Виды лабораторных холодильников. Классификация холодильников

Холодильник - это прибор для конденсации пара при помощи охлаждающей среды, чаще всего воды.

В зависимости от способа применения различают следующие типы холодильников:

Прямой холодильник (нисходящий) - применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из реакционной системы. Сбор конденсата ведется в колбу-приемник.
Обратный холодильник - применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Устанавливают такие холодильники обычно вертикально.

На Рис 1. приведены различные конструктивные типы холодильников.

Рис.1 Конструктивные типы холодильников
а-воздушный холодильник
б-шариковый воздушный холодильник
в-холодильник Либиха
г-шариковый холодильник
д-змеевиковый холодильник
е-холодильник Штеделера
ж-холодильник Димрота
з-холодильник сочетающий принципы холодильников Либиха и Димрота
и-"охлаждающий палец"

Воздушный холодильник (рис.1-а)
Относится к простейшим по конструкции холодильникам и представляет из себя длинную стеклянную трубку. Такой холодильник применяется только при работе с высококипящими жидкостями (т.кип. >150°С), поскольку охлаждающее действие воздуха невелико. Холодильник может применяться в качестве прямого или обратного. Как обратный, холодильник такого типа малоэффективен: движение жидкости преимущественно отвечает ламинарному потоку и вещество легко «выбрасывается». В качестве нисходящего такой холодильник можно использовать при не слишком большой скорости перегонки для веществ с температурой кипения >150°С.

Шариковый воздушный холодильник (рис.1-б)
Применяется в качестве обратного. Шариковые холодильники более эффективны, чем обычные (прямые по конструкции) воздушные холодильники, за счет большей поверхности теплообмена. Такие холодильники нашли применение для полумикросинтезов, где количество отводимого тепла невелико и для конденсации даже низкокипящих веществ воздушное охлаждение оказывается вполне достаточным. (При необходимости в этом случае холодильник можно обмотать влажной фильтровальной бумагой.)

Холодильник Либиха (рис.1-в)
Применяется преимущественно в качестве нисходящего примерно до 160°С. Охлаждающим средством для веществ с температурой кипения Холодильник Либиха состоит из двух стеклянных трубок запаянных одна в другую. По внутренней трубке движутся пары жидкости, а по внешней (рубашка) охлаждающий агент (холодная вода).
В качестве обратного такой холодильник малоэффективен, так как имеет малую охлаждающую поверхность и ламинарное течение паров; с этой целью он применяется только для относительно высококипящих (т.кип. >100°С) соединений. На наружной поверхности холодильника конденсируется атмосферная влага, которая через капиллярные течи в шлифе может попадать внутрь колбы, поэтому шлифы на холодильнике и колбе следует тщательно смазывать. Рекомендуется также на холодильнике выше шлифа надевать манжету из сухой фильтровальной бумаги. Более высококипяише жидкости в месте спая А (рис.1-в) могут обусловить возникновение внутреннего напряжения, что вызывает растрескивание стекла. Поэтому холодильники Либиха нельзя изготовлять из нетермостойкого стекла.

На рис.2 показан пример использования холодильника Либиха для простой перегонки.

Рис.2 Установка для простой перегонки.
1-колба Вюрца
2-холодильник Либиха
3-алонж
4-колба-приемник

Следует отдельно заметить, что охлаждающий агент (вода) подается исключительно снизу вверх. При подаче хладоагента сверху-вниз заполнение рубашки холодильника будет неполным, что сделает охлаждение неэффективным. Кроме того при такой подаче холодильник может выйти из строя (треснуть) из-за локальных перегревов рубашки.

Шариковый холодильник (рис.1-г)
Используется исключительно как обратный. Поскольку этот холодильник имеет шаровидные расширения, ток паров становится в нем турбулентным; охлаждающее действие такого холодильника значительно выше, чем у холодильника Либиха. Однако на внешней его поверхности также конденсируется атмосферная влага и место спая А также является опасным. Подача охлаждающего агента производится снизу-вверх. Через шариковый холодильник удобно вставлять ось мешалки, вводить в реактор различные вещества, хорошо смываемые в колбу конденсатом и подогреваемые им. Обычно число шариков у таких холодильников колеблется от 3 до 8. Во избежание захлебывания, когда конденсат не успевает стекать обратно в колбу с кипящей жидкостью, обратный шариковый холодильник устанавливают в наклонном положении, но наклон не должен быть слишком большим, чтобы конденсат не скапливался в шарах. Скопление конденсата приводит к уменьшению эффективной охлаждающей поверхности холодильника.

