьба должна составлять 3 сантиметра. Именно резьба будет поддерживать верхний корпус аппарата.
На верхнем корпусе также может быть резьба. Она понадобится в том случае, если царга будет иметь дополнительную боковую нагрузку в виде трубопровода с холодильной камерой. Если рассматривается именно такой вариант, то к царге нужно будет дополнительно присоединить паропровод (именно к холодильнику), дополнительную камеру царги, верхнюю часть ректификационной колонны.Нижний корпус царги должен быть приблизительно 40 сантиметров. По желанию корпус можно увеличить в длине.
Ошибочно предполагать, что самым значимым является автоматический метод связи. Главный момент в процессе создания комплекта самогонного аппарата – это внутренние фрагменты. Царга наполнена проволочными спиралями из металла (насадки). Их размер 2-3 миллиметра, они схожи с пружинами. Насадки изготовлены из нержавеющих металлов (обычно, это медь). Они требуются в большом количестве. Эти многочисленные детали нужно заказать или купить в специализированных магазинах.
Неопытному человеку данные наполнители и многочисленные детали кажутся лишними, но на самом деле они очень важны. Благодаря им любая труба может преобразиться в царгу. Физико-химические процессы, происходящие с помощью царги, являются фильтрующими и очищающими. В процессе установки и работы царги время перегонки стало больше, но качественные характеристики одерживают победу над затратами времени.
Заключение
Эксплуатация такой конструкции, как царга для самогонного аппарата, является простой, но очень важной процедурой в процессе самогоноварения. Необходимо позаботиться не только о вкусовых характеристиках, но и о том, чтобы алкогольный напиток, который вы производите, прошел процесс очищения от сивушных масел и других вредных веществ. Поэтому если перед вами стоит выбор «приобретать царгу или нет?», то, бесспорно, лучшим решением будет все же приобрести ее (либо сделать своими руками).
Технология изготовления качественного самогона, пригодного к употреблению в чистом виде или для переработки в более благородные алкогольные напитки, состоит из множества нюансов. Один из важных моментов самогоноварения? комплектация самогонного аппарата. Царга, герметичный бак для нагрева браги, ТЭН, парогенератор в системе перегонки зернового сусла, используемого в рецептах приготовления домашнего коньяка и виски, имеют значение при получении ректификационного спирта. Дополнительные аксессуары и автоматика позволяют контролировать процесс
Какие функции возлагаются на перечисленные детали перегонной системы? Для чего и когда их применяют?
Ректификационная царга
Для приготовления качественного спирта-ректификата крепостью до 96% необходимо оснастить самогонный аппарат царгой. Царга? это трубка из нержавеющей стали с наполнением в виде спирально-призматической насадки. Назначение оборудования? разделение паров дистиллята на фракции разной плотности. В домашнем самогоноварении царга играет роль ректификационной колонны, что позволяет модернизировать типовой дистиллятор до уровня заводского оборудования и на выходе получить спирт высокого качества и степени очистки.
Ректификационные царги для бытового самогонного аппарата выпускают разной длины? 15, 35, 45 см. Условная степень очистки дистиллята? 20, 50, 60 крат. Чем выше трубка, тем медленнее в ней протекает процесс ректификации. Соответственно, повышается разделительная способность оборудования и на выходе получается спиртосодержащая жидкость с минимальной концентрацией посторонних примесей.
Перегонка браги через самогонный аппарат с царгой 15 и 35 см длины позволяет получить отличный самогон. Тем не менее перед употреблением его необходимо очистить от сивушных масел дополнительно одним из известных способов (уголь, марганцовка, сода и т. д.).
При использовании царги длиной 45 см после первой перегонки удается получить спирт-ректификат, удельная масса чистого этилового спирта в котором составляет 96% от общего объема. При введении в схему самогонного аппарата нескольких царг степень очистки перегоняемой жидкости равняется сумме их кратностей.
Бак самогонного аппарата
Перегонным кубом или баком называют емкость в которой происходит нагрев браги. Основные требования, 
предъявляемые к бакам:
- достаточный для перегонки нужного количества жидкости объем;
- герметичность крышки, мет подсоединения патрубков;
- форма, позволяющая устанавливать ректификационные царги в строго вертикальном положении.
Использовать в качестве бака для самогонного аппарата можно любую тару или посуду, которая соответствует этим требованиям. Материалом изготовления бака обычно выступает сталь или пищевая нержавейка? сплавы, которые не вступают в реакцию с кислыми растворами при перегонке и не влияют на качество самогона.
В самогонных аппаратах для виски и коньяка, предназначенных для производства небольшого количества ректификационного спирта под бак для сусла можно переделать скороварку, кастрюлю, другую кухонную утварь.
