Zmywaki kontra wióry

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Zmywaki kontra wióry

Post autor: Akas » 2010-01-02, 00:32

Wstęp

Około roku temu napisałem podobny temat o tytule „Zmywaki kontra sprężynki” link: http://www.bimber.info/forum/viewtopic.php?t=1706
Aktualny temat jest bezpośrednim przedłużeniem tamtych doświadczeń.
Jego celem jest ponowne rozpatrzenie zagadnienia wysokości półki w odniesieniu do zmywaków i tym razem wiórów toczonych z KO.
W skrócie, poprzednie moje badania pokazały, że wysokość półki czy to dla zmywaków , czy dla sprężynek (produkcji Leona) jest zbliżona i oscyluje w okolicy 5cm.
Pojawiły się też pewne wątpliwości mogące podważyć te wyniki. Chodziło konkretnie
o sposób zwilżania , czyli realizację strumienia powrotu. Testy zakończyłem stwierdzeniem, że wyniki nie muszą być obiektywne ponieważ próby nie były przeprowadzane z rozproszonym powrotem destylatu. Tym razem postanowiłem się przyjrzeć tej sprawie bliżej , co opiszę w dalszej części tematu.
Następną kwestią która skłoniła mnie do ponownego przyjrzenia się zmywakom, jest ciągle pokutujące na forum przeświadczenie, że wysokość półki oscyluje dla nich w okolicy 10-13cm, zaś P/V poniżej 1000.
Podejrzewam, że ta zakodowana w pamięci opinia wywodzi się jeszcze z wczesnego okresu funkcjonowania forum, kiedy zmywaki były wściekle atakowane przez Leona promującego własne wypełnienia. Niestety w tym czasie doszło do kilku błędnych, pomiarów P/V zmywaków, przez szanowanych forumowiczów. Błąd nawarstwił się dodatkowo poprzez zbyt słabe ich upakowanie i dezinformacją wynikłą z tabeli umieszczonej na słynnej stronie http://www.homedistiller.org/refluxdesign.htm
Tabela ta porównuje różne wypełnienia i przy nazwie "Stainless Steel Wool Scrubbers" wysokość półki określona jest na 13cm. Ja jednak uważam, że ta nazwa nie odnosi się do naszych zmywaków tylko do jakieś innej wełny stalowej.
Następnym zagadnieniem który mnie skłonił do napisania tego tematu była chęć sprawdzenia alternatywnego wypełnienia dla zmywaków które cechowałaby wykonanie z porządnej stali KO + „rozsądna” cena. W tej chwili uważam, że jedyne co można zarzucić zmywakom to materiał z którego są wykonane. Nie sposób znaleźć jakąś markę , czy dużą serię dostawy, aby była to prawdziwa kwasówka . Jako alternatywę mamy w tej chwili różne wypełnienia komercyjne, które niestety cechuje dość niski P/V, oraz spora cena. Najlepsze są w tej chwili sprężynki wykonane z drutu KO o grubości 0,2-0,3mm. Niestety cena jest jeszcze większa.
Przykładowo gdy chcemy zakupić wypełnienie do przeciętnej domowej kolumny o pojemności 3l, jesteśmy w tej chwili ograniczeni następujących wyborów :
1.Poszukiwanie względnie przyzwoitych zmywaków po hurtowniach za 50-60zł.
2.Wypełnienie fabryczne np. w postaci pierścieni Białeckiego fi 12mm za około 200zł. (ich P/V wynosi niestety 700, więc trudno liczyć aby półka miała mniej niż 10cm)
3.Sprężynki. Można kupić je na allegro u Leona, za około 300zł, jednak w wykonaniu są dalekie od ideału).
4.Wypełnienia z bardzo drobnych siatek. Nie analizowałem dokładnie tego zagadnienia. Wiem, że można zakupić w sklepach wysyłkowych z za oceanu w dobrej cenie siatki miedziane. Wątpliwości budzi jednak ich trwałość. O tanich siatkach z KO nie słyszałem.
5.Wypełnienie pakietowe kolegi Zbyszka 1281. Nie wiem, czy są jeszcze w fazie doświadczeń i czy będą dostępne jako oferta komercyjna.

