Внимание! Если скачанный файл открывается с ошибкой, то попробуйте открыть его на другом устройстве или в облаке. Если ничего не помогло, то напишите нам.
Сущность дистилляции состоит в том, что жидкость, содержащую примеси, нагревают до кипения, образующиеся пары чистой жидкости отводят и охлаждают. Получается жидкость, очищенная от примесей.
Дистиллированной называется вода, очищенная от примесей. Ее получают с помощью процесса, называемого дистилляцией или перегонкой. Для этого неочищенную воду нагревают до кипения, образующиеся пары чистой воды отводят и охлаждают. Получается вода, которая не содержит примесей.
Дистиллированная вода применяется для изготовления лекарств, для приготовления растворов в химических лабораториях, в аккумуляторах автомобилей.
При перегонке нефти получают нефтяной газ, петролейный эфир, бензин, лигроин, керосин, газойль, соляр, мазут. Продукты фракционной перегонки нефти используют в качестве топлива, сырья для нефтехимической промышленности.
Для разделения воздуха на отдельные газы его сжижают при сильном охлаждении и сжатии, а затем подвергают фракционной перегонке. За счет разных температур кипения последовательно отгоняют азот, аргон и кислород.
Кристаллизация (выпаривание) применяется для очистки и выделения твердых веществ, основана на зависимости растворимости твердого вещества от температуры и на различии в температурах испарения компонентов смеси (например, смесь поваренной соли и воды).
Дистилляция (перегонка) применяется для очистки и выделения жидкостей, основана на различии в температурах кипения растворимых друг в друге компонентов (например, смесь воды и спирта).
Процессы выпаривания и кристаллизации применяются для выделения твердых веществ из растворов (например, смесь поваренной соли и воды).
Выпаривание представляет собой удаление жидкого компонента смеси испарением при обычной температуре или при нагревании. В результате сначала раствор становится более концентрированным, а когда вся жидкость испарится, останется только твердое вещество. Выпаривание основано на различии в температурах испарения компонентов смеси.
Кристаллизация представляет собой выпадение твердого вещества в виде кристаллов при охлаждении раствора. Кристаллизация основана на зависимости растворимости твердого вещества от температуры.
За счет испарения воды на берегах соляных озер образуется большое количество соли, которая после очистки используется в пищу.
Дистилляция применяется для получения различных нефтепродуктов из нефти, для получения азота, аргона и кислорода из воздуха, для получения дистиллированной воды.
Из определения массовой доли растворенного вещества
Вычислим массу воды, содержащуюся в 250 г раствора:
Определим объем воды, который можно получить из этого раствора при помощи дистилляции:
V(воды)=m(воды)/ρ(воды); ρ(воды)=1 г/мл;
Ответ: Из 250 г 5%-го раствора соли при помощи дистилляции можно получить 237,5 мл воды.
Самогоноварение, дистилляция, ректификация и все что с этим связано… (Часть 1)
Приветствую Вас дорогие Алкобушники и всех «сочувствующих» им…:)
Сразу небольшое вступление от автора:
Я не претендую на звание «гуру» самогоноварения и возможно мои знания в области приготовления алкоголя ошибочны, так же, как знания у людей в древности думающих, что земля плоская.
Поэтому, приветствую конструктивную критику, особенно со ссылками, расчетами, доводами или другими аргументами подкреплёнными наукой, логикой и здравым смыслом.
Цель данного поста раскрыть основы самогоноварения для людей никогда не сталкивающихся с этой темой, а не рассуждать, как лучше отбирать головы и хвосты, сколько нужно делать перегонок или с какого металла лучше аппарат для самогоноварения.
Перед тем как погрузится в пучину теории о домашнем самогоноварении и изучение дистилляции и ректификации и всего, что с этим связано, давайте немного поговорим о тех напитках, что мы видим на прилавках магазинов.
На прилавках магазинов мы видим: виски, коньяк, бурбон, ром, кальвадос, чача, водка, бренди, текила, абсент, джин, самогон.
Для большинства людей это: просто названия крепкого алкоголя, и подавляющее большинство «ценителей» этих напитков думают, что процесс производства каждого из перечисленных напитков кардинально отличается, да и вообще считают, что процесс производства этих напитков тайна за 7-ю замками!
Что еще знает обыватель обо всех этих напитках.
