Кожухотрубный холодильник для самогонного аппарата

Инструкция по изготовлению кожухотрубного охладителя для самогонного аппарата

Сегодняшнюю статью прислал мне читатель Владимир Ельзов. Он представляет свою конструкцию охладителя для самогонного аппарата. Примечательно, что изначально автор изготовил теплообменник для других целей, а уже затем приспособил его в качестве дистиллятора для перегонки самогона. Почитайте историю об этом в конце статьи.

Также надо отметить, что такая конструкция известна в кругах винокуров и называется кожухотрубный холодильник. Она не столь популярна, как прямоточник или змеевик, но в то же время объединяет в себе их преимущества.

Содержание

Особенность конструкции

Кожухотрубный охладитель является разновидностью прямоточного. Только у него внутри кожуха вместо одной трубы находится сразу несколько. В данном случае 6.

В результате мы имеем положительные стороны прямоточного дистиллятора – отсутствие конденсатных пробок, высокую производительность и экономичность. И при этом добавляется такое достоинство змеевика, как компактность.

Из минусов могу отметить более дорогое и сложное изготовление.

Производительность такого охладителя при перегонке браги — 2,2 л/час при расходе воды 50 л/час.

Инструкция по изготовлению

Ниже приведены чертежи деталей для изготовления. Материал — нержавеющая сталь Х18Н9Т или 12Х18Н9Т.

  • Варить штуцер 7 к фланцу 3
  • Варить сливной патрубок 10 к крышке 5
  • Варить катушку:
    а) варить трубы 6 к фланцу 3
    б) варить трубы 6 к фланцу 4
  • Вставить катушку в кожух 1 до упора и варить с 2-х сторон
  • Варить гайку 8 к кожуху 1
  • Варить штуцер 9 к кожуху 1
  • Заглушить штуцер 9, залить воду через штуцер 7 и проверить на герметичность
  • Варить фланец 2 к кожуху 1
  • Варить крышку 5 с сливом 10 к кожуху 1
  • Заглушить гайку 8, через слив 10 залить воду и проверить на герметичность.

Спиртосодержащие пары подаются через гайку 8, проходят через трубы 6 конденсируясь и сливаются через слив 10. Движение паров и воды в противотоке. Вода подаётся через штуцер 9, а выходит через штуцер 7.

От автора

Изначально конструкция была изготовлена для подогрева холодной воды в отопительный сезон т.к. горячей воды в моём жилье не было. За основу конструкции взято устройство скоростного бойлера. В качестве нагревателя предполагался теплоноситель из батареи центрального отопления.

Из-за сложности использования и подключения конструкция была не одобрена домашними и долгое время оказалась не удел. И только во времена Горбачёва я о ней вспомнил. Если можно греть, значит можно и охлаждать. В этом качестве конструкция была испытана как охладитель (при большой конспирации) и оказалась удачной, т.к. в охладителе со змеевиком пары проходили через одну трубку, а здесь через 6-ть.

Кстати о скороварке: в те далёкие нелегальные времена она была эталоном конспирации. Весь аппарат состоял из скороварки (вместо клапана вворачивался штуцер), куска гибкого шланга, тазика с водой. Всё это не вызывало ни у кого никаких подозрений.
Второй клапан нужно заглушить или использовать под термометр, т.к. если процесс протекает при использовании открытого огня, то при его срабатывании (случайно может быть всё) произойдёт выброс спиртосодержащих паров и как результат возгорание и возможно пожар.

Когда в магазинах уже не было водки, а сухое вино ещё продавалось, то из 3-х бутылок вина типа Фетяска, Рислинг, Ркацетели и т.д. (стоимость вина — 90 коп. — 1,02 руб.) получалась бутылка хорошей виноградной водки.

Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник)

К сожалению, информация по кожухотрубникам разбросана по разным темам.
Систематизированной информации и внятных отзывов мало.
По этому, пришлось открыть отдельную ветку и самостоятельно, без подсказок, проходить все этапы проектирования и сборки.

Попытки форумчан обсудить конструкцию кожухотрубного теплообменника обычно сводится к предложению сделать прямоточник и успокоиться.
Дескать, это очень сложно и малоэффективно для нашего дела.
Да, сделать сложно. Но могу сказать, что результат стоит приложенных усилий.
Просьба ко всем заинтересованным, если на просторах нашего необъятного форума встретите информацию по данной теме, кидайте ссылки сюда.
В общем, пишите, делитесь, советуйте.
Не все участники нашего форума ищут «лёгкие» пути…
[сообщение #11586161]
[сообщение #11388247]

Устройство мне показалось интересным.
Сделано по принципу промышленных трубчатых теплообменников.

Teploobm3. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование.

В прямоточных холодильниках, высокая скорость потока жидкости является главным условием высокой производительности.
Скорость необходимая для срыва «теплового одеяла» достигается за счет малых зазоров и иных приспособлений.
При наличии только одной трубки, сделать это не сложно.
Но для увеличения производительности приходится наращивать длину холодильника, а это бывает не всегда удобным.
В кожухотрубном теплообменнике, при больших площадях поперечного сечения, невозможно добиться больших скоростей при малом протоке жидкости.
Компенсируют этот недостаток перегородки, разделяющие внутреннюю полость теплообменника. Они предназначены для изменения направления потока и тем самым вызывают интенсивное перемешивание среды.
Чем больше перегородок, тем выше эффективность теплообмена. За счет этого, устройство можно сделать довольно компактным и весьма производительным.
На мой взгляд, делать кожухотрубник без перегородок, занятие малоэффективное.
Расход воды будет велик, а теплообмен недостаточным. Сводятся на нет преимущества устройства – компактность, высокая производительность и экономичность.

