эмульгация теория и практика
Ректификация в режиме эмульгации, эмульгация в ректификационной колонне.
Режим эмульгации нужен, чтобы добавить дополнительных теоретических тарелок в колонну.
При ректификации молекулы пара, на рисунке они красные, поднимаются до дефлегматора, там они охлаждаются и каплями падают вниз, в виде флегмы.
Благодаря насадке, флегма распределяется равномерно в царге.
Холодные молекулы флегмы, на рисунке они синие, сталкиваются с молекулами пара и отбирают у них энергию полета.
В результате этих действий, тяжелые молекулы хвостов оказываются внизу, а молекулы спирта вверху колонны.
В насадке есть промежутки воздуха, где не протекает флегма.
А что если залить все или часть трубы, флегмой, то кпд колонны возрастет, увеличится количество теоретических тарелок. Молекулы пара не будут пролетать в колонне в холостую.
Как залить колонну флегмой.
Первый вариант.
Этот способ может кто-то уже и использует не зная об этом.
Внизу делается плотный пыж и в результате получается бутылочное горлышко, молекулы пара все проходят через него, так как они имеют большую энергию чем флегма.
Часть молекул флегмы проходят через жмых обратно в куб, а часть остается в царге.
Флегма постепенно накапливается, заливает царгу.
Если поставить между царгами диоптр с насадкой, то мы увидим когда флегма дойдет до него и отключим на время нагрев, чтобы часть флегмы стекла в куб.
Если поставить два диоптра, то по нижнему можно отслеживать не сливаемый уровень, а по верхнему определять когда отключать нагрев.
Второй вариант.
Внизу колонны из узла отбора делаем колпачковую тарелку, она пропускает пар, а флегма выходит через узел отбора в шланг.
Шланг из нижнего узла отбора идет наверх и спускается в куб.
Высота шланга определяет уровень заливки колонны флегмой. Все происходит согласно закону сообщающихся сосудов.
Диаметр шланга должен быть достаточным, чтобы вся лишняя флегма вытекала из царги. Иначе она будет накапливаться в колонне и зайдет за уровень шланга.
Стоит ли нам применять режим эмульгации в колонне.
Очень уж геморное это занятие, проще купить дополнительную царгу с насадкой для увеличения числа теоретических тарелок в колонне.
В наших квартирах, если гнать с пола, то вполне помещается три царги.
Режим эмульгации применяют в промышленных установках, где есть ограничение по высоте, потолок низкий на заводе, а требуется прибавить разделяющую способность колонны.
Как увеличить число теоретических тарелок в колонне не используя режим эмульгации и дополнительные царги.
Можно увеличить охлаждение флегмы в диоптре.Тогда молекулы флегмы будут сильнее отбирать тепловую энергию у восходящего пара.
Шланг с холодной водой сначало заходит в дифлегматор, а из него идет в холодильник колонны.
Если мы гоним НДРФ, то холодная вода сначало поступает в холодильник колонны, а из него идет уже в дефлегматор.
Можно увеличить количество флегмы поступающей в царгу, а чтобы не было захлеба необходимо уменьшить отбор спирта.
Ректификация в режиме эмульгации, эмульгация в ректификационной колонне.
Эмульгирование — важный процесс для многих сфер производства
Эмульгирование — это технологический процесс, 
позволяющий смешивать две и более несмешивающиеся или трудно смешивающиеся жидкости, например, растительное масло и воду. Целью является получение однородной эмульсии, не расслаивающейся с течением времени. Для этого, во-первых, производится диспергирование жидкостей до состояний мельчайших капель. Во-вторых, в одну из смешиваемых жидкостей вводят эмульгаторы, которые стабилизируют смесь, не давая ей расслоиться.
Кроме механического смешивания применяют метод конденсации, то есть выделения жидкой фазы (в виде капель) из пересыщенных паров, расплавов, растворов.
