Медный наполнитель для царги. Как выбрать царгу к самогонному аппарату, бражной или ректификационной колонне

СПН насадка 5 х 5 х 0.3 мм. семигранка

Спирально призматическая насадка 5 х 5 х 0,3 мм применяется когда не требуется максимальная очистка продукта. Например при производстве виски и других ароматных дистиллятов. Изготавливается из высококачественной нержавеющей проволоки диаметром 0,3 мм.

Площадь поверхности 2050 м 2 /м 3 . Доля свободного объема 0,88 м 3 /м 3 .

Распродажа!

Получение спирта-ректификата - заветная мечта каждого самогонщика. Это чистый этиловый спирт 96% крепости, очищенный от всех сторонних примесей. Для того, чтобы приготовить такой качественный спирт, на самогонный аппарат необходимо устанавливать ректификационную царгу.

Это трубка определенной длины, изготовленная из нержавеющей стали и наполненная призматическими насадками спиралевидной формы. Основная задача такого приспособления заключается в разделении самогонных паров на отдельные фракции разной плотности. Изготовленная по всем правилам царга для самогонного аппарата своими руками позволяет создать оборудование заводского уровня.

Для чего нужна царга на самогонный аппарат

Длина самодельной ректификационной царги должна быть четко определена - именно она отвечает за кратность очистки конечного продукта. Так, 15-сантиметровая труба дает 20-кратную очистку, 35-сантиметровая - 50 крат, 45-сантиметровая - 60 крат очистки. Как видим, чем выше ректификационная царга, тем медленнее протекает процесс разделения фракций, соответственно, меньше посторонних примесей и выше крепость напитка.

Даже при стандартной высоте царги в 15-35 см можно получить отличный продукт, но перед этим обязательно следует очистить его с помощью активированного угля или марганцовки.

Для справки. Как чистить самогон углем - берете препарат из расчета 50-60 гр на 1 литр напитка, толчете и заливаете. Оставляете на 5-7 дней, периодически взбалтывая. Спустя неделю пропускаете через обычный водный фильтр и получаете самогон без сивушных масел и посторонних запахов.

Если вы хотите получить 96% спирт уже после первой перегонки, вам понадобится ректификационная царга 45 см. Ее можно купить, но обойдется это достаточно дорого. Средняя цена 2600-4800 руб. А можно и сделать, хотя это не так просто.

Как сделать царгу своими руками

Для начала определимся, что такое царга. Это конструктивный узел, позволяющий максимально очистить самогон от всех посторонних примесей и сивушных масел. Если на бытовой самогонный аппарат установлена царга, на выходе получится идеально чистый спирт, который обычно получают в заводских условиях.

Ключевым процессом в перегонке самогона является дистилляция, что в дословно переводе с лат. означает течение капель. В процессе теплообмена спиртосодержащих паров и конденсата (капель, флегмы), происходящего в царге, самогон очищается в 10-15 раз лучше, что позволяет получить абсолютно чистый продукт.

Для начала разберемся, что из себя представляет царга и какие конструктивные элементы в нее входят.

Далее изучаете по схеме строение устройства, чтобы разобраться в принципе работы и в основных элементах. Дистилляция начинается с того момента, когда в перегонном кубе закипает вода и по трубе начинают поднимать спиртосодержащие пары.

• 1,2 - соединительные резьбовые узлы;
• 3 - фиксация насадки;
• 4 - труба из нержавейки;
• 5 - теплоизоляция (поролон, пенополиэтилен)
• 6 - хаотичная насадка с контактными элементами;
• 7 - регулярная насадка с контактными элементами.

Ректификационная колонны, как правило, собирается из нескольких царг. Их объем полностью заполнен контактными элементами, что обеспечивает теплообмен разных фракций - жидкости в виде стекающего конденсата и пара, поднимающегося наверх. Для того, чтобы слой конденсата (флегмы) был достаточным, насадка должна быть развитой и заполнять все пространство.

Как происходит процесс дефлегмации

Изготовление и очистка спирта возможны только в том случае, когда есть противоток пара из перегонного куба и стекающего конденсата с оголовья колонны.