Идея застряла в голове, как назойливая заноза.
Ни чего не оставалось делать, как воплотить её в металле.
Проект пилотный, и не всё получилось в плане технологии сборки.

Устройство в изготовлении действительно не простое.
Но это только если не знать последовательности действий.
Скажу так – если вы собрали кожухотрубник, остальные узлы Вам, как семечки.

Схема, компоновка и всё остальное будет ясно из картинок…

Kojyhotrybnii_teploobmennik. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9402. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9403. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9406. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование.
_dsc9468. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9469. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9481. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование. _dsc9483. Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник). Оборудование для перегонки и ректификации. Оборудование.

Первый прогон проводил на воде.
При подаваемой мощности ТЭНа 2 кВт. Счетчик показал – 1780 Вт.
Учитывая потери не утеплённого куба 15% имеем скромных 1500 ватт мощности.
Температура в кубе – 100°С.
Температура конденсата на выходе – 15.8°С.
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор – 5.6°С.
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора – 38.5°С.
При расходе воды 750 мл/мин.

Данный проект воплощен в металле благодаря освоению технологии пайки твёрдыми припоями –
[сообщение #11847252]

Как работает дефлегматор для самогонного аппарата и какой считается самым лучшим

Дефлегматор — это устройство в самогонном аппарате, предназначенное для очищения паров спирта от части вредных примесей. В первую очередь он охлаждает кипящие при высокой температуре примеси, а сам этиловый спирт проходит сквозь это устройство дальше к основному холодильнику. Вредный конденсат, который не может пройти сквозь это устройство, называется флегмой.

Существует несколько видов дефлегматоров. Наша конечная задача определить, какой из них лучше справляется со своей задачей. Возможно, есть даже смысл его изготовить своими силами, если достойный вариантов в специализированном магазине вы не найдёте.

Принцип действия дефлегматора

Дефлегматор представляет из себя вертикальную трубку из нержавейки или меди, вокруг которой по контуру двигается охлаждающая вода. Насыщенный вредными примесями и спиртом пар, проходя через этот небольшой холодильник, охлаждается. Часть примесей, конденсируясь в пар, стекает на дно самогонного аппарата. Спиртовые пары же пролетают сквозь трубку и движутся дальше к основному холодильнику, где они уже конденсируются в конечный продукт.

Лучше всего принцип действия объяснил автор канала Сур-Ликбез на Youtube в своём 10 уроке. Очень короткое и понятная информация, после которой вы сразу же поймёте о чём идёт речь.

Какие бывают дефлегматоры

На самом деле всего существует только 2 вида: прямоточный (пленочный) и Димрота (со змеевиком внутри). Всё остальное это аналоги того или иного вида. Мы покажем в картинках, как они выглядят и чем отличаются.

Прямоточный

Концепция «трубка в трубке». Между трубками течёт вода, которая охлаждает в первую очередь внутреннюю трубу и задерживает движение паров. Отверстие может быть как одно большое, так и несколько маленьких. Пары конденсируются непосредственно на стенках трубы и медленно стекают обратно.

Димрота

В этом случае охлаждение происходит не в стенках дефлегматора, а непосредственно через змеевик внутри трубки. Благодаря такому шагу, повышается площадь соприкосновения пара с охлаждающим элементом и устройство работает эффективнее.

Он может быть как металлическим, так и стеклянным.

Какой дефлегматор лучше

Предпочтение самогонщиков было однозначно отдано кожухотрубчатому дефлегматору (с 3 или 5 трубками внутри). С его помощью лучше всего корректируется температура во время перегонки браги, испарения реагируют моментально. Недостаток состоит в том, что настроить его довольно сложно, начинающий самогонщик может попусту не справиться с этой задачей.

Именно поэтому новичкам рекомендуют начинать с прямоточного устройства, которое значительно проще в использовании.

Изменение подачи воды немного хуже корректирует весь процесс, но его вполне достаточно для адекватной работы устройства.

Если речь идёт о производителях, то однозначного ответа мы вам не дадим, так как каждая лягушка хвалит своё болото.

Лучше всего ориентироваться на размеры дефлегматора — чем он больше, тем эффективнее работает (в большинстве случаев).

Нужен ли дефлегматор вообще

Ещё один интересный вопрос, часто поднимающийся на форумах. По мнению противников дефлегматоров, это устройство настолько неэффективно, что использовать его бессмысленно. Разницу с ним и без него практически не ощущается, в результате чего и тратить на него деньги смысла нет.

Наше субъективное мнение следующее: если хоть на 1% дистиллят или ректификат можно сделать чище, то этим нужно пользоваться. Пусть этот небольшой холодильник и не уберёт все вредные фракции из алкоголя, но какую-то часть точно удержит. А что-то явно лучше, чем ничего.

Когда речь идёт о качестве самогона, нам кажется странным экономить на собственном здоровье.

Как изготовить дефлегматор своими руками

Это устройство довольно часто путают с сухопарником, поэтому в интернете вы можете найти много инструкций, которые вводят всех в заблуждение. Трёхлитровая банка с двумя трубками не может быть дефлегматором, это классический сухопарник.

Читайте также:  Квашеная капуста с похмелья

Если делать всё по уму, то себестоимость нашего устройства может быть даже выше, чем в магазине. Дело в том, что нам нужно будет найти хороший металл, воспользоваться услугами токаря и сварщика и то ещё это не всё. Поэтому в большинстве случаев целесообразно его просто купить и не париться.

