RU204375U1 - Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol - Google Patents

Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol Download PDF

Info

Publication number
RU204375U1
RU204375U1 RU2021102082U RU2021102082U RU204375U1 RU 204375 U1 RU204375 U1 RU 204375U1 RU 2021102082 U RU2021102082 U RU 2021102082U RU 2021102082 U RU2021102082 U RU 2021102082U RU 204375 U1 RU204375 U1 RU 204375U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethyl alcohol
sensor
distiller
production
distillation
Prior art date
Application number
RU2021102082U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Донцов
Дмитрий Сергеевич Никулин
Людмила Алексеевна Хромецкова
Марина Александровна Сосарева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «А-СПИРИТ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «А-СПИРИТ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «А-СПИРИТ»
Priority to RU2021102082U priority Critical patent/RU204375U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU204375U1 publication Critical patent/RU204375U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/02Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in boilers or stills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42Regulation; Control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области техники и технологий, предназначенных для разделения и рафинирования жидких многокомпонентных спиртосодержащих смесей в бытовых условиях и предусматривающих нагрев до температуры испарения, последующую перегонку и конденсацию перебродившего пищевого сырья и получение раствора этилового спирта в качестве конечного продукта. Устройство содержит последовательно соединенные с помощью трубок перегонный куб, включающий в себя теплоизолированный металлический корпус произвольной формы, высокочастотный индукционный источник тепла, датчики системы безопасности и крышку, сухопарник, включающий в себя теплоизолированный металлический корпус произвольной формы и объёма, соответствующую крышку, патрубки подвода и отвода паров спирта, датчики системы безопасности, змеевик, охладитель, включающий в себя корпус произвольной формы и объёма, соответствующую крышку, комбинированную систему охлаждения, основанную на использовании элементов Пельтье, патрубки подвода и отвода паров спирта, циркуляции жидкого конечного продукта, микропроцессорную систему управления, основанную на использовании ARM-модуля управления. Техническим результатом является обеспечение безопасного, полностью автоматизированного и удобного для конечного пользователя получение высококачественного раствора этилового спирта. Достигается технический результат за счет применения облачных технологий и микропроцессорного управления, использования комплексной системы охлаждения, применения эффективных теплоизоляционных материалов и индукционного источника тепла.The utility model relates to the field of engineering and technologies intended for the separation and refining of liquid multicomponent alcohol-containing mixtures in domestic conditions and providing for heating to the evaporation temperature, subsequent distillation and condensation of fermented food raw materials and obtaining a solution of ethyl alcohol as the final product. The device contains a distillation cube connected in series using tubes, which includes a heat-insulated metal body of arbitrary shape, a high-frequency induction heat source, security system sensors and a cover, a steam chamber, which includes a heat-insulated metal body of an arbitrary shape and volume, a corresponding cover, inlet and outlet pipes alcohol vapors, safety sensors, coil, cooler, including a casing of arbitrary shape and volume, a corresponding cover, a combined cooling system based on the use of Peltier elements, branch pipes for inlet and outlet of alcohol vapors, circulation of a liquid end product, a microprocessor control system based on using an ARM control module. The technical result is to provide a safe, fully automated and convenient for the end user to obtain a high-quality solution of ethyl alcohol. The technical result is achieved through the use of cloud technologies and microprocessor control, the use of an integrated cooling system, the use of effective thermal insulation materials and an induction heat source.

Description

Полезная модель относится к области техники и технологий, предназначенных для разделения и рафинирования жидких многокомпонентных спиртосодержащих смесей в бытовых условиях и предусматривающих нагрев до температуры испарения, последующую перегонку и конденсацию перебродившего пищевого сырья и получение раствора этилового спирта в качестве конечного продукта.The utility model relates to the field of engineering and technologies intended for the separation and refining of liquid multicomponent alcohol-containing mixtures in domestic conditions and providing for heating to the evaporation temperature, subsequent distillation and condensation of fermented food raw materials and obtaining a solution of ethyl alcohol as the final product.

Известна Универсальная установка для перегонки спиртосодержащих продуктов из патентного документа № RU 154 523 U1, включающая последовательно соединенные бак-испаритель со сливным краном, цилиндрическую вертикальную ректификационную колонну, состоящую из царги, закрепленной на баке-испарителе, дефлегматор с отверстием для пара, холодильника, датчика температуры, крана для подачи воды, при этом бак-испаритель снабжен индукционным нагревателем и съемной крышкой, ректификационная колонна установлена на боковой стенке бака-испарителя, выполнена разборной и состоит из нижней царги, внутри которой расположен съемный набор фракционирующих дисков, царги отбора на сухопарник, соединенной с ним двумя патрубками с кранами, между которыми расположена заслонка, выполненная с возможностью поворота на оси, царги отбора хвостовой фракции, царги отбора этилового спирта, дефлегматора для отбора головной фракции, при этом царга отбора хвостовой фракции, царга отбора этилового спирта и дефлегматор соединены с холодильниками посредством патрубков с кранами, холодильники имеют сливные отверстия для спирта, при этом сливное отверстие холодильника для отбора этилового спирта снабжено угольным фильтром и отстойником с ареометром, все тепловыделяющие поверхности установки имеют изоляционное покрытие «Корунд», установка оснащена пультом управления для автоматического регулирования температуры и расположена на опоре с возможностью передвижения. Недостатками данного устройства является его большие габариты, что снижает удобство использования установки, особенно в бытовых условиях, а также слабая автономность процесса.Known Universal installation for the distillation of alcohol-containing products from patent document No. RU 154 523 U1, including a series-connected evaporator tank with a drain valve, a cylindrical vertical rectification column, consisting of a side bar fixed on the evaporator tank, a reflux condenser with an opening for steam, a refrigerator, a sensor temperature, a tap for water supply, while the evaporator tank is equipped with an induction heater and a removable lid, the rectification column is installed on the side wall of the evaporator tank, is collapsible and consists of a lower drawer side, inside which there is a removable set of fractionating discs, a drawer drawer for a steam box, connected to it by two branch pipes with taps, between which there is a damper made with the possibility of turning on an axis, tsar for selection of the tail fraction, tsar for selection of ethyl alcohol, dephlegmator for selection of the head fraction, while tsar for selection of the tail fraction, tsar for selection of ethyl alcohol and dephlegmator are connected with refrigerators by means of branch pipes with taps, refrigerators have drain holes for alcohol, while the drain of the refrigerator for the selection of ethyl alcohol is equipped with a charcoal filter and a sump with a hydrometer, all heat-generating surfaces of the unit have an insulating coating "Korund", the unit is equipped with a control panel for automatic regulation temperature and is located on a support with the ability to move. The disadvantages of this device are its large dimensions, which reduces the ease of use of the installation, especially in domestic conditions, as well as the weak autonomy of the process.