Отбор спирта осуществляется из жидкой фазы!

Если пар не будет подпитываться флегмой, теплообмен станет невозможным и не произойдет процесса ректификации -отделения спирта от пара. Для того, чтобы флегма могла напитаться спиртосодержащим паром, необходимо устанавливать дефлегматор. После него идет конденсатор - полая часть трубки, где происходит охлаждение жидкости до определенной температуры. Наравне с дефлегматором должны быть установлены воздушники, т.н. спиртоловушки, которые вытягивают из пара некондиционный спирт, а излишек газа выводят наружу.

Поскольку спирт отбирается из жидкости (конденсата), для его достаточного охлаждения необходимо установить небольшой холодильник.

Основное отличие ректификационной царги от колонны заключается в том, что процесс дефлегмации идет постепенно и очень медленно. В это время происходит постоянный теплообмен жидкости и пара, что позволяет добиться более качественного разделения фракций и, как следствие, более чистого конечного продукта.

Необходимые материалы

• отрезок нержавеющей трубы длиной 15,35 или 45 см - основа царги для самогонного аппарата;
• переходник с резьбой для фиксации ограничителя;
• сито с минимальными отверстиями, чтобы предотвратить высыпание наполнителя;
• 35-40 металлических мочалок, изготовленных из нержавеющей стали.

Для того, чтобы проверить, действительно ли мочалка изготовлена из нержавейки, возьмите обычный магнит. Если притянет мочалку, покупайте. Нет - ищите дальше.

Изготовление наполнителя

Повторимся, в качестве такого материала могут быть использованы спиральки от металлической мочалки. Также можно приобрести в специализированном магазине миниатюрные стеклянные шарики либо керамическую насыпку. И тот, и другой материал абсолютно инертны и не оказывают никакого воздействия на уже готовый продукт.

Мочалку разрезаете на 2 равные части и аккуратно отделяете пружинки. Скручивайте их в небольшие колечки, чтобы получилось по 3-5 витков.

Обязательно просеивайте полученные пружинки, чтобы в дефлегматор не попал ненужный мусор.

Идеальным наполнителем является «Зульцер рулонный», который изготовлен из двух полос гофрированной мелкоячеистой сетки. Во время закладки рулона в царгу направление полос чередует справа налево и слева направо, в результате чего получается регулярная насадка с контактными элементами.

Как собрать царгу

1. Берете 35 трубу, переходник на 35 снизу (мама) и сверху на дюйм (папа);
2. Сверху к «папе» прикручиваете дистиллятор.
3. Снизу трубы отмеряете 35 см и просверливаете 6 мм отверстие в трубе - это будет гильза под термометр. Сюда вставляете щуп от цифрового термометра, что позволит контролировать температуру. Обязательно гильзу с термоментом перекройте резинкой от капельницы, чтобы соединение было герметичным.
4. Набиваете трубу ранее подготовленными пружинками, стеклянными шариками или керамической насыпкой. Утрамбовываете плотно, но не заталкиваете ничем. Достаточно постукивать трубой о стол.
5. Закручиваете на низ сито и фиксируете его переходником.

Как собрать простейший вариант царги своими руками - видео

Чтобы получить высококачественный алкогольный напиток в домашних условиях, требуется соответствующее оборудование. Классического перегонного куба для этих целей недостаточно, так как вместе с парами спирта в продукт попадают пары сивушных масел и летучие эфиры.

Именно они придают самогону противный запах, привыкание и похмельную головную боль.

Кардинально новый шаг в домашнем самогоноварении — появление аппаратов колонного типа.

Важно! На перегонный куб вместо сухопарника устанавливается царга — полая трубка, набитая мелкой сеткой из нержавеющей стали или засыпанная мелкими кусочками металла спирально-призматической формы.

Суть усовершенствования в принципе дефлегмации.

Дефлегмация — осаждение паров и стекание их внутрь куба:

• В царге происходит важный процесс — «выстраивание» паров по этажам.
• Чем легче пары, тем выше по царге они способны прорваться.
• Нам нужно, чтобы тяжелые вонючие сивушные пары осаживались внизу, а чистые спиртовые пары поднимались вверх, где находится узел отбора.

