Kolom distilasi dikembangkan hampir 200 tahun yang lalu dan sepanjang sejarahnya telah membantu masyarakat dengan baik dalam memperoleh berbagai jenis cairan yang dimurnikan.
Tujuan utama dari instalasi tersebut adalah produksi industri (penyulingan minyak, industri kimia, petrokimia, pembuatan bir, dll). 
Dalam kehidupan sehari-hari, perangkat kecil secara aktif digunakan oleh pecinta minuman keras berkualitas tinggi. Kolom yang dibeli atau buatan sendiri memungkinkan Anda mendapatkan alkohol yang hampir murni di rumah.
Cara kerja perangkat ini akan dibahas secara detail di artikel ini.
Peralatan distilasi tipe kolom, atau hanya kolom distilasi, adalah silinder yang dipasang secara vertikal, di dalamnya pemurnian cairan dilakukan dengan menggunakan berbagai perangkat dan komponen.
Penting! Mekanisme pembersihan didasarkan pada proses perbaikan, yaitu. pemisahan campuran multikomponen sebagai hasil pertukaran termal dan massa dari aliran kontak uap dan cairan.
Setiap cairan dengan komposisi heterogen adalah campuran dari beberapa komponen.
Jadi nabati adalah campuran etil dan alkohol lainnya, eter, aldehida, minyak fusel, dan zat lain:
- Setiap komponen mempunyai titik didih dan berat jenisnya masing-masing.
- Menurut indikator terakhir, pembagiannya dilakukan menjadi pecahan ringan dan pecahan berat.
- Ketika dipanaskan sampai titik didih, cairan berubah menjadi uap, yang juga ditandai dengan berat jenis yang berbeda, yang menentukan volatilitasnya.
- Cairan dengan titik didih rendah (low-boiling) menghasilkan uap yang sangat mudah menguap, dan komponen dengan titik didih tinggi menghasilkan uap yang sangat mudah menguap.
Proses rektifikasi didasarkan pada arah aliran uap dan cairan yang berlawanan (refluks akibat kondensasi uap), seperti dapat dilihat pada diagram.
Uapnya mengalir deras dan cairannya mengalir ke bawah. Aliran alami dalam silinder vertikal ini bersentuhan satu sama lain, yang menurut hukum fisika disertai dengan pertukaran panas dan massa, yang cenderung menyeimbangkan sistem.
- Uap yang naik melalui pipa diperkaya dengan komponen-komponen yang sangat mudah menguap, kehilangan bahan-bahan yang lebih berat dan tidak mudah menguap, yang larut dan mengembun dalam cairan yang kurang panas dan mengalir bersamanya.
- Jika silinder cukup tinggi, hanya satu uap yang paling mudah menguap yang dapat mencapai bagian atas.
- Di sini ia dapat dikondensasi secara artifisial, mengubahnya menjadi cairan homogen.
- Cairan yang mengalir ke bagian bawah dipanaskan kembali, dan siklus rektifikasi baru dimulai.
Hal ini memastikan bahwa proses tersebut berulang, yang pada akhirnya memungkinkan untuk memurnikan semua cairan sebanyak mungkin, mengisolasi fraksi yang paling ringan. Dalam minyak itu adalah bensin, dalam nabati itu adalah etil alkohol.
Prinsip operasi
Kolom distilasi memungkinkan Anda menerapkan proses rektifikasi dalam praktik. Secara struktural berbentuk silinder yang di dalamnya terdapat kubus, tempat cairan disuplai dan dipanaskan, dan kondensor refluks, tempat terbentuknya kondensat cair (refluks).
Selain itu, elemen kontak disediakan untuk memastikan proses kondensasi, pengumpulan cairan, dan penguapan ulang.
Kolom distilasi bekerja sebagai berikut:
- Kubus diisi dengan bahan mentah (sekitar 2/3 volume) dan dipanaskan sampai titik didih cairan.
- Penguapan naik ke atas, dan ketika bertemu dengan kondensor refluks, sebagian mengembun, berubah menjadi refluks, yang mengalir ke bawah dinding silinder.
- Proses ini terjadi beberapa kali saat uap naik melalui silinder, dengan fraksi terberat mengembun terlebih dahulu. Pecahan yang paling ringan mencapai puncak kolom.
- Selama pengoperasian instalasi, di dalam silindernya terdapat uap, refluks, bahan baku, dan produk akhir yang dimurnikan secara bersamaan. Uap dan dahak menciptakan aliran yang saling berlawanan.
- Pada periode awal (sampai proses stabil), disarankan untuk tidak memilih produk akhir, yang memperkaya refluks dan mempercepat pencapaian rezim perpindahan panas dan massa yang seimbang.
Referensi! Efisiensi kolom dapat dinyatakan dengan rasio refluks, yaitu. rasio volume refluks dengan jumlah produk jadi yang ditarik.
Untuk pengoperasian instalasi yang stabil, indikator ini dipertahankan pada level 3, yang memastikan tidak lebih dari 25% cairan murni selama sirkulasi.
Dahak, berjatuhan, kembali memanas hingga mendidih. Bagian uap berikutnya naik, memulai siklus baru.
Jika nabati dimurnikan, maka komponen terberat (minyak fusel) mengendap di bagian paling bawah kolom sejak awal proses.
Fraksi yang lebih ringan (metil alkohol, eter, aldehida) didistribusikan sepanjang pipa. Mereka secara bertahap mengalir ke bawah ketika suhu disamakan selama 9-12 menit. Total waktu pemanasan kubus adalah 25-55 menit.
Perbedaan antara distilasi dan rektifikasi alkohol
Metode yang paling umum untuk memurnikan cairan adalah distilasi Dan pembetulan. Teknologi-teknologi ini serupa dalam banyak hal, sehingga terkadang menyebabkan penggabungan konsep, dan hal ini sepenuhnya salah.
Perbedaan mendasar dalam mekanisme proses mengarah pada fakta bahwa produk akhir selama rektifikasi memiliki pemurnian yang jauh lebih dalam dan kualitas tinggi dibandingkan dengan distilasi.
Faktanya adalah bahwa selama distilasi, bahkan cairan yang tidak mendidih pun menguap sebagian, yang berarti, bagaimanapun, sejumlah fraksi berbeda akan masuk ke dalam cairan yang dimurnikan. Untuk mencapai kualitas yang baik, diperlukan hingga 6-7 prosedur.
Rektifikasi memastikan produk yang bersih dan homogen dalam sekali jalan. Saat memurnikan minuman keras, efek ini secara signifikan mempengaruhi kekuatan:
- Jadi dengan satu distilasi distilasi tidak melebihi 35-40%, dengan dua distilasi – hingga 50-55%, tiga – hingga 70%.
- Kekuatan 90-95% (alkohol) dicapai setelah setidaknya 5 distilasi.
- Kolom rektifikasi memungkinkan Anda memperoleh alkohol yang hampir murni dalam satu siklus. Selain itu, penyulingan mempertahankan rasa dan bau bahan baku aslinya.
Metode penyulingan juga memiliki aspek positif tertentu:
- Bahkan banyak penyulingan, tergantung pada teknologi, memungkinkan hilangnya tidak lebih dari 20-22% cairan.
- Kerugian di unit distilasi jauh lebih tinggi - bisa mencapai 32-35%.
- Perlu juga dicatat bahwa teknologinya sederhana. Perbaikan membutuhkan peralatan yang jauh lebih rumit dan mahal.
Tonton video di mana seorang pembuat minuman keras berpengalaman membandingkan proses penyulingan dan perbaikan serta memberikan saran dalam memilih perangkat untuk penyulingan minuman keras:
Karakteristik kolom penting
Prinsip umum perancangan kolom distilasi modern tetap tidak berubah. Tujuan dari perbaikan instalasi adalah untuk meningkatkan produktivitas, kedalaman pembersihan, hasil dan stabilitas kualitas produk akhir.
Penyelesaian tugas yang diberikan dicapai dengan bergerak ke beberapa arah.
Dimensi dan bahan
Untuk memenuhi semua kondisi teknologi, penting untuk memiliki ketinggian maksimum silinder kerja, serta kombinasi optimal dengan diameter.
