В самогоне, получаемом обыкновенным самогонным аппаратом, остается достаточно много токсичных примесей. Важной задачей является избавление от ядовитых веществ, которые приносят множество проблем человеку, например, головные боли или алкогольный синдром.
Что такое Царга
Простым языком, царга — это конструктивный узел, способствующий очищению самогона от ядовитых веществ. Царга для самогонного аппарата поможет усовершенствовать ваш агрегат (дистиллятор) в полноценную машину для приготовления самогона наивысшего качества.
Дистилляция в переводе с латыни означает — стекание каплями. Общеизвестно, что при помощи этой химической реакции получаются такие всемирно известные алкогольные напитки как коньяк, шнапс, виски и самогон.
Перегонка браги в дистилляторах (самогонных аппаратах) — это процесс разделения самогона от воды с различными примесями. А царга для самогонного аппарата в десятки разов повышает степень очистки полученного самогона, что делает этот комплект полноценной ректификационной колонной.
Они бывают разной длины, и от этого зависит степень очищения самогона от сивушных примесей. Царга, длиной 15см дает 20-тикратную очистку; 35см — 50-тикратную; 45см — 60-тикратную.
Получается, что чем выше царга, тем больше степень очистки, но больше времени уходит на перегон. Используя несколько царг разом, увеличивается уровень очистки на сумму их кратностей.
При использовании царг длиной 15см и 35см, возможно получить неплохой самогон. А царги 35см и 45см дают возможность выгнать высококачественный спирт 96-ти %.
Получается, что царга для самогонного аппарата — это своеобразный элемент, способствующий очищать, тем самым улучшать состав получаемого продукта.
Компоненты царги
Некоторые считают, что царга и укрепляющая колонна одно и то же. Их отличает метод получения этилового спирта.
Он обусловлен строением царги:
1. Труба. Она крепится на перегонный куб строго вертикально. Этот элемент придаёт колонне и царге внешнее сходство.
2. Наполнитель. Его наличие отличает царгу от колонны. Наполнитель создаёт на пути движения пара обширную поверхность-препятствие одним из следующих фильтров:
- проволочная насадка особой вязки: например, Панченкова.
- мелкие повторяющиеся фрагменты из металла, стекла, керамики;
- мочалки из нержавейки, разрезанные на мелкие кусочки. Периодически их нужно менять на новые.
Принцип действия царги
Принцип работы царги у самогонного аппарата схож с аналогичным у сухопарника. Оба устройства работают за счет конденсации паров с различной температурой кипения.
Работает царга по следующей схеме:
- Пар превращается в конденсат и стекает с головки модуля.
- Пары движутся к конденсату. Скорость напрямую зависит от длины устройства. Чем длиннее, тем очистка лучше.
- Конденсат питает пары.
Поскольку теплообмен идет постоянно, процесс очистки не прекращается.
Какой должна быть насадка
Качество насыпки сказывается на качестве получаемого самогона. Купите примитивный самогонный аппарат, и вы обнаружите, что при использовании контактного дефлегматора роль насадки обычно выполняет рубленная китайская металлическая мочалка, которую домохозяйки используют на кухне для очистки особо загрязнившейся посуды.
Способность такой мочалки осаждать флегму при перегонке спирта весьма сомнительна. А кто может поручиться за химическую инертность сего «чудо-прибора» при температуре испарения спирта?
Почему выбирают именно спирально-призматическую насадку?
Спирально-призматическая насадка призвана минимизировать флегмовое число, то есть показатель уровня влаги на поверхности контактного тела в ректификационной колонне. Чем больше влаги в колонне, тем меньше возможностей получить качественный продукт за одну перегонку.
Важнейшая функция насадки в царге – не дать вашей ректификационной колонне «захлебнуться». Так называемая «пропускная способность» колонны зависит, в основном, от качеств жидкости, которую вы перегоняете.
Однако при прочих равных условиях (высоте и диаметре колонны, количестве образующейся в колонне флегмы, температурном режиме и т.д.) «правильная» насадка скорее очистит ваш продукт от флегмы, а значит даст всему аппарату работать в полную силу, не снижая производительности.
Функции и особенности строения колонны
Есть у царги и другое название — укрепляющая колонна. Но есть большое отличие, поскольку она имеет наполнитель. По сути, сама царга — колонна, которая устанавливается над перегонным кубом.
Наполнителем может быть спираль из медной проволоки или простая мочалка из нержавейки. Последний вариант предпочтительней.
Царга своими руками изготавливается в несколько этапов:
- К металлической трубе с двух сторон присоединить переходники — сверху на 1 дюйм, снизу на 3,5 дюйма.
- Верхнюю часть соединить с дистиллятором.
- От нижней части отступить 3,5 сантиметра и на этом уровне сделать отверстие под щуп от термометра диаметром 6 миллиметров. Важно соблюдать все размеры с точностью до миллиметра.
