Термометр в кубе должен давать максимально достоверную информацию для правильной оценки хода процесса перегонки. При этом главный вопрос, не куда ставить термометр, а зачем его ставить вообще? Что мы хотим увидеть или рассчитать по его показаниям? Если разобраться с этими вопросами, остальные моменты станут очевидными.
Итак, начнем с простых вопросов. Первый из них: какой крепости навалка в кубе? Чтобы ответить, достаточно знать температуру кипения навалки в текущий момент.
Обозначения:
- Т1 – температура кубовой навалки;
- Т2 – температура пара;
- Т3 – температура пара на входе в колонну.
Всех путает некорректный термин – «кубовая температура». Можно измерить непосредственно температуру Т1 в жидкостной зоне или температуру пара Т2. Вроде бы в обоих случаях это «кубовая температура», но это не так. Если мы измеряем температуру жидкости Т1, то и получаем именно её. А вот узнав температуру пара Т2, в дальнейшем можем только предположить, что она равна Т1.
В момент отрыва пара от кипящей поверхности, действительно, Т1 = Т2. Но с каждым мигом пар теряет температуру. На выходе из куба в колонну он намного холоднее, чем кипящая навалка.
Степень остывания спиртового пара зависит от теплопотерь через боковые стенки и крышку куба. Также немалую лепту вносит и льющаяся из колонны относительно холодная флегма. Насколько велика эта погрешность? Измеряемая температура пара может находиться в диапазоне от температуры парообразования до температуры конденсации.
Ширину этого коридора можно наглядно увидеть с помощью всем нам известной «рыбки».
Предположим, что в кубе кипит 25% раствор спирта. Поднимаясь по стрелочке 1 до пересечения с графиком температуры кипения жидкости (красная кривая), затем сворачиваем по стрелке 2 и определяем температуру кипения (парообразования) – 87 градусов. Пройдя по стрелочкам маршрутом 1-3-4-5, определим температуру конденсации образующегося при этом пара – 80,5 градусов. Это значит, что термощуп, торчащий где-то в паровой зоне, покажет температуру от 80,5 до 87 градусов.
Чем длиннее и ближе к кипящей поверхности будет щуп, тем с менее охлажденным паром он встретится, и тем ближе показания термометра будут к 87 градусам, и наоборот, чем короче и ближе к стекающей флегме, а также крышке куба будет щуп, тем ближе его показания приблизятся к 80,5 градусам. Если еще термометр вставлен в толстую гильзу, приваренную к крышке, то гильза как большой радиатор будет отводить тепло, а показания термометра станут еще более непредсказуемыми.
Погрешность измерений станет пренебрежимо малой, если кипятить в кубе жидкость близкую по своему составу к чистому спирту или воде. В этом случае разница между температурой конденсации и температурой парообразования будет стремиться к нулю вместе с возможной ошибкой измерений. Но вот незадача – этот диапазон винокурам не интересен.
Максимальная разница и возможная погрешность приходится на диапазон перегонки – 93-98 градусов, а погрешность может составлять до 12 градусов.
Это коридор, в котором в зависимости от теплопотерь будет находиться температура пара, то есть максимальное значение погрешности. На самом деле, такого не бывает. Чем лучше утеплен куб и его крышка, тем меньше теплопотери, а значение Т2 ближе к Т1.
Но существует цена ошибки… Предположим, термометр в паровой зоне показал 98 градусов, мы остановили отбор, думая, что в кубе осталось всего лишь 2% спирта. На самом деле, температура навалки была 97 градусов и содержание спирта примерно на 1,3% больше. При кубовой навалке в 30 литров это 400 грамм потерянного 96% спирта или 2 бутылки водки. Преждевременный переход на «хвосты» списал к повторной ректификации еще примерно столько же. Всё потому, что жало термометра не находилось в жидкостной зоне и при погрешности всего в 1 градус. Если куб плохо утеплен, жало находится далеко от поверхности навалки и погрешность намного больше?
Определение температуры навалки по температуре пара имеет погрешность неопределенной величины, максимальное значение погрешности неприемлемо, поскольку потери спирта будут очень большими.
Зная точное значение температуры навалки, можно определить её текущую крепость и содержание спирта в парах на входе в колонну. Имея крепость продукта на выходе, реально прикинуть, с каким количеством ступеней разделения (теоретических тарелок) работает в данный момент колонна.
Это очень важная и нужная температура, единственная из всех, абсолютную величину которой нужно определять с максимальной точностью.
Кубовая температура - это температура навалки (жидкости), мерять её нужно напрямую без посредничества пара, опустив термометр в жидкостную зону.
Да и правда, какую пользу можно ожидать от посредника, кроме испорченной информации?
