Можно ли получить метанол из сахарной браги

Изучаем состав голов, хвостов, сивушных масел и их влияние на вкусовые качества самогона

Всем привет!

Эту статью я готовил очень давно. Посвящена она одной из самых важных тем в производстве алкогольных напитков. Все мы знаем, что головы, хвосты и сивушные масла вредны и портят вкусовые качества самогона. Но что скрывается за этими понятиями? Знаете ли вы, что в готовой браге содержится свыше 70 летучих веществ!? Некоторые из них являются сильнейшими ядами, но при этом имеют приятный цветочный или хлебный аромат.

Эта статья дает информацию, знание и понимание которой позволяет двигаться дальше и совершенствоваться в производстве домашнего алкоголя.

Стоит добавить, что в процессе изучения материалов для данной статьи мой взгляд на такой процесс, как дробная дистилляция, существенно изменился.

Введение

Сразу хочу предупредить, что статья рассчитана на практикующих винокуров. Тем, кто только изучает азы этого интереснейшего увлечения рекомендую для начала ознакомиться со статьями Технология изготовления самогона и Двойная дробная дистилляция.

В этой статье я расскажу из чего состоит брага, какие группы примесей в ней содержатся, от чего они образуются и какие из них самые вредные. А главное, как эти примеси ведут себя в процессе перегонки.

Также приведу очень интересную таблицу, с описанием конкретных примесей и тем, из-за чего они образуются и как влияют на вкус и запах напитка.

Состав зрелой (готовой) браги

Готовая брага состоит из множества различных компонентов, находящихся в трех фазах — жидкой, твердой и газообразной.

• Твердая фаза (4-10% от массы браги) это взвеси дрожжей и частиц исходного сырья, а также не растворенные в жидкости минеральные вещества, сахар, белки, и другие элементы которые остаются в перегонном кубе после дистилляции.
• Газообразная фаза — углекислый газ (СО2), образующийся в результате работы дрожжей. Содержание — 1-1,5 г/л.
• Жидкая фаза — это вода (от 82 до 90 мас.%) и этиловый спирт с летучими примесями (от 5 до 9 мас.%).

Нас, в контексте данной статьи, более всего интересуют эти самые летучие вещества, сопутствующие этиловому спирту. Их в браге насчитывается свыше 70 наименований!

Но, не смотря на такое большое разнообразие, общее их количество всего 0,5-1% от объема этилового спирта. При этом даже столь незначительное содержание примесей заметно влияет на вкус и запах конечного продукта.

На схеме ниже приведен примерный состав готовой браги и примесей спирта.

Летучие компоненты в зрелой браге можно выделить в четыре основные группы: спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.

В следующих разделах я рассмотрю каждую группу в отдельности.

Спирты

Являются производными углеводородов, содержащих одну или более гидроксильных групп (ОН). По количеству гидроксильных групп, содержащихся в молекуле, спирты бывают одноатомные (с одной ОН), двухатомные (две ОН), трехатомныме и многоатомныме.

В браге присутствуют одноатомные спирты и лишь один представитель трехатомных — глицерин (является нелетучим).

Одноатомные спирты имеют общую формулу СnH2n+1OH.

По величине n спирты делятся на:

• Низшие — метиловый (метанол) CH3OH; этиловый (этанол) C2H5OH; пропиловый C3H7OH и изопропиловый C₃H₈O.

Почти все низшие спирты имеют ярко выраженный «алкогольный» запах. Хорошо смешиваются с водой в любых пропорциях.

• Средние спирты

Бутиловый, изобутиловый, втор-бутиловый, трет-бутиловый — общая формула C4H9OH. Амиловые — Амиловый, изоамиловый и др. Общая формула С5Н11ОН.

Бутиловые спирты пахнут алкоголем. Трет-бутиловый приятно пахнет камфорой. Изоамиловый сильно пахнет «сивухой»

• Высшие спирты: гексиловый (C6h24O), гептиловый (С7Н15ОН), октиловый (C8h27OH), нониловый (С9Н19ОН) и др.

