На чем основана дистилляция

Дистилляция

Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров. Различают дистилляцию с конденсацией пара в жидкость (при которой получаемый конденсат имеет усреднённый состав вследствие перемешивания) и дистилляцию с конденсацией пара в твёрдую фазу (при которой в конденсате возникает распределение концентрации компонентов). Продуктом дистилляции является конденсат или остаток (или и то, и другое) – в зависимости от дистиллируемого вещества и целей процесса. Основными деталями дистилляционного устройства являются обогреваемый контейнер (куб) для дистиллируемой жидкости, охлаждаемый конденсатор (холодильник) и соединяющий их обогреваемый паропровод.

Содержание

История

До X века, у Авиценны дистилляция упоминается как метод получения эфирных масел.

Применение

Дистилляция применяется в промышленности и в лабораторной практике для разделения и рафинирования сложных веществ: для разделения смесей органических веществ (например, разделение нефти на бензин, керосин, соляр и др.; получение ароматических веществ в парфюмерии; получение алкогольного спирта) и для получения высокочистых неорганических веществ (например, металлов: бериллий, цинк, магний, кадмий и др.).

Теория

В теории дистилляции в первую очередь рассматриваются двухкомпонентные вещества. Действие дистилляции основано на том, что концентрация некоторого компонента в жидкости отличается от его концентрации в паре, образующемся из этой жидкости. Отношение = является характеристикой процесса и называется коэффициентом разделения при дистилляции. Коэффициент разделения зависит от природы разделяемых компонентов и режима дистилляции.

При =0, когда число частиц, покидающих в единицу времени жидкость, равно числу частиц, возвращающихся в это же время в жидкость, равновесный коэффициент разделения двухкомпонентного вещества может быть выражен через давления и чистых компонентов при температуре процесса: , где и — так называемые коэффициенты активности, учитывающие взаимодействие компонентов в жидкости. Эти коэффициенты имеют температурную и концентрационную зависимости (см. активность (химия)). С понижением температуры значение коэффициента разделения обычно удаляется от единицы, т. е. эффективность разделения при этом увеличивается.

Для различных режимов дистилляции выведены уравнения, связывающие содержание второго компонента в конденсате и в остатке с долей перегонки или с долей остатка при заданных условиях процесса и известной начальной концентрации жидкости (, и — масса конденсата и остатка, а также начальная масса дистиллируемого вещества соответственно). Расчёты проводятся в предположении идеального перемешивания дистиллируемой жидкости, а также жидкого конденсата. Также выведены уравнения распределения компонентов в твёрдом конденсате, получаемого дистилляцией с направленным затвердеванием конденсата или зонной дистилляцией. Параметром этих уравнений является коэффициент разделения α для заданных условий дистилляции.

При дистилляции вещества с большой концентрацией компонентов с конденсацией пара в жидкость при несильной зависимости коэффициентов активности компонентов от их концентраций взаимосвязь величин , и , когда используются концентрации в процентах, имеет вид:

.

Для дистилляции с конденсацией пара в жидкость при малом содержании примеси

,

=.

Дистилляционные уравнения могут использоваться для описания процессов распределения примесей в других фазовых переходах из фазы с интенсивным перемешиванием (таких как переходы жидкий кристалл-кристалл, жидкий кристалл-жидкость, газ-плазма, а также в переходах, связанных с квантово-механическими состояниями – сверхтекучая жидкость, конденсат Бозе-Эйнштейна) – при подстановке в них соответствующих коэффициентов распределения.

Дистилляция с конденсацией пара в жидкость (простая перегонка, фракционная дистилляция, ректификация)

Простая перегонка — частичное испарение жидкой смеси путём непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров в холодильнике. Полученный конденсат называется дистиллятом, а неиспарившаяся жидкость — кубовым остатком.

Фракционная дистилляция (или дробная перегонка) — разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу части — фракции путём сбора конденсата частями с различной летучестью, начиная с первой, обогащенной низкокипящим компонентом. Остаток жидкости обогащён высококипящим компонентом. Для улучшения разделения фракций применяют дефлегматор.