ТЭН в аппарате
ТЭН (трубчатый электронагреватель) ? нагревательный элемент, преобразовывающий электрическую энергию в тепловую. Представляет собой изогнутую?скрепкой? или спиралью трубку с толстыми стенками, внутри которой находится никель-хромовая спираль. Свободное пространство в трубке ТЭНа заполняют веществом с высокой теплопроводностью (оксид марганца).
Электронагреватель типа ТЭН надежен, не боится ударов, вибраций, безопасен в эксплуатации. В самогоноварении используется для нагрева перегоняемой жидкости. Устанавливают ТЭН внутри емкости для браги или парогенератора, применяемого для варки густого зернового сусла.
Преимущества самогонных аппаратов с ТЭНами заключаются в значительной экономии времени на перегонку дистиллята и мобильности устройства. Ими можно пользоваться не только на кухне в квартире или частном доме, но и в любом другом помещении, где есть возможность подключиться к электросети. То есть перегонкой дистиллята можно заниматься в гараже, на даче, во дворе дома и т. д.
Для производства домашнего самогона, изготовления ректификационного спирта для водки, виски, коньяка рекомендуется использовать ТЭН из нержавеющей стали напряжением от 1,5 кВт.
Помпа
Чтобы сэкономить воду, охлаждающую змеевик самодельного дистиллятора, используют замкнутую систему охлаждения. Но поскольку вода в резервуаре быстро нагревается и эффективность действия?холодильника? понижается, необходимо организовать циркуляцию жидкости. Для этого нужна помпа.
Самодельный конденсатор в этом случае изготавливают из двух резервуаров на 30-40 л воды. Один из них расположен чуть ниже, чтобы отработанная, нагретая жидкость стекала самотеком. Установленная в нижнюю емкость помпа (аквариумный насос) перекачивает воду обратно в верхний резервуар, обеспечивая таким образом цикличность процесса.
Парогенератор в самогонном аппарате
В рецептах домашнего коньяка брага готовится из зерна или фруктов. Сусло получается достаточно густым, поэтому перед перегонкой гущу отфильтровывают. Но если перегонять густую брагу через парогенератор, можно исключить этот этап из общего процесса.
Что такое парогенератор? Это обычный перегонный куб, внутри которого установлен ТЭН. В него заливают обычную воду. После закипания вода начинает интенсивно испаряться и через паропровод, дополненный системой фильтрации, поступает из парогенератора в суслопарочный котел с брагой. Горячий пар нагревает брагу, начинается перегонка дистиллята.
Процесс протекает намного медленнее, чем если бы емкость с суслом стояла непосредственно на огне, но при использовании парогенератора гуща никогда не подгорит. Таким образом, парогенератор гораздо удобнее использовать для перегонки густых фруктовых (яблочных, абрикосовых) браг или зернового сусла для домашнего коньяка и виски. Также парогенератор можно применять в качестве емкости для сбраживания сырья.
Комплект автоматики для самогонного аппарата
Если самогонный аппарат оснастить дополнительными аксессуарами, контролировать процесс дистилляции будет намного проще. Специальная автоматика применяется для ректификации самогона и выполняет следующие функции:
- Измерение температуры в любом блоке самогонного аппарата.
- Управление отбором дистиллята, отделение фракций по термометрическим показаниям.
- Контроль над завершением процесса ректификации или дистилляции при достижении максимальной температуры жидкости в перегонном кубе или парогенераторе, спиртосодержащих паров в дистилляторе.
- Управление системой охлаждения конденсатора.
- Поддерживание заданных показателей мощности, подаваемой на ТЭН перегонного куба, а также на всем протяжении процесса ректификации.
- Контроль повышения температуры, переполнения приемного сборника готового спирта-ректификата.
Одним словом, такой аксессуар позволяет практически полностью автоматизировать процесс. При этом отпадает необходимость все время присутствовать возле самогонного аппарата, вручную регулировать температуру нагрева и охлаждения, отделять головные и хвостовые фракции.
Дополнительные аксессуары
В автоматизации процессов самогоноварения, приготовления в домашних условиях спирта-ректификата применяются различные вспомогательные аксессуары. Например, плата ШИМ регулятора выполняет несколько функций: во время первичной дистилляции регулирует подачу браги (самотеком) в НБК, контролирует подачу воды в систему охлаждения конденсатора, управляет процессом отбора и дозировки спирта во время ректификации.