Как выбрать термометр для перегонного куба
Любой термометр имеет класс точности. Это важный параметр, на которой нужно обращать внимание. Часто недобросовестные производители комплектуют продаваемые кубы биметаллическими термометрами с классом точности 2,5. Это значит, что при измерении температуры максимальная погрешность составит 2,5% от максимального значения на шкале термометра.
Если значение равно 120 градусам, то погрешность может быть до 3-х градусов. Например, если мы собираемся отсечь «хвосты» при температуре 94 градуса, и наконец-то увидели эту температуру на термометре, то на самом деле реальная температура может быть от 91 до 97 градусов. И это помимо влияния других факторов, рассмотренных выше.
При классе точности 1,5 – максимальная погрешность составила бы 1.8 градуса. При одном и том же классе точности термометр с меньшим максимальным значением измеряемой температуры будет точнее.
Как правило электронные термометры выдают более высокий класс точности. Даже бытовой кухонный термометр имеет точность плюс-минус 1 градус при цене деления 0,1 градуса, но не всё так просто. Точность измерения абсолютной температуры и разрешающая способность – разные вещи. Такие термометры оправдано применяются в колоннах, где важна не сама температура, а её изменение. Вот тут-то и играет роль 0,1 градуса. При измерении кубовой температуры он, безусловно, даст более точную температуру, чем биметаллический термометр, но чудес ожидать не стоит.
Для более точного измерения температуры кубовой навалки применяются электронные термометры типа Т-0,36-DS-A с выносным термодатчиком, у которых разрешающая способность и точность измерения равны 0,1 градуса. Правда, диапазон измерений более скромен: от -55 до 125 градусов, но для целей перегонки – в самый раз. Есть и недостаток – термодатчик DS18B20 требует гильзы для размещения в кубе.
Наиболее простой и доступный вариант размещения термодатчика – в гильзе ТЭН. При установке достаточно её отогнуть на пару сантиметров вбок и вверх от нагревательных элементов.
Если принято решение устанавливать гильзу, необходимо соблюсти простые требования: жало термодатчика должно быть на некотором удалении от ТЭН, дна и стенок кастрюли. Хотя бы пару сантиметров. Но и увлекаться не нужно, гильза не должна мешать установке дополнительного оборудования, например фальш-дна. Еще гильза не должна быть массивной, так как это не способствует точности измерений. Хорошо если внутренний диаметр гильзы приближается к диаметру термодатчика, применение термопасты – приветствуется.
Выводы
- Термометр для измерения кубовой температуры следует располагать только в жидкостной зоне.
- При выборе термометра нужно обращать внимание на класс точности, диапазон измерений и разрешающую способность.
Эта пошаговая инструкция – лишь один из методов перегонки на ректификационной (РК) или бражной (БК) колонне, освоив который можно получить продукт высокой очистки. Однако для фруктовых, ягодных и зерновых дистиллятов есть технологические нюансы, без знания которых вместо ароматного напитка будет чистый спирт. У каждого типа насадок свои особенности. Используйте предложенную методику как старт по изучению работы колонн, тренируясь на сахарной браге, или заведомо понимая, что в итоге получится спирт-ректификат или близкий к нему напиток.
Начальные условия. В наличии имеется спирт-сырец – перегнанная на обычном дистилляторе (самогонном аппарате) сахарная брага и – РК или БК. В данном случае методика работы на разных типах колонн почти идентична, а отличия описаны в подходящих местах инструкции.
Схема ректификации 
Пример ректификационной колонны в собранном виде с описание основных конструктивных элементов Технология домашней ректификации на РК и дистилляции на БК
1. Заполнить куб спиртом-сырцом не более чем на 3/4 высоты, обязательно оставив минимум 10-12 см паровой зоны. Однако слишком мало заливать тоже нельзя, чтобы в конце процесса перегонки, когда жидкости в кубе почти не останется, ТЭНы не вынырнули (не оголились).
Крепость кубовой навалки должна быть около 40%. Эта величина связана с минимальным флегмовым числом, необходимым для достижения отбора заданной крепости. При повышении крепости кубовой навалки минимальное флегмовое число уменьшается нелинейно, достигая минимума при крепости около 45%. Поэтому если начать процесс с крепости 60%, то придется уменьшать флегмовое число вплоть до 45% крепости, а потом увеличивать его по мере дальнейшего истощения кубового остатка по спирту. То есть вначале увеличивать отбор с 60 до 45% кубовой крепости, а потом его снижать. В результате ректификация не только будет сложнее в управлении, но и займет больше времени.
2 Включить ТЭН на максимальную мощность и довести спирт-сырец до кипения. Оптимальная мощность ТЭНа для разгона – 1 кВт на 10 литров навалки, тогда время до закипания – 15 минут на каждые 10 литров навалки.
