Холодильник для самогонного аппарата своими руками

Холодильник для самогонного аппарата своими руками

Дистилляция – способ приготовления алкогольных напитков, который никогда не потеряет своей популярности. Спирт, полученный путем дистилляции отличается от ректификационного вкусовыми и ароматическими нотками, которые сохраняются от исходного сырья – злаков, винограда, яблок. Холодильник (он же конденсатор) – ключевой элемент самогонного аппарата, который конденсирует спиртовой пар, превращая его в самогон.

Разновидности холодильников и их устройство

Все конденсаторы самогонных устройств делятся на две категории – прямоточные и змеевики. Самогоноварение – это творческий процесс, благодаря которому классические конструкции холодильников имеют бесчисленное количество конфигураций. Ниже перечислены основные разновидности охладителей для самогонного аппарата.

Либиха

Холодильник Либиха используется в большинстве маломощных дистилляторов. Представляет собой простую конструкцию из двух прямых трубок, впаянных одна в другую. Во внешней трубке или рубашке находится охлаждающая жидкость, чаще всего вода, во внутренней происходит конденсация паров. Холодильники Либиха исполняются в двух вариантах – нисходящем и обратном. При использовании обратном виде конденсат из внутренней трубки возвращается в перегонный куб. В таком виде холодильник используется как дополнительный конденсатор или сухопарник, который берет на себя функцию предварительной очистки от грубых примесей. В классической конструкции самогонного аппарата применяется нисходящий охладитель, из которого дистиллят поступает в емкость для готового продукта. Очевидный недостаток холодильника Либиха – его хрупкость, стеклянную деталь легко повредить в процессе.

Шариковый

Конструкция немного сложнее холодильника Либиха, но значительно эффективней и производительней. Для лабораторного использования чаще применяется обратный вариант шарикового охладителя (или холодильника Аллина). Но в самогоноварении он давно проверен как нисходящий. Высокая производительность достигается благодаря внутренней колбе, которая представляет собой ряд шарообразных расширений. За счет шариков увеличивается площадь охлаждающей поверхности и сокращается расстояние между внутренней колбой и рубашкой-охладителем. Применяя этот вид холодильника, важно учитывать угол наклона, чтобы в расширениях не скапливался конденсат.

Димрота

Холодильник Димрота часто используется в ректификационных колоннах в качестве дефлегматора – обратного охладителя. Но также применятся и в самогонных аппаратах, при этом достигается высокая степень очистки с небольшими потерями дистиллята. Конструкция этого устройства имеет множество конфигураций и может изготавливаться из стекла или нержавеющей стали. Охладитель Димрота представляет собой колбу, внутри которой расположена спираль. По спирали подается охлаждающий агент – холодная вода, а спиртосодержащие пары поступают внутрь колбы и конденсируются на внешних стенках спирали. В этом главное отличие от классических холодильников, в которых конденсат собирается во внутренней трубке.

Это устройство используют не только как основной холодильник, но и в качестве сухопарника-дефлегматора для предварительной очистки от сивушных масел.

Змеевик

Иначе холодильник Грэхэма – часто используемый вид охладителя, компактный и довольно простой для самостоятельного изготовления. Это спиральная металлическая трубка, помещенная в закрытую емкость с проточной водой. Охладитель может быть и не проточным, но производительность в таком случае значительно снизится. Такой вариант подходит для маломощных дистилляторов. Как и у других конденсаторов, у змеевика есть свои недостатки. Высока вероятность возникновения конденсатных пробок, что приводит к перепадам давления и забросу сырья в холодильник. За счет большой площади витой трубки, сложнее регулировать температуру теплообменника, в отличие от прямотока, который быстро реагирует на изменение температуры воды.

Важно !!! Самогонный аппарат без проточной воды: какой лучше выбрать, отзывы

Что лучше: змеевик или прямоточник?

Охладители для самогонных аппаратов, несмотря на свою схожесть принципа действия, имеют различия в характеристиках. Стоит выделить плюсы каждой конструкции в отдельности.