На видео рассказано подробнее,что такое царга и для чего она нужна в самогонном аппарате:

Виды

Царга — основа для бражных и пленочных ректификационных колонн. Она бывает трубчатая и тарельчатая. Физика явлений в этих устройствах отличается.

В трубчатой царге пары превращаются в конденсат на стенках и поверхности насадки. Пары беспрепятственно возвращаются назад, в куб, попутно испаряясь. Работает механизм тепломассообмена.

1. Минус этой царги — большая длина, громоздкость и сложность выстраивания флегмы по уровням.
2. Плюс — простота устройства.

В тарельчатой царге пары оседают на поверхности сеточки. Поступающие снизу пары проходят через скопившийся слой флегмы, происходит барботаж.

Флегма пропускает легкие пары, тяжелые остаются в жидком виде. Тарелок в зависимости от диаметра и типа царги может быть от 3 до 12.

1. Минус этой царги — сложность изготовления, необходимость участков из стекла для контроля барботажа и уровня флегмы на тарелках.
2. Плюс — компактные размеры, высочайшее качество продукции.

Нюансы

Для умелого мастера сделать царгу своими руками не представляет проблем.

Чтобы получилась отличная вещь, нам потребуется:

1. Материалы. Медь лучше обрабатывается, но очень дорога. Нержавейка потребует помощи сварщика-«аргонщика», но найти нержавеющие трубы значительно проще. В качестве соединителя для медных труб отлично подойдут латунные сантехнические соединения, нержавейку лучше соединять клампами.
2. Инструменты. Отрезать ровно трубу поможет роликовый труборез, но он не всем доступен. Поэтому пользуемся «болгаркой», наждачной бумагой для зачистки заусенцев. Для спайки труб из меди потребуется газовая горелка, припой и флюс. Нержавеющую сталь придется сваривать либо аппаратом «TIG», либо специальными электродами для нержавейки.
3. Навыки. Спаять медные трубы несложно — теорию пайки можно посмотреть на специализированных сайтах или у блогеров. Работать с нержавейкой сложнее — при сварке электродом очень легко проделать дыру, а сварка неплавящимся электродом в среде аргона требует опыта и навыка. Перед проведением работ лучше потренироваться на обрезках или ненужных кусках.

Как сделать своими руками?

Сделать хорошую бражную или ректификационную колонну — довольно сложное и хлопотное дело. Если есть возможность приобрести надежное и испытанное устройство от производителя, результат получится более предсказуемый.

Аппарат заводского исполнения зачатую недоступен из-за высокой стоимости. Сделать царгу своими руками — доступнее и дешевле.

Расчет длины и диаметра

Для различной мощности требуется применение различного диаметра труб и длины.

Справка! Для дистилляции — получения спирта-сырца — подойдет труба длиной 0.5 — 1 метр. Диаметр не так важен.

Для ректификации параметры царги зависят от требуемой производительности, мощности нагревателя, объема куба. Существуют обширные формулы для расчетов, а также типовых решений. Для 3 КВт, 40-литрового куба потребуется царга длиной 1.5 метра, минимальным диаметром в 3 дюйма.

Домашнему мастеру самым доступным будет изготовление трубчатой царги. Она состоит из следующих элементов.

Корпус

В качестве может выступать тонкостенная труба из нержавеющей стали или меди.

Важно! Использование обычных труб, пластика или алюминия нежелательно — агрессивный «коктейль» химических соединений способен привести к разрушению трубы и примесям в конечном продукте.

Использование термостойкого лабораторного стекла оправдано в том случае, если есть необходимость визуального контроля над процессами. Стекло сложно обрабатывается, очень хрупко, но абсолютно не подвержено химическому разрушению.

Корпус лучше изготавливать коленчатым — составным из 2-3 частей. Это облегчит прочистку, а также позволит добиваться различного результата.

Соединения

Есть несколько способов, как соединить трубы.