Эмульгирование применяется, в основном при изготовлении:
Устройства для производства эмульсий
Основная задача эмульгирования, и самая сложная — диспергирование жидкой среды на мелкие капли. Обычно для этого применяются высокоскоростные мешалки, смесители, гомогенизаторы; роторно-статорные машины и турбинные мешалки в производствах. В этих типах устройств сочетаются большие сдвиговые и растягивающие силы, что приводит к получению капель очень малых размеров. Степень дисперсности капель зависит от скорости вращения насадки мешалки и ее можно регулировать. На скорость приготовления равномерной эмульсии влияет также температура смешивающихся жидкостей.
 |  |  |
| Твин-80 | Hei-TORQUE Precision 400 Heidolph | IKA RH digital магнитная мешалка с нагревом |
| Один из самых популярных эмульгаторов | Верхнеприводная мешалка, развивающая скорость до 2000 об./мин. | Одновременно перемешивает и подогревает жидкости, ускоряя приготовление эмульсии |
Существует еще ультразвуковое эмульгирование, при котором превращение в эмульсию трудно смешивающихся жидкостей происходит под действием ультразвуковых акустических колебаний. Оно применяется для смешивания нефтепродуктов, жиров, масел с водой — они плохо поддаются эмульгированию другими способами.
Эмульгаторы выполняют в процессах эмульгирования двойную роль. Они стабилизируют эмульсию и способствуют быстрейшему раздроблению жидкостей на мелкие капельки.
В качестве эмульгаторов используются:
Особенно популярны в промышленности различные 
ПАВ. Их молекулы содержат гидрофильные и гидрофобные компоненты (водоотталкивающие и притягивающие воду), выполняющие роль «посредника» между каплями несмешивающихся жидкостей. При этом они снижают поверхностное натяжение на границе раздела сред, уменьшая усилия, необходимые для приготовления эмульсии и сохраняя эмульсию в этом состоянии долгое время.
К эмульгаторам, в какой-то мере, можно отнести и пенообразователи, и пеностабилизаторы. Эти вещества позволяют смешивать и сохранять смеси газообразных, жидких и твердых сред.
В магазине «ПраймКемикалсГрупп» продается множество реактивов, использующихся в качестве эмульгаторов и ПАВ в промышленности, косметологии и пищепроме: Твин 80, канифоль, желтая кровяная соль, аммоний углекислый, хлористый аммоний, натрия полифосфат, полиэтиленгликоли, поливиниловый спирт, масляная кислота, маннит и другие. Цены и сервис вас приятно удивят.
Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну
Игорь,т.е.в РМЦД я устанавливаю работу по датчику давления и больше не дергаюсь?Регулировка давления осуществляется в режиме НАГ, а смена режимов будет осуществлятся через датчик температуры в кубе? Извини я понимаю,тебе некогда воландаться с каждым новичком,и на 90% тема понятна,но если где-то есть ссылочка скинь пожалуйста.
Добавлено через 2мин.:
Любая автоматика 9 серии, может работать в режими ЭМУ или только с новой прошивкой? Вискарьщик, 26 Сент. 19, 10:29
Посл. ред. 26 Сент. 19, 10:47 от S-V
Ты выставляешь на автоматике величину давления, вместо величины мощности. кПа вместо кВт.
Предел 0-100% от максимума, который выставлен в регуляторе давления (вместо регулятора мощности)
ВСЕ ТОЖЕ САМОЕ, только кПа вместо кВт
Например, у тебя выставлено в предпараметрах регулятора давления, что максимум это 10кПа (вместо 3кВт в регуляторе мощности)
Ты хочешь работать на 7кПа. Тогда ты выставляешь величину нагрева 70. 70% от 10кПа это и есть 7.0кПа
ВСЕ
Дальше автоматика разгоняет на полную до того момента, как Ткуба станет равно Трабочей, и дальше из разгона переходит в стабилизацию давления.
Добрый день!
А есть отчёт от тестеров о эмульгации на хд3 2500 полной колонне
Конкретно интересует режимы и начальная скорость отбора
И подскажите пожалуйста примерно по времени перегона в турборежиме на хд3 2500 60 литров СС на спирт достойного качесва
Куб хд3 75л низкий
ХД3 2500 полная колонна (две царги)
Автоматику планирую 91
Спасибо, я собственно после этого видео и зашел сюда. Работаю практически на всем оборудовании от Игоря с самых истоков. Повторяю, интересно сравнение режимов, плюсы и минусы в практике, реальный выигрыш по времени, кроме высоты колонны. На видео от дилера непонятно, сколько колонна работала на себя (есть ли разница в режимах), почему утверждается, что головы можно быстрее отбирать, да и вообще резюме от создателя, как водится.