Прямоточный холодильник обладает высоким коэффициентом полезного действия. Благодаря этому снижается расход воды, потребляемой для охлаждения. Регулировка температуры в нём легче, чем в змеевике, так как отклик происходит намного быстрее. Главное преимущество прямоточного охладителя в том, что пропускающая пар трубка достаточно широкая для того, чтобы в ней не возникали пробки. Из за них возникают скачки давления в перегонном кубе, провоцирующие резкое закипание браги и нарушению технологии процесса.

Помимо прямоточного охладителя можно сделать охлаждающий самодельный змеевик. Площадь поверхности его внутренней трубки выше, чем у прямотока, за счёт спиралевидной конструкции. Благодаря этому остывание пара происходит быстрее. Размеры такого устройства компактнее, а в установке он проще.

Нельзя определённо сказать, какой из холодильников лучше. Каждый имеет свои плюсы и минусы. Самогонщики подбирают конструкцию под свои характеристики аппаратов. На выбор влияет мощность, объёмы напитка и поставленные прибору задачи.

Место холодильника в самогонном аппарате

Холодильник в самогонном аппарате выполняет ключевую функцию, от его качества и правильного расположения зависит производительность установки и качество дистиллята. В классической конструкции дистиллятора перегонный куб напрямую соединен с охладителем либо между ними дополнительно присоединяется сухопарник – устройство для предварительной очистки от сивушных масел.

Расположение холодильника напрямую влияет на производительность. Разместить его можно тремя способами – вертикально, горизонтально или под наклоном.

Важно: Оптимальное расположение холодильника – вертикальное, при этом пар из перегонного куба поступает сверху.

В вертикальном положении самогон естественным образом стекает вниз, не скапливается в витках змеевика или на стенках прямотока. Это снижает вероятность образования конденсатных пробок, перепадов давления и температуры, что может сказаться на качестве продукта.

Также принципиальное значение имеет тип охлаждения в холодильнике. В маломощных конструкциях может применяться и воздушное охлаждение с помощью вентиляторов. Но это малоэффективный способ, качественный самогон с его помощью получить невозможно. Лучший результат дает охлаждение проточной холодной водой. Особенно важно в проточном охлаждении правильно организовать подачу воды.

Внимание: Холодная вода должна поступать в холодильник снизу, а выходить сверху. То есть, пар в холодильнике движется сверху вниз, а вода – снизу вверх.

При соблюдении этого правила дистиллят будет охлаждаться наилучшим образом – двигаясь вниз по змеевику, конденсат будет встречать постепенное понижение температуры. Если подключить подачу воды в верхнюю часть холодильника, конденсат сначала охладится, а затем подогреется в нижней части, куда опускается нагревающаяся вода.

Общие положения

Когда трудно найти подходящую трубку для змеевика дистиллятора, самогонщики используют

прямоточный аппарат. Для охлаждения используется поток проточной воды. Такое устройство можно купить в магазине или изготовить самостоятельно. Нужна электросварка и трубы, сделанные из нержавеющей стали. К такому «самовару» поставленному вертикально, сверху подводятся пары спирта из перегонного куба. Прямоточный дистиллятор выпускается в трёх разновидностях, разделяемых по мощности. Чем выше он, тем мощнее. Крепость самогонки, получаемой с помощью такого аппарата, невысокая, около 40%. Если в перегонном кубе внезапно взбурлит бражка, то пена от нее попадет в самогон – это один из недостатков такого устройства.

Расчет размеров холодильника

При изготовлении холодильника, как змеевика, так и прямоточного учитываются три параметра:

• Длина трубки: чем длиннее трубка, тем больше внутренняя площадь для конденсации паров и выше производительность. Но в слишком длинной трубке увеличивается гидравлическое сопротивление и производительно резко падает. Особенно это относится к змеевикам – оптимальной длиной прямой трубки до сгибания будет от 1,5 до 2 м. Для прямоточного холодильника достаточная длина от 1 до 1,2 м.
• Диаметр трубки – Чем больше сечение трубки, тем меньше сопротивление движению пара. При этом увеличивается площадь охлаждающей поверхности.
• Толщина стенки – чем тоньше стенка трубки, тем быстрее происходит теплообмен. Но при контакте высоких и низких температур теплопроводность может резко снизится. При этом тонкостенные охладители быстрее изнашиваются и легко повреждаются.