• Сантехническая резьба . Наиболее простой и дешевый метод. При каждой сборке колонны колена «скручиваются» при помощи пакли или фум-ленты. Минус — громоздкость способа
• Стыковые муфты — «американка». Плоские развальцовки сжимаются резьбовыми гайками. Трубы герметизируются при помощи прокладок, их придется заменить на силиконовые — они не повреждаются от агрессивной среды.
• Кламповые хомуты. Трубы на стыках имеют расширения, которые обхватываются конусными хомутами. Самое удобное и быстроразъемное соединение. Пользуется популярностью, но в продаже найти сложнее.

Сетка для набивки

Чтобы спирально-призматическая набивка не высыпалась в перегонный куб, нужно сделать ограничительную сеточку внизу царги.

Главное свойство этой сеточки — она должна быть густой и сделанной из тонких нержавеющих проволочек. Так сечение трубы не уменьшится.

Применение в качестве ограничителя пластинки с насверленными отверстиями значительно ухудшит параметры колонны.

Ход работ

Подбираем нужные нам куски труб. Они должны быть нужного нам диаметра — от 24 до 60 мм. От диаметра зависит производительность аппарата и качество выходящей продукции.

Нарезаем трубы в размер.

Важно! Торцы должны быть ровными, косой срез может привести к наклону аппарата, что повлияет на качество работы всей системы.

Припаиваем оловянным припоем или привариваем соединители. Лучше использовать клампы — они надежнее.

Делаем сетку-ограничитель для СПН (спирально-призматической насадки). Нам нужен кусок трубы и оправка, диаметром на 1-2 мм. тоньше. В трубу вставляем сеточку, прижимаем оправкой — получается цилиндрик из сетки.

Царга собирается снизу вверх по коленам:

• Ставится ограничитель для насадки, первое колено присоединяется к кубу.
• Засыпается насадка, после чего устанавливается следующее колено.
• После использования царга обязательно промывается каустической содой и ершиком.

Утепление

В зависимости от применяемой технологии царгу нужно утеплить.

Если происходит обычная дистилляция, утепление царги не нужно. Улучшить результат при ректификации без утепления будет сложно.

В качестве утеплителя можно использовать сантехнические муфты из вспененного полиэтилена, лотки из пенополистирола. Крепить можно при помощи одноразовых хомутов или проволоки.

Посмотрите видео, в котором опытный самогонщик рассказывает, как правильно утеплить царгу:

Место устройства в дистилляторе

Самогонные аппараты бывают различных типов. Царга для получения спирта-сырца не требуется, достаточно сухопарника и охладителя.

Справка! Для получения благородных дистиллятов или чистого спирта без ректификационной колонны не обойтись. К царге в этом случае крепятся узлы отбора, охладители, перепускные клапана, датчики температуры и давления.

Царга — не просто труба. В ней происходит главные процессы — разделение спиртовых паров по фракциям, а также тепломассообмен — основы получения высококачественных спиртных напитков в домашних условиях.

Царга – не просто труба между кубом и холодильником (дефлегматором). От правильного выбора геометрических размеров, материала и теплоизоляции царги зависит производительность, степень очистки, технологические режимы перегонки и комфортная работа с аппаратом в целом.

Царга для самогонного аппарата

В простой классической дистилляции царги успешно вытесняют сухопарники. Решая задачу борьбы с брызгоуносом, царги позволяют одновременно бороться с сернистыми газами, укреплять самогон, и даже в некоторой мере очищать напиток от труднолетучих соединений за счет парциальной конденсации. Еще одно преимущество царги – оборудование становится менее громоздким.

Диаметр царги выбирают исходя из желаемой производительности и предельной скорости пара, при которой образующаяся дикая флегма и брызги, вылетевшие из куба вместе с паром, беспрепятственно стекают обратно, а не загоняться по стенкам вверх к холодильнику.

При скорости пара в царге до 2 м/с брызгоунос исключен, от 2 до 3 м/с результат несколько хуже, а при 3 м/с и выше пар начинает загонять флегму вверх по трубе.

