Назначение и принцип работы укрепляющей колонны. Бражные колонны своими руками: чертежи, инструкции Хд 4 пленочная колонна 2500

Самогонщики ухищряются применять в работе такие устройства, что предоставляют возможность добывать алкогольную продукцию высокой крепости с пониженным содержанием в ней вредных веществ. Особенно востребована в винокуренной среде укрепляющая колонна для самогонного аппарата. Она великолепно справляется с решением задачи по приготовлению добротного домашнего напитка.

Это приспособление имеет специализированное название - царга, что помогает производить многократную переработку браги. Продукт тщательно очищается от эфирных масел, которые имеют свойство возвращаться в напиток с конденсатом. Благодаря тому, что водяные пары также конденсируются и не доходят до холодильника, самогон обретает высокий градус.

Царга - это не что иное, как медная или из нержавеющей стали труба с насадочными или пленочными для самогоноварения вариациями. Ее закрепляют вертикально на перегонном кубе. Обычно она наглухо соединяется с крышкой на емкости с брагой.

Интересно, что бражная колонка может иметь свой отдельный охладитель, к которому подсоединена водяная рубашка.

Если вами предусмотрена простая схема устройства, то в ней проточный охладитель не предусматривается, а труба охлаждается воздухом. Правда, в этом случае получается отобрать сивуху только из начальных, самых ядовитых порций спиртовых паров.

Искомое «тело» гонится обычным методом. «Хвосты» лучше не трогать или собирать в отдельную емкость, чтобы позднее добавить в самогон и перегнать.

Конструкция бражной колонки в иных случаях плавно переходит в ректификационную трубу, где спиртовые пары полностью освобождаются от сивушных масел. С такой более сложной системой удается нацедить некоторое количество чистого спирта крепостью 95 градусов.

Но чаще всего колонна переходит в сухопарник (в нем самогон освобождается от примесей), а из него - в холодильник, где спиртовые пары охлаждаются и стекают в заранее подготовленную посуду.

Самая простая конструкция - это когда царга переходит в охладитель. Дистиллят не менее крепок, но нуждается в дополнительной очистке углем или какими-либо другими веществами.

В чем отличие пленочной колонны от насадочной?

Пленочная колонна пустотелая, без насадок. А что же происходит внутри нее? Пары спирта, испаряясь из бражки, попадают в царгу. В ней они охлаждаются водой либо воздухом.

1. Спирт (температура его кипения - 78 градусов) превращается в пар и попадает в охладитель, где конденсируется. А уже оттуда конденсат стекает по трубочке в специально подготовленную посуду.
2. Тяжелые фракции (вода и эфирные масла) не проходят и оседают в бражной колонке. Затем перетекают обратно в перегонный куб.
3. Если укрепляющую колонну наполнить насадками (например, кусками нержавейки), то она отберет флегму с большим содержанием эфирных масел и не даст подняться метанолу выше. Поэтому довольно крепкий спирт на выходе из насадочной колонны будет чище, чем при использовании пленочной модели.

Необходимость применения колонки

Вооружение стандартного самогонного аппарата укрепляющей колонной обусловлено намерением получить крепенький и значительно очищенный самогон. А уже потом на его основе согнать такой напиток, какой больше нравится изготовителю или какого требует рецепт. Из слабоградусного «компотика» с запахом сивухи ничего путного не выйдет. Что из него можно сделать, так это только повторно перегнать.

В парциальном холодильнике отбираются вреднейшие вещества, так называемые головы. Мы их безжалостно спускаем в канализацию, несмотря на привлекательно высокую крепость.

Принцип работы агрегата

После охлаждения в колонне самогонные пары разделяются. Улетучиваются те, что обладают более низкой температурой кипения, а прочие отправляются обратно в перегонный куб.

В ходе процесса спиртовой пар, вытягивающийся вверх по царге, взаимодействует с флегмой, стекающей по стенкам резервуара. Он заново выводит из конденсата остающиеся компоненты с низким градусом кипения, вдобавок отдает флегме сохранившиеся в спиртовых парах воду и сивушные масла. Таким образом, происходит повышение градуса самогона.

На старте перегона устанавливается минимальная температура (в верхней части колонны она не должна быть выше 75 градусов). При использовании царги спирт не выходит, а возвращается в перегонный куб. После температуру повышаем и гоним спирт без отбора «хвостов».

Как сделать агрегат своими руками?

