СПН - спирально-призматическая насадка 4х4 мм

Такая насадка применяется в ректификационных колоннах для повышения контактной площади в процессе тепломассообмена между спиртовыми фракциями. Принцип действия ректификационной колонны основан на взаимодействии пара, восходящего внутри нее вверх, и флегмы (спиртосодержащей жидкости) стекающей вниз. Поднимающийся пар на поверхности каждой спиральки такой насадки встречается с флегмой. И в результате этого взаимодействия постепенно укрепляется, оставляя внизу свои тяжелокипящие фракции, и обогащаясь более «легкими на подъем», низкокипящими фракциями. Флегма наоборот, стекая вниз, отдает легкокипящие примеси, оставляя себе низовые (хвостовые) фракции.
В конце-концов такое многократное взаимодействие пара и жидкости внутри колонны приводит к тому, что легкокипящие фракции поднимаются все выше и выше, концентрируясь вверху колонны. А низкокипящие, сивушные компоненты держатся в кубе, или на нижних слоях насадки.

Отбирая часть флегмы вверху, мы поочередно (говоря иначе — последовательно) отбираем сначала головы (самую легкокипящую часть испаряющегося из куба пара), а потом и товарный спирт или крепкий дистиллят — это зависит лишь от способности колонны разделять компоненты пара на отдельные фракции. В случае с насадочными колоннами, чем выше высота колонны и чем больше соответственно в ней насадки, тем выше ее разделительная способность. Хвосты же, сивушные тяжелые части кубового содержимого, чаще всего оставляют просто в кубе, сливая их потом в канализацию. Этот поочередный отбор фракций из колонны, в разные емкости, и называется фракционированием, или фракционной (дробной) ректификацией/дистилляцией с помощью насадочной колонны.

Но не только высота (выбранная в зависимости от диаметра трубы) определяет разделительную способность колонны, а еще и насадка. Вернее, тип насадки определяет высоту колонны. Например для СПН существуют различные калькуляторы, которые рассчитывают по введенному диаметру царги и выбранной насадке необходимую высоту колонны.

Я например, с удивлением узнал, что для популярного сейчас размера царг в 2 дюйма, высота колонны должна быть как минимум 1750 мм с наполнением самой мелкой насадкой СПН 2х2 мм, но при этом производительность такой колонны будет просто мизерной 358 мл/час. А вот для получения максимальной скорости в 931 мл/час потребуется высота только одной насадочной части колонны аж 2850 мм! А в магазинах я что-то таких готовых 2" аппаратов не видел.
Поэтому те, кто собирают колонну сами, чаще в калькуляторе считают наоборот, задавая максимально возможную высоту насадочной части колонны, так как основным сдерживающим фактором при выборе параметров, является высота потолков и соответственно под нее подгоняют диаметр трубы и тип насадки

Так вот получается, что для стандартной квартиры с потолками в 2.40, а то и того хуже 2.25, ни о каких 2" уже и речи не идет. Если хотите получить максимально чистый спирт, то максимально возможный диаметр будет только 43 мм при высоте насадочной части в 1,5 метра. (Если брать к расчету помещение с усредненной высотой потолков 2300 мм. Отнимаем 300 мм на высоту дефлегматора, 400 мм — на высоту куба и 100 мм — на пыжи, соединения и.т.п. Итого получаем 2300-300-400-100=1500 — это и будет высота насадочной части колонны)
Но скорость здесь и того меньше — максимум 263 мл/час. Ректификация дело не быстрое.
Помимо СПН существуют и другие типы насадок. РПН — регулярная проволочная насадка или же насадка Панченкова.

Ее скручивают в рулончики под диаметр царги и набивают ими колонну на всю ее высоту насадочной части

Это более популярная насадка, чем СПН, так как стоит она гораздо дешевле, при чуть худшем показателе высоты единицы переноса.
Процесс тепломассообмена на контактных частях насадки проходит непрерывно, а состояние фазового равновесия, эквивалентное одной теоретической тарелке — ТТ, наступает после преодоления паром некоторой высоты насадки. И тогда обычно говорят о высоте слоя насадки, эквивалентного одной ТТ, т. е. для насадочных колонн обычно употребляют понятие – высота теоретической тарелки ВТТ или высота единицы переноса ВЕП.
Эту высоту обычно оценивают в миллиметрах, что позволяет легко сравнивать эффективность той или иной насадки по ее ВЕП и рассчитывать высоту всей ректификационной части колонны. Так, например, при внутреннем диаметре колонны 30 мм у проволочной насадки (РПН) ВЕП равна 20…25 мм, а у насадки типа СПН ВЕП равна 15…20 мм. Соответственно, чем меньше эта цифра, тем меньше потребуется той или иной насадки для получения одинаковой разделяющей способности для колонн равного диаметра. Спирально-призматическая насадка один из лидеров по этому показателю.
Свое название спирально-призматическая насадка получила из-за своей формы — призмы, свернутой в спираль

Такая форма обеспечивает максимальную площадь поверхности в засыпи для повышения точек взаимодействия флегмы и пара в процессе тепломассообмена при ректификации.