Спирты являются самой большой группой примесей — от 0,4 до 0,6% от содержания этилового спирта.Спирты с содержанием атомов углерода от С3 до С10 образуют сивушные масла. Маслами их называют, так как они плохо растворяются в воде и имеют маслянистый вид. Основу сивухи составляют изоамиловый (60-90%), изобутиловый (8-27%) и пропиловый (3-20%) спирты.

Все спирты, включая этиловый, являются ядами. Наиболее опасный из перечисленных — метанол. Он токсичнее этилового в 80 раз ! Прием всего 10-15 мл метилового спирта приводит к тяжелым отравлениям, потере зрения и в большинстве случаев к смерти. Содержание метанола в браге зависит от сырья из которого приготовлена брага. Больше всего его в дистиллятах из косточковых плодов — 3-4%. В сахарном же самогоне метиловый спирт отсутствует (вернее он там бывает, но в очень малом количестве).

Также большую опасность представляет изоамиловый спирт. Он плохорастворим в воде, имеет характерный запах «сивухи» и хорошо чувствуется в самогоне. А ведь его больше всего в сивушных маслах!

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Альдегиды

Альдегидами называют продукты окисления спиртов, в молекулах которых присутствует группа COH.

В браге содержатся следующие альдегиды: уксусный (ацетальдегид) С2H4O; пропионовый C3H6O; масляный C4H8O; акролеин C3H4O; кротоновый C4H6O, фурфурол (C5H4O2). При наличии в браге метанола возможно образование муравьиного альдегида (формальдегида) CH2O.

Все альдегиды являются ядами. Самый опасный — фурфурол. Он токсичнее этанола в 80 раз! Причем ГОСТ на спирт-ректификат запрещает наличие фурфурола, при том, что наличие такого опаснейшего яда, как метанола допускает до 0,03%. Приятно пахнет ржаным хлебом. В сахарной браге его нет.Больше всего в браге уксусного альдегида. Независимо от исходного сырья. Он имеет удушливый запах.

Некоторые из альдегидов пахнут неприятно (те, у которых от 1 до 6 атомов углерода), а некоторые (свыше 6 атомов углерода) имеют приятный цветочный аромат.

Альдегиды имеют различную растворимость в воде.

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Кислоты

В браге содержатся летучие карбоновые кислоты. Преобладает уксусная кислота CH3COOH. Также возможно наличие пеларгоновой, каприновой, каприловой и других кислот. Их присутствие зависит от примененного сырья. Кислоты кипят при температуре выше 100 С. По разному растворяються в воде. Большинство кислот отрицательно влияют на органолептические качества самогона — придают неприятный запах и горечь. Уксусная кислота напротив смягчает вкус спирта.

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Эфиры

Возникают при взаимодействии спиртов и кислот. Бывают простыми и сложными. В браге, полученной из любого исходного сырья, в наибольшем количестве присутствует уксусно-этиловый эфир.

Из винных дрожжей при перегонке выделяются энантовые эфиры.

Сложные эфиры появляются не только при брожения и дистилляции, но и вносятся вместе с сырьем из которого готовится сусло. Очень богата этими веществами виноградная брага.

Эфиры имеют приятный цветочный или фруктовый аромат.

Таблица примесей, содержащихся в браге

Ниже привожу таблицу с перечнем основных примесей, сопутствующих этиловому спирту. В ней также указано от чего эти компоненты образовываются и как влияют на органолептику самогона.

Сокращение ПО — порог ощущения. Красным цветом подсвечены строки с элементами отрицательно влияющими на вкусовые свойства дистиллята, зеленым — положительно. Сначала хотел расположить их по мере возрастания температуры кипения, но потом понял, что это бессмысленно. Почему? Читайте следующем разделе.

Таблица увеличится если на нее нажать мышкой.

Продолжение таблицы. Картинка также кликабельна

Головы, хвосты и промежуточные примеси

Принято разделять дистиллят на три фракции — головы, тело и хвосты. Раз вы добрались до этой статьи, значит вам это уже хорошо известно, но я все-таки напомню.