Berbeda dalam ukuran:
- industri,
- instalasi rumah tangga.
Untuk penggunaan di rumah, diperlukan perangkat mini.
Tingginya berkisar antara 1,2-1,6 m Dengan ukuran yang lebih kecil, tidak mungkin mencapai pemisahan fraksi berkualitas tinggi. Diameter pipa bisa berkisar antara 3-5 cm hingga 0,3-0,5 m.
Penting! Bahan terbaik untuk membuat kolom adalah paduan tahan karat yang disetujui untuk digunakan dalam industri makanan. Mereka tidak mengeluarkan zat berbahaya di bawah pengaruh agresif apa pun.
Sistem pemanas
Saat mengatur pemanasan kubus dengan bahan mentah, 2 faktor penting:
- kekuatan yang cukup,
- Kemungkinan penyesuaian yang mulus.
Sumber energi gas sulit diatur, oleh karena itu elemen pemanas listrik (heating element) lebih sering digunakan. Daya normal diatur berdasarkan 4 kW per kubus 50 liter.
Pertunjukan
Hal ini berhubungan langsung dengan kekuatan elemen pemanas dan ukuran kolom. Semakin cepat aliran mengalir melalui pipa, semakin tinggi produktivitasnya.
Selain itu, hal ini meningkat ketika menggunakan teknologi berkelanjutan, yang menyediakan perangkat khusus untuk memasok bahan mentah dan mengeluarkan produk jadi secara tepat waktu.
Kualitas pembersihan
Hal ini tergantung pada jumlah proses kondensasi yang terjadi secara bersamaan dalam satu lintasan silinder, yang ditentukan oleh jumlah elemen kontak yang sesuai.
DI DALAMDalam instalasi yang baik, setidaknya 7-8 zona tersebut dipasang.
Pengendalian proses
Untuk memastikan pengendalian yang diperlukan, termometer dipasang di semua area. Untuk mempertahankan mode stabil, sistem otomatis dipasang.
Tekanan
Proses rektifikasi akan berjalan normal dengan tetap menjaga kestabilan tekanan internal pada kisaran 725-785 mmHg.
Dalam hal ini, peningkatan tekanan diberikan di bagian bawah, tempat fraksi berat terakumulasi, dan tekanan minimum diberikan di bagian atas, tempat uap ringan diarahkan.
Dalam instalasi industri, ruang hampa umumnya dapat dibuat di bagian atas kolom, namun yang paling rasional adalah mempertahankan tekanan atmosfer normal.
Saat mengoperasikan kolom distilasi, harus diperhitungkan bahwa proses paling aktif terjadi ketika kondisi stabil dan suhu aliran balik sama.
Kecepatan stabilisasi rezim dianggap sebagai salah satu indikator terpenting dari instalasi modern berkualitas tinggi.
Perangkat kontak (pelat dan nozel)
Elemen kontak dalam kolom distilasi terlibat dalam pembentukan keseimbangan cairan dan uap, serta konsentrasi uap.
Setiap elemen tersebut membatasi zona tertentu di mana siklus distilasi yang aneh terjadi - penguapan dan kondensasi selanjutnya dari fraksi yang terpisah, dan seringkali uap melintasi batas ini dan bergerak ke atas, melibatkan komponen yang sangat mudah menguap dalam alirannya.
Di zona mana pun, keseimbangan tertentu terbentuk.
Referensi! Efek utama dicapai dengan meningkatkan area kontak fase, yang mengaktifkan pertukaran termal dan massa.
Elemen kontak utama adalah:
- Piring teoretis. Intinya, ini adalah zona keseimbangan yang terbentuk tanpa memasang bagian tambahan. Untuk mendapatkan minuman beralkohol yang dimurnikan dengan baik, 24 hingga 32 zona serupa diatur.
- Piring fisik. Ini adalah bagian berbentuk piring nyata di mana lapisan cairan terakumulasi. Uap dipaksa melewatinya, yang dimanifestasikan oleh banyak gelembung. Opsi ini menyediakan area kontak yang cukup besar. Untuk mendapatkan alkohol murni yang lengkap, hingga 45-55 pelat fisik harus dipasang di kolom.
- Nozel Elemen kontak ini terutama dirancang untuk memastikan proses kondensasi uap. Mereka menawarkan resistensi yang jauh lebih sedikit terhadap aliran uap dibandingkan pelat. Beberapa jenis dapat digunakan dalam kolom - cincin, jaring, spiral. Di perangkat buatan sendiri, "saringan" sering dipasang - disk dengan banyak lubang. Tembaga dianggap sebagai salah satu bahan terbaik untuk nozel. Anda bisa menggunakan paduan tembaga atau aluminium.
Elemen kontak cakram dipasang terutama pada kolom industri yang memiliki tinggi besar dan diameter yang cukup untuk pemasangannya.
Pada peralatan rumah tangga (dibeli dan buatan sendiri), prioritas diberikan pada nozel yang dapat dipasang pada pipa dengan diameter 4-5 cm.
Bagaimana cara mencapai hasil yang lebih baik?
Saat mengoperasikan kolom distilasi, langkah-langkah tertentu harus diperhatikan untuk memastikan pengoperasian normal dan memperoleh produk akhir berkualitas tinggi.
Perhatian khusus harus diberikan pada kegiatan di bidang berikut.
Penghapusan “banjir” instalasi
“Penyakit” ini berhubungan dengan melambatnya dan terhentinya aliran refluks, yang menyebabkan penumpukannya di dalam silinder dan menghalangi aliran uap. Akibat “banjir”, tekanan di dalam kolom meningkat sehingga menimbulkan suara gemericik dan kebisingan yang keras.
Fenomena tersebut dapat dipicu oleh alasan-alasan berikut:
- Melebihi kecepatan aliran uap yang diijinkan, yang dapat disebabkan oleh pemanasan berlebihan cairan di dalam kubus;
- Pengisian kubus yang berlebihan dengan bahan mentah atau penyumbatan di zona bawah pipa;
- Tekanan di bagian bawah kolom terlalu rendah, hal ini biasa terjadi pada kondisi pegunungan tinggi;
- Peningkatan tegangan pada jaringan pasokan, yang menyebabkan peningkatan daya elemen pemanas yang tidak direncanakan;
- Pelanggaran dalam desain atau teknologi.
Memasang kontrol otomatis dan pengaturan proses membantu menghindari fenomena yang tidak menyenangkan ini. Perhatian khusus diberikan pada pemanasan bahan mentah dan pengisian kubus.
Penghapusan produk jadi tepat waktu dan penyelesaian fraksi berat
Dalam kasus pertama, tekniknya sederhana - pada tahap awal (sampai suhu dan tekanan stabil), hanya seperempat dari uap yang sangat mudah menguap yang mengembun dengan produk akhir dan dikeluarkan ke luar, dan kemudian volume maksimumnya dihilangkan.
Kemunculan sedimen dari pecahan berat lebih sulit dideteksi. Anda harus fokus pada bau dan warna cairan di bagian paling bawah kolom.
Persiapan instalasi yang benar untuk start-up
Sebelum memulai perbaikan, perlu untuk memeriksa kondisi peralatan, pertama-tama, kekencangan kolom. Untuk memeriksanya, saluran keluar produk jadi ditutup dan air dingin dipompa masuk.
Hanya setelah memastikan pemasangannya rapat, Anda dapat mulai menuangkan bahan mentah dan memanaskan kubus.
Anda seharusnya tidak mengharapkan keajaiban dari mesin rumah tangga dan tidak boleh mengganti minuman keras. Kekuatan minimum cairan awal harus minimal 30%, jika tidak, keluarannya tidak akan berupa produk yang kekuatannya mendekati alkohol murni.
Penting! Anda tidak boleh menuangkan tumbukan ke dalam kubus yang belum mengalami distilasi primer.
Saat melakukan pemasangan dengan tangan Anda sendiri, Anda tidak boleh membiarkan hilangnya energi panas melalui badan kolom. Sangat penting untuk melindungi bagian bawah, mis. zona hingga kondensor refluks pertama.
- Styrofoam,
- penoizol,
- isolasi foil modern.
