Добрый день! На связи Арсений. В прошлый раз я писал про головные фракции в нашем прекрасном самогоне. Статья получилась достаточно объемной и, как мне казалось, всеобъемлющей. В ней я раскидал всякие ацетоны, альдегиды, метанолы и прочие неприятные химические вещества строго по температуре кипения. Но дьявол, как всегда, кроется в мелочах, потому что не температурой кипения единой определяется выход фракций, а если честно, то она даже не на первом месте по значимости.
Действительно, одни температуры кипения мало что объясняют. Самый простой пример — изоамиловый спирт. Вот как он с температурой кипения около 130 градусов лезет в «головы» и на хроматографе вполне себе неплохо определяется? Казалось бы, ну оставался бы в перегонном кубе, до него температура даже не дойдёт. Ан нет же!
Говорят, что если не знаешь физику, то весь мир полон магии. В моём случае наоборот — перегон даже самой простой сахарной браги такой магией заиграл, когда я углубился в процесс, ух!
Ну что же, мои хорошие, давайте размотаем этот запутанный клубок реакций и раскроем дело о изоамиловом спирте!
Глава первая. Часть команды — часть корабля.
Для начала познакомимся с одним французским химиком, описавшим весь балаган нашего перегонного куба. Франсуа Мари Рауль. Прошу любить и жаловать. Ещё в дремучем 1887 году он вывел закон, устанавливающий, что «давление пара компонента над раствором пропорционально тому, сколько этого компонента в жидкости». Это я упростил цитату, но суть та же. Если по-русски, то чем сильнее разбавлено вещество, тем слабее оно испаряется.
Вот мы знаем, что вода при нормальном атмосферном давлении кипит при 100 градусах, а спирт (здесь и далее — этиловый, если не указано другое) при примерно 78.
Напрашивается простая мысль: давайте возьмём брагу, нагреем её до 79 градусов, отберём весь спирт, а в кубе оставим лишь воду да хвосты. Просто же?
А вот и нет! Практика даёт по носу. Чистый раствор спирта и воды будет кипеть где-то в промежутке между 78 и 100 градусами. Чем больше процент воды, тем ближе точка кипения к сотне. Почему? Потому что жидкость кипит, когда её давление приравнивается к атмосферному, а в растворе давление пара равно сумме всех парциальных давлений компонентов.
(Тут, правда, есть ещё свои особенности: при малых добавках воды к абсолютному спирту точка кипения не повышается, а понижается. Но это справедливо только если воды меньше 4%, что для нас неважно, и этой информацией мы пренебрегаем.)
Возьмём, к примеру, ацетальдегид, у которого температура кипения около 20 градусов. Если мы нагреем брагу до этого значения, то мы не сможем его отобрать, потому что его мольная доля в браге мала, и в растворе его активность снижена из-за взаимодействия с водой и спиртом.
Проще говоря, нам нужно нагреть брагу, чтобы началось активное парообразование, и вот тогда ацетальдегид сможет покинуть куб, где мы его и отсечём.
Словом, компоненты браги не выходят из куба по очереди стройными рядами, а ломятся напролом, когда температура повышается.
Глава вторая. Он улетел, но обещал вернуться!
Помните, в одной из статей я рассказывал, что спирт — универсальный растворитель, способный «дружить» как с полярными, так и с неполярными веществами. Собственно, в перегонном кубе его «любвеобильность» никуда не девается — он всё так же растворяет высшие спирты, сивушные масла, включая ранее упомянутый изоамилол, и при перегоне «тянет» его молекулы с собой за компанию. Это называется «коиспарение».
Спирт — натура шальная, но романтичная. Когда накал страстей в кубе поднимается, он достаёт два билета на самолёт и зовёт с собой в отбор. Хвостовые фракции в лице изоамилола, изобутанола и ещё всяких «олов» уже рады бы ввязаться в эту авантюру и броситься навстречу безумству, но они не так «летучи» и крайне тяжелы на подъём, поэтому по большей части остаются в кубе, но всё же некоторая часть отрывается и улетает со спиртом прямо в «головы».