Ректификация — способ дистилляции, при котором часть жидкого конденсата (флегма) постоянно возвращается в куб, двигаясь навстречу пару в контакте с ним. В результате этого примеси, содержащиеся в паре, частично переходят во флегму и возвращаются в куб, при этом чистота пара (и конденсата) повышается (См. ректификация, ректификационная колонна).

Дистилляция с конденсацией пара в твёрдую фазу (с конденсацией пара в градиенте температуры; с направленным затвердеванием конденсата; зонная дистилляция)

Дистилляция с конденсацией пара в градиенте температуры – дистилляционный процесс, в котором конденсация в твёрдую фазу осуществляется на поверхности, имеющей градиент температуры, с многократным реиспарением частиц пара. Менее летучие компоненты осаждаются при более высоких температурах. В результате в конденсате возникает распределение примесей вдоль температурного градиента, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Разделение компонентов пара при реиспарении подчиняется собственным закономерностям. Так, при молекулярной дистиляции соотношение между количествами и осаждённых в конденсаторе первого и второго компонентов, соответственно, выражается равенством:

,

Дистилляция с направленным затвердеванием конденсата (дистилляция с вытягиванием дистиллята) – дистилляционный процесс в контейнере удлинённой формы c полным расплавлением дистиллируемого вещества и конденсацией пара в твёрдую фазу по мере вытягивания конденсата в холодную область. Процесс разработан теоретически.

В получаемом конденсате возникает неравномерное распределение примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс является дистилляционным аналогом нормальной направленной кристаллизации. Распределение примеси в конденсате описывается уравнением:

,

где С – концентрация примеси в дистилляте на расстоянии х от начала, L – высота конденсата при полностью испарившемся дистиллируемом материале.

При движении зонного нагревателя вдоль контейнера сверху вниз в контейнере формируется твёрдый конденсат с неравномерным распределением примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс может быть повторён многократно, для чего конденсат, полученный в предыдущем процессе, должен быть перемещён (без переворота) в нижнюю часть контейнера на место рафинируемого вещества. Неравномерность распределения примесей в конденсате (т. е. эффективность очистки) растёт с увеличением числа повторений процесса.

Зонная дистилляция является дистилляционным аналогом зонной перекристаллизации. Распределение примесей в конденсате описывается известными уравнениями зонной перекристаллизации с заданным числом проходов зоны – при замене коэффициента распределения k для кристаллизации на коэффициент разделения α для дистилляции. Так, после одного прохода зоны

,

где С – концентрация примеси в конденсате на расстоянии х от начала конденсата, λ – длина жидкой зоны.

Источник

Всё о дистилляции и ректификации

Содержание:

Если Вы начинающий самогоновар с большими амбициями — эта статья для Вас. В ней мы расскажем об основных понятиях самогоноварения, таких как дистилляция и ректификация, объясним, чем они отличаются, какие виды бывают, как получить высокое содержание спирта, что подразумевается под сущностью процесса ректификации и многое другое.

Дистилляция алкоголя

Дистилляция (перегонка) — это процесс в ходе, которого летучие компоненты (пары) испаряются из перебродившей смеси и конденсируются, превращаясь в самогон. Сам процесс довольно простой. Температура кипения воды составляет +100С, спирта — +78С, испарение спирта между двумя температурами происходит быстрее, нежели воды. При охлаждении спирт конденсируется. Таким образом, дистиллят можно перегонят по многу раз для увеличения в нем содержания спирта.

Следует отметить, что первые полученные 100 г самогона имеют высокую крепость и не менее высокий процент вредных примесей (летучие кислоты, эфиры, альдегиды). Именно поэтому, первые капли лучше всего выливать в раковину или использовать для розжига дров или чего-нибудь другого. Употреблять в качестве алкогольного напитка чрезвычайно вредно, да и фактическая крепость отличается от той, которую показывает спиртометр. Это связано с тем, что плотность примесей ниже плотности спирта, в результате чего происходит искажение показателей спиртометра в пользу мнимого завышения градуса. Первые полученные сто грамм называются «головой», которую следует отсечь от основного дистиллята.

