Jemnosti instalace teploměru v destilační krychli
Teploměr v krychli by měl poskytovat nejspolehlivější informace pro správné posouzení průběhu destilačního procesu. Současně hlavní otázkou není, kam umístit teploměr, ale proč jej vůbec umístit? Co chceme z jeho odečtů vidět nebo vypočítat? Pokud tyto otázky vyřešíte, zbytek bodů bude zřejmý..
Začněme tedy několika jednoduchými otázkami. První z nich: jaká je síla objemu v krychli? Chcete-li odpovědět, stačí znát bod varu objemu v aktuálním okamžiku..
Legenda:
- T1 je teplota nehybného objemu;
- T2 je teplota páry;
- Т3 - teplota páry na vstupu do kolony.
Každý je zmaten nesprávným výrazem - „kubická teplota“. Je možné měřit přímo teplotu T1 v kapalné zóně nebo teplotu páry T2. Zdá se, že v obou případech jde o „kubickou teplotu“, ale není tomu tak. Pokud změříme teplotu kapaliny T1, dostaneme ji. Ale když jsme se naučili teplotu páry T2, v budoucnu můžeme jen předpokládat, že se rovná T1.
V okamžiku oddělení páry z varného povrchu skutečně T1 = T2. Pára ale každou chvíli ztrácí svoji teplotu. Na výstupu z krychle do kolony je mnohem chladnější než vroucí objem.
Stupeň ochlazení par alkoholu závisí na ztrátách tepla bočními stěnami a víkem krychle. Významně k tomu přispívá také relativně studený reflux proudící z kolony. Jak velká je tato chyba? Naměřená teplota páry se může pohybovat od teploty odpařování po teplotu kondenzace.
Šířku této chodby lze jasně vidět pomocí známé „ryby“.
Předpokládejme, že v krychli se vaří 25% roztok alkoholu. Šplháme po šipce 1 do průsečíku s grafem bodu varu kapaliny (červená křivka), pak to otočíme kolem šipky 2 a určíme bod varu (odpařování) - 87 stupňů. Při procházení šipkami po trase 1-3-4-5 určíme v tomto případě teplotu kondenzace páry vytvořené - 80,5 stupňů. To znamená, že teplotní sonda, která trčí někde v parní zóně, bude ukazovat teplotu 80,5 až 87 stupňů.
Čím delší a blíže k varnému povrchu je měrka, tím méně ochlazené páry se bude setkávat, a čím blíže bude hodnota teploměru na 87 stupňů, a naopak, tím kratší a blíže k tekoucí hlenu, stejně jako krychle víčko, měrka je, tím blíže se její hodnota přiblíží 80,5 stupňů. Pokud je teploměr stále vložen do tlustého pouzdra přivařeného k víku, pak pouzdro, stejně jako velký radiátor, odvádí teplo a hodnoty teploměru se stanou ještě nepředvídatelnějšími..
Chyba měření bude zanedbatelná, pokud vaříte v kostce kapalinu blízkou složení čistého alkoholu nebo vody. V takovém případě bude mít rozdíl mezi teplotou kondenzace a teplotou odpařování sklon k nule spolu s možnou chybou měření. Ale tady je smůla - tento sortiment není pro palírny zajímavý.
Maximální rozdíl a možná chyba spadá do destilačního rozsahu - 93-98 stupňů a chyba může být až 12 stupňů.
Jedná se o koridor, ve kterém bude v závislosti na tepelných ztrátách teplota páry, tj. Maximální hodnota chyby. Ve skutečnosti se to neděje. Čím lépe je kostka a její víko izolováno, tím menší jsou tepelné ztráty a hodnota T2 se blíží hodnotě T1.
Ale je tu chyba chyby ... Předpokládejme, že teploměr v parní zóně ukazoval 98 stupňů, přestali jsme odebírat vzorky v domnění, že v kostce jsou pouze 2% alkoholu. Ve skutečnosti byla teplota objemu 97 stupňů a obsah alkoholu byl asi o 1,3% vyšší. Při objemu 30 litrů to je 400 gramů ztraceného 96% alkoholu nebo 2 lahve vodky. Předčasný přechod na „ocasy“ odepsal přibližně stejné množství pro opakovanou rektifikaci. Je to proto, že špička teploměru nebyla v kapalné zóně a s chybou pouze 1 stupně. Pokud je krychle špatně izolovaná, bodnutí je daleko od povrchu objemu a chyba je mnohem větší?
