Внимание! Если скачанный файл открывается с ошибкой, то попробуйте открыть его на другом устройстве или в облаке. Если ничего не помогло, то напишите нам.
Дистилляция, или перегонка, — это процесс очистки жидкости от примесей. Дистилляция основана на разных температурах кипения чистой жидкости и жидкости, содержащей примеси.
Сущность дистилляции состоит в том, что жидкость, содержащую примеси, нагревают до кипения, образующиеся пары чистой жидкости отводят и охлаждают. Получается жидкость, очищенная от примесей.
Дистиллированной называется вода, очищенная от примесей. Ее получают с помощью процесса, называемого дистилляцией или перегонкой. Для этого неочищенную воду нагревают до кипения, образующиеся пары чистой воды отводят и охлаждают. Получается вода, которая не содержит примесей.
Дистиллированная вода применяется для изготовления лекарств, для приготовления растворов в химических лабораториях, в аккумуляторах автомобилей.
При перегонке нефти получают нефтяной газ, петролейный эфир, бензин, лигроин, керосин, газойль, соляр, мазут. Продукты фракционной перегонки нефти используют в качестве топлива, сырья для нефтехимической промышленности.
Для разделения воздуха на отдельные газы его сжижают при сильном охлаждении и сжатии, а затем подвергают фракционной перегонке. За счет разных температур кипения последовательно отгоняют азот, аргон и кислород.
Кристаллизация (выпаривание) применяется для очистки и выделения твердых веществ, основана на зависимости растворимости твердого вещества от температуры и на различии в температурах испарения компонентов смеси (например, смесь поваренной соли и воды).
Дистилляция (перегонка) применяется для очистки и выделения жидкостей, основана на различии в температурах кипения растворимых друг в друге компонентов (например, смесь воды и спирта).
Процессы выпаривания и кристаллизации применяются для выделения твердых веществ из растворов (например, смесь поваренной соли и воды).
Выпаривание представляет собой удаление жидкого компонента смеси испарением при обычной температуре или при нагревании. В результате сначала раствор становится более концентрированным, а когда вся жидкость испарится, останется только твердое вещество. Выпаривание основано на различии в температурах испарения компонентов смеси.
Кристаллизация представляет собой выпадение твердого вещества в виде кристаллов при охлаждении раствора. Кристаллизация основана на зависимости растворимости твердого вещества от температуры.
За счет испарения воды на берегах соляных озер образуется большое количество соли, которая после очистки используется в пищу.
Дистилляция применяется для получения различных нефтепродуктов из нефти, для получения азота, аргона и кислорода из воздуха, для получения дистиллированной воды.
Из определения массовой доли растворенного вещества
найдем массу соли:
Вычислим массу воды, содержащуюся в 250 г раствора:
Определим объем воды, который можно получить из этого раствора при помощи дистилляции:
V(воды)=m(воды)/ρ(воды); ρ(воды)=1 г/мл;
Ответ: Из 250 г 5%-го раствора соли при помощи дистилляции можно получить 237,5 мл воды.
Источник
Простой процесс перегонки и примеры
простая перегонка представляет собой процесс, в котором пары, образующиеся из жидкости, направляются непосредственно в конденсатор, внутри которого температура паров понижается и происходит его конденсация.
Он используется для отделения летучего компонента от нелетучих компонентов, присутствующих в жидкости. Он также используется для разделения двух жидкостей, присутствующих в растворе с очень разными температурами кипения.
Простая дистилляция не является эффективным методом разделения двух летучих жидкостей, присутствующих в растворе. Когда ее температура увеличивается за счет подачи тепла, кинетическая энергия молекул также увеличивается, что позволяет им преодолевать силу сцепления между ними.
Летучие жидкости начинают кипеть, когда их давление пара равно внешнему давлению, действующему на поверхность раствора. Обе жидкости вносят вклад в состав образующихся паров, причем присутствие более летучей жидкости больше; то есть тот, с самой низкой температурой кипения.