Для изготовления царги понадобятся следующие материалы:

• труба из нержавейки или меди (допускается и латунь) диаметром 22 мм, длиной 40–90 мм (чем больше труба, тем качественнее производится разделение паров на фракции);
• фитинги переходные (22 на 15 мм). Их число зависит от того, как соединяется колонна с крышкой перегонного куба. При глухом соединении потребуется одна-единственная запчасть, которую устанавливают при переходе царги в холодильник;
• сварочник или паяльник с канифолью и припоем;
• трубка с заглушкой для крепления термометра;
• цилиндрический градусник;
• металлическая сетка, если планируется сделать колонну с насадками (она фиксируется внизу агрегата), а также небольшие куски нержавейки или меди для мочалки.

Пошаговые действия:

1. Отрезаем трубу до нужного размера.
2. Низ царги закрываем сеткой, если собираемся использовать колонну с насадками.
3. В сантиметре от верха трубы просверливаем отверстие в 15 мм под трубку - крепление градусника.
4. Трубку обрезаем, ставим заглушку и впаиваем (ввариваем) под углом в отверстие.
5. Соединяем царгу с патрубком перегонного куба при помощи сварки или фитинга.
6. Наполняем трубу насадками. Если последние не предусматриваются, это действие пропускаем.
7. Закрепляем фитинги и проверяем герметичность конструкции.

Так, приложив немного усилий и стараний, можно изготовить отличную укрепляющую колонну.

Эволюция от бабушкиного змеевика к домашним ректификационным колоннам шла по причудливым путям, наплодив немало тупиковых веток и «монстров», но иногда разрабатывались и полезные гибридные конструкции. Одним из таких аппаратов стала бражная колонна (БК), популярность которой в среде домашних винокуров растет с каждым годом. Однако подобное устройство требует понимания теоретических основ и правильной эксплуатации, иначе результат разочарует.

История появления бражной колонны

Чем не устраивал старый добрый змеевик? Во-первых, низкая производительность. Во-вторых, даже при фракционной перегонке дистиллят содержит значительное количество вредных примесей. Ректификационная колонна (РК) справляется с этими недостатками, но имеет свои проблемы: дорогостоящее оборудование, после ректификации в напитке не остается запаха исходного сырья, а также всё равно нужен дистиллятор для первой перегонки.

Появление прямоточных и кожухотрубных холодильников решило проблему производительности. Эти конструкции охладителей позволили сравнительно быстро перегонять брагу в спирт-сырец, а для преодоления брызгоуноса в конструкцию добавили пустую трубу. Так дистиллятор нового поколения приобрел законченную форму.

Труба выполняла функцию сухопарника – не позволяя брызгам из куба, которые образуются в дикой флегме, попадать в отбор. Подобный дистиллятор легко справлялся с любой доступной в быту мощностью нагрева. Еще появилось небольшое укрепление продукта, чтобы усилить это, как считалось ранее, полезное свойство – применили дефлегматор, что дало старт целому семейству дистилляторов с укреплением, связанных общим названием: «бражная колонна».

Внимание! Непрерывная бражная колонна (НБК), несмотря на похожее название, имеет совершенно другое предназначение и принцип действия.

Пленочная бражная колонна

Основной стала схема БК с рубашечным дефлегматором, показанная на рисунке.

Доступные материалы, простота изготовления и укрепление самогона до 90-91% способствовали росту популярности такой схемы. С опытом эксплуатации были сформулированы основные требования.

Пленочная бражная колонна считалась хорошей если:

• диаметр составлял 25-28 мм, а высота от 30 до 50 раз больше внутреннего диаметра;
• имелся достаточно мощный и хорошо управляемый дефлегматор, способный погасить рабочую мощность нагрева;
• была точная регулировка потока охлаждающей воды на дефлегматор с помощью игольчатого вентиля;
• реализован раздельный подвод воды на холодильник и дефлегматор;
• над дефлегматором в паровой трубе установлен термометр;
• имелся достаточно производительный холодильник, чтобы работать с полной мощностью нагрева как во втором, так и в первом перегоне.

Работа с пленочной колонной была непроста и требовала постоянного внимания владельца. При первом перегоне дефлегматор не включали, чтобы не увеличивать время кипения браги, но при второй дистилляции дефлегматор уже обязательно работал, давая возможность покапельно отбирать «головы» и укреплять «тело» до 90%. Правда, не всегда получалось достичь намеченных целей с помощью дефлегматора, тогда в ход шла регулировка нагревом, ставшая в итоге основной для БК. Однако продукт, полученный в результате перегонки на пленочной БК, казался энтузиастам значительно лучше самогона после дробной перегонки на обычном аппарате.