Na koniec rodzi się pytanie jak to wszystko odnosi się do wióra tocznego z KO?.
Ale o tym będzie w dalszej części artykułu..

Opis sprzętu

To testów użyłem krótkiej kolumny, oraz mojej głowicy puszkowej.

Obrazek

Wysokość kolumny wynosi 25cm , średnica wew. 56mm, wysokość wypełnienia 20cm.
Głowica posiada dwa powroty. Górny został użyty jako powrót centralny, dolny jako powrót rozpraszający. Rozpraszacz zrobiłem z igieł lekarskich.

Obrazek

Kocioł to keg 50l zalany cukrówką 12% i grzany grzałkami elektrycznymi o łącznej mocy 2250W.

Obrazek

Jako wypełnienie zmywakowe użyłem zmywaków „Morana“. O gęstości upakowania 280g/l

Obrazek

Tutaj można sobie poczytać na ich temat. http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... c&start=45

Poniżej widzimy wióry specjalnie wytoczone do tego doświadczenia.
Gęstość upakowania to 380g/l

Obrazek

Metodyka doświadczenia

Na początku wykonałem test dla zmywaków Marana. Na 20cm odcinku kolumny po lekkim rozczochraniu zmieściłem ich 140g, co dało upakowanie o gęstości 280g/l.
Po zagotowaniu 20l cukrówki(12%) odebrałem kropelkowo 200ml przedgonu, zamknąłem zawór i poczekałem na wszelki wypadek 10min, aby uzyskać maksymalną stabilizację temperatury na głowicy.
Temperatura ustabilizowała się na 78,3C. Po ustawieniu odbioru na 20ml/min podniosła się na granicę 78,4-78,5C .W tym przypadku RR szacuję w okolicy książkowego 4:1, lub nawet 4,5:1 . Odebrałem stabilnie 300ml próbki.
Następnie zmieniłem powrót na dolny (ten z rozpraszaczem z igieł. W głowicy puszkowej mogę to łatwo robić otwierając odpowiedni zawór)
Efekt mnie zaszokował. Przy odbiorze 20ml temperatura podskoczyła o 0,2C i ustabilizowała się na 78,6C. Lekko zdezorientowany pomyślałem , że należy całkowicie zamknąć zawór i ponownie ustabilizować temperaturę na głowicy. Niestety i w tym przypadku temperatura głowicy ustaliła się na 78,5C , czyli około 0,2C więcej niż w przypadku początku testu kiedy powrót puszczałem centralnie na zamkniętym zaworze odbioru. Co jest do licha? Rozproszenie miało podnieść rozdzielczość kolumny , a wyższa temperatura na głowicy mówi , że jest wręcz odwrotnie!.
Postanowiłem nie zwlekać i zrobić identyczne pomiary dla wiórów.
Upchałem ich 190g , co dało upakowanie 380g/l.
Ustawiłem powrót na środkowy. Zamknąłem zawór odbioru i poczekałem 10min do pełnej stabilizacji temperatury na głowicy. Następnie analogicznie ustawiłem odbiór na 20ml/min
I odebrałem próbkę 300ml destylatu , w tym czasie temperatura głowicy utrzymywała się stabilnie na 78,7C. Przyszła więc pora przestawić zawór na powrót rozproszony. Byłem ciekaw co się stanie z temperaturą na głowicy. Cholera! Patrzę i jest jeszcze gorzej. Temperatura skoczyła na 79,3C. Zamknąłem zawór i odłączyłem grzałkę 900W. Dalej to samo! Czemu nie spada?
Zirytowany zakończyłem test. Przecież rozproszenie powrotu, miało zadziałać odwrotnie, miało równomierniej zrosić wypełnienie, co powinno się przełożyć na lepszą pracę wypełnienia i zmniejszyć wysokość półki. Co poszło nie tak? . Gdzie popełniłem błąd? . Przecież rozpraszacz sprawdzałem na ciepłej wodzie i idealnie kropelko dozował powrót na wszystkich igłach. Chyba się nie dowiem dopóki nie zrobię ponownego doświadczenia z inaczej rozwiązanym rozpraszaczem.
No cóż dobrze, że chociaż udał się test z powrotem centralnym. Pozwoli to przynajmniej porównać wióry do zmywaków.

