СоХабр закрыт.

С 13.05.2019 изменения постов больше не отслеживаются, и новые посты не сохраняются.

H Холодильник для дистилляции с воздушным охлаждением в черновиках

DIY или Сделай сам
Домашнее винокурение постепенно входит в обиход современного городского жителя. Достаточно сходить в магазин и оценить стоимость ординарного виски, чтобы задуматься о покупке самогонного аппарата. Для тех кто уже в теме дистилляции, данная статья возможно будет полезна, чтобы наконец избавиться от водопроводной зависимости своего аппарата.




Если коротко, то суть дистилляции состоит в нагреве содержащей спирт жидкости (брага, спирт-сырец) и последующей конденсации поднимающихся водно-спиртовых паров. Про первую часть дистилляции, т.е. нагрев, я ранее уже публиковал статью. В данной статье пойдет речь о второй части.

На данный момент для винокуров существует всего два варианта охлаждения паров при перегонке:

  1. подключение к водопроводу;
  2. автономная система на основе теплообменника.

Сначала я, как и большинство, пользовался первым методом и ощутил следующие недостатки:

  • конфликты по поводу занятого крана, к которому нельзя подходить во время перегонки;
  • стоимость воды;
  • невозможность использования в любом месте квартиры;
  • перепады давления могут повредить шланги;
  • потенциальная возможность залить соседей.

По этой причине я перешел ко второму способу и собрал вот такую систему автономного охлаждения



Недостатки уже стали не так очевидны:

  • большие габариты установки;
  • шум от большого вентилятора и насоса;
  • необходимость обеззараживания воды, чтобы она не зацвела;
  • необходимость держать установку в тепле зимой, т.к. если вода замерзнет, то она может повредить радиатор и насос.

В очередной раз при перегонке, глядя на 14 алюминиевых радиаторов, лежащих без дела, пришла мне в голову идея, о том, что мне хочется уйти от воды насовсем, уменьшить габариты холодильника и устранить прочие недостатки автономной системы охлаждения.



Радиаторы я закрепил с двух сторон через термопасту КПТ8 на параллелепипед из нержавейки 550х110х12мм. На входе и выходе из параллелепипеда выведены штуцера для выхода дистиллята и термометра перед конденсацией. На торце приварено clamp-соединение для крепления к кубу.

Весь холодильник был разделен на 4 секции по длине. Перпендикулярно ребрам на каждую из 4х секций смонтированы по два 120мм вентилятора для увеличения воздушного потока, а также датчик температуры, который контролирует температуру данной секции.

Был разработан простейший термостат, который по данным каждого из 4х датчиков отдельно может включать вентиляторы определенной секции. Это сделано для того, чтобы при малых мощностях перегонки, работала только часть из них.

В результате получилась вот такая конструкция.



По итогам испытаний выяснились следующие характеристики:

  • суммарная мощность оребрения — 2.5 кв.м.;
  • вес — 6кг;
  • потребление тока — 18Вт (1.5Ах12В) на 8 вентиляторов;
  • утилизируемая мощность при перегонке браги — около 2х кВт при температуре окружающей среды 30гр.

Видео по процессу создания



дистилляция, охлаждение, холодильник
+25
11509
  61003

комментарии (67)

+4
Yurich ,  
Простите, но что мешало вместо воды использовать тосол? Он не цветет и не замерзает.
+1
61003 ,  
Главным образом то, что от тосола станет плохо аквариумной помпе.
+1
Yurich ,  
Ок, а что мешало использовать насос от автомобильного стеклоомывателя? 12 вольт, спирты качает за милую душу.
+3
61003 ,  
Главным образом шум. Плюс к этому данные насосы не предназначены для длительно работы. Порой процесс дистилляции продолжается более 5 часов. Думаю насос стеклоомывателя загнется. В любом случае выбор насоса не решает проблему габаритов такой системы.
Вопрос в том, зачем вообще нужен промежуточный теплоноситель в виде воды, тосола и т.д., если можно без него обойтись? Собственно эта статья подтверждает, что можно.
+2
Yurich ,  
Вентиляторы шумят куда сильнее насосов.
Насос дополнительной циркуляции тосола работает в автомобилях зимой постоянно, и вроде как не ломается.
Теплоноситель полезен тем, что позволяет 1) сделать радиатор для сброса тепла в атмосферу совершенно произвольного размера и 2) сбрасывать тепло не там, где происходит его выделение, а как угодно далеко.
Но в любом случае хорошо, что Вы решили проблему чисто вентиляторами.
+3
61003 ,  
12в вентиляторы даже 8 шт (обычно хватает 4х) работают намного тише 70вт вентилятора от теплообменника, уж поверьте, знаю на практике.
По вашим пунктам для той задачи, что я решал:
1 — неактуально, т.к. в квартире обычно не дистиллируют на мощности больше 2квт (идет пена, выброс браги и т.д.), а моя конструкция этот диапазон закрывает;
2. — тоже неактуально, поскольку количество тепла не такое большое (дистилляцию провожу на балконе площадью 3кв.м. с приоткрытым окошком).
+1
htol ,  
Можно использовать помпу LAING D-5. Тихо. Довольно мощно. Как минимум от антифриза ей ни чего не будет. Тосол гонять не пробовал.
+1
dimas ,  
Люди, ну сколько ж можно…