В кубе, который заполнен брагой и поставлен на источник тепла, по истечению времени концентрация спирта уменьшается. На это указывает увеличение температуры в конденсаторе (холодильнике). Продолжать процесс перегонки до температуры 100 градусов по Цельсию не имеет смысла — из куба будет испаряться вода, так как спирт в браге закончился.

Вторая непригодная часть к употреблению с высоким содержанием вредных примесей называется «хвосты» (содержит сивушные спирты, метанол). Отличаются неприятным запахом. Они идут после того, как крепость самогона падает до 40%. Хвостовую часть, в отличие от «голов», можно использовать для вторичной перегонки, в то время как «головы», лишь в технических целях.

Виды дистилляции

Дистилляция бывает 2 видов:

Простая дистилляция — это перегонка без разделения «головной» и «хвостовой» частей. Брага, которая не испарилась до конца, называется барда или кубовый остаток, а полученный конденсат — дистиллят. Процентное содержание такого спирта на выходе составляет 25-30% об., количество примесей — больше нормы. Простая (обычная) дистилляция требует вторичной перегонки.

Фракционная дистилляция (дробная дистилляция) — это разделение полученного дистиллята на части по составу фракций, оставляя так называемое «сердце» пригодное для употребления. Крепость такого напитка составляет 50-70% об., степень очистки — относительно высокая.

Дистилляция также делится на:

Паровая дистилляция осуществляется при помощи парогенератора. Парогенератор и многоступенчатая дистилляция дают продукт непревзойденного качества. Единственный минус — такая установка требует большого пространства для себя. Вакуум-дистилляция применяется для перегонки нефти. И мы на ней останавливаться не будем.

Двойная дистилляция — этот вид вытекает из двух предыдущих. Если мы осуществили простую дистилляцию, наш напиток требует вторичной перегонки, т.е. с сырьё подвергают двойной дистилляции. А также, в результате двойной перегонки, например, 40% об. раствора можно получить 60% об самогон. Если на этом не останавливаться, то с третьего раза мы получим 80% об. спирта. При многократной процессе — до 96% об. самогона, тем не менее, все примеси, которые были в браге останутся в нашем самогоне. В то время как процесс ректификации позволяет получить чистый спирт.

Ректификация — что это?

Данный вид перегонки применяется для получения этилового спирта. Ректификационная колонна — это аппарат, разделяющий жидкие смеси на части, давая на выходе чистый спирт без ароматов и привкусов, вредных сивушных масел, ацетона, метанола и других неприятно-вредных веществ (ректификатор — это синоним ректификационной колонны). Ректификации позволяет изготавливать настойки и другие напитки без риска отравления вредными химическими элементами.

Колонна может выполнять функцию дистиллятора, получая чистый самогон.

Ректификация без колонны дает меньшую крепость, нежели с колонной, а также, небольшую производительность.

Отличия дистилляции и ректификации

С помощью дистиллятора получают самогон, в то время как ректификация позволяет получить чистейший спирт без примесей из спирта-сырца, разбавленного до 40%. А это значит, что без самогонного аппарата все равно не обойтись. Использовать ректификационную колону для того, чтобы гнать брагу означает привести ее к неизбежному засорению колонны в нижней части.

Современные самогонные аппараты, дополненные дефлегматорами и другими элементами, позволяют производить чистый самогон. К тому же, сейчас можно купить самогонный аппарат с уже встроенной колонной, т.е. работающий в режиме или дистилляции или ректификации, в зависимости от Вашей цели.

В целом, оба продукта не готовы к употреблению сразу же после выгонки. Спирт нужно разбавлять, самогон — очищать. Одно без другого не обойтись, но и тут все зависит от цели.

Следует помнить!

Методом дистилляции мы получаем ароматный дистиллят имеющий характерные органолептические нотки исходного сырья. Граппа из винограда, полугар из солода, кальвадос из яблок и т.д.

Ректификацией же мы получаем нейтральный продукт, который после разбавления и фильтрации используется для приготовления настоек, наливок или употребления в чистом виде.