Известно Устройство для перегонки браги из патентного документа RU 2 255 973 С2, содержащее испарительную емкость для нагрева и парообразования браги, холодильник для проточной воды, выполненный в виде емкости с коническим днищем, сборник готового продукта. Недостатками данного устройства является то, что его использование требует постоянного контроля со стороны пользователя, кроме того, использование устройства небезопасно ввиду отсутствия автоматизированного контроля за показателями работы устройства.Known Device for distillation of mash from patent document RU 2 255 973 C2, containing an evaporation tank for heating and vaporization of mash, a refrigerator for running water, made in the form of a container with a conical bottom, a collection of the finished product. The disadvantages of this device are that its use requires constant monitoring by the user, in addition, the use of the device is unsafe due to the lack of automated control over the performance of the device.

Известен Бидистиллятор (патентный документ RU 2 656 313 С2) с двумя ступенями дистилляции. Каждая ступень дистилляции включает в себя камеру испарения, камеру конденсации, оснащенную конденсатором, сепаратор, трубопроводы и патрубки, блок управления. Исходная водопроводная вода, прошедшая через камеру конденсации первой ступени, поступает в камеру испарения первой ступени. При достижении необходимого уровня происходит автоматическое включение электронагревательного элемента. Получаемый в первой ступени дистиллят подается в камеру испарения второй ступени. При достижении необходимого уровня дистиллята в камере испарения второй ступени автоматически включается электронагревательный элемент, при этом открывается электрический клапан подачи воды в камеру конденсации второй ступени. Закрытие электрического клапана происходит при отключении электронагревательного элемента второй ступени. Для снижения температуры получаемого бидистиллята на выходе из второй ступени установлен охладитель. Бидистиллятор имеет возможность отбора дистиллята после первой ступени. Недостатками представленного устройства являются узкая область применения (получение дистиллированной воды преимущественно для использования в медицине), автоматизация процессов перехода к стадиям дистилляции не обеспечивает полный контроль системы безопасности работы устройства.Known bidistiller (patent document RU 2 656 313 C2) with two stages of distillation. Each distillation stage includes an evaporation chamber, a condensation chamber equipped with a condenser, a separator, pipelines and branch pipes, and a control unit. The original tap water that has passed through the first stage condensation chamber enters the first stage evaporation chamber. When the required level is reached, the electric heating element is automatically turned on. The distillate obtained in the first stage is fed into the evaporation chamber of the second stage. When the required distillate level is reached in the second stage evaporation chamber, the electric heating element is automatically switched on, and the electric valve for water supply to the second stage condensation chamber opens. The closing of the electric valve occurs when the electric heating element of the second stage is turned off. To reduce the temperature of the obtained bidistillate, a cooler is installed at the outlet of the second stage. The double distiller has the ability to take the distillate after the first stage. The disadvantages of the presented device are a narrow field of application (obtaining distilled water mainly for use in medicine), automation of the processes of transition to the stages of distillation does not provide full control of the safety system of the device.

Известен Дистиллятор с использованием индукционного источника тепла из патентного документа KR1018713200000, используемый для перегонки спиртосодержащих продуктов с целью получения алкогольных напитков. Индукционный источник тепла нагревает контейнер со спиртосодержащей продукцией, способствуя испарению алкоголя, который собирается во внешней емкости. Устройство оснащено автоматизированной системой контроля температуры нагревания, а также по некоторым вариантам реализации защитным блоком от магнитного поля индукционной нагревающей сосуда. Недостатками данного устройства являются сложная система нагревания из-за использования индукционных катушек, отсутствие специальной системы охлаждения.Known Distiller using an induction heat source from patent document KR1018713200000, used for the distillation of alcohol-containing products in order to obtain alcoholic beverages. An induction heat source heats the container with alcohol-containing products, facilitating the evaporation of alcohol that collects in the external container. The device is equipped with an automated heating temperature control system, as well as, in some embodiments, a protective block against the magnetic field of the induction heating vessel. The disadvantages of this device are a complex heating system due to the use of induction coils, the lack of a special cooling system.

