Zalewanie kolumny - doświadczenia
: 2006-02-19, 23:46
Witam.
Teraz o zalewaniu kolumny (nie robaka). To wszystko było już omawiane. Ja opisuję jedynie to co obserwuję na szklanej zabawce.
Załączam schemat mojej zabawki. Proszę nie doszukiwać się w tej konstrukcji wielu moich celowych działań. Poza dołożeniem wypełnienia i przedłużeniem kolumienki o 25 cm, nic nie zmieniłem. Proporcje schematu nie są zgodne z rzeczywistością, to raczej rysunek poglądowy. Chłodnica składa się z dwóch współśrodkowych, elipsoidalnych baniek. Osadzona jest w sposób trwały na kolumience o przekroju ok 1,5 cm, która kończy sie szlifem o przekroju 4 cm (widoczne zgrubienie). Poniżej zgrubienia jest dołożona rurka 25 cm, o przekroju 3 cm. Łącznie "kolumna" ma 50 cm. Wypełnieniem są zmywaki.
Skropliny, spływając po ściankach chłodnicy, w znacznej większości spływają do kolumny. Nie wiem ile RR, ale chyba dużo. Im więcej oparów, tym więcej do kolumny. To co spływa na część poziomą, częściowo wypływa na zewnątrz, a częściowo wraca do kolumny. Najprostszy sposób wykonania refluksu z chłodnica poziomą. Bez wypełnienia, skropliny spływały po ściankach kolumny. Po ociepleniu ścianek kolumny, strużki skroplin nie docierały do połączenia z garem - wcześniej odparowywały. Po włożeniu wypełnienia ze zmywaków, problem spływania po ściankach, nigdy się nie pojawił. Ocieplenie nie było potrzebne. Za to pojawiło się zjawisko zalewania kolumny!!!
Gdy pierwsze opary pojawiają się w kolumnie, skraplają się na wypełnieniu i krople spływają w dół, odparowują i wzbogacany strumień par wypychany jest coraz wyżej. Można tak ustawić grzanie, żeby był mniej więcej stabilny i nie podnosił się (sztuka dla sztuki ). Ja przeciągam ten etap jak najdłużej, żeby maksymalnie skoncentrować przedgon. Po osiągnięciu poziomu chłodnicy przez opary, zwiększam grzanie i skropliny zaczynają wracać do kolumny w większych ilościach, częściowo wypływając na zewnątrz. Jeżeli grzanie jest zbyt mocne, u dołu kolumny zaczyna zbierać się wrząca ciecz. Gdy nie zmienimy grzania, słup cieczy podnosi się powoli do góry. Gdy zaleje całą kolumnę zaczyna wylewać się do chłodnicy, wylewając się cyklicznie raz większym, raz mniejszym strumieniem.
Zanim nastąpi zalanie kolumny, moc alkoholu wynosi ok. 90%. W miarę zalewania, moc maleje i po pełnym zalaniu wynosi 70-75 %. Najlepiej jest ustawić grzanie na takim poziomie, żeby strumień wracających skroplin i przeciwbieżnych oparów, był na granicy zalewania dołu kolumny. Można to nazwać utrzymaniem równowagi w kolumnie. Im mniejsze grzanie, tym moc destylatu wyższa, ale wydajność uzyskiwanego alkoholu na wyjściu z chłodnicy niższa, aż w pewnym momencie jest równa zeru. Z tym, że różnice są nieduże i osiągają 3-5%. Jeżeli nie dopuścimy do zalania kolumny, jakość destylatu jest zdecydowanie lepsza. Przy zacierach sklarowanych, nie występuje wtedy zjawisko mętnienia po zmieszaniu nawet z twardą wodą. Alkohol z zalanej kolumny mętnieje i bardziej śmierdzi. Słup wrzącej cieczy wrze na całej objętości. Sytuacja ta dotyczy wypełnienia poprawnie uciśniętego - nie ubitego i nie nadmiernie rozluźnionego. Można grzać nadmiarowo i wtedy występuje zjawisko wydmuchania par do chłodnicy. Stężenie odbieranego destylatu jest zależne od zawartości alkoholu w zacierze i nie przekracza 70%. Jakość gorsza od destylatu z zalanej kolumny.
