Холодильники димрота

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.

Пар поднимается по этой трубке и охлаждается змеевиком внутри.

Сухопарники и мокропарники

Собственно, это два названия одного и того же элемента. Еще они известны как прикубники. И сухопарник и мокропарник конструктивно представляют собой тонкостенную закрытую емкость небольшого объема с двумя паропроводами в верхней части: вводным и выводным.

В нижнюю часть прикубника врезан кран для сброса отработанного конденсата. Однако часто прикубники делают из стеклянных банок, тогда, естественно, речи о кране идти не может. Слив накопленной жидкости производится через горловину и только по окончании перегонки.

Простой сухопарник из банки

Конструктивное отличие между мокро- и сухопарником одно: в мокропарнике выход вводного патрубка опущен до самого дна, так чтобы пар из перегонного куба «пробулькивал» сквозь налитую в емкость жидкость. Отсюда часто мокропарник называют еще барботером.

Как это работает

  1. Пар попадает в емкость и за счет разницы температур начинает конденсироваться на стенках и стекать на дно.
  2. По мере нагревания корпуса сухопарника новым паром интенсивность конденсации уменьшается, часть пара начинает уходить в отбор.
  3. Одновременно с этим конденсат начинает нагреваться и переиспаряться и тоже уходить в отбор.
  4. В определенный момент за счет переиспарения на дне находится уже только «грязная» флегма, которую лучше сбросить через кран и начать цикл с начала.
  5. Если кран отсутствует, то вариант один — отбор до промывки, т.е. на выходе мы получаем «грязный» продукт.

Оба варианта и «сброс», и «отбор до победного» к хорошим не относятся — на выходе мы все равно получим не самый качественный продукт. По сути, сухопарник выполняет только две полезные функции:

  • не дает парам браги попасть в отбор;
  • за счет переиспарения немного увеличивает крепость продукта.

Дефлегматор Димрота

Разделяющая способность дефлегматора зависит от величины площади соприкосновения флегмы с паром и точности регулировки. Принцип же функционирования одинаков для всех типов этих устройств, различаются они только конструктивно.

Тот, что был описан в предыдущем разделе — прямоточный холодильник пленочного типа. Конструкция простая в изготовлении и достаточно эффективная. Но у нее есть недостатки — незначительная площадь взаимодействия, которая при отклонении конструкции от вертикали вообще стремиться к нулю. Второй — это сложность регулировки по температуре пара. Частично этих недостатков лишена конструкция Димрота.

Схема дефлегматора димрота

Дефлегматор Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По ней циркулирует вода и на ней же конденсируется флегма.

Принцип работы тот же, но очевидно, что такая конструкция даже на глаз имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости, чем пленочный аппарат. Кроме того, взаимодействие флегмы и пара происходит по центру колбы, там, где его температура максимальна. Следовательно, и продукт на выходе будет более чистый и крепкий.

Почему в быту чаще всего применяются дефлегматор Димрота или пленочный дефлегматор для самогонного аппарата? Это связано со свойствами исходного сырья — брагой. Если при ее перегонке использовать наиболее эффективную насадочную колонну с большой площадью наполнителя, то уже через полчаса работы наполнитель загрязнится настолько, что никакая ректификация станет невозможной.

Как сделать Димрот своими руками

Изготавливать Димрот лучше из нержавеющей трубки диаметром 6 мм и толщиной стенки 1 мм. Такая трубка хорошо гнется и не требует предварительного наполнения песком или солью. Из 8 мм трубы делают Димроты в основном для работы с автономным охлаждением, поскольку маломощным насосам так намного проще.

Медь допустима при изготовлении Димрота для БК с отбором по пару выше дефлегматора, но нужно быть готовым к такой картине (см. рисунок).

Если медный Димрот устанавливать в конденсаторе, то в отборе может оказаться загрязненный медными окислами продукт.

Изготавливать Димрот легче всего с помощью токарного станка.


Проще всего сделать холодильник Димрота на токарном станке

Но если такой возможности нет, можно сделать простейшее приспособление (см. рисунки).

Это трудоемкий процесс, но назвать его сложным нельзя.

Оправку следует подбирать исходя из внутреннего диаметра корпуса дефлегматора. Например, внутренний диаметр 48 мм, тогда нужно отнять 2 мм на зазор между корпусом и внешними витками, дальше 4 раза по 6 мм для двухслойного Димрота – получится 22 мм. Затем оставить еще пару миллиметров запаса и можно мотать на 20 мм трубу. Если Димрот медный, то после намотки труба не пружинит.