Такой важный аксессуар, как датчик температуры, предупреждает о возможном прорыве горячей жидкости или несконденсированных паров через дистиллятор. Датчик переполнения емкости для сбора готового дистиллята срабатывает, когда жидкость наполняет сосуд до краев. Рабочую зону прибора помещают на заданную высоту и при окунании датчика в жидкость нагрев перегонного куба автоматически прекращается. Дистиллят перестает поступать в приемник.
Эти и многие другие аксессуары? незаменимые помощники как начинающих, так и опытных самогонщиков.
Как сделать коньяк или виски в домашних условиях
Рецепты изготовления коньяка могут быть разными, но в некоторых моментах они схожи? для сбраживания 
использовать только высококачественное сырье, никаких пекарских дрожжей использовать нельзя, выдерживать готовый продукт в дубовых бочках или настаивать на дубовых колышках (упрощенный вариант). Для домашнего виски, который по вкусовым характеристикам будет идентичен продукту, произведенному промышленным способом, рецепты сусла предполагают использование только сортового зерна.
Сырье необходимо замочить, очистить от мусора, испорченных, покрытых плесенью зерен, промыть. Перед закладкой в емкость для брожения зерно необходимо прорастить.
В качестве основы для брожения используют винные или дикие дрожжи, закваску, приготовленную из заброженного солода, фруктов, виноградной мезги. Все ингредиенты смешивают по рецепту, заливают теплой водой и оставляют для брожения в теплом месте на 1-2 недели. Ежедневно сусло перемешивают.
Когда брожение прекратится, брагу нужно оставить на сутки в покое, затем слить с осадка и отфильтровать. Перегонять обычным методом, отсекая головные и хвостовые фракции. Перегонку прекращают, когда крепость дистиллята снизится до 50 градусов.
По классическому рецепту для приготовления виски и коньяков необходимо использовать дистиллят двойной перегонки. Поэтому самогон сортируют (разбавляют водой) и вновь перегоняют в самогонном аппарате.
Завершающий этап? очистка дистиллята одним из известных способов и выдержка в дубовых бочках. Чтобы получить коньяк или виски хорошего качества, выдерживать очищенный домашний самогон или разбавленный спирт-ректификат нужно в течение нескольких месяцев.
Быстрый переход по статье
Модернизировав , можно резко улучшить качество алкоголя, получаемого на его выходе. Как это сделать? Например, воспользовавшись царгой. Она бывает разной длины, а подсоединяется к атмосферному клапану емкости с дистиллируемой брагой. Ректификационное устройство и , соединенные между собой, дадут качественное спиртное. Царгу можно купить или изготовить своими силами. Такое дополнительное устройство длиной 45 см обеспечит 60-кратную степень очистки спиртовых паров. А 15-сантиметровое даст только 20 крат. Используя же сразу несколько царг (соединив их), можно добиться более высоких цифр кратности очистки. Получая на выходе спирт-ректификат, не надо думать о поиске специального фильтра для очистки самогона.
О внутреннем наполнении царги
Царга для самогонного аппарата, вид изнутри Если самогонный аппарат с ректификационным устройством изготовлен, то надо позаботиться о хорошей насыпке (насадке) царги. В простом купленном устройстве обычно в качестве ее используется обыкновенная металлическая бытовая мочалка, разрезанная на частички. Она должна осаждать флегму. Лучше будет сменить такую насадку (насыпку) на спирально-призматическую. Материал ее – нержавеющая сталь. Насадка – это витки тонких проволочек спирально-призматической формы, хорошо осаждающие флегму. Такая царга для самогонного аппарата с химически инертным веществом в ней дадут очищенный спирт. Применяют еще и насыпку из керамики. Это тоже материал инертный. Очищая пары спирта только сухопарником, невозможно получить продукт высокого качества и крепости. Именно ректификация позволит сделать это.
О цене и внешнем виде простого ректификационного устройства
Получая спирт-ректификат крепостью 96 градусов в домашних условиях, можно делать из него разные наливки с настойками. Алкогольный продукт высокой спиртовой концентрации позволит получать такое устройство как царга для самогонного аппарата (с дефлегматором). Цена ее от одной до нескольких тысяч рублей. На внешний вид это трубка. Наполнителем ее может быть как нержавейка, так и медь. Может вообще продаваться без насыпки. Диаметр такой трубки обычно от 38 до 50 мм. Ее можно набить даже стеклянными шариками для осаждения флегмы. Работать будет.
Рано или поздно почти каждый любитель самодельного алкоголя задумывается о приобретении или изготовлении ректификационной колонны (РК) – устройства для получения чистого спирта. Начинать нужно с комплексного расчета базовых параметров: мощности, высоты, диаметра царги, объема куба и т.д. Эта информация будет полезна как желающим сделать все элементы своими руками, так и собравшимся купить готовую ректификационную колонну (поможет определиться с выбором и проверить продавца). Не затрагивая конструктивных особенностей отдельных узлов, мы рассмотрим общие принципы построения сбалансированной системы для ректификации в домашних условиях.