V = N * 750 / S (м/с),

• N – мощность (кВт);
• 750 – парообразование (см3/сек кВт)
• S – площадь поперечного сечения колонны по внутреннему диаметру (мм 2).

Для защиты от брызгоуноса в большинстве случаев высота царги достаточна в пределах 30-40 см, поэтому определяющим при выборе высоты являются исключительно геометрические соображения. Обычно исходят из свободного вертикального размещения холодильника для обеспечения наилучших условий его работы.

Правильная длина царги самогонного аппарата (классического дистиллятора) примерно равна длине холодильника.

Материал

Стандартно царги изготавливают из меди или нержавейки. Медь выступает катализатором и помогает связывать сернистые газы, очищая самогон от ненужных запахов. Применение меди целесообразно при перегонке зерновых и некоторых фруктово-ягодных браг с целью получения благородных дистиллятов путем повторной дробной перегонки.

Медная царга не дает преимуществ при перегонке сахарного или любого другого сырья для дальнейшей ректификации или получения НДРФ на аппаратах с жидкостным отбором, поскольку неконденсируемые газы и пар в конденсаторе находят разные пути. Газ вылетает через ТСА (трубку связи с атмосферой) и не вступает в контакт с конденсатом, идущим в отбор, а значит, не растворяется в нем. Очистка от сернистых газов на таких аппаратах проста и не требует дополнительных усилий.

Иногда для увеличения эффекта при первой перегонке используют медную насадку (наполнитель). Это довольно спорный прием: зона контакта с медью вырастет, очистка от сернистых газов улучшится, но одновременно уменьшится производительность аппарата, значит, увеличится время перегонки, в результате длительного кипячения браги выделится больше других вредных примесей. Здесь важна мера: если в качестве насадки выбрать медные кольца или трубки – это одно, а если плотную насадку типа СПН – совсем другое.

Плотным насадкам место во втором перегоне, при первом же лучше ограничится просто медной царгой.

Царга для ректификационной и бражной колонны

При выборе размеров царги для процессов тепломассобмена на бражных или ректификационных колоннах условий несколько больше, но они понятны и естественны.

Внутренний диаметр

Стоимость колонны в целом существенно зависит от диаметра. Увеличение диаметра не только повышает стоимость труб, из которых изготавливается колонна, но также увеличивает количество необходимой насадки. А насадка – одна из самых дорогих составляющих аппарата. Например, для колонны высотой в полтора метра при внутреннем диаметре 38 мм нужно 1,7 литра насадки, для 48 мм – уже 2,7 литра.

Производительность колонны прямо пропорциональна квадрату внутреннего диаметра царги. При увеличении диаметра с 38 до 48 мм производительность увеличится в полтора раза. Поэтому выбирая, например, между трубой 52 со стенкой 1 мм или 1,5 мм, нужно понимать, что номинальная скорость отбора у первой будет 1800, а у второй – 1700 мл/час. Вот такая плата за с виду незначительное изменение размеров.

Номинальная мощность нагрева в Ватах и номинальная скорость отбора «тела» миллилитров в час численно равны площади поперечного сечения царги, исходя из внутреннего диаметра. Это правило верно при применении в качестве насадки СПН, размер которой соответствует диаметру колонны. Для других менее или более плотных насадок численные значения будут другими, но общая тенденция сохранится.

Чем плотнее насадка, тем меньше будет производительность колонны. Правда, это компенсируется лучшей разделяющей способностью. Если говорить об СПН и ректификации, то оптимальный размер насадки должен быть меньше внутреннего диаметра царги в 12-14 раз. При получении укрепленного самогона или НДРФ требования к очистке значительно ниже, поэтому можно использовать более крупную насадку, сместив акцент в сторону производительности.

Высота

Именно высота насадочной части царг во многом определяет разделяющую способность колонны. Не нужно путать этот показатель с высотой царги. Часто производители своими неудачными конструкциями вводят в заблуждение покупателей. Например, высота царги 40 см, но из них нижнее пустое пространство – 5 см, еще 3 см забирает конструкция для поддержания насадки, а сверху – приспособление для фиксации насадки в 2 см высотой и пустое место для пены до дефлегматора – 5 см. В результате насадки в 40 см царге оказывается не 40 см, а лишь 25 см! Даже если поставить таких три подряд, то спирта-ректификата не получить.

