Как следует из названия, пособие предназначается для аудитории самогонщиков, винокуров в старину или дистиллеров, как модно сегодня именоваться. То есть, для всех тех людей, которым очень хотелось бы разобраться в проблемах самогоноварения: с чего начинать, что выбирать, в чем суть.
Точно так же, как путешествие доставляет радость не меньшую, чем достигнутая цель, от приготовления самогона можно получить удовольствие не меньше, чем от его употребления!
Поверьте, мне не понаслышке известны все проблемы новичка. Этими проблемам и была в основном обусловлена мысль по написанию данного пособия. Я приглашаю в это увлекательное путешествие, как начинающих, так и уже опытных самогонщиков. Одних, чтобы помочь им, других - чтобы стать экспертами и дать нам квалифицированную оценку или просто полезный совет.
Неудивительно, что пособие еще не закончено. Так как мы работаем над ним вместе, то вместе и посмотрим, что из этого получится.
Итак, начнем.
Сперва набросаем
План
Шаг 0 . Выбор места
Шаг 1. Оборудование
а) Самогонный аппарат
б) Нагревательный элемент
в) Емкости
г) Измерительные приборы
Шаг 2. Брага
а) Понятие браги и способы ее приготовления
б) Спиртовое брожение - природа и история
в) Волшебная химия спиртового брожения
Шаг 3. Сахарная брага
а) Сахар, вода и дрожжи
б) Пропорции
в) Оптимальная пропорция и уравнение Стасюка.
г) Постановка сахарной браги
д) Состав зрелой браги
Шаг 4. Получение этилового спирта
а) Теоретический выход этилового спирта
б) Очистка этилового спирта. Перегонка. Фракции
в) Первая перегонка. Цель и задача
г) Вторая перегонка. Основные этапы
.
.
.
Шаг N. Литература самогонщика
А теперь к делу
Шаг 0 . Выбор места
Что касается выбора места, где будет происходить весь процесс самогоноварения, то для этого, конечно же, кое-что понадобится: помещение с посудой, мебелью и желательно в отсутствие отвратительных запахов, мощный источник тепла для нагрева и дистилляции, достаточное количество проточной холодной воды для конденсации, с ее подводом и сливом.
Для многих из нас, городских жителей, есть только одно такое место - это наша кухня. Здесь и мебель, и плита, и посуда, и вода.
Как правило, электрическая проводка к розеткам на кухне выдерживает нагрузку до 2 кВт. С водой тоже проблем нет - самогонное оборудование позволяет тратить в принципе небольшое количество холодной воды - до 50 литров в час. Вот, пожалуй, и все, что нужно, для того чтобы приготовить настоящий самогон!
Есть, что дополнить - пишите. Затем продолжим.
Шаг 1. Оборудование
а) Самогонный аппарат
Здесь уже поинтересней. Еще не так давно было "за счастье" стать обладателем простейшего самогонного аппарата: сорокалитровый молочный, переоборудованный соответствующим образом алюминиевый бидон, медный змеевик для охлаждения и ведро с подогнанным для него специальным отверстием. Вся необходимая при этом герметичность от потерь ценных спиртосодержащих паров достигалась замазкой из обычного теста. Поставил бражку в самом бидоне, перегнал из него, и пей. А первач? Так это же самое драгоценнейшее, что было при перегонке. Про двойную, да еще какую-то дробную перегонку, с разделением на какие-то фракции: головы, тело и хвосты - никто и никогда не слышал. Все и так было прекрасно. А запах? А что запах? После третьей рюмки, скажу я вам, ни какие запахи уже не ощущались.
Но, давайте обо всем по порядку.
Итак, понятно, что простейшая схема самогонного аппарата принципиально, как говорят умные книги, состоит из трех частей:
- емкость для кипячения браги или куб;
- холодильник для конденсирования спиртосодержащих паров;
- емкость для сбора самогона.
Поэтому ясно, что придумать и собрать самогонный аппарат в домашних условиях совсем несложно, а весь технологический процесс - простой и незамысловатый, и состоит всего лишь из двух операций:
- в нагревании сырья;
- и конденсации образующихся при этом паров.
Но, оказывается, не все так просто.
Для того, чтобы у нас все получилось "как надо", весь этот незатейливый технологический процесс должен строго протекать при соблюдении особого температурного режима от начала перегонки и до ее полного завершения.
А кроме этого, как известно, всякая технология имеет свой "выхлоп" или, если по научному, присущий только ей определенный экономический эффект. Тогда, в чем же состоит эта, так называемая, экономическая эффективность самогоноварения? Правильно, в том
сколько мы можем максимально получить нашего самогона на единицу, затраченного на него сырья и энергии. А самое главное, наш самогон должен быть еще и высокого качества.
Таким образом, становится ясно, что в домашних условиях соблюдение всех технологий получения качественного самогона - это уже непростая задача и, в значительной степени, ее решение будет зависеть от конструкции самогонного аппарата, нагревательного элемента и различного вспомогательного оборудования.
Ждем продолжения?
К счастью для нас с вами технологии в производстве самогонных аппаратов тоже не стоят на месте! Конструкции современных самогонных аппаратов и нагревательных элементов позволяют комфортно работать на них в домашних условиях на различных режимах, контролировать и поддерживать необходимый температурный режим. Различное вспомогательное оборудование, например "попугай", позволяет контролировать "спиртуозность в струе".
А теперь поконкретнее.
Чтобы начинающему самогонщику стало понятнее о чем идет речь, давайте рассмотрим принципиально важные для дальнейшего изучения три типа современных самогонных аппаратов:
- самогонный аппарат с сухопарником или прикубником (не принятое сокращение - САС или САП);
- бражная колонна (принятое сокращение БК);
- ректификационная колонна (принятое сокращение РК).
Здесь и далее, по основным понятиям и терминам смотрите Словарь самогонщика.
Мы не будем описывать технические характеристики конкретных аппаратов. Во-первых, они прописаны в паспорте каждого из них. Во-вторых, это не входит в нашу задачу.
Хватает одного взгляда на эти аппараты, чтобы понять, что они отличаются друг от друга сложностью в исполнении:
В принципе, пользуясь любым из них, можно получить достаточно хороший самогон. Но, тогда в чем разница? Все зависит от того,
в каком количестве и какого качества мы хотим получить самогон и быть на сто процентов уверенными в том, что именно таким его и получим.
Существенное влияние на качество самогона оказывает конструктивная возможность аппарата производить перегонку в различных режимах. Самогонный аппарат с сухопарником, например, может работать только в одном режиме. Конструкции современных бражных колонн, использующие в качестве соединительных узлов герметичные кламповые соединения, позволяют осуществлять перегонку как струей, в режиме потстил, так и в сочетании с узлами отбора в режиме ректификационной колонны. Немало важным является и форма перегонного куба. Кубы кастрюльного типа гораздо удобнее в обращении. На рисунке это кубы для БК и РК.
Мы уже говорили, что процессы перегонки должны протекать при соблюдении строгих температурных режимов.
Этого можно достигнуть, когда существует возможность этим процессом управлять. И проще достигнуть, когда это управление проще.
В этом смысле бражная колонна с дефлегматором лучше, чем аппарат с прикубником, а ректификационная колонна с узлом отбора, например по жидкости, лучше, чем БК.