Многие предпочитают не рисковать, использовав оправки на пару миллиметров тоньше. В любом случае, если не торопиться и создавать при намотке хорошее натяжение, то всё получится. После окончания намотки отверткой и молотком всегда можно подровнять зазоры, чтобы холодильник Димрота стал красивее.

Виды дефлегматоров и способы изготовления

Все используемые в самогоноварении дефлегматоры условно можно разделить на два больших класса: пленочные и все остальные. Принципиальная разница заключается в том, что в классической пленочной конструкции отсутствуют какие-либо дополнительные элементы: флегма конденсируется на стенках вертикальной трубки и с нее же переиспаряется. Главное достоинство — простота конструкции, изготовление которой возможно своими руками, главный недостаток — взаимодействие флегмы с периферийной областью потока пара, а не с центральной.

«Все остальные» — это дефлегматоры, во внутреннюю полость которых вводятся различные элементы: наполнители с развитой площадью поверхности (тарелки, стеклянные шарики и т.д.) из инертного материала. За счет них повышается эффективность взаимодействия пара с флегмой, и уменьшаются габаритные размеры устройства. Перечислим лишь некоторые виды дефлегматоров:

  • Ле-Шателье;
  • Бунзена;
  • елочные;
  • насадочные;
  • Димрота и т.д.

Некоторые способы изготовления простейших дефлегматоров

  1. Модернизированный сухопарник. Строго говоря, даже самопальный примитив — сухопарник из стеклянной банки, некоторые функции дефлегматора все же выполняет. Но только некоторые, и только если говорить «очень строго». Чтобы он превратился в элементарный неуправляемый дефлегматор, конструкцию и его размещение необходимо изменить. Делается это легко и своими руками.
  • В верхней части остается только один выходной патрубок.
  • Корпус изготавливается из тонкого металла.
  • В дно впаивается металлическая трубка, которая затем подсоединяется к крышке перегонного куба.
  • Устанавливается вся эта конструкция, в отличие от классического сухопарника, не сбоку, а над перегонной емкостью с исходной смесью.

В результате, сконденсировавшаяся на стенках корпуса флегма, стекает по трубке обратно в бак, встречается с вновь образовавшимся паром, частично переиспаряется и поступает на отбор. Крепость и чистота продукта незначительно, но повышаются.

  1. Дефлегматор своими руками из двух трубок — простейший пленочный. С внешней стороны большой трубки на концах в стенки ввариваются два патрубка. Трубка меньшего диаметра вставляется внутрь большой. Концы завариваются, чтобы между ними образовалась полость (рубашка). Вся конструкция подсоединяется к отверстию в крышке перегонного куба. В образовавшейся рубашке циркулирует холодная вода.

Пар из емкости поднимается внутри трубки, конденсируется на ее холодных стенках и стекает по ним обратно в емкость. При взаимодействии с встречным потоком пара происходит многократное переиспарение флегмы и разделение ее на фракции. Регулируя интенсивность охлаждения, из исходного сырья последовательно отделяются все компоненты, начиная с низкотемпературной составляющей.

  1. Дефлегматор Димрота. Две трубки. Одна из них служит корпусом, из второй сворачивается спираль таким образом, чтобы она входила в корпус с небольшим зазором. Конструкция устанавливается на крышке перегонной емкости, по спиральной трубке циркулирует вода. В отличие от пленочной конструкции здесь конденсация и переиспарение флегмы происходит на поверхности спирали.

Отдельно рассмотрим дефлегматор, который при доступности его изготовления в домашних условиях своими руками дает очень хороший результат по конечному продукту.

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.

Эффективность дефлегматора в зависимости от количества трубочек внутри.

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.

Варианты применения царг с дистилляторами и дефлегматорами ЛУММАРК ООО «Изобретатель»

В сочетании с дистилляторами DV царги обеспечивают:

  • перегонку бражек с укреплением спирта-сырца до 60…70%;
  • вторичную перегонку спирта-сырца с укреплением до 82%;
  • «органолептическую» перегонку (с медной насадкой);
  • «защиту» дистилляторов от пены при перегонке на испарительных ёмкостях до 3 кВт (без насадки);

Характеристики при дистилляции

Обозначение царги CD-40m CD-50m CD-57m CD-85m CD-85e
Дистиллятор DV-1s DV-3s DV-6s DV-6s DV-6s
Предельная мощность при дистилляции, кВт 1 3 6 6 6
Максимальная производительность, л/ч 1,4 4,0 8,0 8,0 8,0

В сочетании с дефлегматорами DD и DS царги обеспечивают:

  • перегонку бражек или спирта-сырца с заданным укреплением 60…95%;
  • фракционную перегонку бражек или спирта-сырца с необходимой избирательностью за счёт широкого диапазона управления отбором;
  • «органолептическую» перегонку (с медной насадкой).