Добавлено через 9мин.:
Блин, цитирование не сработало. Это ответ Strike07
Добавлено через 2мин.:
Strike01. Пятница, вечер, не вы понимаете
Посл. ред. 11 Окт. 19, 22:08 от Птица
Еще раз.
На тэнах НЕ БЫВАЕТ взрывного кипения.
Добавлено через 1дн. 15ч. 19мин.:
игорь223, может в ПБ возникать ВК и из-за этого подниматься давление в кубе?
Посл. ред. 15 Окт. 19, 07:40 от KEX14
Легко может в буфере, но никогда — на тэне в кубе
Возьми плотную нержовую мочалку, или отрезок РПН, и плотно обмотай/надень на трубу огрызка в самый низ.
Есть шанс, что вопрос закроется.
база:
1) СС из 60 кг сахара, через НБК, 40 литров 60% (примерно), развел до 60 литров
результаты:
1) с короткой 80 см царгой и УНО получен спирт 97% без коррекции на Т (на
98% без коррекции на Т, очень качественный 
9 кпа (2 царги хд3 2500) и 70-71 кпа в баке.(спирта в баке стало меньше, отобрал уже ранее
PS дополню данные и исправлю неточности по ходу дела..
Посл. ред. 21 Окт. 19, 08:23 от Евгений Томский
Эмульгация. Теория и практика.
Показувати елементи керування програвачем
КОМЕНТАРІ • 107
Добрый день! На регуляторе 4 гнезда для подключения датчиков. Если подключить датчик давления и датчик температуры останется 2 свободных. Получается что ещё 3 датчика безопасности не подключить?
Наверное это кому-то очень нужная инфа. К стати автоматика динозавтров, кто её придумал может говорить словами только из трёх букв что-ли. Покажите ему жк дисплей что-ли.
Спирт понятно, а качество
Здравствуйте Сергей, подскажите пожалуйста, в какое гнездо подключается температурный датчик и в каком пункте меню установить температуру выключения 95 градусов?
Сергей, здравствуйте. В конце этого видео вы сказали, что есть видео о совместной работе РМЦД-3 и автоматики БКУ-011. Я его не нашёл. Можно ссылку или как оно называется?
@Sergey Zhelezaka Да,думаю не стоит ставить большой отбор.Все работает стабильно.В конце гона колонна работала уже на 2.3 кв.т В начале гона 2кв.т.после стабилизации.
@Sergey Zhelezaka Интересно стало сколько смогу еще отобрать чистого продукта.После 95 кубовой,придушил до литра в час.Так до 96 спиртуозность не падала.На нижней царге ввода на 0,3 поднялась температура,продукт чистый.Уровень в диоптре,если и убавился,то на чуть,чуть,по сравнению началом гона.Вообщем не стал идти дальше,поздно уже,выключил,пошел спать😀
@Sergey Zhelezaka Дефф нержа?Хим запаха никакого не должно быть.Прокладки силикон,приемные силикон,это очень важно.При чем силикон настоящий😀Завтра рассортирую.А так спирт чистый,как обычно,пахнет практически воздухом.Не такой как в канистрах😀Такой спирт,полученный с буфером,после сортировки не имеет запахов алкоголя и мягкий как вода.
А почему,я ставлю максимальный разгон 3 кв.а стабилизацию 2.8 кв.а на разгоне показывает 2.8?
Купил рмцд.Подключил датчик температуры,датчика давления,а датчик аварийный на тса не подключить,так как выход на датчике не такой,как в рмцд.
Просто их нельзя поставить одновременно (либо тот. либо этот)
@litrenser Посмотрел в каталоге.Датчик к рмцд аварийно проходной,выглядит так же как у меня.
Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну
Тему создал, счас наполню ее содержимым))
Для тех, кому удобнее читать форум, ниже выложил по главкам содержимое своего сочинения на заданную тему.
А тем, кому удобнее читать за компьютером или с телефона/планшета, к этому, стартовому, посту прикрепляю весь опус, собранный в одном файле.