Точно также обстоят дела и с крепостью продукта. Если на аппарат с прикубником и бражную колонну есть ограничения по крепости, то ректификационная колонна позволяет путем укрепления получить чистый спирт.
А вот с органолептикой - качеством продукта, определяемым с помощью органов чувств человека, дела обстоят совершенно противоположно. Оно и понятно. Чем крепче самогон, тем он "чище". Имеется в виду меньшее содержание в самогоне каких бы то ни было примесей, в том числе и вкусовых.
Вот и приоткрывается первая тайна самогонщика.
Пользуясь конструктивными возможностями своего аппарата, балансируя между крепостью самогона и его органолептическими свойствами, вы приходите к своему, только одному вам известному равновесному состоянию.
Собрав воедино рассмотренные характеристики самогонных аппаратов, подытожим их в следующей таблице:
Как вы понимаете эта оценка, конечно же, носит условный характер. И с ней, наверное, можно поспорить. Но, безусловно, представление она дает.
Напоследок. Какой бы вы не приобрели самогонный аппарат, главное - ни в коем случае не из страны, в которой все материалы немножко не настоящие - такой нам не нужен! Они низкого качества, а, значит, прослужат недолго и, если в дальнейшем потребуются какие-нибудь переделки, то вряд ли их можно будет осуществить.
б) Нагревательный элемент
К следующему важному компоненту в оборудовании можно отнести нагревательный элемент. Что же важного может быть здесь - грей себе, да грей. Искушенный самогонщик знает, что не все так просто. Попробуем разобраться.
Давайте посмотрим на емкость, которую мы будем нагревать или, как говорят профессионалы, перегонный куб. Что мы видим? Допустим, что это емкость на 10 литров, или 20, или 30, или 50, или выше. Что мы понимаем? Правильно. Это соответственно масса 10 кг, или 20, или 30, или 50, или больше.
Если нагревательный элемент - не трубчатый электрический нагреватель или, сокращенно ТЭН , входящий внутрь куба, а скажем газовая или электроплита, то, чем больше куб, тем больше нагрузка на поверхность плиты. Плита может попросту не выдержать вес заполненного куба и развалиться под ним. Следовательно, нагревательный элемент должен физически выдерживать вес заполненного куба.
Далее, мы также понимаем, что, чем больше масса куба, тем больше и тепла, и времени потребуются, чтобы его нагреть. Это значит, что нагревательный элемент должен быть достаточно мощным для быстрого нагрева куба. Это, во-вторых.
В этом месте, конечно, потребуются некоторые разъяснения. Предположим. что у нас куб на 20 литров и электроплита с максимальной мощностью 2000 Вт. В этом случае, как показывает опыт, заполненный на 3/4 куб будет нагреваться до температуры кипения на максимальной мощности около часа. Поэтому мощность 2000 Вт в принципе можно считать достаточной для куба в 20 и даже в 30 литров. Однако этой мощности уже будет не достаточно для кубов с большими объемом. Для кубов объемом 50 литров нужна будет мощность 3500 Вт и выше. Если не соблюдать это условие, то весь процесс превратится в малоприятное ожидание того, "когда же это все нагреется?"
Наконец, когда мы осуществляем перегонку в различных температурных режимах, когда требуется поддерживать, скажем, температуру в колонне на определенном уровне, тогда очень важно, чтобы можно было легко управлять нагревом, увеличивая или, наоборот, уменьшая его небольшими порциями. Итак, нагревательный элемент должен быть легко управляемым. Это, в третьих.
Таким образом, для самогоноварения в домашних условиях от нагревательного элемента, вне зависимости от того, какая энергия будет служить источником тепла, требуется, чтобы он удовлетворял следующим трем условиям:
- физически выдерживать вес заполненного куба;
- быть достаточно мощным для быстрого нагрева куба;
- быть легко управляемым.
Если у вас имеется проблема и какие-то условия не выполняются, то - не беда. К нашему счастью, производители самогонных аппаратов и нагревательных элементов предусмотрели все эти условия. И сегодня можно приобрести либо самогонный аппарат со встраиваемым мощным ТЭНом и тонкой регулировкой по мощности, либо специальные индукционные плиты, выдерживающие большой вес куба, достаточно мощные и несложные в управлении.
Ознакомившись с их техническими характеристиками, я думаю вы без особого труда подберете "под себя" необходимый нагревательный элемент.
в) Емкости
Первая и основная проблема начинающего самогонщика - в чем поставить брагу. Даже интуитивно мы понимаем, что для этого хорошо бы подошла плотно закрывающаяся, достаточно емкая тара. Для решения этой проблемы, на первоначальном этапе, идеально подойдет стеклянный двадцатилитровый бутыль с нешироким горлышком, на которое можно надеть резиновую перчатку или установить гидрозатвор (смотрите чуть ниже). Почему именно 20 литров? Потому, что в таком объеме можно поставить самую простую сахарную брагу, использовав до 4 кг сахара и получив до 4 литров хорошего самогона. А для начинающего самогонщика - это не так уж и плохо.
А, если такой емкости нет, то где ее взять? А, если это дорого, то чем заменить?
Если, если...
Если вы всерьез решили заняться увлекательным делом приготовления самогона, получать качественные и безвредные напитки, то следует понимать, что продукты брожения и перегонки являются очень активными химическими веществами.
Поэтому емкости, которые вы будете использовать в самогоноварении, должны быть сделаны из материалов, химически неактивных для этих веществ: стекла, нержавейки, специальной резины и пластмассы. Да, и не только емкости: всякие трубки, шланги, уплотнения и тому подобное. Если вы не уверены в том, что тот или иной материал подойдет вам, чтобы обезопасить себя раз и навсегда, мой совет прост: приобретайте необходимое оборудование в специализированном магазине. По крайней мере, вам подскажут, что к чему.
Далее, нам понадобятся также емкости для кипячения браги (куб) и емкость для сбора самогона, так как это неотъемлемые части в работе любого самогонного аппарата. И, раз уж вы имеете емкость для брожения в 20 литров, то и куб должен быть не менее, чем на 20 литров. Это понятно. Или нет?
До того момента, когда вы еще не обзавелись самогонным аппаратом,
надо уметь точно определить оптимальный объем и форму вашего перегонного куба.
Это не простой нюанс. Давайте разберемся.
Что значит оптимальный объем куба?
На выбор объема куба оказывает влияние несколько факторов. Это могут быть стесненные домашние условия. Это время, затраченное на перегонку и само количество перегонок. Это количество браги или спирта-сырца, которые можно перегнать за одну перегонку. Это количество самогона, которое вы хотели бы приготовить с минимальным числом перегонок. Это максимальная мощность нагрева и охлаждения. Это вид сырья, из которого будет готовиться самогон. И так далее, и тому подобное.
Приведу пример. Предположим, что вы ограничены по максимальной мощности нагревательного элемента до 2 кВт. Тогда наибольший объем спиртосодержащей жидкости, которую вы будете нагревать до температуры кипения за относительно небольшое время - 30 литров. Следовательно, оптимальным будет куб объемом 36 - 37 литров. В самóм таком кубе можно поставить около 32 литров браги и заодно перегнать ее целиком за один раз. А 32 литра - это практически 7 кг сырья и, значит, 7 литров сорокаградусного самогона, что совсем неплохо, даже в сильно стесненных домашних условиях. Заметьте, что в этом случае идет увеличение первоначально рассматриваемого 20 литрового объема почти в 2 раза.