Стандартные параметры:

для змеевика – длина 1,5-2 м., вн. диаметр 8-12 мм, толщина стенки 0,9-1,1 мм;

для прямоточника – длина 1-1,2 м, вн. диаметр 10-12 мм, толщина стенки 0,9-1 мм.

Важно !!! Как сделать сухопарник для самогонного аппарата своими руками Конструкция сухопарника

Для холодильника–змеевика есть два способа водяного охлаждения – открытая проточная система или закрытый герметичный резервуар. При использовании второго варианта производительность самогонного аппарата падает в 2 раза и снижается качество самогона. Поэтому проточное охлаждение наиболее популярно и эффективно. Для корпуса проточного холодильника используют отрезок трубы диаметром 75-80 мм.

Прямоточный холодильник возможен только с проточным охладителем. Рубашку для внутренней трубки изготавливают из трубы диаметром 25-30 мм.

Расчет и конструирование внутренних и наружных холодильников

Применение технологических напусков не только увеличивает расход металла на отливку, но и требует дополнительной механической обработки отливки по их удалению. Поэтому часто для обеспечения направленного затвердевания и устранения термических узлов применяют внутренние и наружные холодильники.
Внутренний холодильник

представляет собой тело из сплава, близкого по своим свойствам к материалу отливки, которое устанавливают в полость формы в области массивного термического узла. Установка холодильника за счет отвода тепла на его нагрев ускоряет затвердевание массивного узла отливки. При правильном выборе массы и размеров холодильника можно обеспечить монотонное увеличение продолжительности затвердевания сечений отливки по направлению к прибыли. На рис. 4.6 приведена схема отливки, содержащей массивный узел, отделенный от прибыли тонкой стенкой (hв, hн hм — высота верней, нижней и массивной частей отливки; bв, bн, bм — толщина верхней, нижней и массивной частей отливки). Очевидно, что при отсутствии холодильника продолжительность затвердевания массивного узла м больше продолжительности затвердевания расположенной сверху стенки tв, т. е. направленность затвердевания нарушена. Для ее обеспечения необходимо за счет установки холодильника уменьшить величину tм так, чтобы выполнялось условие tн Rн. В противном случае ни при каких значениях mx неравенство (4.3) выполнить не удастся. Добиться его выполнения можно, перевернув отливку при заливке или применив для оформления нижней стенки отливки смесь с большим значением bф. Если тепловой узел расположен в нижнем сечении отливки, т. е. нижняя стенка отсутствует, то mx/M = А.

Уравнение (4.1) справедливо, если к моменту затвердевания между сплавом и холодильником устанавливается тепловое равновесие при температуре, равной Tc. Если холодильник массивный и его относительная масса тx/М велика, то после затвердевания сплава прогрев холодильника будет продолжаться. Это приведет к возникновению трещин и к несвариваемости холодильника с материалом отливки. Если же величина тx/М мала или толщина холодильника невелика, то он расплавится, что может привести к образованию пористости и усадочных раковин. Поэтому при конструировании внутренних холодильников нужно соблюдать следующие условия:

• относительная масса холодильников при стальном литье не должна превышать 0,04-0,07. Если при такой массе холодильников не удается обеспечить направленное затвердевание, то необходимо применить другие методы;

• для предотвращения несвариваемости холодильники должны находиться от поверхности формы на расстоянии, равном 4-5 их диаметрам;

• для улучшения свариваемости необходимо применять холодильники из стали, имеющей такую же температуру плавления, что и заливаемый металл. На практике чаще всего используют холодильники из углеродистых сталей с содержанием углерода до 0,25 % (стали Ст.2 и Ст.3);

• холодильники должны пройти дробеструйную обработку и не иметь следов оксидов на поверхности;

• максимальный диаметр или сторона квадрата холодильника не должны превышать 0,25 толщины стенки отливки;

• холодильники должны устанавливаться в форму после сушки во избежание их окисления;

• сырые формы с внутренними холодильниками необходимо заливать не позднее 8-10 ч после сборки.