Przy nadmiernie ściśniętym wypełnieniu, słup cieczy zalewający kolumnę, wrze jedynie na powierzchni. Widać sporadycznie pęcherzyki pary w pozostałej części cieczy. Po zmniejszeniu grzania, ilość płynu w kolumnie nie spada. Czasem nawet po całkowitym wyłączeniu grzania, pozostaje w kolumnie. Jeżeli taki płyn osiągnie szczyt kolumny, w chłodnicy pojawia się pióropusz pary i płynu. Destylat osiąga znacznie poniżej 70%. Nigdy nie utrzymywałem dłużej takiej sytuacji, więc trudno mi o dokładne pomiary. Generalnie, im słup cieczy większy, tym zanieczyszczenie destylatu większe a moc spada. Skrajnie, destylat jest mętny, a na powierzchni oleisty. Śmierdzi strasznie. Przy nadmiernie zbitym wypełnieniu i dużym nadmiarze energii, nie następuje zalanie kolumny, ale wszystkie pary są wydmuchiwane do chłodnicy, moc jest, w zależności od stężenia alkoholu w zacierze, do 70 %. Jakość podła.
W mojej konstrukcji nie ma możliwości pomiarów temperatury. Pomiary stężeń, siłą rzeczy są niedokładne, ale chodzi o zobrazowanie zjawiska, a nie dyskusje o 2-3%.
Wykonałem na tej aparaturce destylacje zacierów gęstych, w płaszczy wodnym. Szybkowar wstawiłem do większego gara z wodą. W takiej konfiguracji zalewanie kolumny zachodzi znacznie wolniej. Układ reaguje wolniej na zmiany ogrzewania. Pod koniec destylacji moc destylatu spada do ok 80% i tak utrzymuje się do końca. Za to spada wydajność osiągając w końcu tempo 1 kropla na parę sekund Ma to zapewne związek z wyrównywaniem temp. na zewnątrz i wewnątrz boilera. Różnica jest w końcu tak mała, że zacier w zasadzie nie wrze.
Wydajność przy normalnym pędzeniu, z poprawnie uciśniętym wypełnieniem, bez zalewania kolumny wynosi ok 1 l 80% alkoholu, na 2 godziny. Wydajność przy pędzeniu w płaszczu wodnym, dwukrotnie niższa. Nie eksperymentowałem na nadmiernie rozluźnionym wypełnieniu. Ale wiem, że kolumny bez wypełnienia nie udało mi się zalać
Nie wiem, czy to co piszę jest interesujące, ale może w jakiś sposób pozwoli lepiej zrozumieć opisywane procesy?
Teraz o zalewaniu kolumny (nie robaka). To wszystko było już omawiane. Ja opisuję jedynie to co obserwuję na szklanej zabawce.
Załączam schemat mojej zabawki. Proszę nie doszukiwać się w tej konstrukcji wielu moich celowych działań. Poza dołożeniem wypełnienia i przedłużeniem kolumienki o 25 cm, nic nie zmieniłem. Proporcje schematu nie są zgodne z rzeczywistością, to raczej rysunek poglądowy. Chłodnica składa się z dwóch współśrodkowych, elipsoidalnych baniek. Osadzona jest w sposób trwały na kolumience o przekroju ok 1,5 cm, która kończy sie szlifem o przekroju 4 cm (widoczne zgrubienie). Poniżej zgrubienia jest dołożona rurka 25 cm, o przekroju 3 cm. Łącznie "kolumna" ma 50 cm. Wypełnieniem są zmywaki.
Skropliny, spływając po ściankach chłodnicy, w znacznej większości spływają do kolumny. Nie wiem ile RR, ale chyba dużo. Im więcej oparów, tym więcej do kolumny. To co spływa na część poziomą, częściowo wypływa na zewnątrz, a częściowo wraca do kolumny. Najprostszy sposób wykonania refluksu z chłodnica poziomą. Bez wypełnienia, skropliny spływały po ściankach kolumny. Po ociepleniu ścianek kolumny, strużki skroplin nie docierały do połączenia z garem - wcześniej odparowywały. Po włożeniu wypełnienia ze zmywaków, problem spływania po ściankach, nigdy się nie pojawił. Ocieplenie nie było potrzebne. Za to pojawiło się zjawisko zalewania kolumny!!!
Gdy pierwsze opary pojawiają się w kolumnie, skraplają się na wypełnieniu i krople spływają w dół, odparowują i wzbogacany strumień par wypychany jest coraz wyżej. Można tak ustawić grzanie, żeby był mniej więcej stabilny i nie podnosił się (sztuka dla sztuki ). Ja przeciągam ten etap jak najdłużej, żeby maksymalnie skoncentrować przedgon. Po osiągnięciu poziomu chłodnicy przez opary, zwiększam grzanie i skropliny zaczynają wracać do kolumny w większych ilościach, częściowo wypływając na zewnątrz. Jeżeli grzanie jest zbyt mocne, u dołu kolumny zaczyna zbierać się wrząca ciecz. Gdy nie zmienimy grzania, słup cieczy podnosi się powoli do góry. Gdy zaleje całą kolumnę zaczyna wylewać się do chłodnicy, wylewając się cyklicznie raz większym, raz mniejszym strumieniem.
