Reflux + para

Witam,
przeglądając schematy destylatorów wpadła mi do głowy poniższa koncepcja i szczerze mówiąc mam na nią niezłą chrapkę . Niestety mam kilka pytań które mnie nurtują i byłbym bardzo wdzięczny za podpowiedzi.

Schemat:


Pytanie moja brzmi:
- czy podgrzewając intensywnie wodę w celu uzyskania pary wodnej zacier nie ogrzeje mi się do tego stopnia, że zacznie wrzeć, przez co otrzymam roztwór wodno alkoholowy o stosunkowo małej zawartości alkoholu (do ponownej destylacji)?

z góry dzięki za odpowiedź

Generalnie metoda ta, wykorzystująca bełkotkę używana jest do odpędzania zacierów gęstych, zbożowych. Jeżeli nic takiego nie zamierza Kolega destylować, to wystarczy sam płaszcz wodny.

Witam.

Fajny zbieg okoliczności – właśnie pracuję nad podobnym rozwiązaniem:

Ale wracając do pytania, nie rozumiem istoty samego pytania :
”….. czy podgrzewając intensywnie wodę w celu uzyskania pary wodnej zacier nie ogrzeje mi się do tego stopnia, że zacznie wrzeć……”
a) chyba podajemy źródło ciepła właśnie po to aby doprowadzić do temperatury wżenia w celu uwolnienia destylatu zawartego w cieczy / substancji ogrzewanej? Jeżeli chcesz napisać że jeżeli będzie się ciecz / substancja gotowała to się przypali – to w tym rozwiązaniu (zbiornik w płaszczu)) jest trochę inaczej – ale to już było opisywane na forum.
b) czy źródłem grzania cieczy / substancji jest woda w zbiorniku zewnętrznym, czy para wytworzona z tego zbiornika a doprowadzona do cieczy / substancji ? Bo jeżeli zamysłem była para – to trochę inaczej zbudowana jest wytwornica pary . Przy ciśnieniu atmosferycznym z tej powierzchni wygenerowana para będzie ułamkiem ciepła przekazanego do cieczy / substancji w stosunku do ciepła / energii przekazanej przez pole powierzchni wymiany pomiędzy zbiornikiem zewnętrznym a wewnętrznym.
Dalej: „ .… przez co otrzymam roztwór wodno alkoholowy o stosunkowo małej zawartości alkoholu (do ponownej destylacji)? ….” Przepraszam ale tego w ogóle nie rozumiem. Przecież opar generowany z cieczy / substancji jest właśnie mieszaniną głównie wody i destylatu o proporcji wynikającej z stosunku tych składowych w danym momencie procesu. Abstrahując od tego że za pomocą grzania parą powinniśmy pracować na destylatorze prostym w celu uzyskania tylko oczyszczonego wsadu z ciał stałych do dalszej obróbki – narysowałeś kolumnę z powrotnym napływem właśnie mającą na celu stabilizację tej kolumny przy zmiennej zawartości destylatu w podawanym oparze generowanym z zbiornika. Dlatego nie rozumiem pytania.

Ale na bazie tego tematu mam swoje pytania które jeszcze nie rozgryzłem.
Początkowo chciałem paszcz wypełnić olejem (jest stabilniejszy, ma lepsze właściwości stabilizacji temperatury itp.) ale odpowiedni olej (silikonowy) już sam w sobie:
a) cena 20 litrów – około 1 000 PLN,
b) brak małego i odpornego na olej naczynia przeponowego do temp 100 stopni (nie chciałbym zbudować bomby)
Dlatego wróciłem do wody:
Sam schemat jest identyczny z tą różnicą że:
a) z zaworu bezpieczeństwa wyjście skierowane jest do zbiornika – po ta aby nadmiar wygenerowanej pary wraz z wzrostem ciśnienia zostaje wypuszczony do zbiornika wewnętrznego. I tutaj mam pierwszy znak zapytania? Jaki zawór bezpieczeństwa? Jakie ciśnienie BEZPIECZNE mogę wygenerować podgrzewając wodę i jak to będzie się miało do temperatury wżenia wody? Zbiornik sprawdzony ciśnieniowo do 6 - 8 Barów na sprężarce. Myślałem o zastosowaniu zaworu 1,5 lub 2,5 bara.
b) w szczycie zamontuję sondę dwu punktową do sterowania elektro zaworu dopuszczającego bieżącej wody która wygotowała i została skierowana do zbiornika wewnętrznego. Znowu pytania - jaka będzie „szybkość” wygotowywania się wody? Czy ilość „zwolnionej” objętości przez wygotowany destylat wystarczy na „przyjęcie” nadmiaru pary? Jak będzie miał wpływ na stabilizację temperatury grzania, oraz na wewnętrzne ciśnienie, każdorazowy, cykliczny „zastrzyk” świeżej zimnej wody?
c) grzanie – jaki wpływ dokładnie na temperaturę wrzenia wody będzie miało ciśnienie i w jakim zakresie wtedy ustawić termoregulator elektroniczny, oraz jak do tego układu wmontować regulator mocy grzałek aby zoptymalizować AUTOMATYCZNIE moc grzania.
Co o tym myślicie?