Известен Способ автоматизированного управления спиртовой колонной брагоректификационной установки из патентного документа RU0002534351, характеризующийся тем, что осуществляется регулирование давления в нижней части спиртовой колонны путем подачи греющего пара в колонну, осуществляется регулирование отбора спирта с одной из верхних тарелок колонны, величину которого корректируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры паровой фазы над контрольной тарелкой колонны, осуществляется регулирование расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор спиртовой колонны, причем расход охлаждающей воды в дефлегматор спиртовой колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора спиртовой колонны. Недостатком данного устройства является его сложное устройство и размер, предполагающие только промышленное применение без возможности бытового использования.The known Method of automated control of the alcohol column of the distillation unit from the patent document RU0002534351, characterized by the fact that the pressure in the lower part of the alcohol column is regulated by supplying heating steam to the column, the alcohol selection is controlled from one of the upper plates of the column, the value of which is adjusted as a function of the difference the set and current values of the temperature of the vapor phase above the control plate of the column, regulation of the flow rate of cooling water entering the dephlegmator of the alcohol column is carried out, and the flow of cooling water into the dephlegmator of the alcohol column is adjusted as a function of the difference between the set and current values of the condensate temperature at the outlet of the dephlegmator of the alcohol column. The disadvantage of this device is its complex structure and size, suggesting only industrial use without the possibility of domestic use.

Известно Дистилляционное устройство по патентному документу WO2009018874, содержащее теплонагреваемую колбу с жидкостью, нагреваемый поршень испарителя для поглощения продукта, который будет испаряться; охлаждаемый конденсаторный поршень для конденсации дистиллята из продукта в конденсат; и привод для перемещения поршня испарителя, в которых газовые камеры поршня испарителя и колба конденсатора находятся в жидкой связи друг с другом. Поршень испарителя и конденсаторный поршень жестко соединены друг с другом. Система охлаждения в устройстве реализована с помощью элементов Пельтье. Недостатками данного устройства являются его узкое применение (используется для перегонки небольшого количества жидкости, в основном, для работы в лабораториях), отсутствие автоматизированной системы контроля за процессом дистилляции.Known is a distillation device according to patent document WO2009018874, comprising a heat-heated flask with a liquid, a heated piston of an evaporator for absorbing a product to be evaporated; a cooled condensing piston for condensing the distillate from the product into condensate; and a drive for moving the evaporator piston, in which the gas chambers of the evaporator piston and the condenser bulb are in fluid communication with each other. The evaporator piston and condenser piston are rigidly connected to each other. The cooling system in the device is implemented using Peltier elements. The disadvantages of this device are its narrow application (it is used for the distillation of a small amount of liquid, mainly for work in laboratories), the absence of an automated control system for the distillation process.

Известен Фракционный дистилляционный аппарат по патентному документу KR100576843, представляющий собой устройство из колонки дистилляции и множественности лотков, расположенных в многоступенчатой колонке, дробный дистилляционный аппарат с использованием термоэлектрических элементов, состоящий из испарительной и конденсационной частей. Недостатками данного устройства является его сложный состав, предполагающий в основном промышленное, а не бытовое использование, отсутствие автоматизированного контроля за процессами дистилляции.Known Fractional distillation apparatus according to patent document KR100576843, which is a device of a distillation column and a plurality of trays located in a multistage column, a fractional distillation apparatus using thermoelectric elements, consisting of evaporating and condensing parts. The disadvantages of this device are its complex composition, which presupposes mainly industrial rather than domestic use, the lack of automated control over the distillation processes.

Известен Дистиллятор для производства алкоголя (патентный документ CN2431287) в бытовых условиях. Устройство имеет небольшой размер, содержит перегонный куб, змеевик, конденсатор. Недостатком данного устройства является необходимость контроля процесса производства алкоголя пользователями.Known Distiller for the production of alcohol (patent document CN2431287) in a domestic environment. The device has a small size, contains a distillation cube, a coil, a condenser. The disadvantage of this device is the need to control the process of alcohol production by users.

Наиболее близкий аналог заявленного устройства - Дистиллятор, основанный на использовании элементов Пельтье, из патентного документа US20020130029. Данное устройство содержит нагревательную и конденсационную секции, между которыми размещены элементы Пельтье таким образом, что они обеспечивают и нагревание воды в соответствующем секторе, и ее охлаждение с конденсацией с другой стороны. Недостатком данного устройства является его узкая применимость (дистилляция воды), отсутствие автоматизированной системы контроля за процессом дистилляции.The closest analogue of the claimed device is a Distiller based on the use of Peltier elements from patent document US20020130029. This device contains heating and condensation sections, between which Peltier elements are placed in such a way that they provide both heating of water in the corresponding sector and its cooling with condensation on the other side. The disadvantage of this device is its narrow applicability (water distillation), the absence of an automated control system for the distillation process.

Заявленное техническое решение призвано устранить выявленные недостатки, обеспечить безопасное, полностью автоматизированное и удобное для конечного пользователя получение высококачественного раствора этилового спирта.The claimed technical solution is intended to eliminate the identified shortcomings, to provide a safe, fully automated and convenient for the end user to obtain a high-quality solution of ethyl alcohol.

На фигуре 1 приведена схема общего вида заявленного технического решения. Устройство содержит последовательно соединенные с помощью трубок перегонный куб (1), сухопарник (2), змеевик (3), охладитель (4).Figure 1 shows a diagram of a general view of the claimed technical solution. The device contains a distillation cube (1), a steam chamber (2), a coil (3), a cooler (4) connected in series with the help of tubes.