Обычно «среднестатистический ценитель» крепкого алкоголя знает, что эти напитки делятся на следующие группы:
Хотя для некоторых ценителей, ром под «большим» вопросом! Ведь его пили обычные матросы, но раз это заморское пойло, то для большинства оно «премиум класса»!
— ну и третий класс напитков который в последнее время стал стремительно набирать популярность, и является очень интересным продуктом для маркетологов – самогон.
Если про «благородные напитки» и водку всем известно, что их производят на специальных заводах по старинным рецептам, и каждый напиток получают по уникальной технологии, то про самогон знают только то, что его делают в деревне на специальном самогонном аппарате.
А еще всем известно, что самогоноварение запрещено.
Про запрет самогоноварения доходчиво рассказано в короткометражном фильме 1961г. «Самогонщики».
Сразу внесем ясность про запрет на самогоноварение:
На сегодняшний день, гнать самогон для личного потребления не возбраняется!
А вот гнать с целью сбыта (продажи) запрещено!
Это как с помидорами на даче:
Для себя выращивай на здоровье!
А если ты соберешься продать помидорки не оформив все необходимые документы и не заплатив налоги, то ты преступник!
Так, что гнать самогон настолько же законно, как и выращивать помидорки (при условии, что это только для личного употребления, ну или безвозмездного дарения).
Процесс, а точнее технология производства всех перечисленных напитков одинаковая.
В основе изготовления всех этих напитков лежит дистилляция.
Дистилляция – процесс испарения жидкости с последующей конденсацией и охлаждением пара.
Да, все так просто: нагрели жидкость она испарилась, сконденсировалась, остыла и снова превратилась в жидкость.
А как дистилляция связана со всеми этими напитками, Мы узнаем позже…
А теперь не спеша, начнем с самого начала.
Для начала определим основные моменты:
просто дистиллировав первую попавшуюся жидкость алкоголь не получить!
Алкоголь можно получить только из той жидкости в которой он (алкоголь) присутствует хотя бы в небольшом количестве!
Самая простая брага это: вода + сахар + дрожжи + время
Да, дорогой читатель, ты правильно подумал:
К любому алкоголю человечество обязано дрожжам.
Эти безобидные крошки, которые дают нам вкуснейшую сдобу и благодаря которым появляется второй подбородок у любителей сдобы, причастны еще и ко всему алкоголю!
— спиртовые дрожжи (дрожжи для производства браги с максимальным содержанием спирта (18-21%));
— еще есть дикие дрожжи (это предки всех современных дрожжей);
— В магазине за алкоголь просят бумажки (которые мы привыкли называть деньгами);
— Дрожжи за производство алкоголя «просят» сахар.
Не будем вдаваться в подробности, как дрожжи превращают(перерабатывают) сахар в алкоголь и углекислый газ, и какая им от этого выгода.
Так же не буду вдаваться в подробности, как правильно поставить брагу, поскольку основной наш вопрос, как из браги с содержанием алкоголя 12% получают 40-80% алкоголь.
В основе процесса причастного к появлению крепкого алкоголя из браги, который в дальнейшем мы будем называть дистилляцией, лежит процесс испарения жидкости.
Испарение – процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, то есть превращение жидкости в пар.
Как мы знаем, а может это станет для кого то из читателей откровением… Разные жидкости (вещества) начинают кипеть (как и собственно активно испаряться) при разной температуре.
Дистиллятор, он же самогонный аппарат, состоит из:
Есть одно условие для работы дистиллятора – перегонный куб и холодильник должны быть герметично соединены между собой.
С конструкцией дистиллятора разобрались и поэтому начинаем разбираться в том, как и почему работает дистиллятор:
1.В перегонный куб заливается брага или любая спиртосодержащая жидкость.
2.Под перегонный куб помещают источник тепла (печку, свечку и т.д.). Можно и в перегонный куб поместить источник тепла такой источник тепла называется – тэн.
3. При нагревании с браги (состоящей из воды, спирта) начинает активно испаряться жидкость с более низкой температурой кипения. В нашем случае активнее испаряется этиловый спирт с температурой кипения 78°С.
Поскольку в процессе дистилляции в перегонном кубе образуется все больше и больше паров жидкости с более низкой температурой кипения, то рано или поздно они (спиртовые пары) сами себя выталкивают в холодильник.
4. Попав в холодильник «спиртовой пар», охлаждаться и конденсироваться.
5. Конденсат с холодильника под силой тяжести стекает в приемную емкость.