Любая охлаждающая жидкость, не замерзающая на морозе — антифриз. Тосол поэтому тоже антифриз :) А реальная разница в том, какой гликоль применили, и какой набор присадок…

Для применения в жилом доме лучше будет жидкость на основе пропиленгликоля, если правильно помню, потому как он нетокичен, в отличие от этиленгликоля.
0
Yurich ,  
Ну или вот такое www.drive2.ru/l/2462924
Производительность 500 л/м
+1
qwerty1023 ,  
Он же ядовитый, и если вдруг что-то пойдет не так (разгерметизация какая нибудь)… Лучше его не применять рядом с продуктами питания.
0
dimas ,  
Используй пропиленгликолевый антифриз, Люк :)
0
Yurich ,  
Антифриз пропиленгликолевый используй, Люк

Так точнее :)
–3
+5 –8
customizer ,  
Вообще-то в процессе дистилляции следует устранить сам нагрев, тогда охлаждение также не потребуется. Из школьных уроков физики известно о снижении температуры кипения жидкостей при уменьшении давления. Что мешает уменьшить давление в емкости в соответствии с температурой окружающей среды до величины закипания спирта? Наверное консервативность мышления, типа «все так делают».
0
jar_ohty ,  
Когда перегоняют под вакуумом, тоже греют. А без охлаждения как вы сконденсируете пар? Даже если сжатием пара, тепло так или иначе нужно отводить.
+8
+10 –2
61003 ,  
Во-первых, не спирта, а воды, т.к. перегоняем мы не спирт, а водно-спиртовую смесь 5-7 градусов крепости.
Во-вторых, вакуумная дистилляция имеет место быть, только для этого нужно достичь разряжения минимум в 0.05 атм. Это возможно только с применением масляного вакуумного насоса, который стоит больше, чем вся моя установка вместе с котлом, такое давление достаточно опасно создавать в квартирных условиях, долбануть может, а изготовление правильного котла для работы с таким давлением будет стоить очень дорого.
В-третьих, для конденсации пара нужна разница температур минимум в 20-30гр, т.е. температура холодильника нужна около 0 градусов, а это уже фреон и все вытекающие.
В-четвертых, прежде чем писать такую глупость, нужно более глубоко вникать в тему.
+1
Raegdan ,  
Разницу температур можно заменить разницей давлений, разве нет? Я так понимаю, вы про тот случай, когда под вакуумом стоит весь дистиллятор. А если поставить компрессор не после конденсатора, а между испарителем и конденсатором, чтобы испарение шло под вакуумом, а конденсация, наоборот, под давлением? Конечно, конденсатор всё равно надо будет охлаждать от адиабатного нагрева, но не нужно будет греть испаритель, а температуру конденсатора можно будет регулировать регулировкой давления. Можно сделать выше — ведь чем горячее радиаторы, тем больше ватт отводит воздушка.