Zanim nastąpi zalanie kolumny, moc alkoholu wynosi ok. 90%. W miarę zalewania, moc maleje i po pełnym zalaniu wynosi 70-75 %. Najlepiej jest ustawić grzanie na takim poziomie, żeby strumień wracających skroplin i przeciwbieżnych oparów, był na granicy zalewania dołu kolumny. Można to nazwać utrzymaniem równowagi w kolumnie. Im mniejsze grzanie, tym moc destylatu wyższa, ale wydajność uzyskiwanego alkoholu na wyjściu z chłodnicy niższa, aż w pewnym momencie jest równa zeru. Z tym, że różnice są nieduże i osiągają 3-5%. Jeżeli nie dopuścimy do zalania kolumny, jakość destylatu jest zdecydowanie lepsza. Przy zacierach sklarowanych, nie występuje wtedy zjawisko mętnienia po zmieszaniu nawet z twardą wodą. Alkohol z zalanej kolumny mętnieje i bardziej śmierdzi. Słup wrzącej cieczy wrze na całej objętości. Sytuacja ta dotyczy wypełnienia poprawnie uciśniętego - nie ubitego i nie nadmiernie rozluźnionego. Można grzać nadmiarowo i wtedy występuje zjawisko wydmuchania par do chłodnicy. Stężenie odbieranego destylatu jest zależne od zawartości alkoholu w zacierze i nie przekracza 70%. Jakość gorsza od destylatu z zalanej kolumny.
Przy nadmiernie ściśniętym wypełnieniu, słup cieczy zalewający kolumnę, wrze jedynie na powierzchni. Widać sporadycznie pęcherzyki pary w pozostałej części cieczy. Po zmniejszeniu grzania, ilość płynu w kolumnie nie spada. Czasem nawet po całkowitym wyłączeniu grzania, pozostaje w kolumnie. Jeżeli taki płyn osiągnie szczyt kolumny, w chłodnicy pojawia się pióropusz pary i płynu. Destylat osiąga znacznie poniżej 70%. Nigdy nie utrzymywałem dłużej takiej sytuacji, więc trudno mi o dokładne pomiary. Generalnie, im słup cieczy większy, tym zanieczyszczenie destylatu większe a moc spada. Skrajnie, destylat jest mętny, a na powierzchni oleisty. Śmierdzi strasznie. Przy nadmiernie zbitym wypełnieniu i dużym nadmiarze energii, nie następuje zalanie kolumny, ale wszystkie pary są wydmuchiwane do chłodnicy, moc jest, w zależności od stężenia alkoholu w zacierze, do 70 %. Jakość podła.
W mojej konstrukcji nie ma możliwości pomiarów temperatury. Pomiary stężeń, siłą rzeczy są niedokładne, ale chodzi o zobrazowanie zjawiska, a nie dyskusje o 2-3%.
Wykonałem na tej aparaturce destylacje zacierów gęstych, w płaszczy wodnym. Szybkowar wstawiłem do większego gara z wodą. W takiej konfiguracji zalewanie kolumny zachodzi znacznie wolniej. Układ reaguje wolniej na zmiany ogrzewania. Pod koniec destylacji moc destylatu spada do ok 80% i tak utrzymuje się do końca. Za to spada wydajność osiągając w końcu tempo 1 kropla na parę sekund Ma to zapewne związek z wyrównywaniem temp. na zewnątrz i wewnątrz boilera. Różnica jest w końcu tak mała, że zacier w zasadzie nie wrze.
Wydajność przy normalnym pędzeniu, z poprawnie uciśniętym wypełnieniem, bez zalewania kolumny wynosi ok 1 l 80% alkoholu, na 2 godziny. Wydajność przy pędzeniu w płaszczu wodnym, dwukrotnie niższa. Nie eksperymentowałem na nadmiernie rozluźnionym wypełnieniu. Ale wiem, że kolumny bez wypełnienia nie udało mi się zalać
Nie wiem, czy to co piszę jest interesujące, ale może w jakiś sposób pozwoli lepiej zrozumieć opisywane procesy?