Для тех, кто еще не понял: конденсат спиртовых паров – это и есть более крепкий алкоголь.
Теперь мы знаем устройство и принцип работы самого простого самогонного аппарата!
И в продолжение темы самогоноварения поговорим об апгрейте (усовершенствовании) самогонного аппарата и повышении качества самогона.
И сразу появляется справедливый вопрос:
«Зачем усовершенствовать самогонный аппарат, если он и так работает?
Согласен, аппарат работает, но качество получаемого самогона не самое лучшее.
«Почему не лучшее? Ведь спирт испарятся при +78, а вода при +100!»
А вот на этом моменте и начинается «наука о самогоноварении»!
Почему же при «правильной» перегонке на «правильном» аппарате, вкус и запах будет лучше?
Кроется в составе браги, состав которой влияет на состав самогона.
Появлению спирта в браге мы обязаны дрожжам.
В теории дрожжи производят только этиловый спирт, и брага состоит из воды, спирта, дрожжей.
Но в жизни дрожжи производят не только этиловый спирт, а еще: метанол, изопропиловый, изобутиловый, гептиловый спирт и прочую крайне вредную гадость. И эта вся гадость находится в браге вместе с этиловым спиртом.
Температура кипения у всех названных спиртов и прочей гадости разная (метиловый при +64,5; этиловый кипит при +78С; изобутиловый 84,4С).
При нагревании браги все перечисленные спирты испаряются не одновременно. Сначала испаряются легкокипящие, и по мере выкипания легкокипящих фракций, температура в перегоном кубе повышается и начинают кипеть фракции с более высокой температурой кипения.
Зная, что разные фракции испаряются при разной температуре мы можем разделить их, то есть вначале мы можем отобрать в одну приемную емкость то, что испарилось в первую очередь, а во вторую приемную емкость то, что начало испаряться потом.
Поэтому «по науке» перегонка происходит по следующим образом:
1. сначала отбирают «головы» в отдельную емкость;
2. сменив емкость отбираем тело;
В идеале в «теле» только этиловый спирт.
После отбора «тела» начинают испаряться фракции с более высокой температурой кипения, чем у этилового спирта (назовем их «хвостами»);
3. сменив еще раз емкость отбираем хвосты.
Как уже говорил, в жизни не происходит все идеально: тело, головы, хвосты имеют разную температуру кипения, но на практике они не испаряются строго по очереди. Конечно «Хвосты» не лезут вперед «Голов», но в «тело» попадают и «головы» и «хвосты». То есть испарение не происходит идеально, как в книжке, испаряются все фракции сразу(головы. тело, хвосты), вот только при определенной температуре какая то фракция испаряется активней, но об этом более подробно поговорим позже, а сейчас подведем промежуточный итог:
Перегонка на простершем самогоном аппарате позволяет получить крепкий алкоголь.
И если не перегонять все в одну емкость, а провести дробную перегонку ( перегонка с разделением на фракции), то качество получаемого самогона заметно улучшится, и повторная дробная перегонка позволит еще улучшить качество получаемого самогона.
Разобравшись с устройством простейшего самогонного аппарата и основами самогоноварения, переходим к рассмотрению усовершенствований этого аппарата.
Одним из простейших и возможно первых усовершенствований самогонного аппарата стал сухопарник (пригубник).
Принцип работы сухопарника «до безобразия» прост:
1. Спиртовой пар с перегонного куба перемещается в сухопарник;
2. В сухопарнике спиртовой пар охлаждается частично конденсируется;
3. Из-за постоянно поступающего в сухопарник тепла в виде спиртовых паров из перегонного куба, сконденсированые пары снова закипают и испаряются, но в первую очередь испаряются более легкокипящие фракции, а низкокипящие фракции остаются сконденсированными в сухопарнике.
Вот и весь принцип работы сухопарника.
В завершении поста подведем итог:
-Теперь мы знаем как получают самогон «высшего» качества!
—А еще, как и обещал раскрою «тайну» благородных напитков.
А если говорить простым языком дистиллят – это самогон!
Отличия в производстве всех этих напитков конечно есть:
— Для каждого напитка брага готовиться из разного сырья;
— Некоторые напитки выдерживаю бочках;
— какие то напитки настаивают с травами и повторно перегоняют и т.д.
— виски это самогон, брага которого сделана на солоде. А после перегонки получены напиток выдержан в дубовых бочках.