3. Незадолго до начала кипения, при температуре 75-80 °C в кубе, включить подачу воды. После начала кипения уменьшить нагрев до рабочей мощности. Если рабочая мощность пока неизвестна – снижать до уровня ниже номинальной мощности на 200-300 Вт. Отрегулировать подачу воды так, чтобы пар полностью конденсировался в дефлегматоре. Вода на выходе должна быть теплой или горячей. Колонна начала работать на себя.
4. Контролировать значения на термометрах в колонне, подождать стабилизации показаний.
5. Определить рабочую мощность колонны. Для этого после стабилизации температур проверить давление в кубе. Понадобится манометр до 6000 Па (0,06 кг/ кв. см, 400 мм. вод. ст.), или U-образный дифманометр, подойдет и манометр от тонометра (если ничего другого не найдется).
Если давление стабильно и не растет, добавить мощность нагрева на 50-100 Вт. Давление в кубе должно подняться и через 5-10 минут стабилизироваться на новой величине. Повторять эту операцию до тех пор, пока давление не перестанет стабилизироваться и будет постоянно расти, например, по прошествии 20 минут рост продолжается. Запомнить текущие показания – это мощность захлеба.
Если имеется 50 мм колонна и насадка СПН 3,5, то последнее не растущее давление (в мм. водяного столба) будет примерно равно 20% высоты колонны в миллиметрах. Если же давление составит 30-40% от высоты колонны – это значит, что флегма зависла, и дальше идет процесс захлеба. При менее плотной насадке с меньшей удерживающей способностью мощность захлеба будет выше.
Если манометра нет, ориентируются на звуки колонны – при захлебе колонна может начать раскачиваться, слышится бульканье, повышенный шум, также возможны спонтанные выбросы спирта через трубку связи с атмосферой или в холодильник при отборе по пару. В первый раз без опыта определить захлеб колонны сложно, но возможно.
После определения мощности захлеба выключить нагрев и подождать несколько минут, чтобы флегма стекла в куб. Включить нагрев на мощности на 10% меньшей, чем захлебная. Дождаться стабилизации температур и давления в кубе. Если все в порядке, то это и будет рабочая мощность колонны.
Если рабочая мощность намного ниже номинальной, это значит, что насадка или опорные элементы насадки неправильно упакованы в колонну: слишком переуплотнена насадка, возможно путанка, есть очаги концентрации флегмы, где пар ее останавливает, затапливая колонну. В таком случае нужно разобрать колонну, пересыпать насадку, расправить путанку, затем собирать заново и повторить процесс настройки.
Рабочую мощность колонны определяют один раз. В дальнейшем полученное значение используют постоянно, изредка внося коррективы.
При правильно подобранной рабочей мощности давление в кубе будет каждый раз одинаковым. Оно не зависит от диаметра колонны и обычно составляет для насадки СПН 3,5 – 150-200 мм вод. ст. на каждый метр высоты насадки, для СПН 4 – 250-300 мм вод. ст., для других насадок значение будет иным.
При поиске рабочей мощности также можно ориентироваться на следующие практические данные: для травленной семигранной СПН 3,5 рабочая мощность в Ватт ориентировочно равна 0,85-0,9 от площади поперечного сечения трубы в миллиметрах. Если используется СПН 4, коэффициент возрастает до 1,05-1,1. Для менее плотных насадок коэффициент будет больше.
6. После стабилизации на рабочей мощности дать колонне поработать на себя в течении 40-60 минут.
7. Установить отбор «голов» на скорости 50 мл/час для 40 мм колонны, для 50 мм – 70 мл/час, для 60 мм – 100 мл/час, для 63 мм – 120 мл/час. При условии, что используется СПН.
Время отбора «голов» определяют, исходя из объема навалки: 12 минут (0.2 часа) на каждый литр 40% спирта-сырца. Нужно помнить, что это не дистилляция на обычном аппарате со змеевиком – в колоннах происходит разделение на фракции и последовательный их вывод в отбор в концентрированном виде.
Рекомендации типа 3-5% от абсолютного спирта – усредненные значения, но их никто не отменял, а точный контроль окончания отбора «голов» делают, ориентируясь по запаху выхода. Следует помнить, что время и скорость отбора «голов» — величины не связанные. Если отбирать «головы» со скоростью вдвое большей, они просто получатся в менее концентрированном виде.
Общий принцип: при отборе любой фракции нельзя забирать из колонны больше, чем поступает в зону отбора. Это предотвратит нарушение разделения фракций по высоте колонны.
8. Изменение скорости отбора осуществляется только с помощью регулировки подачи воды в дефлегматор для колонн с отбором по пару выше дефлегматора. Если колонна с жидкостным отбором, то просто краном отбора.
Мощность нагрева всегда должна быть неизменной, это обеспечивает стабильность количества подаваемого в колонну пара и работы колонны в целом.