Cezary

Zawór bezpieczeństwa, o ile drugą rurą para jest podłączona do kotła jest zbędny. W dodatku na 100% zdestabilizuje to na jakiś czas kolumnę- tak jakbyś na chwile przełączył grzałki na pełną moc.
Problem ilości wody- to trzeba sprawdzić, ale z tego, co wyczytałem na bratnich forach dla kega 30l z naczynia z wodą przez cały proces uchodzi około 7-8l- to dość dużo. A nie bardzo daje się w czasie procesu uzupełniać wodę, bo powoduje to przecież destabilizację...

Jeżeli chciałbyś się zdecydować na sam płaszcz wodny albo olejowy, bez bełkotki, to dlaczego nie wykorzystać oleju jadalnego? Jest tani, dostępny i nie śmierdzi jakoś okropnie...

Dzięki Zygmunt za podjęcie tematu.

Zygmunt – zawór zastosowałem właśnie po to aby zminimalizować parowanie wody poprzez wytworzenie ciśnienia a co za tym idzie zwiększenie temperatury wrzenia wody – czyli jeżeli doprowadzimy do ciśnienia powiedzmy 2 bary – temperatura wrzenia wody wyniesie około 120 stopni – czyli pilnując temperaturę na poziome około 100 stopni zminimalizujemy parowanie – czyli zużycie wody z zbiorniku zewnętrznym. Idąc dalej - może jeżeli odprowadzenie pary by doprowadzić do głębi zbiornika wewnętrznego (właśnie rurką jak na rysunku powyżej) to zanim para przedostanie się do wejścia kolumny zostanie jej temperatura oraz ciśnienie zmniejszone poprzez przejście przez wsad w zbiorniku.

Dalej – olej – olej jadalny według mnie jest półśrodkiem – a to mi nie za bardzo pasuje – dodatkowo cały czas martwię się nad brakiem kontroli rozszerzalności temperaturowej oleju (zbiornik przeponowy – a zarazem jego brak) – nie chciałbym puszczać oparów na zewnątrz – bo uwierz mi – śmierdzi jak cholera – niedużo ale wali spalonym / przypalonym olejem że aż niedobrze (mi się to od razu kojarzy z tanią budą i frytkami).

Cezary

Temperatura aż tak się nie rozproszy nawet w wielkim garze, żeby nie dało się tego poczuć w kolumnie. Oczywiście, jeżeli dalej mówimy o objętościach rzędu 30stu, czy 50ciu litrów. Analogia z grzałkami i zabawą potencjometrem jest tu bardzo na miejscu.

Zbiornik membranowy to chyba za duży kaliber- wystarczy zrobić zbiornik z odpowiednim zapasem miejsca i dla pewności założyć zawór na szczycie. Powietrze jest bardzo ściśliwe.
Dla absolutnego komfortu można jeszcze dołożyć rurkę szklaną, która obrazowałaby poziom oleju. Pamiętaj, że temperatury używane przy destylacji są tak naprawdę niewielkie- bo do 100C. Dla oleju to prawie nic.

