Zalewanie kolumny - testy

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 10:00

W czasie świąt zrobiłem kilka testów na zmywakach.
Wys. wypełnienia 10 cm, ubicie 270g/l, wsad 30%, zalanie nastąpiło przy mocy 1280W, czyli 45W/cm2. Optymalna moc grzania to 1024W czyli 36W/cm2.
Wysokość półki to 5cm przy pełnym refluxie i 10 cm dla 5/1. Wynik świadczy o 2 razy lepszych parametrach dla sprężynek, dodatkowym atutem jest wyższa moc zalania, czyli możemy pracować z większymi prędkościami odbioru. Potwierdził się również skok ciśnienia w kegu w momencie zalania kolumny. Dla mocy w przedziale 480W- 1120W przyrosty słupa cieczy były 3-4 mm, to zmiana z 1120 na 1280 da?a skok 25mm.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 10:02

@All
Wszystkiego Najlepszego w Nowym Roku dla Wszystkich Forumowiczów.
A teraz do rzeczy, w czasie świąt udał mi się przeprowadzić kilka doświadczeń i wyniki są następujące:
Obrazek

Obrazek

Moc destylatu jest w tym przypadku reprezentowana poprzez temperaturę par na głowicy, wszystkie pomiary zostały przeliczone do temperatur w ciśnieniu normalnym, próbki destylatu pobrane w trakcie badań, potwierdziły prawidłowość założeń.
Wnioski:
1. właściwy dobór mocy grzania jest krytycznym elementem pracy całej kolumny
2. lepiej jest pracować przy wyższych mocach, nawet w pobliżu mocy zalania.
3. różnica pomiędzy mocą optymalną a najgorszą to tylko 6W/cm2
4. Teoria, że początkujący powinni pracować z małymi gęstościami upakowania jest bzdurna, nie widzę w tym żadnego sensu.
5. Bardzo istotnym jest równe upakowanie zmywaków, utworzenie stref o różnym zagęszczeniu nie pozwoli na opanowanie kolumny.
6. Kolumna zasilana mocą tuż poniżej optymalnej wpada w oscylacje, zmiany temperatury mogą sięgać nawet 1st. C, okrest tych oscylacji to ok. 1-2min
7. moc wsadu ma niewielki wpływ na parametry pracy kolumny (to trzeba jeszcze zbadać dokładniej)
8. sprężynki kol. Pilipka nadaj? się do celów bardziej przemys?owych, gdzie zale?y nam na szybkiej destylacji, a nie koniecznie na jako?ci.

Bardzo proszę kolegów, którzy mają odpowiednie możliwości o sprawdzenie i potwierdzenie, lub też nie, przedstawionych wyników. Dotyczy to głównie punktu 7. Osobną kwestią będzie wyznaczenie właściwych mocy przy różnych R/R, tym zajmę się później, chwilowo muszę przerwać badania, bo moja Ukochana zaczyna mieć już dość.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:02

Tak szybko przeliczyłem tempr. z wykresu Inżyniera na półki i wynik mnie zaszokował.
Wychodzi na to, że sprężynki plipka w pewnym zakresie mocy mają półkę około 12cm.
U mnie w najgorszym wypadku wyniosła ona 3,6cm a w najlepszym poniżej 2cm.

Niesamowicie dobrze wyglądają wykresy dla zmywaków. Przy upakowaniu ich na wys. 20cm, wykres temperatury schodzi na 78,7°C, a to powinno się przełożyć na co najmniej 93% etanolu, co znowu przekłada się na 6 półek teoretycznych. Co daje wysokość jednej półki 3,3cm.
link do tabeli temperatury wrzenia:
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... ght=#71831

Zastanawiające są też momenty zalewania dla zmywaków. Z wykresów wynika, że zalewa je w okolicach 70-80W/cm2. Są to dziwnie niskie wartości.
Muszę zrobić testy porównawcze, ponieważ różnice w wynikach moich i Inżyniera są bardzo duże i trzeba tą zagadkę jakoś rozszyfrować. Musimy tylko ustalić z Inżynierem konkretne parametry kilku testów, ponieważ mierzyć alkoholomierzem nie jest wstanie objąć czasowo tak szerokiego zakresu.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