Змеевиковый холодильник (рис.1-д)
Никогда не используется как обратный, так как конденсат, который недостаточно хорошо стекает по сгибам змеевика, может быть выброшен нз холодильника и послужить причиной несчастного случая. Змеевиковый холодильник, установленный вертикально, является наиболее эффективным нисходящим холодильником, особенно для низкокипящих веществ.

Холодильник Штеделера (рис.1-е)
Модификация змеевикового холодильника, в котором охлаждающий сосуд может быть заполнен смесью льда с поваренной солью, твердой углекислотой с ацетоном и т. д. Такой холодильник можно применять для конденсации веществ, кипящих при очень низких температурах.

Холодильник Димрота (рис.1-ж) Очень эффективный обратный холодильник. Его также используют в качестве нисходящего если можно пренебречь относительно большими потерями дистиллята на змеевике. Спай змеевика с рубашкой А находится вне зоны с большим перепадом температур, поэтому, применяя такой холодильник при работе с жидкостями, кипящими выше 160°С, можно не опасаться осложнений. Поскольку внешней рубашкой холодильника является воздух при комнатной температуре, на ее поверхности не конденсируется атмосферная влага (см. выше). Правда, низкокипящие вещества могут «ползти» по внутренней стороне рубашки и тем самым «протаскивать» зону охлаждения. Холодильник Димрота поэтому не подходит в качестве обратного для сравнительно низкокипящих веществ, например для эфира. У верхнего открытого конца холодильника на подводящих воду шлангах легко конденсируется атмосферная влага, поэтому его снабжают хлоркальциевой трубкой.

Погружной холодильник -«охлаждающий палец» (рис.1-и)
Этот обратный холодильник особой формы (его можно специально не закреплять в системе охлаждения) используется прежде всего в приборах для полумикрометодов. Если «охлаждающий палец» введен в реакционный сосуд на пробке прибор не должен быть герметичным.

Общее примечание: необходимо постоянно следить, чтобы через рубашку холодильника не прекращалась циркуляция воды, так как отключение холодильника может привести к пожарам и взрывам!

Холодильники - служат для конденсации паров кипящей жидкости в аппаратах для перегонки. В зависимости от условий работы жидкость обрабатывается в холодильнике при охлаждении паров (конденсат) и должна или отводиться в приемник, или возвращаться в тот сосуд, в котором проводят нагревание. Это различие в назначении холодильников определяет их форму и название. Холодильники, предназначенные для собирания конденсата называют прямыми или нисходящими, а холодильники из которых конденсат возвращается в процесс - обратными.

Прямые холодильники (Либиха). Очень распространены в лабораториях холодильники Либиха, состоящие из длинной стеклянной трубки (форштоса), один конец которой расширен. Эту трубку пропускают через стеклянную или металлическую рубашку или муфту, и закрепляют отрезками резиновой трубки, насаженными на концы муфты. Иногда встречаются холодильники Либиха, у которых холодильная трубка спаяна с рубашкой.

На концах муфты (перпендикулярно к ее оси) расположены по одному отводу. На них надевают резиновые трубки, одну из которых находящуюся около узкого конца соединяют водопроводным краном, а другую отводят в сточную трубу. При таком присоединении трубок вода в холодильнике движется навстречу парам охлаждаемой жидкости. Присоединяя холодильник, необходимо соблюдать следующие правила: вода должна поступать в холодильник всегда из нижнего опущенного и выходить из верхнего приподнятого конца. Холодильная рубашка (муфта) должна быть всегда заполнена водой. Иначе при продолжительной перегонке холодильная трубка сильно нагревается и на границе с уровнем воды может лопнуть.

При долгом употреблении в холодильной рубашке часто образуется красновато-желтый налет окислов железа, попадающих с водой из водопроводных труб. Налет мешает видеть холодильную трубку и его нужно периодически удалять. Для этого холодильник отъединяют от водопроводного крана, выпускают всю воду и наливают в холодильную рубашку 10-16%-ную соляную кислоту, при этом на резиновые трубки около отводов надевают зажимы. Осторожно поворачивая холодильник, растворяют в соляной кислоте налет окислов железа, затем кислоту выливают, холодильник снова соединяют с водопроводом и прогоняют воду в течение 5-6 мин. Перегонять жидкость, применяя холодильник Либиха, можно только когда температура ее паров не превышает 150°С.

Обратные холодильники могут быть шариковыми (холодильники Аллина), змеевиковыми и других форм. У шариковых холодильников трубка состоит из шарообразных расширений, а у змее- виковых свернута в виде спирали. Такая форма трубок увеличивает поверхность охлаждения и при этом происходит более полная конденсация паров.