Перегонный куб может быть изготовлен из металлов и сплавов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам материал. Перегонный куб содержит корпус произвольной формы и объема, соответствующую крышку (5) и источник тепла (6). Крышка с помощью пищевого полимерного уплотнителя герметично закрывает объем перегонного куба и сухопарника, в объеме над перегонным кубом имеет наклонную поверхность для задания направления испарившихся газов, а герметичная полость внутри крышки дополнительно является и теплоизолятором, содержит патрубки, предназначенные для присоединения к перегонному кубу сухопарника разъемным способом посредством трубки змеевика. Источником тепла (6) является высокочастотный индукционный нагреватель с блоком питания, установленные под днищем перегонного куба вне объема перегонного куба. Перегонный куб содержит предохранительный клапан и датчик температуры и давления, предназначенные для измерения температуры и давления паров внутри корпуса перегонного куба. Также перегонный куб дополнительно может содержать элементы безопасности: датчик установки перегонного куба в рабочее положение, датчик закрытия крышки, один или несколько датчиков уровня жидкости, датчик концентрации паров спирта, датчик протечки жидкости, датчик утечки газов. Сигналы со всех датчиков поступают и обрабатываются микропроцессорным ARM-модулем системы управления (схема системы управления представлена на фигуре 2). Совокупность датчиков и предохранительный клапан образуют систему пассивной и активной защиты устройства. Количество, размещение, тип установки и коммутации элементов системы безопасности может изменяться в зависимости от конструкционных и эксплуатационных особенностей устройства. Также перегонный куб дополнительно может содержать приспособление для быстрого извлечения из корпуса устройства. Корпус перегонного куба теплоизолирован (7) с помощью минерального теплоизолятора, пенопласта, пенополиуретана, пеностекла или аналогичных негорючих, экологичных материалов с низкой теплопроводностью.The alembic can be made of metals and alloys used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum, or a material of similar properties. The alembic contains a body of arbitrary shape and volume, a corresponding lid (5) and a heat source (6). The lid, with the help of a food-grade polymer sealant, hermetically closes the volume of the distillation cube and the steamer, in the volume above the distillation cube it has an inclined surface to set the direction of the evaporated gases, and the sealed cavity inside the lid additionally serves as a heat insulator, contains nozzles designed to be connected to the distillation cube of the steamer in a detachable way through the coil tube. The heat source (6) is a high-frequency induction heater with a power supply installed under the bottom of the alembic outside the volume of the alembic. The distillation still contains a safety valve and a temperature and pressure sensor designed to measure the temperature and pressure of the vapor inside the distillation still body. Also, the distillation cube may additionally contain safety elements: a sensor for setting the distillation cube in the operating position, a sensor for closing the lid, one or more liquid level sensors, an alcohol vapor concentration sensor, a liquid leakage sensor, a gas leak sensor. Signals from all sensors are received and processed by the microprocessor ARM-module of the control system (the control system diagram is shown in figure 2). A set of sensors and a safety valve form a system of passive and active protection of the device. The number, location, type of installation and switching of elements of the security system may vary depending on the design and operational features of the device. Also, the alembic can additionally contain a device for quick removal from the device body. The distillation still body is thermally insulated (7) with a mineral heat insulator, polystyrene foam, polyurethane foam, foam glass or similar non-combustible, environmentally friendly materials with low thermal conductivity.

Сухопарник может быть изготовлен из металлов и сплавов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам материал. Сухопарник содержит корпус произвольной формы и объема, соответствующую крышку, патрубки подвода и отвода паров спирта. Крышка с помощью пищевого полимерного уплотнителя герметично закрывает объем сухопарника, содержит патрубки, предназначенные для присоединения к перегонному кубу и охладителю разъемным способом, для внутренних соединений неразъемным способом, при этом патрубки подвода паров спирта находятся ниже патрубков вывода. Сухопарник может содержать один, два и более независимых герметичных объемов, подача и вывод паров спирта в которые осуществляется открытием/закрытием клапанов. Снаружи корпуса сухопарника, но внутри корпуса устройства, могут быть расположены воздушные вентиляторы, обеспечивающие снижение температуры сухопарника за счет обдува. Сухопарник интегрирован в систему безопасности перегонного куба, но может быть дополнительно оснащен предохранительным клапаном, датчиками температуры и давления, предназначенными для измерения температуры и давления паров внутри корпуса сухопарника. Также сухопарник дополнительно может содержать элементы безопасности: один или несколько датчиков уровня жидкости, датчик концентрации спиртов, датчик протечки жидкости, датчик утечки газов. Сигналы со всех датчиков поступают и обрабатываются микропроцессорным ARM-модулем системы управления. Количество, размещение, тип установки и коммутации элементов системы безопасности может изменяться в зависимости от конструкционных и эксплуатационных особенностей устройства. Съемная крышка сухопарника обеспечивает доступ внутрь корпуса сухопарника для проведения чистки и загрузки внутрь сухопарника продуктов, придающих ароматические свойства конечному продукту, например, фрукты, сухофрукты или травы. Корпус сухопарника теплоизолирован (7) с помощью минерального теплоизолятора, пенопласта, пенополиуретана, пеностекла или аналогичных негорючих, экологичных материалов с низкой теплопроводностью.The dry pot can be made of metals and alloys used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum or a material similar in properties. Sukhoparnik contains a housing of arbitrary shape and volume, a corresponding cover, branch pipes for supply and removal of alcohol vapors. The lid, using a food-grade polymer sealant, hermetically closes the volume of the steam chamber, contains branch pipes designed to be connected to the still and the cooler in a detachable way, for internal connections in a one-piece way, while the branch pipes for supplying alcohol vapors are below the outlet branch pipes. The steam chamber can contain one, two or more independent sealed volumes, the supply and output of alcohol vapors to which is carried out by opening / closing the valves. Outside the steam box body, but inside the device body, air fans can be located, which reduce the temperature of the steam box by blowing. The steamer is integrated into the safety system of the steamer, but can be additionally equipped with a safety valve, temperature and pressure sensors designed to measure the temperature and vapor pressure inside the casing of the steamer. Also, the steam bath may additionally contain safety elements: one or more liquid level sensors, an alcohol concentration sensor, a liquid leakage sensor, a gas leakage sensor. Signals from all sensors are received and processed by the ARM microprocessor module of the control system. The number, location, type of installation and switching of elements of the security system may vary depending on the design and operational features of the device. The removable cover of the dry steamer provides access to the inside of the dry steamer for cleaning and loading the inside of the steamer with products that impart aromatic properties to the final product, for example, fruits, dried fruits or herbs. The body of the dry chamber is thermally insulated (7) using a mineral heat insulator, foam, polyurethane foam, foam glass or similar non-combustible, environmentally friendly materials with low thermal conductivity.