cemik1

Post autor: cemik1 » 2012-02-24, 10:03

Najpierw chciałbym podziękować za włożoną w eksperyment pracę. Nie chciałem opisywać swoich wrażeń na gorąco więc robię to dzisiaj. Z częścią wniosków się zgadzam ale:
inżynier pisze:...Moc destylatu jest w tym przypadku reprezentowana poprzez temperaturę par na głowicy...
1. właściwy dobór mocy grzania jest krytycznym elementem pracy całej kolumny
Pełna zgoda
inżynier pisze:2. lepiej jest pracować przy wyższych mocach, nawet w pobliżu mocy zalania.
Skąd ten wniosek? Przecież dla niższych mocy była też niższa temperatura czyli większa zawartość alkoholu czyli lepszy destylat. Chyba, że inaczej rozumiemy słowo lepiej.
inżynier pisze:3. różnica pomiędzy mocą optymalną a najgorszą to tylko 6W/cm2
Zależy to trochę od wypełnienia i dochodzi do 10W/cm2 a nawet więcej w przypadku sprężynek.
inżynier pisze:4.Teoria, że początkujący powinni pracować z małymi gęstościami upakowania jest bzdurna, nie widzę w tym żadnego sensu.
5.Bardzo istotnym jest równe upakowanie zmywaków, utworzenie stref o różnym zagęszczeniu nie pozwoli na opanowanie kolumny.
Tu jest właśnie sens początkowej pracy z mniejszymi gęstościami wypełnienia. Do równomiernego ubicia zmywaków potrzeba nieco praktyki. Wypełniając luźniej pozostawiamy szerszy margines błędu na lokalne przewężenia, które w konsekwencji mogą prowadzić do niestabilności i zalewania kolumny. Siatka czy sprężynki uwalniają nas od tego problemu.

Część testów (zmywaki, siatka miedziana) mogę powtórzyć. Nie jestem jednak pewien, czy celowe jest wykonywanie ich dla tak małej wysokości wypełnienia. Obawiam się, że przy małej ilości półek istotnego znaczenia zaczynają nabierać te wytwarzane przez kocioł, deflegmator... W końcu i tak będziemy pracować docelowo na pełnej wysokości i może właśnie taki obiekt należałoby badać (oczywiście też z rzeczywistym a nie pełnym refluksem)? Inny układ pomiarowy daje nam tylko pewne przybliżenie a chodzi nie o dane do pracy magisterskiej a dobranie optymalnego trybu pracy posiadanego sprzętu.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez cemik1, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 10:03

@Cemik1
Jeszcze dzisiaj podam wykresy pokazujące jak zmienia się wysokość półki w przy R/R=4/1, to wyjaśni dlaczego użyłem słowa "lepiej"
Badanie całej wypełnionej kolumny jest dość dużym problemem, bo nie mamy narzędzi pomiarowych zdolnych do wychwycenia różnic pomiędzy 20 a 30 półkami.

Odnośnie luźno upchanych zmywaków, to uważam, że łatwiej zrobić z nich pakiety o dokładnej gramaturze, niż pracować na luźno upchanych, bo to nic nie daje.

Odnośnie sprężynek kol. Pilipka, to przebadałem tylko te o największej mocy zalewania i wyniki są takie jakie są.

Generalnie ponawiam jeszcze raz prośbę o przebadanie wypełnień przez innych kolegów i podanie FAKTÓW, a nie przypuszczeń.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5058
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2012-02-24, 10:04

stratos pisze:
magas37 pisze:Jestem zmęczony i nie bardzo chwytam , jutro sobie przeczytam , na spokojnie


Gdy się ma dokładny wpływ na temperature zacieru, można dostrzec iż pary wcale nie ruszają tak gwałtownie w góre kolumny jak to jest opisywane
I tak utrzymując temperaturę (wklepując w termoregulator) np. 40 stopni, pary dotrą gdzieś na wysokość 70cm i tam pozostaną. Kolumna od dołu będzie bardzo gorąca, a gdzieś na wysokości końca wypełnienia staje sie zimna z bardzo wyraźnym podziałem. W takich warunkach pary oczywiscie nie docierają do miejsca odbioru i nic nie kapie, jednak kolumna już nam pracuje i cały czas oczyszcza i wzmacnia etanol

