Описание процесса работы с ректификационной колонной:
Сразу договоримся, что речь идет о перегоне из спирта-сырца, который был получен после того, как мы перегнали брагу, и речь идет о ректификации на колонне.
Весь объем того, что выдаст нам колонна, можно грубо разделить на семь частей:
- Головы
- Подголовники
- Тело
- Предхвосты
- Хвосты
- Жирные кислоты
- Ароматная вода
Итак, подробнее рассмотрим, как выглядит типичный процесс работы с ректификационной колонной:
После того, как колонна вышла на рабочий режим и стабилизировалась, начинается отбор голов. Головы отбираются в пленочном режиме и со скоростью 50-100 мл в час. Есть общепринятые значения для приблизительного расчета количества голов в спирте-сырце в зависимости от сырья. Для сахара – это 3-5%, для зерна – 5-8%, для фруктов – до 10%. Когда расчетное значение голов отобрано (так же оно контролируется по запаху), начинается отбор подголовников. Четкой границы, которую можно было бы измерить в домашних условиях, между телом и подголовниками нет. А учитывая, что даже на одном и том же сырье получить такой же спирт-сырец практически не реально, все расчеты будут очень приблизительными.
Следующими идут подголовники. Подголовники – это спирт, но спирт с примесями легких фракций. И, если ориентироваться на показания термометра, то спиртовая полка вроде уже началась. Но если сделать хроматограмму, то на ней можно будет увидеть наличие примесей. Если сырьем были фрукты или зерно, то это наиболее ароматная фракция. При ее отборе скорость отбора и мощность нагрева увеличивается.
Следующее – тело. Объем тела, который необходимо отобрать, рассчитывается ориентировочно как 2/3 от общего объема абсолютного спирта в спирте-сырце. Отбор тела ведется в предзахлебном (эмульгационном, его называют по разному) режиме со скоростью, которую позволяет колонна.
За телом следуют предхвосты, или спирт с примесями тяжелых фракций. Здесь, как и в случае с подголовниками, тоже нет четких границ. Уменьшается скорость отбора на 30-40% от скорости отбора тела и снижается мощность, чтобы не допустить захлеба колонны. Дальнейшее зависит от того, что необходимо получить на выходе. Если сырье – сахар, то спирт уже не самый чистый. Если это фрукты или зерно, то здесь много ароматов.
Далее начнет подниматься температура в 2/3 царги, так как спирт в этот момент уже имеет достаточно примесей, чтобы показания температуры изменились. В 2/3 температура будет плавно подниматься, а в паровой зоне не изменится. Как только повысится температура в зоне пара вверху колонны, отбор этой фракции прекращается. Полученную фракцию можно пустить на следующую ректификацию, если это сахар, если другое сырье, то нужно принимать решение, исходя из целей.
Далее идут хвосты. Они горькие и вонючие.
За ними идут ЖК, если брага была на зерне, и ароматные воды, если на фруктах.
Как можно заметить, процесс ректификации не прост, и занимает много времени. При этом, не смотря на то, что все расчеты достаточно приблизительны, они позволяют нам автоматизировать отбор тела и не допустить попадания в него хвостов, если мы сможем разделить на несколько емкостей головы, подголовники, начало тела, тело, конец тела, предхвостья, хвосты, и следующие за ними фракции (если они необходимы), а так же научиться отслеживать подход хвостов, ориентируясь по температуре пара.
Собственно, описанный процесс и подход с автоматическим разделением по разным емкостям взят за основу автоматики для ректификации и дистилляции “Самовар”.
Процессы дистилляции и ректификации занимают много времени. В процессе работы колонны могут выделяться легковоспламеняющиеся пары спирта и различных примесей, что приводит к тому, что за колонной нужно внимательно следить. Так же необходимо очень точно соблюдать условия отбора, чтобы не допустить захвата голов и хвостов, которые не только отрицательно влияют на качество итогового продукта, но еще и могут отрицательно повлиять на здоровье.
Эти, и другие факторы привели к пониманию, что процесс отбора необходимо контролировать, а еще лучше – автоматизировать. Да так, чтобы это было безопасно и удобно в эксплуатации. С этого момента и началась история Самовара. Основное допущение, которое сделано при проектировании Самовара – он может гарантировать результат, который в состоянии обеспечить ваше оборудование. То есть, если ваша колонна не в состоянии обеспечить качественного разделения фракций, Самовар не сможет сделать продукт лучше.
Самовар может вас избавить от рутины, предложить удобное управление процессом ректификации или дистилляции, а так же отключить процесс в случае, если что-то пошло не так. Например, выключили воду, отключили электричество, произошло захлебывание колонны – все эти ситуации Самовар может отработать, а так же оповестить вас о происходящем удаленно.
Так же у Самовара есть еще два режима работы: режим дистилляции, и режим “Пиво”.
В режиме дистилляции вам достаточно подключить датчик температуры в кубе, и задать в настройках, до какой температуры вести дистилляцию. Если вы подключите клапан на воду или насос на воду, и датчик температуры воды, Самовар так же сам включит воду охлаждения, будет контролировать, чтобы температура воды оставалась в заданных пределах (если используется насос) и выключит ее, когда завершится процесс.