Эйфорию можно объяснить тем, что высокая крепость маскирует неприятный запах напитка. Правда, после разбавления водой до 40-45% все недостатки дистиллята проявлялись в полной мере через пару дней. Пользователи утешали себя тем, что и не стремятся к получению спирта, а хотят пить хорошо очищенный самогон с ароматами исходного сырья.

Недостатки пленочной колонны

«Крепкое не значит чистое» — эта простая мысль не сразу овладела умами самогонщиков, но нашлись здравые скептики, которые отдали продукт на анализ. Результаты поразили: лабораторная проверка показала, что очистка от примесей на этом оборудовании – миф.

Более того, если пленочная колонна еще как-то позволяла отобрать «головы», то сивухи в отборе оказалось чуть ли не больше, чем в исходном сырье. Это заставило задуматься и понять, как вредные примеси попадают в отбор, затем определиться с причинами и попробовать их преодолеть.

1. Чувствительность к давлению воды. Даже небольшого снижения потока воды в дефлегматоре хватит, чтобы все накопившиеся в трубе промежуточные вредные примеси моментально проскочили в отбор. Достаточно открыть кран в ванной или смыть унитаз, чтобы давление воды в системе упало, а покапельный отбор «голов» превратился в бодрую струю.

Рацпредложения посыпались как из рога изобилия: стабилизация с помощью регуляторов давления, подача воды через промежуточный бачок под потолком или аквариумным насосом, автономные системы охлаждения и т. д. В общем-то весьма полезные и применимые не только для БК вещи.

Казалось, что проблема решена, но кроме стабилизации потока подаваемой воды требовалось еще и управление с его помощью флегмовым числом, а это очень неудобно из-за большой инерционности системы.

2. Малая удерживающая и разделительная способность. Попытки поместить в колонну спирали или пару мочалок немного улучшали ситуацию, но не настолько, чтобы решить проблему очистки в целом. В результате «головы» отбирались небрежно, и даже несмотря на покапельный отбор, вместе с вредными веществами также удалялись нужные эфиры, отвечающие за аромат.

В связи с невозможностью сконцентрировать «головы» в зоне отбора в большом количестве из-за практически отсутствующий удерживающей способности, приходилось отбирать их с избытком, теряя существенную часть спирта. Переход к отбору «тела» повышением мощности нагрева мгновенно отправлял в отбор накопившиеся в трубе промежуточные примеси.

Ситуация усугублялась еще и тем, что при отборе «тела» разделение падало до 2-3 тарелок и не могло задержать сивуху. Когда температура в кубе подходила к 90-92 °C, если вовремя не переходили на отбор «хвостов», остатки сивухи пролетали в приемную емкость, оставляя в «хвостах» только воду.

Даже в лучших образцах самогона, полученного на пленочных колоннах, содержание сивушных масел минимум 1-2 тысячи мг на литр, чаще – намного больше. Из-за конструктивных особенностей пленочной БК, дистиллят получается несбалансированным – с явным перекосом химического состава в сторону сивухи.

Появление современной бражной колонны

Решение проблемы очистки от сивушных масел созрело быстро – нужно наполнить царгу насадкой. В результате БК превратилась в мини РК (ректификационную колонну) с теми же правилами и требованиями к оборудованию. Отличия остались только в универсальности конструкции, позволяющей использовать БК для перегонки браги. Также применяется традиционный для БК отбор по пару, хотя многое винокуры оценили удобства жидкостного отбора и установили его на свои колонны, а другие начали эксперименты с отбором по пару до дефлегматора.

После этого БК в классическом виде пленочной колонны с отбором по пару выше дефлегматора торжественно прошествовала в музей истории самогоноварения, где заняла почетное место. Можно возразить: «Полно же продается!». Ответ прост: мало ли торговцев и коллекционеров антиквариата, которые продают и подкупают не только устаревшие вещи, но и их подделки.

Требования к хорошей бражной колонне

В большинстве случаев современная БК имеет колонну диаметром 40-50 мм и высотой от 75 до 100 см, а также куб на 20-30 литров, жидкостный отбор и автоматику. В целом это соответствует стандартам и требованиям к РК, но у бражной колонны осталось главное: универсальность конструкции и стремление к получению хорошо очищенного дистиллята со вкусом и ароматом исходного сырья, который можно пить сразу без длительного исправления-выдержки в дубовых бочках.

