Rodzaje wypełnień, jakie wybrać wypełnienie do destylatora, kolumny rektyfikacyjnej

Czy wypełnienie może nam wydłużyć kolumnę?

Dużo osób pyta jakie wypełnienie wybrać, zmywaki, sprężynki pryzmatyczne, a może inne wypełnienie, szklane rurki, czy ceramiczne - pierścienie raschiga.

Czy sprężynki pryzmatyczne poprawią jakość destylatu.

Jakie sprężynki, miedziane czy stalowe, czy jest jakaś różnica między tańszymi sprężynkami, a droższymi.

Temat sprężynek pryzmatycznych jest dość skomplikowany dużo czynników ma wpływ na to jakie osiągi możemy na nich uzyskać. W internecie jest dużo informacji o tym, koledzy z for dyskusyjnych robili testy, jest dużo parametrów i informacji.

Spróbuję w skrócie napisać o najbardziej istotnych rzeczach.

Ważnym elementem są wymiary sprężynek, powtarzalność, ich kształt i grubość drutu z którego są wykonane. Sprężynki powinny mieć odpowiednią gęstość po zasypaniu kolumny, nie powinny się plątać i zbijać w kłęby.

Jakie parametry są dla nas najważniejsze?

Ciężar zasypowy – czyli ile waży litr sprężynek. Najlepszej jakości sprężynki powinny ważyć co najmniej 800g / litr wypełnienia, wtedy wiemy, że sprężynki nie są rozciągnięte, mają odpowiedni kształt i użyto do zrobienia ich właściwego materiału.

To niestety wpływa na cenę produktu, bo za kilogram stali trzeba zapłacić jeszcze raz tyle co np za 0,5kg

Parametr HEPT – jest to najważniejszy parametr, który mówi nam ile cm wypełnienia potrzebujemy żeby uzyskać jedną półkę teoretyczną. np. HEPT 3cm oznacza że przy zasypaniu kolumny 30cm tym wypełnieniem uzyskamy 10 półek teoretycznych, czyli możemy na takiej kolumnie odebrać alkohol w okolicach 94,5 %.

Parametr HEPT zależy od wielu czynników, przy kolumnach z refluksem najważniejsze to stosunek mocy grzania, czyli ilości oparów kierujących się do chłodnicy do powrotu skroplonych na wypełnienie. Trzeba zachować odpowiedni stosunek odbieranego alkoholu do tego który wraca z powrotem na wypełnienie. Moc grzania mamy ograniczoną, maksymalna moc zależy od rodzaju wypełnienia i średnicy kolumny. Im większą mocą możemy grzać tym szybciej możemy odbierać dobrej jakości alkohol, to tak w skrócie.

Parametr HEPT podają producenci sprężynek zastrzegając, że zależy on od szybkości odbieranego alkoholu im wolniej będziemy odbierać, tym więcej półek teoretycznych osiągniemy na podanej wysokości zasypu. Tutaj oczywiście wielu producentów, czy sprzedawców może wprowadzać nas w błąd podając ten parametr bez żadnych testów czy badań. Zauważyłem, że niektórzy po prostu piszą wysoki HEPT, czyli to są ich przypuszczenia nie poparte badaniami czy testami.

Generalnie przy wyborze sprężynek pryzmatycznych moim zdaniem powinniśmy kierować się ciężarem zasypu – minimum 800g/l, wymiarami około 4 do 5mm wysokość x 4 do 5mm średnica no i kształtem, żeby były powtarzalne.

Od razu odpowiem na pytanie co to jest półka teoretyczna

Półka teoretyczna jest to objętość kolumny, w której zostaje osiągnięty stan równowagi termodynamicznej ciecz para, to z chemii.

Ja to tak rozumiem, że jest to jakby jednokrotna destylacja, czyli para zamienia się w ciecz i znowu odparowuje pod wpływem ciepła. Im więcej mamy półek teoretycznych tym wyższe będzie stężenie procentowe alkoholu co za tym idzie będziemy odbierać czystszy produkt.

Poniżej zamieszczam tabelkę, gdzie to widać.

Początkowo procent odbieranego alkoholu dość szybko rośnie wraz z ilością półek, później dzieje się to już znacznie wolniej, więc do pewnego momentu dość łatwo możemy zwiększać stężenie odbieranego alkoholu, później staje się to coraz trudniejsze.

Ilość półek teoretycznych potrzebnych do uzyskania odpowiedniego procentu alkoholu wraz z temperaturą wrzenia.