Gdyby w tym momencie przełączyć sterowanie na drugi termoregulator, który nie bierze pod uwage temperatury kolumny tylko temperaturę zacieru i pozostawić wartość odczytywanej temperatury zacieru jako temperaturę zadaną, to po czasie okaże się że kolumna przy cały czas tej samej temperaturze zacieru staje sie zimna coraz nizej. Po godzinie np. kolumna będzie goraca tylko do wysokości powiedzmy 30cm. Swiadczy to o tym że etanol odparował z zacieru który już nie wrze tak gwałtownie w zadanej temperaturze i parą brakuje impetu aby wzbił się w wyższą część kolumny

Rodzi się pytanie. Etanolu nie odebraliśmy, nie ma go też w zacierze więc gdzie się znajduje? A no jest on w zmywakach i cały czas podlega oczyszczaniu (wlanie w moją kolumne strzykawki 20cm3 wody z góry, nie powoduje wypłynięcia wody z dołu)

Gdy podniesiemy temperature zacieru o 0,1 stopnia, znowu temperatura kolumny zacznie rosnąć na coraz dłuższym jej odcinku do momentu ustabilizowania się. To czy nagrzeje się do miejsca odbioru zale?y od nastawionej temperatury

W ostatnich testach zależało mi na sprawdzeniu uzysku z 1kg zboża i nie przykładałem większej wagi do mocy destylatu. Moc jednak w prosty sposób odzwierciedla zawartość zanieczyszczeń - pogonów. Dla tego wolniej prowadzona destylacja daje nam produkt finalny o lepszej jakości. Można też przeciągać wyrób kilka razy aby podniesc jego jakość, ale tylko dla tego jest ona nie wystarczająca bo za kazdym razem odbiór być prowadzony za szybko

Nie odbierałem jeszcze przedgonów na tej kolumnie, za to z ilością pogonów można zejść do 15-25cm3. I ta ilosc jest nie zależna od ilości zacieru tylko od pojemności zmywakowej kolumny. Czyli od momentu w którym zauważymy pierwszy spadek mocy destylatu, do momentu w którym z odbioru zaczyna kapać woda uleci tego strzykawka. Tak na prawde to pod kolulną powinien być zawór. Jeśli zauważymy spadek mocy to zawór zamykamy i wyłączamy grzanie
Wylewamy wywar i zalewamy świeży zacier. Dopiero teraz otwieramy zawór pod kolumną z którego wykapie nam woda etanol i smrody, które to znowu poddamy destylacji, jednak bez najmniejszej straty etanolu

Przedgony

Rozmyslania i testy zaprowadziły mnie w prawie slepy zaułek. Literatura podaje że w stosunku do etanolu Może ich być 0,5% w spirytusie.
Niestety nigdzie się nie dopatrzyłem jaki procent stanowią one w zacierze. Można przypuszczać że wartość ta będzie wynosić nie wiecej jak 0,1 %

Odbieranie przedgonu jest dokładnie tym samym co odbieranie etanolu z zacieru w którym to jego stężenie spadło do 0,1%. Normalnie nikt nie wnika i zwyczajnie gdy w zacierze zostaje 0,5% etanolu przerywa destylacje. Ale tu nie można tego zrobić i wszystkie smrodki przedgonowe lądują w naszym urobku. Dla tego rozmyślania nad problemem podsunęły myśl aby maszynka posiadała dwie kolumny. Ta druga służyła by wyłącznie do odbioru przedgonu
Czyli uruchamiamy grzanie i otwieramy zawór pod kolumną do obioru przedgonu. Temperature zacieru ustalamy tak aby kolumna była rozgrzana do dwóch trzecich swojej wysokosci. Zostawiamy maszynke w tym stanie na dwie doby. Nastepnie zamykamy zawór pod kolumna przegonów i otwieramy pod kolumnę własciwą

Ale na bazgrałem tego :oops:

ps. w polmosie w Białym Stoku mają 6 kolumn i łącznie 180 pólek
Ostatnio zmieniony 2012-02-25, 12:30 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 5 razy.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 10:05

Witam kolegów,

Pojawiające się pytania mobilizują do dalszych badań, dlatego postanowiłem sprawdzić jak to jest z tą jakością w przypadku małych mocy grzania, jak również sprawdzić, co się dzieje dalej przy wyższych mocach. Najpierw sprawdziłem zmywaki 270g/l, 18cm, a później sprężynki Zbyszka w układzie pełny powrót, w zestawieniu z R/R =4/1. Wyniki są tutaj:

Obrazek

Widoczne podwójne linie oznaczają pulsacje temperatury, charakterystycznym jest, że występują one praktycznie w tym samym zakresie mocy dla różnych wypełnień, mogło by to oznaczać, że są charakterystyczne dla danej średnicy kolumny. Niektórzy koledzy mają z tym problem, ostatnio pisał o tym kolega Wiesgaj w temacie: http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... sc&start=0
Z wykresów widać, że jest to zjawisko normalne i wystarczy zwiększyć moc grzania i zjawisko zanika, co istotniejsze, wystąpienie pulsacji świadczy o najgorszym z możliwych zakresów mocy grzania.