На практике применяют холодильники в виде скоб, костылей, решеток, ежей и спиралей, схемы установки которых в форме приведены на рис. 4.7. Основные размеры и общий вид холодильников (ежей, решеток и спиралей) показаны на рис. 4.8. Холодильники в виде ежей и сварных решеток применяются в стенках отливок, толщина которых превышает 80 мм.

Отливки с равномерным сечением тела значительной протяженности охлаждаются внутренними холодильниками: костылями или скобами. Параметры холодильников различных типов приведены в табл. 4.1-4.3. Диаметр холодильников типа костылей и скоб принимается равным 0,2 Dв, где Dв — диаметр вписанной в термический узел окружности. Скобы, костыли и спирали укрепляются в стенках формы (заостренные концы забиваются в форму). Холодильники в виде многоярусных решеток устанавливаются в форму на жеребейках на расстоянии не ближе трех диаметров прутков от поверхности формы (см. рис. 4.7, в). Холодильники-ежи устанавливаются в форму так, чтобы с ее стенкой они соприкасались только торцевой частью прутков.

Внутренние холодильники нецелесообразно применять при изготовлении отливок из хромоникелевых, хромомолибденовых сталей, а также отливок ответственного назначения. Они не применяются при изготовлении отливок из легкоокисляющихся сплавов, например из алюминиевых и магниевых.

Элемент формы, применяемый для ускорения затвердевания тепловых узлов отливки, выполненный из материала с большим коэффициентом аккумуляции тепла, чем у основного, называется наружным холодильником. Схемы расположения наружных холодильников в термических узлах отливки показаны на рис. 4.9. Холодильники выполняют из чугуна или медных сплавов. Захолаживающий эффект холодильника зависит от его массы, коэффициента аккумуляции тепла. Толщина или диаметр холодильника зависят от толщины или диаметра захолаживающего узла отливки. Размеры наружных холодильников приведены в табл. 4.4.

Наиболее благоприятной формой плоского холодильника является трапеция. При этом, чем ближе к краям, тем больше снижается его захолаживающее действие. Таким образом не вызываются резкие перепады температуры в отливке в местах сопряжения краев холодильника с песчаной формой. Толщину плоских холодильников для стальных отливок можно определить по табл. 4.5. Она зависит от толщины основной стенки отливки b и высоты утолщения стенки в термическом узле (А-b) (см. рис. 4.9).

Толщину плоских и фасонных, а также диаметр круглых холодильников для цветных сплавов можно определять по соотношениям где bу и dу — толщина и диаметр захолаживаемого узла отливки.

При определении размеров холодильника необходимо располагать сведениями о рациональном соотношении толщин холодильника и стенок отливки. Толщину холодильника принимают, исходя из условия, что его влияние на процесс охлаждения отливки в форме продолжается до полного затвердевания соприкасающейся с ним стенки отливки. Ho в то же время холодильник должен обладать достаточной массой, чтобы при дальнейшем охлаждении отливки сам он не нагревался до температуры, при которой возможно приваривание его к стенке отливки. Оптимальная толщина холодильника принимается равной 0,5…0,6 толщины стенки отливки вместе с утолщением, т. е. (А + bo) (рис. 4.10, а).

Протяженность холодильника В (см. рис. 4.10, а), может быть принята на основании данных табл. 4.6. Для фланцев (рис. 4.10, б) толщина холодильника X и его протяженность В выбираются по табл. 4.7 (h — высота фланца).