Теории пожалуй хватит, перейдем непосредственно к объекту обзора. Поставляется товар в небольшой, квадратной картонной коробке

Внутри СПН в пакете с защелкой

Проверим вес содержимого коробки — 535 г. Неплохо, с учетом того, что пакет явно весит меньше 35 грамм.

Цвет у спиралек чуть желтовато-зеленый

СПН бывает травленая и не травленая. Я выбрал первую. Насадку травят для улучшения смачиваемости поверхности. Травленая насадка работает гораздо (по некоторым сведениям до 30%) эффективнее, чем не травленая. То есть для достижения одинаковой степени разделения фракций, колонна, заполненная травленой насадкой, будет короче. В рабочем режиме СПН насадка покрывается пленкой (как мыльные пузыри) и на поверхности этой пленки как раз и происходит тепломассообмен.
Проволока достаточно плотно намотана и аккуратно свернута в спирали. Форма и размер у спиралек одинаковый

Так как проволока очень тонкая — 0,28 мм, то спиральки достаточно легко разматываются. Обращаться с такой насадкой при укладке и промывке нужно бережно, чтобы она не потеряла форму

Так как СПН это по сути пружинки, то измерить габариты будет сложно, попробую аккуратно сделать это штангенциркулем. Высота пружины по замеру вышла чуть меньше 4 мм, где-то 3,8 мм

Диаметр или как это называется у закрученной в спираль призмы, тоже чуть меньше 4 мм

Микрометра у меня нет, а по штангенциркулю толщина проволоки около 0,3 мм

Перед использованием СПН необходимо подготовить к работе. Первым делом нужно просеять насадку от технологического мусора и мелкой стружки. Для этой цели отлично подойдет дуршлаг из нержавейки. Его отверстия как раз чуть меньше самой насадки — 3 мм.

Пересыпаем СПН в дуршлаг. Снизу я постелил белую бумагу, чтобы оценить степень замусоренности насадки

Интенсивно встряхиваем дуршлаг с насадкой

Через некоторое время вот такое количество металлического мусора осталось на бумаге

Теперь необходимо избавиться от технологических следов изготовления СПН: машинного масла, пыли и прочего, что так или иначе оказалось на насадке в процессе производства. Наливаем в кастрюлю воды, ставим ее на плиту и добавляем немного моющего средства для посуды

Всыпаем в кастрюлю СПН

Включаем конфорку с кастрюлей на максимум

Доводим до кипения и в течение нескольких минут помешиваем насадку в кастрюле, как какой-нибудь борщ

Сливаем грязную воду

И тщательно промываем насадку под проточной водой, пока не прекратится пена и вода не станет при сливе прозрачной. Затем снова наливаем в кастрюлю воду

Опять ставим ее на плиту и добавляем в варево ложку пищевой соды

И проделываем ту же самую процедуру, что и в первый раз. После чего вновь тщательно промываем насадку под краном

В результате этих процедур мы получаем чистенькую, готовую к работе насадку. Ссыпаем ее в дуршлаг и даем стечь воде

Теперь можно использовать ее для ректификации, а если планируется длительное хранение, то лучше пересыпать на чистую бумагу и дать просохнуть

Ну вот так выглядит процесс работы насадки в стеклянном диоптре. Видно как падающая флегма встречается с паром во всем объеме СПН (видео не моё)

ps: Если кто-то, после прочтения этого обзора подумал, что я изменил своей колпачковой колонне и небольшой коллекции бочек с ароматными дистиллятами

И переметнулся в стан ректификаторщиков, то спешу вас успокоить, я по-прежнему предпочитаю водке, пусть и хорошей, полученной на правильной колонне, свои дистилляты — кальвадос, бренди или виски. А СПН мне потребовалась совсем для других целей, но об этом в следующем обзоре.
Ну и по традиции: берегите себя, покупайте качественный алкоголь в проверенных магазинах, либо перенимайте мой опыт и тогда алкоголь будет не только вреден, но и немножечко полезен, главное знать меру.