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hobbybrennen.ch

Doubler / kontinuierliche Potstill
Berechnet Destillationen mit Doublern beziehungsweise kontinuierlichen Potstills.


Doubler sind kontinuierlich betriebene Potstills. Man kennt sie nur von großen Bourbon-Brennereien. Die low wines mit ihren etwa 60 vol% werden im Doubler ein weiteres Mal verdampft und kondensiert, wodurch Verunreinigungen entfernt werden und außerdem das Produkt dadurch eine etwas höhere Alkoholstärke erreicht. Nicht zu hoch, denn Bourbon darf nicht höher als auf 80 vol% destilliert werden, aber natürlich schon mindestens auf die gewünschte Alkoholstärke zur Fasslagerung, oft 62.5 vol%, was auch das maximal erlaubte ist. Meist ist das Ziel, knapp 80 vol% zu erreichen.
Genau dafür ist der Doubler ein perfektes Instrument. Man kann die Zielalkoholstärke mit der Geschwindigkeit des "Feeds" (der Zufuhr der low wines) und der Heizleistung sehr gut steuern. Und natürlich ist seine kontinuierliche Brennweise sehr ökonomisch.
Der Nachteil eines Doublers ist seine niedrige Alkoholausbeute.
Als Beispiel das Preset des Rechners:
In den Doubler werden kontinuierlich 200 ml/min low wines mit 55 vol% reingepumpt. Die 2000 W Heizleistung erzeugen 75.7 ml/min Destillat mit 79.1 vol%. Im Doubler haben sich 40 vol% etabliert, von denen kontinuierlich 125 ml/min abgelassen werden müssen, damit der Pegel im Doubler gleich bleibt, also weder über- noch leerläuft. Dadurch hat man eine Alkoholausbeute von nur 54.4 %.
Wenn man diesen "Backset" nun wegschütten würde, wäre das also ein sehr unökonomisches System. Aber die großen Bourbon-Brennereien pumpen ihn zusammen mit ausgegärter Maische in die Kolonne ("stripping column"), also zur ersten Destillationsstufe, welche im Gegensatz zum Doubler eine sehr hohe Alkoholausbeute hat. Der Backset mit 40 vol% wird dort also wieder zu low wines mit 55 vol%. Beziehungsweise seine hohe Alkoholstärke hilft dort, daß dort überhaupt 55vol% erreicht werden können. Schlussendlich geht kaum Alkohol verloren. Und schlussendlich ist der meiste Alkohol öfter als zweimal destilliert.
Ein weiterer Nachteil des Doublers ist, daß man mit ihm -wie mit anderen kontinuierlichen Systemen auch- nur sehr ineffizient Vorlauf abtrennen kann. Bei einem Doubler geschieht das dadurch, daß man den Dampf nicht komplett kondensiert und den restlichen Dampf, welcher nun eine höhere Konzentration an Vorlaufstoffen hat, entweder einfach in die Luft entweichen lässt oder seperat kondensiert und sammelt.
Und wie bei anderen kontinuierlichen Systemen ist es auch beim Doubler wahrscheinlich nicht einfach, den Prozess zu starten. Die für die gewünschte Destillatsstärke nötige Alkoholstärke im Doubler etabliert sich ja erst mit der Zeit, wenn man konstant heizt und konstant Feed zuführt.
Die gute Steuerbarkeit des Doublers: Möchte man in dem obigen Beispiel die vol% des Destillats erhöhen, muss man einfach nur die Heizleistung reduzieren oder den Feed erhöhen. Beides hat aber natürlich auch Auswirkungen auf die anderen Werte.
Und natürlich funktioniert nicht jede Kombination aus Feed und Heizleistung: Erhöht man die Heizleistung, erhöht sich die Destillatmenge und die Backsetmenge wird geringer. Irgendwann kommt der Punkt, wo gar kein Backset mehr abgepumpt werden muss. Und dann leert sich der Doubler, bis er trocken läuft. Andersherum, also wenn man die Heizleistung immer weiter reduziert, kommt irgendwann gar kein Destillat mehr, der Feed läuft also unausgelaugt als Backset aus dem Doubler. In beiden Fällen zeigt der Rechner eine Meldung an.
Man kann mit dem Rechner auch einen Doubler mit einer Kolonne oben drauf simulieren. Dafür gibt man die Anzahl der realen Böden ein. Also zum Beispiel vier physische Platten bedeuten fünf reale Böden (denn der Kessel ist selber ein Boden). Und man gibt die % Reflux ein. Der Rechner berechnet die Rektifikation dann nach dem McCabe-Thiele-Verfahren. Man könnte meinen, daß man dadurch die Alkoholausbeute erhöhen kann. Das ist aber nicht der Fall. Um die Alkoholausbeute zu erhöhen, müsste man den Alkohol aus dem Backset nach oben bekommen, nicht den schon nach oben gekommenen Alkohol weiter aufkonzentrieren. Beziehungsweise man müsste den Feed oben in der Kolonne einschleusen, sodaß die nach unten fließende alkoholreiche Flüssigkeit bei jeder weiter unten liegenden Platte weiter ausgelaugt wird und der Backset somit unten fast keinen Alkohol mehr enthält. Also so, wie das eine stripping column macht. Dieser Aufbau mit Feed von unten und Kolonne oben drauf ist also recht sinnlos. Zusätzlich steigt der Energieverbrauch des Doublers stark an, sobald man viel Reflux einsetzt, wie man an den berechneten "kWh pro lrA", also Kilowattstunden pro liter reinem Alkohol im Destillat, sehen kann.
Diese Rechnerfunktion ist eher dafür gedacht, sich zum Beispiel 1.5 reale Böden mit 10 % Reflux anschauen zu können. Also passive Rektifikation durch Kondensation an den Innenwänden des Dampfraums.
Heizleistungsverluste im unteren flüssigkeitsgefüllten Bereich tragen nicht zum Reflux bei und werden daher vom Rechner nicht berücksichtigt, bzw sind vom % Reflux oder Watt Heizleistung -Schieberegler nicht mitgemeint. Da es keine perfekt isolierte Destille bzw keinen perfekt isolierten Doubler gibt, muss man in der Realität immer etwas mehr Leistung einsetzen als theoretisch nötig.
Mit dem Rechner kann man auch verschiedene Temperaturen des Feeds einstellen. Das ist aber eigentlich recht uninteressant: Eine höhere Temperatur bedeutet, daß der Feed weniger erhitzt werden muss. Dadurch gibt es eine etwas höhere Dampfentwicklung in der Destille und dadurch mehr Destillat, aber etwas schwächeres. Genau das gleiche, wie wenn man die Heizleistung ein bisschen erhöht.
Die Angabe des Luftdrucks ist bei diesem Rechner nicht besonders wichtig. Die etwas unterschiedlichen Rechenergebnisse kommen hauptsächlich davon, daß die Siedepunkte bei Unterdruck niedriger sind und somit der Feed etwas weniger erhitzt werden muss und also mehr Heizleistung zur Verdampfung zur Verfügung steht. Also ebenfalls das gleiche, wie wenn man die Heizleistung etwas verändert.
Da es meines Wissens nach keinen Hobbybrenner gibt, der einen Doubler verwendet, hat dieser Rechner wohl nur theoretischen Wert.

Informationen über unsere Siedediagrammdaten und den Einfluss des Luftdrucks
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