Kolom distilasi memungkinkan Anda memurnikan cairan secara mendalam atau memisahkan fraksi ringan. Dalam lingkungan industri, mereka menemukan penerapannya di banyak industri, termasuk. Dengan bantuan mereka, penyulingan minyak dipastikan dan alkohol berkualitas tinggi diproduksi.
Untuk produksi minuman keras rumahan, diperlukan peralatan modern yang terbuat dari bahan berkualitas tinggi. Di toko, produsen menawarkan model yang dibagi menjadi penyuling dan penyearah. Banyak penyuling pemula tersiksa oleh pertanyaan: apa yang lebih baik untuk pembuatan bir rumahan - kolom atau minuman nabati.
Prinsip pengoperasiannya tidak jauh berbeda, tetapi produk akhir dari kolom distilasi lebih baik dan lebih bersih, dan dari segi kekuatannya tidak ada bandingannya, karena hampir merupakan alkohol murni. Untuk mengetahui perbedaan perangkat ini, parameter teknis apa yang dimilikinya, nuansa individualnya, dan apakah ada kekurangannya, Anda perlu membaca artikel ini.
Keseluruhan prosedur distilasi terdiri dari pertukaran panas yang terjadi pada produk, selama proses pendinginan, bahan baku dipisahkan, dan zat yang dimurnikan muncul di outlet alat. Pada suhu pemanasan yang berbeda, Anda mendapatkan zat yang berbeda:
- t=+56 C - kita mendapatkan aseton;
- t=+65 C - metil alkohol dapat diisolasi;
- dan hanya pada t=+78 C alkohol rektifikasi diperoleh;
- jika kita terus memanaskan air sampai titik didih air ke atas, misalnya sampai 100 derajat, maka outputnya kita akan mendapatkan air yang diberi rasa minyak fusel dan segala macam kotoran.
Dasar dari seluruh proses yang terjadi di kolom adalah kontak keadaan cair dan uap berbagai zat, sebagai akibatnya berbagai uap dilepaskan, yang mengendap di kondensor refluks, dan hanya uap yang mengandung alkohol yang lolos.
Pemanasan tambahan terjadi di evaporator, tetapi hanya hingga +78 derajat, sehingga semua kotoran dan air berbahaya mengembun dan tetap berada di dalam perangkat. Di berbagai area produk, interaksi individu antara uap dan kondensat terjadi, dan fraksi dengan tingkat suhu berbeda mengendap menjadi kondensat dan mengalir ke bagian bawah.
Kolom adalah suatu alat yang mempunyai ketinggian tertentu, dengan wadah memanjang sepanjang keseluruhannya, sehingga diperoleh temperatur yang berbeda-beda: hanya uap yang mengandung alkohol yang mencapai bagian paling atas, semua fraksi lainnya jatuh ke dalam kondensat, karena suhunya kurang dari apa diperlukan agar bisa mendidih. Rasa dan kekuatan produk akhir berbeda secara signifikan menjadi lebih baik dari minuman keras yang melewati penyuling standar.
Model kolom modern dicirikan oleh produktivitas yang sangat tinggi, dan alkohol yang dihasilkan dari rektifikasi tidak memiliki bau badan pesawat atau kotoran asing.
Apa perbedaan antara penyulingan nabati dan kolom distilasi?
Perbedaan yang paling penting: peralatan standar untuk pembuatan bir rumahan terdiri dari kubus distilasi dan koil lemari es, tempat terjadinya kondensasi uap yang mengandung alkohol. Beberapa model memiliki pengukus kering, di mana pemisahan kotoran dan aromatisasi uap berkualitas tinggi terjadi untuk menghasilkan alkohol elit dalam bentuk brendi atau wiski.
Kolom adalah perangkat yang agak rumit, terutama dimaksudkan untuk memurnikan minuman keras yang sudah diproduksi untuk menghilangkan semua inklusi asing terkecil dan mendapatkan alkohol murni. Desainnya terbuat dari baja tahan karat, tembaga atau kuningan, karena proses suhu tinggi yang sangat kompleks terjadi di dalamnya dan ketahanan terhadap korosi harus cukup tinggi.
Bagian bawah kolom disebut laci, dan bagian atas disebut pendingin atau kondensor refluks, karena di sinilah pemisahan akhir berbagai dahak terjadi. Penutupnya memiliki tabung untuk berkomunikasi dengan lingkungan sehingga tekanan internal tidak melebihi nilai yang diizinkan. Kami telah membahas semua nuansa pekerjaan, jadi kami menghilangkannya.
Produk dipasang pada tangki atau kubus distilasi, dan semua sambungan harus tertutup rapat. Di bagian paling atas terdapat saluran keluar untuk uap alkohol, pilihan terbaik adalah jika juga memiliki lemari es tambahan. Ketinggian produk lumayan, beberapa sampel mencapai 2 m, jadi desain ini mungkin tidak cocok di dalam ruangan: 2 m + tangki + kompor. Pilihan terbaik adalah memanaskan tangki di atas kompor khusus untuk pembuatan bir rumahan: ukurannya kecil, seperti kompor listrik meja.
Tidak disarankan untuk menyaring tumbukan melalui kolom, meskipun saat ini produsen telah menguasai produksi sampel yang ditingkatkan yang dapat mengatasi aplikasi ini. Keputusannya sederhana: penyulingan nabati dirancang untuk menyuling alkohol mentah, dan kolom tersebut hampir dapat membersihkannya sepenuhnya dari bau dan kotoran berbahaya.
Ingat! Kolom distilasi digunakan untuk memperoleh alkohol murni, dan jika Anda ingin membuat rakia atau brendi, yang memerlukan aroma dan rasa spesifik dari produk aslinya, gunakan saja penyuling nabati.
Jenis penyulingan nabati dan kolom distilasi
Secara total, ada dua jenis perangkat utama untuk pembuatan minuman nabati praktis di dunia:
- Uap yang mengandung alkohol dibuang ke samping untuk pendinginan - langsung ke dalam koil atau melalui ruang uap.
- Uap dibuang ke atas ke dalam alat rektifikasi, di mana kotoran dipisahkan, dimurnikan sepenuhnya dari bau, dan kemudian didinginkan.
Perangkat klasik dibagi menurut sistem pendinginnya: menggunakan koil atau aliran langsung, dimana elemen pendinginnya adalah badan lemari es.
Kolom dibagi menurut jumlah produk akhir yang diperoleh:
- sederhana, memastikan pemisahan bahan baku menjadi dua produk akhir - produk rektifikasi dan sedimen;
- kompleks - mereka menyediakan pemisahan menjadi lebih dari dua produk, kolom dengan pemilihan fraksi tambahan dalam bentuk aliran samping dan dari penari telanjang khusus.
Ada juga pembagian menurut tujuan, besaran tekanan, prinsip operasi atau organisasi kontak dalam struktur.
Selain itu, kolom dibagi menjadi lengkap dan tidak lengkap. Produk tidak lengkap dibagi menjadi dua jenis lagi:
- Kolom tumbuk atau distilasi, yang beroperasi dengan prinsip sebagai berikut: uap yang mengandung alkohol masuk ke pelat atas, dan air bersih keluar dari kubus. Kondensasi keluar di lemari es, tetapi kondensor refluks tidak dipasang.
- Di kolom alkohol, semuanya terjadi secara cermin: uap disuplai di bawah pelat bawah. Alkohol dihilangkan dari bagian atas, dan sisanya bersama air dikeluarkan dari bawah; kondensor refluks melakukan fungsi memberi makan media cair. Kolom seperti itu dipasang di alambik.
Yang pertama tidak dimaksudkan untuk memproduksi alkohol murni, dan pilihan kedua tidak digunakan untuk memproduksi air murni.
Karakteristik kedua perangkat
Semua orang tahu bahwa tujuan utama minuman keras nabati adalah untuk memperoleh cairan yang mengandung alkohol dari tumbukan melalui penyulingan dan pemurnian selanjutnya. Parameter teknis utama adalah:
Volume
Faktor inilah yang mempengaruhi skala produksi di rumah, sehingga pemilihan produk didasarkan pada parameter ini: semakin banyak tumbukan, semakin banyak liter alkohol mentah, yang dimurnikan menggunakan berbagai metode atau disuling ulang.
