Podciśnieniowe aparatura, luźne dywagacje

[bambus1121]

Panowie a może i panie mam w głowie pewien pomysł. Jak wszyscy wiem im mniejsze ciśnienie tym ciecze maja niższa temperaturę wrzenia. Nadszedł mnie więc pomysł aby zrobić kolumnę o ostatniej sekcji nieznacznie wyższej a odbiór urobku pobierać przez pompę próżniową poprzedzoną naczynie z syfonem. Pomysł ten zawitał mi w głowie ponieważ mam olbrzymią ochotę zrobić aparaturę o wydajności liczącej kilka litrów na godzinę i dużym zbiornikiem, ale jak wiemy im większy zbiornik tym większy problem z zapotrzebowaniem na ciepło oraz duży problem z czasem potrzebnym na nagranie do odpowiedniej temp przed startem odbioru.
Produkt docelowy jaki mnie interesuje to jak największe stężenie alkoholu, co do walorów smakowych nie są one brane pod uwagę, nikt nie będzie tego pić
Tutaj zgłaszam się do was. Czy może coś takiego już ktoś próbował zbudować? A jak nie to czy ma według was szansę takie ustrojstwa zadziałać

[użytkownik usunięty]

Serwus
Cóż, specem nie jestem ale jak luźno, to luźno
Wydaje mi się, że każda kolumienka, na zmiany ciśnienia atmosferycznego wrażliwa jest. Wiemy to nie od dziś. Wiemy też, że termometry zainstalowane do kontroli temperatur w poszczególnych segmentach kolumny, mogą reagować na te zmiany. Moim zdaniem, jeśli obniżysz ciśnienie w zbiorniku, obniżysz je w całym układzie. Trudno napisać co będzie. Po za tym, jeśli chcesz uzyskać jak największe stężenie alkoholu, w domyśle moim 97.2%, kolumienkę ustabilizowaną przez cały czas trwania procesu mieć musisz a przy podciśnieniu, jakie chcesz stworzyć, chyba trudne do osiągnięcia to będzie.
Jakbyś zamknął kolumnę w szczelnym pomieszczeniu i z niego odpompował powietrze?

[rastro]

Rozwiążesz jeden problem (rozgrzewania wsadu) za to przysporzysz sobie kolejnych problemów... pierwszy jaki widzę to skraplanie medium do skraplacza będzie musiało być odpowiednio chłodniejsze i przy mniejszej różnicy temperatur będzie wymagany większy (wydajniejszy) skraplacz i większy przepływ. Sam odbiór destylatu będzie upierdliwy (jakiś zbiornik buforowy albo fikuśna aparatura pozwalająca na ciągły odbiór. Natomiast do boilera i tak trzeba będzie dostarczać energię żeby ciecz wrzała. Ostatecznie bilans energetyczny będzie w najlepszym przypadku taki sam jak w standardowej aparaturze, a może nawet większy.

Do większych ilości do zastosowań technicznych należy iść w kierunku w jakim poszedł przemysł czyli aparatów do pracy ciągłej.


Edit:
@defacto nie wiem co palisz ale odstaw to....

[Kòpôcz]

Od kilkunastu lat pracuję z drewnem na pod- i nadciśnieniu. Przełożenie ma to na Twój pomysł niewielki, poza tym, że ogarniam kwestie warunków pracy na takich aparaturach.
Moim zdaniem niemożliwym jest osiągnięcie tego, co chcesz zrobić. Kolumna nie jest układem zamkniętym, więc taki układ musiałbyś stworzyć na zewnątrz kolumny - czyli, jak wspomniał defacto, szczelne pomieszczenie. Może dałbyś radę to zrobić, ale dostępu do takiego mieć nie będziesz. Jeśli masz komorę próżniową włóż do niej nienapompowany, szczelne zawiązany balonik. On się "napompuje" - rozszerzą się cząsteczki powietrza. To samo będzie się działo z Twoim ciałem - odradzam, o ile to nie jest Twój sposób na realizację zapędów suicydalnych.