Что значит оптимальная форма куба?
Если кроме сахарной браги, вы в дальнейшем планируете перегонять зерновую или фруктовые браги, то может быть лучше заранее подобрать куб кастрюльного типа. Во избежание пригорания густых браг, в такой куб хотя бы можно установить фальшдно. Более того, в таком кубе гораздо удобнее ставить брагу.
Приобретая самогонный аппарат, большинство новичков не задумываются над очень важным вопросом, а каким должен быть перегонный куб - ёмкость для браги, спирта-сырца, да и вообще спиртосодержащей жидкости, подлежащей для сбраживания и последующей дистилляции. Лишь потом, после непродолжительной эксплуатации, начинают понимать недостатки своего куба. Жалеть о том, что не подумали обо всем сразу и о том, что возможно какая-то сумма денег "выброшена на ветер".
Чтобы разобраться с тем, что нам действительно нужно от перегонного куба, необходимо рассмотреть существующий ряд функциональных возможностей современных кубов. Это и форма, и объем, и материал из которого изготовлен куб, и многое другое.
Приведем основные характеристики перегонного куба.
1. Форма куба. Существует целое множество кубов различной формы и конфигураций. Конечно, форму куба можно подбирать и по эстетическим соображениям, но, на мой взгляд, важнее фактор удобства в использовании и кубам кастрюльного типа в этом нет равных. Форма такого куба представляет собой как правило цилиндр определенного радиуса и высоты с герметичной крышкой (простой или в виде купола). Соединение крышки с емкостью куба осуществляется через хомутовый зажим и силиконовую прокладку:
Перегонный куб кастрюльного типа может использоваться и в самогоноварении в качестве емкости для перегонки и брожения и в пивоварении в качестве сусловарочного котла.
Чем удобна такая форма куба? Все очень просто - с кубом такой формы удобнее работать.
2. Объем куба. Для квартиры оптимальный объем - 37 литров. Это не много, но и немало. Это не мало, но и не много. То есть это то, что нужно. Этого объема вполне хватает, чтобы поставить в таком кубе брагу и получить в итоге около 7 литров 40 градусного продукта. Вот отправная точка.
3. Материал из которого изготовлен куб. Куб должен быть изготовлен из пищевой нержавеющей стали марки AISI 304, которая проявляет следующие свойства:
- высокая коррозийная устойчивость на всех поверхностях и на участках сварных соединений;
- устойчивость к химически агрессивным средам;
- износостойкость;
- экологическая безопасность и нетоксичность;
- соответствие стандартам растворения тяжелых металлов в рабочей среде;
- сохранение параметров гладкости в течение всего срока эксплуатации, что облегчает чистку и обслуживание.
Немаловажное значение имеют и следующие характеристики:
- толщина стенки куба - не менее 1,5 мм;
- дно куба многослойное ферромагнитное не менее 5 мм, подходящее для всех типов плит.
4. Дополнительное оснащение куба. Дополнительно куб может быть оснащен
- удобными термостойкими ручками;
- указателем объёма в кубе;
- кламповым соединением для ТЭНа;
- посадочным местом для электронного термометра;
- кламповой заглушкой;
- кламповой заглушкой с отверстием для барботера;
- краном для слива барды;
- зиговкой для фальшдна;
- утеплителем для работы в паре с парогенератором;
- модулем для наращивания объёма куба.
Крышка куба оснащена
- кламповым соединением;
- предохранительным клапаном;
- посадочным местом для термометра.
Пожалуй, этого достаточно, для того чтобы выбрать именно то, что Вам нужно.
Если же использовать перегонный куб как емкость для постановки браги, то дополнительно необходимо заранее продумать о таком удобном устройстве как гидрозатвор. Конструктивно гидрозатвор имеет вид изогнутой трубки, в которой удерживается вода, препятствующая проникновению воздуха в бродящую жидкость и выводящую из нее углекислый газ.
Далее. Нам понадобятся также и различные мерные емкости. Все емкости, в той или иной степени являются мерными. Однако, в данном случае, речь идет о том, что на емкости нанесена мерная шкала. Это своего рода измерительный прибор. К этому типу емкостей относятся мерные стаканы, мензурки и мерные цилиндры. Даже в хорошем кубе может быть нанесена соответствующая разметка. Итак, на первых порах будет достаточно приобрести мерную кружку объемом 1 литр и мерный цилиндр объемом 100 мл. Кружка послужит для измерения объемов, а цилиндр - для измерения крепости. Поместив в такой цилиндр ареометр и добавив совсем небольшое количество спиртосодержащей жидкости, вы без особого труда измерите ее крепость.
Выше мы упоминали о таком устройстве, как "попугай". Это тоже емкость, имеющая специфическую конфигурацию и позволяющая контролировать с помощью ареометра крепость дистиллята, как говорят, "в струе". Очень полезная штучка. Так же как и настоящие попугаи, самогонные попугаи весьма разнообразны: попугай подвесной, попугай на банку, настольный попугай:
Наконец, нам понадобятся емкости для переливания и хранения напитков. Эти емкости выбираются на ваш собственный "вкус и цвет". От бутылок и банок до бочек. Да, верно, бочек. Но, об этом чуть позже.
Что-то забыл? Пишите...
г) Измерительные приборы
Приобретая современный самогонный аппарат, вы, как правило, уже вместе с приобретением получите, как минимум один термометр в кубе, например, биметаллический от 0 до 120 °C и один ареометр от 0 до 96 % - в подарок.
Мелочь, но приятная. Если ваш самогонный аппарат - колонного типа, то потребуется еще один термометр, для измерения температуры в колонне. Это, например, электронный термометр типа ТА-288:
Как правило, приобретая колонну, они идут в комлекте.
Что же касается бытового спиртомера (0 - 96°), то можете его выбросить или подарить кому-нибудь. Такой ареометр не подходит по одной простой причине - его показания имеют очень большую погрешность. А мы с вами, как истинные ученые-химики, должны использовать только надежные и высокоточные измерительные приборы.
Даже великий химик Менделеев, когда работал над диссертацией "РАЗСУЖДЕНІЕ О СОЕДИНЕНІИ СПИРТА СЪ ВОДОЮ", вряд ли им пользовался. (Точнее, он ему был и не нужен. Так как, работая над вопросом, О СЖАТІИ, ПРОИСХОДЯЩЕМЪ ПРИ ОБРАЗОВАНІИ РАСТВОРОВЪ каждый день получал безводный чистый этиловый спирт крепостью 100°.)
Ну, а если серьезно, то, что действительно необходимо начинающему (хотел написать химику) самогонщику - так это набор ареометров для спирта от 0 до 100° :
Набор содержит три ареометра, один термометр и таблицу:
- ареометр спиртовой АСП-3: 0 - 40° об;
- ареометр спиртовой АСП-3: 40 - 70 ° об;
- ареометр спиртовой АСП-3: 70 - 100 ° об;
- термометр для измерения температуры: 0 - 50°C;
- таблица коррекции показаний спиртометра от температуры.
На сегодняшний день это поистине единственная вещь, которая подходит как для начинающих, так и для настоящих профессионалов в области самогоноварения. И, опять же, главное - не покупайте китайский набор.
