Термометр в ведре должен давать наиболее достоверную информацию для правильной оценки протекания процесса перегонки. При этом главный вопрос не куда поставить градусник, а зачем его ставить? Что мы хотим увидеть или вычислить из ваших показаний? Если вы позаботитесь об этих вопросах, остальные моменты станут очевидны.
Итак, начнем с простых вопросов. Первый из них: чему равна кажущаяся сила, действующая на куб? Для ответа достаточно знать температуру кипения основной массы в текущий момент времени.
Обозначения:
- T1: нижняя объемная температура;
- Т2 – температура пара;
- T3 – температура пара на входе в колонну.
Всех смущает неправильный термин: «кубическая температура». Можно непосредственно измерить температуру T1 в жидкой зоне или температуру пара T2. Кажется, что в обоих случаях это «кубическая температура», но это не так. Если мы измерим температуру жидкости Т1, то получим ее. Но узнав температуру пара Т2, в дальнейшем можно только предположить, что она равна Т1.
В момент отрыва пара от поверхности кипения фактически Т1 = Т2. Но каждую минуту пар теряет свою температуру. На выходе из ковша в колонну она значительно холоднее кипящей массы.
Читайте также: Настойка иван-чая на водке или самогоне.
Степень охлаждения паров спирта зависит от потерь тепла через боковые стенки и крышку ведра. Относительно прохладная мокрота, которая сочится из позвоночника, также вносит значительный вклад. Насколько велика эта ошибка? Измеряемая температура пара может варьироваться от температуры испарения до температуры конденсации.
Ширину этого коридора хорошо видно с помощью всем известной «рыбки».
Предположим, в ведре кипит 25-процентный раствор спирта. Поднимаясь по стрелке 1 до пересечения с графиком температуры кипения жидкости (красная кривая), затем поворачиваем по стрелке 2 и определяем температуру кипения (испарения) — 87 градусов. Следуя стрелкам по маршруту 1-3-4-5 определяем температуру конденсации полученного пара — 80,5 градусов. Это значит, что торчащий где-то в паровой зоне температурный щуп покажет температуру от 80,5 до 87 градусов.
Чем длиннее и ближе к поверхности кипения находится зонд, тем меньше охлажденного пара он найдет, и чем ближе показания термометра к 87 градусам, и наоборот, тем короче и ближе к вытекающей мокроте, а также к концентратору колпачок, будет щуп, чем ближе ваши показания доберутся до 80,5 градусов. Если градусник еще и вставить в толстую гильзу, приваренную к крышке, то гильза, как большой радиатор, будет отводить тепло, и показания градусника будут еще более непредсказуемыми.
Погрешность измерения станет незначительной, если кипятить в ведре жидкость, близкую по составу к чистому спирту или воде. В этом случае разница между температурой конденсации и температурой испарения будет стремиться к нулю вместе с возможной погрешностью измерения. Но вот проблема: эта линейка не интересна винокурням.
Максимальная разница и возможная погрешность находятся в диапазоне перегонки: 93-98 градусов, а погрешность может достигать 12 градусов.
Это коридор, в котором в зависимости от теплопотерь будет температура пара, то есть максимальное значение ошибки. На самом деле этого не происходит. Чем лучше утеплены ведро и его крышка, тем меньше будут потери тепла и значение Т2 будет ближе к Т1.
Ранее мы рассказывали: Настойка на самогоне с сосновыми шишками.
Но за ошибку приходится платить… Допустим, термометр в паровой зоне показывал 98 градусов, мы остановили отбор, думая, что в ведре осталось всего 2% спирта. На самом деле объемная температура составляла 97 градусов, а содержание алкоголя было на 1,3% выше. При 30-литровом кубе это 400 грамм 96-процентного спирта или 2 бутылки водки.
Преждевременный переход на «крестовину» списал примерно столько же на новое исправление. Это потому, что кончик термометра не находился в зоне жидкости и с погрешностью всего в 1 градус. Если куб плохо изолирован, яма далеко от насыпной поверхности и погрешность намного больше?
Определение объемной температуры по температуре пара имеет погрешность неопределенного значения, максимальное значение погрешности недопустимо, так как потери спирта будут очень большими.
Зная точное значение объемной температуры, можно определить ее текущую градуировку и содержание спирта в парах на входе в колонну. Учитывая сопротивление продукта на выходе, реально оценить, с каким количеством ступеней разделения (теоретических тарелок) в данный момент работает колонна.
Это очень важная и необходимая температура, единственная из всех, абсолютная величина которой должна быть определена с предельной точностью.
Нижняя температура – это температура массы (жидкости), ее необходимо измерять непосредственно без посредничества пара, опуская термометр в зону жидкости.
В другой статье вы узнаете: Самогонный аппарат Бахус.
В самом деле, какой выгоды можно ожидать от посредника, кроме искаженной информации?
Как выбрать термометр для перегонного куба
Любой термометр имеет класс точности. Это важный параметр, на который стоит обратить внимание. Недобросовестные производители часто дополняют продаваемые ведра биметаллическими термометрами с классом точности 2,5. Это означает, что при измерении температуры максимальная погрешность составит 2,5% от максимального значения на шкале термометра.
При значении 120 градусов погрешность может достигать 3 градусов. Например, если мы собираемся срезать «хвосты» при температуре 94 градуса и в итоге увидеть эту температуру на градуснике, 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 составит 1,8 градуса. При одинаковом классе точности более точным будет термометр с меньшим максимальным значением измеряемой температуры.
Как правило, электронные термометры дают более высокий класс точности. Даже бытовой кухонный термометр имеет точность плюс-минус 1 градус при цене деления 0,1 градуса, но не все так просто. Точность и разрешение измерения абсолютной температуры — две разные вещи. Такие термометры оправданно применяются в колонках, где важна не сама температура, а ее изменение. Здесь в игру вступает 0,1 градуса. При измерении температуры днища он наверняка даст более точную температуру, чем биметаллический термометр, но чудес ждать не стоит.
Для более точного измерения температуры кубической сваи применяют электронные термометры типа Т-0,36-ДС-А с выносным датчиком температуры, у которых разрешающая способность и точность измерения составляет 0,1 градуса. Правда, диапазон измерений скромнее — от -55 до 125 градусов, но для перегонных целей — справедливый. Есть и недостаток: датчик температуры DS18B20 требует надевания гильзы на ведро.
Самый простой и экономичный вариант размещения датчика температуры – на гильзе ТЭНа. При установке достаточно отогнуть его на пару сантиметров в сторону и вверх от нагревательных элементов.
Если принято решение об установке рукава, то необходимо соблюдать простые требования: наконечник термодатчика должен находиться на определенном расстоянии от нагревательного элемента, дна и стенок кастрюли. Хотя бы пару сантиметров. Но и увлекаться тоже не нужно, рукав не должен мешать установке дополнительного оборудования, например фальшдна. Также рукав не должен быть массивным, так как это не способствует точности измерений. Ну а если внутренний диаметр гильзы близок к диаметру термодатчика, то использование термопасты приветствуется.
Выводы
- Нижний термометр температуры следует размещать только в области жидкости.
- При выборе термометра следует обращать внимание на класс точности, диапазон измерения и разрешающую способность.