[rastro]

Panowie czemu widzicie problem tam gdzie go nie ma... to że kolumna jest otwarta to jest pewna cecha projektowa, którą można zmienić i już - np. poprzez zaspawanie odpowietrznika albo użycie tego miejsca jako gdzie będzie podłączona próżna. Problemy będą gdzie indziej...
- chłodzenie
- stabilne grzanie (tutaj wahania napięcia w sieci już będą problemem)
- zapewnienie stabilnego podciśnienia w układzie (tu sprawa ma się podobnie jak z grzaniem)
- zapewnienie odbioru czyli jakiś zbiornik buforowy albo fikuśne zawory

Przy tej komplikacji aparatury zysk z tego żaden. Jak pisałem w poprzednim poście lepiej zastanowić się nad aparaturą pracującą w systemie ciągłym. Były na tym i na białym projekty i chyba nawet szczątkowe realizacje tego typu aparatów wydaje się że nawet z ciekawymi rezultatami. Tam też są problemy do rozwiązania, ale wydaje się że są one niewspółmiernie łatwiejsze niż przy podciśnieniu.

[Zygmunt]

Takie cos istnieje i jest szeroko używane w naszej branży, czyli mikrogorzelniach ginu. Jest to wyparka, czyli urządzenie do destylacji pod obniżonym ciśnieniem. Taki proces pozwala na zachowanie walorów smakowych botaników, które przy normalnej destylacji tracą właściwości w związku z nadmierną temperaturą. W browarnictwie używa się tego od oddestylowywania alkoholu w niskich temperaturach, nie wpływających na jakość piwa.
Tutaj fotka z polskiej destylarni ginu:

[użytkownik usunięty]

Wszystko to piękne jest Zygmuncie. Problem w tym, że autorowi na jak największym stężeniu alkoholu chodzi a ty o destylacji prostej przykład podałeś? Piszemy o rektyfikacji?

[rastro]

@Zygmunt - musisz przyznać że taka wyparka to jednak sprzęt laboratoryjny... nie może być tutaj mowy wydajności o litrach na godzinę - i na chłodnicy dziwny czynnik chłodniczy typu aceton z suchym lodem .

W browarach są różne sposoby pozbywania się alkoholu z piwa - czasem jest to destylacja w gazach osłonowych z których płukane są aromaty czasem podciśnienie, ale to wciąż nie rozwiązuje problemu zmiany smaku i aromatu. Duże browary używają instalacji do odwróconej osłony ze specjalnie dobranymi membranami - wtedy całość odbywa się całkowicie na zimno.

Podtrzymuje swoje zdanie dla uzyskania produktu do celów technicznych patrzył bym w kierunku aparatury do pracy ciągłej - będzie to rozwiązanie najtańsze, o moźliwie najmniejszym zużyciu energii i najłatwiejsze do zaprojektowania i budowania.

[patrzal]

Generalnie pomysł ciekawy jako zagwozdka konstrukcyjna, ale skórka wyprawki niewarta. Aparat musiałby być szczelny, musiałbyś mieć podpiętą sprężarkę, która chodziłaby prawie cały czas - przy destylacji powstające pary "podnoszą" nam ciśnienie.

Podniesiona kwestia odbieralnika - chyba coś w rodzaju laboratoryjnej krówki, bo ewentualną śluza do odbioru raczej powodowałaby skoki ciśnienia w układzie i destabilizacji kolumny.

No i kwestie bezpieczeństwa - też zależne od tego, jakie podciśnienie chcesz uzyskać, ale generalnie duże rozmiary = duża powierzchnia, którą będzie chciało zgnieść ciśnienie atmosferyczne. Materiał musiałby być odpowiedniej grubości.

Co do wyparki - też się taką bawiłem (chłodzenie akurat było zwykłą wodą, robiliśmy na niej odpęd rozpuszczalników), wszystko spoko, tylko tam zachodzi destylacja prosta, do rektyfikacji potrzebny byłby znacznie bardziej zaawansowany sprzęt. I do tego duużo droższy. A teraz sprawdzamy cenę wyparki.

[jatylkonachwile]

prawie cały czas - przy destylacji powstające pary "podnoszą" nam ciśnienie.

Tu masz rację, ale jest też druga strona metalu, na skraplaczu te pary się skraplają stabilizując ciśnienie.