Если для вас это не выход. тогда советуем посмотреть видеоинструкцию по изготовлению дефлегматора своими силами от Красноговорской Крепости. Первый ролик я решил не выкладывать, так как там была только теория по выбору диаметра и количества трубок в самом устройстве. Второй же ролик сразу же показывает практику, поэтому рекомендуем вам его посмотреть.

Кожухотрубный холодильник 2 дюйма, 330 мм (трубки 6х12)

Увеличенный холодильник для самогонного аппарата
  • кожухотрубный холодильник длиной 330 мм, 6 трубок диаметр 12 мм (внутренний 10 мм)
  • пищевая нержавеющая сталь
  • стыкуется с другими деталями при помощи клампового соединения (хомут-кламп в комплект не входит)

Холодильник кожухотрубный предназначен для организации теплообмена жидкости (воды) подаваемой в рубашку холодильника и пара (спирта) проходящего по трубкам.
Одна из важных характеристик кожухотрубного холодильника это его мощность, то есть сколько тепла подаваемого в куб он может утилизировать, превращая из газообразного в жидкое состояние.
Так же большую роль играет температура охлаждающей жидкости (воды). Для холодильников 1,5” имеющих внутри четыре трубки 10мм это будет 2,0-2,5кВт.
Для более мощных 2” холодильников имеющих 5-6 внутренних трубок диаметром 12мм 3,0-5,0 кВт. Так же для экономии воды можно использовать 2” холодильники при меньшей мощности нагрева

Характеристики холодильников-дефлегматоров Народные Традиции
Дефлегматоры 1,5 дюймаДефлегматоры 2 дюйма
Длина, мм330330400
Кол-во трубок, шт466
Диаметр внутренних трубок101212
Диаметр патрубков для воды101010
Разъем для подсоединениякламп 1,5кламп 2
Мощность нагрева, кВт2,0-3,03,0-3,53,5-5,0
Расход воды, л/час20-4020-60
Скорость перегонки, л/часдо 5до 7

ВНИМАНИЕ! Все дефлегматоры комплектуются двумя быстросъемами для быстрого подключения воды.
Размер быстросъема – под жесткую трубку внешним диаметром 10 мм.

Для чего нужен дефлегматор в самогонного аппарате читайте тут


Кламп-соединение2 дюйма
Тип комплектующегохолодильник, дефлегматор


Вариант 1: Доставка до пункта выдачи в вашем городе, от 200 руб.

​Стоимость зависит от зоны доставки и объема заказа. Очень выгодно по центральной России. Рекомендуем!

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 2: Доставка посылкой наложенным платежом Почта России

Почтовые расходы, связанные с наложенным платежом, увеличиваются на 6% от суммы заказа. Наложенным платежом отгружаем посылки стоимостью от 1000 до 5000 руб.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 3: Отгрузка через транспортную компанию, от 300 руб.

От 300 руб., в зависимости от выбранной Вами транспортной компании. Мы свяжемся с Вами и согласуем все детали.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 4: Доставка обычной посылкой, от 250 руб. Почта России

Доставка обычной посылкой Почтой России

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 5: Доставка по г. Москва (курьер, СДЭК, DPD)

Для уточнения способа доставки по Москве, с вами свяжется менеджер. Срок доставки от 2 дней. Стоимость от 250 рублей в зависимости от способа доставки.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 6: Самовывоз из магазина в Москве ул. Свободы, 14 (м. Тушинская)

Весь представлнный товар можно приобрести в нашем розничном магазине. Уточнить наличие товара в магазине: 8(499)288-75-10.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 7: Самовывоз из магазина в Н.Новгороде пр. Ленина, 62

Весь представлнный товар можно приобрести в наших розничных магазинах без предварительного заказа. Уточнить наличие товара в магазине: 214-33-70.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 8: Самовывоз из магазина в Н.Новгороде ул. Салганская, 9Б

Весь представлнный товар можно приобрести в наших розничных магазинах без предварительного заказа. Уточнить наличие товара в магазине: 288-00-32 (ул. Салганская)

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 9: Самовывоз из магазина в Дзержинске ул. Октябрьская, 15

Весь представлнный товар можно приобрести в нашем розничном магазине в г. Дзержинск Нижегородской области. Уточнить наличие товара в магазине: 8 (831) 288-00-32

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 10: Самовывоз из магазина в Санкт-Петербурге ул. Полярников, 6 (м. Ломоносовская)

Весь представлнный товар можно приобрести в нашем розничном магазине. Уточнить наличие товара в магазине: 8(950)368-91-41.

Стоимость доставки: 0 рублей

Вариант 11: Курьерская доставка по Н.Новгороду, 300 руб.

Осуществляется в течение одного-двух дней после оформления заказа, в удобное для Вас время.

Стоимость доставки: 300 рублей

Вариант 12: Доставка до пункта выдачи по Нижегородской обл., от 300 руб.

Доставка по Нижегородской области от 300 руб, зависит от зоны доставки и объема заказа.

Стоимость доставки: 0 рублей

Отзывов пока не было. Вы можете оставить его первым

Изготовление охладителя для самогонных аппаратов

Дистилляция – способ приготовления алкогольных напитков, который никогда не потеряет своей популярности. Спирт, полученный путем дистилляции отличается от ректификационного вкусовыми и ароматическими нотками, которые сохраняются от исходного сырья – злаков, винограда, яблок. Холодильник (он же конденсатор) – ключевой элемент самогонного аппарата, который конденсирует спиртовой пар, превращая его в самогон.

Разновидности холодильников и их устройство

Все конденсаторы самогонных устройств делятся на две категории – прямоточные и змеевики. Самогоноварение – это творческий процесс, благодаря которому классические конструкции холодильников имеют бесчисленное количество конфигураций. Ниже перечислены основные разновидности охладителей для самогонного аппарата.