Сюда же буду в дальнейшем складировать ссылки на какие либо значимые посты на форуме, созвучные данной ветке.
Например
[сообщение #13495831]
Посл. ред. 21 Марта 19, 13:20 от игорь223
1. Принудительная эмульгация — шо цэ таке, и зачем оно нам?!
Все началось на форуме почти десять (десять, Карл!) лет тому назад.
Вот тут [Эмульгационный режим работы насадочных колонн]
Точнее говоря, началось все гораздо раньше, в середине прошлого века — когда советские ученые взялись исследовать эффективность насадочных колонн в разных режимах.
Я намеренно не буду вдаваться в детали, пересказывать и расшифровывать всякие там пленочные, турбулентные, и прочие эмульгационные режимы. просто потому, что это не интересно, с прикладной точки зрения — а вот в практической реализации метода пришла пора «навести порядок»!)))
Итак, при лабораторных исследованиях выяснилось, что при разной скорости пара (разной мощности нагрева) число ТТ (теоретических тарелок, или ступеней разделения — кому как больше нравится) у колонны меняется; соответственно, при ректификации меняется качество разделения фракций.
В одних режимах колонна работает лучше, эффективнее; в других несколько похуже.
Так вот, есть у Кафарова (да и не только у него, однако первоисточник нам не важен)))
приведен вот такой график:
1. Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну. Оборудование для перегонки и ректификации.
Этот режим назвали режимом принудительной эмульгации, когда эмульгирование достигается не за счет «трения» пара о жидкую фазу вещества, а за счет. думаю, тут нужно привести ссылку на первоисточник (потому что лень печатать, да и сказано у автора все предельно понятно)))
Замечание
Зачастую слово «принудительная» в названии этого режима опускают, что вызывает у многих «псевдознатоков» массу пустопорожних споров. Поэтому, во избежание кривотолков, сразу уточняю — далее я тоже буду опускать слово «принудительная», для сокращения текста.
Посл. ред. 15 Февр. 18, 09:36 от игорь223
2. Классический способ создания принудительной эмульгации в колонне
Для тех, кому лень читать подробно у Кафарова, приведу его классическую схему создания принудительной эмульгации
2.2.jpg Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну. Оборудование для перегонки и ректификации.
Здесь
1. Это наш перегонный куб
2. Узел ввода пара в колонну. Пар этот «клапан» пропускает через себя в колонну, а вот флегме слиться в куб обратно — препятствует. В этом месте и возникает первоначальная задержка флегмы.
3. Это как раз наша насадочная колонна, которую мы вводим в режим эмульгации.
5. Узел деления флегмы на отбираемую в нашу бутыль и возвращаемую в колонну на ее орошение.
6. А вот это как раз то механическое (гидравлическое, кому больше нравится) устройство, которое как раз и регулирует уровень затопления (уровень эмульсии) в царге.
В точке перелома обязательно должна быть «дырка» в атмосферу — вверху обоих половин сообщающихся сосудов давление должно быть одинаковым.
Наверху царги — дефлегматор с трубкой связи с атмосферой; следовательно, давление там примерно атмосферное.
Наверху гидроуровня — аналогичная трубка для связи с атмосферой. Иногда ее вводят в дефлегматор, чтоб уж точно сравнять давления, хотя нам это не нужно.
7. Холодильник. Его ставят «от греха», чтобы сконденсировать прорвавшийся через слив (если конструкция неудачно сделана) пары из колонны и кубовый пар, и вернуть конденсат обратно в куб. Нам он без надобности, кстати.
Посл. ред. 15 Февр. 18, 13:45 от игорь223
3. Этапы определения оптимальной схемы работы, или некоторые грабли на пути к спирту класса «Альфа»
Вот с этой самой классики, осмыслив теорию вопроса, я и начал свои практические эксперименты. Потому что захотелось один раз увидеть, чем сто раз услышать)))
3.1 Установка с классическим переливом
Так вот, в эмульсионном режиме, УРА-УРА, царга действительно давала достаточно высокое укрепление! Грубо говоря, на метре насадки в пленочном режиме можно было получать спирт крепостью 96.0 (ФЧ около 4) или 96,2 (ФЧ выше 
.
