Универсальная установка для перегонки спиртосодержащих продуктов

Универсальная установка для перегонки спиртосодержащих продуктов, включает бак-испаритель с индукционным нагревателем, съемной крышкой и сливным краном, ректификационную колонну, установленную на боковой стенке бака-испарителя, выполненную разборной и состоящую из нижней царги, внутри которой расположен съемный набор фракционирующих дисков, царги отбора на сухопарник, соединенную с ним двумя патрубками с кранами, между которыми расположена свободно качающаяся заслонка, кран для подачи воды, царги отбора хвостовой фракции, царги отбора этилового спирта, дефлегматор для отбора головной фракции, при этом царга отбора хвостовой фракции, царга отбора этилового спирта и дефлегматор соединены с холодильниками посредством патрубков с кранами, холодильники имеют сливные отверстия для спирта, сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено устройством для дополнительной очистки и отстаивания, все тепловыделяющие поверхности установки имеют изоляционное покрытие, например, типа «Корунд», установка оснащена пультом управления для автоматического регулирования температуры, краном для слива воды и расположена на опоре с возможностью передвижения. Сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено фильтром, например, угольным, и отстойником с ареометром, а опора выполнена в виде тележки.

Полезная модель относится к ректификационным установкам и предназначена для разделения спиртосодержащих продуктов на фракции с разными температурами кипения и получения этилового спирта и других дистиллятов в домашних условиях или в небольших производствах.

После легализации домашнего производства спирта и других спиртосодержащих продуктов промышленность начала массовый выпуск различных установок по перегонке спиртосодержащих продуктов.

Известна ректификационная установка периодического действия (http://www.chemport.ru/data/chemipedia/arctict)., состоящая из куба, колонны, дефлегматора, делителя потоков, холодильника и сборника конечного продукта.

В результате работы данной установки получается спиртосодержащий продукт с большим количеством примесей.

Известен самогонный аппарат (YouTube.com - Самогонные аппараты Гоним спирт»), состоящий из перегонного куба, ректификационной колонны, на которой установлены блок управления давлением, штуцер подачи воды в систему, штуцер слива воды, термометр, два холодильника, узел отбора дистиллята и трубка связи с атмосферой.

Недостатком данного устройства является ее дороговизна, отсутствие сухопарника и разделения на фракции, неудобство в эксплуатации.

Наиболее близким (прототип) по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенной полезной модели является «Домашний миниспиртзавод ЭКО-5» (http://konv.chat.ru/spirt/eco-5.htm), который состоит из бака-испарителя, снабженного греющей паро-водяной рубашкой с двумя электронагревателями, ректификационной колонны, выполненной из цилиндрической царги с размещенными в ней тепломассообменными элементами в виде металлических сеток, дефлегматора, спирального конденсатора, холодильника, термометра, крана для воды, уровнемера, предохранительного клапана, выдвижных лап для устойчивого положения установки на плоскости, игольчатого вентиля, штуцера с пробкой и прозрачного фонаря.

Недостатками прототипа являются низкая производительность и качество продукции, т.к. из-за большой инерционности ТЭНов происходят значительные скачки температуры, что приводит к нарушению режима нагрева.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности и качества получаемого продукта..

Поставленная техническая задача решается тем, что универсальная установка для перегонки спиртосодержащих продуктов, включает бак-испаритель с индукционным нагревателем, съемной крышкой и сливным краном, ректификационную колонну, установленную на боковой стенке бака-испарителя, выполненную разборной и состоящую из нижней царги, внутри которой расположен съемный набор фракционирующих дисков, царги отбора на сухопарник, соединенную с ним двумя патрубками с кранами, между которыми расположена свободно качающаяся заслонка, крана для подачи воды, царги отбора хвостовой фракции, царги отбора этилового спирта, дефлегматор для отбора головной фракции, при этом царга отбора хвостовой фракции, царга отбора этилового спирта и дефлегматор соединены с холодильниками посредством патрубков с кранами, холодильники имеют сливные отверстия для спирта, сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено устройством для дополнительной очистки и отстаивания, все тепловыделяющие поверхности установки имеют изоляционное покрытие, например, типа «Корунд», установка оснащена пультом управления для автоматического регулирования температуры, краном для слива воды и расположена на опоре с возможностью передвижения.

Сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено фильтром, например, угольным, и отстойником с ареометром, а опора выполнена в виде тележки.

Техническим результатом полезной модели является повышение производительности и качества получаемого продукта.

Указанный технический результат достигается за счет конструктивных особенностей полезной модели, а именно:

1. Бак-испаритель 1, снабженный индукционным нагревателем и съемной крышкой, работает в автоматическом режиме, таким образом, исключаются скачки температуры, что обеспечивает стабильную работу установки, а съемная крышка позволяет сократить время на перезагрузку и очистку, за счет этих двух конструктивных элементов повышается производительность установки.

2. Набор фракционирующих дисков в царге 7 способствует интенсивному перемешиванию спирто-паровой смеси, ускорению и улучшениюее разделения на фракции, повышает скорость отбора спирта.

3. Конструкция сухопарника, соединенного с царгой 9 двумя патрубками с кранами, позволяет очистить спирто-паровую смесь от сивушных и других тяжелых примесей, что повышает качество конечного продукта. Заслонка, расположенная в царге 9 между двумя патрубками, направляет 95% спирто-паровой смеси в сухопарник.

4. Выполнение ректификационной колонны из нескольких царг, соединенных с холодильниками посредством патрубков с кранами, позволяет эффективно разделять спирто-паровую смесь на фракции и одновременно их отбирать, увеличивая объем и % содержания чистого спирта в конечном продукте, за счет наличия водяной рубашки в холодильниках и царгах.

5. Наличие крана для слива воды, установленного на царге для отбора хвостовой фракции, позволяет эффективно регулировать температурный режим при отборе фракций за счет возврата холодной воды и постепенного нагревания ее в процессе прохождения через установку. Таким образом, хвостовая фракция не попадает в этиловый спирт, а последний не доходит до отбора головной фракции.

6. Прибор для автоматического регулирования температуры обеспечивает бесперебойную работу установки и позволяет строго контролировать отбор спирта с разной температурой кипения.

7. Теплоизоляция, например, типа «Корунд», нанесенная на тепловыделяющие поверхности установки, способствует снижению теплопотерь, что также повышает производительность.

Объективные данные о производительности и качестве получаемого продукта подтверждены результатами экспериментов, которые показали, что производительность установки составляет 20-25 л/сут., в то время как производительность установки «ЭКО-5»(прототип) - 5-15 л/сут. При этом крепость получаемого в предложенной установке этилового спирта 96-98°, а коньячного - 82-84°.

На фиг. 1 изображен общий вид полезной модели, на фиг. 2 - положение заслонки в открытом и закрытом виде (разрез по А-А), на фиг. 3 - заслонка, вид в плане.

Установка состоит из бака-испарителя 1 с конусным днищем, индукционного нагревателя 2, датчика температуры 3, крана для слива остатков барды 4, тележки 5, на стойке которой установлен пульт управления для автоматического регулирования температуры 6, нижней царги ректификационной колонны 7, соединенной с баком-испарителем резьбовой парой (на чертеже не показано), в которой размещен набор фракционирующих дисков 8, царги 9, в которой расположена свободно качающаяся заслонка 10, соединенной с сухопарником 11 двумя патрубками с кранами, царги 12 отбора хвостовой фракции, царги 13 отбора этилового спирта, патрубками 14, соединяющими дефлегматор 15 (с функцией отбора головной фракции) с царгами 12 и 13, датчика температуры 16, установленного на дефлегматоре 15, кранов 17, расположенных на соединительных патрубках 14, холодильника 18 отбора головной фракции, холодильника 19 отбора этилового спирта, холодильника 20 отбора хвостовой фракции, кранов для подачи и слива воды 21, фильтра 22 и отстойника с ареометром 23, подсоединенных к сливному отверстию холодильника 19.

Установка работает следующим образом.