1  półka -57,5% - 92.3°C
2  półki -87,5% - 78,7°C
3  półki -87,5% - 78,7°C
4  półki -90,3% - 78,5°C
5  półek -91,8% - 78,3°C
6  półek -92,7% - 78,2°C
7  półek -93,4% - 78,2°C
8  półek -93,8% - 78,1°C
9  półek -94,2% - 78,1°C
10 półek -94,5% - 78,1°C
11 półek -94,7% - 78,1°C
12 półek -94,8% - 78,1°C
13 półek -95,0% - 78,1°C
14 półek -95,1% - 78,1°C
15 półek -95,2% - 78,1°C
16 półek -95,3% - 78,1°C
17 półek -95,3% - 78,1°C
18 półek -95,4% - 78,1°C
19 półek -95,4% - 78,1°C
20 półek -95,5% - 78,1°C
21 półek -95,5% - 78,1°C
22 półek -95,5% - 78,1°C
23 półek -95,6% - 78,1°C
24 półek -95,6% - 78,1°C
25 półek -95,6% - 78,1°C
26 półek -95,6% - 78,1°C
27 półek -95,6% - 78,1°C
28 półek -95,6% - 78,1°C
29 półek -95,6% - 78,1°C
30 półek -95,6% - 78,1°C

Przykładowe wypełnienia dla których chcemy osiągnąć 95% z lekkim zapasem na naszą niedokładność prowadzenia procesu, zakładamy 16 półek teoretycznych, oczywiście im więcej tym lepiej:

Zmywaki w zależności od ubicia HEPT czyli wysokość zasypu odpowiadającego 1 półce to ok 6-10cm przyjmujemy 7cm = 140cm

żeby na nich spokojnie osiągnąć 95% potrzebujemy kolumnę o wysokości ok 140cm

Sprężynki miedziane dobrej jakości HEPT czyli wysokość zasypu odpowiadającego 1 półce to ok 4-5cm przyjmujemy 4,5cm = 72cm

żeby na nich spokojnie osiągnąć 95% potrzebujemy kolumnę o wysokości ok 75cm

Sprężynki stalowe henitom 4,6mm HEPT czyli wysokość zasypu odpowiadającego 1 półce to ok 3-3,5cm przyjmujemy 3cm = 48cm

żeby na nich spokojnie osiągnąć 95% potrzebujemy kolumnę o wysokości ok 50cm

Sprężynki stalowe henitom 3,8mm HEPT czyli wysokość zasypu odpowiadającego 1 półce to ok 2-2,5cm przyjmujemy 2cm = 32cm

żeby na nich spokojnie osiągnąć 95% potrzebujemy kolumnę o wysokości ok 35cm

Te wszystkie informację to oczywiście teoria, informację z internetu oraz te które podaje producent sprężynek w tym wypadku Henitom Trigra.

Wynika z tego wszystkiego, że przy wysokiej kolumnie powyżej 1m destylat w okolicach 95% możemy osiągnąć praktycznie na każdym wypełnieniu, więc dobrych sprężynek na pewno powinniśmy używać przy niższych kolumnach, jeśli chcemy osiągnąć to magiczne 95%.

W takim razie czy warto używać lepszego wypełnienia niż zmywaki na wyższej kolumnie?

Co prawda jesteśmy amatorami i to 95% to jest bardzo dobry osiąg, no ale my dążymy do jak najczystszego destylatu sięgającego 97%, ma on wtedy jeszcze mniej zanieczyszczeń, czy warto, to już każdy powinien sobie sam odpowiedzieć na to pytanie. Z powyższego wynika, że jakbyśmy zasypali kolumnę 1,2m sprężynkami o najlepszych parametrach, to moglibyśmy osiągnąć na niej nawet 60 półek teoretycznych, czyli alkohol gdzieś w pobliżu tych 97%.

Ja chcę sprawdzić czy ta teoria przekuwa się na praktykę. Na niskich kolumnach najbardziej powinno być widać różnicę i taki test chcę przeprowadzić.

Zrobię test i zasypię kolumienkę 25cm od destylatora torpeda v2 zimne palce najlepszymi sprężynkami, czyli tymi Henitom Trigra 3,8mm o parametrze HEPT 2-2,5cm.

Teoretycznie powinienem na nim uzyskać około 10 półek (max 12, ale ja już te 10 liczę) i odebrać alkohol w granicach 94,5%.

Oczywiście nie będzie to żaden profesjonalny test, tylko poglądowy, mam nadzieję że dostaniemy jakąś odpowiedź na pytanie, czy dobre sprężynki potrafią wydłużyć nam kolumnę, czyli dać więcej półek i czy warto ich używać, czy warto inwestować więcej pieniędzy w dobre wypełnienie.

Wcześniej prowadziłem destylację na tym destylatorze na sprężynkach miedzianych tych trochę gorszej jakości i nie starając się specjalnie odbierałem alkohol 85%, wiem, że klienci którzy go kupili w tej samej konfiguracji potrafili odbierać alkohol max do 90%, czyli wypełnienie dawało nam ok 3-4 półki, tyle dały sprężynki miedziane, czyli ich HEPT wyszedł ok 6cm

Zobaczymy jaki wynik wyjdzie nam przy sprężynkach o parametrze HEPT 2-2,5cm.

Film cz1 omówienie i prezentacja

Film cz2 test destylacja