Общие способы получения спиртов. Этиловый спирт: общие сведения, способы получения и применение
Пишет блогер Сергей Анашкевич:
Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же - написано ОН. Оказалось, и вправду, он!
Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО - главное сырье для водки.
Как делают саму водку - полно. От сивухи до элитных марок. А спирт - нет!
Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».
Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…
На входе - зерно из мешка, на выходе - чистейшая 96-градусная жидкость…
Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384–320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «духом вина» (от латинского «spiritus vini»).
Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» - «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.
Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.
Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая цена была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.
Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.
С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.
В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.
Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.
Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.
Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.
Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!
На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории - «Альфа».
Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.
Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.
Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.
Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:
Первая задача - очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.
Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.
Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.
Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!
Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:
Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.
Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).
Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки - около 4 минут.
За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, так как процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.
Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.
В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.
Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.
Спирты - производные углеводородов, в молекуле которых один или несколько водородов замещены на гидроксильную группу (ОН). Низшие спирты растворяются во всех пропорциях в воде. С кислотами спирты образуют эфиры. Водород гидроксильной группы может замещаться. Так, при действии металлического натрия образуются алкоголяты. В процессе гидролиза алкоголяты распадаются до воды и
Первичные спирты хорошо окисляются с образованием альдегидов. Альдегиды - органические соединения, которые не имеют ОН групп и не дают при дальнейшем окислении распадаются на кислоты с меньшим количеством карбоновых атомов. В процессе получают ненасыщенные углеводороды. На организм алкоголи алифатического ряда действуют, в общем, наркотически. Сила действия алкоголей зависит от их физических свойств. При сравнении одно- и многоатомных алкоголей подмечено, что действие последних ослаблено, а иногда и вовсе утрачено, т.е. увеличение числа гидроксилов в молекуле уменьшает фармакологическое действие, например, глицерол не имеет заметного наркотического действия.
Получение этилового спирта
Спирт для медицинских целей получают при брожении сахаристых веществ. Сбраживанию подвергаются углеводы ржи, картофеля, маиса, а также других растительных материалов. На сегодня известен ряд промежуточных стадий На спиртзаводе поступающий материал (картофель и т.п.) сначала отмывают от земли и грязи, а потом загружают в специальный запарник, куда выпускают пар под давлением в две-три атмосферы. Крахмал, находящийся в картофеле, при этом превращается в клейстер. Полученную массу передают в заторный чан и там при энергетическом размешивании охлаждают до 50 градусов. К ней добавляют солод в концентрации до 10 % от веса картофеля. Солод готовят проращиванием ячменя. В процессе прорастания ячменя в зернах идет процесс образования и накапливания ферментов, одним из которых является энзим амилаза. Указанный фермент гидролизирует крахмал до мальтозы. Затем мальтоза под влиянием энзима инвертина превращается в водной среде в глюкозу. Последняя под влиянием зимазы превращается в этиловый спирт с выделением диоксида углерода. Процесс считается законченным, когда прекращается выделение диокисда углерода. Полученная жидкость называется бражкой, которая содержит около 18 % спирта и различные промежуточные продукты брожения - глицерол, этаналь (ацетатный альдегид), высшие спирты, эфиры и т.д. Далее бражку подвергают ректификации. Сначала получается смесь с содержанием спирта около 70 %, затем уровень последнего повышают до 96 %. Этиловый спирт для окончательной очистки пропускают через активированный уголь.
Экономически выгодно получать спирт синтетически - из этилена, который при действии дает сульфатноэтиловый эфир, разлагающийся при действии воды на этиловый спирт и сульфатную кислоту. Следует отметить, что спирт можно синтезировать из ацетилена. Для этого ацетилен пропускают через водный раствор сульфатной кислоты, в присутствии катализатора он присоединяет воду, переходя в этаналь. Альдегид отгоняют и восстанавливают водородом до спирта. Концентрация спирта выражается в градусах, например, 33°, 40°. Данные градусы указывают, сколько объемов спирта содержится в 100 объемных единицах данного раствора.