Начинающему самогонщику для определения готовности браги, хотя бы на первое время, не помешает ареометр-сахаромер АС-3 (0 - 25%) - прибор для определения концентрации растворенного в браге сахара:
Если ареометр для сахара показывает 0, то сахара в браге нет, и она созрела к перегонке.
Не малую помощь при взвешивании различных ингредиентов окажет наличие у вас под рукой специальных кухонных весов.
Предположим, что вам понадобится из 500 г бентонита отобрать ровно 40г. Как это можно сделать? Только с помощью точных весов.
Или, допустим, вы хотите поставить зерновую брагу на дрожжах Кодзи. У вас 10 кг сырья. Тогда вам понадобится 90 г дрожжей. Стандартная упаковка Кодзи весит 500 г. Как из 500 г отобрать ровно 90г? Только с помощью точных весов.
Или, допустим, у вас несколько банок старого варенья, скажем так, литров 7. Завесив его, вы узнаете точный вес варенья. Умножив этот вес на 0,6, вы приблизительно узнаете вес содержащегося в нем сахара.
Подытожив, получаем, что, очень удобными для этих целей окажутся весы кухонные электронные с функцией тары, с ценой деления 1 г и максимально допустимы весом до 10 кг. Такие весы сегодня имеются в свободной продаже.
Наконец, еще одно важное устройство, уже не столько среди измерительных приборов, сколько более вычислительных, это - калькулятор, а точнее алкокалькулятор или калькулятор самогонщика. С его помощью вы без особого труда определите, и крепость спиртосодержащей жидкости с корректировкой по температуре, и какое количество воды необходимо добавить для разведения до нужной крепости на выходе, и многое другое. А самое главное, это сколько абсолютного спирта содержится в спирте-сырце, какое количество определённой крепости тела вы сможете отобрать путем перегонки и, следовательно, когда её завершить, не тревожась за то, "правильно ли мы все сделали".
Имея под рукой смартфон, установите любое приложение с таким калькулятором и поработайте с ним. Не подойдёт один калькулятор - установите другой. Здесь, конечно, я не имею права предлагать и навязывать вам, каким приложением пользуюсь я сам. Этот выбор остается за вами.
Итак, если с местом, всем необходимым оборудованием и измерительно-вычислительной техникой мы определились - можно ставить брагу.
Шаг 2. Брага
Теперь, когда мы выяснили техническую часть вопроса, давайте сделаем небольшую паузу и поймем, для чего все это нужно. Когда занимаешься каким-нибудь любимым делом, всегда находятся скептики, которым приходится что-то доказывать, а если твое хобби - приготовление самогона, то - в особенности.
Мы ни кому и ни чего доказывать не собираемся.
И вот, почему.
Начиная с этого шага, мы будем начинать готовить самогон - крепкий спиртной напиток, а, следовательно, продукт, употребляемый в пищу. Ключевое слово - готовить. Как и всякое приготовление пищи, приготовление самогона - это искусство. Искусство, пришедшее к нам из древности. Поэтому всегда, когда будет затрагиваться этическая сторона вопроса самогоноварения - относитесь к этому как к кулинарному искусству. Точно также, как одни люди предпочитают питаться в кафе и ресторане, а другие - готовить сами, готовя самогон своими руками, мы знаем, из чего он сделан, наблюдаем сам процесс изготовления от начала и до конца. Поэтому уверены в его качестве, чего нельзя сказать о приобретенной в магазине алкогольной продукции. А в наше время, в условиях рыночной экономики, вопрос о качестве алкогольной продукции - остаётся весьма актуальным.
С этой целью мы описали наши первые шаги по выбору помещения и оборудования, а с этого места, и далее, мы всегда будем предполагать, что самогоноварение, а точнее винокурение - это искусство, то есть, нелегкий творческий труд, и ничто другое.
Возвращаясь к нашими вопросам, разберемся, с чего начинается самогон, что такое брага и как ее приготовить.
а) Понятие браги и способы ее приготовления
Общеизвестно, что процесс приготовления самогона, начинается с приготовления браги. Что такое брага?
Под брагой мы будем понимать спиртосодержащую жидкую массу, получаемую только в результате спиртового брожения и предназначенную либо для употребления в пищу, (например, вино), либо для последующей перегонки в самогон (например, сахарная брага или зерновая брага).
Первый и самый важный аспект, который надо понимать в самогоноварении - это то, что из сахарной или зерновой браги, то есть не очень крепкой и не очень "чистой" спиртостосодержащей массы, путем дистилляции, или по-другому, простой перегонки, получается более крепкий и более чистый продукт, называемый спиртом-сырцом. Заметьте, пока еще - не самогон, употребляемый в пищу, как это было принято ранее, а именно спирт-сырец.
Что такое брага - мы знаем. Как приготовить брагу?
Из данного нами определения браги следует, что приготовить её в домашних условиях можно только одним способом, путем, так называемого, спиртового сбраживания какого-либо виноградного, фруктового, сахаросодержащего или крахмалосодержащего сырья. Из сахаросодержащего сырья, чаще всего берут непосредственно сахар, а в качестве крахмалосодержащего - картофель и/или различные зерновые культуры. Основными зерновыми культурами в настоящее время являются пшеница, ячмень, овес, кукуруза, рис, гречиха и горох.
Именно на спиртовом брожении мы будем вынуждены задержаться, рассмотрев его аспекты детальнее.
б) Спиртовое брожение - природа и история
Как уже было отмечено, способ приготовления браги основан на спиртовом брожении. А что такое спиртовое брожение? Простым языком - это превращение сахара в спирт. Если брага будет предназначена для последующей перегонки в самогон, то в качестве исходного сырья берётся либо непосредственно сахар, либо преобразуемые в сахар крахмалосодержащие продукты.
На первоначальном этапе, нам с вами вовсе необязательно глубоко вникать во все эти волшебные превращения: сахара в спирт, и крахмала в сахар, а затем в спирт.
Однако, не все так просто и не все так идеально, как бы нам того хотелось. Все эти превращения происходят одновременно с выделением очень вредных для употребления в пищу целого спектра различных химических веществ. Это обстоятельство неразрывно связано с природой брожения и, поэтому, каждый, кто занимается приготовлением спиртовой браги, обязан его учитывать.
Что нужно сделать, чтобы превратить сахар в спирт?
Нужно запустить процесс спиртового брожения, а дальше - природа сделает все сама. Так вот, для того, чтобы правильно запустить этот процесс - мы должны знать не только его технологию, но и природу.
Конечно, на страницах этого пособия мне совсем не хочется объяснять природу спиртового брожения, да и вряд ли бы мне это удалось - настолько она сложна и многогранна. Было бы проще выложить сразу только одну технологию. Однако, понимание природы спиртового брожения оказалось настолько важным для человека, что в результате в науке появился новый раздел - биохимия. Более того, за открытие природы брожения была присуждена даже нобелевская премия. Представляете? Но, как водится с этой премией, и здесь не обошлось без оказии. Один человек - объяснил, а другой - получил. Известная практика. Один - русский, точнее русская, а другой - немец. Известная причина. Обидно, что этот факт старательно умалчивается. Впрочем, как мне кажется, для любого русского человека, будет приятно узнать, что и в этой области, как и в космосе, мы были первыми.
Но, обо всем, по-порядку. Краткий исторический экскурс не только поможет нам разобраться в тайнах спиртового брожения, но и раскроет истоки его терминологии.