Fajnie, ale ja w kwestii formalnej: bełkotki z kolumną rektyfikacyjną bym nie krzyżował. W kolumnie z rysunku brak jest u-rurki albo jeziorka na doprowadzeniu flegmy z powrotem na wypełnienie, tak swoją drogą.
Normalnie bełkotka jest używana do odpędzenia z gęstych zacierów mieszaniny wody z etanolem a dopiero tą się daje na kolumnę refluksową. Podgrzewanie bezpośrednie kotła pod kolumną daje znacznie mniejszą bezwładność aparatury i lepszą kontrolę stanu kolumny. A bezpośrednio podgrzewać można zasadniczo tylko roztwory klarowne, bez zawartości cząstek stałych.
Aha, niestety, w tym układzie ciśnienie w bojlerze z wodą sięgnie maksymalnie ciśnienia słupa zacieru nad wylotem bełkotki. O utrzymaniu tam ciśnienia rzędu barów - zapomnieć. Trzeba by całą aparaturę trzymać pod ciśnieniem, razem z pojemnikiem odbiorczym. Wtedy wzrośnie zarówno temperatura wrzenia wody, jak i bimbrozji w zacierze. Niewiele uzyskamy. Co najwyżej tyle, że pod ciśnieniem (ztcp) 3 atm. etanol przestaje z wodą tworzyć azeotrop. Jest to jedna z metod otrzymywania bezwodnego etanolu (ale rzadko używana ze względu na bezpieczeństwo - aparatura ciśnieniowa, zamknięta, z wrzącą cieczą to proszenie się o kłopoty i wzmiankę w kronice policyjnej).

Witam.

Może moderatorzy zrobią z tego nowy post – bo już trochę odbiegł od tematu pierwotnego, ale kontynuując powyższe rozważania.

Dziś uruchomiłem podwójny płaszcz na wodzie.
Zrobiłem następujący trik:
1 – płaszcz szczelny – jedyne wyjście bezpieczeństwa to zawór bezpieczeństwa na szczycie płaszcza o wartości 1,5 bara, odprowadzony do komory kotła zasadniczego.
2 – zalałem wodę do kotła do wartości 90% (około 25 litrów). Idealnie sprawdził się czujnik dwupoziomowy sterujący elektrozaworem który puszczał wodę. Do kotła wlałem niedużo bo 20 litrów normalnej cukrówki ale z 3 kg. Mąki. Jako zamiennik ciał stałych. Mąka cholernie przylepia się do grzałek (pożyczyłem koledze do przepędzenia nastaw z mąki zwykły kociołek z grzałką elektryczną – grzałka do wyrzutu po jednym grzaniu takiego ustrojstwa – cała czarna i śmierdząca przypalenizną)
3 – włączyłem grzanie 2 kW przez regulator temperatury z wartością MAX 100,00 stopni celciusza.
4 – pięknie się zagotowało do wartości 100,00 stopni i co 4 – 8 minut wyłącza na około 1 minutę i znowu załącza.
5 – CIŚNIENIE urosło w płaszczu do wartości 1,3 Bara i trzyma – ANI RAZU NIE POPUŚCIŁO PARY !!!!!!
6 – postawiłem prostą kolumnę bez napływu do odpędzenia (rura 60,3 mm) o długości 60 cm i za tym od razu chłodnica. Cieknie jak szalone w ciągu około 1,5 godziny poszło już ponad 3 litry (obecne stężenie średnie to 65%).
7 – na wejściu oparów mam obecnie 93 stopnie – chcę pojechać do prawie 100,00 i zobaczyć jak zachowuje się zbiornik .

Brak pary z płaszcza (mimo że trzymam cały czas 100,00 stopni) – czyli za razem uzupełniania wody jest wynikiem ciśnienia w płaszczu. Dzięki niemu podwyższyłem temperaturę wrzenia której nie osiągam. Obecnie minimalne zwiększenie ciśnienia poprzez parowanie podwyższa temperaturę wrzenia wody – czyli zmniejsza jej obecne parowanie przy 100,00 stopniach. Jak widzę wystarczy 1,3 – 1,4 bara aby utrzymać tę równowagę.

Po wydajności widzę że śmiało mógłbym od razu założyć kolumnę na kocioł – nie powinno być żadnych problemów z jej stabilizacją – ale dłużej by trwał eksperyment.

Cezary
Zdjęcia później – córka zabrała aparat – a komórką wychodzą bardzo kiepskie.

Cezary