Теперь же крепость спирта поднялась до 96.7-96,8% ; это косвенно указывало на возросшую разделяющую способность колонны.
Значит, теория работает.
Однако в первый же опыт вылезли и недостатки гидравлической классики.
А именно: по мере осушения куба, при том, что мощность нагрева была стабилизирована достаточно жестко, происходил рост столба эмульсии в царге. Эмульсия норовила выползти за пределы царги, что я сначала принимал за начинающийся захлеб, но потом сообразил, что нужно искать причины этого явления.
Замечание. Верхний захлеб и выход эмульсии за пределы насадки внешне совершенно похожи, однако же на практике эти явления имеют разную природу.
Захлеб, напомню, возникает из-за подвешивания флегмы в верхней части колонны. Рост столба эмульсии возникает «снизу вверх» и имеет иные причины.
Однако, несмотря на разные причины, последствия для нас одинаковы — плевки и потоки спирта из ТСА.
Поэтому приходилось периодически «двигать» высоту гидроуровня (ну или как вариант уменьшать мощность нагрева).
Другой вариант — столб эмульсии не доводить до верха царги, оставляя верхнюю ее часть работать в пленочном режиме. Однако это значило терять «со старта» часть добавленных эмульсионным режимом ТТ, чего тоже неохота допустить.
Сел размышлять.
В итоге сообразил, что происходит.
Для наглядной иллюстрации приведу картинку сообщающихся сосудов
Так вот, классический случай сообщающихся сосудов — вот он
3.3.jpg Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну. Оборудование для перегонки и ректификации.
Как видно (да и всем мы знаем это со средней школы) уровень в обоих коленах гидроуровня совершенно одинаков!
Однако в нашем случае с колонной и переливом это не совсем так; просто потому, что у нас в коленах НЕ вода, и даже более того! Счас поясню в картинках.
1. В кубе много спирта, начало работы
Ну пусть навалка при старте имеет крепость 50%.
На первой тарелке (условно говоря в узле отвода флегмы из колонны) крепость 81% и плотность его грубо 0,85 кг/л. При этом далее (выше по колонне) крепость спирта быстро нарастает до 96%. А это значит, что плотность флегмы 0,81кг/л.
Замечание. Плотность эмульсии (смеси пара и флегмы) естественно еще ниже, но не хочу перегружать иллюстрацию излишними вычислениями; поэтому условно считаем, что колонна почти полна флегмой.
Так вот, раз в переливной части нашего гидроуровня жидкость плотнее (тяжелее), то для того, чтобы ее продавить в сливную часть, столбик менее плотной эмульсии должен приподняться немного выше.
Насколько?
0,85/0,81=1,05 или на 5%
При царге в 1 метр это 5см, при царге в 1.5 м это 7.5см
Выглядит это вот так
4.6.jpg Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну. Оборудование для перегонки и ректификации.
Смотрим, что будет дальше
2. К концу работы в кубе остается совсем мало спирта, ну скажем 3%.
На первой тарелке послеконденсации флегма будет иметь крепость уже 27%.
Соответственно плотность флегмы будет 0,97 кг/литр
Что мы имеем с соотношениями плотностей: 0,97/0,81 = 1.20.
Теперь, чтобы продавить тяжелую флегму через гидрозатвор, уровень в царге неизбежно должен увеличится на 20 см (на старте было 5) — то есть эмульсия вынуждена будет стать на 15см ВЫШЕ, чтобы продавить более плотную сливную флегму в куб, при той же высоте перелива.
5.2.jpg Принудительная эмульгация, как способ «турбировать» спиртовую колонну. Оборудование для перегонки и ректификации.
А при полутораметровой царге на 22,5см выше.
Повторюсь, изменение плотности сливаемой флегмы приводит нас к необходимости ЛИБО механически менять уровень перелива в процессе работы, ЛИБО первоначально оставлять эти самые 15-20-и далее сантиметров в пленочном режиме.
Второй «косяк» гидравлического перелива — это всякие шлангочки-железочки-трубочки вокруг колонны. На картинке все это выглядит красиво и опрятно, в боевых условиях даже окультуренное оно вызывает раздражение. Но об этом несколько позже.
Пока переходим ко второй схеме, или появление квалификационной царги.