Различают следующие сорта спирта:
Сырец (92-95°), недостаточно очищен от и альдегидов;
Ректифицированный (95-96°), практически без примесей;
Абсолютный - практически безводный;
Денатурированный - спирт сырец, к которому добавлены природные пиридиновые азотистые основания; используется для технических и домашних целей.
Этиловый спирт - легко воспламеняющая прозрачная жидкость, имеющая нейтральную реакцию, спиртовой запах и жгучий вкус. Чистый спирт является хорошим органическим растворителем. Плотность этилового спирта зависит от его концентрации в растворах (например, 40 - 0,9352, 70 - 0,8677, 96 - 0,8014).
Применение этанола
Ослабляет или убивает микроорганизмы, особенно при концентрациях выше 60-70 %. Лекарственное средство активизирует пищеварение, рефлекторно усиливает деятельность дыхательного центра и сердца при обмороках. Наружно применяется как дезинфицирующее, раздражающее, охлаждающее и освежающее при лечении ожогов (I и II степени) средство.
Автор неизвестенЭтиловый спирт (этанол, винный спирт) - C 2 H 5 OH – бесцветная жидкость с характерным запахом. Получается сбраживанием пищевого сырья, гидролизом растительных материалов и синтетически - гидратацией этилена. Очищается ректификацией.
Синтетический путь получения этанола достаточно сложен, а результатом является технический спирт-ректификат, содержащий большое количество не отделяемых ректификацией примесей. Этот путь широко применяется в промышленности.
Другой путь получения спирта более доступен и связан с технологией сбраживания простых сахаров дрожжами. Именно так получается обычное вино и именно поэтому первое имя этилового спирта – винный спирт. Химическая формула этого превращения в очень упрощенном виде выглядит так:
C 6 H 12 O 6 = 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + ТЕПЛО
Т.е. из одной молекулы сахара с помощью дрожжевых клеток образуется две молекулы этилового спирта, две молекулы углекислого газа и выделяется приличное количество тепла.
Для определения соотношения массовых превращений достаточно подставить в предыдущую химическую формулу мольные массы атомов: водорода Н = 1, углерода С = 12 и кислорода О = 16:
(12·6+1·12+16·6) = 2·(12·2+1·5+16+1) + 2·(12+ 16·2) или 180 = 92 + 88;
и тогда можно сделать вывод, что из 180 кг сахара получается 92 кг спирта и 88 кг углекислого газа. Таким образом, теоретический выход спирта из сахара составляет 0.511 кг/кг, а учитывая плотность этилового спирта (0,8 кг/л), будет равен 0,64 л/кг.
Если спирт получают не из сахара, а из сахаросодержащего сырья (виноград, сахарная свекла, топинамбур и т.д.), тогда, зная сахаристость продукта, легко определить выход из него спирта. Так, например, если яблоки содержат 12% сахара, то теоретический выход спирта из сока этого сырья (выход сока из яблок составляет 70%) будет равен 54 мл/кг:
1кг (яблоки) =>0.7 кг (сок) => 0.084кг (сахар) => 0.054л (спирт).
Чаще всего спирт получают из крахмалосодержащего сырья (картофель, зерно и т.д.). Тогда в технологической цепочке приготовления спирта появляется процесс осахаривания крахмала – превращение (гидролиз) крахмала сырья под воздействием определенных ферментов в сахар
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O + ФЕРМЕНТ = nC 6 H 12 O 6 ,
а затем производится его сбраживание.
Как и в предыдущем случае можно рассчитать, что из 1 кг крахмала теоретически получается 1,11 кг сахара. Зная содержание крахмала в сырье можно легко определить выход спирта из того или иного продукта. Так, например, если в пшенице содержится 60% крахмала, то теоретический выход спирта из такого зерна составит 0,426 л/кг:
1 кг (пшеница) => 0,6 кг (крахмал) => 0,666 кг (сахар) => 0,426 л (спирт).