• Головы идут вначале. В основном это эфиры и альдегиды, поэтому головы также называют эфирно-альдегидной фракцией (ЭАФ). Отличаются резким запахом. Довольно распространено мнение, что головы это примеси, имеющие температуру кипения ниже этилового спирта. На самом деле это не так.
• Тело это фракция, состоящая преимущественно из этилового спирта. Собственно то, что мы пьем.
• Хвосты. Идут в конце и имеют неприятный запах.

Если бы все было так просто, то мы бы выливали в раковину все, что идет из куба до температуры кипения этилового спирта, отбирали бы его и останавливали перегонку, когда температура перевалит за 78,15 градусов. Но тут есть два больших НО (второе НО самое большое):

1. Все примеси начинают испаряться задолго до своей температуры кипения. Хвостовые фракции присутствуют и в головах и в теле, только в значительно меньших количествах. Например вода в больших количествах присутствует в дистилляте, хотя мы никогда не гоним самогон до 100 градусов в кубе.
2. В многокомпонентной смеси температура кипения отдельной примеси отходит на второй план. Главную роль здесь играет коэффициент испарения конкретной примеси. Причем этот коэффициент не постоянен и зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Другими словами один и тот же компонент (скажем метиловый спирт) при различных условиях может быть и головной и хвостовой фракцией.

Подведя итог можно сказать, что есть головные фракции, которые всегда идут раньше этанола, например уксусный альдегид. Есть хвостовые, такие как фурфурол. А есть примеси, поведение которых зависит от концентрации спирта в смеси. Эти фракции называются промежуточными.

Хочется отметить, что такое поведение очень неприятно для нас с вами. Получается мы отобрали головы, поменяли приемную емкость и приступили к отбору тела. Через какое-то время крепость спирта-сырца изменилась и какая-то гадость, которая по нашим представлениям в основной своей массе должна пойти в хвостах, вылезает вперед и начинает идти в приемную емкость.

Типичным представителем промежуточных примесей является изоамиловый спирт, являющийся основой сивухи.

Тема эта очень серьезная и заслуживает отдельной статьи. В ближайшее время я ее напишу.

Обновление от 16.07.17: Статья о промежуточных примесях готова.

Выводы

1. Состав и количество примесей в браге из разного сырья различен.
2. В сахарной браге почти нет таких сильнодействующих ядов, как метанол и фурфурол. Самые опасные здесь ацетальдегиды и изоамилол. В тоже время практически нет компонентов, положительно влияющих на органолептику. Поэтому смело чистим сырец маслом и углем.
3. В зерновых и плодово-ягодных брагах присутствуют эфиры, которые и придают напитку высокие вкусовые качества. Такие эфиры надо пропускать в дистиллят при перегонке, при этом не пуская туда вредные и портящие органолептику примеси. Это требует выработки определенного процесса перегонки и навыков, приобретаемых с опытом.
4. На состав и количество примесей влияет качество исходного сырья, процесс брожения и перегонки. Это еще раз подтверждает уже устоявшиеся правила — вносим подкормку дрожжам, обеспечиваем оптимальную и постоянную температуру брожения, комфортный гидромодуль. Сахарную брагу перед перегонкой осветляем, желательно бентонитом. Первый перегон проводим как можно быстрее.
5. Возможно самый важный вывод — порядок и концентрация выхода некоторых компонентов из браги или спирта-сырца не зависит напрямую от температуры кипения этих примесей, а характеризуется коэффициентом испарения, который зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Головные фракции могут идти в хвостах, а хвосты в головах. Причем компонент может менять свое поведение в процессе перегонки по мере испарения этанола.

Заключение

Вот к таким выводам я пришел. Это только вводная статья, которая оставляет больше вопросов, чем ответов.

В дальнейшем я планирую более подробно изучить вопрос с коэффициентом испарения.