И да, спасибо за сам пост. Хоть я и не винокур, но дистиллятор — вещь полезная много для чего.
0
61003 ,  
Я вообще не вижу ни одного аргумента связываться с вакуумом. Преимущества-то какие?
+2
Raegdan ,  
Для вина, может, и никаких. А если, например, нужно получить чистый спирт, то вакуум сдвигает азеотропную точку практически до упора — 99 с копейками %. А вообще просто хотелось развить инженерную идею customizer ;)
+1
APaMazur ,  
Причем тут вообще вино?
Причем тут перегонка и чистый спирт? Спирт получают ректификацией. Это тоже процесс с нагревом, но использование вакуума там — это еще большие проблемы. Не позорьтесь, поддерживая одного профана вы становитесь вторым.
+1
61003 ,  
Чистый спирт дистилляцией не получить ни при каких раскладах. Даже если получится 99 в вакууме, то при открытии емкости (мы же его пить собираемся) он сразу насосет из воздуха воду и станет как положено в районе 97гр.
Намного проще воспользоваться ректификацией, цена домашней колонны около 7т.р.
0
AlexAdskiy ,  
Для дистилляции преимущества колоссальные, продукт получается намного качественнее.
0
61003 ,  
А теперь поподробнее можно? в чем выражается качество? Вы сами устраивали дегустацию?
Если да, то где можно увидеть фото вашего вакуумного аппарата?
Если нет, то эта точка зрения очень странная, т.к. я не знаю ни одной известной винокурни во всем мире, которые пользуются вакуумной дистилляцией.
+1
AlexAdskiy ,  
Я использую непрерывную бражную колонну (НБК) с проточным парогенератором и переход от тэнов существенно отразился на качестве. Основная вонь в продукт попадает в процессе кипячения дрожжей, если сократить время или температуру этого кипячения то и вони соответственно будет меньше. В НБК брага кипит не более 10 секунд, а в вакуумном аппарате дрожжи вообще могут «кипят» при комнатной температуре. Кроме того если вы работаете с густыми замесами значит и осветление не возможно и фактор температурного воздействия на дрожжи еще более важен.
0
61003 ,  
Так вы с сахаром наверное работаете или с мукой, вот вам дрожжи изоамилол, сернистые соединения и прочую гадость и набраживают. При работе с нормальным сырьем типа винограда или солода таких проблем нет. Какое сырье — такой и продукт.
0
AlexAdskiy ,  
А я и солодом работаю и дрянь везде набраживается, где то больше где то меньше, но я не про это говорил
0
61003 ,  
Гадость от кипячения дрожжей это миф, который уже развенчан на том же ХД. Я считаю это лишним т.к. работаю с бочкой.
0
Ocelot ,  
А если поставить компрессор не после конденсатора, а между испарителем и конденсатором, чтобы испарение шло под вакуумом, а конденсация, наоборот, под давлением?
Тогда разница давлений будет гнать воздух через конденсатор в обратном направлении, не пуская в него продукт. Или вы предлагаете пропускать пар через насос?
+4
APaMazur ,  
Я дико извиняюсь, но цифры в конце статьи не позволяют быстро оценить о чем идет речь. Можете привести более практическое описание вида «при отборе… мл/мин и температуре… в помещении имеем температуру холодильника… и температуру продукта ...»

Это, как минимум, позволит быстро оценить для какой установки как масштабировать это решение, сколько, соответственно, оно стоит и как выглядит.
+1
61003 ,  
При нагреве в 2квт (скорость тут неуместна, т.к. она зависит от коэффициента дефлегмации) на всем диапазоне температуры пара и куба и температуре 30гр в помещении имеем температуру продукта 40гр.
Более точных измерений я не делал, т.к. в этом нет смысла.
0
APaMazur ,  
Вот как раз хотелось дефлегмацию опустить и понять каков отбор, то есть что реально через этот холодильник при этом идет. Нагрев потому и не непоказателен, что используется не только для преобразования жидкости в пар, да и не весь пар доходит до холодильника. Но так уже понятнее, спасибо.
0
61003 ,  
Тут лучше ориентироваться на площадь оребрения. 1кв.м. дает при обдуве утилизацию около 1квт пара, это из практики.
0
+1 –1
woddy ,  
если помнишь школьную физику то
1) теплота испарения спирта в википедии
2) теплота испарения воды там же
потом в зависимости от крепости исходного сырья отбор будет отличаться примерно в 2 раза (грубая оценка, «на глаз»)

при перегонке сахарной браги крепостью 12% в спирт сырец при мощности 2квт у тебя будет выход около 1.5-2 литров в час (в начале быстро, к концу медленно).