Либиха

Холодильник Либиха используется в большинстве маломощных дистилляторов. Представляет собой простую конструкцию из двух прямых трубок, впаянных одна в другую. Во внешней трубке или рубашке находится охлаждающая жидкость, чаще всего вода, во внутренней происходит конденсация паров. Холодильники Либиха исполняются в двух вариантах – нисходящем и обратном. При использовании обратном виде конденсат из внутренней трубки возвращается в перегонный куб. В таком виде холодильник используется как дополнительный конденсатор или сухопарник, который берет на себя функцию предварительной очистки от грубых примесей. В классической конструкции самогонного аппарата применяется нисходящий охладитель, из которого дистиллят поступает в емкость для готового продукта. Очевидный недостаток холодильника Либиха – его хрупкость, стеклянную деталь легко повредить в процессе.

Шариковый

Конструкция немного сложнее холодильника Либиха, но значительно эффективней и производительней. Для лабораторного использования чаще применяется обратный вариант шарикового охладителя (или холодильника Аллина). Но в самогоноварении он давно проверен как нисходящий. Высокая производительность достигается благодаря внутренней колбе, которая представляет собой ряд шарообразных расширений. За счет шариков увеличивается площадь охлаждающей поверхности и сокращается расстояние между внутренней колбой и рубашкой-охладителем. Применяя этот вид холодильника, важно учитывать угол наклона, чтобы в расширениях не скапливался конденсат.

Димрота

Холодильник Димрота часто используется в ректификационных колоннах в качестве дефлегматора – обратного охладителя. Но также применятся и в самогонных аппаратах, при этом достигается высокая степень очистки с небольшими потерями дистиллята. Конструкция этого устройства имеет множество конфигураций и может изготавливаться из стекла или нержавеющей стали. Охладитель Димрота представляет собой колбу, внутри которой расположена спираль. По спирали подается охлаждающий агент – холодная вода, а спиртосодержащие пары поступают внутрь колбы и конденсируются на внешних стенках спирали. В этом главное отличие от классических холодильников, в которых конденсат собирается во внутренней трубке.

Это устройство используют не только как основной холодильник, но и в качестве сухопарника-дефлегматора для предварительной очистки от сивушных масел.

Змеевик

Иначе холодильник Грэхэма – часто используемый вид охладителя, компактный и довольно простой для самостоятельного изготовления. Это спиральная металлическая трубка, помещенная в закрытую емкость с проточной водой. Охладитель может быть и не проточным, но производительность в таком случае значительно снизится. Такой вариант подходит для маломощных дистилляторов. Как и у других конденсаторов, у змеевика есть свои недостатки. Высока вероятность возникновения конденсатных пробок, что приводит к перепадам давления и забросу сырья в холодильник. За счет большой площади витой трубки, сложнее регулировать температуру теплообменника, в отличие от прямотока, который быстро реагирует на изменение температуры воды.

Место холодильника в самогонном аппарате

Холодильник в самогонном аппарате выполняет ключевую функцию, от его качества и правильного расположения зависит производительность установки и качество дистиллята. В классической конструкции дистиллятора перегонный куб напрямую соединен с охладителем либо между ними дополнительно присоединяется сухопарник – устройство для предварительной очистки от сивушных масел.

Расположение холодильника напрямую влияет на производительность. Разместить его можно тремя способами – вертикально, горизонтально или под наклоном.

Важно: Оптимальное расположение холодильника – вертикальное, при этом пар из перегонного куба поступает сверху.

В вертикальном положении самогон естественным образом стекает вниз, не скапливается в витках змеевика или на стенках прямотока. Это снижает вероятность образования конденсатных пробок, перепадов давления и температуры, что может сказаться на качестве продукта.

Также принципиальное значение имеет тип охлаждения в холодильнике. В маломощных конструкциях может применяться и воздушное охлаждение с помощью вентиляторов. Но это малоэффективный способ, качественный самогон с его помощью получить невозможно. Лучший результат дает охлаждение проточной холодной водой. Особенно важно в проточном охлаждении правильно организовать подачу воды.

Внимание: Холодная вода должна поступать в холодильник снизу, а выходить сверху. То есть, пар в холодильнике движется сверху вниз, а вода – снизу вверх.

При соблюдении этого правила дистиллят будет охлаждаться наилучшим образом – двигаясь вниз по змеевику, конденсат будет встречать постепенное понижение температуры. Если подключить подачу воды в верхнюю часть холодильника, конденсат сначала охладится, а затем подогреется в нижней части, куда опускается нагревающаяся вода.

Расчет размеров холодильника

При изготовлении холодильника, как змеевика, так и прямоточного учитываются три параметра:

  • Длина трубки: чем длиннее трубка, тем больше внутренняя площадь для конденсации паров и выше производительность. Но в слишком длинной трубке увеличивается гидравлическое сопротивление и производительно резко падает. Особенно это относится к змеевикам – оптимальной длиной прямой трубки до сгибания будет от 1,5 до 2 м. Для прямоточного холодильника достаточная длина от 1 до 1,2 м.
  • Диаметр трубки – Чем больше сечение трубки, тем меньше сопротивление движению пара. При этом увеличивается площадь охлаждающей поверхности.
  • Толщина стенки – чем тоньше стенка трубки, тем быстрее происходит теплообмен. Но при контакте высоких и низких температур теплопроводность может резко снизится. При этом тонкостенные охладители быстрее изнашиваются и легко повреждаются.

Стандартные параметры:

для змеевика – длина 1,5-2 м., вн. диаметр 8-12 мм, толщина стенки 0,9-1,1 мм;

для прямоточника – длина 1-1,2 м, вн. диаметр 10-12 мм, толщина стенки 0,9-1 мм.