Следовательно, наиболее летучая жидкость составляет большую часть образующегося дистиллята. Процесс повторяется до достижения желаемой чистоты или максимально возможной концентрации.
1 Процесс простой перегонки
1.1 Команда
1.2 Конденсатор
1.3 Отопление
2 примера
2.1 Дистилляция воды и спирта
2.2 Разделение жидкости и твердого вещества
2.3 Алкоголь и глицерин
3 Ссылки
Простой процесс перегонки
При простой перегонке температура раствора увеличивается, пока он не достигнет точки кипения. В этот момент происходит переход между жидким и газообразным состояниями. Это наблюдается, когда при растворении начинается постоянное барботирование.
оборудование
Оборудование для проведения простой перегонки обычно состоит из зажигалки или нагревательного чехла (см. Изображение); круглая колба огнеупорное стекло с матовым стеклом ротами, чтобы разрешить соединение; и некоторые стеклянные шарики (некоторые используют деревянную палочку), чтобы уменьшить размер образовавшихся пузырьков.
Стеклянные шарики служат в качестве пузырьков, образующих сердцевины, которые позволяют жидкости кипеть медленно, предотвращая перегрев, что приводит к образованию неких гигантских пузырьков; способен даже выбросить массу жидкости из дистилляционного баллона.
В сочетании с устьем колбы, переходник огнеупорных трехгорлые стекол помещают, которые изготовлены из матового стекла. Горловина соединена с дистилляционной колбой, вторая горловина соединена с конденсатором, а третья горловина закрыта с помощью резиновой заглушки.
В изображении, сборке не хватает этого адаптера; и вместо этого через ту же резиновую пробку помещаются термометр и прямой соединитель с конденсатором.
конденсатор
Конденсатор представляет собой устройство, предназначенное для выполнения функции, указанной в его названии: для конденсации пара, который проходит через его внутреннюю часть. Его верхняя часть соединена с адаптером, а его нижняя часть соединена с шаром, где собираются продукты дистилляции..
В случае изображения они используют (хотя это не всегда правильно) градуированный цилиндр, чтобы сразу измерить дистиллированный объем.
Вода, которая циркулирует через внешнюю оболочку конденсатора, поступает в нее через свою нижнюю часть и уходит через верхнюю часть. Это гарантирует, что температура конденсатора будет достаточно низкой, чтобы обеспечить конденсацию паров, образующихся в дистилляционной колбе..
Все детали, из которых состоит дистилляционный аппарат, закреплены зажимами, соединенными с металлической опорой..
Объем раствора, подлежащего перегонке, помещают в круглую колбу с подходящей емкостью.
Соответствующие соединения выполняются с использованием графита или смазки, чтобы обеспечить эффективную герметизацию и запуск нагревания раствора. Одновременно начинается прохождение воды через конденсатор..
отопление
По мере нагревания дистилляционного баллона в термометре наблюдается повышение температуры до достижения точки, при которой температура остается постоянной. Это остается так, даже если нагревание продолжается; если вся летучая жидкость полностью не испарится.
Объяснение этого поведения состоит в том, что точка кипения нижнего кипящего компонента жидкой смеси была достигнута, в которой давление его пара равно внешнему давлению (760 мм рт. Ст.).
В этот момент вся тепловая энергия расходуется на переход из жидкого состояния в газообразное состояние, которое включает истечение силы межмолекулярного сцепления жидкости. Следовательно, подача тепла не приводит к повышению температуры..
Жидкий продукт перегонки собирается в колбах с соответствующей маркировкой, объемы которых будут зависеть от объема, первоначально помещенного в перегонную колбу..
примеров
Дистилляция воды и алкоголя
Существует 50% раствор спирт в воде. Зная, что температура кипения спирта составляет 78,4 ° С, а температура кипения воды составляет около 100 ° С, можно ли затем получить чистый спирт с простой стадией перегонки? Ответ нет.