Характеристики при дистилляции и фракционной перегонке

Обозначение царги *)CD-40sCD-40m **)CD-50sCD-50m CD-57sCD-57m CD-57sCD-85m
Дефлегматор DD-1s, DS-1s DD-2s, DS-2s DD-3s, DS-3s DD-4s, DS-4s
Предельная мощность при дистилляции (ФЧ=0), кВт 2,0 3,0 5,0 6,0
Предельная мощность при фракционной перегонке (ФЧ=∞), кВт 1,5 2,3 3,2 3,2
Максимальный отбор дистилляции, л/ч 2,8 4,2 7,0 8,0
Оптимальный отбор при перегонке с укреплением, л/ч 1,0…2,8 1,2…4,0 1,4…5,8 1,4…6,8
*) При работе с дефлегматорам DD-1s и DS-1s требуется переходник M27|M45**) При работе с дефлегматорам DD-2s и DS-2s требуется переходник M36|M45

Расчет параметров

Расчет необходимой длины холодильника Димрота можно выполнить по упрощенной методике, потребуется только калькулятор.

Параметр Толщина слоя h, м Удельная теплопроводность

λ, Вт/(м*К)

Термическое сопротивление

R, (м2К)/Вт

Зона контакта металла с водой, (R1) 0.00001
Металл Димрота  (нержавейка λ=17, медь – 400), (R2) 0.001 17 0.00006
Флегма, (R3) 0.001 1 0.001
Зона контакта металла с паром (R4) 0.0001
Суммарное термическое сопротивление (Rs) 0.00117
Коэффициент теплопередачи (К),

Вт/(м2К)

855.6
Поправочный коэффициент учитывающий центробежные силы в змеевике и турбулентность потока, (Ет) 1.44
Итоговый коэффициент теплопередачи в Димроте (Кд), Вт/(м2К) 1234.1

1. Определить коэффициент теплопередачи.

Формулы:

R = h / λ, (м2К)/Вт;

Rs = R1+R2+R3+R4, (м2К)/Вт;

К = 1 / Rs, Вт/(м2К);

Ет = 1 + 3,54 * d / D, где d – диаметр трубы Димрота (мм), D – диаметр спирали (мм);

Кд = Ет * К, Вт/(м2К).

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

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

Температура воды на входе в Димрот (возможный диапазон 15-20 °C) – Т1 = 20 °C;

Температура воды на выходе из Димрота (возможный диапазон 30-40 °C) – Т2 = 35 °C.

Твх = Тп — Т1;

Твых = Тп — Т2.

Среднюю температуру (Тср) посчитаем по формуле:

Тср = (Твх — Твых) / Ln (Твх / Твых).

То есть, в нашем случае – округленно: Твх = 58; Твых = 43;

Тср = (58 — 43) / Ln (58 / 43) = 15 / Ln (1,35) = 50 °C.

3. Последний этап: исходя из известных Кд и Тср, определить необходимую площадь поверхности для теплообмена (S) для требуемой тепловой мощности N, (Вт).

S = N / (Tср * Кд), (м2).

Например, если нужно утилизовать мощность 3000 Вт, то площадь поверхности теплообмена:

S = 3000 / (50 * 1234,1) = 0,04832 м2 или 483 см2.

При известном диаметре трубы Димрота d (см) находим минимально необходимую его длину:

L = S / (3,14 * d).

L = 483 / (3,14*0,6) =256,6 см.

С коэффициентом запаса 1,2 длина трубы холодильника Димрота составит:

L димрота = 1,2 * L.

L димрота = 1,2 * 256,6 = 308 см, что подтверждается известными экспериментальными данными.

Введите слева исходные данные

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.

Дефлегматор из металлического термоса

Основой этой конструкции будет термос объемом 0.5-1 л. Приступим.