Для холодильника–змеевика есть два способа водяного охлаждения – открытая проточная система или закрытый герметичный резервуар. При использовании второго варианта производительность самогонного аппарата падает в 2 раза и снижается качество самогона. Поэтому проточное охлаждение наиболее популярно и эффективно. Для корпуса проточного холодильника используют отрезок трубы диаметром 75-80 мм.

Прямоточный холодильник возможен только с проточным охладителем. Рубашку для внутренней трубки изготавливают из трубы диаметром 25-30 мм.

Условия получения качественного самогона

Приготовление домашних алкогольных напитков – это синтез творчества и мастерства. Набрав небольшой опыт, любители самогоноварения начинают экспериментировать с рецептурой и технологией, добиваясь исключительного результата. Но есть несколько базовых условий, без соблюдения которых невозможно получить хороший напиток.

  • Точная рецептура. Приготовление сусла и браги – очень ответственный момент, который влияет и на конечный объем самогона, и на его характеристики. Сырьем для сусла может послужить сахар, фрукты, ягоды, зерновые, крахмалосодержащие овощи. Несоблюдение пропорций при заготовке сусла приведет к слабому брожению и низкому содержанию спирта в браге. Пропорции классического рецепта сахарной браги – 1 кг сахара, 4 литра воды, 20 гр. дрожжей. Это простой и проверенный рецепт, который без грубых нарушений технологии всегда дает хороший результат. Из фруктово-ягодного сусла готовый напиток получается эффектней, но в процессе приготовления сложнее просчитать содержание сахара в браге. Кроме того, для фруктово-ягодной браги не рекомендуют использовать фабричные дрожжи, которые могут плохо сказаться на вкусе и аромате продукта. Вместо них фруктовую брагу готовят по типу закваски на диких грибках или используют винные дрожжи. Самая сложная в приготовлении брага на зерне или крахмальных овощах, например, картофеле. Дрожжи не способны самостоятельно переработать крахмал из этих культур, поэтому необходим дополнительный этап – осахаривание натуральными или искусственными ферментами.
  • Условия брожения. Чтобы позволить дрожжам в браге максимально эффективно переработать сахар в спирт, надо обеспечить им оптимальные условия. Температура среды должна быть в диапазоне 20-30°С без резких перепадов. Но не ниже 18°С и не выше 38°С. Срок брожения зависит от исходного сырья, но обычно не превышает 2 недель. Возможно и более длительное брожение, но, несмотря на то, что брага начнет светлеть, содержание вредных примесей в ней начнет увеличиваться.

  • Разделение фракций. В процессе перегонки получаемый дистиллят разделяют на три части – первак или первач, самогон и хвосты. Это деление вызвано разницей температуры кипения спирта и примесей.

Внимание: Первыми вскипают альдегиды и метанол, большое количество которых содержится в перваке. Эти вещества имеют оказывают сильное токсическое воздействие на организм и опасны для здоровья и жизни. Первак категорически опасно употреблять.

Следующим этапом перегонки идет спирт-сырец или самогон, в простонародье «тело». Эта фракция начинает отделяться, когда температура пара в перегонном кубе достигает 73°С. Самогон перегоняется до тех пор, пока температура держится на 73-73,5°С. С того момента, как температура поднимется выше этой отметки, сбор дистиллята прекращают. При 74°С отделяется третья фракция – хвосты, которая содержит токсичные сивушные масла.

  • Повторная перегонка. Ко второй перегонке прибегают, если есть претензии к качеству браги или сомнения по поводу отделения фракций. Часто спирт-сырец отправляют на повторную перегонку, если брага готовилась из зерновых или крахмалосодержащих овощей. Для второй перегонки замеряют содержание алкоголя в спирте–сырце, разбавляют до 20% и отправляют на дистилляцию. Перегонка раствора с более высоким содержанием спирта опасна.

Инструкция по изготовлению холодильника своими руками

Прямоточного холодильника

Чтобы самостоятельно сделать прямоточный холодильник для самогонного аппарата не потребуется больших финансовых затрат и специального оборудования. Для сборки узла потребуются:

  • металлическая трубка 12х1 из меди, нержавейки или алюминия – 1 м.;
  • труба ПВХ водопроводная для рубашки 40х5,5 – 1 м.;
  • тройник ПВХ – 2 шт;
  • заглушки ПВХ – 2 шт;
  • водопроводный ниппель ½ – 4 шт;
  • гайка и силиконовая прокладка для ниппеля – 2 шт;
  • уплотнительная сливная манжета 40х25 – 2 шт.
  • строительный фен;
  • паяльник;
  • дрель;
  • перьевое сверло по дереву №20.

  1. Подготовка внутренней трубки. Края трубки предварительно облуживаются с внутренней и внешней стороны. Ниппель обрабатывается флюсом и нагревается строительным феном. На разогретую часть ниппеля наносится олово, вставляется в трубку, пропаивается паяльником и дополнительно разогревается феном. Таким же образом припаивается ниппель ко второму концу трубки. После завершения работы трубка тщательно промывается горячей водой.
  2. Подготовка тройников. Через тройники в рубашку будет поступать холодная вода. Для этого необходимо подготовить в них переходные отверстия с соединением под штуцер ½ от гибкого шланга подачи воды. В заглушках с помощью перьевого сверла просверливаются отверстия, устанавливаются ниппели на силиконовую прокладку и фиксируются гайкой.
  3. Сборка холодильника. Из ПВХ трубы и тройников собирается рубашка. Затем на один конец металлической трубки надевается уплотнительная манжета, трубка вставляется в рубашку и с другого края вставляется вторая манжета. В отверстия тройников устанавливаются заглушки с ниппелями и фиксируются трубным хомутом.

