Как выбрать СПН для своей царги: размер под диаметр и мощность

Короткий ответ

Главный фактор — внутренний диаметр царги. Всё остальное подстраивается под него.

Для домашних колонн от 1,5 до 3 дюймов рабочий выбор — СПН 3,5 × 3,5 мм. Она даёт достаточную разделяющую способность на всех трёх диаметрах и при этом не душит колонну до неработоспособности.

Дальше выбор корректируют два обстоятельства: нужна ли предельная чистота или скорость, и какой у вас ТЭН. Мелкая насадка чище разделяет, но захлёбывается раньше — на мощном нагреве это превращается в постоянную борьбу с колонной.

Два параметра, которые тянут в разные стороны

Размер насадки одновременно управляет двумя вещами, и улучшить обе сразу не получится.

Разделяющая способность. Чем мельче элементы, тем больше суммарная площадь контакта пара и флегмы в том же объёме царги. Больше площадь — интенсивнее тепломассообмен — больше теоретических тарелок на каждый метр насадки. Мелкая насадка выигрывает.

Пропускная способность. Мелкая насадка ложится плотнее и оставляет меньше свободного сечения. Пару труднее идти вверх, флегме — стекать вниз. При избыточной мощности это заканчивается захлёбом: флегма скапливается, начинается бурление и выброс жидкости в отбор. Крупная насадка выигрывает.

Выбор размера — всегда размен между этими двумя, а не поиск «лучшего».

Что даёт наша насадка в разных царгах

Как диаметр царги влияет на ВЭТС, число тарелок, расход насадки и предзахлёбную мощность

Царга	ВЭТС	Тарелок	Насадки нужно	Предзахлёб	Правило 1/8–1/12
1,5″ Ø35 мм	23 мм	63,5	1,44 кг	0,85 кВт	2,9–4,4 мм
2″ Ø48 мм	27 мм	53,3	2,71 кг	1,59 кВт	4,0–6,0 мм
3″ Ø72 мм	34 мм	42,7	6,10 кг	3,58 кВт	6,0–9,0 мм
4″ Ø100 мм	40 мм	35,6	11,76 кг	6,91 кВт	8,3–12,5 мм

Читается так: с ростом диаметра ВЭТС ухудшается — с 23 мм в полуторадюймовой царге до 40 мм в четырёхдюймовой. Тарелок при той же высоте становится меньше. Зато предзахлёбная мощность растёт почти в восемь раз: широкая колонна переваривает несравнимо больше пара.

Практический вывод: узкая колонна — про чистоту, широкая — про скорость.

Про эмпирическое правило 1/8–1/12

Часто советуют брать размер насадки в пределах одной восьмой — одной двенадцатой внутреннего диаметра царги. Последняя колонка таблицы показывает, что это даёт: для двух дюймов — 4–6 мм, для трёх — 6–9 мм.

По этому правилу наша 3,5 × 3,5 «слишком мелкая» для всего, что шире полутора дюймов. Но замеры говорят иначе: в двухдюймовой царге она даёт 53,3 тарелки, в трёхдюймовой — 42,7. Обе цифры уверенно выше порога, за которым начинается спирт.

Противоречия здесь нет. Правило описывает равномерность укладки и пристеночный эффект — насколько ровно насадка ляжет и насколько сильно поток пойдёт вдоль стенки. Оно не про число тарелок. Мелкая насадка в широкой трубе действительно укладывается менее предсказуемо, но разделять от этого хуже, чем крупная, не начинает.

Относитесь к правилу как к грубому ориентиру, а не как к запрету.

Мощность нагрева — второй по важности фактор

Здесь ошибаются чаще всего: покупают самую мелкую насадку, ставят мощный ТЭН и потом воюют с захлёбом каждую перегонку.

Логика простая:

• Маломощный нагрев (до 1,5 кВт) — можно позволить себе мелкую насадку, захлёбывать нечем.
• Мощный ТЭН (2 кВт и выше) на узкой царге с мелкой насадкой — придётся постоянно держать мощность на коротком поводке.

Рабочая мощность берётся примерно на 15% ниже предзахлёбной. Для двухдюймовой царги с нашей насадкой это 1,35 кВт при пределе 1,59 кВт — то есть трёхкиловаттный ТЭН придётся выкручивать меньше чем наполовину.

Обе величины считает калькулятор для вашей конфигурации.

Что вы собираетесь получать

Спирт и напитки на его основе. СПН — профильный инструмент. Берите размер по диаметру, высоту — по нужному числу тарелок.

Ароматные дистилляты — фруктовые, зерновые. Здесь полная разделяющая способность мешает: вместе с примесями снимается и органолептика. Работают меньшей высотой слоя, низким флегмовым числом или медной насадкой, которая связывает сернистые соединения, не «обдирая» аромат полностью.

Спирт-сырец, первая перегонка. Разделение не нужно вовсе, важна скорость. Насадка здесь либо не используется, либо берётся с запасом по пропускной способности.

Четыре ошибки при выборе

Покупка «универсальной» насадки без учёта диаметра. То, что отлично работает в полутора дюймах, в трёх ведёт себя иначе — и наоборот.

Погоня за самой мелкой насадкой. Прирост чистоты после определённого порога не окупает потерю скорости и постоянную борьбу с захлёбом.

Игнорирование мощности ТЭНа. Самая частая причина захлёба — не насадка, а нагрев, который под неё не подобран.

Расчёт объёма насадки на глаз. Купить «примерно два килограмма» — это либо пустота вверху царги, либо лишние деньги. Объём считается за пять секунд.

Качество насадки тоже влияет

При одинаковом заявленном размере насадки работают по-разному. Значение имеют:

• ровность геометрии — одинаковый шаг витка по всей партии даёт предсказуемую укладку без пустот и каналов;
• отсутствие заусенцев и обрезков — просеянная насадка не требует переборки перед засыпкой;
• травление — обработанная поверхность лучше смачивается флегмой, и работает вся площадь, а не только часть.

Именно поэтому мы публикуем насыпную плотность и ВЭТС по каждому размеру, а не ограничиваемся словами «высокая эффективность».

Посчитайте свою колонну

Подставьте диаметр, высоту и пыжи — калькулятор покажет объём засыпки, вес к покупке, обе мощности и число тарелок по тем же данным, что в таблице выше.