— бурбон это самогон из браги в основе которой кукуруза и солод.
— у коньяка основой браги стал виноград.
— у бренди брага из фруктов или ягод.
— а у текилы брага сделана из агавы.
И еще, агава это не кактус!
— абсент, это дистиллят который настояли на травах, потом перегнали и снова настояли на травах.
Хотя лучше не говорить. А то он начав спорить стащат Вас на свой уровень, а там задавят опытом.
На этом заканчиваю первую часть.
Надеюсь, что вторую часть буду писать не сильно долго.
Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров. Различают дистилляцию с конденсацией пара в жидкость (при которой получаемый конденсат имеет усреднённый состав вследствие перемешивания) и дистилляцию с конденсацией пара в твёрдую фазу (при которой в конденсате возникает распределение концентрации компонентов). Продуктом дистилляции является конденсат или остаток (или и то, и другое) – в зависимости от дистиллируемого вещества и целей процесса. Основными деталями дистилляционного устройства являются обогреваемый контейнер (куб) для дистиллируемой жидкости, охлаждаемый конденсатор (холодильник) и соединяющий их обогреваемый паропровод.
Содержание
История
До X века, у Авиценны дистилляция упоминается как метод получения эфирных масел.
Применение
Дистилляция применяется в промышленности и в лабораторной практике для разделения и рафинирования сложных веществ: для разделения смесей органических веществ (например, разделение нефти на бензин, керосин, соляр и др.; получение ароматических веществ в парфюмерии; получение алкогольного спирта) и для получения высокочистых неорганических веществ (например, металлов: бериллий, цинк, магний, кадмий и др.).
Теория
В теории дистилляции в первую очередь рассматриваются двухкомпонентные вещества. Действие дистилляции основано на том, что концентрация некоторого компонента в жидкости отличается от его концентрации в паре, образующемся из этой жидкости. Отношение = является характеристикой процесса и называется коэффициентом разделения при дистилляции. Коэффициент разделения зависит от природы разделяемых компонентов и режима дистилляции.
При =0, когда число частиц, покидающих в единицу времени жидкость, равно числу частиц, возвращающихся в это же время в жидкость, равновесный коэффициент разделения двухкомпонентного вещества может быть выражен через давления и чистых компонентов при температуре процесса: , где и — так называемые коэффициенты активности, учитывающие взаимодействие компонентов в жидкости. Эти коэффициенты имеют температурную и концентрационную зависимости (см. активность (химия)). С понижением температуры значение коэффициента разделения обычно удаляется от единицы, т. е. эффективность разделения при этом увеличивается.
Для различных режимов дистилляции выведены уравнения, связывающие содержание второго компонента в конденсате и в остатке с долей перегонки или с долей остатка при заданных условиях процесса и известной начальной концентрации жидкости (, и — масса конденсата и остатка, а также начальная масса дистиллируемого вещества соответственно). Расчёты проводятся в предположении идеального перемешивания дистиллируемой жидкости, а также жидкого конденсата. Также выведены уравнения распределения компонентов в твёрдом конденсате, получаемого дистилляцией с направленным затвердеванием конденсата или зонной дистилляцией. Параметром этих уравнений является коэффициент разделения α для заданных условий дистилляции.
При дистилляции вещества с большой концентрацией компонентов с конденсацией пара в жидкость при несильной зависимости коэффициентов активности компонентов от их концентраций взаимосвязь величин , и , когда используются концентрации в процентах, имеет вид:
.
Для дистилляции с конденсацией пара в жидкость при малом содержании примеси
,
=.
Дистилляционные уравнения могут использоваться для описания процессов распределения примесей в других фазовых переходах из фазы с интенсивным перемешиванием (таких как переходы жидкий кристалл-кристалл, жидкий кристалл-жидкость, газ-плазма, а также в переходах, связанных с квантово-механическими состояниями – сверхтекучая жидкость, конденсат Бозе-Эйнштейна) – при подстановке в них соответствующих коэффициентов распределения.
Дистилляция с конденсацией пара в жидкость (простая перегонка, фракционная дистилляция, ректификация)
Простая перегонка — частичное испарение жидкой смеси путём непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров в холодильнике. Полученный конденсат называется дистиллятом, а неиспарившаяся жидкость — кубовым остатком.
