Spis treści
Zalewanie kolumny jest możliwe na dowolnym aparacie typu kolumna w trybie destylacji lub rektyfikacji, zarówno podczas pierwszej, jak i drugiej destylacji. Problem komplikuje fakt, że urządzenia tej konstrukcji pracują najwydajniej w trybie przeduduszenia – blisko całkowitego załamania systemu. Następnie dowiemy się, dlaczego kolumna się dławi, jak ją zidentyfikować, wyeliminować, a także wykorzystać dla własnej korzyści.
Teoria
Zalanie kolumny to sytuacja awaryjna, w której unoszące się pary gorącego alkoholu nie pozwalają opadającemu płynowi schłodzonemu w deflegmatorze – flegmie – przejść w przeciwnym kierunku.
W rezultacie w pewnym miejscu carów, gdzie ciecz i para znajdują się w równowadze, pojawia się korek emulsji. Para stopniowo przebija się przez flegmę, w aparacie słychać wrzenie. Jednocześnie siła ciśnienia pary jest zawsze wyższa niż ciśnienie zwrotne, więc jeśli moc grzewcza kostki, ciśnienie i temperatura wody chłodzącej nie zmieniają się, to korek stopniowo przesuwa się w górę, aż alkohol i para opuści kolumnę przez rurę łączącą atmosferę, zawór awaryjny lub jednostkę próbkującą. To ostatni etap dławienia się, w slangu bimbrowników oznacza to, że „kolumna zaczęła pluć”.
Od początku wrzenia do „plucia” zalanie kolumny trwa nie dłużej niż półtorej minuty, czyli wszystko dzieje się stosunkowo szybko. Jednocześnie nie należy próbować unikać „plucia”, blokując rurę do komunikacji z atmosferą, zaworem lub jednostką selekcyjną – grozi to wybuchem!
Początkowo dławik pojawia się w najwęższym miejscu, czyli powstaje efekt szyjki butelki. Na przykład korek może powstać tam, gdzie mocno zagęszczona dysza zamienia się w mniej gęstą lub gdy średnica sznurka się zwęża.
Dlaczego powinieneś unikać zadławienia
Gdy kolumna się przelewa, nie zachodzi proces wymiany ciepła i masy, w związku z tym nie dochodzi do rozdziału cieczy alkoholowej na frakcje. W rezultacie bimber uzyskany podczas „plucia” i po nim nie jest w żaden sposób oczyszczany ze szkodliwych zanieczyszczeń. Dlatego należy wyeliminować zatkanie kolumny, a następnie pozwolić aparatowi „pracować dla siebie”.
Jak określić dławienie kolumny
Oznaki zadławienia:
- wzrost szumu i wibracji w kolumnie;
- gwałtowny wzrost temperatury w carze;
- spadek ciśnienia;
- ostre wyrzucenie („pluć”) cieczy przez rurę do komunikacji z atmosferą, zawór awaryjny lub zespół selekcyjny jest ostatnim etapem ssania;
- w dioptriach widoczne jest wrzenie, przypominające aktywne gotowanie wody.
Uważa się, że dławienie można zobaczyć i kontrolować przez dioptrię – przezroczystą, zwykle szklaną część cargi. Ale ma to znaczenie tylko wtedy, gdy zalanie kolumny nastąpi w tym konkretnym miejscu. Jeśli jest niższy lub wyższy, to problematyczne będzie dostrzeżenie, a tym bardziej kontrolowanie go poprzez zmianę dostarczanej mocy grzewczej lub temperatury wody chłodzącej.
Przyczyny dławienia się kolumn i metody ich eliminacji
1. Moc grzewcza za wysoka. Najczęstszy powód. W tym przypadku powierzchnia przekroju szuflady jest niewystarczająca w stosunku do mocy elementu grzejnego i deflegmatora, więc para i flegma nie mogą być normalnie rozprowadzane w objętości szuflady. Najłatwiej jest zmniejszyć prędkość pary.