Наружные холодильники можно рассматривать в качестве средства уменьшения приведенной толщины стенки отливки по сравнению с условиями охлаждения последней в обычной песчаной форме, допуская в этом случае, что в период затвердевания отливки действие металлического холодильника в 2 раза интенсивнее охлаждающей способности стенок песчаной формы. Приведенная толщина стенки отливки Ro объемом Vo, соприкасающейся с поверхностью холодильника, может быть определена по формуле где Fф и Fх — площади поверхности стенки отливки, соприкасающейся с поверхностью песчаной формы, и наружного холодильника соответственно.

Площадь охлаждаемой поверхности утолщенных частей отливки, расположенных ниже питаемой стенки (фланцы, приливы и т. д.), т. е. площадь холодильника, рассчитывается по формуле

Приведенная толщина стенки отливки R0 может быть определена для плоских отливок как отношение площади поверхности стенки к ее периметру, для объемных отливок — как отношение объема к площади поверхности. При расчете толщина стенки со стороны холодильника может быть увеличена по сравнению с расчетной примерно в 1,1 раза. В табл. 4.5 приведены данные для выбора толщины плоских холодильников для стальных отливок.

Перед установкой наружных холодильников в форму их подвергают дробеструйной очистке и покрывают кокильной краской.

Для обеспечения направленного затвердевания отливок применяют захолаживающие (для массивных узлов) и теплоизолирующие (для тонкостенных элементов) смеси. Для захолаживания используют смеси, содержащие чугунную стружку или дробь, магнезитовые и хромомагнезитовые облицовки. В качестве теплоизолирующих применяют смеси с древесными опилками, асбестовой или шамотной крошкой.

Условия получения качественного самогона

Приготовление домашних алкогольных напитков – это синтез творчества и мастерства. Набрав небольшой опыт, любители самогоноварения начинают экспериментировать с рецептурой и технологией, добиваясь исключительного результата. Но есть несколько базовых условий, без соблюдения которых невозможно получить хороший напиток.

• Точная рецептура. Приготовление сусла и браги – очень ответственный момент, который влияет и на конечный объем самогона, и на его характеристики. Сырьем для сусла может послужить сахар, фрукты, ягоды, зерновые, крахмалосодержащие овощи. Несоблюдение пропорций при заготовке сусла приведет к слабому брожению и низкому содержанию спирта в браге. Пропорции классического рецепта сахарной браги – 1 кг сахара, 4 литра воды, 20 гр. дрожжей. Это простой и проверенный рецепт, который без грубых нарушений технологии всегда дает хороший результат. Из фруктово-ягодного сусла готовый напиток получается эффектней, но в процессе приготовления сложнее просчитать содержание сахара в браге. Кроме того, для фруктово-ягодной браги не рекомендуют использовать фабричные дрожжи, которые могут плохо сказаться на вкусе и аромате продукта. Вместо них фруктовую брагу готовят по типу закваски на диких грибках или используют винные дрожжи. Самая сложная в приготовлении брага на зерне или крахмальных овощах, например, картофеле. Дрожжи не способны самостоятельно переработать крахмал из этих культур, поэтому необходим дополнительный этап – осахаривание натуральными или искусственными ферментами.
• Условия брожения. Чтобы позволить дрожжам в браге максимально эффективно переработать сахар в спирт, надо обеспечить им оптимальные условия. Температура среды должна быть в диапазоне 20-30°С без резких перепадов. Но не ниже 18°С и не выше 38°С. Срок брожения зависит от исходного сырья, но обычно не превышает 2 недель. Возможно и более длительное брожение, но, несмотря на то, что брага начнет светлеть, содержание вредных примесей в ней начнет увеличиваться.

• Разделение фракций. В процессе перегонки получаемый дистиллят разделяют на три части – первак или первач, самогон и хвосты. Это деление вызвано разницей температуры кипения спирта и примесей.

Внимание: Первыми вскипают альдегиды и метанол, большое количество которых содержится в перваке. Эти вещества имеют оказывают сильное токсическое воздействие на организм и опасны для здоровья и жизни. Первак категорически опасно употреблять.