Холодильник Аллина устанавливают только в вертикальном положении, но не наклонном, так как в последнем случае в шариках будет собираться сконденсированная жидкость, мешающая правильному отбору фракций.

Шариковый холодильник Сокслета чаще всего применяют как обратный. Охлаждающая вода поступает через малый отвод во внутреннюю шарообразную полость и вытекает из правого отростка. Пары жидкостей проходят между внутренней поверхностью и наружной стенкой. Таким образом, пары охлаждаются сразу с обеих поверхностей; с наружной - воздухом, а с внутренней - холодной водой.

Имеется ряд специальных холодильников, например, холодильники у которых холодильная трубка имеет вид спирали (рис.14, позиция 6). Это делается для того, чтобы не увеличивая размер холодильника, увеличить поверхность охлаждения.

Холодильники Домрата являются универсальными, так как их можно применять в качестве нисходящего и обратного. Холодильник выдерживает значительные перепады температур. Преимуществом его является и то.что на его внешних стенках пары воды из окружающей среды не конденсируются.

Похожая информация:

Знаете, что, когда вы были язычниками,- то ходили к безгласным идолам - так, как бы вели вас" (12:2)
Разве не знаете, что священнодействующие питаются от.святилища? что служащие жертвеннику берут долю от жертвенника?" (9:13)

Холодильник шариковый ХШ разработан для теплообмена двух потоков, охлаждения и конденсации паров жидкости. Используется исключительно как обратный, так как имеет шаровидные расширения внутри внешней колбы. При конденсации пары в холодильнике становятся турбулентным. Этот тип холодильника обладает более высокими охлаждающими свойствами, в значительной степени превышающими показатели холодильников типа «Либиха».

Особенности использования

Подача охлаждающего агента осуществляется снизу вверх. Шариковое устройство позволяет вставить в него ось мешалки, а также вводить в реактор разные вещества. Обычно число шаров колеблется от 2 до 8.

При использовании шариковый холодильник устанавливают в наклонном положении. Это позволяет избежать захлебывания, при этом наклон не должен быть значительным иначе конденсат не успеет стечь обратно в колбу. Скопление конденсата влияет на эффективность охлаждения.

В нашем интернет магазине вы можете купить, следующие виды шариковых холодильников:

длина от 20 до 40 см;
количество шаров — 2, 6, 8;
соединение вход/выход — 14/23, 29/32, 45/40 и без шлифов.

Преимущества шарикового холодильника

Особая шариковая конструкция дает холодильнику внушительную поверхность теплообмена.
Малое сопротивление парам позволяет получить больше самогона высокой крепости.

Обратный холодильник купить можно на этой странице.

Вы взяли с собой в поход пиво, но по маршруту следования не оказалось ни ручья со студеной водой, и холод от закончился. Как быстро охладить пиво или другие напитки, и при этом не на пару градусов, как это делается за счет испарения, а так, чтобы реально остудить напиток и насладиться им жару? Для этого нужно брать с собой предельно компактный химический холодильник, который можно заранее подготовить и всегда иметь под рукой нужный заряд для охлаждения продуктов, замораживания ушибов и других нужд.

Холод поможет при: ушибах, растяжениях, переломах, вывихах, отеках, ожогах, укусах насекомых, тепловом ударе, возникновении воспалительных процессов, необходимости остановки кровотечения (из носа), необходимости охлаждения продуктов.

Способ получения химического холода

Для приготовления его необходима вода и аммиачная селитра – распространенное удобрение. Ее легко найдете в цветочном магазине, ее цена невысока, поэтому ваш срочный холодильник будет рентабельным.

Массовая пропорция воды и селитры 60% на 40%, по объему получается 1:1. Размешиваем данную смесь в бутылке. При растворении в воде селитра поглощает большое количество тепла. Если соль при растворении понизит температуру на 3 градуса, то такое же количество селитры на 23 градуса! Холодильник химическим способом готов к использованию. Если на половину заполненную бутылку водой заморозить, а потом заполнить селитрой (измельчать не обязательно), то получим долгоиграющий источник холода.

Еще одна замечательная идея. В походе можно сделать холодильник из туристического коврика и бутылки со смесью. В нужный момент приводим в действие смесь и закутываем ее в коврик, а открытые концы закрываем тряпкой или запасной одеждой.

Использованную смесь, перед тем как вылить ее, нужно сильно разбавить водой, если вы не хотите нанести вред растениям.

Про термос, как его сделать из бутылки.