Фракционная дистилляция (или дробная перегонка) — разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу части — фракции путём сбора конденсата частями с различной летучестью, начиная с первой, обогащенной низкокипящим компонентом. Остаток жидкости обогащён высококипящим компонентом. Для улучшения разделения фракций применяют дефлегматор.
Ректификация — способ дистилляции, при котором часть жидкого конденсата (флегма) постоянно возвращается в куб, двигаясь навстречу пару в контакте с ним. В результате этого примеси, содержащиеся в паре, частично переходят во флегму и возвращаются в куб, при этом чистота пара (и конденсата) повышается (См. ректификация, ректификационная колонна).
Дистилляция с конденсацией пара в твёрдую фазу (с конденсацией пара в градиенте температуры; с направленным затвердеванием конденсата; зонная дистилляция)
Дистилляция с конденсацией пара в градиенте температуры – дистилляционный процесс, в котором конденсация в твёрдую фазу осуществляется на поверхности, имеющей градиент температуры, с многократным реиспарением частиц пара. Менее летучие компоненты осаждаются при более высоких температурах. В результате в конденсате возникает распределение примесей вдоль температурного градиента, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Разделение компонентов пара при реиспарении подчиняется собственным закономерностям. Так, при молекулярной дистиляции соотношение между количествами и осаждённых в конденсаторе первого и второго компонентов, соответственно, выражается равенством:
,
Дистилляция с направленным затвердеванием конденсата (дистилляция с вытягиванием дистиллята) – дистилляционный процесс в контейнере удлинённой формы c полным расплавлением дистиллируемого вещества и конденсацией пара в твёрдую фазу по мере вытягивания конденсата в холодную область. Процесс разработан теоретически.
В получаемом конденсате возникает неравномерное распределение примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс является дистилляционным аналогом нормальной направленной кристаллизации. Распределение примеси в конденсате описывается уравнением:
,
где С – концентрация примеси в дистилляте на расстоянии х от начала, L – высота конденсата при полностью испарившемся дистиллируемом материале.
При движении зонного нагревателя вдоль контейнера сверху вниз в контейнере формируется твёрдый конденсат с неравномерным распределением примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс может быть повторён многократно, для чего конденсат, полученный в предыдущем процессе, должен быть перемещён (без переворота) в нижнюю часть контейнера на место рафинируемого вещества. Неравномерность распределения примесей в конденсате (т. е. эффективность очистки) растёт с увеличением числа повторений процесса.
Зонная дистилляция является дистилляционным аналогом зонной перекристаллизации. Распределение примесей в конденсате описывается известными уравнениями зонной перекристаллизации с заданным числом проходов зоны – при замене коэффициента распределения k для кристаллизации на коэффициент разделения α для дистилляции. Так, после одного прохода зоны
,
где С – концентрация примеси в конденсате на расстоянии х от начала конденсата, λ – длина жидкой зоны.
некоторого компонента в жидкости отличается от его концентрации 
в паре, образующемся из этой жидкости. Отношение 
= 
является характеристикой процесса и называется коэффициентом разделения при дистилляции. Коэффициент разделения зависит от природы разделяемых компонентов и режима дистилляции.
=0, когда число частиц, покидающих в единицу времени жидкость, равно числу частиц, возвращающихся в это же время в жидкость, равновесный коэффициент разделения двухкомпонентного вещества может быть выражен через давления 
и 
чистых компонентов при температуре процесса: 
, где 
и 
— так называемые коэффициенты активности, учитывающие взаимодействие компонентов в жидкости. Эти коэффициенты имеют температурную и концентрационную зависимости (см. активность (химия)). С понижением температуры значение коэффициента разделения обычно удаляется от единицы, т. е. эффективность разделения при этом увеличивается.
и в остатке 
с долей перегонки 
или с долей остатка 
при заданных условиях процесса и известной начальной концентрации 
жидкости (
, 
и 
— масса конденсата и остатка, а также начальная масса дистиллируемого вещества соответственно). Расчёты проводятся в предположении идеального перемешивания дистиллируемой жидкости, а также жидкого конденсата. Также выведены уравнения распределения компонентов в твёрдом конденсате, получаемого дистилляцией с направленным затвердеванием конденсата или зонной дистилляцией. Параметром этих уравнений является коэффициент разделения α для заданных условий дистилляции.
.
,
.
и 
осаждённых в конденсаторе первого и второго компонентов, соответственно, выражается равенством:
,
,
,