- В отверстие устанавливается щуп. Для его фиксации лучше всего использовать обрезанную часть капельницы. Такое соединение будет достаточно плотным и герметичным.
- Трубу набить насыпкой из подготовленных мочалок.
- Закрепить в нижней части сито.
Готовый аппарат обязательно проверяется. Подойдет не только брага, но и уже готовый самогон, требующий дополнительной очистки. Готовый продукт проверяется ареометром на содержание спирта.
В итоге получается вполне полноценный фильтр, который поможет довести крепость напитка до 60°, а также качественно его очистить. Как и любой фильтр, время от времени царгу снимают и прочищают. В противном случае на выходе получится невкусный напиток с резким запахом.
Как работает колонна
Царга бывает длиной 15, 35 и 45 сантиметров. Соответственно и очищает по-разному. Степень очистки — 20, 50, 60-кратная. Допускается использование нескольких царг на одном самогонном аппарате, что еще усилит очищающий эффект.
При очистке конденсированная жидкость переходит снова в куб, а в холодильник поступает очищенный спирт. В любом случае использование царги на выходе дает в несколько раз более крепкий и чистый продукт, чем просто самогонный аппарат.
Можно ли заменить сухопарником
Технически, конечно, можно. Но с точки зрения конечного продукта, не стоит этого делать. Царга в несколько раз эффективнее.
Максимальная степень очистки при помощи сухопарника — 20 %, а при помощи царги — 60. Притом что принцип работы аналогичный, царга намного эффективнее и позволяет получить более высокую степень очистки и крепость самогона.
Сухопарник сделать своим руками по стоимости выйдет не дешевле. А если не видно разницы в цене, то зачем пренебрегать качеством. Поэтому специалисты утверждают, что заменять царгу на сухопарник не следует.
Нужно ли утеплять
А вот в этом вопросе мнения расходятся. Есть любители утеплять и перегонный куб, и царгу, утверждая, что таким образом повышается КПД. А есть и противоположное мнение, что колонна лучше охлаждается на воздухе и это обеспечивает лучший отбор сивушных масел.
Некоторые еще и вентилятор на нее направляют для лучшего охлаждения. Так что решать вам.
Делаем своими руками
Как и любой технологический процесс, производство качественного домашнего самогона требует наличия специального оборудования. Самое простое дополнение, которое полностью изменит характеристики аппарата — царга для самогонного аппарата.
Кому то может показаться несколько несерьезным называть самогонный аппарат технологическим оборудованием. Тем не менее, это так. И относиться к его выбору или изготовлению следует так же, как к покупке газовой плиты, например, или холодильника.
В продаже есть немало моделей самогонных аппаратов различных конструкций — с сухопарниками, барботерами, ректификационными колоннами и прочим действенным оснащением. Но что делать, если самогонный аппарат у вас старой конструкции, но сделан добротно, и выбрасывать его просто рука не поднимается? Совет простой — модернизировать.
Царга в промышленном самогонном аппарате теоретически может позволить получить довольно чистый спирт-сырец после первой перегонки, но не следует идеализировать это устройство.
Во многих статьях приводятся данные, что царга длиной 15 см дает 20-ти кратную степень очистки, 35 см — 50-ти кратную и 45 см — 65- кратную, не объясняя, что же это такое — кратность очистки.
Многие думают, что получаемый самогон становиться в 20, 50 или 65 раз чище. Это не совсем так.
Кратность очистки показывает, сколько раз происходит взаимный контакт конденсата внутри царги с насадкой и паровой фазы.
Естественно, чем выше кратность, тем лучше очистка. Но в бытовом самогонном аппарате как промышленная, так и сделанная своими руками царга, позволит получить после первой перегонки самогон в три-четыре раза чище, чем без нее.
Стоит ли затевать модернизацию аппарата? Безусловно, да. Попробовав продукт, полученный из аппарата с применением царги, вы в этом убедитесь.
Повторная перегонка еще более укрепит вас во мнении, что такое довольно простое приспособление способно в корне изменить ваше представлении о том, что такое домашний самогон.
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.
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.
Изготовление наполнителя
Изготовление царги начинается с подготовки наполнителя. Помимо мочалок можно применять керамическую насыпку или небольшие стеклянные шарики. Их придётся поискать в специализированных магазинах. Поэтому рассмотрим самый доступный вариант.
Над этим этапом придётся попотеть, так как работа мелкая и монотонная. Каждая мочалка разрезается на 2 части, из которых отделяются полоски металла.
Каждую из них необходимо скрутить в пружинки от 3 до 5 витков. Готовая насыпка просеивается для того чтобы отделить мелкий мусор и металлическую пыль. После этого можно приступать к сборке.
Процесс изготовления
Ничего сложного в процессе изготовления царги нет. Даже человек, хоть раз державший в руках болгарку, паяльник и дрель способен сделать простейший вариант этого устройства.