Опыт с холодом, созданным химическим путем

Смешай 100 г снега или льда с 33 г каменной соли – температура полученной смеси снизится до -20° С. Если ты перемешаешь 100 г снега или льда со 100 г азотнокислого калия, то температура смеси опустится до -30° С. Температура охлаждающей смеси, состоящей из 100 г снега (или льда) и 150 г гидрата хлористого калия доходит до -45° С. А как быть летом, когда нет снега и льда? В теплое время года можно воспользоваться такими химическими соединениями, которые, растворяясь в воде, поглощают тепло, способствуя тем самым снижению температуры воды до – 35° С. Разумеется, вода должна быть холодной, а указанные ниже соединения нужно брать в следующей пропорции (по весу) по отношению к воде:

хлористый аммоний 3
азотнокислый натрий 5
азотнокислый аммоний 10
сернистый натрий + соляная кислота 40
роданистый аммоний или калий 15

Во избежание больших потерь холода желательно приготовлять раствор в термосе.

Закончив работу, вылей раствор в чашку и удали из него воду методом выпаривания. Вещество, оставшееся после выпаривания, можно вновь использовать для опытов.

Системы для перегонки самогона с прямоточными холодильниками относятся к недорогим, но достаточно надежным конструкциям. Среди всех имеющихся на рынке моделей самогонных аппаратов устройства с охладителями прямого типа занимают более 70 %. Для такой популярности прямоточных систем есть множество причин, которые мы и рассмотрим более подробно.

1

Сегодня в магазинах нашей страны находится большой перечень самогонных аппаратов. Как мы хорошо знаем, все они отличаются между собой по стоимости, материалу, из которого они изготовлены, габаритами. Помимо того, системы для перегонки классифицируются по принципу работы холодильника. Многие новички не придают этой классификации особого значения, так как считают, что на рынке существует всего два вида дистилляторов – с холодильником прямоточного или обратного типа.

Такое мнение можно считать правильным, но только при условии, что речь идет о принципе работы элемента охлаждения. Если же рассматривать холодильники, исходя из их конструктивных особенностей, можно заметить, что разновидностей охладителей гораздо больше. Они разделяются на:

охладители воздушного типа;
шариковые воздушные камеры;
камеры Либиха;
шариковые охладители.

Воздушный холодильник – один из самых простых по своей конструкции. Он состоит из длинной стеклянной трубки, к которой крепятся перегонные шланги. Устройство такого типа используется только при работе с жидкостями, кипящими при температуре более 150 ˚C и может выполнять функцию не только прямоточного, но и обратного охладителя. Правда, вернее использовать его в качестве элемента прямого охлаждения, так как в таком случае он работает намного эффективнее. Лучше всего такие охлаждающие камеры показывают себя при работе с веществами, температура кипения которых превышает 160 ˚C.

Воздушный холодильник

Шариковые воздушные камеры лучше всего использовать в качестве обратного охладителя. Им характерны большие площади теплообмена, из-за чего они имеют высокие показатели производительности. Шариковые воздушные охладители успешно применяются для конденсации жидкостей с низкой температурой кипения.

Третий тип холодильников – это камеры Либиха. Эти элементы успешно используются и в качестве прямоточного, и как обратный охладительный элемент. Конструкция такой камеры состоит из одной стеклянной или медной трубки. К аппарату деталь крепится саморезами или методом пайки. Хладагентом в конструкции служит вода, циркулирующая в корпусе холодильника поверх внутренней трубки. В это время внутри нее находится пар самогона.

Последняя разновидность – это охладители шарикового типа. Они применяются только в качестве обратного холодильника. Из-за наличия шаровидных расширений в потоке пара создается турбулентность, что положительно влияет на качество охлаждения. Подача хладагента в такой конструкции осуществляется снизу вверх. Благодаря своей конструкции, шариковый холодильник позволяет вводить дополнительные вещества прямо в камеру, где находится пар самогона.

Как мы видим, разновидностей охладителей достаточно много. Некоторые из них используются исключительно на производстве химикатов – к ним относятся шариковые и шариковые воздушные камеры. Другие, такие как камеры Либиха, успешно применяются в бытовых аппаратах для самогоноварения. В таких случаях оптимальным решением станет применение устройства в качестве прямоточного охладителя. В чем плюсы и минусы аппарата с таким принципом работы, и в чем его преимущества над охладителями обратного типа – рассмотрим более подробно.

2

Дистиллятор с охладителем прямого типа имеет как свои преимущества, так и недостатки. К числу плюсов относится простота в изготовлении холодильника своими руками. Для работы не нужно покупать дополнительные материалы или инструменты. Вторым важным плюсом считается легкость в эксплуатации прибора в домашних условиях.