при повторной перегонке сырца крепостью 50% у тебя скорость в 2 раза выше. но тебе надо покапельно отбирать головы, и в результате процесс займет время в разы больше рассчетного.
0
61003 ,  
Головы покапельно надо отбирать тебе, а не мне. Откуда такая категоричность? Есть разные методики перегонки. У меня мощность перегонки все время одинакова от начала и до конца.
Какой прок от твоих расчетов? и определения скорости?
0
woddy ,  
Извиняюсь, но отвечал не вам, а APaMazur
0
61003 ,  
Я тоже извиняюсь, смутило обращение на Ты. Но тем не менее суть не меняется. Покапельный отбор голов совершенно вредная идея. Она н едает промежуточным фракциям вылететь с головами. Плохо себе представляю ирландского винокура, который головы покапельно отбирает.
0
APaMazur ,  
Спасибо, мне школьную физику вспомниать ни к чему, у меня, слава Б-гу, высшее физическое образование имеется.
Вся история в том, что на любой установке перегонка — процесс не такой линейный и далеко не все тепло уходит на испарение. Рассчеты все эти — пальцем в небо. Может, у человека там дефлегматор полутораметровый стоит и сухопарников десяток? А может, там куб на три литра в форме докторской колбасы? Потери тогда могут составлять и половину, и две трети всего поглощаемого тепла.
Реальная же производительность холодильника — это сколько пара он успевает охладить в единицу времени и какова температура продукта, о чем и был вопрос.

И да, покапельный отбор — это сильно. Отвечать на вопрос, заданный не вам, не будучи компетентным в предмете дискуссии, да еще и «тыкать» — верх глупости и неприличия.
+5
WildHorn ,  
Решение о воздушном охлаждении довольно очевидно, но реализация…
Обычно, при изготовлении аппарата, идут по пути наименьшего сопротивления
image

Водяное охлаждение изготавливается из пары трубок, пары заглушек (в данном случае они вообще деревянные), пары штуцеров и обрезка любой гибкой трубки буквально за десять минут. У вас же я вижу профессионально изготовленный плоский теплообменник, на изготовление которого было явно потрачено много сил и времени. Это, безусловно, круто, но у скольких людей есть возможность изготавливать такие вещи. А сколько оно будет стоить на заказ я боюсь подумать.

А по поводу недостатков водяной системы:
  • конфликты по поводу занятого крана, к которому нельзя подходить во время перегонки;
  • стоимость воды;
  • невозможность использования в любом месте квартиры;
  • перепады давления могут повредить шланги;
  • потенциальная возможность залить соседей.

  • Если принципиально нужен кран, то проще вкрутить штуцер-разветвитель с отдельным клапаном/краном куда-нить перед гибкой подводкой водопровода, например перед кухонной раковиной или перед бачком унитаза (если санузел совмещённый).
  • Стоимость воды? Не смешите. У вас ведь она около 23 рублей за куб? За КУБ, Карл! Это 1000 литров. У меня за 8 часов и половины куба не набегает. И это летом, зимой — ещё меньше. На фоне остальных расходов это вообще несерьёзно.
  • На счёт стационарности — не поспоришь.
  • А вот данная фраза в сочетании со вторым пунктом наводит на мысль, что с водяным охлаждением вы что-то делали неправильно. Большого расхода воды на водяное охлаждение быть не должно и «перепадать» там банально нечему. Максимум при первом заполнении охладителя возникает небольшой гидроудар, особенно если заполнять его быстро. Но это один раз на запуск и максимум немного стыки подтекут.
  • Соседей залить можно. А ещё можно не заметить утечку спиртового пара и устроить взрыв и пожар. Поэтому надо всегда думать, что делаешь. Проверять стыки, не использовать газовый нагрев, ставить аппарат на поддон или ванну.


