Расчет тарелки для колонны

Тарельчатая колонна: ситчатые или колпачковые тарелки?

Выбирая тарельчатую колонну невольно сталкиваешься с вопросом выбора тарелок. Предлагаем вам сравнение колпачков и ситчатых тарелок на примере нескольких характеристик.

Рабочая мощность перегонки на тарельчатой колонне

Отличие колпачковой тарелки состоит в том, что она работает от минимальной мощности до максимальной в установке. Диапазон может составлять от 500 до 2700 Вт (данные для модели — колонны Кристалл)

Ситчатая тарелка работает от фиксированной мощности и не терпит колебаний по мощности. Ситчатая тарелка требует организации мощностного диапазона от 1500 до 3000 Вт (все тот же колонне Кристалл).

Укрепление и разделение

Эффективность укрепления и разделения выше у ситчатой тарелки, потому как образуется большее количество пузырьков, т. е. площадь тепло-массообмена больше.

Вкусоароматика

Колпачковые тарелки сохраняют больше вкуса и аромата исходного сырья, но это не значит, что ситчатая тарелка в значительном проигрыше. Все тарельчатые колонны способны в большей степени, чем другие типы оборудования пропускать вкусо-ароматику в той или иной степени. Нельзя забывать, что большое значение тут имеет режим перегонки: чем выше степень укрепления, тем меньше ароматных соединений будет попадать в продукт.

За счет конструкции сетчатая тарелка более бюджетная, но это не делает ее менее производительной. Конструкция колпачковой тарелки подразумевает большее количество вариантов исполнения.

Материал исполнения

Колпачковая тарелка выполняется в трех вариантах:

  • Из нержавеющей стали;
  • Из меди;
  • Комбинированная (основание из нержавеющей стали и медные колпачки).

Сетчатые тарелки выполняются в двух вариантах:

Выбор материала это сугубо личное для каждого винокура, здесь много плюсов и минусов, за и против. Приведем только некоторые из них.

Нержавеющая сталь проста в уходе и долговечнее чем медь, но и для значительного износа медной тарелки потребуется много времени.

Да, медь требует частых и тщательных чисток по сравнению с нержавеющей сталью, но польза меди заключается в удержании сернистых соединений и многих других нежелательных элементов. Медь отдает особый «медный» вкус в конечный продукт, а некоторые считают что медь просто дань моде. Более развернутые разъяснения вы найдете в этой статье.

Источник

Тарельчатая колонна: преимущества, какой должна быть, формула расчета высоты + подборка схем

Тарельчатая колонна – разновидность ректификационных устройств для изготовления домашнего спиртного.

Представляет собой вертикальный цилиндр, внутри которого на определенном расстоянии помещаются горизонтальные перегородки (тарелки), по которым стекает жидкий продукт во время перегонки.

Позволяет получать довольно качественный алкоголь даже при однократной дистилляции благодаря многократному контакту жидкости и газа.

Преимущества тарельчатой колонны

Хорошая очистка от ядовитых примесей (чем больше перегородок – тем выше);

Вариативность конструкции (можно менять характеристики дистиллята, уменьшая или увеличивая число тарелок);

Отсутствие зависимости от перепадов давления воды или напряжения (в отличие от устройств насадочного типа);

Читайте также:  Диаметр тарелок для сублимации

Высокая производительность (усиливается за счет большего диаметра цилиндра).

Тарельчатые колонны делают и меди, стали, стекла и фторпласта. Медные варианты в простонародье называют «флейтами» из-за сходства с музыкальным инструментом.

Отличаются колонны и типом отверстий на тарелках. Они могут быть колпачковыми, ситчатыми, решетчатыми, пластинчатыми, дисковыми.

Для получения качественного домашнего спиртного лучше всего подходят колпачковые варианты, которые отличаются высокой производительностью и легкостью эксплуатации.

Однако они довольно сложны в сборке и требуют дорогих комплектующих. Поэтому чаще всего такие приборы используют для изготовления благородных напитков: виски, коньяка, бурбона.

При желании можно собрать самостоятельно и более дешевый аналог колпачковой колонны.

Какой должна быть тарельчатая колонна

Корпус устройства обычно делают из нержавейки, но стеклянные модели обладают большей наглядностью.

Диаметр зависит только от мощности нагрева: можно увеличивать его на свое усмотрение, тем самым повышая КПД устройства.

Градус и степень очистки напитка усиливают, добавляя тарелки внутрь цилиндра.

Чаще всего используют колонны с 5–10 перегородками (диапазон крепости дистиллятов – от 88 до 95%).

Для герметизации этажей применяют обычные силиконовые диски.

По желанию можно дополнить колонну узлом промежуточного отбора или штуцером под термометр.

Примерные параметры элементов:

Площадь паровых трубок – около 10% от сечения колонны;

Площадь прорезей – 70–80% площади паровых трубок;

Площадь слива 1/3 от общей площади паровых трубок (диаметр – около 18–20% от толщины трубы).