Analizując dalej wykres widać, że sprężynki Zbyszka przy odbiorze z R/R 4/1 mają optymalny punkt dla mocy 75W/cm2 i wynik jest minimalnie gorszy niż dla pełnego refluksu, oraz to, że teoretycznie kolumna pracuje najlepiej przy małych mocach.

Badanie przeprowadziłem dla 20cm sprężynek Zbyszka z próbą odbioru destylatu przy małej mocy i porównaniu wskazań alkoholomierza z pomiarem temperatury.

Obrazek

No i lekki zonk, przy wysokości 20 cm, potwierdziły się maxima, natomiast minimum wyszło w 100W/cm2 w stanie zalania kolumny, pomiary przeprowadzałem dwukrotnie raz przy stężeniu 10% w kegu, drugi raz przy 8%. Przed każdym kolejnym minimum występował skok ciśnienia w kegu, aż do 14cm słupa etanolu przed największym spadkiem.

Udojenie próbki przy mocy 16W/cm2 trwało prawie godzinę, jakakolwiek próba zwiększenia szybkości odbioru, kończyła się wzrostem temperatury dość znacznym, w efekcie uzyskałem próbkę o mocy 94,6% co odpowiada temp. 78,48, różnica wynika prawdopodobnie z tego, że przy tak małej ilości par wpływ otoczenia na pomiar zaczyna być widoczny, próbka pobrana dla punktu 100W/cm2 wykazała moc 95,3%

Wnioski:
1. teoretycznie można pracować z małymi mocami, efekt jest niezły jakościowo, ale trzeba uzbroić się w cierpliwość, a i tak efekt końcowy jest gorszy od możliwego do uzyskania na danej kolumnie przy optymalnym wysterowaniu.
2. zdecydowanie najlepszą rozdzielczość kolumna uzyskuje przy mocach niewielkiego zalania, tłumaczyć to można pełną wymianą para-ciecz w całej objętości (kierowanie refluxu na środek wypełnienia nie ma wówczas większego sensu, jak również wszystkie kombinacje kierownicami refluxu wewnątrz kolumny )
3. błędem jest stabilizacja kolumny przy zmniejszonej mocy
4. potwierdza się poprawa pracy kolumny w zależność średnicy kolumny do jej wysokości, znaczy to, że dla małych wysokości wypełnień trzeba pracować na mniejszych średnicach, co powoduje konieczność przeprowadzenia powtórnych pomiarów dla zmywaków i sprężynek kol. Pilipka, być może ich optymalne moce są dużo większe, niż te którymi dysponowałem przy kolumnie 60
5. Dobranie optymalnej mocy dla danej kolumny nie jest łatwe, wymaga precyzyjnego sterowania mocą grzania, ale z drugiej strony daje niesamowite możliwości i zdecydowane zmniejszenie HETP.
6. Wynik na poziomie 100w/cm2 potwierdził się u jednego z kolegów, który ma kolumnę 81 i przy mocy grzania ~5900W uzyskuje dobroć powyżej 97% (dyskusja w temacie: http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... c&start=15 )
7. Pozostaje jeszcze określić przebieg powyższych funkcji dla różnych R/R, część danych już mam, ale do pełnego obrazu, to jeszcze daleka droga.

