Termometry w kolumnie- jak je stosować i odczytywać ich wartości?

Termometry w kolumnie- jak je stosować i odczytywać ich wartości?

Termometr w kolumnie rektyfikacyjnej to podstawowy instrument pomiarowy, który umożliwia nam uzyskanie najczystszego alkoholu. Tylko wychwycenie zmian temperatury pozwala nam odrzucać niechciane frakcje oraz sterować procesem.

Jakich termometrów używać? Analogowych (tarczowych), czy elektronicznych?

Termometry analogowe nie nadają się do destylacji, mają zbyt niską rozdzielczość oraz słabą dokładność- nie da się na nich zobaczyć krytycznych wzrostów temperatury o 0,1C. Możemy je zamontować, ale wyłącznie jako element dekoracyjny. Do sterownia procesem nadają się tylko termometry elektroniczne.

Czy wystarczy zwykły termometr, czy lepiej wybrać modele precyzyjne?

Lepsze termometry to lepsza kontrola. Termometry z sondami DS maja rozdzielczość do drugiego miejsca po przecinku. Pozwala to na wychwycenie każdej zmiany temperatury w kolumnie i daje czas na reakcję. Powtarzalność pomiarów pozwala na wyciąganie wniosków z kolejnych procesów i lepsze poznawanie swojej kolumny oraz zjawisk w niej zachodzących- dzięki temu przy rektyfikacji kolejno podobnych wsadów można przewidywać ilości, czasy, prędkość odbioru i cała praca idzie znacznie sprawniej oraz wymaga mniej uwagi operatora.

Praca z termometrami standardowymi również jest możliwa, jeżeli poświęcimy obsłudze więcej czasu- trzeba bardziej "pilnować" kolumny podczas procesu.

Ile termometrów używać?

W przypadku wyboru dwóch termometrów LCD lub termometru precyzyjnego z sondami DS jedna z sond instalowana jest na wysokości umownej tzw. 10tej półki (to pierwsze miejsce patrząc od dołu kolumny, gdzie temperatura jest stabilna), a druga pod głowicą (pozwala określać moc przy destylacji owocówek, whisky itp). W przypadku wyboru jednego termometru instalowany jest on kompromisowo w 2/3 wysokości kolumny. Im więcej termometrów, tym większa kontrola nad procesem, a im większa rozdzielczość, tym wcześniej jesteśmy powiadamiani o zmianach w kolumnie.

Podsumowując, im lepsze termometry i więcej miejsc pomiaru, tym łatwiejszy proces.

Czy dwa termometry w kolumnie musza pokazywać ten sam odczyt?

Nie- i co więcej- prawie nigdy nie będą. To, że termometry luzem pokazują inne wskazania to jest absolutnie normalna rzecz- każdy może mieć inaczej umieszczony czujnik w gilzie, inną ilość pasty termoprzewodzącej, inną rezystancje połączenia  lutowanego- kilkadziesiąt czynników, które wpłyną na to, co pokaże wyświetlacz. I dalej jest to absolutnie bez znaczenia dla pracy z kolumną, bo tam nie liczy się wskazanie, tylko jego zmiana (delta)- czyli nie dokładność, a rozdzielczość.

Jakiej temperatury w kolumnie pilnować?

Nigdy nie należy dążyć do uzyskania konkretnej temperatury np. regulując moc grzania, czy przepływ wody. Jest to działanie wbrew fizyce i nigdy się nie uda. „Książkowe” 78,3C jest temperaturą wrzenia wyłącznie czystego etanolu, na wysokości 0 m.npm. przy ciśnieniu normalnym, tj. 1013hPa. Temperatura stabilizacji kolumny wynika z wielu czynników (ciśnienie atmosferyczne, wysokość, dokładność przetwornika i sondy termometru itp.) i wskazanie przez termometr temperatury odbiegającej od 78.30C jest najzupełniej naturalne. Ważne, aby temperatura była stała (przy odbiorze spirytusu). Dla procesu ważna jest jej zmiana, a nie jej dokładna wartość.

Czy wyświetlana temperatura stabilizacji zawsze będzie taka sama?

Nie. Temperatura stabilizacji- podobnie jak temperatura wrzenia- zależy od ciśnienia atmosferycznego, więc różna każdego dnia temperatura stabilizacji to rzecz naturalna.

Czy temperatura stabilizacji może zmienić się w czasie trwania procesu destylacji?

Tak. Nagła zmiana temperatury stabilizacji ma związek z ciśnieniem atmosferycznym. Czasami wahania ciśnienia są bardzo gwałtowne- jeżeli proces prowadzimy przez 5-6h, to takich zmian może być nawet kilka. Warto wspomóc się przed procesem meteogramem z wykresem prognozowanego ciśnienia (np. ze strony IMGiW: meteo.pl).

 Czy trzeba "kalibrować" termometry przed pierwszym użyciem?

Nie. Co więcej, w domu nie masz do tego narzędzi. Wkładanie sondy do wrzątku jest bezcelowe, bo temperatura wrzenia wody wynosi 100C tylko w opisanych wyżej  warunkach normalnych. Nie dysponując wanienką termostatyczną, która kompensuje m.in. aktualne ciśnienie, woda rzadko będzie miała równie 100C w momencie zagotowania. Na to zjawisko będzie miało też wpływ samo naczynie i stopień jego zużycia, a nawet kamień w czajniku. 

Inna kwestią jest, że taka "kalibracja" nie ma najmniejszego sensu, bo w kolumnie liczy się rozdzielczość (czyli zmiana) temperatury, a nie jej wartość.