Еще в каменном веке люди знали, что если оставить в сосуде сок плодов, то через несколько дней в нем начнется необъяснимое движение: жидкость пенится и мутнеет, вкус и сладость исчезает, а на их месте появляется опьяняющая жидкость.
Первое объяснение этого странного брожения дали древние греки - дух вина, "спиритус вини". Спирт, то есть дух, находится в сахаре еще до начала брожения в нераскрытом, нечистом виде. При брожении он раскрывается, самоочищается, а дрожжи, - то есть, тот сероватый осадок, который остается на дне сосуда после окончания брожения, - суть его „испражнения“. Эврика!
А как бы вы, сегодня, не будь у вас микроскопа, объяснили это явление природы?
Только после его изобретения в 1660 году стало ясно, что осадок на дне сосуда, то есть дрожжи - это не мертвые винные испражнения, а живые существа, способные не только жить, но и размножаться.
И что вы думаете, стало ли от этого знания легче? Отпал один вопрос, зато возникли другие - что это за организмы, что они делают в вине и как туда попали?
Лишь в 1857 французский химик и микробиолог Луи́ Пасте́р доказал, что именно эти микроорганизмы вызывают и осуществляют брожение. Но, что именно в них самих отвечает за этот процесс? Последняя нераскрытая тайна.
Еще достаточно долгое время спиртовое брожение связывали с жизнедеятельностью дрожжевых клеток. Однако в 1871 году русский врач Мария Манасеина в своей работе "К учению об алкогольном брожении" убедительно показала, что после разрушения дрожжевых клеток, дрожжи сохраняют способность сбраживать сахар. Она совершила крупнейшее открытие и фактически стала основателем новой науки - биохимии, показав, что брожение происходит под воздействием особых веществ, ферментов, которые можно выделить из дрожжевых клеток, при этом сами живые дрожжи здесь ни при чем.
Если вы дочитали до этого места, то не поленитесь и попробуйте найти статью М. М. Манасеиной "К учению об алкогольном брожении". В ней, по-моему, пять страниц текста. И, если вам удастся это сделать, то отправьте мне по мылу: m4stmath@yandex.ru. Буду очень благодарен.
После открытия Манасеиной "неорганизованных ферментов" многие учёные пытались выделить их из дрожжей, и лишь в 1897 году немецкий химик Эдуард Бухнер, путем прессовки дрожжей под большим давлением получил бесклеточный дрожжевой сок, "мертвую" жидкость, способную сбраживать сахар, подобно живым дрожжам. Он назвал ее зимазой.
Несколько позже профессор московского университета А. А. Лебедев, размачивая (мацерируя) в теплой воде высушенные дрожжи, получил после фильтрации так называемый мацерационный сок, который активно сбраживал сахар.
Открытие сделано и подтверждено! Кому премию?
В 1903 году Манасеиной не стало. В 1907 году, спустя четыре года после ее кончины, Бухнер получил Нобелевскую премию по химии с формулировкой - "За проведенную научно-исследовательскую работу по биологической химии и открытие внеклеточной ферментации". Судите сами.
Так или иначе, у нас есть все основания утверждать, что брожение сахара вызывается не жизнедеятельностью дрожжевых клеток, а особой совокупностью ферментов, который вырабатывается внутри них. Секрет спиртового брожения раскрыт.
в) Волшебная химия спиртового брожения
Новичкам-винокурам, особенно неискушенным в вопросах химии, эту часть повествования можно смело пропустить. Важность затрагиваемых здесь вопросов в большей степени проявится тогда, когда мы столкнемся с проблемами выхода спирта и его потерями. Всякий же опытный винокур, так или иначе, обязан знать известную из школьного курса химии, реакцию преобразования сахара в спирт - объединенное название группы соответствующих химических реакций:
C12H22O11 + H2O → 4 C2H5OH + 4 CO2.
Приведенные здесь химические формулы обозначают
C12H22O11 - сахароза (в быту просто сахар);
H2O - вода;
C2H5OH - этиловый спирт;
CO2 - углекислый газ;
Как известно, вода на нашей планете играет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Для успешного протекания химических реакций при спиртовом брожении также необходима вода.
В действительности же реакция преобразования сахара в спирт протекает в два этапа.
Сначала сахар под действием воды и особого фермента в дрожжах инвертазы распадается на глюкозу и фруктозу:
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6.
Заметьте, что химические формулы глюкозы и фруктозы совпадают - отличаются они архитектурой молекул.
Затем дрожжи под действием зимазного комплекса ферментов перерабатывают глюкозу и фруктозу в спирт с выделением углекислого газа:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 ↑.
После того, когда нам из предыдущей главы стала понятна природа спиртового брожения, надеюсь, станут ясными и химические процессы, протекающие при спиртовом брожении. Мы еще вернемся к ним при изучении вопроса связанного с выходом спирта.
Шаг 3. Сахарная брага
Для новичков всегда начинать надо с самого простого, а самой простой брагой является - сахарная брага. Для ее приготовления понадобятся минимум усилий и знаний, а, значит, и ошибок будет совершено гораздо меньше. Зерновая брага - не для новичков, лишь со временем можно переходить на более сложные и интересные зерновые браги, но о них мы поговорим позже.
Из предыдущего раздела, в котором рассматривались химические реакции спиртового брожения, следует, что для приготовления сахарной браги нужно всего три ингредиента: сахар, вода и дрожжи.
а) Сахар, вода и дрожжи
Отметим, что на заре самогоноварения брага с использованием сахара была очень дорогим удовольствием. В те недалекие времена сахара в чистом виде было очень мало. Позволить себе такой продукт, как сахар - могли только богатые люди и то, только к чаю. Слава Богу, сегодня основной ингредиент сахарной браги доступен практически каждому человеку в разумном количестве (не беру в расчет африканские и другие бедные страны). Для приготовления браги подойдёт обычный сахарный песок, который можно приобрести в любом продуктовом магазине.
Что можно сказать о воде и, чего о ней только не сказано. Мы уже знаем насколько важно для протекания спиртового брожения присутствие в браге воды - без нее не запустится ни один интересующий нас биохимический процесс. Самым важным для нас моментом - является качественный состав воды.
Для любой браги необходимо брать "живую" воду. Кипяченая или дистиллированная вода содержит мало примесей, но при этом и мало кислорода, необходимого для комфортной жизнедеятельности дрожжей. Самым идеальным вариантом является чистая родниковая вода. Благодаря природной фильтрации, она имеет сбалансированный кислотно-щелочной состав.
Для браги также отлично подойдет бутилированная вода и вода из под крана. В последнем случае, обязательно дайте воде отстояться. За сутки из нее улетучится хлор, а молекулы тяжелых металлов выпадут в невидимый осадок.
Если вы решили поставить сахарную брагу, то лучше всего для этого подойдут спиртовые дрожжи. Спиртовые дрожжи - это специально приготовленные в сухом виде дрожжи, содержащие все необходимые микроэлементы для того, чтобы спиртовое брожение сахара на них прошло значительно лучше и быстрее, чем при каких либо других видах хлебопекарных, пивных, винных или диких дрожжей.
Приобрести спиртовые дрожжи сегодня - не проблема. В любом специализированном для винокурения магазине предлагается их огромный выбор. Можете пробовать ставить сахарную брагу на любых из них. Выбор за вами. Однако, скажу, что для сахарной браги вполне подойдут недорогие спиртовые дрожжи отечественного производителя.