В бак-испаритель 1 заливается спиртосодержащая жидкость (барда), индукционный нагреватель 2 в автоматическом режиме нагревает ее до температуры, установленной пультом управления 6, спирто-паровая смесь из бака- испарителя 1 попадает в ректификационную колонну 7, часть конденсируется в виде флегмы, пар проходит через набор фракционирующих дисков 8 любой известной конструкции, способствующих интенсивному перемешиванию фаз за счет закручивания потока.

Царга 9 имеет два патрубка с кранами: нижний для отвода спирто-паровой смеси в сухопарник 11, где она освобождается от сивушных и других тяжелых примесей и верхний - для возврата очищенной спирто-паровой смеси в царгу 9, при этом заслонка 10, выполненная с возможностью поворота на оси, перекрывает царгу 9, когда краны открыты, направляя в сухопарник спирто-паровую смесь, при закрытии кранов под действием давления снизу, заслонка 10 проворачивается на оси, образуя свободное сечение для прохода по царге 12 спирто-паровой смеси, где она разделяется на три потока: первый - более легкокипящий поступает выше, второй, имеющий температуру кипения 80-96°C, поступает в холодильник 20 отбора хвостовой фракции, а третий поток (флегма) возвращается обратно в бак-испаритель 1.

Пар, поднявшийся в царгу 13, также делится на три потока: имеющий самую низкую температуру кипения направляется выше в дефлегматор 15, пар с температурой кипения 78,1 -78,8°C проходит через холодильник 19 отбора этилового спирта и далее - через фильтр 22 и отстойник 23 -в приемную емкость (этиловый спирт крепостью 96-98°), а флегма - снова вниз.

Из дефлегматора 15 самый легкий пар через выходное отверстие уходит в атмосферу, а пар с температурой кипения 56-78°C направляется через холодильник 18, где происходит отбор головной фракции и далее - в приемную емкость.

Холодная вода поступает под давлением в 2-3 атмосферы через кран подачи воды 21 и проходит сначала через холодильники 20, 19 и 18, после чего слегка прогревшаяся вода спускается вниз по дефлегматору 15 и царгам 13 и 12 и выходит через кран слива воды 21. С помощью крана для слива воды (приостанавливая слив или наоборот) можно регулировать температурный режим.

После завершения перегонки процесс останавливают, подачу воды прекращают, убирают остатки браги посредством крана 4 (конусное днище процесс упрощает), снимают крышку с бака-испарителя, осуществляют промывку и установка готова к новому циклу перегонки.

Для получения других дистиллятов, например, коньячного спирта, установку настраивают на другой температурный режим (78,1-84,5°C). В сухопарник 11 загружают различные травы и т.п.и используют как экстрактор ароматических составляющих для облагораживания продукта. Процесс перегонки аналогичен получению этилового спирта. Крепость коньячного спирта составляет 82-83°.

Предложенная установка надежна, безопасна и долговечна, проста в обслуживании.

Обеспечивает высокую химическую чистоту конечного продукта.

Затраты электроэнергии минимальны.

1. Универсальная установка для перегонки спиртосодержащих продуктов, включающая последовательно соединенные бак-испаритель со сливным краном, цилиндрическую вертикальную ректификационную колонну, состоящую из царги, закрепленной на баке-испарителе, дефлегматор с отверстием для пара, холодильника, датчика температуры, крана для подачи воды, отличающаяся тем, что бак-испаритель снабжен индукционным нагревателем и съемной крышкой, ректификационная колонна установлена на боковой стенке бака-испарителя, выполнена разборной и состоит из нижней царги, внутри которой расположен съемный набор фракционирующих дисков, царги отбора на сухопарник, соединенной с ним двумя патрубками с кранами, между которыми расположена заслонка, выполненная с возможностью поворота на оси, царги отбора хвостовой фракции, царги отбора этилового спирта, дефлегматора для отбора головной фракции, при этом царга отбора хвостовой фракции, царга отбора этилового спирта и дефлегматор соединены с холодильниками посредством патрубков с кранами, холодильники имеют сливные отверстия для спирта, при этом сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено угольным фильтром и отстойником с ареометром, все тепловыделяющие поверхности установки имеют изоляционное покрытие «Корунд», установка оснащена пультом управления для автоматического регулирования температуры и расположена на опоре с возможностью передвижения.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде тележки.

РИСУНКИ