При перегонке в вакууме пары дистиллята находятся в сильно разреженном состоянии, что существенно влияет на применение существующих конструкций конденсаторов паров (холодильников). Это обстоятельство требует применения иных подходов к конструированию и изготовлению конденсаторов паров:
- широкий паропровод (от 2 дюймов и более), по которому пары поступают в конденсатор;
- расширение и увеличение зоны и увеличение поверхности конденсации паров с целью снижения скорости пара и увеличения времени контакта пара с холодной поверхностью;
- плотная упаковка охлаждающих элементов (трубок);
- сбалансированная компоновка элементов конструкции с целью распределения весовой нагрузки;
- организация слива дистиллята с конденсатора и возврата его в царгу укрепления;
- контроль температуры на выходе из конденсатора в линию вакуума с целью избежания проскока паров в вакуумный пост.
Экспериментальная практика POLE, по применению разных конструкций конденсаторов, позволила сделать несколько универсальных конструкций. На рисунке изображена схема экспериментального конденсатора паров с двухконтурным охлаждением. Первый (внутренний) контур выполнен из трубы нержогофры (А16), второй контур — двухстеночный корпус конденсатора.
Данная конструкция конденсатора позволяет проводить ВД на мощности нагрева куба в 4 кВт, что эквивалентно свыше 20кВт при атмосферной дистилляции. На рисунке представлено фото экспериментального конденсатора POLE.
Одним из недостатков данной конструкции является повышенный расход охлаждающей воды в силу использования трубы нержогофры (А16) большого поперечного сечения. При длительном использовании конденсатор следует теплоизолировать, чтобы избежать образования конденсата на его поверхности (фото на рисунке).
Следующей экспериментальной конструкцией, изготовленной POLE, стал двухконтурный конденсатор паров с 10 «холодными пальцами» (ХП) (рисунок).
На фото (рисунок) показаны внутренние элементы конденсатора на ХП.
В сборе конденсатор с ХП выглядит следующим образом (фото, рисунок).
Конструкция конденсатора на ХП позволила снизить расход охлаждающей воды вдвое по сравнению с первым двухконтурным конденсатором. Недостатком данной конструкции является сложность и трудоемкость изготовления. Не смотря на недостатки оба конденсатора успешно используются при проведении экспериментов по вакуумной дистилляции, экстракции и брожении.
Конденсатор с двойной спиралью. Данная конструкция конденсатора отличается конструкционной простотой и высокой эффективностью конденсации паров за счет изменения движения потока пара на 360 гр.
Пар из куба поднимается вверх и упирается во внутренний колокол. При соприкосновении с внутренней спиралью пар конденсируется и стекает вниз. Остаточный пар, проскочивший первую спираль, поднимается вверх вдоль наружной стенки колокола и при соприкосновении с холодной наружной спиралью конденсируется и стекает вниз.
Опыт работы конденсаторов такой конструкции показывает высокую эффективность. Спираль изготавливалась из нержогофры 8 — 15А. Внутренний колокол из тонкостенной нержавеющей стали. Наружный корпус из трубы с толщиной стенки 1-1,5мм.
Горизонтальный конденсатор. В данном конструкции используется сборка прямых трубок по типу кожухотрубника (КТ) с перегородками.
Главное отличие от конденсаторов КТ (дефлегматоров) пар поступает в межтрубное пространство, а не в трубки. По трубкам течет вода. Конструкция сложна в изготовлении. Главное преимущество — незначительная высота конденсатора.
Рекомендация. При покупке готовых конденсаторов следует учитывать, что при работе в вакууме конденсатор будет раза 4-5 меньше утилизировать тепла, чем при атмосферной дистилляции.
Лаборатория вакуумного винокурения POLE 