б) Пропорции
О сахаре, воде и дрожжах сказано. О чем не сказано - правильно, о пропорциях. В любой кухне для приготовления блюда, кроме самих ингредиентов, нужен еще и рецепт приготовления блюда, то есть не только чего, но и сколько, и как. При постановке браги важно не только соблюсти пропорции, но и подобрать оптимальные пропорции.
Итак, сколько?
Ответ на этот важный вопрос зависит как от нашего оборудования, например от объема перегонного куба, который может использоваться в качестве бродильной емкости, так и от свойств самих ингредиентов, например, возможностей дрожжей успешно преобразовать сахар в спирт в том или ином объёме воды.
Чтобы нам было ясно, о чем идёт речь, поясню на простых цифрах. Пусть для упрощения устных вычислений объём нашего перегонного куба (бродильной емкости) 10 литров. Тогда оптимальным будет количество сахара примерно в пять раз меньше, т. е. около 2 кг. Почему? Потому, что на 2 кг сахара оптимальным будет количество воды в четыре раза больше, т. е., 8 литров. Кроме того, растворенный в этом количестве воды сахар тоже занимает определённый объем, примерно около 0,6 литра на 1 кг сахара. В нашем случае, 2 * 0,6 = 1,2 литра. Итого уже 8 + 1,2 = 9,2 литра. А это 92 % от объёма емкости куба. Свободного пространства остаётся 8 %, что конечно же мало.
Чтобы за один раз перегнать такой объем браги и при этом избежать так называемого брызгоуноса, объем свободного места в перегонном кубе следует оставлять ближе к 20 %. Как же нам поступить?
Исправить ситуацию можно, либо взяв чуть меньше сахара, либо чуть меньше воды. Выбор тут уже зависит от возможностей дрожжей успешно работать в большем или меньшем объёме воды. Так, если дрожжи успешно работают при соотношении сахара и воды, называемом гидромодулем, 1:3, то воды можно взять 6 литров и общий объем браги составит 7,2 литра, т. е. 72 % от объема куба. И у нас 28 % свободного места в перегонном кубе, почти треть, а это тоже означает не совсем оптимальную пропорцию. Чтобы подправить ее, надо добавить и сахар и воду. И так далее.
На этих простых расчетах мы смогли убедиться в том, что рациональное количество ингредиентов зависит от объема бродильной емкости и от некоторого свободного места, оставшемся в нем.
Кроме того, мы затронули очень важное понятие гидромодуля - соотношение сахара и воды. Это соотношение определяет комфортные условия дрожжей для полного превращения ими сахара в спирт. Как мы увидим ниже, главное свойство гидромодуля состоит в том, что от него будет зависеть крепость браги. Благодаря этому, природа установила золотое правило: гидромодуль браги следует брать близким отношению 1 : 4.
Наконец, понимая уже, что от чего зависит, мы можем дать понятие оптимальной пропорции и рассчитать оптимальное количество сахара.
в) Оптимальная пропорция и уравнение Стасюка.
Из вышесказанного следует, что оптимальной пропорцией для сахарной браги является та, для которой гидромодуль 1 : 4, а объем свободного места в перегонном кубе (бродильной емкости) - 20%.
Определить же при заданных гидромодуле и доле свободного места в кубе общую зависимость количества сахара от объема перегонного куба (бродильной емкости) можно с помощью уравнения Стасюка:
(0,6+М)С = (1 - d)V,
где
М - гидромодуль (1 : М)
С - масса сахара, кг
d - доля свободного места в кубе
V - объем перегонного куба, л.
Так как оптимальная пропорция определяется двумя условиями М = 4 и d = 0,2, то условие Стасюка для оптимальной пропорции имеет вид
4,6С = 0,8V.
или
С = V / 5,75.
Таким образом, условие для оптимальной пропорции состоит в том, что
сахара надо брать в 5,75 раза меньше объема куба.
Так для 10-литрового куба оптимальной будет пропорция:
- сахара - 1,74 кг
- воды - 6,96 л.
При этом гидромодуль 1 : 4 и в кубе - 20 % свободного места.
Если нестрого придерживаться оптимальной пропорции, то на 10-литровый куб можно взять 2 кг сахара и 7 литров воды. Гидромодуль при этом составит 1 : 3,5, а свободного места в кубе останется 18 %: 100 - (2*0,6 + 7)*100/10. В этом отступлении от оптимальной пропорции мы пожертвовали гидромодулем в пользу свободного места в кубе.
Как вариант, можно взять 2 кг сахара и 7,5 литров воды. Гидромодуль при этом составит 1 : 3,75, а свободного места в кубе останется 13 %: 100 - (2*0,6 + 7,5)*100/10. В этом отступлении от оптимальной пропорции мы, наоборот, пожертвовали свободным местом в кубе в пользу гидромодуля.
На вопрос "сколько?" мы ответили. Остается ответить на вопрос "как?"
г) Постановка сахарной браги
Предположим, что у нас перегонный куб на 40 литров. В этом кубе мы хотим поставить сахарную брагу. Тогда
1. Из условия Стасюка рассчитаем оптимальную пропорцию ингредиентов:
- сахар - 40 / 5,75 = 6,96 ~ 7 кг ;
- вода - 7 * 4 = 28 литров;
- дрожжи - читаем инструкцию на пачке.
2. Засыпаем в куб сахар, затем заливаем воду и размешиваем до тех пор, пока весь сахар не растворится. Когда весь сахар растворился, сахаромер должен показывать около 20.
3. Проверяем температуру сусла. Температура сусла должен быть 24-28 °С. Только теперь засыпаем дрожжи и хорошо их растираем от комочков (для этого неплохо подходят плоские деревянные лопатки).
4. Закрываем куб герметичной крышкой и ставим на гидрозатвор. Через минут 15 - 20 брага начнет бродить.
Все, брага запущена.
Дальше остается дождаться ее полного созревания, т.е. состояния, при котором весь сахар превратится в спирт. Следует знать, что время для полного созревания сахарной браги будет составлять примерно 10 -14 дней, а то и более, что также зависит от многих факторов.
Узнать, что сахарная брага созрела можно по следующим трем показателям
- прекращается газовыделение через гидрозатвор;
- брага на вкус не сладкая и слегка горчит;
- сахаромер показывает около 0.
д) Состав зрелой браги
Мы не ставим перед собой задачу изучить этот вопрос с научной точки зрения. Для нас будет вполне достаточно рассмотреть его с ознакомительной позиции.
Ясно, что наличие того или иного вещества, входящего в состав зрелой браги, а также его количество, напрямую связано как с видом и качеством исходного сырья для браги, так и с условиями ее созревания.
Вне зависимости от исходного сырья, все вещества, входящие в состав зрелой браги можно условно разделить на вещества, растворимые в воде и вещества, нерастворимые в воде.
Вещества, растворимые в воде, - это сам этиловый спирт, углекислый газ, неперебродивший до конца сахар, различные кислоты и соли, сивушное масло, спирты, альдегиды и эфиры.
Вещества, нерастворимые в воде, - клетки дрожжей и других микроорганизмов, частицы исходного сырья, плодов и ягод дрожжевой подкормки.