Здравствуйте!
В статье есть предложение :
Колонна может выполнять функцию дистиллятора, получая чистый самогон.
Как можно этого добиться? В наличии есть «Установка ректификации Доктор Губер», первой модификации.

На ректификационной колонне выставялеете большую скорость отбора тем самым на выходе получаете продукт с более низким содержанием спирта и более приближенный по вкусо-ароматике к дистилляту.

Здравствуйте! Я пока новичок в этом деле и хотел спросить следующее. У меня есть 10 л 60-градусного спирта-сырца полученного после первой перегонки сахарной браги в режиме потстил. Дальше я хочу сделать их него очищенный спирт на колонне с царгами (2-ве по 600мм) заполненными СПН 3,5х3,5. Вопрос как мне это сделать? 1. Залить СС в таком виде в куб и прогнать через РК с отбором голов/хвостов? 2. Разбавить до 20% и сделать дробную перегонку с отбором голов/хвостов, а потом уже этот полученный спирт прогнать через РК? Спасибо!

Разбавить сырец до 30-35%об. залить в куб и провести ректификацию с отсечения голов и хвостов.

Ок, спасибо за ответ!

Если от ёмкости идёт сухопарник забитый медной или нержавеющей проводкой и второй также т.е. два сухопарника,можно считать ее приближенно к дифлегматору или ректификацион.колонне,или это просто повышенная очистка.

Скорее нет. Сухопраники это по сути воздушные холодильники, но так как они обладают очень низкой площадью, степень очистки минимальная.

Откуда в хвостах метанол. Как только брага нагревается до определённой температуры, первыми начинают испаряться самые летучие части. В первую очередь выпариваются метанол, уксусный альдегид и прочие особо опасные яды. Это происходит уже при температуре кипения 64–67 градусов.

Книга знаний — уникальный сборник рецептов и научных исследований подготовленных экспертами нашей компании. Здесь вы найдете практические советы о домашнем и коммерческом производстве алкоголя и сыров от ведущих винокуров, пивоваров и сыроделов

Маленькие хитрости в большом деле.

Для розлива приготовленного алкогольного напитка нужны специальные бутылки и бутыли.

Наши магазины в Москве
Остаповский пр.,3;
ул. Смольная 63Б/П8,
Киевское шоссе дом 1, к. В, 204
Ярославское шоссе 146 к1

© Doctor Guber 2007—2021

Подписывайтесь на новости Doctor Guber

1.1. При регистрации на сайте doctorguber.ru (далее — «Сайт») Клиент предоставляет следующую информацию: фамилия, имя, адрес электронной почты. При оформлении заказа на сайте Клиент предоставляет Продавцу информацию: фамилия, имя, отчество, телефон, адрес электронной почты, город и адрес доставки. При заказе обратного звонка на сайте Продавца клиент предоставляет: телефон, город проживания. При записи на обучающие семинары через сайт Клиент предоставляет Продавцу информацию: фамилия, имя, отчество, телефон, адрес электронной почты, город.

1.2. Предоставляя свои персональные данные Клиент соглашается на их обработку (вплоть до отзыва Клиентом своего согласия на обработку его персональных данных) компаниями ООО «ТД Доктор Губер», расположенному по адресу: 191002, г. Санкт-Петербург, ул. Достоевского 24/9А, 3Н и ООО «ТДДГ Розница» расположенному по адресу: 190068 г. Санкт-Петербург, пр-кт Римского-Корсакова, дом 3, лит.А, пом 19Н (далее — «Продавец»), в целях исполнения Продавцом и/или его партнерами своих обязательств перед клиентом, продажи товаров и предоставления услуг, предоставления справочной информации, а также в целях продвижения товаров, работ и услуг, а также соглашается на получение сообщений рекламно-информационного характера и сервисных сообщений. При обработке персональных данных Клиента Продавец руководствуется Федеральным законом «О персональных данных», Федеральным законом «О рекламе» и локальными нормативными документами.