Bahan
Pada dasarnya, semua bagian model modern terbuat dari baja tahan karat makanan atau medis. Merek-merek berikut digunakan dalam produksi:
- AISI 304, karena sifat pembersihannya yang cukup tinggi, digunakan dalam pengobatan, peternakan sapi perah dan pabrik sejenis;
- Baja 430 berkualitas rendah, tetapi produk yang dibuat dari baja tersebut dapat dipanaskan dengan kompor induksi;
- paduan dengan tembaga dan kombinasi baja dengan kualitas berbeda ditemukan di banyak model penyulingan nabati produksi dalam dan luar negeri.
Aluminium masih digunakan pada perangkat buatan sendiri, tetapi hampir digantikan oleh bahan yang lebih andal. Kumparan terbuat dari tembaga atau kuningan, hanya perangkat elit yang disebut alambiks, yang digunakan untuk produksi alkohol elit buatan sendiri, yang seluruhnya terbuat dari tembaga.
Perangkat tambahan
Ini termasuk termometer, pengukur alkohol, pengukus, kondensor refluks dan lain-lain yang membantu mengontrol proses distilasi. Pembersihan berulang kali memberikan hasil yang baik, tetapi tidak dilakukan saat Anda ingin mendapatkan minuman aromatik yang berbau.
Untuk lebih jelasnya, sebaiknya disajikan karakteristik teknis kolom distilasi universal dalam bentuk tabel kecil:
Semua sambungan penyegel di kolom terbuat dari silikon food grade bersuhu tinggi dengan jaminan masa pakai minimal 10-20 tahun, suhu diperbolehkan hingga +150°C.
Keuntungan dan kerugian
Peralatan standar untuk produksi nabati memiliki keunggulan sebagai berikut:
- Desain paling sederhana, prinsip pengoperasiannya jelas bagi semua pengguna, dapat dibuat secara mandiri tanpa biaya finansial yang besar.
- Ada banyak sekali resep yang disertakan dengan model yang sudah jadi, tetapi Anda dapat mengembangkannya secara signifikan dengan mempelajari resep di Internet.
- Keandalan tinggi dari desain dan semua material.
- Biaya rendah, yang terutama mempengaruhi ketersediaan luas untuk semua lapisan masyarakat.
Kolom distilasi memiliki kelebihan:
- Memperoleh produk yang murni tanpa bau dan pengotor asing.
- Kekuatan produk akhir jauh lebih tinggi dibandingkan perangkat sederhana.
- Ini digunakan untuk memisahkan cairan yang mengandung alkohol dari tumbukan berbahan dasar gula, karena terdapat banyak kotoran dan bau asing di sana.
Sebagai perbandingan, perangkat klasik memiliki lebih banyak fitur negatif:
- produktivitas rendah;
- persentase kandungan alkohol yang rendah - tidak lebih dari 70%;
- pemurnian tingkat rendah selama distilasi primer;
- bahaya jika tindakan pencegahan keselamatan tidak diikuti.
Kolom distilasi hanya memiliki satu kelemahan - tingginya struktur.
Apa yang lebih baik untuk dipilih
Jika kita membandingkan desain produk nabati klasik dan kolom distilasi, perbedaannya terlihat jelas, dan keduanya digunakan untuk tujuan yang berbeda. Oleh karena itu, pilihan Anda akan langsung bergantung pada tujuan Anda, serta pada apa yang akan Anda saring:
- Untuk tumbukan anggur, serta yang berbahan dasar beri dan buah-buahan, lebih baik menggunakan minuman nabati.
- Untuk tumbukan gula sebaiknya menggunakan kolom, karena produk akhirnya bersih dan tidak berbau.
Saat ini, ada model produk universal yang dijual yang dapat berfungsi sebagai penyuling sederhana atau kolom distilasi yang kuat.
Perangkat yang dibuat oleh pabrikan Jerman, yang memiliki laci tambahan yang disekrup ke dalam penyuling, sangat diminati oleh penyuling berpengalaman. Misalnya, kolom dan peralatan mempunyai produktivitas yang sama yaitu 2 l/jam, namun produknya sangat berbeda:
- kepadatan atau kekuatan produk klasik hanya 60%, dan kolom 96%;
- Tingkat pemurnian penyulingan 60 kali lebih rendah dibandingkan dengan kolom.
Alat penyulingan nabati lebih praktis karena dimensinya, dan kolomnya jauh lebih tinggi - yang paling kompak akan memiliki tinggi sekitar satu meter.
Jika kita membandingkan produktivitas produk yang berbeda, maka klasik menghasilkan 2 liter alkohol mentah per jam, dan kolom - 2 liter alkohol murni 96,6%, atau dalam minuman nabati 60% - 6-7 liter. Oleh karena itu, saat membeli, Anda perlu memutuskan apa yang lebih penting bagi Anda - kemurnian produk akhir atau kemudahan penggunaan produk di mana saja. Kemampuan finansial juga memainkan peran penting.
kesimpulan
Jika kita berbicara tentang kemurnian produk akhir, maka kolom distilasi lebih unggul daripada minuman nabati sederhana, tetapi sisi finansial sangat penting. Setiap pengguna memilih model yang diperlukan untuk dirinya sendiri, tetapi kami dengan tidak memihak menyatakan bahwa genre klasik masih kalah dari kemajuan teknis dalam bentuk kolom distilasi yang lebih produktif dalam hal indikator teknis dasar.
Alkohol telah menjadi bagian integral dari kehidupan kita. Dan itu bukan hanya alkohol. Itu diperoleh dengan fermentasi diikuti dengan distilasi. Dan seringkali orang salah mengira bahwa rektifikasi adalah penyulingan yang kedua kalinya. Faktanya, ini adalah pengeluaran cairan yang mengandung alkohol secara berulang-ulang dalam kolom khusus. Sebagai hasil pertemuan dua aliran - cair dan uap - alkohol murni diperoleh. Mari kita lihat lebih dekat apa itu pembetulan.
Alkohol dan sifat-sifatnya
Tapi pertama-tama, mari kita cari tahu apa itu alkohol. Kata itu dipinjam dari bahasa Latin dan berarti "roh". Jika semua kondisi normal terpenuhi, maka akan menjadi cairan transparan tidak berwarna dengan rasa menyengat dan aroma khas. Alkohol murni berkisar antara 95,6 hingga 100% ABV.
Umat manusia telah lama mengenal minuman beralkohol, seperti jus fermentasi dari buah beri dan buah-buahan alami. Dulunya ini adalah minuman dengan kandungan alkohol rendah. Namun seiring berkembangnya pengetahuan kimia, masyarakat semakin banyak menerima minuman keras. Namun baru pada akhir abad ke-18 mereka dapat memperoleh alkohol 100% yang telah diperbaiki. Penulis penemuan ini adalah ahli kimia Rusia T.E. Lovitz.
Apa itu perbaikan
Kata itu masuk ke dalam bahasa kita dari bahasa Latin yang berarti koreksi, pelurusan. Ini adalah salah satu metode yang digunakan di industri, laboratorium atau di rumah untuk memisahkan cairan campuran.
Proses rektifikasi didasarkan pada perbedaan distribusi komponen campuran antara fraksi uap dan cair. Selama proses ini, aliran uap bergerak menuju aliran cairan, mereka saling bersentuhan, bertukar panas dan massa hingga terjadi kesetimbangan dalam sistem. Semua ini terjadi dalam alat khusus yang disebut alat kolom distilasi.
Selama pertemuan aliran, aliran uap yang naik menyerap semua komponen yang mudah menguap, dan cairan yang mengalir menyerap komponen yang kurang mudah menguap. Seperti dalam proses distilasi, proses lain untuk memproduksi alkohol, biaya energi untuk rektifikasinya sama, namun ekstraksi komponen yang diinginkan (dalam kasus kami, alkohol) jauh lebih efisien. Inilah yang dimaksud dengan perbaikan.