Czekam niecierpliwie na doświadczenia przeprowadzone przez innych kolegów, uzyskanie podobnych wyników mogłoby zaowocować powstaniem jednolitej instrukcji optymalnego sterowania kolumną. Byłby to punkt wyjścia do dalszych prac nad różnymi rozwiązaniami głowic i systemów LM/VM, bo jak na razie to efekt końcowy może bardziej zależeć od mocy grzania niż od czegokolwiek innego.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:06

Straty cieplne

Przeprowadziłem dwa testy mające pokazać, ile tracimy energii nie ocieplając kotła.
Użyłem do prób keg 50l, grzanie elektryczne, regulator mocy , 20l zalewu cukrówki 11%
Ocieplenie dwie kurki + koc
Temperatura otoczenia +2°C

Obrazek


1. Próba polegała na odebraniu metodą pot-still 0,5l urobku przy mocy 2050W
a) bez ocieplania trwało to 487s
b) z ocieplaniem 354s

Czas jak widać skrócił się o 133 s, czyli o 27%.
Oczywiście, urobek z pierwszego pomiaru wlałem z powrotem do kega, aby nie przekłamać drugiego pomiaru.

2. Druga próba polegała na znalezieniu punktu zalania dla nowych sprężynek @plipka1 przy pełnym powrocie.
a) przy kegu nieocieplonym zaczątki zalewania pojawiły się przy mocy 2050W
b) przy kegu ocieplonym przy mocy 1500W

Jak widać różnica wyniosła 550W, czyli zyskaliśmy 27% energii.

Keg ma około 8000cm2 powierzchni przez którą promieniuje ciepło.
Rura przeciętnej kolumny ma pow. 2500cm2.
Jak widać ocieplenie samej rury nie daje dużych oszczędności (pod warunkiem, że nie jest wykonana z miedzi)
Pomiary pokazały też jak może zmieniać się próg zalania w zależności od strat cieplnych.

W następnym poście opiszę ile ml/min etanolu produkuje mój kocioł w zależności od tempr. wrzenia surówki.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 2 razy.

cemik1

Post autor: cemik1 » 2012-02-24, 10:06

To zależy od materiału rury. Miedziane należy ocieplać bezwzględnie. Starty mocy mogą sięgać w nich 500W dla typowych wymiarów.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez cemik1, łącznie zmieniany 1 raz.

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:07

@Cemik1, masz na myśli straty z samej rury przy grzaniu 2000W?

[ Dodano: 2011-01-19, 16:11 ]
Poniżej przedstawiam ile etanolu na minut? produkuje mój ocieplony kocioł w zależności od temperatury wrzenia surówki.
Tabela jest przeliczona do 1000W mocy. Zrobiłem to celowo, aby każdy mógł sobie łatwo ją przeliczać do swoich kotłów.
Objaśnienia:
Pierwsza kolumna to tempr. wrzenia zalewu
Druga to procentowość zalewu
Trzecia to ilość produkowanego etanolu na minutę w przeliczeniu na 1000W grzania

83C--50%--41ml/min
84C--40%--41ml/min
85C--34%--38ml/min
86C--29%--36ml/min
87C--26%--34ml/min
88C--23%--32ml/min
89C--20%--29ml/min
90C--18%--27ml/min
91C--16%--24ml/min
92C--13%--21ml/min
93C--11%--19ml/min
94C--10%--16ml/min
95C--8%---13ml/min
96C--6%---11ml/min
97C--4%---8ml/min
98C--3%---6ml/min
99C--1%---3ml/min

Jak przeliczać tą tabelę dla innych kotłów?
Przykładowo: grzejemy 3000W, mamy nieocieplony keg, tempr. otoczenia to kilka °C, zaleliśmy cukrówką 16%
1. wybieramy z drugiej kolumny 16%.
2. Produkcja dla ocieplonego kotła w tym wypadku to 24ml/min na 1000W
3. mnożymy 24x3= 72ml
4. Mnożymy 72x0,75= 54ml/min
Kocioł, więc w tym momencie produkuje około 54ml/min etanolu.
Współczynnik 0,75 to oszacowane z grubsza straty cieplne. Trochę jest to trudne do oszacowania ponieważ duży wpływ ma tempr. otoczenia.
Można takie obliczenie zrobić dla całego interesującego nas zakresu.