При нагревании водно-спиртовой смеси температура кипения наиболее летучей жидкости первоначально достигается; в этом случае алкоголь. Образующийся пар будет иметь большую долю спирта, но также будет высокое присутствие воды в паре, так как точки кипения аналогичны..
Жидкость, собранная в результате дистилляции и конденсации, будет иметь процентное содержание спирта более 50%. Если эта жидкость подвергается последовательной дистилляции, может быть достигнут концентрированный спиртовой раствор; но не чистые, так как пары будут продолжать тянуть воду к определенной композиции, образуя так называемый азеотроп
Жидкий продукт сбраживания сахаров имеет процентное содержание спирта 10%. Эту концентрацию можно переносить при 50%, как в случае с виски, простой перегонкой..
Разделение жидкости и твердого вещества
Раствор соли в воде образован жидкостью, которая может улетучиваться, и нелетучим соединением с высокой температурой кипения: солью.
Когда раствор дистиллирован, чистая вода может быть получена в конденсационной жидкости. Между тем, в нижней части дистилляционной колбы соли будут осаждаться.
Алкоголь и глицерин
Он имеет смесь этилового спирта с температурой кипения 78,4 ° С и глицерина с температурой кипения 260 ° С. При простой перегонке образующийся пар будет иметь очень высокий процент спирта, близкий к 100%..
Таким образом, вы получите дистиллированную жидкость с процентным содержанием спирта, похожего на пар. Это происходит потому, что точки кипения жидкостей очень разные.
Источник
Домашняя дистилляция
Что такое дистилляция, или как получить неплохой напиток в домашних условиях. Без заморочек и химических формул.
Что такое дистилляция
Дистилляция – процесс испарения жидкости с дальнейшим ее охлаждением и конденсацией. В простонародье – перегонка.
Дистилляция нужна для того, чтобы разделить сложные химические растворы и выделить из них отдельно взятые фракции.
Это происходит из-за того, что различные примеси в процессе нагрева ведут себя по разному, и мы можем забрать из исходного сырья только нужные элементы и отсечь нежелательные.
В рамках статьи я не буду углубляться в химию, но расскажу, как производить дистилляцию в домашних условиях для получения относительно качественного самогона.
Дистилляция в винокурении
Процесс дистилляции – основа производственного процесса в самогоноварении. Для того, чтобы делать приличный самогон, нужно освоить основы процесса дистилляции и не совершать грубых ошибок.
Мягкий вкус;
Более простое оборудование;
Невысокий процент выхода готового продукта;
Повышенные требования к браге.
Аппарат для дистилляции
Конструкция на рисунке очень схематичная. Разумеется, она может быть значительно изменена. Я как-то уже писал про конструкции самогонных аппаратов.
Перегонный куб
Основные параметры перегонного куба – емкость, материал и способ нагрева.
От емкости зависит, какой объем сырья вы сможете переработать за один перегон. На мой взгляд, для домашних условий оптимальный размер куба – от 30 до 50 литров.
Старайтесь выбирать объем куба, примерно равный или кратный объемам емкостей для брожения.
Из материалов на сегодняшний день для домашней дистилляции лучший вариант – нержавеющая сталь.
По способам нагрева лучше, чтобы куб имел возможность нагрева как индукционной плитой, так и ТЭНом. Очень важна возможность тонкой регулировки нагрева.
Здесь уже нужно исходить из ваших конкретных условий. Многие греют на газу, но вариант это не самый безопасный. Идеальный вариант – ПВК (пароводяной котел), но это дорогостоящая вещь, ее выбор требует четкого понимания процесса.
Колонна
Колонна для дистилляции – важнейший элемент системы. От нее зависит, какая степень очистки будет у вашего продукта. Основная функция колонны – разделение спиртосодержащих паров.
Колонна может представлять из себя как пустую трубу из меди или нержавеющей стали, так и сложную конструкцию с тарелками. Это может быть специальный “шлем” для дистилляции.
Материал колонны для домашней дистилляции может быть либо медь, либо нержавеющая сталь.