Процессы перегонки браги из различного сырья. Конечно приготовление зерновых и плодово-ягодных дистиллятов это своего рода искусство, которому научить невозможно. Но какие-то общие рекомендации выработать думаю можно. Точнее они наверняка уже есть — профильной литературы выпущено огромное множество и на форумах очень много полезной, хоть и разрозненной информации. Осталось ее только изучить, сгруппировать и выложить на блоге. Всего ничего

Надеюсь эта статья даст начало очень интересной серии — хочется изучить состав браг, сделанных из различного сырья и определить какие-то общие правила их перегонки.

P.S. Очень хотелось бы услышать комментарии людей, разбирающихся в химии. Может кто-то что-то добавит или поправит меня.

Всем пока!

Дорофеев Павел.

Источник

Личный опыт самогонщика

• 11 окт. 2017 г.
• 10 мин. чтения

Регулярно просматриваю посты в социальных сетях. Периодически появляются очень интересные материалы. К сожалению, в соц.сетях они достаточно быстро «проваливаются» вниз по стене и становятся недоступны заинтересованным лицам.

Сергей Кухаренок (https://vk.com/id393910311), опубликовал серию статей о своем практическом опыте самогонщика. Статей было пять. Мне они понравились тем, что помимо практики, содержали и теоретическую составляющую. Я связался с Сергеем. Предложил объединить его статьи в одну и разместить на моем ресурсе. Сергей согласился, за что я ему искренне благодарен.

Итак, слово Сергею:

Я и мои друзья химики занимались отработкой алгоритма перегона зерновой браги в СС и дробной перегонки СС в конечный продукт. По итогам своей практики, решил написать серию статей (далеко не весь материал наш, но без этого никак). Темы статей:

1 — Химический состав зерновых браг и СС. Опасные вещества. 2 — Выбираем «железо» и сырье. 3 — Как уменьшить количество вредных примесей. 4 — Температура кипения веществ. Изотропные смеси. Переходные примеси. Метод Габриэля. 5 — Алгоритм перегонки. Наши предпочтения.

Химический состав зерновых браг и СС. Опасные вещества.

В зрелой браге более 70 веществ и все они кроме воды ВРЕДНЫЕ. Самогонщиков более всего интересуют так называемые «летучие вещества» Это Спирты, Эфиры, Альдегиды и Кислоты. Спирты (в браге присутствуют только одноатомные спирты и трехатомный спирт глицерин) составляют так называемый гомологический ряд.

— метиловый СН3ОН (яд в 80 раз токсичнее этилового. Прием 10-15 мл вызывает слепоту, отравление и даже смерть).

— этиловый С2Н5ОН (тоже яд, но такой любимый).

— пропиловый С3Н7ОН (Так же как и первые два имеет алкогольный запах. определить кто из них кто по запаху практически невозможно)

— и далее Бутиловый, Амиловый и…… так далее до высших спиртов. Из Амиловых спиртов наибольший интерес вызывает изоамиловый спирт (он же Изоамилол. На сленге самогонщиков «изик»). В составе так называемых «сивушных масел» его до 68%. Еще до 24% изобутилового спирта и до 7% — пропилового спирта. Эти «плохие парни» не только сильные яды (соответственно в 19, в 8, и 4 раза токсичнее этилового спирта), но и ухудшают органолептику продукта, придавая ему отвратительный запах и «маргинальный» цвет. К тому же это яркие представители так называемых переходных примесей. Об этом позже. Но если коротко, то они, имея высокую температуру кипения в чистом виде (то есть — хвосты), легко появляются как в «теле», так и даже в «головах». Эфиры Их много, но основные это уксусно-этиловый и маслянно-уксусный. Все эфиры, включая сложные из виноградного сусла — тоже яды, но с приятным цветочным ароматом. Альдегиды Альдегиды это продукт окисления спиртов. Это очень ядовитые вещества, действующие на нервную систему и поражающие слизистую оболочку. Они тоже составляют гомологический ряд. От Уксусного Альдегида С2Н4О, Пропионового Альдегида С3Н4О и т д. Если альдегиды с числом атомов углерода от 1 до 6 пахнут отвратительно, то альдегиды, имеющие 7 и более атомов углерода, имеют приятный запах и в связи с этим особенно опасны. К ним относится и Фурфурол (яд в 80 раз токсичнее спирта) имеющий запах свежего ржаного хлеба. При перегонке СС «по спирту» очень важно использовать спиртовой холодильник не допуская окисление спиртов. Кислоты

В основном в браге присутствует Уксусная кислота, но в небольших количествах присутствуют и другие. Ну и конечно это тоже яды. Как уменьшить количество всех этих ядов (кроме этилового спирта) мы рассмотрим далее.