Agar cairan dan uap dapat berinteraksi lebih berhasil, instalasi menggunakan elemen kontak - pelat atau nozel. Mereka meningkatkan efisiensi dan area interaksi antara dua aliran yang datang. Prinsip operasinya adalah sebagai berikut: uap yang naik ke atas melewati elemen kontak dan cairan yang terkumpul di atasnya, bertukar massa dan panas lebih intensif. Semakin banyak elemen yang dipasang dalam struktur, semakin cepat keseimbangan antara fraksi uap dan cair akan tercapai.
Perbedaan rektifikasi dengan proses distilasi dibahas pada tabel di bawah.
Perbedaan antara rektifikasi dan distilasi
| Perbedaan | Distilasi | Perbaikan alkohol |
| Kekuatan minuman yang dihasilkan | Tergantung pada jumlah distilasi dan kualitas peralatan, kecepatannya dapat bervariasi dari 40 hingga 65 rpm. | Bisa mencapai 96 rpm. |
| Kualitas minuman | Aroma dan sisa rasa dari bahan baku yang digunakan tetap terjaga. | Alkohol yang diperbaiki, tanpa kotoran lainnya. |
| Mendapatkan pecahan murni | Kualitas pemisahan sangat buruk, zat tercampur, dan tidak ada cara untuk memperbaikinya. | Jika ada zat yang mendidih pada suhu berbeda, maka keluarannya akan bersih. |
| Penghapusan zat berbahaya bagi kesehatan | Untuk menghilangkan minyak fusel berkualitas tinggi, diperlukan setidaknya dua distilasi. | Jika semua teknologi diikuti, teknologi tersebut akan dihapus sepenuhnya. |
| Kehilangan alkohol | Bahkan jika semua aturan dipatuhi, hanya 80% dari jumlah total yang akan diperoleh kembali. | Hampir tidak ada kerugian. Hanya 1 hingga 3% yang mungkin hilang. |
| Bahaya ledakan dan kebakaran | Perangkatnya cukup sederhana, namun tetap ada risikonya. | Peralatannya cukup rumit, dan jika terjadi kesalahan, ledakan bisa terjadi. |
Peralatan untuk perbaikan
Dua jenis peralatan dapat digunakan untuk proses ini: unit kontinyu dan batch. Jenis pertama digunakan dalam industri, karena otomatisasi digunakan untuk mengatur pekerjaan - mahal dan rumit. Untuk laboratorium, digunakan jenis peralatan kedua yang lebih sederhana dan lebih murah. Ini berisi alat dasar untuk mengatur ekstraksi - termometer dan meteran manometrik untuk perubahan tekanan pada kolom.
Struktur kolom distilasi
Skema klasiknya terlihat seperti ini. Kolom vertikal (juga disebut laci) dan kondensor refluks dengan sakelar batas dipasang pada kubus evaporasi. Pemasangan ini tidak memerlukan mekanisme yang rumit, cukup dengan keran, kaca penglihatan, termometer, dan terkadang pengatur daya.
Perlu diingat bahwa semakin besar tinggi kolom, semakin besar pula pertukaran massa dan panas antara kedua aliran tersebut. Dan perbaikan alkohol akan lebih baik.
Prinsip operasi kolom
Kubus diisi hingga maksimal dua pertiga volumenya dengan campuran yang mengandung alkohol, kekencangan sambungan diperiksa, keran ditutup dan elemen pendingin (paling sering air) disuplai. Baru sekarang Anda bisa menyalakan pemanas.
Penting untuk diketahui: Anda tidak boleh menutup dua alat kelengkapan (ekstraksi rektifikasi dan pasokan air) secara bersamaan, karena hal ini dapat menyebabkan kolom meledak karena pengaruh tekanan berlebih yang dihasilkan!
Pemanas membuat cairan yang dituangkan ke dalam kubus mendidih, dan uap yang dihasilkan naik. Kemudian, begitu berada di dalam kondensor refluks, ia mengembun dan mengalir ke bawah dinding, kembali bersentuhan dengan uap baru yang naik ke atas. Ia kembali menyentuh pemanas, menjadi uap, dan prosesnya berulang.
Setelah beberapa waktu, uap dan cairan menjadi seimbang, dan fraksi dengan titik didih rendah (metanol) terakumulasi di bagian atas. Di bagian bawah - dengan tinggi (minyak fusel). Sekarang mereka bisa diseleksi.
Kesetimbangan ditentukan dengan mempertahankan suhu selama 10 menit. Hingga saat ini, Anda tidak perlu menyentuh perangkat.
Unit pemilihan kolom
Apa itu simpul seleksi? Paling sering, ini adalah sisi kecil yang melambat, mencegah dahak (cairan yang terkondensasi dari uap) terkuras. Jika Anda membuka keran unit pemilihan, dahak yang tertahan mengalir ke lemari es, berubah menjadi alkohol yang telah diperbaiki.
Cairan yang sama yang tidak tertinggal di samping mengalir lebih jauh ke bawah untuk mengulangi siklus tersebut lagi. Dalam instalasi industri, rasio antara rektifikasi dan refluks yang dikembalikan (rasio refluks) dapat diatur dengan menggunakan keran. Kemurnian dan persentase alkohol bergantung pada angka ini. Semakin tinggi kadarnya, semakin murni alkoholnya.
Kebetulan fenomena yang tidak menyenangkan seperti tersedak kolom distilasi terjadi. Informasi terjadinya hal ini ditunjukkan dengan adanya suara gemericik yang kuat di dalam struktur itu sendiri. Ada beberapa alasan mengapa banjir terjadi; mari kita lihat.
Saat kolom tersedak
Kecepatan maksimum pergerakan uap pada setiap desain berbeda-beda. Ketika sudah tercapai, dahak memperlambat pergerakannya di dalam kubus, dan kemudian bisa berhenti sama sekali. Akumulasinya pada bagian rektifikasi menyebabkan terhentinya proses perpindahan panas dan massa. Hasilnya adalah penurunan tekanan (seringkali sangat tajam) dan munculnya suara-suara asing.
Alasan tersedak:
- paling sering ini adalah pemanasan di atas tingkat yang diizinkan;
- kubus terisi berlebihan atau tersumbat oleh partikel-partikel komposisi yang mengandung alkohol;
- di dataran tinggi alasan utamanya adalah tekanan atmosfer yang rendah;
- lonjakan tegangan, yang menyebabkan peningkatan kekuatan elemen pemanas;
- malfungsi dan kesalahan desain.
Sekarang Anda tahu apa itu perbaikan. Alkohol yang dihasilkan dari proses ini mempunyai rasa yang keras (disebut alkohol industri). Ini dapat digunakan untuk tujuan teknis, tetapi untuk industri makanan perlu disempurnakan lebih lanjut - diencerkan, disaring dan diinfuskan.
Untuk pemurnian yang lebih baik, bahan baku yang dihasilkan mengalami proses karbonisasi (melewati karbon aktif). Sebagai hasil dari prosedur ini, alkohol akan menjadi “lunak”, dan (sejumlah kecil selalu berakhir dalam alkohol, meskipun Anda menggunakan proses seleksi fraksional) akan terikat oleh batubara. Sebenarnya, ini adalah prosedur klasik untuk menyiapkan vodka Rusia yang terkenal.
Setelah melakukan prosedur pengenceran dan karbonisasi, minuman harus diistirahatkan. Biarkan saja dalam wadah kaca selama beberapa hari. Vodkanya akan lebih halus, dan jika Anda tidak berlebihan, Anda tidak akan mabuk.
§ 13.2 Kolom distilasi: desain dan pengoperasiannya
Seperti disebutkan di atas, rektifikasi dilakukan pada perangkat khusus - kolom rektifikasi, yang merupakan elemen utama instalasi rektifikasi.
Proses perbaikan dapat dilakukan secara berkala dan terus menerus, apapun jenis dan desain kolom distilasi. Mari kita perhatikan proses rektifikasi terus menerus, yang digunakan untuk memisahkan campuran cairan di industri.
Kolom distilasi- vertikal peralatan silinder dengan dilas (atau rumah prefabrikasi di mana perangkat pertukaran massa dan panas (pelat horizontal) berada 2 atau nosel). Di bagian bawah kolom (Gbr. 13.3) ada sebuah kubus 3, dimana cairan bagian bawah mendidih. Pemanasan dalam kubus dilakukan karena uap mati yang terletak di dalam kumparan atau di dalam ketel pemanas shell-and-tube. Bagian integral dari kolom distilasi adalah kondensor refluks 7, yang dirancang untuk mengembunkan uap yang meninggalkan kolom.