Следующим этапом перегонки идет спирт-сырец или самогон, в простонародье «тело». Эта фракция начинает отделяться, когда температура пара в перегонном кубе достигает 73°С. Самогон перегоняется до тех пор, пока температура держится на 73-73,5°С. С того момента, как температура поднимется выше этой отметки, сбор дистиллята прекращают. При 74°С отделяется третья фракция – хвосты, которая содержит токсичные сивушные масла.

• Повторная перегонка. Ко второй перегонке прибегают, если есть претензии к качеству браги или сомнения по поводу отделения фракций. Часто спирт-сырец отправляют на повторную перегонку, если брага готовилась из зерновых или крахмалосодержащих овощей. Для второй перегонки замеряют содержание алкоголя в спирте–сырце, разбавляют до 20% и отправляют на дистилляцию. Перегонка раствора с более высоким содержанием спирта опасна.

Важно !!! Обзор самогонного аппарата Вейн РеФорм (бывший Вейн 4)

Инструкция по изготовлению холодильника своими руками

Прямоточного холодильника

Чтобы самостоятельно сделать прямоточный холодильник для самогонного аппарата не потребуется больших финансовых затрат и специального оборудования. Для сборки узла потребуются:

• металлическая трубка 12х1 из меди, нержавейки или алюминия – 1 м.;
• труба ПВХ водопроводная для рубашки 40х5,5 – 1 м.;
• тройник ПВХ – 2 шт;
• заглушки ПВХ – 2 шт;
• водопроводный ниппель ½ – 4 шт;
• гайка и силиконовая прокладка для ниппеля – 2 шт;
• уплотнительная сливная манжета 40х25 – 2 шт.

Инструмент:

• строительный фен;
• паяльник;
• дрель;
• перьевое сверло по дереву №20.

Пошаговая инструкция:

1. Подготовка внутренней трубки. Края трубки предварительно облуживаются с внутренней и внешней стороны. Ниппель обрабатывается флюсом и нагревается строительным феном. На разогретую часть ниппеля наносится олово, вставляется в трубку, пропаивается паяльником и дополнительно разогревается феном. Таким же образом припаивается ниппель ко второму концу трубки. После завершения работы трубка тщательно промывается горячей водой.
2. Подготовка тройников. Через тройники в рубашку будет поступать холодная вода. Для этого необходимо подготовить в них переходные отверстия с соединением под штуцер ½ от гибкого шланга подачи воды. В заглушках с помощью перьевого сверла просверливаются отверстия, устанавливаются ниппели на силиконовую прокладку и фиксируются гайкой.
3. Сборка холодильника. Из ПВХ трубы и тройников собирается рубашка. Затем на один конец металлической трубки надевается уплотнительная манжета, трубка вставляется в рубашку и с другого края вставляется вторая манжета. В отверстия тройников устанавливаются заглушки с ниппелями и фиксируются трубным хомутом.

К самогонному аппарату холодильник присоединяется гофрированной газовой подводкой с прокладками из силикона или паронита. Для подключения воды можно использовать гибкие водопроводные подводки.

Змеевика

Для изготовления холодильника–змеевика потребуются материалы:

• медная трубка 12х1 – 1,5 м.;
• отрезок трубы для навивки 35–40 мм;
• пластиковая водопроводная труба 70 мм – 0,5 м.;
• пластиковые заглушки 70 мм – 2 шт.;
• ниппели ½ с гайками и силиконовыми прокладками – 4 шт;
• проволока 6–8 мм;
• песок – 2 кг.

Пошаговая инструкция:

1. Медную трубку плотно наполняют песком и затыкают заглушками для того, чтобы она не деформировалась во время навивки. Отрезок трубы закрепляют и навивают на него трубку вместе с проволокой, чтобы оставалось расстояние между витками.
2. В пластиковых заглушках и трубе прорезаются отверстия и устанавливаются ниппели для подключения водопровода и соединения с перегонным кубом.
3. Змеевик очищается от песка, промывается и помещается в корпус. Затем устанавливаются и герметизируются заглушки.