9. Отобрать подголовники – это спирт второго сорта, слегка загрязненный головными фракциями. Его количество равно 1-2 объемам спирта, удерживаемых насадкой в колонне (150-500 мл). По сути делается промывка насадки от остатков «голов» и накопившихся в колонне промежуточных фракций. Для этого отбор устанавливают на уровне 1/3 от номинального (порядка 500 мл/час). Спирт второго сорта годится для повторной перегонки.
10. Перейти к отбору «тела»: установить начальную скорость отбора равную номинальной или немного выше. Номинальная скорость (мл/час) численно примерно равна рабочей мощности нагрева (в Вт). Например, если рабочая мощность 1800 Вт, то и начальная скорость отбора «тела» 1800 мл в час. К концу отбора мощность снижают до 600 мл/час,
11. Контролировать процесс по показаниям термометров и давлению в кубе. Существует несколько методов. Простейший – ориентироваться по разнице температур между нижним (20 см от низа насадки) и средним (на половине или 2/3 высоты колонны) термометрами. После начала отбора «тела» разница этих показаний не должна изменяться больше чем на 0,3 градуса. Как только разница увеличится более чем на принятую величину – нужно снизить скорость отбора на 70-100 мл.
Особые случаи: если есть только один термометр, действовать точно так же, ориентируясь на изменение его показаний. Для нижнего – изменение на 0,3 градуса, для верхнего – 0,1 градус. Это менее точный метод, так как он чувствителен к перепадам атмосферного давления.
Если термометров в колонне нет вообще, ориентируются на изменение температуры в кубе – снижают отбор на 6-10% после повышения температуры в кубе на каждый градус. Это неплохой метод, который позволяет идти на опережение залетов в колонне по температуре.
12. После отбора половины «тела» все чаще и чаще приходится уменьшать скорость отбора. Когда температура в кубе поднимается выше 90 °C, сивуха и другие промежуточные примеси покидают куб и накапливаются в насадке. Для более четкого их отсечения можно перед уменьшением отбора дать колонне поработать на себя в течении нескольких минут, затем возобновить отбор после того как разница температур вернется на прежний уровень, естественно, уменьшив скорость отбора. Это позволит более четко отсечь «хвосты» за счет создания спиртового буфера в зоне отбора.
13. Когда отбор снижается в 2-2,5 раза по отношению к начальному, температура регулярно покидает рабочий диапазон, при этом температура в кубе составляет 92-93 °C. Это сигналы для БК о том, что пора переходить к отбору «хвостов». На РК за счет большей удерживающей способности, при навалке меньше 20 объемов насадки, отбор можно продолжать до 94-95 °C, но зачастую процесс прекращают, сохранив время и нервы.
Поменять тару, установить скорость отбора примерно в половину или 2/3 от номинальной. Хоть это и «хвосты», но нужно постараться взять минимум примесей. Отбирать до 98 °C в кубе. «Хвосты» подходят для второй перегонки.
14. Промыть колонну. После отбора «хвостов» дать колонне поработать на себя 20-30 минут, за это время вверху соберутся остатки спирта, затем отключить нагрев. Спирт, стекая вниз, промоет насадку.
Также периодически нужно пропаривать насадку, убирая остатки сивушных масел. Это можно сделать, выгнав спирт-сырец «досуха», затем на приличной скорости продолжать отбор, пока не пойдет дистиллят без запаха. Второй метод – залить в куб чистую воду и пропарить колонну.
А вот то, что испаряется при более низких температурах - от 65-70 градусов называется «головами». Это альдегиды, эфиры (метиловый спирт, уксусный альдегид, муравьино-этиловый эфир, уксусно-метиловый эфир) и прочие летучие вещества, которые не только портят вкус самогона, но и довольно ядовиты. Полученную в этом диапазоне температур жидкость необходимо безжалостно вылить в канализацию. Она непригодна даже для технического использования.
Правильная технология перегонки браги требует, чтобы после достижения температуры 63 С интенсивность нагрева резко снизилась, и был осуществлен плавный переход к Т= 65 С. Затем при медленном нагревании температура браги удерживается на этом уровне ± 3 С некоторое время, достаточное для получения определенного количества жидкости (голов).
В среднем количество голов составляет 10-15% от объема чистого спирта, который предполагается произвести путем перегонки. В перерасчете на самогон крепостью 50 процентное соотношение снижается до 7-8%. К примеру - расчетное количество браги позволяет получить 10 литров самогона. В этом случае первые 0,5 литра, полученные при температуре 63-68 градусов и будут головы. От которых следует избавиться. Если установить на аппарате точный работоспособный термометр, то контролировать процесс несложно.
Основной продукт начинает выделяться при Т=78 С и длится при умеренном нагревании до 85 градусов. Затем начинают выделяться не менее вредные вещества - «хвосты», которые содержат немалое количество спирта и сивушные масла, которые не столь ядовиты, как «головы» но способны изрядно испортить вкус и цвет самогона. Их тоже нужно отобрать отдельно. Но их выливать не нужно - они вполне пригодны для повторной перегонки.
