Termometr do kolumny rektyfikacyjnej: ile czujników i gdzie zamontować sondy

Do kolumny rektyfikacyjnej potrzebujesz termometru z czterema czujnikami: w zbiorniku, w buforze, na półce kolumny (zwykle 10.) i w skraplaczu. Każda sonda odpowiada na inne pytanie: jak nagrzany jest wsad, co dzieje się w buforze, czy kolumna pracuje stabilnie i czy chłodzenie nadąża. Termometr EQUINOX T-4 ma dokładnie cztery odłączane sondy, alarm dla każdej z nich i wbudowany czujnik ciśnienia, który pokazuje, o ile zmiana pogody przesunęła temperaturę wrzenia.

Poniżej wyjaśniam, gdzie zamontować każdą sondę, co z niej odczytasz i po co w kolumnie czujnik ciśnienia. Piszę o pomiarze i sprzęcie, a nie o prowadzeniu destylacji alkoholu; zanim ją rozpoczniesz, sprawdź przepisy obowiązujące w Twoim kraju.

Termometr do kolumny: ile czujników wystarczy

Cztery czujniki to rozsądne minimum dla kolumny z buforem. Jedna sonda u góry kolumny pokaże, że coś się zmieniło, ale nie powie, gdzie i dlaczego. Cztery punkty pomiaru ustawione od dołu do góry pozwalają zobaczyć cały przebieg i odróżnić problem z grzaniem od problemu z chłodzeniem.

Taki sam układ czterech sond (zbiornik, bufor, 10. półka, skraplacz) stosuje sterownik kolumny EQUINOX-RK.10, więc termometr zamontowany w ten sposób od razu pasuje do późniejszej rozbudowy. Jeśli potrzebujesz więcej punktów, na przykład wody chłodzącej lub płaszcza, sterownik można rozbudować do 6 sond.

Gdzie zamontować sondy w kolumnie

Każdą sondę montujesz w porcie pomiarowym, tak żeby końcówka była w medium, którego temperaturę mierzysz, a nie przy zimnej ściance rury. Czujniki temperatury w kolumnie i zbiorniku to cyfrowe DS18B20; to one trafiają do portów.

Sonda w zbiorniku

Sonda w zbiorniku mówi, jak szybko nagrzewa się wsad i jak daleko zaszedł proces. Temperatura wsadu rośnie stopniowo w miarę jego wyczerpywania, więc to najlepszy wskaźnik postępu. Montuj ją w głębokim porcie temperatury, tak aby końcówka była zanurzona, a nie wisiała w parze nad cieczą.

Sonda w buforze

Sonda w buforze pokazuje, czy ta część kolumny pracuje równo. Sterownik kolumny EQUINOX-RK.10 wykorzystuje ten punkt do kontroli wzmocnienia i stabilności bufora.

Sonda na półce

Sonda na półce kolumny (w typowym układzie 10.) mówi o pracy samej kolumny. Gdy kolumna pracuje stabilnie, jej odczyt stoi w miejscu, a każdy ruch temperatury w tym punkcie jest sygnałem, że warto się przyjrzeć. Dlatego tu przydaje się rozdzielczość 0,01 °C: pozwala zauważyć powolny trend, zanim urośnie do pełnego stopnia.

Sonda w skraplaczu

Sonda w skraplaczu pilnuje chłodzenia. Jeśli woda nie nadąża albo jej przepływ spadnie, temperatura w tym miejscu rośnie. To punkt, dla którego alarm ma największe znaczenie dla bezpieczeństwa: pary etanolu są palne już w temperaturze pokojowej, więc nie mogą uciekać poza układ.

Alarmy temperatury: po jednym na sondę

W termometrze EQUINOX T-4 dla każdej sondy ustawisz osobny alarm przekroczenia temperatury, zmienisz jej nazwę i przeprowadzisz kalibrację pomiaru. Gdy temperatura przekroczy próg, telefon da znać, nawet jeśli jesteś w innym pomieszczeniu.

Praktyczne zasady ustawiania alarmów:

• Nazwij sondy według miejsca: „zbiornik”, „bufor”, „półka 10”, „skraplacz”. Przy czterech kablach łatwo o pomyłkę.
• Zacznij od alarmu na skraplaczu, bo to on ostrzega przed utratą chłodzenia.
• Progi ustal po pierwszym spokojnym procesie, gdy z wykresu wiesz, jakie odczyty są dla Twojej kolumny normalne.
• Skalibruj sondy przed pierwszym procesem, na przykład w wodzie z lodem, i wpisz poprawkę w aplikacji.