Практический выход спирта всегда на 10 - 15% меньше теоретического. Такие потери считаются нормальными и, главным образом, связаны с:
Недобродом, то есть с ситуацией, когда часть сахара остается в бражке и не превращается в спирт;
Неправильным брожением, то есть когда часть сахара превращается не в спирт, а в некоторые другие вещества примеси;
Прямыми потерями, когда часть спирта просто улетучивается вместе с углекислым газом в процессе брожения, или теряется при перегонке и ректификации.
Самогон - продукт перегонки слабых алкоголесодержащих жидкостей - получил широкое распространение в России еще в XV - XVI веках. На протяжении столетий появлялось огромное разнообразие рецептов, совершенствовались вкусовые качества изготовленного самогона.
Однако все это великое множество народных рецептов сводится к триединому сочетанию: дрожжи, сахар и вода.
После брожения эта смесь, называемая брагой или бражкой, перегоняется через специальный аппарат и превращается в широко известный по книгам, кинофильмам, да и из собственной практики, продукт, от одного запаха которого "воротит нос".
А ведь можно получать самогон практически без запаха, причем он с успехом заменит магазинную водку, а уж тем более некачественные и опасные для жизни напитки неизвестного происхождения.
И делать его можно из ягод и плодов, которые в изобилии растут на вашем садовом участке. Итак, с чего начать?
Главное - это получить сахар. Сахар содержится во многих плодах и ягодах. Его раствор (выжатый сок) при небольшом количестве дрожжей, перебродив, дает алкоголесодержащую жидкость, которую для выделения спирта необходимо перегнать. Однако, если бы спирт можно было получать только из готового сахара, то такое производство стало бы достаточно дорогим: из-за дефицита сахаросодержащего сырья. Выход в том, чтобы использовать вещества, которые при определенной обработке могут распадаться, образуя сахар.
К таким веществам относится крахмал растений, который может быть разложен в сахар ферментами, в частности, с помощью содержащегося в солоде фермента диастаза. Особенно легко и полно крахмал превращается в сахар, если он предварительно проварен в воде под давлением и превращена клейстер, и если при действии диастаза на этот клейстер поддерживается определенная температура.
Эта операция обработки сваренного крахмального клейстера солодом (с добавлением воды для разжижения массы) при довольно высокой температуре носит название варки с у с л а, а получаемая в результате варки жидкость называется суслом.
Вот это сусло и подвергается в дальнейшем брожению с помощью введения в него дрожжей. Приготовление браги из зерна более сложно.
При изготовлении браги из плодово-ягодной продукции следует сначала хорошо промыть сырье и удалить испорченные экземпляры. Затем сырье измельчают (с помощью мясорубки, толкушки и т. п.) до получения однородной массы, называемой мезгой. Для отделения сока мезгу выливают в посуду (бутыль из стекла с широким горлом, деревянный бочонок, эмалированную кастрюлю). Слишком густую мезгу разбавляют водой. Разбавлять водой следует и мезгу из кислых плодов или ягод. В приготовленную мезгу вносят дрожжи, накрывают посуду чистой льняной тканью и ставят в теплое место для брожения. Температура должна быть в пределах +20 -22 град. С, если она ниже, то мезгу подогревают. Через 2-3 суток после начала брожения мезгу отжимают через марлю и отделяют от выжимок. В отжатый сок (сусло) добавляют сахарный сироп (соотношение сахара и воды 1:1) с температурой не выше +25 град. С и ставят вторично бродить при температуре +18 - 22 град. С.
В любом случае при изготовлении браги в результате брожения и перегонки получается алкоголесодержащий напиток, называемый самогоном.
Таким образом, на первом месте по популярности использования является обычный сахар.
Существует много рецептов приготовления браги с использованием сахара как в чистом виде, так и в виде варенья, конфет и т.п.