Wyniki

Do pomiaru uzyskanych próbek użyłem atestowanego alkoholomierza o zakresie 66%-100%
Alkoholomierz został fabrycznie ustawiony do pomiarów przy temperaturze 15C.
Schłodziłem próbki do zalecanej temperatury i wykonałem pomiar.

Obrazek

Pierwsze zdjęcie dotyczy zmywaków.

Obrazek

Drugie wiórów

Obrazek

Z pomiarów wynika, że zmywaki osiągnęły 92,2%
Zaś wióry 90,3%

Wysokość półki teoretycznej policzyłem metodą , analogiczną jak w temacie „Zmywaki kontra sprężynki.
Użyłem to tego kalkulatora zawartego na stronie http://www.homedistiller.org/refluxdesign.htm
Wystarczy tam wpisać moc początkową cukrówki i numer półki ,a program wyliczy odpowiednie dla każdej z nich stężenie destylatu.
Dla cukrówki 12% wychodzi coś takiego:
1 -półka 57,5%- tempr. wrzenia 92.3°C
2 -81,1% - 79,3°C
3 -87,5% - 78,7°C
4 -90,3% - 78,5°C
5 -91,8% - 78,3°C
6 -92,7% - 78,2°C
7 -93,4% - 78,2°C
8 -93,8% - 78,1°C
9 -94,2% - 78,1°C
10-94,5% - 78,1°C
11-94,7% - 78,1°C
12-94,8% - 78,1°C
13-95,0% - 78,1°C
14-95,1% - 78,1°C
15-95,2% - 78,1°C
16-95,3% - 78,1°C
17-95,3% - 78,1°C
18-95,4% - 78,1°C
19-95,4% - 78,1°C
20-95,5% - 78,1°C
21-95,5% - 78,1°C
22-95,5% - 78,1°C
23-95,6% - 78,1°C
24-95,6% - 78,1°C
25-95,6% - 78,1°C
26-95,6% - 78,1°C
27-95,6% - 78,1°C
28-95,6% - 78,1°C
29-95,6% - 78,1°C
30-95,6% - 78,1°C

Przy okazji umieściłem obok każdej półki temperaturę wrzenia mieszaniny.
Tutaj również skorzystałem z kalkulatora na http://www.homedistiller.org/calc.htm
Wykres temperatury przyda się, gdy ktoś zechcę umieścić dodatkowy termometr gdzieś w wypełnieniu kolumny. Widzimy też ,ze wystarczą 23 półki, aby uzyskać 95,6%
No dobrze policzmy teraz tą półkę.
Musimy porównać nasze wyniki z wykresem, czyli odnaleźć zbliżone wartości procentowe.
Dla zmywaków wychodzi coś pomiędzy 5 a 6 półką , czyli w przybliżeniu 5,4 półki
Dla wiórów wychodzi dokładnie 4 półka.
Musimy teraz odjąć po jednej półce , ponieważ realizuje ją kocioł.
Następnie dzielimy wysokość wypełnienia przez liczbę półek.
Dla zmywaków mamy 20cm :4,4= 4,5cm
Dla wiórów 20cm : 3 = 6,7cm
Wychodzi więc potwierdzenie testów z przed roku w względem zmywaków.
Jeśli chodzi o wióry to widać, że są gorsze , ale i tak wypadły bardzo dobrze. W kolumnie 1,5m jest szansa uzyskać na nich 95,6%.