Kolom pelat rektifikasi bekerja sebagai berikut. Kubus terus-menerus dipanaskan, dan cairan yang masih mendidih. Uap yang dihasilkan dalam kubus naik ke kolom. Campuran awal yang akan dipisahkan dipanaskan terlebih dahulu hingga mendidih. Disajikan di atas piring nutrisi 5, yang membagi kolom menjadi dua bagian: bawah (lengkap) 4 dan atas (penguatan) 6. Campuran awal dari pelat nutrisi mengalir ke pelat di bawahnya, berinteraksi dengan uap yang bergerak dari bawah ke atas. Sebagai hasil dari interaksi ini, uap diperkaya dengan komponen yang sangat mudah menguap, dan cairan yang mengalir ke bawah, yang habis dalam komponen ini, diperkaya dengan komponen yang sangat mudah menguap. Di bagian bawah kolom terjadi proses ekstraksi (pengeluaran) komponen yang sangat mudah menguap dari campuran awal dan mengubahnya menjadi uap. Beberapa bagian dari produk jadi (produk yang diperbaiki) disuplai untuk mengairi bagian atas kolom.
Cairan yang masuk ke bagian atas kolom untuk diairi dan mengalir melalui kolom dari atas ke bawah disebut refluks. Uap, berinteraksi dengan refluks pada semua pelat bagian atas kolom, diperkaya (diperkuat) dengan komponen yang sangat mudah menguap. Uap yang meninggalkan kolom dikirim ke kondensor refluks 7, di mana uap tersebut dikondensasi. Distilat yang dihasilkan dibagi menjadi dua aliran: satu sebagai produk dikirim untuk pendinginan lebih lanjut dan ke gudang produk jadi, yang lain dikirim kembali ke kolom sebagai refluks.
Elemen terpenting dari kolom distilasi pelat adalah pelat, karena di atasnya terjadi interaksi uap dengan cairan. Pada Gambar. 13.4 menunjukkan diagram perangkat dan operasi pelat penutup. Dia memiliki pantat 1, terhubung secara hermetis ke badan kolom 4, pipa uap 2 dan pipa pembuangan 5. Pipa uap dirancang untuk mengalirkan uap yang naik dari pelat bawah. Melalui pipa pembuangan, cairan mengalir dari pelat di atasnya ke pelat di bawahnya. Sebuah tutup dipasang pada setiap pipa uap 3, dimana uap diarahkan ke dalam cairan, digelembungkan melaluinya, didinginkan dan dikondensasi sebagian. Bagian bawah setiap pelat dipanaskan oleh uap dari pelat di bawahnya. Selain itu, ketika uap mengembun sebagian, panas dilepaskan. Karena panas ini, cairan di setiap pelat mendidih, membentuk uapnya sendiri, yang bercampur dengan uap yang berasal dari pelat di bawahnya. Ketinggian cairan pada pelat dipertahankan menggunakan pipa pembuangan.
Beras. 13.3. Diagram kolom distilasi: / - badan; 2 - cucian piring; 3 - kubus; 4, 6 - bagian kolom yang lengkap dan diperkuat; 5 -piring nutrisi; 7 - kondensor refluks
Proses-proses yang terjadi pada pelat dapat digambarkan sebagai berikut (lihat Gambar 13.4). Biarkan uap dengan komposisi A mengalir ke pelat dari pelat bawah, dan cairan dengan komposisi mengalir dari pelat atas melalui tabung pelimpah DI DALAM. Akibat interaksi uap A dengan cairan DI DALAM(uap yang menggelembung melalui cairan, akan menguap sebagian, dan sebagian mengembun) akan terbentuk uap baru dari komposisi tersebut DENGAN dan komposisi cairan baru D, berada dalam keadaan seimbang. Akibat pengoperasian pelat, uap baru DENGAN lebih kaya akan zat yang mudah menguap dibandingkan dengan uap yang berasal dari pelat bawah A, artinya ada uap di piring DENGAN diperkaya dengan zat yang sangat mudah menguap. Cairan baru D, sebaliknya, bahan mudah menguap menjadi lebih buruk dibandingkan dengan cairan yang berasal dari pelat atas DI DALAM, yaitu, di piring cairan tersebut habis dalam komponen yang sangat mudah menguap dan diperkaya dalam komponen yang sangat mudah menguap. Singkatnya, pekerjaan pelat adalah memperkaya uap dan menghabiskan cairan dari komponen yang mudah menguap.
Beras. 13.4. Diagram desain dan pengoperasian pelat penutup: / - bagian bawah pelat; 2 - pipa uap;
3 - tutup; 4 - badan kolom; 5 - pipa pembuangan
Beras. 13.5. Representasi pengoperasian pelat distilasi pada diagram pada-x: 1- kurva keseimbangan;
2 - garis konsentrasi kerja
Pelat yang mencapai keadaan setimbang antara uap yang naik darinya dan cairan yang mengalir ke bawah disebut teoretis. Dalam kondisi nyata, karena interaksi jangka pendek antara uap dan cairan di pelat, keadaan kesetimbangan tidak tercapai. Pemisahan campuran pada pelat nyata kurang intens dibandingkan pada pelat teoretis. Oleh karena itu, untuk melakukan: kerja satu pelat teoritis, diperlukan lebih dari satu pelat nyata.
Pada Gambar. Gambar 13.5 menunjukkan pengoperasian pelat distilasi menggunakan diagram pada-X. Pelat teoritis berhubungan dengan segitiga siku-siku yang diarsir, yang kakinya adalah pertambahan konsentrasi komponen volatil dalam uap, sama dengan kumis-kamu A , dan besarnya penurunan konsentrasi komponen volatil dalam cairan adalah sama dengan X B - X D . Segmen yang sesuai dengan perubahan konsentrasi yang ditunjukkan menyatu pada kurva kesetimbangan. Hal ini mengasumsikan bahwa fase yang meninggalkan pelat berada dalam keadaan setimbang. Namun pada kenyataannya keadaan setimbang tidak tercapai dan segmen perubahan konsentrasi tidak mencapai kurva setimbang. Artinya, pelat kerja (nyata) akan sesuai dengan segitiga yang lebih kecil dari yang ditunjukkan
pada Gambar. 13.5.
Desain baki kolom distilasi sangat beragam. Mari kita pertimbangkan secara singkat yang utama.
Kolom dengan pelat penutup banyak digunakan dalam industri. Penggunaan penutup memastikan kontak yang baik antara uap dan cairan, pencampuran yang efektif pada pelat, dan perpindahan massa yang intensif antar fase. Bentuk tutupnya bisa bulat, bersegi banyak dan persegi panjang, pelatnya bisa berbentuk tunggal atau banyak tutup.
Sebuah piring dengan tutup beralur ditunjukkan pada Gambar. 13.6. Uap dari baki bawah melewati celah-celah dan masuk ke talang atas (terbalik), yang mengarahkannya ke talang bawah berisi cairan. Di sini, uap menggelembung melalui cairan, yang memastikan perpindahan massa yang intens. Ketinggian cairan pada pelat dipertahankan oleh alat pelimpah.
Kolom dengan pelat saringan ditunjukkan pada Gambar. 13.7. Pelat memiliki banyak lubang berdiameter kecil (dari 0,8 hingga 3 mm). Tekanan uap dan kecepatan alirannya melalui lubang harus sesuai dengan tekanan cairan pada pelat: uap harus mengatasi tekanan cairan dan mencegahnya bocor melalui lubang ke pelat di bawahnya. Oleh karena itu, baki ayakan memerlukan pengaturan yang tepat dan sangat sensitif terhadap perubahan rezim. Jika tekanan uap menurun, cairan dari baki ayakan akan turun. Baki saringan sensitif terhadap kontaminan (presipitasi), yang dapat menyumbat lubang, sehingga menciptakan kondisi terbentuknya tekanan tinggi. Semua ini membatasi penggunaannya.