Виды термометров для самогоноварения
Температурные режимы, о которых говорилось выше, действительны для бытовых дистилляторов классической схемы - перегонный куб, сухопарник, холодильник. Аппараты с ректификационными колоннами, царгами, дефлегматорами и прочими приспособлениями имеют свой температурный режим работы, но качественный термометр для самогонного аппарата понадобится и здесь, даже не один.
Если самогонный аппарат своими руками сделать несложно, то даже простейший градусник соорудить не получится - слишком сложные технологии применяются при их изготовлении и очень хлопотно их градуировать. Смоделировать промышленный цикл производства термометров в домашних условиях практически невозможно. Лучше всего купить готовый градусник. Для самогонного аппарата можно использовать практически все их разновидности:
- электронные;
- цифровые;
- биметаллические;
- спиртовые.
Установка термометра в куб самогонного аппарата для человека, знакомого с простейшими ручными инструментами сложности не составит. В продвинутых аппаратах с сухопарниками можно установить два термометра - в кубе и сухопарнике. Это позволит контролировать температуру браги и паров. Если сухопарника нет - можно вмонтировать градусник в холодильник.
Цифровой термометр, скорее всего, самый оптимальный вариант
Электронный термометр для самогонного аппарата - лучший вариант. Он очень чувствителен и реагирует на малейшие изменения температуры браги или паров с точностью до 0,1 С. Большим его плюсом является шкала с хорошо пристраивающимися цифрами и наличие щупа длиной 150-200 мм, который можно погружать непосредственно в брагу.
Устанавливается термометр в металлическую гильзу, вмонтированную в крышку куба, или ввинчивается в резьбовое гнездо. Второй вариант более предпочтительный - в этом случае термометр показывает температуру жидкости, а не металлической стенки гильзы, которая может отличаться на 1-2 0 С. Отклонения в показаниях не критичны и для любительского самогоноварения вполне допустимы.
Диапазон измерений электронного термометра – 50… +300 С. его можно использовать не только при самогоноварении, но и при подготовке браги (оптимальная температура брожения - 20-30 С), для копчения продуктов, измерения температуры в толще любого продукта - зонд из нержавеющей стали погружается на заданную глубину.
Цифровой термометр может производиться и с выносным датчиком на проводе длиной 1 м и более. Установить его на самогонный аппарат своими руками тоже несложно. Главное, чтобы зонд был погружен в жидкость, обдувался паром или контактировал с измеряемой средой иным способом максимально плотно. Лучший и наиболее безопасный способ - поместить его в гильзу.
Сделать цифровой термометр можно своими руками, воспользовавшись одной из схем, которые можно найти в интернете. Но для этого нужно уметь работать с паяльником и разбираться в электронных схемах. Если вам этот вид деятельности неподвластен, то лучше купить готовый термометр - китайская промышленность производит их несколько десятков моделей по вполне доступной цене. Самостоятельное изготовление обойдется дороже, если учесть затраты времени на поиск комплектующих и сборку устройства.
Очень удобен в работе биметаллический термометр. Он обладает вполне допустимой точностью, простой в обращении и установке, недорогой. Такими измерителями оборудуется большинство дистилляторов промышленного изготовления, поэтому в их надежности сомневаться не стоит.
Изначально, большинство бытовых самогонных аппаратов оснащаются биметаллическими термометрами
Биметаллический термометр хорош тем, что его можно без опаски ввинтить непосредственно в корпус бака. Он сделан из металла и выдерживает любые температуры и давления. Если аппарат ранее не был рассчитан для установки термометра, то модернизировать его можно своими руками - для этого достаточно просверлить отверстие в корпусе испарителя и вмонтировать в него резьбовой штуцер или гильзу (в зависимости от вида термометра). Нужно предусмотреть возможность изоляции штуцера от корпуса бака теплоизолирующими прокладками, чтобы сам термометр не нагревался, а со средой взаимодействовал только датчик.
При желании можно воспользоваться стеклянным спиртовым термометром. Он недорогой и довольно точный, только нужно выбирать прибор со шкалой до 120-150 С.
Напоследок, видео как установить цифровой термометр.
Многие опытные самогонщики выполняют процесс перегонки на самодельных аппаратах без какого-либо дополнительного оборудования типа спиртометра или термометра. И действительно, настолько ли нужен термометр для самогонного аппарата? Скорее да, чем нет, особенно если перегонять брагу в самогон берется новичок.
Основная задача термометра в самогонном аппарате - контролировать процесс отбора фракций. Этот процесс и является ключевым во всем искусстве самогоноварения. Неправильно отобранные фракции могут дать на выходе меньшее количество готового продукта или еще хуже - некачественный самогон с большим количеством вредных примесей.