Gdy już pomierzyśliśmy te półki, powstają następne pytania:
1.Dlaczego wióry osiągnęły gorszą rozdzielczość?
Wynika to po prostu z ich ogólnej ilości w kolumnie co przekłada się na gorszy P/V
Z moich przemyśleń wynika że, wióry mogą uzyskać podobny P/V do zmywaków
Tylko wystarczy ich więcej upakować . I tutaj robią się problemy.
Przykładowo koledzy z forum wiedzą ,że zmywaki można upychać gdzieś do około 300g/l.
Zaś moje wstępne próby pozwoliły upchać wióry na 400g/l.
Gdyby udało się je upakować w ilości około 500g na litr uzyskalibyśmy pewnie to samą wysokość półki co przy zmywakach 280g/l , oraz podobny P/V w okolicy 2300, (a mówiąc po polsku 2,3m2 powierzchni na litr pojemności kolumny).
Mocne ubijanie zmywaków prowadzi do ich zaklepania i powstaniu zatorów w kolumnie.
Wióry są twardsze i mocniej trzymają strukturę. Dzieje się to głównie dlatego ponieważ mają grubszą i szerszą wstążkę. Trzeba więc użyć dużo większej siły, aby upakować je powyżej 400g/l.
2. Czy można więc wytoczyć takie wióry, które miałby podobną szerokość i grubość jak zmywaki i łatwo układały się w kolumnie?
Tak i nie. Szerokość wióra na tokarce można robić dość dowolną, jednak robienie wstążki o szerokości 0,5mm wydłuża mocno czas toczenia. Grubość jest ograniczona posuwem tokarki. Dla większości modeli minimalny to 0,04-0,05mm na obrót i taką najmniejszą grubość wióra możemy uzyskać. Zmywaki są robione z prasowanego drutu i grubość tak powstałej wstążki oscyluje w okolicy 0,025-0,03mm. Dla ciekawskich jak to wygląda podaję link http://scourermakingmachine.com/scourer ... video.html
3.Czy opłaca się więc robić te wióry?
Próbowałem odpowiedzieć na to pytanie w temacie „wióry KO jak sprężynki”
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... nki+kontra
Uważam, że jak ktoś ma darmowy dostęp do tokarki to warto się pobawić. Należy pamiętać, aby ustawić możliwie najmniejszy posuw. W hurtowniach można kupić pręt z KO poniżej 20zł za kg. Przez 4-5h powinno się stoczyć ten 1kg. Uzyskamy wówczas wiór na 2,5l pojemności kolumny. Szerokość wióra nie powinna przekraczać 1mm , powinien on się skręcać w ładne spiralki. Wstążkę należy mocno zgniatać w dłoniach (pamiętajmy o rękawicach) w kłębki i średnicy nieco większej niż rura kolumny.
Poniżej zdjęcia wióra z mojej tokarki.

Obrazek

Obrazek

Obrazek

4.Czy warto ładować do kolumny wiór KO z zakładów produkcyjnych?
To zależy jaki jest to wiór. Jeżeli jego średnia grubość przekracza 0,1mm, szerokość 2mm
moim zdaniem nie warto. Ponieważ będzie bardzo twardy i będą duże trudności z upakowaniem go w kolumnie na sensowny P/V . Za sensowny uważam przynajmniej 1000. Czyli mówiąc po polsku 1m2 powierzchni na litr kolumny. Nie spodziewajmy się wówczas ,że półka takiego wypełnienia będzie mniejsza niż 10cm.

Wnioski

Przykre ponieważ nie udało mi się przeprowadzić doświadczenia z pozytywnym zraszaniem wypełnienia.
Pozytywne ponieważ dowiedzieliśmy się sporo na temat wióra, toczonego specjalnie jako wypełnienie.
Jest to ciekawa alternatywa dla zmywaków i sprężynek. Przy bardzo mocnym upakowaniu jest wstanie z nimi rywalizować pod kątem rozdzielczości. Jego główną zaletą jest to że wiemy z czego go zrobiliśmy, a koszt materiałowy jest bardzo niski .
Jak ktoś ma czas i może za darmo skorzystać z tokarki wyjdzie nawet taniej niż zmywaki.
Cieszy mnie również fakt , że zmywaki potwierdziły swoje walory w kwestii wysokości półki.
Należy jednak pamiętać , że wysokość półki w mocnym stopniu zależy od bardzo wielu czynników. Ma na to wpływ wysokość kolumny. Np. zaleca się stosunek wysokości do średnicy w okolicy 1/8. Później czym kolumna wyższa tym wypełnienie traci na rozdzielczości i może uwidocznić się spływ ściankowy Wysokość półki spada również wraz ze zwiększeniem średnicy rury. Pamiętajmy, że górna część wypełnienia ma lepszą rozdzielczość niż dolna. Stosunek powrotu do odbioru również ma duże znaczenie, zaś szczególnie pod koniec procesu. Moc grzania i prędkość par też wpływają na wysokość półki. Ważna jest odległość od punktu zalewania. Np. grzejąc na 50% wartości zalewania, będzie wyraźna różnica w wysokości półki niż na 90% tej wartości.
To samo wypełnienie może być brudne , pokryte tlenkami i zmieni się wówczas jego zdolność do zwilżania, co może doprowadzić do bardzo dużego pogorszenia jego działania. Jak widać jest to wszystko mocno skomplikowane.
No koniec warto wspomnieć o rozkładzie temperatury w kolumnie. Wynika z tego, że już do 8 półki, czyli mniej niż pół metra termometr o rozdzielczości 0,1C° może pokazywać to samo co na głowicy. Wiec rodzi się pytanie, czy takie termometry nadają się to tego? I czy pomiar temperaturowy tak naprawdę pozwala nam zachować kontrolę nad najlepszym reżimem pracy kolumny? To chyba jednak zagadnienie na odrębny temat. Na koniec powiem tak, czym więcej się dowiaduję, tym trudniej mi to wszystko ogarnąć.