Схема работы колонны Характеристики трубы (царги) и насадки
Материал. Труба во многом определяет параметры ректификационной колонны и требования ко всем узлам аппарата. Материалом для изготовления царги является хромоникелевая нержавеющая сталь – «пищевая» нержавейка.
Благодаря химической нейтральности пищевая нержавеющая сталь не оказывает воздействия на состав продукта, что и требуется. На спирт перегоняют сырец из сахарной браги или отходы дистилляции («головы» и «хвосты»), поэтому главной целью ректификации является максимальная очистка выхода от примесей, а не изменение органолептических свойств спирта в ту или иную сторону. Использовать медь в классических ректификационных колоннах неуместно, поскольку этот материал слегка изменяет химический состав напитка и подходит для производства дистиллятора (обычного самогонного аппарата) или бражной колонны (частный случай ректификации).
Разобранная труба колонны с установленной насадкой в одной из царг Толщина. Царгу делают из нержавеющей трубы с толщиной стенки 1-1,5 мм. Более толстая стенка не нужна, так как это приведет к удорожанию и утяжелению конструкции без получения каких-либо преимуществ.
Параметры насадки. Говорить о характеристиках колонны без привязки к насадке не корректно. При ректификации в домашних условиях используют насадки с площадью контактной поверхности от 1,5 до 4 кв. м/литр. С увеличением площади контактной поверхности возрастает и разделяющая способность, но падает производительность. Уменьшение площади приводит к снижению разделяющей и укрепляющей способности.
Производительность колонны вначале растет, но потом для поддержания крепости выхода оператор вынужден понижать скорость отбора. Это значит, что существует некий оптимальный размер насадки, который зависит от диаметра колонны и позволят достичь наилучшего сочетания параметров.
Размеры спирально-призматической насадки (СПН) должны быть меньше внутреннего диаметра колонны примерно в 12-15 раз. Для диаметра трубы 50 мм – 3.5х3.5х0.25 мм, для 40 – 3х3х0.25 мм, а для 32 и 28 – 2х2х0.25 мм.
В зависимости от поставленных задач целесообразно использовать разные насадки. Например, при получении укрепленных дистиллятов часто применяют медные кольца диаметром и высотой 10 мм. Понятно, что в этом случае целью является не разделяющая и укрепляющая возможность системы, а совершенно другой критерий – каталитическая способность меди устранять из спирта сернистые соединения.
Варианты спирально-призматических насадок Не стоит ограничивать арсенал одной, пусть даже самой лучшей насадкой, таких просто нет. Есть наиболее подходящие для решения каждой конкретной задачи.
Даже небольшое изменение диаметра колонны серьезно влияет на параметры. Для оценки достаточно помнить, что номинальные мощность (Вт) и производительность (мл/час) численно равны площади поперечного сечения колонны (кв. мм), а значит, пропорциональны квадрату диаметра. Обращайте на это внимание при выборе царги, всегда считайте внутренний диаметр и по нему сравнивайте варианты.
Зависимость мощности от диаметра трубы
Высота трубы. Для обеспечения хорошей удерживающей и разделительной способности, не зависимо от диаметра, высота ректификационной колонны должна быть от 1 до 1,5 м. Если меньше – не хватит места для накопленных в ходе работы сивушных масел, в результате сивуха начнет прорываться в отбор. Еще один недостаток – головы будут нечетко разделяться на фракции. Если высота трубы больше – это не приведет к существенному улучшению разделяющей и сдерживающей способности системы, но увеличит время перегона, а также количество «голов» и «подголовников».Другими словами, с увеличением высоты трубы прибавка к разделяющей способности ректификационной колонны на каждый дополнительный сантиметр снижается. Эффект от увеличения трубы с 50 см до 60 см на порядок выше, чем со 140 см до 150 см.
Объем куба для ректификационной колонны
Чтобы повысить выход качественного спирта, но не допустить переполнения сивухой колонны, навалку (наполнение) спирта-сырца в кубе ограничивают в диапазоне 10-20 объемов насадки. Для колонн высотой в 1,5 м и диаметром 50 мм – 30-60 л, 40 мм – 17-34 л, 32 мм – 10-20 л, 28 мм – 7-14 л.
С учетом заполнения куба на 2/3 объема, для колонны внутренним диаметром царги 50 мм подойдет 40-80 литровая емкость, для 40 мм – 30-50 литровая, для 32 мм – 20-30 литровый куб, а для 28 мм – скороварка.