Биметаллический термометр на перегонном кубе
Из теории процесса дистилляции браги многим известно, что спирт и вода - вещества неразделимые и кипят они вместе, но пофракционно. То есть за весь период, когда из самогонного аппарата выходит продукт, там будет содержаться оба вещества, только в разных пропорциях. Но помимо этого, при температурах ниже температуры кипения спирта начинают кипеть ацетон, метиловый спирт и другие вредные вещества, а ближе к температуре кипения воды - сивушные масла. Таким образом при перегонке отделяют первую и последнюю фракцию и для того, чтобы сделать это правильно, необходим термометр.
Какие бывают термометры?
Все термометры делятся на несколько категорий, в зависимости от принципа работы с точки зрения физики. В устройстве имеется шкала, по которой можно определить температуру. Но главное, что нужно знать - это то, что каждый из них отличается такими параметрам, как цена, способ установки и точность показаний. Выделяют следующие основные типы:
- Биметаллические - в качестве измерительного датчика выступает лента или спираль из биметалла.
- Электронные - принцип их работы построен на явлении изменения сопротивления веществ при изменении температуры. Датчик может быть выполнен из металла или полупроводника.
- Цифровые - температура измеряется в зависимости от скачков давления.
- Жидкостные - состоят из стеклянной колбы, наполненной жидкостью, например, ртутью или спиртом, которая расширяется при повышении температуры.
- Инфракрасные - измеряют температуру по излучению, не требуют непосредственного контакта с излучаемой поверхностью.
Наиболее популярными типами среди пользователей аппаратов являются первые три. Они обладают своими достоинствами и недостатками. Наиболее надежным и долговечным можно считать биметаллический термометр.
Принцип их действия основан на том, что разные металлы имеют разные коэффициенты линейного расширения в зависимости от температуры. Обычно термометр имеет резьбовое соединение, и для того чтобы его подсоединить, нужно впаять в крышку перегонного куба штуцер с резьбой. Электронный термометр для самогонного аппарата, как и жидкостный, требует всего лишь отверстия в крышке, через которое вставляется сам датчик в силиконовую трубку и замазывается герметиком.
Основной минус биметаллического термометра заключается в том, что его показатели являются не слишком точными. Его использовать рекомендуется тем людям, которые уже имеют определенный опыт в самогоноварении.
Термометр электронный в самогонном аппарате, как правило, показывает более точную температуру. Однако он очень хрупкий и может выйти из строя без возможности его отремонтировать уже после первого даже не слишком сильного удара. В большинстве случаев любое повреждение приводит к покупке нового градусника.
Наиболее точную температуру показывают цифровые термометры. Но и стоимость их очень высока, как и ремонт такого прибора, поскольку для этой цели необходим высококвалифицированный специалист.
Жидкостные термометры не используются в системах с высоким нагревом, так как есть вероятность вытекания ртути. Основное применение инфракрасного термометра - ректификационные колонки, поскольку там высокая степень нагрева жидкости.
Принципы монтажа
Как установить термометр? Чтобы произвести установку прибора для измерения температуры на самогонный аппарат, необходимо выполнять определенную последовательность действий. Вначале обозначьте его местоположение. Как показывает практика, в случае если идет речь о самодельном аппарате, лучшее место - верхняя часть перегонного куба.
Для того чтобы установить термометр, необходимо просверлить отверстие в кубе. Диаметр такого отверстия должен совпадать с размером установочного цилиндра, куда впоследствии будет помещен градусник. Такой цилиндр, как правило, идет в комплекте при покупке специализированного термометра.
После того как вы проделали отверстие, необходимо будет вставить цилиндр внутрь, понадобится болт для закрепления конструкции с внешней сторон перегонного куба. Далее конструкция крепится с помощью гайки, и сам прибор монтируется в цилиндр.
Перед тем как самогонный аппарат запустить, его необходимо проверить. Для этого лучше всего подойдет обычная вода: сначала ее необходимо залить в куб, после чего начать процесс перегонки. При этом важно следить за показателями прибора.
Отмечаем такие параметры, как постоянство его показаний, точность, устойчивость конструкции. Если тестирование завершилось успешно, а температура воды на выходе не превышает 19-20 градусов, можно начинать перегонку. Более высокая температура может говорить о неисправность системы охлаждения змеевика.
Как правильно подобрать термометр?
- Первое на что стоит обратить внимание - это диапазон измерения. Обычно, это можно узнать, просто взглянув на шкалу прибора; если датчик показывает цифры - в инструкции по эксплуатации. Как правило, такой диапазон составляет 0–120 градусов.
- Какие еще вопросы важны? Например, материал, из которого изготовлен градусник: лучше всего, чтобы это была нержавеющая сталь. Такой градусник менее всего подвержен повреждениям и прослужит дольше.