Нержавеющая сталь – более универсальный и дешевый материал, но медь при дистилляции улучшает качество получаемого напитка.
Компромиссный вариант – в трубу из нержавеющей стали устанавливают рулон медной сетки для контакта с парами.
Я для дистилляции использую медную конусную крышку и медную трубу длиной 1 метр.
Мой аппарат для прямоточной дистилляции
Холодильник
Задача холодильника – охлаждать пары и переводить их обратно в состояние жидкости.
Каких-то особенных рекомендаций по холодильнику не будет, вполне подойдет стандартный трубчатый холодильник.
Главное – чтобы он рассеивал достаточную мощность для охлаждения паров.
Сырье для браги
Брага для дистилляции – ключевой момент и залог успеха. Если при производстве спирта высокой степени очистки (более 95%) качество браги не играет решающей роли, то при дистилляции исходное сырье будет оказывать сильное влияние на качество напитка.
Наиболее распространенные виды сырья для ароматных напитков традиционно:
Зерно и солод (виски, бурбон, хлебное вино);
Ягоды и фрукты (коньяк, кальвадос, бренди, чача, граппа);
Сахарный тростник (ром)
В домашних условиях России и постсоветского пространства для производства ароматных дистиллятов чаще всего используют солод, яблоки, виноград. Реже другие фрукты. В последнее время набирает популярность производство рома.
Ну и многие предпочитают дистилляцию как метод получения обычного сахарного самогона.
Брага для дистиллята
Брага получается путем внесения в исходное сырье определенной дрожжевой культуры. Дрожжи начинают перерабатывать сахара и выделять этиловый спирт, но в том числе и большое количество побочных веществ: высшие спирты, эфиры, кислоты.
Некоторые из них для нас полезны, некоторые категорически вредны. По этой причине желательно еще на этапе браги минимизировать вредные примеси.
При приготовлении браги для дистиллята я стараюсь придерживаться простых принципов:
По возможности не добавлять сахар. В отдельных случаях (например, для чачи) можно добавлять незначительное количество сахара;
По возможности как можно более длительное брожение при как можно более низкой температуре;
Ждать, когда брага осветлится и снимать ее с дрожжевого осадка перед дистилляцией.
В этом случае дистиллят получается ароматный и с минимальным количеством нежелательных примесей.
Существует мнение, что перегонять дистиллят нужно именно с дрожжевым осадком. Что якобы при этом образуются сложные эфиры, которые придадут напитку особую ароматику.
Аргументы для такого мнения берутся чаще всего из воздуха или из обрывков информации о технологических процессах при производстве виски.
Действительно, при больших объемах производства зерновых заторов зачастую используют метод брожения по “красной схеме”. То есть когда брага бродит вместе с зерном и перегоняется в той же емкости. В этом случае нагрев и первичная дистилляция происходит вместе с дрожжевым осадком.
Но есть одно “но”. В рамках описанного технологического процесса речь идет о напитке, который в последствии будет выдерживаться в дубовой бочке объемом от 200 литров сроком от 10 лет. В домашних условиях это невозможно.
Поэтому я считаю нелогичным использовать одну часть технологического процесса и не использовать другую.
Лично мое мнение такое – хотите сделать качественный дистиллят для себя – не поленитесь, дождитесь осветления браги и снимите ее с осадка.
Но можете со мной не согласиться и сделать по своему – результаты пишите в комментариях.
Методы дистилляции
Очень грубо методики дистилляции можно разделить на два вида:
Прямоточная дистилляция (без укрепления);
Дистилляция с укреплением.
Деление между методами по признаку укрепления достаточно условное, так как даже при прямоточной дистилляции есть какое-то укрепление.
Основной признак, по которому можно отличить первый метод от второго – наличие принудительного охлаждения в колонне.
Таким образом, мы будем называть прямоточной дистилляцией перегон через колонну, которая охлаждается за счет температуры окружающей среды и в колонне отсутствуют препятствия для свободного прохождения паров.