Выбираем «железо» и сырье. Железо. Речь пойдет о получении дистиллята из зерновых браг. Как перегнать зерновую брагу в СС? Тут, по моему мнению, вне конкуренции ПВК. Это дорого, но без ПВК почти ни как. У меня ПВК — 60 от Ректифай с доработкой для установки фильтр системы для варки пива. Конечно лучше ПВК — 115 или сверх-навороченные ПВК других производителей, но это уже совсем другие деньги. До ПВК варил в кубе 37 л. на индукционке 2.2 Квт. Одевал мешок от Вит Бира, подложив под него трехногую подставку от микроволновки (что бы мешок не лег на дно и не пригорел). Жидкая часть браги проходила через мешок, густая варилась внутри мешка. Про аппарат. Пользуюсь Булатом (компания Ректифай) с рубашечным дефлегматором (мое частное мнение — у него лучшее соотношение цена/качество). Сегодня на рынке много хороших аппаратов похожей конструкции. Какой вам взять? Решайте сами. Дополнительно приобрел две царги: на 850 мм (с холодильником) и 500 мм, диоптр, джин корзину, КТД (от другого производителя). Поигрался с ним немного (ктд — кожехо-трубный дефлегматор) и убрал в шкаф до лучших времен. Причина банальна. 1 — Мощность «рубашки» конечно меньше, чем КТД, но она все равно больше той при которой происходит захлеб.

2 — А вот возможность вставить в ДЭФ 2 медных РПН улучшает качество продукта. Да и наличие медных РПН немного повышает мощность ДЭФа и «распределяет» флегму по всей площади, купируя его минусы. Докупил быстро-съемы, две задвижки на 1/2″ Валтек, Медную РПН, смастерил простенькую автоматику на 2ТРМ и ТРМ 251, купил фальш-дно. Этот «набор» позволяет мне реализовать все мои хотелки и даже больше. На будущее только мешалка на ПВК, узел отбора с игольчатым краном «Камоцци». О сырье. Сырьем для браги может быть почти любая «органика». Так «шнапс» делают из картофеля. В Украине самогон делают из сахарной свеклы. Оба варианта плохие. В этих брагах повышенное содержание Н-пропилового и изобутилового спирта, а они, в отличии от изоамилола, трудно разделяются при перегонке. В Китае до 50% спирта производят из экскрементов (в том числе и человеческого), а 70% Российской казенки делают из Китайского спирта. Про водку из опилок лучше Высоцкого и не скажешь. Самый чистый (меньше всего вредных примесей) оказался дистиллят из риса (даже на Кодзи). Данные проверены на спектрографах из Швейцарии и Германии. Жаль что в нем нет вкуса ( точнее он есть, но очень слабый). К тому же у риса самый высокий выход из зерновых (до 590 мл АС из 1 кг риса). Больше только у крахмала (720 мл АС). Даже сахар чуть-чуть уступает. Правда получить максимум еще надо уметь, а из сахара это получиться даже у новичка Идеальным сырьем видится пшеница (до 430 мл АС ), Ячмень (до 340 мл АС), и гречка (до 470мл АС из 1 кг зерна). Не смотря на маленький выход готового продукта, относительно высокую цену и большие трудозатраты, дистиллят из этих продуктов имеет великолепную органолептику. Не зря Монархи предпочитали полугар. Короче мой выбор — зерно, а вершина зернового продукта — односолодовый виски из ячменя. Ни разу не против любителей ставить брагу на ДД. Лишь несколько мыслей на этот счет. 1 — Брага на ДД не предполагает тщательного промывания пшеницы (можно смыть большую часть диких дрожжей), а это значит что пшеница будет » немного с грязью». Не говоря уже о дезинфекции марганцовкой или йодом. При этом высока вероятность присутствия патогенных микроорганизмов (типа кисло-молочных бактерий) 2 — ДД это всегда лотерея. Есть ли на конкретно вашей пшенице дикие дрожжи и в достаточном ли они количестве? Если дрожжей не много и они не могут быстро «захватить» затор, то свято место пусто не бывает и в заторе активно развиваются патогенные бактерии. Вот почему брага на ДД частенько пахнет кислым молоком. 3 — Самогон из браги на ДД обладает определенной органолептикой и это плюс, но все же это САХАРНАЯ брага и она значительно уступает зерновой. Уж если вы имеете продукт под названием ЗЕРНО, то стоит затратить еще немного усилий. Прорастить зерно (3 дня), предварительно хорошо промыв и продезинфицировав. Перекрутить на мясорубке зеленый солод, осолодить им любую дробленку или хлопья (ячмень, гречку, пшено, овес) и Вы получите действительно шикарный продукт! 4 — Немного о дрожжах. ДД работают, но очень плохо и долго. А при длительном брожении набраживается много г…. . Современные штампы дрожжей выбраживают быстро, перерабатывают все сахара, устойчивы к высокой спиртуозности, дают прекрасную органолептику, снижая количество «голов» и «хвостов». Особенно хороши Британские дрожжи типа SW -20, турбо Виски, S 48 и др.