Кроме того, прямоточный холодильник очень просто обслуживать – для профилактического или капитального ремонта устройства не нужно нести самогонный аппарат в ремонт. Самогонный аппарат с холодильником этого типа очень легко и удобно хранить.

Самогонный аппарат с прямоточным холодильником

Среди преимуществ прямоточного охладителя стоит также отметить простоту в транспортировке. Благодаря несложной конструкции и отсутствию хрупких деталей, прибор не боится сильных ударов. Как правило, элементы охлаждения прямого типа изготавливаются из нержавейки или меди, реже – из стекла. Это дает абсолютную гарантию того, что устройство не будет поддаваться воздействию химических веществ в составе самогона.

Среди явных недостатков прямого холодильника можно выделить отсутствие возможности совершенствовать конструкцию. Так, холодильники обратного типа имеют более сложную конструкцию, в которой находятся дополнительные элементы для фиксации. С их помощью к аппарату можно прикрепить другие устройства, которые помогут изготовить самогон более высокого качества очистки. Дополнительные модули помогают и производить домашний виски или коньяк, а также популярную среди наших соотечественников лечебную .

3

Даже новичок в самогоноварении хорошо знает, что без качественного охлаждения не сможет обойтись ни один дистиллятор. К изготовлению своими руками этой части самогонного аппарата стоит отнестись очень внимательно, так как от результата вашей работы зависит не только температура готового самогона, но и производительность всего аппарата.

Первый важный нюанс холодильника прямоточного типа – это необходимость поступления хладагента навстречу попадающему в трубку потоку пара. После этого переработанную воду сразу же замещает новая жидкость, из-за чего устройство такого типа, собственно, и называют прямоточным. Поняв эти простые принципы можно приступать к изготовлению холодильника своими руками.

Холодильная камера прямоточного типа

Для начала берем ПВХ трубку, диаметром не более 4 см. Ее можно приобрести в любом магазине сантехники. Длина изделия не должна превышать 30 см. В противном случае самогонный агрегат будет довольно проблематично транспортировать даже в разобранном виде. Кроме трубы, нам также понадобится несколько заглушек и соединительные муфты. Не забудьте запастись сильфонной подводкой, которая будет играть роль сердечника. Прикручиваем подводку к заглушкам, после чего вставляем в кожух наши штуцеры. Далее помещаем устройство в жестяную банку, которая будет служить корпусом холодильника.

Следующим этапом станет монтаж холодильника непосредственно в дистиллятор. Для этого можно воспользоваться разными методами установки. Главное, чтобы этот элемент аппарата был съемным и позволял нанести достаточное количество герметика. Как правило, оптимальным вариантом считается монтаж с помощью резьбы под гайку. После установки холодильника обильно смазываем его стыки герметизирующим составом и начинаем проверку. Для этого с одной стороны трубки подключаем шланг для подачи жидкости, а вторую часть ставим на вывод переработанного хладагента.

При первом тестировании аппарата с охладителем категорически не рекомендуется включать максимальный напор воды. Лучше всего открыть подачу жидкости на 30 % от максимально допустимого. Далее внимательно наблюдаем за целостностью конструкции. Если вы нашли утечку, то выключите воду и устраните проблему. Как только вы добились идеальной работы холодильника и всего самогонного аппарата в целом, заливайте в перегонный куб холодную воду и начинайте дистилляцию. Таким образом, мы полностью очистим систему и окончательно убедимся в ее исправности.

Как видим, изготовить прямоточный элемент охлаждения своими руками совсем не сложно. Потратив на это 1 час своего времени, изготовить устройство сможет даже новичок. В результате мы получим недорогой холодильник для перегонки самогона в домашних условиях.

И немного о секретах...

Российские ученые кафедры биотехнологий создали препарат, который сможет помочь при лечении алкоголизма всего за 1 месяц.

Главное отличие препарата - ЕГО 100% НАТУРАЛЬНОСТЬ, а значит эффективность и безопасность для жизни:

устраняет психологическую тягу
исключает срывы и депрессию
защищает клетки печени от поражения
выводит из сильного запоя за 24 ЧАСА
ПОЛНОЕ ИЗБАВЛЕНИЕ от алкоголизма вне зависимости от стадии
очень доступная цена.. всего 990 рублей

Курсовой приём всего ЗА 30 ДНЕЙ обеспечивает комплексное РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ С АЛКОГОЛЕМ.
Уникальный комплекс АЛКОБАРЬЕР является на сегодняшний день самым эффективным в борьбе с алкогольной зависимостью.

Перейдите по ссылке и узнайте все преимущества алкобарьера