Jak naprawić: wyłącz ogrzewanie podczas dławienia się, odczekaj 1,5-2 minuty, aż cała flegma opadnie do kostki. Włącz ogrzewanie z powrotem, ale z niższą mocą o 3-4%. Jeśli kolumna ponownie się zatkała, powtórz opisane czynności.
Jeśli wszystko jest w porządku, to będzie to moc trybu pracy wstępnego uduszenia kolumny do czasu, aż inne ważne parametry układu (ciśnienie i temperatura wody chłodzącej, długość i pole przekroju poprzecznego szuflada, moc lodówki, deflegmator itp.) nie ulegną zmianie. W przypadku zmian kolumnę najpierw doprowadza się do dławienia, a następnie ponownie szuka się trybu wstępnego dławienia.
Niektórzy bimbrownicy rozwiązują ten problem, usuwając nadmiar refluksu, ale jeśli jest za mało refluksu, to nie chłodzi dobrze dyszy, a kolumna nie działa na 100%. Wskazane jest zwiększenie selekcji flegmy tylko wtedy, gdy kolumna zadławiła się podczas „pracy dla siebie”, a dodatkowa flegma weszła w selekcję.
2. Hipotermia flegmy. Opary alkoholu lepiej przenikają i przepuszczają przez siebie gorącą flegmę. Optymalna temperatura wody na wylocie deflegmatora wynosi 50-60 °C. Jeśli temperatura jest niższa, musisz zmniejszyć ciśnienie wody.
3. Nierówne uszczelnienie dyszy z boku. Początkujący bimbrownicy zwykle grzeszą z tym. W miejscach bardzo gęstego upakowania tworzy się zwężenie przewodu pary i pojawia się korek. Przełączniki zaczepów pod obciążeniem (zwykłe mocowania przewodowe) nie mogą być mocno skręcone ani ubite. W przypadku SPN (dysze spiralno-pryzmatyczne) należy kontrolować równomierność wypełnienia. Im mniej przybitek, tym lepiej.
4. Skoki napięcia i (lub) ciśnienie w dopływie wody. Jeśli element grzejny jest elektryczny, skoki napięcia zmieniają moc grzewczą. Spontaniczna zmiana ciśnienia wody prowadzi do nierównomiernego chłodzenia całego układu.
5. Nierówny montaż kolumny. Jeśli aparat kolumnowy nie jest zainstalowany ściśle pionowo, flegma zaczyna spływać po ścianie. W rezultacie wszystkie procesy zostają zakłócone.
6. Nieprawidłowe wypełnienie kostki i wytrzymałość nasypowa. Kostkę można napełnić maksymalnie ¾ objętości, przy czym moc napełnionej mieszanki woda-alkohol nie powinna przekraczać 35% obj.
7. Zanieczyszczenie wnętrza maszyny. Nagromadzenia wewnątrz rurek uniemożliwiają normalny ruch flegmy. Aparatura musi być okresowo demontowana i czyszczona, zwłaszcza jeśli poszczególne jej części są wykorzystywane do pierwszej i drugiej destylacji, destylacji i rektyfikacji.
8. Różnica w ciśnieniu atmosferycznym. Problem dotyczy kolumn o wysokości większej niż 1,5 m. Gdy zmienia się ciśnienie atmosferyczne, dostarczana moc trybu wstępnego uduszenia może się zmienić o 5-10%. Jednocześnie należy wziąć pod uwagę, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się nie tylko wraz z pogodą, ale także z wysokością. Na przykład parametry pracy tego samego aparatu w prywatnym domu i na dziewiątym piętrze budynku mieszkalnego mogą się różnić.
9. Ssanie deflegmatora płaszczowo-rurowego. Zwykle występuje podczas drugiej destylacji, jeśli dysza przełącznika zaczepów pod obciążeniem jest mocno dociśnięta do dna chłodnicy zwrotnej. Ryzyko zalania jest większe w skraplaczu zwrotnym (o równej łącznej powierzchni rurociągu parowego), złożonym z dużej liczby wąskich rurek.