Итак, приступаем к изготовлению царги своими руками. Для этого понадобиться:
Отрезок трубы диаметром 35 – 45 мм из нержавеющей стали, меди или латуни. Обычная сталь, чугун и пластик не подходят.
Первый металл очень быстро заржавеет, чугун тяжелый и трубы такой не встречается, а пластик небезопасен при контакте со спиртовыми парами.
Он не загорится и не расплавится, но могут образоваться такие соединения, что ни один химик не установит их состава, а врачам трудно будет поставить диагноз.
Кроме трубы понадобится резьбовой штуцер, который нужно закрепить на крышке перегонного куба с помощью двух прижимных гаек на прокладках из силикона. Резину использовать не рекомендуется, разве что удастся найти термостойкую. Если крышка куба сделана из нержавеющей стали, то штуцер можно приварить.
От этого штуцера и будем начинать работу. На царге нужно нарезать внутреннюю резьбу, чтобы она легко накручивалась на патрубок. Если на штуцере вы сделали внутреннюю резьбу — то на корпусе царги нарезаете внешнюю. При работе своими руками такие вольности допускаются.
Длина резьбы — не менее 3 см. Следует учесть, что на ней будет держаться вся верхняя часть аппарата. Если царга для самогонного аппарата служит основанием ректификационной колонны, то боковых нагрузок не предвидится. Но если к ней будет подсоединен боковой трубопровод с холодильником, то желательно, чтобы основание было прочным.
На верхней части царги тоже должна быть резьба. К ней мы будем подсоединять отвод паропровода к холодильнику, вторую секцию царги или головную часть колонны ректификации.
Нижнюю часть царги выбираем длиной 35 – 40 см. При необходимости удлинить ее очень просто. При наличии резьбы можно использовать любой из известных способов соединения двух труб — американку, муфту и т.д.
Ниже на 2-3 см кромки верхней резьбы просверливаем отверстие диаметром 3 — 4 мм и вкручиваем в него, предварительно нарезав резьбу, отрезок трубки длиной 3 -4 см — гнездо под щуп термометра. Туда он будет вставляться во время работы с помощью силиконового уплотнителя.
Как выбрать
Винокуру, который решил установить на свой перегонный аппарат царгу, а с ней улучшить качество производимого им продукта, следует учесть ряд моментов при выборе устройства.
Прежде всего, необходимо решить вопрос, как присоединить обновку к кубу и другим частям аппарата. У царг, имеющихся в продаже, торцы могут иметь резьбу или устройство для клампового соединения. Подбирайте царгу так, чтобы при резьбовом соединении или клампе совпадали диаметры.
Диаметр царги влияет на производительность – чем больше ее диаметр, тем больше площадь, на которой пары и флегма будут контактировать между собой, качественней будет проходить тепло-массообмен. Кроме того, от диаметра устройства зависит возможность поддержания процесса в требуемых параметрах.
Например, в агрегатах с диаметром 25–30 мм сложно добиться уверенного протекания реакций, так как затруднительно центровать стекание флегмы. Отсюда, не всегда удается удерживать поэтажное расположение спиртосодержащих паров. В них непросто настроить отсечение «хвостов».
Устройства с диаметром 35–55 мм лишены этих недостатков и работают со стабильно предсказуемым результатом. У высокопроизводительных аппаратов, диаметром больше 57 мм, наблюдаются проблемы с настройкой на четкую и стабильную работу, поэтому они пригодны только для использования знающими и опытными операторами.
Не менее важным показателем для получения конечного результата является высота царги. Чем выше колонна, тем дольше по ней будут проходить пары спирта и большее количество раз произойдут реакции тепло-массообмена.
Высокая установка даст качественный питьевой дистиллят без цвета, неприятного запаха и вредных примесей. Высокая царга может не пройти по параметрам комнаты, где идет перегонка.
Ее труднее закреплять и удерживать на кубе. Более того, в домашних условиях отличный результат можно получить и на невысоких колоннах (45-50 сантиметров) с насадками из меди и нержавеющей стали.
Внутренний диаметр царги
Оптимальным диаметром устройства принято считать 38 и 51 миллиметров (1,5 и 2 дюйма). Такая царга не задерживает излишне процесс самогоноварения, и неплохо справляется со своей задачей очистки и ректификации.
Чем больше диаметр, тем больше материала потребуется для изготовления трубки корпуса, и тем большее количество наполнителя потребуется для размещения внутри нее. А часто именно внутренние наполнители являются той частью, которая может существенно увеличить стоимость аппарата.
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:
| Высота колонны (м) | 1.2 | 1.8 |
| Отбор голов (час) | 6 | 8 |
| Головы (мл) | 120 | 350 |
| Подголовники (л) | 700 | 1000 |
| Хвосты (л) | 1,5-2 | 0,5-1 |
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.
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.