Далее, вещества, растворимые в воде, разбиваются на летучие и нелетучие. Летучие вещества - это вещества, которые испаряются при нагревании до определенной температуры. Это - вода, спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.
В настоящее время в зрелой браге было выявлено более 70 видов летучих веществ.
Конечно, ниже мы еще не раз будем рассматривать различные летучие вещества, содержащиеся в зрелой браге, однако, самое важное, что касается этих веществ, так это то, что они при испарении и последующей конденсации могут переносится в конечный продукт. Поэтому качественный состав такого продукта, а также его органолептические показатели: аромат, запах, вкус и цвет - полностью определяются наличием в нем летучих соединений.
Кроме того, что летучие соединения могут ухудшить органолептические показатели конечного продукта, следует всегда помнить, что некоторые из них являются сильнодействующими ядами.
Шаг 4. Получение этилового спирта
а) Теоретический выход этилового спирта
Когда брага созреет, в ней, кроме всего прочего, будет и необходимый нам этиловый спирт. И нам очень интересно узнать, сколько будет этого спирта.
Давайте порассуждаем.
Первоначально, спирт в браге смешан с водой и его процентное содержание невелико.
В процессе дальнейшей перегонки смесь разделяется, и процентное содержание этилового спирта увеличивается. Смесь этилового спирта по массе 95,57 % и 4,43 % воды называется спиртом-ректификатом. Эта смесь азеотропна - при кипении она не разделяется. Температура кипения спирта-ректификата при нормальном давлении 78,15 °C.
Этиловый спирт в чистом виде, то есть, практически не содержащий воды, называется абсолютным спиртом. Он имеет более высокую точку кипения 78,39 °C, однако, получить абсолютный спирт обычной перегонкой невозможно. Впервые, в 1796 году безводный (абсолютный) этиловый спирт был получен российским учёным-химиком Ловицем.
Для нас важным моментом является знание того, какое общее содержание в зрелой браге этилового спирта в чистом виде. Поэтому понятие абсолютного спирта, а точнее его объем (обозначается АС), одно из основных в теоретических расчетах выхода конечного продукта с различным содержанием этилового спирта.
Произвести расчет выхода абсолютного спирта из 1 кг сахара можно из химической формулы превращения сахара в спирт
C12H22O11 + H2O → 4 C2H5OH + 4 CO2.
Действительно, если (берем 4 знака после запятой):
- молярная масса сахарозы C12H22O11- 342,2965 г/моль,
- молярная масса этилового спирта C2H5OH - 46,0690 г/моль,
3. плотность этилового спирта (при 20 °C) - 0,7893 г/см3 = 0,7893 кг/л,
то на образование 184,2760 г/моль этилового спирта (это 4 раза по 46,0690 г/моль) расходуется 342,2965 г/моль сахарозы. Отсюда доля абсолютного спирта:
184,2760 / 342,2965 = 0,53835.
С учетом плотности этилового спирта, эта доля составляет
0,53835 /0,7893 = 0,682 л/кг.
Таким образом,
выход абсолютного спирта с 1 кг сахара составляет АС = 0,682 л/кг
Это значение определяет объем теоретического выхода этилового спирта - практически недостижимый предел всех наших усилий и возможностей. Его недосягаемость обусловлена рядом известных потерь. Одни потери абсолютного спирта связаны с брожением браги, другие - с её очисткой и перегонкой. Какая-то часть этих потерь неизбежна, какая-то часть происходит от стремления сделать продукт более качественным, а какая-то, безусловно, по нашей вине.
Считается, что конечный выход абсолютного спирта меньше теоретического на 12 - 28% . И это при соблюдении всех необходимых условий.
Рассмотрим потери первого уровня, то есть потери, происходящие на стадии спиртового брожения браги. Безусловно, биохимические процессы спиртового брожения очень сложны и непредсказуемы. Помимо этилового спирта и углекислого газа, основных продуктов брожения, образуются различные побочные компоненты - глицерин, уксусный альдегид, различные кислоты, ацетон и сивушное масло. Часть углеводов затрачивается на дрожжегенерацию, часть потребляется различными патогенными организмами. Какая-то часть сахара не превращается в спирт. Какая-то часть спирта окисляется и испаряется. Считается, что такие потери абсолютного спирта составляют от 7 до 19 % от объема теоретического выхода.
Для сахара потери при брожении в среднем принимаются равными около 12 %.
Следовательно, практический выход абсолютного спирта первого уровня, т. е., выход абсолютного спирта в результате брожения, равен
АС1 = АС * 0,88 = 0,682 * 0,88 = 0,60016 ~ 0,6 л/кг.
Таким образом, если в браге у нас было 7 кг сахара, то, после ее созревания, в ней должно быть примерно 7 * 0,6 = 4,2 литра абсолютного спирта.
б) Очистка этилового спирта. Перегонка. Фракции
Мы уже говорили о том, что в зрелой браге, помимо нужного нам этилового спирта, образуются различные побочные компоненты. Теперь, чтобы отделить от них этиловый спирт, необходимо произвести его очистку.
На сегодняшний день химический состав примесей в зрелой браге достаточно хорошо известен. Более или менее, изучены и их физические свойства. На этих свойствах и основаны современные методы очистки этилового спирта.
Существует два метода очистки этилового спирта от примесей - метод горячей и метод холодной очистки. Метод горячей очистки - это основной метод очистки этилового спирта путем перегонки. Метод холодной очистки - это метод с использованием различных химических веществ и физических методов, не основанных на нагревании.
На мой, скромный взгляд,
Освоение этих методов и есть основа искусства самогоноварения!
А вот, для того, чтобы освоить эти методы и уметь их правильно применять, не мешает знать и то, какие вещества кроме этилового спирта входят в состав зрелой браги и то, как от них избавиться.
Итак, в самом общем смысле перегонка - это основной метод очистки этилового спирта. Физическую основу метода составляет нагрев, испарение и конденсация.
Перегонка бывает двух видов - дистилляция и ректификация.
Дистилляция - это простая перегонка с целью ее очищения от нелетучих соединений и частичного разделения смеси. Как правило, это процесс, конечным продуктом которого является спирт-сырец. Такую перегонку еще называют перегонкой струей, по аналогии с тем, что дистилляция по латыни означает "стекание по каплям". Итак, цель простой перегонки - получить спирт-сырец, максимально очищенный от нелетучих соединений. При простой перегонке степень разделения смеси невысокая, а очищение спирта от летучих примесей незначительное.
Ректификация (лат. выпрямление) - это перегонка с многократным числом простых перегонок с целью сильного разделения смеси и получения продукта с высоким содержанием спирта. Следует понимать, что ректификация способна полностью разделить на чистые компоненты только двухкомпонентную смесь этилового спирта и воды.
Как правило, многокомпонентные смеси, а именно таковыми являются брага и спирт-сырец, разделяют не на чистые компоненты, а на близкие по летучести компонентов фракции. Например, все известные летучие примеси спирта разделяют на четыре фракции: головные, хвостовые, промежуточные и концевые.
И этиловый спирт и все летучие примеси имеют свою определенную температуру кипения. Фракции, которые имеют температуру кипения ниже, чем этиловый спирт, называют головными. Те, у которых температура кипения выше - хвостовыми. Основной представитель головной фракции - уксусный альдегид, хвостовой - сивушные масла, фурфурол.