Формула расчета высоты тарельчатой колонны

H = (N-1)*h + z₁ + z₂

Где h – расстояние между тарелками, z₁ – расстояние между верхней перегородкой и крышкой колонны, z₂ – расстояние между нижней перегородкой и дном колонны, N – число тарелок.

Нижние перегородки делают с большим сечением отверстий и уровнем флегмы (как удерживающие), верхние – с меньшими параметрами (как разделяющие).

Колпачки выбирают из доступных размеров (например, заглушки диаметром 28 или 22 мм).

Форма отверстий в тарелках особой роли не играет, но лучше делать их максимально узкими, чтобы пар разделялся на мелкие пузырьки, тем самым увеличивая площадь контакта фаз. Большее число колпачков также пойдет на пользу.

Усовершенствовать устройство можно, разместив вместо отверстий в тарелках паропроводные трубки (большей высоты, чем сливные) и накрыв их колпачками с прорезями. Разделенная по фракциям флегма останется на перегородках даже после отключения нагрева.

Скачать схему тарельчатой колонны

Для того чтобы загрузить архив с чертежами нажмите на картинку ниже, либо эту ссылку.

Источник

Ректификация. Колпачковая колонна.

Большим плюсом бражной колонны с колпачковыми тарелками по сравнению с насадочной колонной является тот факт, что ей не требуется точная настройка и баланс между подачей пара и флегмообразованием — рано или поздно тарелка заполнится и выйдет в рабочее состояние.
При правильном расчёте и изготовлении, захлёб на колпачковой тарельчатой колонне практически исключён.

Второе преимущество колпачковой колонны — высокая производительность. Если в насадочных колоннах есть ограничение по диаметру колонны (он не должен превышать 40-50 мм, иначе работа будет нестабильной и возможен захлёб), то для колпачковой тарелки диаметр колонны может быть больше (в домашних условиях до 100 мм) и производительность будет ограничена только мощностью нагревательного элемента и дефлегматора.


Тарельчатая колпачковая колонна

На колонне с колпачковыми тарелками можно получать как ректификат, так и дистиллят. Для получения спирта понадобится порядка 7-10 тарелок, для ароматных напитков 5-6 тарелок будет достаточно.

Читайте также:  Тарелка триколор ошибка номер 4

Колпачковые тарелки изготавливают из меди или нержавейки, корпус колонны как правило выполнен из боросиликатного стекла.

К условным трудностям использования колонн с колпачковыми тарелками можно отнести продолжительную сборку-разборку колонны для прочистки после каждой перегонки и необходимость в повышенной аккуратности при работе со стеклом.

Конструкция колпачковой тарелки.

В тарелку вставлены сквозные паропроводные трубочки, накрытые сверху барботажными колпачками с прорезями — через них проходит пар.
Также в тарелке имеется флегмовая трубка, к низу которой припаяна переливная чаша — через неё жидкость стекает вниз.

  1. Фланец с соединением под кламп (для установки дефлегматора или увеличения высоты колонны)
  2. Сборочные шпильки (фиксируют тарелки в колонне)
  3. Термостойкая стеклянная колба (колонна)
  4. Барботажные колпачки
  5. Диск тарелки
  6. Сливная флегмовая трубка
  7. Переливная чаша

Принцип работы колпачковой колонны.

  • Вначале, пока колонна сухая, весь пар беспрепятственно проходит сквозь трубочки и поднимается наверх.
  • Пар конденсируется в дефлегматоре, стекает на верхнюю тарелку и наполняет её до края сливной трубки. Трубка, находящаяся в колпачке установлена выше уровня сливной трубки — это сделано для того, чтобы флегма стекала на низлежащую тарелку только по сливной трубке.
  • По сливной трубке флегма попадает в переливную чашу, заполняет её и переливаясь через край, устремляется на нижнюю тарелку.
  • Система из сливной трубки с переливной чашей и колпачковой трубки представляет собой классический клапан-гидрозатвор. Столб флегмы в переливной чаше достаточно большой и не пропускает через себя пар. Весь пар проходит и пробулькивается только через колпачковую трубку, а флегма стекает только через сливную.
  • После выхода колонны в рабочий режим происходит барботаж — вокруг колпачков образуются пузырьки, флегма вокруг них «закипает», начинается эмульгация и колонна выдаёт максимальный КПД.
  • Данное «кипение» приводит к главному процессу ректификации — тепломассообмену, который происходит как раз в образующихся пузырьках. Поскольку пузырьков огромное количество, то тепломассообмен идёт отлично.
  • В результате тепломассобмена на тарелках поочерёдно выстраиваются разделённые друг от друга фракции — сначала отбираются головы, потом тело, и в конце хвосты.
  • К концу погона активная эмульгация заканчивается, идёт вялый барботаж и колонна запотевает изнутри на нижних тарелках.

