Аппараты для дистилляции жидкостей и их применение.

Введение

Прибор для дистилляции жидких смесей. Дистилляционный аппарат – это устройство, используемое для разделения жидких смесей путем нагрева, вызывающего селективное кипение, и последующего охлаждения для конденсации пара. Дистилляционный аппарат основан на тех же принципах, что и базовый дистилляционный аппарат, но значительно больше по размеру. Дистилляционные аппараты применялись для производства парфюмерии и лекарственных средств, воды для инъекций (WFI) для фармацевтических целей, для разделения и очистки различных химических веществ, а также для производства дистиллированных напитков, содержащих этанол.

Применение

Поскольку этанол кипит при гораздо более низкой температуре, чем вода, простую дистилляцию можно использовать для разделения этанола и воды путем нагрева смеси. Исторически для этой цели использовался медный перегонный куб, так как медь удаляет нежелательные соединения серы из спирта. Однако многие современные перегонные аппараты изготавливаются из труб из нержавеющей стали с медной облицовкой, чтобы предотвратить коррозию всего аппарата и снизить содержание меди в отходах (которые на крупных винокурнях перерабатываются в корм для животных). Медь является предпочтительным материалом для перегонных кубов, поскольку она обеспечивает более качественный вкус напитка. Вкус улучшается благодаря химической реакции между медью в аппарате и соединениями серы, образующимися дрожжами в процессе ферментации. Эти нежелательные соединения серы, изменяющие вкус, химически удаляются из конечного продукта, что приводит к более мягкому и приятному напитку. Все медные перегонные кубы требуют ремонта примерно каждые восемь лет из-за осаждения соединений меди и серы. Производство напитков стало первым, кто внедрил современный дистилляционный аппарат, и возглавило разработку стандартов оборудования, которые сейчас широко приняты в химической промышленности. Также все чаще используется дистилляция джина под стеклом и ПТФЭ, и даже при пониженном давлении, для получения более свежего продукта. Это не влияет на качество алкоголя, поскольку процесс начинается с тройной дистилляции зернового спирта, а дистилляция используется исключительно для извлечения ботанических ароматов, таких как лимонен и другие терпеноподобные соединения. Этиловый спирт при этом практически не изменяется. Самый простой стандартный дистилляционный аппарат обычно известен как перегонный куб, состоящий из одной нагреваемой камеры и емкости для сбора очищенного спирта. Перегонный куб включает в себя только одну конденсацию, в то время как другие типы дистилляционного оборудования имеют несколько ступеней, что обеспечивает более высокую степень очистки более летучего компонента (алкоголя). Дистилляция в перегонном кубе дает неполное разделение, но это может быть желательно для вкуса некоторых дистиллированных напитков. Если требуется более чистый дистиллят, наиболее распространенным решением является ректификационная колонна. Ректификационные колонны включают в себя фракционирующую колонну, обычно создаваемую путем заполнения медных сосудов стеклянными шариками для увеличения доступной площади поверхности. По мере того как спирт кипит, конденсируется и повторно кипит в колонне, эффективное количество дистилляций значительно возрастает. Водка, джин и другие нейтральные зерновые спирты дистиллируются таким способом, а затем разбавляются до концентраций, пригодных для употребления человеком. Алкогольные напитки, производимые в домашних условиях, распространены по всему миру, но иногда нарушают местные законы. Продукт незаконных перегонных аппаратов в Соединенных Штатах обычно называют "moonshine" (самогон), а в Ирландии – "poitín" (пойтин). Однако, хотя пойтин был объявлен незаконным в 1661 году, с 1997 года он разрешен для экспорта из Ирландии. Следует отметить, что термин "moonshine" часто используется неверно, поскольку многие считают, что это особый вид высокоградусного алкоголя, дистиллированного из кукурузы, но этот термин может относиться к любому незаконно дистиллированному алкоголю.

Since ethanol boils at a much lower temperature than water, simple distillation can separate ethanol from water by applying heat to the mixture. Historically, a copper vessel was used for this purpose, since copper removes undesirable sulfur based compounds from the alcohol. However, many modern stills are made of stainless steel pipes with copper linings to prevent erosion of the entire vessel and lower copper levels in the waste product (which in large distilleries is processed to become animal feed). Copper is the preferred material for stills because it yields an overall better tasting spirit. The taste is improved by the chemical reaction between the copper in the still and the sulfur compounds created by the yeast during fermentation. These unwanted and flavor changing sulfur compounds are chemically removed from the final product resulting in a smoother, better tasting drink. All copper stills will require repairs about every eight years due to the precipitation of copper sulfur compounds. The beverage industry was the first to implement a modern distillation apparatus and led the way in developing equipment standards which are now widely accepted in the chemical industry. There is also an increasing usage of the distillation of gin under glass and PTFE, and even at reduced pressures, to facilitate a fresher product. This is irrelevant to alcohol quality because the process starts with triple distilled grain alcohol, and the distillation is used solely to harvest botanical flavors such as limonene and other terpene like compounds. The ethyl alcohol is relatively unchanged. The simplest standard distillation apparatus is commonly known as a pot still, consisting of a single heated chamber and a vessel to collect purified alcohol. A pot still incorporates only one condensation, whereas other types of distillation equipment have multiple stages which result in higher purification of the more volatile component (alcohol). Pot still distillation gives an incomplete separation, but this can be desirable for the flavor of some distilled beverages. If a purer distillate is desired, a reflux still is the most common solution. Reflux stills incorporate a fractionating column, commonly created by filling copper vessels with glass beads to maximize available surface area. As alcohol boils, condenses, and reboils through the column, the effective number of distillations greatly increases. Vodka and gin and other neutral grain spirits are distilled by this method, then diluted to concentrations appropriate for human consumption. Alcoholic products from home distilleries are common throughout the world but are sometimes in violation of local statutes. The product of illegal stills in the United States is commonly referred to as moonshine and in Ireland, poitín. However, poitín, although made illegal in 1661, has been legal for export in Ireland since 1997. Note that the term moonshine itself is often misused as many believe it to be a specific kind of high proof alcohol that was distilled from corn, but the term can refer to any illicitly distilled alcohol.