Diskussion: Die Schnaps – Destillation

Moin Brennergemeinde!

@ Kunibert: ...aus den vielen Postings hier könnte man annehmen, dass es für einen perfekten Aromaübertrag sinnvoller ist, zum Bsp ein 60er Kupferrohr (Fallrohr einer Dachrinne)für das Steig und Geistrohr und ein 100er zum darüberstülpen für den Liebigkühler, zu verwenden.

Ich weiß nicht, wie Du durch Studium der Beiträge auf dieser Seite auf derart abstruse Vorstellungen hinsichtlich der Dimensionierung eines Liebigkühlers kommst. Da hast Du vielleicht etwas missverstanden.
Wahrscheinlich sollte es ein Witz sein, nicht wahr? Sehr komisch!

@ methanolix: Die Abmasse von Steig- und Geistrohr hängen auch von der Grösse des Kessels ab. Ich fürchte bei deinen Massen könnte es fast ein 300- 500 Liter großer Kessel sein.

Das stimmt so nicht! Auch wenn es immer wieder behauptet wird und einer es vom anderen ohne weitere Überlegung übernimmt, gilt:

Die Dimensionierung eines Kühlers hängt nicht von der Größe des Kessels sondern ausschließlich von der zugeführten Wärmeenergie ab.

Das Missverständnis mag daher rühren, dass ein großer Kessel üblicherweise mit höherer Energiezufuhr betrieben wird als ein kleiner. Einmal wegen der Aufheizzeiten, zum anderen wegen der höheren Wärmeverluste eines großen Kessels. Bei entsprechender Wärmedämmung könnte man einen großen Kessel ohne weiteres mit kleiner Heizleistung betreiben.

Was ist denn nun Aufgabe eines Kühlers?
Die auf Grund der Wärmezufuhr im Kessel verdampften Bestandteile der Maische werden durch Wärmeentzug in den flüssigen Zustand zurückverwandelt (kondensiert). Die Menge des Dampfes hängt dabei von der zugeführten Energie ab. Je mehr man heizt, desto größer die Dampfmenge und damit die Menge des Destillates. Dabei spielt sich der Kondensationsprozess ausschließlich an der Trennschicht zum kälteren Medium ab, also an der Wandung des Kühlrohres. Wenn der Dampf kondensiert, entsteht Vakuum und der Dampf in der Mitte des Rohres kann an die Wandung gelangen, kondensieren usw.

Daraus wird klar, dass enge Kühlrohre vorteilhafter als weite sind. Werden größere Rohrquerschnitte nötig, sollten mehrere enge ein weites ersetzen. Wenn man z.B. anstatt eines 22 mm Rohres vier 12 mm Rohre nimmt, hat man bei gleichem Durchflusswiderstand etwa die vierfache Wärmetauschfläche.
(Das zeigt übrigens auch den Aberwitz des Vorschlages von Kunibert, ein 60 mm(!) Kühlrohr verwenden zu wollen!)

Die Kondensationsleistung steigt mit der Länge des Kühlers und der Menge des umlaufenden möglichst kalten Kühlwassers.

Die Grenze der Kühlleistung ist erreicht, wenn die Heizleistung und damit die Dampfmenge und bei gegebenem Rohrquerschnitt die Dampfgeschwindigkeit so groß wird, dass der Dampf in der Mitte des Rohres keine mehr Zeit hat, an die Kühlrohrwandung zu gelangen und das Rohr als Dampf verlässt. Erhöhung des Kühlwasserumlaufs oder Senkung der K–temperatur kann nichts bringen, weil der Dampf wegen der hohen Geschwindigkeit nicht die Wärmetauschfläche beaufschlagt.

Zum Kühlwasserbedarf:

Wird die Destille z.B. auf einer Heizplatte mit 1,5 kW beheizt, nimmt sie in einer Stunde 1.5 kWh Energie auf. Dadurch verdampft im Kessel eine bestimmte Menge der in der Maische enthaltenen Stoffe. Diese Wärmemenge könnte etwa 15 l Wasser von 10°C zum Kochen bringen. Weil wir aber im Kühler nicht Wasser auf 100°C bringen, sondern Dampf, bestehend aus Methanol, Äthanol, Wasser und vielen anderen Stoffen, in Flüssigkeit umwandeln wollen, muss genau diese Wärmemenge vom Kühlwasser, das sich erwärmt, aufgenommen werden. Die Dampftemperatur des Destillats kann während eines Durchgangs zwischen etwa 78° und 93° liegen, und die Temperatur des Kühlwassers muss immer darunter liegen. Wenn man davon ausgeht, dass das gesammelte Kühlwasser am Ende etwa 60°C hat, muss man in diesem Beispiel einen Kühlwasserbedarf von knapp 30 l/h annehmen.

Inwiefern sollte die Kesselgröße also einen Einfluss auf die Kühlerdimension haben?

Recht hat Methanolix, wenn er sagt, für einen Kessel von 300 l bis 500 l braucht man ein 60 mm
weites Geistrohr.

Ich weiß, dass es hier Leute gibt, die das Dargestellte quantitativ genau berechnen können. Was würde das aber uns Praktikern nützen? Mir kommt es in diesem Eintrag auf die Darstellung qualitativer Zusammenhänge an.

Mit freundlichen Brennergrüßen aus Ostfriesland

Gerd