А дистилляция с укреплением – когда в колонне присутствует принудительное охлаждение и имеются искусственные препятствия для прохождения паров в виде насадки или тарелок.
Прямоточная дистилляция
При прямоточной дистилляции мы получаем максимально ароматный напиток (чаще всего для дальнейшей выдержки в бочке). Его крепость обычно составляет 65-80%.
При этом способе испарение происходит без значительных препятствий, а значит, что в отбор будет попадать заметное количество из всего спектра примесей.
Несмотря на то, что оборудование для прямоточной дистилляции достаточно простое, сам процесс дистилляции гораздо сложнее и требует определенного навыка от винокура.
Вся фишка в том, что при разной температуре и крепости сырья разные примеси испаряются по разному, и при определенном навыке можно научиться получать очень ароматный дистиллят, который при этом будет достаточно чистым.
Минусы в сложности процесса и невысоком выходе готового продукта.
Кроме того, требуется некоторый опыт, чтобы распознать наличие нежелательных примесей. Дальше мы рассмотрим, как на прямоточной перегонке получать ароматный самогон крепостью до 90%.
Дистилляция с укреплением
Во втором случае мы получаем более очищенный напиток, который при этом сохраняет ароматику исходного сырья. Его крепость обычно 91-93%.
Аппарат для дистилляции с укреплением обычно состоит из колонны с наполнителем или специальными тарелками. В нем происходят совершенно другие процессы, не похожие на дистилляцию через прямоток.
Вверху колонны расположен холодильник – дефлегматор. Его задача – охлаждать поднимающиеся пары. В результате этого охлаждения образуется жидкость – флегма, которая стекает обратно в перегонный куб.
В процессе возврата флегмы она встречается с парами, которые поднимаются вверх. Взаимодействие флегмы и паров происходит как раз при помощи наполнителя колонны или тарелок.
При этом более “легкие” фракции снова испаряются и уходят вверх, а более “тяжелые” спускаются обратно в куб. Таким образом происходит разделение фракций.
Это позволяет с одной стороны получать высокую степень очистки, но с другой стороны не дает максимальной ароматики исходного сырья.
Степень укрепления можно регулировать количеством тарелок или наполнителя, мощностью нагрева и скоростью отбора готового продукта.
Плюсы: больший процент выхода, более простая технология.
Минусы: сложнее оборудование, менее выраженная ароматика.
Какой вариант выбрать?
На самом деле оптимальный вариант – использовать обе эти технологии.
Аппарат типа “бражная колонна” позволяет легко трансформировать конструкцию как в прямоточную колонну, так и в колонну с укреплением.
При этом мы сможем отбирать на прямотоке “ароматную часть” и “выжимать” полезный продукт из оставшейся части.
Затем мы можем смешать ароматную и очищенную часть и получить большой объем ароматного продукта достаточно высокого качества.
Промежуточные фракции
Для любителей принцип дистилляции описывают примерно так: вот у нас есть примеси, они все имеют свою температуру кипения.
Фракции, которые имеют температуру кипения ниже, чем этиловый спирт, называют головными. Те, у которых температура кипения выше – хвостовыми.
Казалось бы, все просто и очевидно – нужно подождать, когда испарятся головные фракции, собрать этиловый спирт и прекратить отбор после того, как в отбор пойдут хвостовые фракции.
Но на практике дело обстоит немного сложнее. Есть такие примеси, которые могут испаряться на протяжении всего времени нагрева. Они могут вести себя либо как головные, либо как хвостовые, в зависимости от доли содержания этилового спирта.
Эти фракции называются промежуточные. И они и есть самая главная проблема дистилляции в домашних условиях для начинающего винокура.
Если содержание этилового спирта в сырье высокое, промежуточные фракции ведут себя как хвостовые фракции. То есть начинают попадать в готовый продут в конце перегона.