При использовании куба объемом ближе к нижней границе рекомендованного диапазона можно смело убрать одну царгу и уменьшить высоту до 1-1,2 метра. В результате сивухи будет относительно мало для прорыва в отбор, а вот объем «подголовников» заметно уменьшится.
Источник и мощность нагрева колонны
Тип плиты. Самогонное прошлое не дает покоя многим новичкам, которые считают, что если раньше использовали для нагрева самогонного аппарата газовую, индукционную или обычную электрическую плиту, то можно оставить этот источник и для колонны.
Процесс ректификации существенно отличается от дистилляции, всё намного сложнее и костер не подойдет. Нужно обеспечить плавную регулировку и стабильность подаваемой мощности нагрева.
Электроплитки, работающие по терморегулятору в режиме старт-стоп, не используются, потому что как только произойдет кратковременное отключение питания, пар перестанет идти в колонну, а флегма рухнет в куб. В таком случае придется начать ректификацию заново – с работы колонны на себя и отбора «голов».
Индукционная плита – крайне грубый аппарат со ступенчатым изменением мощности по 100 -200 Вт, а при ректификации нужно менять мощность плавно, буквально по 5-10 Вт. Да и стабилизировать нагрев независимо от колебания напряжения на входе вряд ли получится.
Газовая плита при залитом в куб 40-процентном спирте-сырце и 96-градусоном продукте на выходе представляет смертельную опасность, не говоря уже о колебании температуры нагрева.
Оптимальное решение – врезать в куб колонны тэн нужной мощности, а для регулировки использовать реле со стабилизацией выходного напряжения, например, РМ-2 16А. Можно взять и аналоги. Главное получить на выходе стабилизированное напряжение и возможность плавно менять температуру нагрева по 5-10 Вт.
Подаваемая мощность. Чтобы нагреть куб за приемлемое время, нужно исходить из мощности 1 кВт на 10 литров спирта-сырца. Значит, для 50 л куба, заполненного на 40 литров, требуется минимум 4 кВт, 40 л – 3 Квт, 30 л – 2-2.5 кВт, 20 л – 1.5 кВт.
При одном и том же объеме кубы могут быть низкими и широкими, узкими и высокими. Выбирая подходящую емкость, нужно учитывать, что зачастую куб используется не только для ректификации, но и при дистилляции, поэтому исходят из самых жестких условий, чтобы подводимая мощность не приводила к бурному пенообразованию с выбросами брызг из куба в паропровод.
Опытным путем установлено, что при глубине размещения тэна около 40-50 см нормальное кипение происходит в случае, если на 1 кв. см зеркала навалки приходится не более 4-5 Вт мощности. При уменьшении глубины допустимая мощность увеличивается, а при увеличении – уменьшается.
Есть и другие факторы, влияющие на характер кипения: плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Бывает, что выбросы происходят в конце перегонки браги, когда увеличивается плотность. Поэтому вести процесс ректификации на границе дозволенного диапазона всегда чревато неприятностями.
Распространенные цилиндрические кубы имеют диаметр 26, 32, 40 см. Исходя и допустимой мощности на площадь поверхности зеркала кубовой навалки 26 см куб, будет нормально работать при мощности нагрева до 2,5 кВт, для 30 см – 3.5 кВт, 40 см – 5 кВт.
Третьим фактором, определяющим мощность нагрева, является использование одной из царг колонны без насадки в качестве сухопарника для борьбы с брызгоуносом. Для этого нужно, чтобы скорость пара в трубе не превышала 1 м/с, при 2-3 м/с защитный эффект ослабевает, а при больших значениях пар будет гнать флегму вверх по трубе и забрасывать в отбор.
Формула для расчета скорости пара:
V = N * 750 / S (м/сек),
- N – мощность, кВт;
- 750 – парообразование (куб. см/сек кВт);
- S – площадь поперечного сечения колонны (кв. мм).
Труба диаметром 50 мм справится с брызгоуносом при нагреве до 4 кВт, 40-42 мм – до 3 кВт, 38 – до 2 кВт, 32 – до 1,5 кВт.
Исходя из вышеперечисленных соображений, выбираем объем, размеры куба, мощность нагрева и дистилляции. Все эти параметры согласованы с диаметром и высотой колонны.
Расчет параметров дефлегматора ректификационной колонны
Мощность дефлегматора определяется в зависимости от типа ректификационной колонны. Если строим колонну с жидкостным отбором или паровым ниже дефлегматора, то необходимая мощность должна быть не меньше номинальной мощности колонны. Обычно в этих случаях в качестве конденсатора применяют холодильник Димрота с утилизационной мощностью 4-5 Ватт на 1 кв. см поверхности.