Совет от Пьяного Снайпера. Для более быстрого выхода колпачковой колонны в рабочее состояние, перед началом перегонки можно небольшое количество спирта-сырца залить в колонну сверху (колонна установлена на куб, дефлегматор ещё не одет). Спит-сырец, проливаясь сверху-вниз по тарелкам, заполнит переливные чаши и тем самым существенно сократится время разгона колонны (работы «на себя»).


Работа колпачковой колонны. Барботаж.

Источник

Как подсчитать ТТ (теоретические тарелки) в РК?

Высота тарелки в данном случает 35 мм. Со слов самого И.Селиванеко. Asus, 16 Сент. 16, 16:23

По Сержу 1 » Практическая ректификации на кубовых аппаратах » 1 ТТ = 1 Ф . Высота колонны от 50 ф и правильая мощность и отбор .

Добавлено через 4мин.:

У тебя 40 ТТ >>>> следует занизить отбор или добавить полметра .

Посл. ред. 17 Сент. 16, 08:09 от Рифей033

У тебя 40 ТТ >>>> следует занизить отбор или добавить полметра . Рифей033, 17 Сент. 16, 08:06

1 ТТ = 1 Ф . Высота колонны от 50 ф и правильая мощность и отбор . Рифей033, 17 Сент. 16, 08:06

У тебя 40 ТТ >>>> следует занизить отбор или добавить полметра . Рифей033, 17 Сент. 16, 08:06

А на сайте форума написано чуть иначе.
Опыт показывает, что для получения качественного спирта необходимо иметь не менее 25…30 ТТ или, что одно и то же, — 25…30 ЕП.
У классических тарелок КПД составляет порядка 50-60%. Т.е. для достижения состояния равновесия фаз, соответствующего одной ТТ, потребуется около двух ФТ. Таким образом для реализации в ректификационной колонне 40 ТТ потребуется установить в ней порядка 80 ФТ классической конструкции.
http://www.homedistiller.ru/teoria-rektifikacii.htm
Вопрос: как правильно считать тарелки и какое соотношение между ТТ и ФТ?

как правильно считать тарелки и какое соотношение между ТТ и ФТ? servik7, 20 Сент. 16, 10:47

Источник

Теоретическая тарелка — устройство, количество, расчет

Внутри классической колонны есть плоские горизонтальные контактные элементы, которые очень напоминают тарелки. На поверхности этих элементов происходит тепломассообмен между флегмой и парами и разделение фракций. Или, если проще, пузырьки пара проходит через слой флегмы на тарелке. Чем больше количество тарелок и площадь контакта, тем лучше разделяющая способность колонны. В поисках способа измерить эту способность и была придумана теоретическая тарелка (ТТ).

Читайте также:  Настройка тарелки триколор по компасу

Что такое теоретическая тарелка?

Это удобный термин, созданный для измерения разделяющей способности колонны. Теоретическая тарелка — это модель обмена теплом и массой в парожидкостной среде. Модель основана на представлении колонны идеальным изолированным устройством, со 100-процентной разделяющей способностью, на которую не влияют внешние факторы. Колонна как будто находится в непрерывном термодинамическом равновесии.

Теоретические тарелки нужны, как удобное понятие, от которого отталкиваются при расчетах.

Даже если в колонне не тарелки, а спирально-призматическая насадка (СПН), она все равно обладает разделяющей способностью, которая может быть измерена при помощи теоретической тарелки.

Можно пояснить по-другому. Из водно-спиртовой смеси крепостью 10% можно получить простой перегонкой спирт крепостью 40%. При последующих перегонках мы получим, соответственно, спирт крепостью 60, 70, 80, 90, 96%. Каждая физическая перегонка с повышением крепости продукта считается теоретической тарелкой или единицей массопереноса. Всего таких перегонок нужно около 10. То есть, ректификация — это 10 последовательных дистилляций, которые идут параллельно на разных тарелках.

Итак, КПД теоретической тарелки всегда 100%. Этим она и отличается от физической тарелки.

Теоретические тарелки в ректификационных колоннах

Теоретическая тарелка в ректификации — это часть колонны, в которой при конкретных условиях и режиме работы колонны достигается равновесие жидкой и парообразной фаз и теплообмен прекращается. Самой маленькой эта часть будет, когда колонна работает “на себя”, без отбора — с СПН она составит всего 1,5-3 см. При отборе голов и хвостов — 2-4 см, тела — 6-8 см.

Число теоретических тарелок в ректификационной колонне

В зависимости от числа флегмы и спиртуозности жидкости в кубе, меняется количество теоретических тарелок одной и той же колонны. Если при работе “на себя” в ней будет около 100 ТТ, то при отборе тела — 10-40 ТТ, поскольку флегмы будет много.

Конструкция тарелок ректификационной колонны

Устройство тарелок ректификационной колонны может быть самым разнообразным, но самый простой, эффективный и популярный вариант насадки в бытовой колонне — это СПН.

Источник

Поделиться с друзьями