Если содержание этилового спирта в сырье низкое, то они ведут себя как головные фракции. То есть пойдут в готовый продукт в начале перегона.
Поэтому если все упростить, то технологии дистилляции различаются подходом к удалению промежуточных фракций – на начальном или на конечном этапе перегона.
Технологии дистилляции
Существует несколько вариантов получения дистиллята. У каждого из этих методов есть свои приверженцы.
Метод Габриэля
Популярный метод, опубликованный одним из форумчан под ником Gabriel 61.
В его основе лежит избавление от промежуточных фракций на этапе перегона браги в спирт сырец.
Эта методика хороша, если вы перерабатываете большой объем сырья и перегон браги идет в несколько подходов.
Ярко выраженная ароматика дистиллята;
Более безопасный технологический процесс;
Простое оборудование
Большее число перегонов, чем в других методах.
Суть метода в том, что на этапе перегона браги в спирт сырец, мы разделяем результат на Тело1 (которое отбираем до температуры 91-93 градуса в кубе) и Тело2, которое отбираем после и до окончания.
При таком процессе все промежуточные фракции концентрируются в Теле 1. Но проблема в том, что в Тело 1 уходит большое количество спирта, и просто так выбросить в отходы мы его не можем.
Поэтому потом Тело 1 либо добавляется в следующий объем браги, либо (когда всю брагу перегнали), разбавляется до спиртуозности 10% и также перегоняется по принципу деления на Тело 1 и Тело 2.
Тело 2 идет на дробную перегонку, которая осуществляется обычным способом. Сначала отбираются головы примерно 5-10% от объема спирта со скоростью 2-3 капли в секунду.
Переход к отбору основного продукта происходит по органолептике. Для этого на ладони капают несколько капель из отбора и интенсивно растирают. Если не чувствуется неприятных или посторонних запахов – можно переходить к отбору основного тела.
При прямоточной дистилляции отбор готового продукта идет начиная от спиртуозности в струе примерно 85% и до примерно 55-60%. Эти цифры не являются абсолютными, они зависят от типа оборудования.
Оставшийся спирт можно собрать в отдельную емкость и в дальнейшем либо пустить на ректификацию, либо поставить на куб колонну для дистилляции с укреплением и “дожать” готовый продукт.
Метод тройной перегонки
Как уже понятно из названия, этот метод заключается в трехкратной перегонке, что позволяет сохранить достаточно высокий уровень ароматики, и при этом очистить самогон от промежуточных фракций.
1 этап дистилляции – перегон браги в спирт-сырец. Здесь можно слить в отходы первые 50-100 мл, остальное гонится в одну емкость “до упора”. Обычно я прекращаю отбор на спиртуозности в струе 5-10%. В результате должен получиться спирт-сырец крепостью 20-30%.
Во время второго перегона мы избавляемся от значительной части головных фракций и части промежуточных. На втором перегоне я отбираю 5% головных фракций, остальное гоню до спиртуозности в струе 10-20%. На выходе будет спирт примерно 70%.
Третий перегон позволит отобрать остатки головных фракций и качественно отсечь хвостовые и остатки промежуточных фракций, за счет высокой спиртуозности в кубе.
Я обычно отбираю еще около 5% головных фракций (ориентируюсь по органолептике), затем отбираю основное тело и прекращаю отбор при первых признаках появления неприятных запахов. Обычно это наступает при температуре 91 градус в кубе.
Плюс метода в достаточно высоком проценте выхода готового продукта при хорошем качестве напитка. Примерно такая технология применяется при производстве ирландского виски (Jameson).
Из минусов для использования в домашних условиях можно отметить риски при перегоне 70%-го спирта. Крайне не рекомендую делать это с нагревом на открытом огне.
Употребление дистиллята
Дистилляты можно выдерживать в бочке, делать настойки или употреблять в “белом” виде. Разумеется, соблюдая норму.
Однако, из-за более высокого содержания примесей, норму следует соблюдать особенно тщательно.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Мой аппарат для прямоточной дистилляции