Kolom yang Dikemas(Gbr. 13.8) berbeda karena peran pelat di dalamnya dimainkan oleh apa yang disebut "nosel". Sebagai nosel, digunakan cincin keramik khusus (cincin Raschig), bola, tabung pendek, kubus, badan berbentuk pelana, spiral, dll. yang terbuat dari berbagai bahan (porselen, kaca, logam, plastik, dll.).
Uap memasuki bagian bawah kolom dari ketel jarak jauh dan bergerak ke atas kolom menuju cairan yang mengalir. Didistribusikan ke permukaan besar yang dibentuk oleh benda-benda padat, uap bersentuhan secara intens dengan cairan, bertukar komponen. Nosel harus memiliki permukaan yang besar per satuan volume, menunjukkan ketahanan hidrolik yang rendah, tahan terhadap efek kimia cairan dan uap, memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, dan berbiaya rendah.
Kolom yang dikemas memiliki ketahanan hidrolik yang rendah dan mudah digunakan: kolom dapat dengan mudah dikosongkan, dicuci, dibersihkan, dan dibersihkan.
Beras. 13.6. Piring dengan tutup beralur: A- bentuk umum; B- dipotong memanjang; V- diagram pengoperasian pelat
Beras. 13.7. Diagram struktur pelat ayakan: / - badan kolom; 2 - piring; 3 - pipa pembuangan; 4 - penutup hidrolik; 5 - lubang
Beras. 13.8. Skema kolom distilasi kemasan: 1 - bingkai; 2 - masukan campuran awal; 3 - uap; 4 - irigasi; 5 - kisi; 6 - nozel; 7-outlet produk dengan titik didih tinggi j-. 8 - ketel jarak jauh
Produsen minuman keras buatan sendiri berusaha keras untuk memastikan bahwa minuman mereka bersih dari minyak fusel yang berbahaya dan tanpa bau yang tidak sedap. Untuk melakukan ini, produk disuling beberapa kali, dan kemudian dimurnikan. Namun, cara terbaik untuk memproduksi alkohol dan minuman yang mengandung alkohol adalah dengan menggunakan alat dengan kolom distilasi. Prinsip operasinya dan kemungkinan produksi sendiri akan dibahas dalam artikel.
Seperti minuman keras nabati, kolom distilasi menghasilkan minuman keras, hanya dengan kualitas lebih tinggi, yang dimurnikan. Tapi pertama-tama, ini dimaksudkan untuk produksi alkohol murni 96%, yang digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan berbagai minuman beralkohol. 
Alkohol adalah produk rektifikasi, di mana campuran yang mengandung alkohol (mash, alkohol mentah) dipisahkan menjadi fraksi-fraksi terpisah (metil dan etil alkohol, minyak fusel, aldehida) dengan titik didih berbeda sebagai akibat dari penguapan berulang-ulang dari cairan aslinya. dan kondensasi uap.
Kubus distilasi yang diisi dengan cairan yang mengandung alkohol dipanaskan. Selama proses perebusan, uap terbentuk secara intensif, yang naik ke kolom. Di sana kondensor refluks menunggunya, di mana uap didinginkan dan dikondensasi.
Tahukah kamu? Kolom distilasi terbesar tingginya mencapai 90 m dan diameter 16 m, digunakan dalam industri penyulingan minyak.
Tetesan kondensat (refluks) mengalir ke bawah menuju kolom berisi uap. Refluks yang didinginkan mengalir melalui nozel khusus yang bertemu dengan uap panas. Perpindahan panas dan massa terjadi di antara keduanya, yang diulang berkali-kali dan merupakan inti dari rektifikasi.
Akibatnya, uap alkohol murni terkumpul di “kepala” kolom. Untuk kondensasi akhir, dimasukkan ke dalam lemari es, dari mana hasil sulingan, yaitu produk jadi, keluar.
Video: kolom distilasi dan prinsip pengoperasiannya
Pembangunan penyulingan rumah
Perangkat kolom distilasi terdiri dari bagian-bagian berbeda yang dimensinya harus dihitung secara akurat. Untuk desain ini Anda membutuhkan:
- kubus distilasi, atau wadah berisi cairan yang mengandung alkohol;
- tsarga, atau pipa, yang akan menjadi badan kolom;
- kondensor refluks di mana uap didinginkan dan dikondensasi;
- nozel untuk mengisi laci;
- unit pemilihan distilat;
- kulkas air;
- bagian yang lebih kecil untuk menghubungkan bagian-bagian struktur dan untuk memantau operasinya (termometer, otomatisasi).
Mari kita pertimbangkan setiap bagian komponen perangkat secara terpisah.
Dasar dari seluruh struktur adalah kubus distilasi. Ini adalah wadah untuk bahan baku yang mengandung alkohol.
Ini bisa berupa bejana apa saja yang terbuat dari tembaga, berenamel, atau baja tahan karat. Beberapa pembuat minuman keras menggunakan panci bertekanan untuk ini jika diharapkan menghasilkan sedikit alkohol.
Atau Anda dapat mengelas sendiri wadah yang sesuai dari lembaran baja tahan karat.
Video: cara membuat kubus distilasi dengan tangan Anda sendiri Persyaratan utama yang harus dipenuhi kubus:
- kekencangan mutlak: saat mendidih, bejana tidak boleh membiarkan uap atau cairan masuk, dan tutupnya tidak boleh robek karena tekanan yang meningkat;
- lubang untuk keluarnya uap, yang akan muncul jika Anda memasang fitting pada tutupnya.
Jika Anda membeli kubus distilasi yang sudah jadi, sudah memenuhi kriteria tersebut. 
Sangat penting bahwa volume kubus sesuai dengan dimensi kolom. Untuk pipa dengan tinggi 1,5 m dan diameter 50 mm perlu mengambil wadah yang dapat menampung 40-80 liter, untuk laci 40 mm cocok wadah 30-50 liter, untuk 32 mm diperlukan minimal 20-30 liter, dan untuk diameter 28 mm, pressure cooker bisa digunakan dengan sangat baik.
Penting! Kubus distilasi harus diisi dengan tumbukan tidak lebih dari 2/3 volumenya, jika tidak kolom akan “tersedak” saat mendidih».
Pipa tempat terjadinya rektifikasi disebut laci. Ini adalah silinder dengan ketebalan dinding 1,5 mm dan diameter 30-50 mm. Efektivitas laci bergantung pada ketinggiannya: semakin tinggi pipa, semakin lambat pemisahan fraksi berbahaya dan semakin murni alkoholnya.
Ketinggian tsar yang optimal adalah 1-1,5 m, jika lebih pendek maka tidak akan ada ruang di dalamnya untuk minyak fusel yang terpisah, dan akan berakhir di distilat. Jika pipa lebih panjang maka waktu rektifikasi akan bertambah, namun hal ini tidak mempengaruhi efisiensi. 
Laci kolom distilasi dengan nosel Ada laci siap pakai untuk minuman nabati dengan panjang 15 cm atau lebih yang dijual, Anda dapat membeli 2-3 tabung dan disambung menjadi satu. Atau Anda bisa membuat sendiri laci sesuai panjang yang dibutuhkan. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan pipa stainless.
Video: cara membuat laci untuk kolom distilasi sendiri Anda perlu memotong benang di bagian atas dan bawah agar bagian bawah menempel pada kubus, dan kondensor refluks terpasang ke bagian atas.
Anda juga perlu memasang jaring di bagian bawah untuk menahan nozel yang akan digunakan untuk mengisi laci. Beberapa ahli rumah membungkus pipa dengan insulasi, seperti karet busa.
Tahukah kamu? Nozel Panchenkov ditemukan di Uni Soviet pada tahun 1981 bukan untuk produksi alkohol, tetapi untuk meningkatkan pemurnian minyak mentah untuk bahan bakar penerbangan..
Mengisi laci dengan nozel merupakan prasyarat untuk perbaikan. Jika pipanya berlubang, hanya proses distilasi yang dapat dilakukan di dalamnya, yang hasilnya adalah nabati, tetapi bukan alkohol murni. Tujuan dari pengisi adalah untuk meningkatkan luas permukaan tempat aliran refluks.