К самогонному аппарату холодильник присоединяется гофрированной газовой подводкой с прокладками из силикона или паронита. Для подключения воды можно использовать гибкие водопроводные подводки.

Змеевика

Для изготовления холодильника–змеевика потребуются материалы:

  • медная трубка 12х1 – 1,5 м.;
  • отрезок трубы для навивки 35–40 мм;
  • пластиковая водопроводная труба 70 мм – 0,5 м.;
  • пластиковые заглушки 70 мм – 2 шт.;
  • ниппели ½ с гайками и силиконовыми прокладками – 4 шт;
  • проволока 6–8 мм;
  • песок – 2 кг.
  1. Медную трубку плотно наполняют песком и затыкают заглушками для того, чтобы она не деформировалась во время навивки. Отрезок трубы закрепляют и навивают на него трубку вместе с проволокой, чтобы оставалось расстояние между витками.
  2. В пластиковых заглушках и трубе прорезаются отверстия и устанавливаются ниппели для подключения водопровода и соединения с перегонным кубом.
  3. Змеевик очищается от песка, промывается и помещается в корпус. Затем устанавливаются и герметизируются заглушки.

Заключение

После сборки следует провести предварительные испытания. Самогонный аппарат тестируют на дистилляции воды. Чтобы проверить надежность соединений, устройство подключают к водопроводу на максимальном напоре и имитируют гидроудар.

Вертикальный кожухотрубный дефлегматор или холодильник

Самый распространенный в промышленности тип теплообменника – кожухотрубник. Вариант его конструктивного исполнения зависит от задач, стоящих перед пользователями. Кожухотрубник не обязательно должен быть многотрубным – обычный рубашечный дефлегматор, прямоточный (а) или противоточный (б) холодильник типа «труба в трубе» — это тоже кожухотрубники.

Применяются и одноходовые теплообменники с перекрестноточным движением теплоносителей (в). Но наиболее эффективна и часто используемая для многотрубных теплообменников – многоходовая перекрестноточная схема (г).

При этой схеме один поток жидкости или пара движется по трубам, а навстречу ему зигзагообразно, многократно пересекая трубы, движется второй теплоноситель. Это гибрид противоточного и перекрестного вариантов, который позволяет сделать теплообменник максимально компактным и эффективным.

Принцип работы кожухотрубных теплообменников и сфера их применения

В самогоноварении многоходовые перекрестноточные холодильники принято называть кожухотрубниками (КХТ), а их однотрубный вариант – противо- или прямоточным холодильником. Соответственно, при использовании этих конструкций в качестве дефлегматоров — кожухотрубными и рубашечными дефлегматорами.

В домашних самогонных аппаратах, бражных и ректификационных колоннах подачу пара осуществляют в эти теплообменники по внутренним трубам, а охлаждающей воды – в кожух. Любого промышленного конструктора-теплотехника это бы возмутило, так как именно в трубах можно создать высокую скорость теплоносителя, значительно увеличив теплоотдачу и КПД установки. Однако у винокуров свои цели и не всегда нужен высокий КПД.

Например, в дефлегматорах для паровых колонн, наоборот, требуется смягчить градиент температур, размазать зону конденсации как можно больше по высоте, и, сконденсировав необходимую часть пара, не допустить переохлаждения флегмы. Да еще и точно регулировать этот процесс. На первый план выходят совсем другие критерии.

Среди применяемых в самогоноварении холодильников наибольшее распространение получили змеевики, прямоточники и кожухотрубники. Каждый из них имеет свою сферу использования.

Для аппаратов с низкой (до 1,5-2 л/час) производительностью наиболее рационально применение небольших проточных змеевиков. При отсутствии проточной воды змеевики тоже дают фору другим вариантам. Классический вариант – змеевик в ведре с водой. Если есть водопровод и производительность аппарата до 6-8 л/ч, то преимущество имеют прямоточники, сконструированные по принципу «труба в трубе», но с очень малым кольцевым зазором (около 1-1,5 мм). На паровую трубу спиралевидно навивают проволоку с шагом 2-3 см, которая центрирует паровую трубу и удлиняет путь охлаждающей воды. При мощностях нагрева до 4-5 кВт это самый экономичный вариант. Кожухотрубник, безусловно, может заменить прямоточник, но стоимость изготовления и расход воды будет повыше.

Кожухотрубник выступает на первый план при автономных системах охлаждения, поскольку совершенно нетребователен к давлению воды. Как правило, обычного аквариумного насоса хватает для успешной работы. Кроме того, при мощностях нагрева от 5-6 кВт и выше кожухотрубный холодильник становится практически безальтернативным вариантом, так как длина прямоточного холодильника для утилизации высоких мощностей будет нерациональной.

Кожухотрубный дефлегматор

Для дефлегматоров бражных колонн ситуация несколько иная. При малых, до 28-30 мм, диаметрах колонн наиболее рационален обычный рубашечник (в принципе тот же кожухотрубник).

Для диаметров 40-60 мм лидером становится дефлегматор Димрота. Это высокоточный охладитель с четкой регулируемостью мощностью и абсолютной несклонностью к завоздушиванию. Димрот позволяет настроить режимы с наименьшим переохлаждением флегмы. При работе с насадочными колоннами он, благодаря своей конструкции, дает возможность центрировать возврат флегмы, наилучшим образом орошая насадку.

Кожухотрубник выходит на передний план при системах автономного охлаждения. Орошение насадки флегмой происходит не в центре колонны, а по всей плоскости. Это менее эффективно чем у Димрота, но вполне допустимо. Расход воды при таком режиме у кожухотрубника будет ощутимо выше нежели у Димрота.