Stanovení objemové teploty z teploty páry má nejistotu, maximální hodnota chyby je nepřijatelná, protože ztráty alkoholu budou velmi velké.
Znát přesnou hodnotu teploty objemu je možné určit jeho aktuální sílu a obsah alkoholu v páře na vstupu do kolony. S pevností produktu na výstupu je realistické odhadnout, s kolika separačními stupni (teoretickými deskami) kolona aktuálně pracuje.
Jedná se o velmi důležitou a nezbytnou teplotu, jedinou ze všech, jejíž absolutní hodnota musí být stanovena s maximální přesností..
Spodní teplota je teplota objemu (kapaliny), musí být měřena přímo bez zprostředkování páry snížením teploměru do kapalné zóny.
Jaké výhody můžete očekávat od zprostředkovatele, kromě poškozených informací?
Jak si vybrat destilační teploměr
Jakýkoli teploměr má třídu přesnosti. Toto je důležitý parametr, kterému je třeba věnovat pozornost. Často bezohlední výrobci doplňují kostky prodávané bimetalovými teploměry s třídou přesnosti 2,5. To znamená, že při měření teploty bude maximální chyba 2,5% maximální hodnoty na stupnici teploměru..
Pokud je hodnota 120 stupňů, může být chyba až 3 stupně. Například pokud se chystáme odříznout „ocasy“ při teplotě 94 stupňů a nakonec tuto teplotu uvidíme na teploměru, pak by ve skutečnosti mohla být skutečná teplota od 91 do 97 stupňů. A to je kromě vlivu dalších faktorů diskutovaných výše..
S třídou přesnosti 1,5 by maximální chyba byla 1,8 stupně. Se stejnou třídou přesnosti bude přesnější teploměr s nižší maximální hodnotou měřené teploty.
Elektronické teploměry zpravidla poskytují vyšší třídu přesnosti. Dokonce i kuchyňský teploměr pro domácnost má přesnost plus nebo minus 1 stupeň na stupnici 0,1 stupně, ale není to tak jednoduché. Přesnost a rozlišení absolutního měření teploty jsou dvě různé věci. Takové teploměry se oprávněně používají ve sloupcích, kde není důležitá samotná teplota, ale její změna. Zde hraje roli 0,1 stupně. Při měření kubické teploty bude určitě přesnější než bimetalový teploměr, ale zázraky byste neměli očekávat.
Pro přesnější měření teploty statické elektřiny se používají elektronické teploměry typu T-0,36-DS-A s externím teplotním senzorem, jejichž rozlišení a přesnost měření jsou 0,1 stupně. Je pravda, že rozsah měření je skromnější: od -55 do 125 stupňů, ale pro účely destilace je to správné. Existuje také nevýhoda - tepelný senzor DS18B20 vyžaduje vložení pouzdra do krychle.
Nejjednodušší a nejdostupnější možnost umístění teplotního senzoru je v pouzdře topného tělesa. Při instalaci jej stačí ohnout o pár centimetrů do strany a nahoru od topných prvků.
Pokud je rozhodnuto o instalaci objímky, je nutné dodržet jednoduché požadavky: bodnutí teplotního senzoru by mělo být v určité vzdálenosti od topného prvku, dna a stěn pánve. Alespoň pár centimetrů. Ale také se nemusíte nechat unést, objímka by neměla zasahovat do instalace dalšího vybavení, například falešného dna. Pouzdro by také nemělo být masivní, protože to nepřispívá k přesnosti měření. Je dobré, když se vnitřní průměr pouzdra blíží průměru teplotního senzoru, je doporučeno použití tepelné pasty.
zjištění
- Spodní teploměr by měl být umístěn pouze v kapalné oblasti.
- Při výběru teploměru musíte věnovat pozornost třídě přesnosti, rozsahu měření a rozlišení..
Autor článku IgorGor.