Do czego mogą przydać się te obliczenia?
Mogą one być przydatne do ustawienia odpowiedniego RR w zależności od temperatury w kotle.
Ktoś mógłby powiedzieć po co?. Przecież sprawdzamy w danym momencie ile produkuje nam spirytusu głowica i ustawiamy refluks na 1:5 i to wszystko
Niestety to co wyłania się z moich doświadczeń wygl?da inaczej.
Otóż dobrze ocieplona i ustabilizowana kolumna produkuje cały czas niemal tą samą ilość spirytusu na minutę. Dla 1000W jest to około 70ml/min.
Nieważne czy w kegu mamy zalew 20%, czy 5%.
Jeżeli będziemy się sugerować tym co wylatuje z głowicy w pewnym momencie (a dokładnie przy około 95C w kegu) Możemy więcej odbierać niż produkuje keg. skutek będzie taki, że dolna część wypełnienia będzie się zalewać wodą, zaś czujnik tempr umieszczony 40cm wyżej będzie pokazywał stabilną tempr spirytusu. Woda będzie stopniowo się przesuwać do góry. W zależności od jakości wypełnienia może dotrzeć 30cm poniżej głowicy, a tempr. na niej będzie pokazywać, że jest wszystko Ok. Rodzi się więc pytanie jak ustawia? RR? Moim zdaniem trzeba pilnować, aby odbiór w danej chwili stanowi? 1/3 tego co produkuje kocioł. Można pracować nawet na 1/2 i z mojego doświadczenia też jest dobrze. Jeżeli dokładnie przyjrzymy się tym zależnościom zauważymy duże rozbieżności z słynnym RR 1:5.

Zobaczmy jak to wygląda na przykładzie. Weźmy stan z tabeli 96C--6%---11ml/min.
Podstawmy to pod 2000W z nieocieplonym kegiem , wychodzi (2x11)x0,75= 17ml/min.
głowica będzie w tym czasie produkować około 100ml/min, więc mając ustawiony RR 1:5 będziemy odbierali 20ml/min, czyli więcej niż produkuje, kocioł.
Mało tego że kocioł już nie nadąża, to już dłuższy czas przed tym kolumna dostaje niewiele więcej etanolu niż go odbieramy. HEPT w dolnej części kolumny jest już od dawna zmniejszony i kolumna traci rozdzielczość, wchodzą do niej pogony, a my nic o tym nie wiemy. Nawet czujnik w połowie kolumny przy dobrym wypełnieniu pokaże to zjawisko dużo za późno. To co piszę podwala zasadność prostego ARC.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 10:08

Akas pisze: Otóż dobrze ocieplona i ustabilizowana kolumna produkuje cały czas niemal tą samą ilość spirytusu na minutę. Dla 1000W jest to około 70ml/min.
Nieważne czy w kegu mamy zalew 20%, czy 5%
tutaj mam nieco inne spostrzeżenia, pracując ze stałym strumieniem refluxu, zarówno stosując sterowany deflegmator, czy zawór na refluxie, obserwuję malejący strumień odbioru wraz z ubytkiem etanolu w kegu
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:09

Mam w głowicy przepływomierz, przy pomocy dwóch zaworów mogę ustawić stały poziom w przezroczystej rurce. Gdy proces prowadzę z refluksem względem kotła 1/2 nie zauważam przez niemal cały przebieg zmian poziomu. Zmniejsza się on owszem pod sam koniec procesu i to niewiele. Uważam, że twój system bez wsparcia sterowania mocą samoistnie nie ustawi się odpowiednio do tego co produkuje kocioł. A już szczególnie będzie miał dużą trudność samoistnym odcięciem pogonów. Owszem może to zrobić, ale to takie strzelanie na ślepo i nie koniecznie utrafi w odpowiedni moment. Uważam, że twój system jest kompletny i bardzo dobry pod warunkiem uporania się z parami penetrującymi wężyk odbioru, oraz ze wsparciem oprogramowania sterującego moc? grzania.

Przemyślałem to jeszcze raz i uważam, że rację mamy obaj. Twój system działa właśnie dlatego, że głowica produkuje przez cały czas "niemal" to samo. Chodzi właśnie o to "niemal" tu jest sedno sprawy. Trudno to dostrzec na przepływomierzu, ale przelew jest bardziej czuły i temu działa
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