Как уменьшить количество вредных примесей в браге и спирте-сырце? Качество браги (количество вредных примесей и спиртуозность) зависит от многих факторов. Рассмотрим некоторые из них. 1 — Тип сырья и его качество.

Как я уже писал брага из картофеля и сахарной свеклы изначально будет хуже зерновой (у картофеля ниже выход 110 мл на 1 кг сырья против 430 мл у пшеницы или 590 мл у риса), Обе эти браги грешат повышенным содержанием Н-пропилового и изобутилового спирта). Сахарная брага в теории не должна содержать метанол и фурфулол (самые опасные вещества в 80 раз токсичнее метилового спирта), но проверка на приборах показала их наличие (правда в небольших количествах). Видимо имеет место не стерильность сахара, наличие в нем «левых пассажиров». А при перегоне сахарной в режиме пот-стил, метанол появляется всегда. Тех, кто проводит инвертирование сахара (кипячение в кислой среде для перевода сахарозы в фруктозу) ждет сюрприз в виде повышенного содержания Фурфурола. Не безгрешны и зерновые и фруктовые браги. В них изначально присутствуют не только метанол, но и сложные эфиры и сернистые соединения. Для купирования серы необходимо использовать медную РПН в угловом отводе Булата при пот-стиле и пару медных РПН в ДЭФе при дробной. Тот, кто пользовался медью, знает о неприятном серебристом налете на ней, удалить который можно длительным кипячением в лимонке. Эфиры легко отделяются при дробной (ДЭФ, Царга, отбор с высокой спиртуозностью). Плюсом зерновых браг, кроме прекрасной органолептики, является то, что эта среда очень комфортна для размножения и работы дрожжей. Дрожжи не используют сахара для своего размножения, что увеличивает выход готового продукта. Не нужно вносить «подкормку» для дрожжей, подкислять брагу. Кстати о подкислении браги. Не стоит это делать с помощью ортофосфорной кислоты (в некоторых вариантах возможно «нахимичить» боевые отравляющие вещества). По это же причине не стоит перегонять Колу и прочие «тоники». 2 — Стерильность. Стерильность — обязательная составляющая винокура. Стерильно должно быть все — сырье, баки, инструмент, руки. Пивовары хорошо знают связь между качеством продукта и стерильностью. Не стерильная среда «кишит» бактериями. А последние, являясь конкурентами и антагонистами дрожжевых бактерий, сильно ухудшают качество браги. Редкий винокур не имел дело с прокисшей брагой. 3 — Дрожжи. От качества дрожжей сильно зависит качество браги. Причем важен не только штам дрожжей, но и температура брожения (у каждых дрожжей есть СВОЯ оптимальная температура). Внимательно читайте аннотацию на пачке. Общее правило — чем быстрее готовится брага, тем меньше набраживается г….. Кроме того «правильные» дрожжи способны создать хорошую органолептику продукта. 4 — подготовка браги и способ ее перегонки. Для улучшения качества браги желательно ее «осветлить» и » снять с осадка». Цель — убрать из браги трупы отработавших дрожжей и нерастворимые остатки сырья. При длительной варке этого «цимуса» образуется много побочных и нежелательных примесей. Способов осветления много. Это и бентонит и охлаждение браги и пр. От способа перегонки браги так же зависит качество СС. Ведь если долго варить брагу, то «наваришь» много не нужных примесей. Вот почему пот-стил, а еще лучше непрерывная бражная колонна. В последней возгонка летучих соединений происходит так быстро, что побочные вещества просто не успевают образоваться (для химических реакций нужно время, а его почти нет). 5 — Вода. Вода единственное не ядовитое вещество в браге и СС. Но вода бывает разная. Для браги нужна чистая, но не дистиллированная вода без солей жесткости и хлора. Желательно слегка подкисленная (РН от 4 до 5). Наличие железа, кальция и магния в воде ухудшает качество браги, СС и конечного продукта. А дефицит кислорода угнетает развитие дрожжей. Хлор это вообще «убийца» всего живого, в том числе и дрожжей. Вопрос решается просто. Вода из под крана должна отстоятся (5-6 часов) и весь хлор улетучится.