  1. Разбираем термос, то есть, снимаем дно, так чтобы не повредить саму колбу. Для этого зачищаем площадку на донышке и припаиваем к нему металлическую скобу. К скобе прикручиваем проволоку или стальной тросик. Второй конец проволоки надежно фиксируем и сильно дергаем термос на себя. Дно должно сняться с колбы термоса. Для облегчения процесса можно предварительно его прогреть горелкой.
  2. Далее необходимо сточить ребро, по которому происходит соединение перегородки с внешней колбой таким образом, чтобы появился почти неразличимый равномерный зазор по всей окружности. Воспользоваться для этого лучше всего дрелью с насадкой или, если есть доступ, наждачным станком. После этого перегородка термоса легко отделяется от внешней колбы.
  3. Для того чтобы извлечь внутреннюю часть колбы необходимо так же аккуратно сточить ребро на горловине термоса. В результате внутренняя часть легко извлекается из внешней.
  4. В дне внутренней колбы сверлим отверстие, вставляем в него трубку для связи с атмосферой и залуживаем место соединения.
  5. В стенку внешней колбы вверху и внизу врезаем и пропаиваем два патрубка для организации циркуляции охлаждающей воды. При этом необходимо следить за тем, чтобы концы этих трубок выступали вовнутрь колбы на расстояние меньшее величины зазора между колбами.
  6. Собираем колбу: аккуратно пропаиваем сделанные ранее зазоры, сверлим отверстие в донышке и перегородке под трубку и ставим их на место.

В принципе наш дефлегматор сделанный своими руками, в том, что касается самого термоса, готов. Его рабочее положение на самогонном аппарате горловиной вниз. Но в нем пока нет самого главного узла, из-за которого все и затевалось: узла отбора готового продукта.

Узел отбора

Он будет подсоединен к горловине термоса. Схематично его конструкция и положение в самогонном аппарате показано на рисунке ниже.

Схема работы дефлегматора

Изготавливается из отрезка трубы с двумя переходниками: верхний на горловину термоса, нижней к трубке, соединяющей дефлегматор с перегонным кубом. Внутри трубки вваривается широкая шайба с невысоким бортиком (8-10 мм) по краю центрального отверстия. Если есть навык, то с установкой шайбы можно справиться своими руками, если нет, то обратиться в мастерскую. Чуть выше дна, образовавшейся вдоль стенки трубы чаши, сверлится отверстие для патрубка, по которому будет выходить готовый продукт.

На схеме не показано, но для точной регулировки режима работы аппарата необходим еще термометр, либо датчик температуры. Для его установки чуть выше верхнего бортика шайбы в стенке трубы сверлиться отверстие под гильзу для установки термометра.

Итак, дефлегматор собран. Его можно подсоединить через трубку (от 50-80 см длиной) к крышке перегонной емкости и начать получать готовый продукт. Но если мы хотим получить действительно качественный спирт, то стоит подумать о замене трубки полноценной ректификационной колонной.

Применение Димрота на практике

Часто звучат вопросы о том, какой холодильник Димрота лучше: однослойный или двухслойный? Должны ли быть раздвинуты витки или лучше плотная намотка? Однозначно ответить на эти вопросы можно только поняв, где и для чего он будет применяться.

Однослойные Димроты чаще всего используются для бражных колонн с отбором по пару после дефлегматора и для наклонных конденсаторов. Именно для БК Димроты изготавливают с отогнутым нижним витком, чтобы центрировать стекающую в насадку флегму. Для клюшки же отогнутый нижний виток неактуален, однако нужно обеспечить зазоры между витками Димрота, чтобы флегма легче стекала и не создавала дополнительного термического сопротивления при конденсации пара.


Однослойный Димрот

Для наклонного конденсатора Димрот изготавливают с большим зазором между ним и стенками дефлегматора. В случае плотного прилегания витков к корпусу часть этих витков затапливается и перестает участвовать в конденсации пара, зато успешно работает над переохлаждением флегмы.

Двухслойные Димроты применяются как в БК, так и в РК. В первую очередь такая конструкция позволяет уменьшить высоту дефлегматора или конденсатора, что дает больше возможностей для увеличения высоты насадочной части колонны.


Двухслойный Димрот

Пар, проходя вдоль наружных витков Димрота, ограничивается с одной стороны наружной стенкой, с другой – плотно намотанными внутренними витками. Это позволяет удлинить его путь и заодно хорошо подогреть охлаждающую воду по пути к нижним виткам внутреннего слоя, где и происходит конденсация основной массы пара. В целом зона конденсации растягивается, благодаря этому стекающая флегма дольше находится в контакте с идущим в верх паром и лучше подогревается.

Двухслойные димроты изготавливают и для наклонных дефлегматоров, но только с раздвинутыми витками.


Двухслойный Димрот для наклонного дефлегматора

При применении двухслойных димротов в вертикальных перегородочных конденсаторах обязательно нужно вставлять в них сверху в центральную полость на 2-3 см плотную путанку. Это увеличит утилизационную мощность Димрота без прорыва пара в трубку связи с атмосферой (ТСА).

Ссылка на основную публикацию