1.2.1. Если Клиент желает уточнения его персональных данных, их блокирования или уничтожения в случае, если персональные данные являются неполными, устаревшими, неточными, незаконно полученными или не являются необходимыми для заявленной цели обработки, либо в случае желания клиента отозвать свое согласие на обработку персональных данных или устранения неправомерных действий Продавцом и/или его партнерами в отношении его персональных данных, то он должен направить письменное требование на электронный адрес продавца. Адрес электронной почты: info@doctorguber.ru

Если Клиент желает удалить свою учетную запись на Сайте, Клиент обращается к нам по адресу info@doctorguber.ru с соответствующей просьбой. Данное действие не подразумевает отзыв согласия Клиента на обработку его персональных данных, который согласно действующему законодательству происходит в порядке, предусмотренном абзацем 1 настоящего пункта.

1.3. Использование информации предоставленной Клиентом и получаемой Продавцом.

1.3.1 Продавец использует предоставленные Клиентом данные в течение всего срока регистрации Клиента на Сайте в целях:

1.3.2. Продавец вправе направлять Клиенту сообщения рекламно-информационного характера. Если Клиент не желает получать сообщения рекламно-информационного характера от Продавца, он должен изменить соответствующие настройки, ссылка на которые содержится в отправляем клиенту письме или обратиться с соответствующей просьбой по адресу info@doctorguber.ru. С момента изменения указанных настроек получение рассылок Продавца возможно в течение 3 дней, что обусловлено особенностями работы и взаимодействия информационных систем, а так же условиями договоров с контрагентами, осуществляющими в интересах Продавца рассылки сообщений рекламно-информационного характера. Отказ Клиента от получения сервисных сообщений невозможен по техническим причинам. Сервисными сообщениями являются направляемые на адрес электронной почты, указанный при регистрации на Сайте, а также посредством смс-сообщений и/или push-уведомлений и через Службу по работе с клиентами на номер телефона, указанный при регистрации и/или при оформлении Заказа, о состоянии Заказа, товарах в корзине Клиента.

2. Предоставление и передача информации, полученной Продавцом:

2.1. Продавец обязуется не передавать полученную от Клиента информацию третьим лицам. Не считается нарушением предоставление Продавцом информации агентам и третьим лицам, действующим на основании договора с Продавцом, для исполнения обязательств перед Клиентом и только в рамках договоров. Не считается нарушением настоящего пункта передача Продавцом третьим лицам данных о Клиенте в обезличенной форме в целях оценки и анализа работы Сайта, анализа покупательских особенностей Клиента и предоставления персональных рекомендаций.

2.2. Не считается нарушением обязательств передача информации в соответствии с обоснованными и применимыми требованиями законодательства Российской Федерации.

2.3. Продавец вправе использовать технологию «cookies». «Cookies» не содержат конфиденциальную информацию и не передаются третьим лицам.

2.4. Продавец получает информацию об ip-адресе посетителя Сайта doctorguber.ru и сведения о том, по ссылке с какого интернет-сайта посетитель пришел. Данная информация не используется для установления личности посетителя.

2.5. Продавец не несет ответственности за сведения, предоставленные Клиентом на Сайте в общедоступной форме.

2.6. Продавец при обработке персональных данных принимает необходимые и достаточные организационные и технические меры для защиты персональных данных от неправомерного доступа к ним, а также от иных неправомерных действий в отношении персональных данных.

3. Хранение и использование информации Клиентом

3.2. Клиент обязуется обеспечить должную осмотрительность при хранении и использовании логина и пароля (в том числе, но не ограничиваясь: использовать лицензионные антивирусные программы, использовать сложные буквенно-цифровые сочетания при создании пароля, немедленно изменить пароль после автоматической регистрации, уведомление о котором поступает на электронную почту клиента, не предоставлять в распоряжение третьих лиц компьютер или иное оборудование с введенными на нем логином и паролем Клиента)

3.3. В случае возникновения у Продавца подозрений относительно использования учетной записи Клиента третьим лицом или вредоносным программным обеспечением Продавец вправе в одностороннем порядке изменить пароль Клиента.

Источник