Температура кипения веществ. Изотропные смеси. Переходные примеси. Метод «Габриэля». Как я уже писал в браге более 70 веществ и все они имеют различную t-кипения. Мы же хотим получить С2Н5ОН, или этиловый спирт, с t-кипения в чистом виде 78.1 — 78.3 С. Сразу оговоримся, что t-кипения зависит от атмосферного давления ( в горах вода закипает при Т значительно ниже 100* С). Вот почему альпинисты никогда не берут с собой Рис. И так чего проще — нагрел брагу до 78*С и из не вышли все «головы (вещества с t-кипения ниже, чем у этилового спирта)», отобрал «тело» и … оставил все вонючие «хвосты» в барде. Но все не так просто. Почти все вещества в браге — это растворители либо хорошо растворяются в них. При этом образуется изотропная смесь, t-кипения которой зависит от «состава» этой смеси. Проще говоря ВСЕ вещества в браге закипают практически одновременно и испаряются в раз (правда с разной интенсивностью). Интенсивность испарения конкретного вещества характеризуется его КОЭФФИЦИЕНТОМ РЕКТИФИКАЦИИ, а он в свою очередь зависит от свойств самого вещества, его t-испарения и (самое главное) — от спиртуозности смеси. Вещества, t-кипения которых изменяется не значительно, остаются в своей «группе» и по отношению к этиловому спирту являются либо «головами» либо » хвостами». Вещества коэфф.ректификации которых меняется кардинально, называют ПЕРЕХОДНЫМИ. Они могут испарятся на протяжении всего погона. Яркий представитель этой группы изоамилол (основной компонент сивушных масел — до 68%) Имея t-кипения в чистом виде 132,1С, он испаряется и в «головах» и в «теле» и в «хвостах». При низкой спиртуозности, он имеет коэфф.ректификации около 2. То есть при испарении одной молекулы этилового спирта — испарится две молекулы изоамилола. При высокой спиртуозности он испаряется в 20 — 30 раз меньше этилового спирта. Аналогично ведут себя Изобутиловый и Н-пропиловый спирты. В свое время, для нейтрализации этого эффекта, был изобретен метод » Габриэля». Суть его состоит в том, что из браги с низкой спиртуозностью в первой части погона уходили почти все переходные вещества. Многократное деление погонов позволяло получить довольно чистый продукт. Метод не плох, но очень затратен по времени и имеет низкий % выхода готового продукта. Либо требует «отсеянные» части дополнительно перегонять на ректификационной колонне. С активным внедрением царг и дефлегматоров появилась возможность повышать спиртуозность продукта на выходе и соответственно снижать коэфф.ректификации переходных веществ. Теперь они приобретали свойства типичных » хвостовых » примесей и оставались в барде.

