В составе браги, помимо воды и спирта, присутствует до 400 различных веществ, многие из которых могут оказывать негативное воздействие и ухудшать вкус самогона.
Однако большинство этих примесей имеют более низкую или более высокую температуру кипения по сравнению с этиловым спиртом (78,37 °C), что позволяет эффективно отделить их от основного продукта. Для этого самогон разделяют на три фракции: «голову», «тело» и «хвосты».
Методика дробной перегонки применима на любом оборудовании, от простого аппарата со змеевиком до бражной и ректификационной колонны.
Другие методы очистки самогона, такие как использование активированного угля или молока, значительно уступают по эффективности и могут быть лишь дополнительным этапом очистки, но не способны полностью заменить фракционную дистилляцию.
В основе процесса дробной перегонки лежит разница температур кипения различных веществ. Однако следует учитывать, что брага и спирт-сырец (самогон после первой перегонки) представляют собой сложные растворы, в которых все компоненты смешаны. Из-за этого вещества не испаряются поочерёдно: молекулы кипящего вещества в определённый момент захватывают с собой некоторое количество молекул других примесей, даже если они ещё находятся в жидкой фазе.
В то же время в перегонном кубе остаются вещества, которые уже должны были испариться, но их удерживают молекулы воды.
Это означает, что невозможно полностью разделить дистиллят на отдельные компоненты. Даже после десяти перегонок в «головных» фракциях остаётся часть «хвостовых» примесей, а «тело» самогона всегда содержит немного «голов» и «хвостов».
Получить этиловый спирт чистотой до 96,6% можно только с помощью ректификации. Однако винокурам не требуется полное разделение, поскольку сивушные масла формируют аромат и вкус самогона. Важно лишь снизить концентрацию примесей до оптимального уровня, но не удалять их полностью.
«Голова» самогона, также известная как «первак» или «первач», представляет собой начальную фракцию, которая содержит вещества с более низкой температурой кипения, чем у этилового спирта. Поэтому при перегонке они первыми попадают в отбор.
«Голова» самогона содержит опасные примеси, такие как метиловый спирт (особенно в случае фруктовых браг), уксусный альдегид, ацетон и другие.
Неопытные любители самогона считают «голову» наиболее качественной частью, поскольку она обладает высокой крепостью и быстро вызывает опьянение. Однако на самом деле это практически чистый яд, который может вызвать отравление, симптомы которого могут быть ошибочно приняты за алкогольное опьянение.
«Голову» самогона нельзя употреблять внутрь или использовать для растирания. Хотя эта фракция может быть полезна для технических нужд, например, в качестве стеклоомывателя, из-за резкого неприятного запаха её обычно выливают.
«Тело» самогона, также известное как «сердце», представляет собой среднюю фракцию, которая является основной целью домашнего винокура. Эта часть самогона состоит преимущественно из этилового спирта, но также содержит некоторое количество «голов» и «хвостов». Однако при правильной дробной перегонке концентрация примесей оптимальна, что позволяет сформировать в напитке приятный аромат и вкус исходного сырья.
«Хвост» самогона, также известный как «сивуха», представляет собой третью, заключительную фракцию, которая содержит вещества с более высокой температурой кипения, чем у этилового спирта. Поэтому они испаряются позднее.
В зависимости от оборудования, в «хвостах» остаётся от 5% до 45% этилового спирта. Однако попадание в дистиллят значительного количества «хвостовых» фракций может существенно снизить качество самогона. Поэтому важно вовремя закончить перегонку или собирать «хвосты» в отдельную ёмкость, чтобы добавить их в следующую порцию отыгравшей браги и получить оставшийся этиловый спирт.
На обычном аппарате нецелесообразно специально накапливать и перегонять «хвосты», поскольку количество пригодного для употребления дистиллята будет незначительным, учитывая затраты энергии и времени на перегонку.
Как и в случае с «головами», более эффективно перерабатывать «хвосты» на ректификационной колонне.
При первой перегонке самогона стремятся максимально удалить так называемые «сухие» примеси: остатки дрожжей и сырья, не сбродивший сахар, а также белки и минералы. В результате получается спирт-сырец — жидкость, состоящая из воды, этилового спирта и «летучих» веществ.
Дробная перегонка браги неэффективна, так как общее количество примесей в составе слишком велико для их качественного разделения. Кроме того, в процессе кипячения образуются новые вещества, которые сразу попадают в дистиллят.
Некоторые винокуры при первой перегонке отбирают около 0,5% «голов» от объёма браги, стараясь максимально удалить метиловый спирт. Однако полноценная дробная дистилляция возможна только для спирта-сырца.
Методы отбора «голов» самогона
Важно правильно отрегулировать скорость дистилляции: самогон при отборе «голов» должен выходить холодным или комнатной температуры, обязательно каплями или тонкой струйкой. При прочих равных условиях «покапельный» отбор лучше струйного, так как «головы» получаются более концентрированными.