В середине перегона спирта становится чуть меньше, и прямой переход в отбор для «хвостов» уже некому обеспечить, поэтому эти товарищи сидят в кубе и тихонько нагреваются.
Всё меняется к концу перегона. Спиртуозность куба всё меньше, в барде всё больше воды, жидкость становится менее полярной. Температура поднимается, и собственная летучесть «хвостов» повышается. Тут они более свободно выходят в пар, но поздно: мы уже сменили ёмкость для приёма «тела» и безжалостно отсекаем «тяжёлые» фракции.
Важно понимать, что даже у «хвостов» летучесть не равна нулю. Они тоже вполне могут покидать куб. Но если в начале перегона им ещё не хватало температуры, и лишь спирт утаскивал за собой небольшую часть, то ближе к концу погона они сами в состоянии покинуть куб уже при температуре около 90–95 градусов.
Часть третья. Лёгким движением руки брюки превращаются...
Что до сих пор вызывает удивление, так это разнообразие химических процессов в нашем самогонном аппарате. Эта часть рассказа не совсем про «хвосты» в начале отбора, но про удивительные метаморфозы, которые они могут претерпевать.
Возьмём, к примеру, масляную кислоту — типичный «хвост» с температурой кипения около 160 градусов. Сама она спокойно сидит в кубе до последнего, но во время перегона, окружённая со всех сторон водой, спиртом и различными кислотами, под воздействием температуры частично превращается в... этилбутират. Хотя его температура кипения близится к 120 градусам, но летучесть — моё почтение. Именно поэтому он без проблем обнаруживается в головных фракциях.
Или вот ещё — уксусная кислота. В браге она образуется как побочный продукт метаболизма дрожжей, если тем некомфортно, или же как основной продукт уксуснокислых бактерий. Но для этого нужно сильно нарушить технологию постановки браги. Температура кипения уксусной кислоты около 117 градусов, что, по паспорту, определяет её в «хвосты», но здесь мы опять имеем реакцию этерификации, как и в случае с масляной кислотой. Спирт + высокая температура + кислота = образование эфира. В нашем случае — этилацетат.
И если этилбутират пахнет фруктами, то этилацетат — лакокрасочным заводом. Да ещё и отделяется проблематично.
Тут можно долго продолжать, поскольку этерификация проходит под воздействием спирта и температуры со многими хвостовыми компонентами.
Дело раскрыто.
Вот так, в общих чертах, и работает вся система под названием «перегонный куб». Правда, веществ там в разы больше тех, что я упомянул в этой статье, да и состав браги всегда разный, но оттого и интерес выше! Всегда нужно подбирать компоненты для браги, температуру, ориентироваться на запах фракций, купажировать различные дистилляты... Словом, ремесло перетекает в искусство!
И маленький вывод по результатам двух статей (не могу удержаться): контроль за качеством дистиллята начинается не тогда, когда мы ставим самогонный аппарат на огонь или подключаем к розетке, а когда мы идём в магазин за ингредиентами для браги. А самый важный, по моему мнению, этап — контроль брожения. Да, можно аккуратно перегонять, щедро отсекая головы и хвосты, а затем судорожно очищать дистиллят от примесей, но не лучше ли просто не допускать чрезмерного образования всякой вредной пакости уже во время брожения?
Используйте качественную воду, очищенное сырьё, специализированные спиртовые дрожжи, поддерживайте комфортную температуру, и на выходе получите отличный мягкий продукт без необходимости устраивать танцы с бубном в виде углевания, очистки молоком, белком или, прости Господи, марганцовкой. Я понимаю, что адепты «старой школы» мне возразят, мол, по таким технологиям ещё деды наши гнали, а наутро шли со свежей головой целину поднимать. Но ведь у дедов не было доступных сейчас сырья и оборудования, так зачем усложнять себе жизнь?
А теперь точно всё.
Всем вкусных дистиллятов и чтоб голова по утрам не болела!