Если нужен конденсатор для колонны с жидкостным отбором, то Димрот вне конкуренции за счет точности регулировки и малого переохлаждения флегмы. Кожухотрубник также применяют для этих целей, но переохлаждения флегмы трудно избежать и расход воды будет выше.

Основной причиной популярности кожухотрубников у производителей бытовых аппаратов является то, что они более универсальны в использовании, а их детали легко унифицируются. Кроме того, применение кожухотрубных дефлегматоров в аппаратах типа «конструктор» или «перевертыш» вне конкуренции.

Расчет параметров кожухотрубного дефлегматора

Расчет необходимой площади теплообмена можно выполнить по упрощенной методике.

1. Определить коэффициент теплопередачи.

НаименованиеТолщина слоя h, мУдельная теплопроводность

λ, Вт/(м*К)Термическое сопротивление

R, (м 2 К)/ВтЗона контакта металла с водой (R1)0,00001Металл трубок (нержавейка λ=17, медь – 400), (R2)0,001170,00006Флегма (средняя толщина пленки в зоне конденсации для дефлегматора 0,5 мм, для холодильника – 0,8 мм), (R3)0,000510,0005Зона контакта металла с паром, (R4)0,0001Суммарное термическое сопротивление, (Rs)0,00067Коэффициент теплопередачи, (К)

Вт/(м 2 К)1493

Формулы для расчетов:

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (м2 К)/ Вт;

К = 1 / Rs, Вт/ (м2 К).

2. Определить среднюю разницу температур между паром и охлаждающей водой.

Температура насыщенного спиртового пара Тп = 78,15 °C.

Максимальная мощность от дефлегматора нужна в режиме работы колонны на себя, что сопровождается максимальной подачей воды и минимальной её температурой на выходе. Поэтому примем, что температура воды на входе в кожухотрубник (15 — 20) — Т1 = 20 °C, на выходе (25 — 40) — Т2 = 30 °C.

Среднюю температуру (Тср) посчитаем по формуле:

Тср = (Твх — Твых) / Ln (Твх / Твых).

То есть, в нашем случае округленно:

Тср = (58 — 48) / Ln (58 / 48) = 10 / Ln(1,21) = 53 °C.

3. Рассчитать площадь теплообмена. Исходя из известного коэффициента теплопередачи (К) и средней температуры (Тср), определяем необходимую площадь поверхности для теплообмена (Sт) для требуемой тепловой мощности (N), Вт.

Sт = N / (Tср * К), м 2 ;

Если нам, к примеру, нужно утилизировать 1800 Вт, то Sт = 1800 / (53 * 1493) = 0,0227 м 2 , или 227 см 2 .

4. Геометрический расчет. Определимся с минимальным диаметром трубок. В дефлегматоре флегма идет навстречу пару, поэтому необходимо соблюсти условия для её свободного стекания в насадку без излишнего переохлаждения. Если сделать трубки слишком малого диаметра, можно спровоцировать захлеб или выброс флегмы в зону над дефлегматором и дальше в отбор, тогда о хорошей очистке от примесей можно будет просто забыть.

Минимальное суммарное сечение трубок при заданной мощности посчитаем по формуле:

Sсеч = N * 750 / V, мм 2 , где

N – мощность (кВт);

750 – парообразование (см 3 / с кВт);

V – скорость пара (м/с);

Sсеч – минимальная площадь поперечного сечения трубок (мм 2 )

При расчетах дистилляторов колонного типа мощность нагрева выбирают исходя из максимальной скорости пара в колонне 1-2 м/с. Считается, что если скорость превысит 3 м/с, то пар будет гнать флегму вверх по колонне и забрасывать в отбор.

Если нужно утилизировать в дефлегматоре 1,8 кВт:

Sсеч = 1,8 * 750 / 3 = 450 мм 2 .

Если делать дефлегматор с 3 трубками, значит, площадь сечения одной трубки не меньше 450 / 3 = 150 мм 2 , внутренний диаметр – 13,8 мм. Ближайший больший из стандартных размеров труб – 16 х 1 мм (внутренний диаметр 14 мм).

При известном диаметре труб d (см) находим минимально необходимую их суммарную длину:

L= 227/ (3,14* 1,6) = 45 см.

Если сделаем 3 трубки, то длина дефлегматора должна быть около 15 см.

Длину корректируют учитывая, что расстояние между перегородками должно примерно равняться внутреннему радиусу корпуса. Если число перегородок будет четным, то патрубки для подачи и слива воды окажутся на противоположных сторонах, а если нечетным – на одной стороне дефлегматора.

Увеличение или уменьшение длины труб в пределах величины радиуса бытовых колонн не создаст проблем с управляемостью или мощностью дефлегматора, так как соответствует погрешностям при расчете и может быть компенсировано дальнейшими конструктивными решениями. Можно рассмотреть варианты с 3, 5, 7 и более трубками, затем выбрать со своей точки зрения оптимальный.

Конструктивные особенности кожухотрубного теплообменника

Перегородки

Расстояние между перегородками ориентировочно равно радиусу корпуса. Чем меньше это расстояние, тем больше скорость потока и меньше возможность возникновения застойных зон.

Перегородки направляют поток поперек трубок, это ощутимо увеличивает КПД и мощность теплообменника. Также перегородки препятствуют прогибу трубок под воздействием тепловых нагрузок и увеличивают жесткость кожухотрубного дефлегматора.

В перегородках вырезают сегменты для прохода воды. Сегменты должны быть не меньше площади сечения патрубков для подачи воды. Обычно эта величина составляет около 25-30% от площади перегородки. В любом случае, сегменты должны обеспечить равенство скорости воды по всей траектории движения, как в трубном пучке, так и зазоре между пучком и корпусом.