Ogólnie pomysł ciekawy, sam o tym myślę od jakiegoś czasu, i podobny temat zakładałem.
Wg mnie sytuacja jest taka.
Nastaw w kotle musi być dobrze odgazowany, po odpompowaniu powietrza (tzw próżniowanie w chłodnictwie) zacznie wrzeć woda i alkohol, po odpaleniu skraplacza i włączeniu grzania kolumna i ogólnie wszystkie wolne przestrzenie wypełnią się parami alkoholu/wody. Ciśnienie będzie się utrzymywało na poziomie zależnym od temperatury skraplacza i mocy grzewczej. Ogólnie będzie to układ zamknięty identyczny w działaniu jak ciepłowód (ang. heatpipe)

Mój pomysł na taki system ma w założeniu grzanie/chłodzenie za pomocą pompy ciepła, cieki czemu przy niewielkim nakładzie energii można oddestylować ogrom alkoholu.

PS. Ja mam cały folder zakładek dotyczący tego zagadnienia. A w nim np takie rzeczy:

[Kòpôcz]

Obawiam się, że to rozważania akademickie. Używam na prawdę solidnych pomp uzyskujących próżnię rzędu kilku mikronów. Teoretycznie jestem bliski osiągnięcia stanu, w którym woda wrze w temperaturze pokojowej. Teoretycznie. Przyjmuję jednak, że da się prowadzić proces tak, jak tu się rozważa, tylko... czy zdajecie sobie sprawę, że sporo elementów konstrukcyjnych byłoby do wymiany? Na dzień dobry wszelkie płaskie elementy do wymiany na kuliste, albo przynajmniej zwiększenie ich masy (pamiętając, że masa jest miarą ilości). Jak miałaby wyglądać membrana wypluwająca destylat, żeby ani nie zasysała powietrza, ani nawet nie destabilizowała podciśnienia?

[jatylkonachwile]

Jedynym elementem o który bym się obawiał to kocioł, gdyż on jest największy przez co i siły będą największe. Rura z której robi się kolumnę ma dużo większy stosunek średnica/grubość ścianki dzięki czemu więcej jest wstanie wytrzymać. Są dostępne wzory na grubość ścianki zbiorników ciśnieniowych, na zbiorniki podciśnieniowe nie znalazłem.

[rastro]

W układzie zamkniętym będzie bardzo duży problem duży problem z chłodzeniem pary. Może gdyby udało się znaleźć sprężarkę nie wymagającą smarowania to można by było osiągnąć jako w miarę dobry rezultat w układzie pół otwartym podciśnienie na kolumnie i skraplanie za sprężarką ciśnieniu atmosferycznym. Do refluksu można by było użyć zaworka precyzyjnego podobnego do tego stosowanego obecnie w kolumnach tylko zamontowanego na odwrót - no ale chwilowo możemy zapomnieć o sprężarce przez którą będziemy pchali etanol i wodę... i do tego nie będzie ona wymagała smarowania

Jedyne takie urządzenie jakie mi przychodzi do głowy to tzw. pompka wodna (zwężka Venturiego) - ale to ustroństwo ma swoje ograniczenia.

[gary1966]

https://youtu.be/Hc-h6B88Pog

[Kòpôcz]

Chyba nie o to chodziło autorowi, ale jeśli można offtopowo...
Fajny sposób na wódki smakowe nie nalewki - rozcieńczanych takim ekstraktem. W sumie mam wszystko, co do takiej ekstrakcji jest potrzebne.

[wolan]

Może odbiegając od tematu Kolega Box dawał kiedyś link do filmu z za wschodniej granicy gdzie był pokazany jakiś aparat do destylacji ciągłej, zaciągnął nastaw z beczek jedna, po drugiej.

[rastro]

Projekty do ciągłeg tutaj i na białym już były. Tutaj na 100% jeżeli chodzi o odpęd. Przy odpędzie głównym problemem jest nie całkiem wyklarowany nastaw - wiadomo zawiesina siada na wypełnieniu i się zapycha, ale wydaje się że do samego odpędu można by użyć ceramicznych pierścieni czy jakichś szklanych kulek, rurek itp. Powyżej wlew w części wzmacniającej powinno sobie poradzić standardowe wypełnienie.
Na białym problem byłą złą konstrukcja boilera/reboilera - autor użył jako boilera rurę 51. Przy takiej konstrukcji paliły się grzałki bo para wypycha ciecz, która nie ma szans na powrót i odbieranie ciepła z grzałki. na moje oko minimum na tego typu urządzenie to rura 4" a pewnie lepsza była by 6-cio calowa. położona poziomo.