В общем, получается у вас, безусловно, круто, но малореализуемо «рядовым пользователем»,
+1
61003 ,  
Основу мне сварили в Туле за 3 тысячи рублей. Думаю это не сильно дорого.
+1
WildHorn ,  
Всего? С материалами? Тогда на удивление не дорого.
Хотя, мне весь аппарат обошёлся тысячи в полторы.
0
61003 ,  
Да, цена нержавейки + резка + сварка аргоном + гибка. Вполне нормальная цена для такой работы.
0
WildHorn ,  
Значит это у нас местные зажрались. У нас года два назад 5000 за одну только аргоновую сварку готового корпуса прибора хотели. А там всего один шов на ~56 сантиметров нужен был.
0
61003 ,  
Просто нужно обращаться к людям, которые заточены на самогонные аппараты, в интернете предложений полно таких.
0
woddy ,  
Когда идет ректификация (около 1квт) то у меня водосчетчик вообще не крутится. Поток многоборотным краном выставляю на минимум, этого хватает.
0
61003 ,  
Я очень рад этому факту, но стоимость воды совсем не решающий аргумент как вы понимаете.
0
woddy ,  
Согласен. Сам думаю как бы на балкон переехать. Ваше решение вполне может спасти. Надо подумать как его под колонну адаптировать.
0
61003 ,  
Чего тут думать? Повернуть холодильник на 100гр. првда нужно будет думать о дополнительной опоре, т.к. он достаточно тяжелый и стяжка клампов его не удержит.
0
dimas ,   * (был изменён)
э-э-э, ректификация и дистилляция — это разные процессы насколько я помню?
0
woddy ,  
Да. Но объем(поток) воды чтоб утилизировать 1квт нужен одинаковый, не зависимо от того, ректификация или дистиляция идет.
0
AlexAdskiy ,  
Скажите этот прямоугольник из нержавейки, он внутри постой, то есть продукт сразу проваливается до самого низа или в нем установлены какие то «замедлители» потока вроде насадки?
0
61003 ,  
Он полый, насадки там нет, да и не нужна она, у нас же нет флегмы, конденсат сразу стекает в приемную емкость.
0
AlexAdskiy ,  
Успевает ли конденсат достаточно охладится? какая температура конденсата?
0
61003 ,  
Успевает, тепленький бежит, градусов 40. Запаха нет, значит пар не просачивается, тут все в норме.
0
gluck59 ,  
Варю пиво :) использую самодельный противоточный охладитель. Эффективно, но громоздко и вода…
Можно подробнее об основе? Вы совсем ничего о ней не рассказали — что внутри, какой материал, итд.
0
61003 ,  
Пустой параллелепипед из нержавейки 2мм толщиной, вот собственно и все.
0
IRainman ,  
Маленький совет: добавьте в софт демпфер на отключение карлосонов, т. е., например, включаете при 45, а выключаете при 43 или вообще включаете при 50, а выключаете при 40, точные значения диапазона не подскажу. Это значительно уменьшит количество циклов включения/выключения карлосонов, что увеличит их ресурс и соответственно сократит время проводимое ими в менее эффективных режимах раскрутки/торможения.

P.S. Судя по видео холодильник, даже летом, спокойно вытянет мощность 3 кВт при этом будут работать все вентиляторы.
0
61003 ,  
Зимой хочу вообще сделать регулирование скорости в зависимости от температуры. Скорее всего аналоговую схему на операционнике
+1
AdvanTiSS ,  
Может есть смысл использовать элементы Пельтье?
0
61003 ,  
А зачем? элементы пельтье только лишь создают более глубокую разницу между поверхностями, при дистилляции этого не нужно, т.к. 30-40гр разницы вполне достаточно для фазового перехода.
+3
6a6ypek ,  
Ждем заметку о переделке Fulltower корпуса в самогонный аппарат.
0
nomadmoon ,  
Можно гнать зимой, греть дома (и обогревать его заодно) а бутылку ставить за окошко :)
0
shtirlitsus ,  
Идея, несомненно, интересная. Вопрос в следующем. При текущих ценах на коммуналку, не дешевле использовать классический газовый перегонный куб+водяной охладитель? У меня самого на ТЭНах. Взял из-за желания автоматизировать процесс, но подумываю в сторону газового, т.к. цена набежавших киловатт чувствительно увеличивает итоговую себестоимость продукта.
0
61003 ,  
Это зависит от объема, который вы делаете. Мне например хватает 10 литров виски на год.
0
shtirlitsus ,  
сомнительно, что объём влияет на себестоимость. Стоит-ли заморачиваться из-за 10 литров в год?
0
61003 ,  
Посчитайте стоимость 20 бутылок односолодого виски. Она больше, чем цена всего моего аппарата в 2-3 раза. По-моему стоит.
0
shtirlitsus ,  
Да я не про цену аппарата, а про себестоимость производства. Ну да ладно. Не понял друг друга видимо. Кавказский дуб используете для настаивания?
+1
61003 ,  
90% себестоимости занимает солод, электричество не так существенно, но удобства перед газом существенны, тем более, что газ дома есть далеко не у всех.
Использую майкопские бочки.
0
shtirlitsus ,  
вас понял. спасибо