Для дефлегматора, несмотря на его небольшую (150-200 мм) длину, есть смысл сделать несколько перегородок. Если их число будет четным, штуцеры окажутся на противоположных сторонах, если нечетным – на одной стороне дефлегматора.

При установке поперечных перегородок важно обеспечить как можно меньший зазор между корпусом и перегородкой.

Трубки

Толщина стенок трубок особого значения не имеет. Разность коэффициента теплопередачи для толщины стенки 0,5 и 1,5 мм ничтожно мала. По факту трубки являются термически прозрачными. Выбор между медью и нержавейкой, с точки зрения теплопроводности, также теряет смысл. При выборе нужно исходить из эксплуатационных или технологических свойств.

При разметке трубной доски руководствуются тем, что расстояния между осями трубок должно быть одинаковым. Обычно их размещают в вершинах и по сторонам правильного треугольника или шестиугольника. По этим схемам при одном и том же шаге возможно разместить максимальное количество трубок. Центральная трубка чаще всего становится проблемной, если расстояния между трубками в пучке не одинаковы.

На рисунке показан пример правильного расположения отверстий.

Для удобства сварки расстояние между трубками не стоит делать меньше 3 мм. Для обеспечения прочности соединений материал трубной решетки должен быть более твердым, чем материал труб, а зазор между решеткой и трубами – не более 1,5% от диаметра труб.

При сварке концы труб должны выступать над решеткой на расстояние равное толщине стенки. В наших примерах – на 1 мм, это позволит сделать качественный шов, оплавив трубу.

Расчет параметров кожухотрубного холодильника

Главное отличие кожухотрубного холодильника от дефлегматора состоит в том, что флегма в холодильнике течет в одном направлении с паром, поэтому слой флегмы в зоне конденсации увеличивается от минимального до максимального более плавно, а средняя его толщина несколько больше.

Для расчетов рекомендуем задавать толщину, равную 0,8 мм. В дефлегматоре же все наоборот – вначале толстый слой флегмы, слившейся со всей поверхности, встречает пар и практически не дает ему полноценно конденсироваться. Затем, преодолев этот барьер, пар попадает в зону с минимальной, порядка 0,5 мм толщиной, пленки флегмы. Это толщина на уровне её динамического удержания, конденсация происходит, в основном, в этой зоне.

Приняв среднюю толщину слоя флегмы равной 0,8 мм, на конкретном примере рассмотрим особенности расчета параметров кожухотрубного холодильника по упрощенной методике.

НаименованиеТолщина слоя h, мУдельная теплопроводность

λ, Вт/(м*К)Термическое сопротивление

R, (м 2 К)/ВтЗона контакта металла с водой, (R1)0,00001Металл трубок (нержавейка λ=17, медь – 400), (R2)0,001170,00006Флегма, (R3)0,000810,001Зона контакта металла с паром, (R4)0,0001Суммарное термическое сопротивление, (Rs)0,00117Коэффициент теплопередачи, (К)

Вт/(м 2 К)855,6

Максимальные требования по мощности к холодильнику предъявляет первая перегонка, для которой и делают расчет. Полезная мощность нагрева – 4,5 кВт. Температура воды на входе – 20 °C, на выходе – 30 °C, пара – 92 °C.

Твх = 92 — 20 = 72 °C;

Твых = 92 — 30 = 62 °C;

Тср = (72 — 62)/ Ln (72 / 62) = 67 °C.

Sт = 4500 / (67 * 855,6) = 787 см².

Минимальная суммарная площадь сечения труб:

S сеч = 4.5*750/10= 338 мм²;

Выбираем 7-ми трубный холодильник. Площадь сечения одной трубы: 338 / 7 = 48 мм или внутренний диаметр 8 мм. Из стандартного ассортимента труб подходит 10х1 мм (с внутренним диаметром 8 мм).

Внимание! При расчете длины холодильника нужен внешний диаметр – 10 мм.

Определяем длину трубок холодильника:

L= 787 / 3,14 / 1 = 250 см, следовательно, длина одной трубки: 250 / 7 = 36 см.

Проводим уточнение длинны: если корпус холодильника выполнен из трубы с внутренним диаметром 50 мм, то между перегородками должно быть 25 мм.

Следовательно, можно сделать 14 перегородок и получить патрубки ввода-вывода воды в разные стороны, или 15 перегородок и патрубки будут смотреть в одну сторону, также слегка подрастет мощность. Выбираем 15 перегородок и корректируем длину трубок до 37,5 мм.

Чертежи кожухотрубных дефлегматоров и холодильников

Производители не спешат делиться своими чертежами кожухотрубных теплообменников, а домашние мастера не особо в них нуждаются, но всё же некоторые схемы есть в публичном доступе.

Послесловие

Не следует забывать, что всё вышесказанное – теоретический расчет по упрощенной методике. Теплотехнические расчеты намного сложней, но в реальном бытовом диапазоне изменения мощностей нагрева и других параметров методика дает корректные результаты.

На практике коэффициент теплопередачи может оказаться другим. Например, из-за повышенной шероховатости внутренней поверхности труб слой флегмы станет выше расчетного, или холодильник будет расположен не вертикально, а под углом, что изменит его характеристики. Вариантов много.

Расчет позволяет достаточно точно определить размеры теплообменника, проверить как повлияет на характеристики изменение диаметра труб и без лишних затрат отвергнуть все негодные или гарантированно худшие варианты.

Читайте также:  Рецепт глинтвейн с медом
Ссылка на основную публикацию