Если колонна с отбором по пару выше дефлегматора, то расчетная мощность составляет 2/3 от номинальной. В этом случае можно применить Димрот или «рубашечник». Утилизационная мощность рубашечника ниже, чем у димрота и составляет около 2 Ватт на квадратный сантиметр.
Пример холодильника Димрота для колонны Далее все просто: номинальную мощность делим на утилизационную. Например, для колонны с внутренним диаметром 50 мм: 1950 / 5= 390 кв. см площади Димрота или 975 кв. см «рубашечника». Значит, холодильник Димрот можно сделать из трубки 6х1 мм длинной 487 / (0.6 * 3.14) = 2.58 см для первого варианта, с учетом коэффициента запаса 3 метра. Для второго варианта умножаем на две трети: 258 * 2 / 3 = 172 см, с учетом коэффициента запаса 2 метра.
Рубашечник для колонны 52 х 1 – 975 / 5.2 / 3.14 = 59 см * 2/3 = 39 см. Но это для помещений с высокими потолками.
«Рубашечник» Расчет прямоточного холодильника
Если прямоточник применяется как доохладитель в ректификационной колонне с жидкостным отбором, то выбирают самый маленький и компактный вариант. Достаточно мощности в 30-40% от номинальной мощности колонны.
Изготавливают прямоточный холодильник без спирали в зазоре между рубашкой и внутренней трубой, потом запускают отбор в рубашку, а охлаждающую воду подают по центральной трубе. В этом случае рубашку наваривают на трубу подачи воды в дефлегматор. Это мелкий «карандашик» длинной около 30 см.
Но если один и тот же прямоточник используется как при дистилляции, так и при ректификации, являясь универсальным узлом, исходят не из потребности РК, а из максимальной мощности нагрева при дистилляции.
Для создания турбулентного потока пара в холодильнике, позволяющего обеспечить интенсивность теплопередачи не меньше 10 Ватт/кв. см, необходимо обеспечить скорость пара около 10-20 м/с.
Диапазон возможных диаметров достаточно широк. Минимальный диаметр определяется из условий не создания большого избыточного давления в кубе (не более 50 мм вод столба), а максимальный расчетом числа Рейнольдса, исходя из минимальной скорости и максимального коэффициента кинематической вязкости паров.
Возможная конструкция прямоточного холодильника Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, приведем самое распространенное определение: «Для того, чтобы в трубе поддерживался турбулентный режим движения пара, достаточно, чтобы внутренний диаметр (в миллиметрах) был не больше 6-кратной мощности нагрева (в киловаттах)».
Для предотвращения завоздушивания водяной рубашки необходимо поддерживать линейную скорость воды не ниже 11 см/с, но чрезмерное увеличение скорости потребует большого давления в водопроводе. Поэтому оптимальным считается диапазон от 12 до 20 см/с.
Чтобы сконденсировать пар и охладить конденсат до приемлемой температуры, нужно подавать воду при 20°C в объеме около 4.8 куб см/с (17 литров в час) на каждый киловатт подводимой мощности. При этом вода нагреется на 50 градусов – до 70°C. Естественно, зимой воды понадобится меньше, а при использовании автономных систем охлаждения, примерно в полтора раза больше.
На основании предыдущих данных можно рассчитать площадь поперечного сечения кольцевого зазора и внутренний диаметр рубашки. Нужно учитывать и доступный сортамент труб. Расчеты и практика показали, что зазор в 1-1.5 мм вполне достаточен для соблюдения всех необходимых условий. Этому соответствуют пары труб: 10х1 – 14х1, 12х1 – 16х1, 14х1 – 18х1, 16х1 – 20х1 и 20х1 – 25х1.5, которые перекрывают весь диапазон мощностей, применяемых в домашних условиях.
Есть еще одна немаловажная деталь прямоточника – спираль, навитая на паровую трубу. Делается такая спираль из проволоки диаметром, обеспечивающим зазор в 0.2-0.3 мм до внутренней поверхности рубашки. Навивается с шагом равным 2-3 диаметрам паровой трубы. Основное предназначение – центрирование паровой трубы, в которой при работе температура выше, чем в трубе рубашки. Это значит, что в следствии теплового расширения паровая труба удлиняется и изгибается, прислоняясь к рубашке, возникают мертвые зоны, не омываемые водой охлаждения, в результате эффективность холодильника резко падает. Дополнительными плюсами навивки спирали являются удлинение пути и создание турбулентности охлаждающего потока воды.