pozdrawiam Akas
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 2 razy.

Awatar użytkownika
kompotZgruszek
50%
50%
Posty: 104
Rejestracja: 2009-01-24, 01:43
Lokalizacja: bimbeland

Post autor: kompotZgruszek » 2010-01-02, 02:14

Dzięki Akas za te eksperymenty trochę się napracowałeś.
Jeśli chcesz, żeby coś było dobrze zrobione, zrób to sam.

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 4738
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2010-01-02, 12:17

:brawo

Rozumiem, że bez igieł na wypełnienie leci taki sam strumień? Zrobiłbym jednak jeszcze porównanie bez tego rozpraszacza...

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2010-01-02, 14:14

CK , oczywiście. To jest identyczny strumień, tylko puszczony raz górnym językiem powrotu (czyli, pojedynczy strumyk skierowany na środek wypełnienia) , lub dolny język powrotu na którym jest zamocowany rozpraszacz.

juru
50%
50%
Posty: 153
Rejestracja: 2008-02-06, 17:55
Lokalizacja: z tamtąd

Post autor: juru » 2010-01-02, 15:17

Na mój chłopski rozum to z rozpraszaczem działanie kolumny ( temperatury oraz spadek %) jest prawidłowe ponieważ mniejsze kropelki spadając na wypełnienie szybciej nagrzewają się do temperatury wrzenia natomiast strumień bez rozproszenia spłynie głębiej przez co zaliczy o kilka półek więcej.
juru

de gustibus non est disputandum

Awatar użytkownika
slim24
50%
50%
Posty: 144
Rejestracja: 2009-12-05, 11:37
Lokalizacja: Polska

Post autor: slim24 » 2010-01-03, 19:38

Zastanawia mnie dla czego kolega użył gęstszego wypełnienia dla wiórów z tokarki. 380g/l to nie jest za dużo? mogła się zalewać.

Awatar użytkownika
darek1k
40%
40%
Posty: 75
Rejestracja: 2008-10-02, 18:41
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: darek1k » 2010-01-04, 11:06

Dzięki za eksperymenty ,kawał dobrej roboty

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2010-01-04, 11:08

Dzięki panowie za miłe słowa.

Slim24 , wióry z tokarki wcale nie są gęstsze. One są tylko blisko dwa razy cięższe i z trzy razy sztywniejsze. Ich P/V przy upakowaniu 380g jest mniejszy niż zmywaków przy 280g. Dlatego właśnie uzyskały gorszą półkę. Przewiewność 380g/l moich wiórów, jest lepsza niż 280g/l zmywaków. Może dałoby się załadować 500g na litr. Wówczas prawdopodobnie miałby podobną wysokość półki jak zmywaki i podobną gęstość "przestrzenną" .

Awatar użytkownika
a_priv
-#Moderator
-#Moderator
Posty: 3144
Rejestracja: 2006-08-25, 08:30

Post autor: a_priv » 2010-01-04, 11:31

Akas pisze: [...] One są tylko blisko dwa razy cięższe i z trzy razy sztywniejsze[...]
To raczej naturalne, gdyż trudno będzie uzyskać skrawaniem takie parametry wióra (grubość i szerokośc wstęgi) jak dla walcowanego drutu. Zmywaki spiralne są właśnie zwijane z takiego rozwalcowanego drutu.

@Akas :brawo

kawał dobrej roboty.


pzdr

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 3 gości