По сахару
Самый простой метод, но необходимо знать количество перебродившего сахара или его эквивалента: фруктозы или глюкозы. Если с брагой из чистого сахара всё понятно, то сахаристость зернового и фруктового сусла нужно измерить перед внесением дрожжей с помощью специального прибора — ареометра.
Например, если было 10 литров браги с сахаристостью 20%, и весь сахар был переработан дрожжами в этиловый спирт, то общее количество сахара — 2 кг (10 *0,2 = 2). В расчёте предполагается, что 1 литр растворённого в жидкости сахара по весу равен 1 кг. На практике это не совсем так, но погрешность не оказывает значительного влияния на результат, но значительно упрощает расчёты.
С 1 кг сахара (глюкозы, фруктозы) в общей сложности отбирают 60–100 мл «голов». В случае с сахарным самогоном при перегонке браги можно отобрать 30 мл, а при повторной дистилляции — ещё 30–70 мл. В зерновых и фруктовых брагах целесообразно удалять «головы» уже в спирте-сырце.
По чистому (абсолютному) спирту
Самый точный, эффективный и универсальный метод, ставший стандартом для большинства домашних винокуров. Суть метода: после первой перегонки измеряется общая крепость дистиллята (при температуре 20 °C или с учётом корректировки значения по калькулятору самогонщика), затем рассчитывается количество чистого спирта: крепость в процентах умножается на объём в литрах и делится на 100. Например, если имеется 5 литров крепостью 62%, то в этом дистилляте содержится 3,1 литра чистого спирта (5 * 62 / 100 = 3,1).
Количество «голов» при второй перегонке зависит от типа оборудования:
— На самогонных аппаратах со змеевиком или прямоточным холодильником, а также невысокой царгой и максимум одним сухопарником (барботером) отбирают 8–10% «голов» от объёма чистого спирта для сахарного и зернового самогона и 10–15% — для фруктовых (ягодных) дистиллятов. Высокий процент «голов» во фруктовых и ягодных самогонах объясняется повышенной концентрацией метилового спирта из-за пектина в исходном сырье.
— Оптимальное количество «голов» на бражных и ректификационных колоннах — 3–5% от чистого спирта, поскольку в таких аппаратах лучше реализовано разделение на фракции.
Опытные мастера самогоноварения определяют «головы» по запаху. Они растирают в ладонях каплю дистиллята, стекающего из аппарата, и нюхают её. Когда неприятный запах исчезает, начинается сбор «тела».
У этого метода есть два недостатка. Первый — нужно точно знать, как пахнут «головы». Описать это словами невозможно, нужен опыт — минимум 3–5 перегонок с оценкой запаха разных фракций. Второй недостаток — риск пропустить оптимальный момент начала отбора «тела».
Лучше всего определить количество «голов» по абсолютному спирту, а затем контролировать процесс по запаху.
Теоретически, можно использовать метод определения по температуре в кубе. Но на практике он редко применяется в домашнем винокурении из-за особенностей конструкции аппаратов и погрешностей бытовых термометров.
Температура кипения «голов» — 63–75 °C. Под утилизацию попадает весь дистиллят, который выходит в этом диапазоне. Когда капли прекращаются, температуру повышают до 78 °C — точки кипения этилового спирта, и начинают отбор «тела».
Проблема в том, что бытовые термометры часто имеют погрешность в несколько градусов, а их щупы не всегда расположены правильно в паровой зоне перегонного куба. Это существенно влияет на точность. Поэтому удалять «головы» по температуре можно, если расчёт по абсолютному спирту показывает примерно такие же результаты.
Как отделить «тело» и «хвосты» при второй дробной дистилляции спирта-сырца на простых аппаратах?
При второй перегонке спирта-сырца на простых аппаратах «хвосты» начинаются после того, как крепость в струе упадёт ниже 42–45% для сахарного и фруктового (ягодного) самогона и 40% для зерновых дистиллятов. В этих напитках ароматические вещества концентрируются ближе к «хвостам».
Существует народный, но неточный метод определения «тела»: пока самогон горит в ложке, его крепость примерно равна 40 градусам.
Как определить крепость в струе? Во время перегонки периодически собирайте дистиллят в мерную колбу спиртометра и делайте замеры, обязательно корректируя значения по температуре жидкости.
Другой вариант — добавить в свой аппарат модуль «попугай», который будет непрерывно показывать крепость.
На бражных и ректификационных колоннах отбор «тела» заканчивают, когда температура в перегонном кубе достигает 92–93 °C. Теоретически, на ректификационной колонне можно собирать «тело» до 94–95 °C, но на практике есть риск пропустить «хвосты» в напиток. Это усреднённые данные, точные значения зависят от конструкции и должны быть указаны в инструкции к оборудованию.