Dengan demikian, komponen berbahaya yang berat disimpan dan tidak dapat masuk ke produk akhir, dan uap ringan alkohol murni dipilih. Isiannya harus memenuhi tabung sepenuhnya.
Nosel dapat berupa pengisi apa saja yang terbuat dari bahan tahan karat inert:
- bola kaca atau keramik;
- spons dapur stainless steel, dicincang halus (perlu diganti dari waktu ke waktu, karena bahannya rusak);
- Nosel Panchenkov (pilihan terbaik), yang ditenun khusus dari tembaga atau baja tahan karat. Kelebihannya: mengendapkan dahak dengan baik dan tidak hilang seiring berjalannya waktu.
nosel Panchenkov
Penting! Perlengkapan spons harus terbuat dari baja tahan karat. Anda dapat memeriksanya dengan magnet: magnet ini menarik baja tahan karat.
Unit seleksi adalah sepotong pipa kecil antara laci dan kondensor refluks. Tujuannya adalah untuk mengumpulkan dahak: pertama keluar "kepala", yaitu fraksi alkohol berbahaya, kemudian keluar "tubuh", atau alkohol tanpa rasa dan bau tidak sedap. 
Setiap orang membuat unit seleksi buatan sendiri secara berbeda, tetapi dengan prinsip yang sama. Misalnya:
- ke pipa luar, yang diameternya sesuai dengan diameter laci, sebuah tabung dengan diameter lebih kecil dilas dari dalam sehingga terbentuk kantong di antara mereka sepanjang keliling, di mana bagian dari refluks akan dikumpulkan;
- Alih-alih tabung, pelat stainless dilas di dalamnya, sesuai dengan diameter bagian dalam pipa, dengan lubang bundar di dalamnya: sebagian refluks akan terkumpul di pelat, dan sebagian lagi akan jatuh melalui lubang kembali ke dalam laci.
Video: unit pemilihan do-it-yourself Di luar, dua lubang dibuat di dalam pipa untuk dua alat kelengkapan: keran dipasang pada satu untuk menghilangkan refluks, dan termometer dimasukkan ke dalam yang lain (lebih kecil) untuk mengukur suhu uap.
Bagian atas struktur adalah kondensor refluks. Di sini uap mendingin, mengembun dan diarahkan ke bawah dalam bentuk tetesan. 
Anda dapat membuat beberapa opsi untuk kondensor refluks dengan tangan Anda sendiri:
- Jaket atau kondensor refluks aliran langsung terbuat dari dua pipa dengan diameter berbeda. Air mengalir bersirkulasi di antara keduanya, dan di dalam pipa yang lebih kecil, uap berubah menjadi kondensat. Pipa luar dapat dengan mudah diganti dengan badan termos, yang lehernya disekrup ke unit ekstraksi. Di bagian bawah termos, Anda harus membuat lubang untuk TCA, yaitu tabung komunikasi dengan atmosfer, di mana uap ringan yang tidak perlu akan keluar.
Video: prinsip pengoperasian kondensor refluks aliran langsung
- Kondensor refluks Dimroth lebih efisien dibandingkan model sebelumnya. Badannya berupa pipa dengan diameter yang sama dengan laci. Di dalamnya ada tabung tipis, dipelintir menjadi spiral, tempat air dingin bergerak. Jika diameter laci 50 mm, maka spiral perlu dipelintir dari tabung berdiameter 6 mm dan panjang 3 m, maka panjang kondensor refluks adalah 25-35 cm.
Video: perakitan kolom distilasi dengan kondensor refluks Dimroth
- Dephlegmator cangkang dan tabung terdiri dari beberapa pipa: pipa kecil dipasang di dalam pipa besar, tempat terjadinya kondensasi uap. Model ini memiliki sejumlah keunggulan: air digunakan secara ekonomis dan uap didinginkan dengan cepat. Selain itu, struktur ini dapat dipasang pada kolom secara miring, sehingga mengurangi ketinggiannya.
Video: prinsip pengoperasian kondensor refluks shell-and-tube
Kulkas
Kulkas kecil, atau aftercooler, diperlukan untuk mengurangi suhu etilen yang mengalir dari unit ekstraksi. Itu dibuat berdasarkan prinsip kondensor refluks jaket, tetapi dari tabung dengan diameter lebih kecil.
Ia juga memiliki dua saluran air: cairan dingin masuk ke saluran bawah, keluar dari saluran atas dan dialirkan melalui tabung silikon ke kondensor refluks untuk tujuan yang sama.
Kecepatan air dikendalikan oleh keran.
Video: cara membuat lemari es untuk kolom distilasi dengan tangan Anda sendiri
Laci pasteurisasi bukan merupakan elemen wajib kolom. Di satu sisi, ini mempersulit desain utama. Namun di sisi lain, ini meningkatkannya, karena memurnikan alkohol dari fraksi utama secara lebih menyeluruh selama seluruh rektifikasi.
Ini adalah laci yang lebih kecil (30 cm) dengan unit pilihan tambahan. Ini melengkapi laci utama. “Kepala”, seperti biasa, keluar dari refluks kondensor, tetapi tidak hanya di awal, tetapi terus-menerus.
Alkohol dikumpulkan dari bagian bawah laci kecil. Ini menjamin kemurnian maksimum alkohol. 
Otomatisasi
Proses pembetulan yang lama bisa memakan waktu berjam-jam. Pada saat yang sama, harus terus dipantau agar “kepala” dan “ekor” tidak tercampur secara tidak sengaja dengan “badan”. Tidak akan terlalu membosankan jika Anda memasang otomatisasi yang baik untuk mengontrol perbaikan. BUR (unit kendali distilasi) dirancang untuk tujuan ini. Blok tersebut dapat melakukan hal berikut:
- nyalakan air pendingin pada suhu tertentu;
- mengurangi tenaga selama ekstraksi refluks;
- hentikan seleksi di akhir proses;
- matikan air dan pemanas setelah selesai pengambilan sampel bagian ekor.
Anda dapat mengotomatisasi proses dengan memasang katup “start-stop”: ketika suhu naik, ia menghentikan pemilihan, ketika stabil, ia melanjutkan pemilihan.
Anda dapat melakukannya tanpa otomatisasi, tetapi dengan itu jauh lebih mudah.
Video: otomatisasi untuk kolom distilasi
Keuntungan:
- produk jadinya adalah alkohol murni 96% tanpa kotoran berbahaya;
- dalam mode distilasi, Anda dapat membuat nabati dengan sifat organoleptik yang diinginkan;
- etil alkohol dapat menjadi bahan dasar minuman beralkohol apa pun;
- Anda dapat mendesain sendiri perangkat untuk ini.
Kekurangan:
- etilen tidak memiliki sifat organoleptik dari produk aslinya;
- proses perbaikannya sangat lama: dalam satu jam Anda bisa mendapatkan tidak lebih dari 1 liter distilat;
- struktur yang sudah jadi sangat mahal.
Bahan mana yang lebih disukai
Rektifikasi dimaksudkan untuk pemurnian alkohol secara maksimal dari berbagai kotoran. Bagian-bagian yang membentuk kolom tidak boleh mempengaruhi kualitas atau rasa produk. Oleh karena itu, bahan tersebut harus inert secara kimia, tidak mudah berkarat dan tidak mempengaruhi rasa dan bau hasil sulingan.
Baja tahan karat food grade, yaitu baja tahan karat kromium-nikel, adalah yang paling cocok. Ini netral secara kimia dan tidak mempengaruhi komposisi produk dengan cara apa pun.
Kolom distilasi dapat disebut sebagai minuman nabati generasi baru, karena menghasilkan alkohol dengan kualitas lebih baik. Membuat perangkat ini dengan tangan Anda sendiri cukup sulit. Namun jika Anda berusaha, meja pesta akan selalu dimeriahkan dengan minuman beralkohol buatan sendiri yang alami dan lezat.
Apakah artikel ini berguna?
Terima kasih atas pendapat Anda!
Tulis di komentar pertanyaan apa yang belum Anda dapatkan jawabannya, kami pasti akan menjawabnya!
38
sudah sekali
membantu
Memuat...