- Еще один фактор - метод крепления. Самый часто встречающийся - это установка градусника при помощи гайки и болта. Не следует покупать устройства, вид крепления которых кажется ненадежным, например, на липучках. Вероятнее всего, оно прослужит недолго. Также градусник не может крепиться на клей, потому что обычно он боится высоких температур.
Нужен ли термометр: за и против
Основными преимуществами термометра являются:
- возможность точно регулировать процесс перегонки;
- довести со временем его до автоматизма так, чтобы можно было полагаться только на показания термометра.
Но есть у него и ряд недостатков:
- при установке термометра можно нарушить герметичность аппарата;
- нельзя полагаться только на его показания, необходимо несколько раз перегнать брагу, чтобы разобраться в температурах, которые характерны для конкретного аппарата и браги;
- как и любое дополнительное оборудование, он стоит денег;
- не является необходимым, хотя и полезен.
Вот все основные моменты, касающиеся термометров в самогонном аппарате. Какой из них выбрать и приобретать ли вообще - личное дело каждого. Качество продукта повышается только с опытом и грамотным подходом к делу.
В современном винокурении термометр для самогонного аппарата стал необходимым измерительным прибором, от которого во многом зависит качество конечного продукта.
Кто-то утверждает, что без него обходились сотни лет наши предки, так возможно, мы преувеличиваем его значение?
Хочется добавить, что и без кондиционеров, телефонов, интернета также обходились, но ведь это не значит, что нужно отказаться от всех благ цивилизации.
Зачем в термометр:
- С его помощью легко следить за температурой браги или спирта-сырца при вторичном перегоне и, соответственно, регулировать степень нагрева куба.
- Он помогает правильно разделить дистиллят на фракции и предохранить от попадания в конечный продукт ядовитых соединений – сивушных масел:
- когда на шкале 63-70°С, испаряются вещества с низкой температурой кипения. Это и есть «головы» — самые ядовитые из возможных примесей в самогоне. К ним относятся метиловый спирт, альдегиды, эфиры. Головы отбирайте в отдельную посуду и затем утилизируйте;
Важно. При достижении 63°С температуру нагрева резко снизьте и постепенно доведите до 65°С, отбирая головы только покапельно, не позволяя превратиться дистилляту в струю. Количество голов – 10-12% от чистого спирта.
- 78,4°С – это температура кипения этилового – питьевого, который нам и нужен. Эту фракцию называют телом или сердцем самогона. На самом деле испарение этилена начинается уже при 72-74°С (подобно тому, как пар от воды поднимается задолго до ее кипения). Тело отбирают тонкой струей до 85°С;
- далее следуют хвосты. Одни их собирают, чтобы добавить в брагу при последующем перегоне и получить больший выход спирта-сырца. Другие этот процесс игнорируют и просто прекращают перегон, считая, что хвосты не стоят потраченного на них времени и энергоресурса.
- Не только качество дистиллята, но и его вкусовые качества зависят от правильного перегона . Даже частичное попадание в перегон голов и хвостов ухудшают органолептику продукта. В нем появляются сивушные нотки деревенского самогона. Поэтому ориентироваться в разделении дистиллята только на «чутье» невозможно.
Виды термометров для самогоноварения
Для самогоноварения подходят несколько видов бытовых термометров, которые применяются и при копчении, приготовлении пищи, и т.п. Рассмотрим их по мере популярности у винокуров.
Биметаллический
Его можно назвать самым популярным и недорогим. Именно такими комплектуют самогонные аппараты примышленного изготовления класса эконом и среднего ценового сегмента.
Да и в самодельных аппаратах чаще всего используют именно этот вид измерительных приборов.
Их преимущества:
- невысокая цена;
- легкость приобретения. В интернете – неплохой выбор. Самогонщики предпочитают устройства с крупной круглой шкалой и коротким щупом. Есть модели и с длинным тонким щупом, но под него сложнее сделать капсулу;
- приемлемая точность, хоть и возможны отклонения на пару градусов;
- прочность. Корпус, шкала, стрелка изготовлены из металла. Плюс стекло над шкалой.
Такой термометр обычно устанавливается в перегонный куб с помощью вваренной капсулы. В этом случае перед перегоном прибор попросту вставляют в капсулу.
В другое время его можно использовать для других целей. Реже используют без капсулы, с помощью резьбового соединения. Но при этом в конструкции должна предусматриваться такая возможность. Считается, что так показания точнее (щуп соприкасается непосредственно с парами без «посредника» в виде капсулы).
Также биметаллические термометры устанавливают в царгах.
Этот вид имеет свои недостатки:
- Учитывая тот факт, что основной поставщик этой продукции – Китай, качество порой оставляет желать лучшего.
- Невысокий ресурс. Через пару лет точность показаний падает.