Однако при эксплуатации у обычных пользователей возникла проблема: применяя стандартные технологии ректификации при перегонке браги, они получали не ожидаемый хорошо очищенный и укрепленный дистиллят, а грязноватый спирт, который назвали полупрезрительно НДРФ – недоректификат. Казалось, что эволюция развития бражных колонн зашла в тупик.

Тогда фанаты БК начали эксперименты по применению малых флегмовых чисел при перегонке спирт-сырца. Все встало на свои места. Более малые объемы кубовой навалки и короткие царги, не дающие на БК получать чистый спирт, для производства дистиллята стали сильной стороной. Высокая царга РК имеет избыточную для дистиллята разделяющую способность, отрезая не только лишнее, но и полезное.

Низкая царга БК позволила реализовать технологию сбалансированного снижения концентрации всех примесей в продукте с удалением некоторых, которые точно не нужны. Этому способствовало и применение более крупных насадок. Так, для 50 мм БК применяется СПН 4 х 4 х 0,28 вместо 3,5 х 3,5 х 0,25 в РК. Для отдельных задач хорошо себя зарекомендовали тарельчатые колонны и медные кольца в качестве насадок, но это тема для отдельной статьи.

Как правильно работать на бражной колонне

Новички часто жалуются, что несмотря на все старания, у них на бражной колонне получается чистый спирт, а не вкусный напиток. Универсальной технологии не существует, так как многие нюансы перегонки зависят от конструкции аппарата, однако соблюдая основные правила, можно сделать на БК ароматный и хорошо очищенный дистиллят.

1. БК и РК – аппараты, реализующие технологии тепломассобмена, поэтому требования к подготовке оборудования к эксплуатации для них практически одинаковы. Для того чтобы уверенно управлять флегмовым числом в процессе работы, нужны: стабильный регулируемый нагрев и охлаждение, а также хорошая теплоизоляция куба и колонны.

2. Рассчитать плановую скорость отбора «тела». Исходим из того, что флегмовое число не должно превышать 2. Например, если рабочая мощность нагрева для 50 мм колонны составляет 1700 Вт, то из куба испаряется примерно 4,93 х 1,7 = 8,3 литра жидкости в час. Треть мы должны отобрать, а две трети вернуть флегмой обратно в колонну и куб. Значит, плановая скорость отбора 2,8 литра в час, а флегмовое число – (8,3 -2,8) / 2,8 = 2. Большей точности не требуется.

3. Длительный и унылый отбор «голов», принятый при ректификации, удаляет не только альдегиды, но и отвечающие за аромат напитка эфиры. Поэтому «головы» нужно отбирать не более 2-3% от АС (абсолютного спирта) в навалке. Скорость должна быть примерно 25-300 мл/час (около 10% от скорости отбора «тела»).

4. Стартовую скорость отбора «тела» устанавливаем равной плановой (в нашем примере 2,8 л/час). А после начала отбора корректируем ее так, чтобы крепость выхода составляла 90-91% при крепости навалки 40%.

Больше скорость не меняем! К концу отбора «тела» скорость и так упадет, а крепость в струе снизится до 87-88% (при остаточной крепости спирта-сырца в кубе 5%). Скорость по сравнению с ректификацией огромна, но именно это и позволяет пропустить средние эфиры и умеренную порцию высших спиртов в приемную емкость. Закончить отбор «тела» нужно при кубовой температуре не выше 95 °C.

5. Если перегоняем зерновое сырье, то «хвосты» отбираем дробно (2-3 порции по 100-150 мл) на скорости в два-три раза меньшей стартовой при отборе «тела». «Хвосты» пойдут на следующий день для купажирования или на дальнейшую переработку на РК.

Главное не бояться высокой скорости отбора: если ее занизить, то на выходе будет уже не хороший дистиллят, а плохо очищенный спирт, который вполне годен для бочки – примеси не удалены полностью, а только «слегка причесаны», избавлены от избытка сивухи и альдегидов.

Если же цель – дистиллят для употребления без длительной выдержки, то можно поэкспериментировать с регулировкой флегмового числа, помня, что чем выше флегмовое число, тем больше степень очистки и приближения к спирту.

Для перегонки сахарного сырья годится только максимальная очистка от всех примесей и технология перегонки, принятая на РК. Если объем навалки не превышает 15-20 объемов насадки в колонне, эта насадка СПН соответствующего диаметру колонны размера, а сама колонна высотой не менее 1 метра, есть шансы получить на БК из сахарного спирта-сырца вполне пристойный спирт.

P.S. Спасибо за подготовку материала для статьи пользователю с нашего форума.