Грамотно выполненный прямоточник может утилизировать до 15 Ватт /кв. см площади теплообмена, что подтверждено опытным путем. Для определения длины охлаждаемой части прямоточника воспользуемся номинальной мощностью в 10 Вт /кв. см (100 кв. см/кВт).
Необходимая площадь теплообмена равна мощности нагрева в киловаттах, умноженной на 100:
S = P * 100 (кв. см).
Длина внешней окружности паровой трубы:
Lокр = 3.14 * D.
Высота рубашки охлаждения:
H = S / Lокр.
Общая формула расчета:
H = 3183 * P / D (мощность в кВт, высота и внешний диаметр паровой трубы в миллиметрах).
Пример расчета прямоточника
Мощность нагрева – 2 кВт.
Возможно применение труб 12х1 и 14х1.
Площади сечения – 78,5 и 113 кв. мм.
Объем пара – 750 * 2=1500 куб. см /с.
Скорости пара в трубах: 19,1 и 13,2 м/с.
Труба 14х1 выглядит предпочтительней, так как позволяет иметь запас по мощности, оставаясь в рекомендованном диапазоне скорости пара.
Парная труба для рубашки – 18х1, кольцевой зазор составит 1 мм.
Скорость подачи воды: 4,8 * 2= 9.6 см3/с.
Площадь кольцевого зазора – 3.14 / 4 * (16 * 16 – 14 * 14) = 47.1 кв. мм = 0,471 кв. см.
Линейная скорость – 9.6 / 0.471 = 20 см/с – значение остается в рекомендованных пределах.
Если бы кольцевой зазор был 1,5 мм – 13 см/с. Если 2 мм, то линейная скорость упала бы до 9.6 см/с и пришлось бы подавать воду выше номинального объема, исключительно для того, чтобы не завоздушивался холодильник, – бессмысленная трата денег.
Высота рубашки – 3183 * 2 / 14 = 454 мм или 45 см. Коэффициент запаса не нужен, все учтено.
Итог: 14х1-18х1 с высотой охлаждаемой части 45 см, номинальный расход воды – 9.6 куб. см/с или 34.5 литра в час.
При номинальной мощности 2 кВт нагрева холодильник будет выдавать 4 литра спирта в час с хорошим запасом.
Эффективный и сбалансированный прямоточник при дистилляции должен иметь соотношения скорости отбора к мощности нагрева и расходу воды на охлаждение 1 литр/час – 0,5 кВт – 10 литров/час. Если мощность выше, будут большие теплопотери, малая – полезная мощность нагрева снизится. Если расход воды выше, прямоточник имеет неэффективную конструкцию.
Ректификационную колонну можно использовать в качестве бражной. Оборудование для бражных колонн имеет свои особенности, но вторая перегонка отличается в основном технологией. Для первой перегонки особенностей больше и отдельные узлы могут оказаться не применимыми, но это тема для отдельного разговора.
Исходя из реальных домашних потребностей и существующего асортимента труб, рассчитаем по приведенной методике типовые варианты ректификационной колонны.
P.S. Выражаем благодарность за систематизацию материала и помощь в подготовке статьи пользователю нашего форума .
Процесс самогоноварения прост с точки зрения технологии. Качество конечного продукта зависит от показателей аппарата, в котором происходит процесс. Для их улучшения понадобятся дополнительные модули. Один из них - царга для самогонного аппарата.
Отличие самогона от сивухи - степень очистки. Если брага очищена плохо, то на выходе получается продукт, содержащий сивушные масла. Эти примеси придают напитку неприятный запах, вкус, а также награждают головной болью с утра потребителя.
Царга удаляет из спиртовых паров сивушные масла. Что такое царга в самогонном аппарате, знает любой опытный винокур. Это устройство помогает сделать конечный продукт в несколько раз чище уже после первой перегонки.
Необходимость установки
Для чего нужна царга в самогонном аппарате при домашнем самогоноварении? Каждый самогонщик, который в домашних условиях занимается перегонкой для себя, понимает, что чистота продукта - залог качества. Ректификационная царга в промышленных масштабах помогает получить спирт-сырец, но для дома можно использовать устройство и попроще.
Кроме очистки, царга придает крепость конечному продукту. На выходе получите напиток на несколько градусов крепче классического самогона.
Принцип действия царги
Принцип работы царги у самогонного аппарата схож с аналогичным у сухопарника. Оба устройства работают за счет конденсации паров с различной температурой кипения. Работает царга по следующей схеме:
- Пар превращается в конденсат и стекает с головки модуля.
- Пары движутся к конденсату. Скорость напрямую зависит от длины устройства. Чем длиннее, тем очистка лучше.
- Конденсат питает пары.