Змеевик представляет собой спирально закрученную трубку, выполненную из металлов и сплавов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам материал. Змеевик расположен над крышкой перегонного куба, имеет уклон относительно горизонтальной плоскости, присоединена к патрубкам перегонного куба и сухопарника разъемным способом. Количество витков, внутренний диаметр и толщина стенки трубки может изменяться в зависимости от конструкционных и эксплуатационных особенностей устройства.The coil is a spirally wound tube made of metals and alloys used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum or a material similar in properties. The coil is located above the lid of the distillation cube, has a slope relative to the horizontal plane, and is connected to the branch pipes of the distillation cube and the steam chamber by a detachable method. The number of turns, the inner diameter and the wall thickness of the tube may vary depending on the design and operational features of the device.

Охладитель может быть изготовлен из металлов и сплавов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам материал. Охладитель содержит корпус произвольной формы и объема, соответствующую крышку (8), комбинированную систему охлаждения (9), патрубки подвода и отвода паров спирта, циркуляции жидкого конечного продукта. Крышка охладителя может содержать съемный проточный фильтрующий элемент (может применяться мембранный или насыпной фильтр, состав фильтрующего материала может быть любой), съемная крышка охладителя позволяет проводить чистку корпуса охладителя изнутри. Внутри корпуса охладителя могут дополнительно находиться охлаждающие пластины, расположенные под углом к горизонтальной поверхности устройства, обеспечивающие свободное скатывание капель жидкого конечного продукта, изготовленные из металлов и сплавов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам материал в (дополнительно, на поверхность материала охлаждающих пластин может быть нанесено функциональное тонко пленочное покрытие). Охладитель может быть снабжен датчиком температуры, одним или несколькими датчиками уровня жидкости, датчиком концентрации паров спирта, датчиком протечки жидкости, датчиком утечки газов. Сигналы со всех датчиков поступают и обрабатываются микропроцессорным ARM-модулем системы управления. Количество, размещение, тип установки и коммутации элементов системы безопасности может изменяться в зависимости от конструкционных и эксплуатационных особенностей устройства.The cooler can be made of metals and alloys used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum or a material of similar properties. The cooler contains a housing of arbitrary shape and volume, a corresponding lid (8), a combined cooling system (9), branch pipes for the supply and removal of alcohol vapors, and circulation of the liquid end product. The cooler cover can contain a removable flow-through filter element (a membrane or bulk filter can be used, the composition of the filter material can be any), a removable cooler cover allows cleaning the cooler body from the inside. Inside the cooler case, there may be additionally cooling plates located at an angle to the horizontal surface of the device, ensuring free rolling of drops of the liquid end product, made of metals and alloys used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum or a material similar in properties (optional , a functional thin film coating can be applied to the surface of the material of the cooling plates). The cooler can be equipped with a temperature sensor, one or more liquid level sensors, an alcohol vapor concentration sensor, a liquid leakage sensor, a gas leakage sensor. Signals from all sensors are received and processed by the microprocessor ARM-module of the control system. The number, location, type of installation and switching of elements of the security system may vary depending on the design and operational features of the device.

Система охлаждения, применяемая в данном устройстве, является комбинированной. В основе системы заложен принцип термоэлектрического преобразования энергии с помощью модулей (или комбинации модулей) Пельтье. Первая часть системы служит для охлаждения и термостабилизации корпуса охладителя и конденсирования паров на внутренней поверхности корпуса охладителя и охлаждающих пластин. Для реализации второй части системы охлаждения на дне корпуса охладителя дополнительно располагается трубка, которая служит для забора жидкого конечного продукта, перемещения его с помощью насоса через внешний теплообменник и заброса охлажденного конденсата обратно в охладитель на охлаждающие пластины, а при использовании системы тройника и клапана - подачи в выходной диспенсер устройства (10). Для реализации может быть использовано любое количество модулей Пельтье, в зависимости от задач, содержащих любое число каскадов, модули Пельтье могут иметь различное техническое исполнение, в качестве теплопроводов могут быть использованы такие материалы как алюмооксидная и алюмонитридная керамика, металл с керамическим покрытием, а также аналогичные материалы, либо без теплопроводов (с использованием диэлектрических функциональных покрытий). Термостабилизация тепловыделяющей стороны модулей (или комбинации модулей) Пельтье может осуществляться естественным воздушным охлаждением (11), воздушным охлаждением с принудительным обдувом вентиляторами (12), водяным охлаждением по замкнутому контуру. Модули (или комбинация модулей) Пельтье может быть дополнительно оснащена датчиком точки росы. Электрическое питание указанных выше модулей Пельтье дополнительно может осуществляться с помощью применения технологий широтно-импульсной модуляции и (или) ПИД регулирования.The cooling system used in this device is combined. The system is based on the principle of thermoelectric energy conversion using Peltier modules (or a combination of modules). The first part of the system serves for cooling and thermal stabilization of the cooler body and for condensing vapors on the inner surface of the cooler body and cooling plates. For the implementation of the second part of the cooling system, a tube is additionally located at the bottom of the cooler body, which serves to take the liquid end product, move it with a pump through an external heat exchanger and throw the cooled condensate back into the cooler onto the cooling plates, and when using a tee and valve system, supply into the outlet dispenser of the device (10). Any number of Peltier modules can be used for implementation, depending on the tasks containing any number of cascades, Peltier modules can have different technical designs, materials such as aluminum oxide and aluminum nitride ceramics, metal with a ceramic coating, and similar materials can be used as heat conductors. materials, or without heat conductors (using dielectric functional coatings). Thermal stabilization of the heat-generating side of Peltier modules (or a combination of modules) can be carried out by natural air cooling (11), air cooling with forced blowing of fans (12), water cooling in a closed loop. Modules (or combination of modules) Peltier can be optionally equipped with a dew point sensor. The power supply of the above Peltier modules can additionally be carried out using the technologies of pulse-width modulation and (or) PID control.