Промежуточные и концевые примеси могут испаряться на протяжении всего времени нагрева. Они имеют характер головных или хвостовых в зависимости от концентрации спирта в смеси.
Промежуточные фракции более летучи при низких концентрациях спирта. Основными их представителями являются высшие спирты: изоамиловый, изобутиловый и пропиловый.
Концевые примеси имеют большую летучесть при высоких концентрациях спирта. Преимущественно это метанол.
Следует помнить, что все спирты, включая этиловый, являются ядами.
Процесс разделения смеси на фракции называется дробной перегонкой. Ее можно осуществить как при дистилляции, так и при ректификации. Следует иметь в виду, что дробная перегонка - это процесс очень длительный (затратный по времени), особенно при отделении головной фракции. И, если без дробной перегонки не обойтись, а без нее не обойтись, то осуществлять ее при первой перегонке нежелательно из-за длительного кипячение браги, содержащей помимо летучих и нелетучие компоненты. Было бы весьма разумным, путем простой перегонки браги быстро избавиться от нелетучих примесей, а затем, путем ректификации и дробной перегонки спирта-сырца, избавиться от летучих. Таким образом, качественная горячая очистка этилового спирта предполагает (как минимум) две перегонки.
в) Первая перегонка. Цель и задача
Итак, наша сахарная брага созрела. Мы уже говорили о том, как определить момент ее готовности. Здесь не следует торопиться, но и затягивать с перегонкой не следует. Брага перестала выделять углекислый газ. Хорошо. Это первый сигнал ее готовности. Попробуем ее перемешать не открывая крышки. Обычно, я это делаю раз в день с того самого дня, когда она была поставлена. В таком случае дрожжам проще "добраться" до сахара, он лучше преобразуется в спирт и брага быстрее сбраживается. Если мы видим, что, как бы мы не перемешивали брагу, газ она уже не выделяет, то, скорее всего, сахара в ней уже нет. А это самое главное условие того, что брага созрела. Для полной уверенности в этом, опускаем в брагу сахаромер и, если он показывает не выше 0, то окончательно убеждаемся в том, что процесс брожения окончен и можно переходить к следующему этапу - ее перегонке.
Следует отметить, что прежде чем перегнать брагу такой, как она есть, иногда применяются различные методы ее предварительного очищения или как еще говорят осветления. Я не буду останавливаться на этих методах, так как для сахарной браги можно вполне обойтись и без них. Бражный осадок на дне бродильной емкости небольшой и его легко отделить. Но главное обстоятельство, почему сахарную брагу можно не осветлять, заложено в основную задачу первой перегонки - перегнать ее на максимальной скорости, тем самым сократив до минимума время ее кипячения.
Как добиться максимальной скорости перегонки? Ответ прост - установить максимально допустимую мощность нагрева. Это означает следующее. Сначала должен быть мощный источник тепла: ТЭН, плита и т.д. Как мы уже говорили в начале, для квартиры вполне подойдет источник с мощностью от 2 до 3,5 кВт. Далее, при таком нагреве должен быть достаточно мощный холодильник, способный утилизировать этот нагрев. При этом следует понимать, что уровень допустимой мощности предполагает не только способность выдержать электротехнические характеристики нагрева и охлаждения, но и способность избежать при таком нагреве явления брызгоуноса - попадания браги в дистиллят, что приведет к его помутнению.
Тем самым, мы приходим к пониманию основной цели первой перегонки.
Цель первой перегонки - очистить брагу от нелетучих соединений, перегнав ее на максимально допустимой скорости, избежав при этом ее брызгоуноса
Вы спросите, какой же должна быть мощность, чтобы избежать брызгоуноса? Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов, поэтому лучше задать вопрос: " Как избежать брызгоуноса ?" Ответ один - "ДИОПТР" или прозрачная часть перегонного аппарата - своеобразное «подсматривающее устройство» за процессами, происходящими внутри него.
С помощью этого устройства во время кипения браги можно легко контролировать уровень ее пены. Если пена добирается до холодильника, то через диоптр мы это увидим и уменьшим мощность нагрева. Назначение диоптра, безусловно, гораздо шире, но при первой перегонке - это основное.
Наконец, отметим, что осуществление первой перегонки на максимальной скорости подразумевает еще одно немаловажное обстоятельство - это особая конструкция самого перегонного аппарата или особый режим его работы, так называемый режим "ПОТСТИЛ" . В переводе это означает "горячая кастрюля". В месте с диоптром эта конструкция может выглядеть, например так
Скажем еще несколько слов о выходе спирта-сырца.
У нас было 7 кг сахара и 28 литров воды. Следовательно, браги было примерно 32 литра. Эту брагу мы разместили в 37 литровый перегонный куб. Ранее мы подсчитали выход абсолютного спирта из 7 кг сахара. Это примерно 7 * 0,6 = 4,2 литра абсолютного спирта. После первой перегонки крепость спирта-сырца в среднем будет равна примерно градусов 40-45 % об. Следовательно, его выход составит около 10 литров.
Обычно, для приема спирта-сырца на выходе я использую 10 литровый стеклянный бутыль. Он заполняется практически полностью. При этом показания температуры на термометре (см. рисунок "Режим потстил") в конце перегонки 96 - 98 °С. Такая температура означает, другими словами, что крепость сырца на выходе 5 - 7 % об. и первая перегонка завершена.
г) Вторая перегонка. Основные этапы
Итак, у нас 10 литров сорокаградусного (или около того) спирта-сырца. Вместе с этиловым спиртом он содержит только летучие примеси, которые нам и предстоит очистить. И начинается эта очистка не с перегонки, как бы нам того не хотелось, а с добавления в спирт-сырец чистой воды. Объем добавленной воды - примерно столько же, 10 л. В итоге размешивания спирта-сырца с водой крепость раствора должна составлять градусов 20-25% об, а объем - литров 20. Для этого можно использовать либо другую тару, например 20-и литровый бутыль, либо непосредственно перегонный куб.
Что же нам дает размешивание спирт-сырца с водой?
Ну, прямо скажем, здесь не все так просто и однозначно, как может показаться на первый взгляд. Можно и не разбавлять сырой спирт водой. А можно разбавлять и до 15% об или, скажем до 35% об и т.д., кому как больше нравится.
Существует несколько аргументов в пользу размешивания спирта-сырца с водой.
Во-первых, в целях безопасности. Горючие вещества, как известно, нагревать небезопасно.
Во-вторых, с целью повышения качества готового продукта. В разбавленном сыром спирте примеси, особенно сивушные масла, легче отделяются от основного продукта, чем в более крепком.
В-третьих, с целью безопасности и повышения качества одновременно. Как уже упоминалось, в спирте-сырце могут существовать очень опасные для организма человека ядовитые примеси, способы очистки от которых напрямую определяются концентрацией спирта.
Так как наличие и концентрация тех или иных вредных примесей зависит от используемого сырья, то, например, для сахарной браги, где не важен аромат, а важно убрать все головы и хвосты путем ректификации, можно развести спирт-сырец до 15% об. Для зерновой браги, где важен аромат и поэтому ректификацию применять нельзя, для очистки от промежуточных фракций спирт-сырец следует развести водой до 35% об.
Продолжение следует...
Понравилось? - Пишите, следует ли продолжать.
Подписывайтесь на канал - надеюсь, дальше будет еще интереснее
Пожалуйста, оставляйте в комментариях свои замечания