Алгоритмы перегонки. Мои предпочтения. Вводные. Брага. На зернодробилке перемолол ячмень (почти в муку) и осолодил в ПВК зеленым солодом из пророщенной пшеницы (пшеница и ячмень свои). Соотношение 2:1, при ГМ 1:4. Сбродили прямо в ПВК за 4 дня. Дрожжи Турбо, Британия, SW -20. t-брожения 25*С (при повышении t охлаждал). Этап-1. Перегонка браги в СС. Оборудование — ПВК, Диоптр, Булат в режиме Пот Стил. В угловом отводе 1 медная РПН (предварительно намотанная на карандаш чтобы трубка в отводе вошла внутрь РПН). Мощность 3.75 кВт. 1 — Пот-стил позволяет быстро перегнать брагу. 2 — Медная РПН купирует сернистые соединения. 3 — Отбираем 3% голов от АС (кол-во АС определяем обратным расчетом). Почему 3%? Все очень просто. Из-за относительно низкой спиртуозности браги в «головах» выходит значительное кол-во переходных веществ, плюс легко кипящие эфиры, ацетон и т.п. Не вижу смысла оставлять это в СС. С другой стороны после 3%, доля этилового спирта в отборе становится значительной. На 3% остановился после многих проверок на приборах, как оптимальном. Кстати о составе браги и СС. Многократные проверки на приборах показали что «головных» веществ в моей браге менее 2 %, а в СС мене 1 %. Хвостовых веществ около 3.5 % (но мы в расчетах берем 5%). Этап — 2. Дробная перегонка. Оборудование — ПВК (или куб 37 л на ТЭНах), царга 850 мм с холодильником, Диоптр, Рубашечный ДЭФ ( в нем 2 медных РПН ), Булат в режиме отбора голов по спирту. 1 — отбор 3% голов от АС. Мощность при разгоне 3.75 КВт. При отборе голов 1 ТЭН + второй ТЭН на 130 В. Отбор голов по быстрой схеме с использованием дефлегматора. Скорость отбора переменная от 1 капли в секунду вначале, до 350 мл в час в конце. Итого за два перегона мы отобрали 6 % голов от АС. Это много, но как говорится » лучше перебдеть.2 — Перевожу Булат в режим отбора по пару. 3 — Отбираю еще 3 % голов (точнее «послеголовий» ), которые пойдут в следующий перегон. Проверка показала что в этой части около 98% этилового спирта. 4 — Отбор тела с крепостью 92-94 %. (контроль по t в верхней части аппарата). Для моей местности (высокогорье) это 90.5 +/- 0.5*С. Т удерживаю в установленных пределах с помощью регулировки охлаждения в ДЭФе. ТРМ попеременно показывает Т вверху и в царге (для контроля подхода хвостов) Как рассчитываются 3 % от АС? Например, у нас в СС 10 л АС. 10 000 х 0.03 / 0.93., где 93 это крепость отбора продукта (или условная крепость голов). Расчетное количество тела почти всегда совпадает с Фактическим (иногда даже больше). В конце отбора (спирта уже мало, а хвосты на подходе) — повышаю крепость отбора до 95 — 96 %.

Все, процесс закончил.

Р.S. Проверка на приборах показала. Уксусный альдегид, акролейн, муравьиный этиловый спирт, ацетон — числовое значение не определяется (меньше четвертого знака после запятой) — только » следы». Это в 1000 раз ниже ПДК. Метиловый спирт — ниже ПДК в 60 раз. Изопропанол, Диацил, Изобутанол — от 80 до 200 раз ниже ПДК. Изоамилол 200 раз ниже ПДК Фурфурол в 20 раз ниже ПДК. Вот теперь ВСЕ. Не судите строго за сумбур и не точности.

Сергей Кухаренок,

https://vk.com/id393910311

#теория #практика

Просмотров: 10,640Комментариев: 0

Источник