Трубки, которыми соединены все элементы устройства, могут быть изготовлены из материалов, применяемых в пищевой промышленности: нержавеющая сталь, медь, алюминий или аналогичный по свойствам металл или сплав, стекла, различного типа пластика или другого аналогичного по свойствам материала.The tubes that connect all the elements of the device can be made of materials used in the food industry: stainless steel, copper, aluminum or a metal or alloy similar in properties, glass, various types of plastic or other material with similar properties.

Устройство имеет систему автоматического управления (схема представлена на фигурах 2-3), состоящую из платы управления - центрального процессора AMR, системы датчиков и исполнительных механизмов. На фигуре 2 цифрами обозначены:The device has an automatic control system (the diagram is shown in Figures 2-3), consisting of a control board - an AMR central processor, a system of sensors and actuators. In figure 2, the numbers indicate:

13 - центральный процессор AMP13 - AMP central processing unit

14 - чан большой 15- чан малый14 - large vat 15 - small vat

16 - метеостанция16 - weather station

17 - датчик протечки17 - leakage sensor

18 - датчик спирта18 - alcohol sensor

19 - датчик уровня жидкости19 - liquid level sensor

20 - датчик уровня жидкости БК20 - liquid level sensor BK

21 - TFT экран с сенсором21 - TFT screen with sensor

22 - датчик давления22 - pressure sensor

23 - датчик индуктора23 - inductor sensor

24 - система автоматической перезагрузки ЦП в случае зависания24 - system of automatic restart of the CPU in case of freezing

25 - блок транзисторов25 - block of transistors

26 - вентиляторы26 - fans

27 - блок реле27 - relay block

28 - мембранный насос28 - diaphragm pump

29 - помпа охлаждения29 - cooling pump

30 - помпа прокачки30 - pumping pump

31 - клапан31 - valve

32 - термоэлектрический модуль (ТЭМ)32 - thermoelectric module (TEM)

33 - термопара33 - thermocouple

34 - ARM-микропроцессор34 - ARM microprocessor

Система управления обеспечивает автономную и безопасную работу всех систем и элементов устройства - индукционный нагрев и термостабилизация температуры в перегонном кубе, обеспечение работы комбинированной системы охлаждения, системы пассивной и активной защиты. По заданному программным обеспечением алгоритму (примеры алгоритмов представлены на фигуре 3) производится опрос в автоматическом режиме и калибровка всех установленных датчиков, формируется и передается по каналам связи управляющие сигналы на исполнительные механизмы. Система управления имеет возможность дистанционного управления и оповещения пользователя, обмена данными с облачными сервисами для корректировки программы работы, оснащена системой аварийной остановки.The control system ensures the autonomous and safe operation of all systems and elements of the device - induction heating and temperature stabilization in the distillation cube, ensuring the operation of the combined cooling system, passive and active protection systems. According to the algorithm specified by the software (examples of algorithms are presented in figure 3), an automatic interrogation and calibration of all installed sensors are performed, control signals are generated and transmitted via communication channels to the actuators. The control system has the ability to remotely control and alert the user, exchange data with cloud services to adjust the work program, and is equipped with an emergency stop system.

Динамика полезной модели.Utility model dynamics.

