Выбрать главу

Колонка представляет собой цилиндр 1 из листовой нержавеющей стали толщиной 0,5 мм. Цилиндр отформован путём прокатки на вальцах под заданный диаметр плоской заготовки нужного размера. Точечной контактной сваркой стык цилиндра сваривается в 6—8 местах, в том числе на расстоянии 6—7 мм от краёв. Кромка верхней части цилиндра по всей окружности отбортована внутрь, что препятствует выпадению из него элементов крепления сеток. Нижняя кромка цилиндра также по всей окружности отбортована наружу, что в случае необходимости облегчает извлечение колонки из её корпуса в аппарате (рис. 7а-3). В нижней части цилиндр имеет три отверстия диаметром 4 мм, соосные упорам каплеотражателя (рис. 7а-6). Крепёжные винты каплеотражателя (рис. 7а-7) вворачиваются в упоры и далее проходят сквозь отверстия в цилиндре колонки, обеспечивая тем самым надёжное крепление колонки в корпусе.

В качестве контактного элемента в колонке использована изготовленная промышленным путём сетка из нержавеющей проволоки диаметром 0,1 мм и, по-видимому, с размером ячеи 0,1 х 0,1 мм2. Шесть штук таких плоских сеток приварены контактной сваркой к элементам крепления 2. Элементы крепления изготовлены из листовой нержавеющей стали толщиной 0,3 мм и представляют собой сваренные встык кольца. Верхняя кромка каждого кольца срезана под углом 10 градусов по отношению к нижней кромке и отбортована по всей окружности внутрь для приваривания к ней сетки. В свою очередь, сетки привариваются к элементам крепления с напуском в 3—4 мм по диаметру для уплотнения сеткой стыка в месте соединения с цилиндром. При сборке колонки элементы крепления сеток ориентируют относительно друг друга так, как показано на рис. 9, чтобы флегма последовательно стекала с одной сетки на другую. Поскольку сущность ректификации состоит в обмене компонентами между паровой и жидкими фазами, то эффективность этого процесса зависит, в первую очередь, от величины поверхности раздела фаз. С целью её увеличения, пространство в колонке между сетками равномерно заполнены небольшими гофрированными кусками такой же сетки — остатками от раскроя основных сеток.

Диаметр последнего нижнего элемента крепления сетки выдержан таким образом, чтобы он входил в цилиндр с натягом, препятствующим выпадению из цилиндра остальных элементов. Для облегчения демонтажа элементов крепления сеток из колонки каждый из них имеет по четыре монтажных лепестка 3. Для этого в боковой стенке каждого элемента в 4-х местах по окружности делаются надрезы на длину 5 мм на расстоянии 5 мм друг от друга. Полученный таким образом лепесток отгибается внутрь, и позволяет легко извлечь контактный элемент из цилиндра подходящим для этой цели инструментом. В лепесток также упирается инструмент при досылке собранного элемента крепления сетки в корпус колонки.

Наружный диаметр колонки выбран по имеющемуся в распоряжении материалу, но из общих соображений следует, что чем больше диаметр колонки, тем меньшее влияние на протекающие в её центральной части процессы будет оказывать тепловой режим стенок, и тем меньше будет вероятность «захлёбывания» колонки при высоких скоростях перегонки.

В ходе предварительных экспериментов были опробованы колонки тех же габаритов, но с насадкой в виде упомянутых выше колец из нихромовой проволоки и мембранная колонка с 8 шт. горизонтальных мембран, изготовленных из никелевой ленты толщиной 0,2 мм. Отверстия в мембранах пробивались специально заточенным бородком на бруске из плотной древесины. Диаметр отверстий составлял 1,0—1,5 мм. при плотности отверстий примерно 16 шт. на 1см2 поверхности мембраны.

Как и следовало ожидать, колонка с сеточной насадкой при одном и том же орошении показала лучшие результаты. Неплохой результат показала и колонка с мембранами, тем более, что их можно изготовить самостоятельно, тогда как найти тонкую нержавеющую сетку представляется достаточно проблематичным.

Использование сеточной колонки, кроме улучшения качества разделения водно-спиртовой смеси, особенно на завершающих этапах перегонки, когда плотность перегоняемой из куба жидкости приближается к плотности воды, дало ещё один несколько неожиданный результат. Выяснилось, что в сеточной колонке (особенно в её нижней части) скапливается значительное количество сивушных масел, о чём свидетельствует их сильный специфический запах. Поскольку колонка съёмная, то сивушные масла можно легко удалить путём промывки колонки в горячей воде.