Электронный
Преимущества:
- Точность показаний. Отклонения не более 0,2 градуса.
- Долговечность и прочность конструкции.
- Чувствительность к изменениям температуры. Электронный мгновенно реагирует даже на десятые градуса.
- Щуп длиной 15-20 см чутко реагирует на изменение температуры в кубе и колонне (устанавливаются два термометра).
- Лучше, если электронный термометр устанавливается непосредственно в куб или в колонну (резьбовое соединение). Но желательно предусмотреть изоляцию от непосредственного контакта с металлом, тогда показания температуры пара – почти идеальны. При использовании капсулы возможны отклонения в 1-2 градуса.
Недостатков почти не наблюдается. По сравнению с биметаллическим – лучший вариант.
Цифровой
Этот вид предназначен для точного измерения температуры как на поверхности, так и в толще продукта. Широко используются при копчении, изготовлении различных продуктов.
Часто укомплектован щупом на проводе длиной метр и более: табло с показаниями находится на расстоянии от прибора.
Безопаснее поместить его в закрытую гильзу, углубленную в куб, возможно – непосредственно в жидкость.
Прибор предельно точен для бытовых приборов, но требует источника питания.
Жидкостный
Это всем известная модель в стеклянном исполнении. Дает точные показания, быстро реагирует на изменения температуры.
Главный недостаток – хрупкость . Требует бережного отношения. В самогонном аппарате допустимо использование только спиртового термометра . При разбивании он не столь опасен, как ртутный.
Инфракрасный
Весьма интересный вид, но в самогоноварении малоэффективный.
Работает по принципу инфракрасного излучения: луч направляется на объект, температуру которого нужно измерить. На электронном табло появляются показатели.
Но дело в том, что цифры обозначат, пусть и точно, температуру стенки куба, которая на несколько градусов отличается от нагрева жидкости (браги).
При наличии этого устройства его можно использовать, но специально покупать за контролем нагрева браги нерационально.
Какой выбрать?
Самогонщики предпочитают для измерения температуры нагрева спиртосодержащей жидкости в кубе или колонне иметь максимально точный и приемлемый по стоимости прибор, использование которого не вызывает трудностей. Именно поэтому все описанные приборы расположим по рейтингу:
- Цифровой.
- Биметаллический.
- Электронный.
- Жидкостный.
- Инфракрасный.
Монтаж прибора своими руками
Если у вас уже имеется перегонный куб (колонна), в конструкции которого предусмотрен термометр, его установка не представляет трудностей. А вот при самостоятельном монтаже необходима доработка:
- Приобретите термометр подходящего вида со шкалой не менее 120°С.
- Подберите под щуп имеющегося у вас измерительного прибора трубку из нержавейки. Она должна соответствовать по длине и ширине.
- Сделайте из трубки капсулу, заварив нижнюю часть.
- Просверлите в верхней части куба отверстие, соответствующее диаметру трубки.
- Вварите капсулу в отверстие.
- Другой вариант – соединить капсулу с помощью резьбы и двух гаек через силиконовые прокладки с обеих сторон куба.
Важно. Не используйте резиновые прокладки. Нагреваясь, они будут передавать неприятный запах жженной резины дистилляту.
Остается вставить в капсулу термометр и пользоваться им во время перегона.
Как вариант – вставить термометр не в капсулу, а непосредственно в куб. Для этого необходимо предусмотреть герметичное соединение: вкручивать прибор в куб. Что возможно только в случае резьбы в верхней части щупа (где он соединен со шкалой).
Регулировка показателей
Как правило, термометры поступают в продажу уже в откалиброванном виде. Но возможны и сбои во время эксплуатации, и неточность показателей. В таком случае прибор можно отрегулировать. Например, в биметаллическом обычно возможна регулировка болтом, с помощью отвертки.
Иногда требуется откалибровать электронный или два прибора для установки в куб и колонну, чтобы они показывали точную температуру. Нужна емкость с холодной водой, в которой плавает лед (условно – ее температура 0°С). Погрузите в эту воду щуп не менее чем на 5 см минуты на 3.
Затем нажмите «CAL»(есть такая кнопка для калибровки) и удерживайте 3 секунды. Термометр настроится на нулевую температуру. После этого поболтайте щупом в воде со льдом. Если показания изменятся, еще раз проведите калибровку.
Относительно цифровых и инфракрасных термометров – смотрите инструкцию. Как правило, они не нуждаются в дополнительной регулировке, а погрешность составляет не более 0,2 градуса. Самостоятельная калибровка может привести к еще большей неточности.
Термометр – необходимый прибор для винокура, стремящегося к производству чистого и вкусного самогона без постороннего запаха и привкуса. Выбор зависит от ваших возможностей и желания усовершенствовать собственное мастерство в создании элитного домашнего крепкого алкоголя.