Перегонный куб с заранее подготовленной спиртосодержащей смесью, с определенной концентрацией этилового спирта, устанавливается в устройство, закрывается герметичной крышкой, подключается к газовым магистралям. При запуске процедуры дистилляции на устройстве или на панели управления проходит автоматическая проверка датчиков безопасности - установки перегонного куба, закрытия крышки, уровня (и концентрации) спиртосодержащей жидкости. После этого включается система управления индукционным нагревателем и первой ступенью системы охлаждения. Производится нагрев перегонного куба и его содержимого до температуры 75°С, при этом происходит интенсивное выделение паров спирта, который под действием избыточного давления, созданного в герметичном перегонном кубе, движется по трубке змеевика через патрубок подвода пара в корпус сухопарника. Внутри корпуса сухопарника происходит конденсация паров спирта, а за счет непрерывного подвода тепла, поступающего со смесью паров, происходит повторное закипание конденсата. Образующиеся повторно пары направляются к патрубку вывода паров, а более легкие фракции, температура кипения которых ниже температуры кипения спирта, остаются на дне корпуса сухопарника, а прокачка паров через сухопарник перекрывается клапаном. При наличии дополнительных независимых объемов сухопарника происходит последовательное заполнение и герметизация каждого объема. Датчик температуры позволяет осуществлять контроль температуры повторно образующегося пара. Далее пары движутся из сухопарника по трубке в корпус охладителя. Процесс фазового перехода паров в жидкость, происходящий в охладителе, сопровождается выделением тепла, которое поглощается двухуровневой системой охлаждения - на первом этапе на стенках охладителя и наклонных пластинах, а при накоплении достаточного количества конденсата - с помощью прокачивания насосом через внешний теплообменник, охлаждаемый термоэлектрическими модулями Пельтье.A distillation cube with a previously prepared alcohol-containing mixture, with a certain concentration of ethyl alcohol, is installed in the device, closed with a sealed lid, and connected to the gas mains. When the distillation procedure is started on the device or on the control panel, an automatic check of the safety sensors is performed - the installation of the distillation still, the closing of the lid, the level (and concentration) of the alcohol-containing liquid. After that, the control system for the induction heater and the first stage of the cooling system is turned on. The distillation still and its contents are heated to a temperature of 75 ° C, while there is an intense release of alcohol vapors, which, under the influence of the excess pressure created in the sealed distillation still, moves along the coil tube through the steam supply pipe to the dry steamer body. Condensation of alcohol vapors occurs inside the body of the steam boiler, and due to the continuous supply of heat supplied with the mixture of vapors, the condensate re-boils. The re-formed vapors are directed to the vapor outlet, and the lighter fractions, the boiling point of which is lower than the boiling point of alcohol, remain at the bottom of the steam box body, and the pumping of vapors through the steam box is blocked by a valve. In the presence of additional independent volumes of the dry chamber, each volume is sequentially filled and sealed. The temperature sensor allows the temperature of the re-formed steam to be monitored. Then the vapors move from the steam chamber through the tube to the cooler body. The process of phase transition of vapors into liquid, which occurs in the cooler, is accompanied by the release of heat, which is absorbed by the two-level cooling system - at the first stage on the walls of the cooler and inclined plates, and when a sufficient amount of condensate is accumulated, by pumping it through an external heat exchanger cooled by thermoelectric Peltier modules ...

После прохождения внешнего теплообменника конечный жидкий продукт проходит фильтрующий элемент, расположенный в крышке охладителя. Изменения температуры, давления паров, концентрации конечного продукта регистрируются датчиками, которые передают информационные сигналы на плату управления. Плата управления производит сбор и анализ полученной информации, формирует и отправляет соответствующий управляющий сигнал на исполняющие устройства и механизмы, а также обменивается информацией с пользователем через экран и мобильное приложение. Образовавшийся продукт охлаждается до комфортной для употребления температуры и через диспенсер подается пользователю. После остановки процесса и остывания до комнатной температуры перегонный куб извлекается из устройства, остатки сырья удаляются из перегонного куба, при необходимости проводится очистка.After passing through an external heat exchanger, the final liquid product passes through a filter element located in the cooler cover. Changes in temperature, vapor pressure, concentration of the final product are recorded by sensors that transmit information signals to the control board. The control board collects and analyzes the information received, generates and sends the corresponding control signal to the executing devices and mechanisms, and also exchanges information with the user through the screen and the mobile application. The resulting product is cooled to a comfortable temperature for use and is fed to the user through the dispenser. After stopping the process and cooling to room temperature, the distillation cube is removed from the device, the remaining raw materials are removed from the distillation cube, and if necessary, cleaning is carried out.

Представленный к регистрации Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта обеспечивает безопасное, полностью автоматизированное и удобное для конечного пользователя получение высококачественного раствора этилового спирта. Достигается технический результат за счет следующих признаков:Submitted for registration Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol provides a safe, fully automated and convenient for the end user to obtain a high quality solution of ethyl alcohol. The technical result is achieved due to the following features:

микропроцессорный контроль и управление каждого этапа процесса дистилляции и, соответственно, отсутствие необходимости ручного управления и постоянного присутствия пользователя;microprocessor control and management of each stage of the distillation process and, accordingly, no need for manual control and constant presence of the user;

использование комбинированной системы охлаждения на основе термоэлектрического преобразования энергии;use of a combined cooling system based on thermoelectric energy conversion;

использование в качестве источника тепла высокочастотного индукционного нагревателя, расположенного вне перегонного куба, обладающего низким энергопотреблением, низкой тепловой инерцией, высоким сроком службы;use as a heat source of a high-frequency induction heater located outside the alembic, which has low energy consumption, low thermal inertia, and high service life;

применение эффективных теплоизоляционных материалов позволяет значительно снизить массогабаритные характеристики устройства, переводя его в разряд компактных настольных бытовых приборов;the use of effective heat-insulating materials can significantly reduce the weight and size characteristics of the device, converting it into the category of compact desktop household appliances;

применение облачных технологий и микропроцессорного управления позволяет отнести устройство к новому классу интернет-устройств и интеграции в систему «умного дома».the use of cloud technologies and microprocessor control allows the device to be classified as a new class of Internet devices and integration into the “smart home” system.

Claims (7)

1. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта, содержащий последовательно соединенные с помощью трубок перегонный куб, включающий в себя теплоизолированный металлический корпус, высокочастотный индукционный источник тепла, предохранительный клапан и крышку, сухопарник, включающий в себя теплоизолированный металлический корпус, соответствующую крышку, патрубки подвода и отвода паров спирта, змеевик, охладитель, включающий в себя корпус, соответствующую крышку, систему охлаждения, основанную на использовании элементов Пельтье, патрубки подвода и отвода паров спирта, циркуляции жидкого конечного продукта, отличающийся тем, что перегонный куб содержит датчик температуры и давления; перегонный куб и сухопарник оснащены автоматизированной системой безопасности; заявленное устройство содержит микропроцессорную систему управления, основанную на использовании ARM-модуля управления; система охлаждения заявленного устройства является комбинированной, состоящей из элементов Пельтье, трубки для забора жидкого конечного продукта, насоса для перемещения жидкости обратно на охладительные пластины элементов Пельтье.1. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol, containing a distillation cube connected in series by means of tubes, including a heat-insulated metal case, a high-frequency induction heat source, a safety valve and a lid, a steam chamber, including a heat-insulated metal case, a corresponding lid, branch pipes supply and removal of alcohol vapors, coil, cooler, including a housing, a corresponding cover, a cooling system based on the use of Peltier elements, branch pipes for supply and removal of alcohol vapors, circulation of a liquid end product, characterized in that the distillation still contains a temperature and pressure sensor ; the distillation cube and dry chamber are equipped with an automated security system; The claimed device contains a microprocessor control system based on the use of an ARM control module; the cooling system of the claimed device is a combined one, consisting of Peltier elements, a tube for intake of the liquid end product, a pump for moving the liquid back to the cooling plates of the Peltier elements. 2. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что перегонный куб содержит датчик установки перегонного куба в рабочее положение, датчик закрытия крышки, один или несколько датчиков уровня жидкости, датчик концентрации паров спирта, датчик протечки жидкости, датчик утечки газов.2. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1, characterized in that the distillation cube contains a sensor for setting the distillation cube in the operating position, a sensor for closing the lid, one or more liquid level sensors, an alcohol vapor concentration sensor, a liquid leakage sensor, gas leakage sensor. 3. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сухопарник оснащен предохранительным клапаном, датчиками температуры и давления.3. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1 or 2, characterized in that the steam boiler is equipped with a safety valve, temperature and pressure sensors. 4. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что охладитель снабжен датчиком температуры, одним или несколькими датчиками уровня жидкости, датчиком концентрации паров спирта, датчиком протечки жидкости, датчиком утечки газов.4. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the cooler is equipped with a temperature sensor, one or more liquid level sensors, an alcohol vapor concentration sensor, a liquid leakage sensor, a gas leakage sensor. 5. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что элементы Пельтье дополнительно оснащены датчиком точки росы.5. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the Peltier elements are additionally equipped with a dew point sensor. 6. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что электрическое питание модулей Пельтье дополнительно осуществляется с помощью применения технологий широтно-импульсной модуляции и ПИД регулирования.6. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the electrical power supply of the Peltier modules is additionally carried out using the technologies of pulse-width modulation and PID control. 7. Автоматический компактный бытовой дистиллятор для производства этилового спирта по п. 1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что электрическое питание модулей Пельтье дополнительно осуществляется с помощью применения технологий широтно-импульсной модуляции или ПИД регулирования.7. Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the electrical power supply of the Peltier modules is additionally carried out using the technology of pulse-width modulation or PID control.
RU2021102082U 2021-01-29 2021-01-29 Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol RU204375U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102082U RU204375U1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102082U RU204375U1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204375U1 true RU204375U1 (en) 2021-05-21

Family

ID=76034140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102082U RU204375U1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204375U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130029A1 (en) * 2001-03-19 2002-09-19 Brian Stout High temperature peltier effect water distiller
WO2009018874A2 (en) * 2007-06-23 2009-02-12 Adolph Zellweger Distillation device
RU2534351C1 (en) * 2013-11-05 2014-11-27 Валерий Геннадьевич Брусов Method for automatic control of alcohol column of distiller
RU156853U1 (en) * 2014-12-30 2015-11-20 Александр Николаевич Машковский MASHKOVSKY DISTRIBUTOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130029A1 (en) * 2001-03-19 2002-09-19 Brian Stout High temperature peltier effect water distiller
WO2009018874A2 (en) * 2007-06-23 2009-02-12 Adolph Zellweger Distillation device
RU2534351C1 (en) * 2013-11-05 2014-11-27 Валерий Геннадьевич Брусов Method for automatic control of alcohol column of distiller
RU156853U1 (en) * 2014-12-30 2015-11-20 Александр Николаевич Машковский MASHKOVSKY DISTRIBUTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aphornratana et al. Experimental studies of a single-effect absorption refrigerator using aqueous lithium–bromide: effect of operating condition to system performance
US4230536A (en) Method for the distillation purification of organic heat transfer fluids
US4601789A (en) Water purification apparatus
RU187827U1 (en) Column type distiller with PETN
EA017654B1 (en) Solar and electric energy dryers
JP2020515409A5 (en)
RU204375U1 (en) Automatic compact household distiller for the production of ethyl alcohol
Zarei et al. Performance evaluation of an HDH desalination system using direct contact packed towers: experimental and mathematical modeling study
EP2827960A2 (en) Removal of alcohol from potable liquid using vacuum extraction
RU192460U1 (en) RECTIFICATION UNIT WITH STEAM PRODUCT TAKE-OFF
EP3548596B1 (en) Apparatus and method for alcoholic beverage dealcoholization
JP2015051414A (en) Three-layer hybrid distillator and system
RU157821U1 (en) INSTALLATION WITH AUTOMATIC PROCESS OF DISTRIBUTION OF ALCOHOL-CONTAINING LIQUID
RU194092U1 (en) Column type distiller
CN108465260A (en) Volatile oil dehydration device and volatile oil equipment for purifying
RU194093U1 (en) Column type distiller
US4139418A (en) Method and apparatus for the distillation purification of organic heat transfer fluids
RU173779U1 (en) COLON TYPE DISTILLATOR
RU152245U1 (en) DEVICE FOR REMOVING FERRY PRODUCTS
RU170440U1 (en) DISTILLER
CN205235417U (en) Steam condensate device
Malafeev et al. Development, calculation and experimental study of a heat pump for vacuum water distillation systems
CN218967728U (en) Constant-temperature aging storage device for white spirit
TW562917B (en) Steam collection type evaporator
RU2778899C1 (en) Liquid heating and cooling system