cemik1

Post autor: cemik1 » 2012-02-24, 10:09

Te straty mocy były mierzone gdzieś na południowej półkuli a wyniki prezentowane na tamtejszym forum. Wychodziło, że dla dwucalowej półtorametrowej rury miedzianej to około 300 do 500W zależnie od mocy grzania.
Mam jeszcze pytanie o ilość etanolu, który przedstawiłeś. Czy jest to czysty (96+) etanol, czy też produkt wprost jak z potstila? W poprzednim bowiem poście pisałeś o potstilowej właśnie metodzie. Nie za bardzo sobie bowiem wyobrażam, jak można prosto zmierzyć całkowitą ilość produkowanego w kolumnie czystego etanolu. Oczywiście dwa przepływomierze (lub przynajmniej jeden na refluksie i menzurka na odbiorze) załatwiałyby sprawę ale taki układ jest nieco skomplikowany.
I taka jeszcze jedna dywagacja dotycząca ustawiania refluksu. Nie jest to takie proste jak się z pozoru wydaje. Inna jest przecież objętość cieczy (po skropleniu) produkowanej przez kocioł (alkohol+woda) a inna jest suma refluksu i odbioru przy stabilnej pracy (tylko etanol). Którą z tych wartości mierzymy właściwie przy braku refluksu (np. całkowicie otwarty zawór odbioru w systemie LM)? Czy jest różnica dla kolumny ustabilizowanej (stosunkowo krótkie otwarcie) i dla długiego czasu pomiaru (wyraźny spadek temperatury w głowicy)? No i na koniec, którą wartość przyjąć dla ustalania współczynnika refluksu? Może to jest tylko takie poranne gderanie przed wypiciem kawy ale daje pole do dalszych badań i analiz.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez cemik1, łącznie zmieniany 1 raz.

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:09

cemik1 pisze:.
Mam jeszcze pytanie o ilość etanolu, który przedstawiłeś. Czy jest to czysty (96+) etanol, czy też produkt wprost jak z potstila? W poprzednim bowiem poście pisałeś o potstilowej właśnie metodzie. Nie za bardzo sobie bowiem wyobrażam, jak można prosto zmierzyć całkowitą ilość produkowanego w kolumnie czystego etanolu. Oczywiście dwa przepływomierze (lub przynajmniej jeden na refluksie i menzurka na odbiorze) załatwiałyby sprawę ale taki układ jest nieco skomplikowany.
.
Przedstawiłem , 100% etanol. Oparłem się na podobnej metodzie jak przy robieniu poprzedniej tabeli
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... c&start=30
Jednak zauważyłem w niej spore niezgodności z tym co uzyskuję w rzeczywistości. Zrobiłem więc specjalnie destylację potstillową i wykonałem kilka pomiarów odbierając próbki 0,5l. Następnie naniosłem poprawki i przeliczyłem cały zakres od nowa. Robiłem to w krokach co 1°C i uśredniałem. dokładniej wyszłoby w krokach 0,1°C.

Jak przyjrzysz się mojej głowicy puszkowej, zauważysz taką pionową rurkę silikonową. Do tej rurki spływają wszystkie skropliny z skraplacza. Jest ona połączana na dole z zaworem podwójnym. Jedna iglica reguluje przepływ odbioru druga powrot. Można dzięki temu ustawić odpowiednią wysokość słupa cieczy w rurce. Ustawienie odpowiedniego "nadrefluksu" pozwala prowadzić niemal cały proces bez kręcenia tymi zaworami.
Zaznaczam poziom przepływu kreską markera i widzę ile spada w czasie procesu. Nie jest to pomiar ilości przepływu ponieważ nie mam skali i odpowiedniej kryzy (ale jest to do zrobienia). Widzę jedynie czy poziom spada czy stoi. W tym systemie są możliwości zmierzenia temperatury skroplin. Mają one około 65°C.
Mając takie dane można pokusić się o dobranie odpowiedniej kryzy i zrobić dokładny przepływomierz skalibrowany pod tą temperaturę. Nie wiem czy tego nie zrobię w następnym teście. Mogę też wydłużyć "szyję" głowicy, aby wydłużyć kilkukrotnie przepływomierz. Pozwoliłoby to kilkukrotnie poprawić rozdzielczość pomiaru.
Dałoby to pełny obraz w postaci dwóch wykresów dla kotła i głowicy.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

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

Post autor: Akas » 2012-02-24, 10:11

Na prośbę Inżyniera, przeprowadziłem test mający na celu sprawdzenie co się dzieje z ciśnieniem w kegu podczas prowadzenia rektyfikacji. Posłużyłem się jego metodą polegającą na mierzeniu zmian poziomu cieczy w wężyku podłączonym do zbiornika w postaci syfonu.