Это же касается и применения одной царги длинной в 1,5 метра или трех по 50 см. На первый взгляд разницы нет, но если присмотреться внимательней и посчитать высоту насадочной части, то всё не так просто.

Для четкого разделения на фракции и отделения «голов» насадочная часть должна быть высотой не менее 1 метра, а высота одной царги – не более 1,5 метра.

При меньшей длине разделительная способность будет недостаточна для четкого отбора «голов». Ограничение же в 1,5 метра связано с тем, что эффективность насадочной колонны с увеличением высоты изменяется неравномерно. Например, увеличение длины с 50 до 60 см даст такое же повышение разделительной способности как с 120 до 150 см (цифры условные и приводятся для демонстрации тенденции). Высота насадочной части в одной царге должна быть не более 30 её внутренних диаметров.

Пользу от дальнейшего увеличения высоты сводят на нет канальный и пристеночный эффект. Если есть желание построить более высокую колонну, нужно разделить её на несколько царг или использовать концентраторы флегмы – устройства, отводящие флегму от стенок и направляющие её в центр насадки. Но использование концентраторов часто приводит к ранним захлебам колонны, особенно при неумелом исполнении. А если в конструкции имеются сетки, то в большинстве случаев захлеб становится закономерностью.

Влияние высоты царги на технологические показатели

Предположим, что имеются хорошо утепленные и выставленные вертикально двухдюймовые колонны длинной в 1,2 и 1,8 метра. Увеличение высоты колонны в 1,5 раза позволит увеличить объем перегоняемой кубовой навалки в те же полтора раза, поскольку увеличится удерживающая способность и объём насадки. Можно будет позже переходить к отбору «хвостов», значительно уменьшив их объем. Но за всё приходится платить – увеличится время отбора, а также объём «голов» и «подголовников».

Для того чтобы «пощупать» порядок чисел, приведем таблицу с объёмами и временем отбора различных фракций при перегонке 40 литров самогона:

Скорость отбора «тела» будет практически одинаковой, а температура перехода с отбора «тела» к «хвостам» изменится с 94-95 градусов до 97. Впрочем, это будет зависеть от обоняния оператора колонны. В обоих случаях получится продукт примерно одинакового качества.

Толщина стенок колонны должна быть в пределах 1-1,5 мм. Такая толщина термопрозрачна и позволяет измерять температуры с пренебрежимо малым запаздыванием. Если прикрепить алюминиевым скотчем датчики температуры на поверхность колонн под теплоизоляцию, этого будет достаточно для нормального управления процессом.

Увеличение толщины стенок только увеличит стоимость и вес колонны. Это делает конструкцию менее устойчивой и предъявляет дополнительные требования к прочности крышки куба.

Правильный выбор размеров царги не представляет труда, нужно лишь учитывать их влияние на технологические параметры процесса и соответствие поставленным задачам.

Даже если средства позволяют, важно избегать самой главной ошибки – гигантомании.

С увеличением диаметра меняется не только производительность. Колонны малого диаметра (25-30 мм) требуют повышенного внимания. В них проблематично использовать насадку, отцентрировать флегму, стекающую с дефлегматора, да и вообще добиться хотя бы уверенного отсечения «хвостов», не говоря уже об удержании промежуточных примесей.

Колонны среднего диаметра (35-55 мм) спокойны и уравновешены, работают четко и предсказуемо.

Колонны большого диаметра (больше 57 мм) труднее настроить на стабильную работу, они производительны, но подвержены различным болячкам, сводящим к нулю пользу от повышенной скорости. Большие колонны страдают спонтанным каналообразованием: при подаче стандартной мощности давление в кубе не растет, и колонна не захлебывается. При смене насадки на более мелкую всё стабилизируется, но производительность становится такой же, как у значительно меньших по диаметру колонн. Поэтому колонны, начиная с диаметра 57 мм, – это оборудование для опытных винокуров, желающих творчества.