Start to podgrzanie 3-5 litrów nastawu, albo lepiej wody - zaleta jaką widzę w takim układzie to możliwość odpędu dowolnej ilości nastawu - nie ważne czy to będzie 5l jakiegoś nieudanego wina czy ilość hurtowa.

Tutaj u nas aparat był na keg, ale też był jakiś problem z ciśnieniem i potrafiło opróżnić keg przez przelew i popalić grzałki.

[czytam]

Na rosyjskich stronach jest wiele filmików z destylację (rzadziej rektyfikacją) w podciśnieniu. Zaletą jest to zachowanie aromatów rozkładających się w wyższych temperaturach. A potem już tylko wady - skomplikowana aparatura, konieczność przewymiarowania mechanicznego, dużo niższa sprawność...

[jatylkonachwile]

Jak by ktoś się zastanawiał czy układy podciśnieniowe są stosowane w przemyśle. A i owszem, są. Przypadkiem trafiłem na ten film.

Wg mojego pojmowania fizyki można to zrobić w układzie zamkniętym z tylko jedna pompką odbierającą urobek (a nawet dało by się i to pominąć) oraz jedną pompą próżniową.
Mamy szczelny układ. Robimy próżnię, kilka mmHg, więc możemy uznać że powietrza tam nie ma. Wyłączamy pompę próżniową. Dopiero wtedy włączamy sprężarkę układu chłodniczego, skraplaczem jest kocioł, a parownikiem chłodnica, po drodze przydała by się jakaś chłodnica powietrzna by pozbyć się ciepła doprowadzonego przez sprężarkę. W momencie gdy dostarczymy wystarczająco dużo ciepła by odparować trochę alkoholu to w tym samym czasie taką samą ilość energii powinniśmy odebrać w chłodnicy dzięki czemu te pary alkoholu się skroplą i ciśnienie powinno zostać na stałym poziomie. W momencie gdy będziemy odbierać urobek to zmniejszamy fizycznie objętość cieczy w układzie czyli i zmniejszy się ciśnienie a to spowoduje zwiększone parowanie (tak by było przy pulsacyjnym odbiorze) a przy ciągłym odbiorze to się ustabilizuje. Ale taki odbiór wymaga jakiejś pompki do sprawnego działania (najlepiej wyporowej, czyli tłokowa, łopatkowa lub perystaltyczna), ale możemy to uprościć i zaprzędz do tego grawitację. Wystarczy naczynie odbiorcze połączyć z kolumną za pomocą dwóch wężyków. Jednym ciecz spływa na dół, a drugim jest wyrównanie ciśnienia. Ot voila.
Jak znajdę czas pomiędzy milionami pomysłów to wykonam taki sprzęt.

[Fiflak]

Czytałem niegdyś o ginie pędzonym, że tak powiem, próżniowo:
https://gintonic.pl/gin/gin-90-mikrogorzelnia-gin/
Nie piłem, więc nie wiem, czy ta metoda daje znacząco inne efekty od standardowej.
Poza destylacją prostą nie dostrzegam sensu w budowaniu domowego laboratorium. Sporo by kosztowało poskładanie takiego sprzętu. Myślę tu o idei autora tematu, czyli podciśnieniowej destylacji kolumnowej. Ciekawy problem do teoretycznych rozważań z dziedziny fizyki, natomiast co praktycznie miałoby to dać? Naprawdę nie wiem.
https://calculla.pl/kalkulator_temperatury_wrzena
Rektyfikacja, czyt. otrzymywanie czystego spirytusu to gra niewarta świeczki, lecz destylacje smakowe mogłyby faktycznie pozytywnie zaskoczyć przy konsumpcji. Np. próżniowy kalwados, lub takowa śliwowica. Odbiór przedgonów trzeba wówczas przeprowadzać również pod zmniejszonym ciśnieniem, co wymusza konieczność posiadania kolumny tak pracującej. Później przejście na destylację prostą, również próżniową. Kibicuję kolegom, zdolnym konstruktorom. Jakby co upraszam o zrelacjonowanie, w niniejszym wątku, iście alchemicznych sukcesów Waszmościów.