Obrazek

Próbę robiłem na sprężynkach @plipka1 (większych). Wsypałem ich do szklanej kolumny 15cm.
Obrazek

Keg być dobrze ocieplony. Zalew stanowiła cukrówka 20l- 11%.
Obrazek

Na początku testu znalazłem moc potrzebną do zalania wypełnienia. Następnie zmniejszyłem j? o 100W, aby zalanie zanikło i markerem zaznaczyłem poziom cieczy w wężyku.
Podczas ponownego podniesienia mocy do poziomu zalania, poziom w wężyku podniósł się o 6mm. Następnie rósł wraz podnoszeniem się poziomu zalania kolumny. Po osiągnięciu 10cm i 5cm słupa cieczy w wężyku, wyłączyłem grzanie. Poziom wężyku szybko spadł poniżej kreski bazowej o 2,5cm.
Myślę, że potwierdza to wyniki Inżyniera.
Można zauważyć, że zjawisko zalania dużo dynamiczniej podnosi ciśnienie w kotle, niż stopniowe zwiększanie mocy poniżej progu zalania.
Sprawdzał?em też co się dzieje z tempr. na głowicy.
Przy grzaniu 750W mia?em 77,8°C
Przed zalaniem i mocy 1350W -77,6°C
Przy dużym zalaniu i mocy 1450W - 77,7°C

Jak widać zbyt mocno się ona nie zmieniała.

Podczas tych prób odbierałem też próbki do pomiarów %.

Przy poniższych mocach uzyskałem następujące wyniki:
750W - odbiór 5,5ml/min-uzyskałem 93% co przek?ada się na 5,5 półki teoretyczne
1350W- odbiór 10ml/min, tuż przed zalaniem - 94%- (7,5 półki)
1450W- odbiór 10ml/min przy stabilnym cztery centymetrowym słupie zalania- 94,3% - (8,5 półki)

wysokość półki teoretycznej dla tych sprężynek wahała się więc 18-27mm.
Można też zauważyć, że najlepszy HETP uzyskały przy całkowitym zalaniu.
Nie chciałbym jednak wyciągnąć z tego zbyt pochopnych wniosków i mówić, że jest to dowód, że należy pracować w zalaniu. Moje obiekcje przedstawię w dalszej części postu.
Poniżej przedstawiam zdjęcia z poszczególnych pomiarów:

Obrazek

Obrazek

Obrazek

Przy okazji mierzy?em tempr strumienia powrotu. (przyjrzyjcie się w??ykowi :D )
Zdj?cie poniżej pokazuje jak umie?ci?em czujnik temperatury.

Obrazek

Przy 750W wynosiła ona 65,8°C
Przy 1350W 66,8°C
Przy 1450W 67,2°C

Jak widać temperatura powrotu dość mocno odbiegała od temperatury par spirytusowych.
różnica dochodziła do 12°C.
Chciałbym teraz zwrócić uwagę na dwa przypadki pracy kolumny.
Jeden to tuż przed zalaniem, a drugi na zalaniu z kilkucentymetrowym słupem bulgoczącego spirytusu.
W pierwszym przypadku strumień trafia centralnie na sprężynki i prawdopodobnie je ochładza centrum wypełnienia, w drugim przypadku trafia na słup cieczy i miesza się z niż.
Możemy podejrzewać, że taki zimny strumień powinien zakłócić pracę wypełnienia co powinno odbić się na wysokości HETP.
W drugim przypadku strumień trafia na kilku centymetrowy słup zalania, jego tempr uśrednia się z gotującą cieczą i następuje naturalne rozproszenie powrotu po całej powierzchni sprężynek. Powinno to teoretycznie pomóc ustabilizować wypełnienie i dać dużą poprawę? HETP.
I w powyższym doświadczeniu się tak stało, jednak poprawa była niewielka.
A moje poprzednie doświadczenie z 20-centymetrowym zasypem sprężynek, pokazało, że na zalaniu uzyskałem troszkę s?abszy HETP, niż tuż przed progiem zalania.
Zastanawiam się o co tu chodzi? Dlaczego zimny strumień nie destabilizuje kolumny? Czy w naszych domowych kolumnach istnieje jakaś optymalna temperatura strumienia powrotu w zależności od wysokości wypełnienia i jego rodzaju. Teoria mówi, że powrót powinien być zbliżony to tempr 78,3°C , tym bardziej mnie to zastanawia.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 2 razy.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 22 gości