Поскольку теплообмен идет постоянно, процесс очистки не прекращается.
Функции и особенности строения колонны
Есть у царги и другое название - . Но есть большое отличие, поскольку она имеет наполнитель. По сути, сама царга - колонна, которая устанавливается над перегонным кубом. Наполнителем может быть спираль из медной проволоки или простая мочалка из нержавейки. Последний вариант предпочтительней.
В итоге получается вполне полноценный фильтр, который поможет довести крепость напитка до 60°, а также качественно его очистить.
Как и любой фильтр, время от времени царгу снимают и прочищают. В противном случае на выходе получится невкусный напиток с резким запахом.
Как работает колонна?
Царга бывает длиной 15, 35 и 45 сантиметров. Соответственно и очищает по-разному. Степень очистки - 20, 50, 60-кратная. Допускается использование нескольких царг на одном самогонном аппарате, что еще усилит очищающий эффект.
При очистке конденсированная жидкость переходит снова в куб, а в холодильник поступает очищенный спирт. В любом случае использование царги на выходе дает в несколько раз более крепкий и чистый продукт, чем просто самогонный аппарат.
Можно ли заменить сухопарником?
Технически, конечно, можно. Но с точки зрения конечного продукта, не стоит этого делать. Царга в несколько раз эффективнее. Максимальная степень очистки при помощи сухопарника - 20 %, а при помощи царги - 60. Притом что принцип работы аналогичный, царга намного эффективнее и позволяет получить более высокую степень очистки и крепость самогона. Сухопарник сделать своим руками по стоимости выйдет не дешевле. А если не видно разницы в цене, то зачем пренебрегать качеством. Поэтому специалисты утверждают, что заменять царгу на сухопарник не следует.
Нужно ли утеплять?
Утепление - спорный вопрос. Каждый из винокуров сам решает, насколько это необходимо. Есть сторонники утепления, которые утверждают, что так поднимается производительность. Но многие, наоборот, доказывают, что модули должны быть охлаждены и даже создают специальные сквозняки возле аппарата. Поэтому утепление - индивидуальное дело каждого винокура. Утеплить можно как царгу, так и перегонный куб.
Как сделать своими руками?
Для домашнего самогоноварения можно сделать царгу своими руками. При этом не нужны сложные технические навыки. Можно создать разборный модуль из нескольких частей. Царга для самогонного аппарата своими руками обойдется намного дешевле, чем покупка готового модуля. При этом качество самоделки будет даже выше, чем технической детали. Сделать модуль может любой, кто обладает начальными знаниями и умениями. Конечно, идеально, если человек умеет обращаться с токарным станком, поскольку вручную на нержавейке трудно вырезать резьбу.
Алгоритм сборки следующий:
- К верхней части трубы прикрепляем проводник.
- Переворачиваем трубу и располагаем в нижней части другого проводника.
- Дистиллятор прикрепляем сверху.
- От нижней части следует отмерить 3,5 см, затем просверливаем в трубе отверстие.
- Устанавливаем щуп от цифрового термометра.
- В трубу помещаем мочалки из нержавейки и внизу закрепляем сито.
Все, самодельный модуль готов, начинайте делать алкогольный напиток, безопасный для здоровья.
Необходимые материалы
Чтобы сделать своими руками данный модуль, понадобятся:
- Труба. Оптимальный вариант из нержавейки. Этот материал не поддается действию спиртов, масел и прочих веществ. Труба должна быть 35–45 см.
- Проводник для крепления к ограничителю.
- Сито.
- 30 обычных хозяйственных мочалок.
- Резинка от медицинской капельницы.
Набор материала обходится недорого, а потому конечная стоимость самодельного модуля порадует.
Изготовление наполнителя
Наполнитель покупаете на специальных сайтах или в магазинах, но также он легко может быть сделан и самостоятельно. Оптимальный вариант - мочалки из хозяйственных магазинов. Чтобы предметы не рассыпались и не вывалились, снизу обязательно закрепляется сетка с маленькими ячейками. Мочалки рекомендуется разрезать, а затем скрутить в спиральки. Заполнить трубу рекомендуется полностью, но при этом не спрессовывать.
При наличии пустот процесс будет неэффективен. Проверить можно обыкновенным простукиванием.
Домашнее самогоноварение - законный процесс. Можно свободно побаловать семью к празднику чистым алкоголем без резкого вкуса и запаха. Чтобы напиток был крепким и довольно чистым, следует доработать аппарат. Можно использовать сухопарник, но лучше сделать царгу. Материал для изготовления прост, сам процесс также не составит труда. В итоге пользователь получит усовершенствованный аппарат, который выдает кристально чистую и крепкую самогоночку.