Warto pamiętać o jednej rzeczy: rozdzielczość 0,01 °C mówi, jak drobne zmiany termometr pokaże, a kalibracja decyduje o tym, jak blisko prawdy jest sam odczyt. Obie rzeczy są potrzebne.

Czujnik ciśnienia i korekta temperatury wrzenia

Temperatura wrzenia zależy od ciśnienia atmosferycznego. Czysty etanol wrze w 78,37 °C przy 1013,25 hPa (NIST Chemistry WebBook); przy niższym ciśnieniu wrze niżej, przy wyższym wyżej. Gdy w trakcie długiego procesu przechodzi front pogodowy, temperatura na kolumnie może się przesunąć, choć w samym procesie nic się nie zmieniło.

Termometr EQUINOX T-4 ma wbudowany czujnik ciśnienia. Pokazuje ciśnienie w hPa na wyświetlaczu i w aplikacji, a do tego przelicza, o ile zmieniła się temperatura wrzenia alkoholu od chwili włączenia termometru. Korekta wynosi 0,026 °C na każdy 1 hPa zmiany ciśnienia.

Po co to wiedzieć? Jeśli na półce widzisz wzrost o 0,2 °C, a ciśnienie w tym czasie wzrosło o 8 hPa, to zmiana wynika z pogody, a nie z procesu. Bez czujnika ciśnienia takie przesunięcie łatwo wziąć za sygnał z kolumny. Więcej o samej zależności przeczytasz w artykule temperatura wrzenia alkoholu.

Czego termometr nie pokaże

Termometr mierzy temperaturę całej mieszaniny w danym punkcie, a nie skład par. Nie wykryje metanolu: w roztworze wodno-etanolowym metanol nie oddziela się na początku, tylko rozkłada się na cały przebieg i koncentruje pod koniec, więc nie da się go „wyciąć na termometrze”. Metanol jest silnie toksyczny. Termometr pomaga prowadzić kolumnę stabilnie, ale nie zastępuje wiedzy i ostrożności.

Termometr EQUINOX T-4 w skrócie

• 4 odłączane sondy: 2 × 2 m i 2 × 1 m; inne długości w sklepie
• zakres od -50 do 125 °C, rozdzielczość 0,01 °C
• wbudowany czujnik ciśnienia z korektą temperatury wrzenia 0,026 °C/hPa
• alarm, nazwa i kalibracja dla każdej sondy
• parowanie z aplikacją przez Bluetooth (na iPhonie przez Wi-Fi)
• zasilanie 5 V z USB, także z power banku; montaż na śrubę M8 z uchwytem do rur
• pasuje do kolumn UFO, NIXON i Abratek oraz do prostych destylatorów
• aplikacja i aktualizacje w cenie termometru; cena 390 zł

Zobacz termometr z czujnikiem ciśnienia

Najczęstsze pytania

Ile czujników powinien mieć termometr do kolumny rektyfikacyjnej?

Cztery to rozsądne minimum: zbiornik, bufor, półka kolumny i skraplacz. Taki układ pozwala odróżnić problem z grzaniem od problemu z chłodzeniem. Termometr EQUINOX T-4 ma cztery sondy w zestawie.

Czy mogę dokupić dłuższą sondę?

Tak. W zestawie T-4 są sondy 2 × 2 m i 2 × 1 m, a sondę temperatury w innej długości kupisz w naszym sklepie; są dwie długości, a inne na zamówienie.

Do czego w kolumnie czujnik ciśnienia?

Pokazuje ciśnienie w hPa i przelicza, o ile zmieniła się temperatura wrzenia alkoholu od włączenia termometru. Dzięki temu wiesz, czy zmiana temperatury w kolumnie wynika z pogody, czy z procesu.

Czy termometr T-4 może później sterować grzałkami?

Tak. Termometr można rozbudować o przystawkę sterującą mocą albo o przystawkę, która zmienia go w sterownik kolumny z elektrozaworami i trybem automatycznym. Termometr zostaje i dalej mierzy.

Podsumowanie

Termometr do kolumny rektyfikacyjnej powinien mierzyć cztery punkty: zbiornik, bufor, półkę i skraplacz. Każda sonda odpowiada na inne pytanie, a osobne alarmy pozwalają zareagować, zanim mała zmiana stanie się problemem. Czujnik ciśnienia dopełnia obraz: pokazuje, ile z ruchu temperatury to zasługa pogody.

Termometr EQUINOX T-4 od producenta z Polski ma cztery sondy, rozdzielczość 0,01 °C i czujnik ciśnienia z korektą temperatury wrzenia. Porównaj go z innymi modelami w kategorii termometry do destylacji albo zamów termometr EQUINOX T-4.