Вторым по значимости является крахмал и различные крахмалосодержащие продукты (пшеница, рожь, горох, ячмень, картофель и др.).
При этом в процессе изготовления браги необходимо выполнить осахаривание крахмала с помощью солода. В качестве исходного сырья можно использовать так же культурные и дикорастущие плоды и ягоды.
Выход спирта из 1 кг некоторых видов используемого сырья приведен в таблице 9. Видно, что максимальный выход спирта получается при использовании зернового сырья. 9. Ориентировочный выход спирта и водки (л) из 1 кг используемого сырья Сырье
Выход спирта водки (40%-ный раствор спирта) Крахмал 0,72 1,52 Рис 0,59 1,25 Сахар 0,51 1,10 Гречиха 0,47 1,00 Пшеница 0,43 0,92 Овес 0,36 0,90 Рожь 0,41 0,88 Пшено 0,41 0,88 Горох 0,40 0,86 Ячмень 0,34 0,72 Картофель 0,11-0,18 0,35 Виноград 0,09-0,14 0,25 Сахарная свекла 0,08-0,12 0,21 Груши 0,07 0,16 Яблоки 0,06 0,14 Вишня 0,05 0,12 Желуди 0,25 0,56 Каштаны 0,26 0,57
Все алкоголесодержащие напитки называются так из-за присутствия в них этилового спирта, иначе именуемого алкоголем. Спирт является продуктом жизнедеятельности дрожжевых грибков, которые преобразуют в него сахар или фруктовую глюкозу.
Чтобы получить в домашних условиях этиловый спирт из крахмалосодержащего сырья, необходимы солод, солодовое молоко, дрожжи, сырье для основного затора, брожение затора, перегонка готовой браги, очистка самогона, проверка его качества.
Получение солода
Солодом называется зерно, остановившееся в своем росте в самом начале прорастания. Для приготовления солода используется почти исключительно зерно ячменя. Если разрезать зерно пополам, то видно, что зародыш расположен рядом с большим запасом питательных материалов, приготовленных материнским растением: это крахмал и азотосодержащие вещества. От этого материала зародыш отделен щитком, наружный слой которого состоит из так называемых всасывающих клеток, способных передавать питательные вещества зародышу. Однако все эти материалы находятся в твердом виде и нерастворимой в воде форме. Зародыш же может воспринимать питание лишь в виде раствора, поэтому для его прорастания необходимо, чтобы, во-первых, был растворитель, а во-вторых, чтобы питательные вещества (крахмал и белки) были переведены в раствор. При этом в роли растворителя всегда выступает вода, которую необходимо дать зерну, чтобы оно ею напиталось. В роли агентов, переводящих имеющиеся в зерне нерастворимые питательные вещества в состояние раствора, выступают ферменты. Эти сложные органические вещества в миллионы раз ускоряют химические процессы в растениях и играют важнейшую роль в обмене веществ. Среди ферментов, развивающихся в зерне, имеется и фермент диастаз, превращающий крахмал сначала в мальтозу (промежуточный продукт расщепления крахмала), а потом и в глюкозу. Для того, чтобы заставить зерно выработать нужный фермент, его помещают в такие условия, при которых оно начнет прорастать - при этом оно для целей собственного питания вырабатывает значительное количество диастаза. Как только прорастание зерна началось, его подсушивают, чтобы приостановить рост.
Таким образом, суть приготовления солода сводится к тому, чтобы заставить зерно выработать нужный для самогоноварения фермент, а это происходит в самой ранней стадии прорастания.
Для начала процесса необходимы два фактора: вода и соответствующая температура. Ячменные зерна сначала тщательно промывают, а затем замачивают, чтобы они могли впитать в себя воду. Мытье и замачивание проводятся в широкой посуде с невысокими бортами. Посуду чисто моют и заливают водой до половины объема. Зерно всыпают не сразу, а небольшими порциями, постоянно помешивая. Через 2-3 часа всплывшие наверх мусор, поврежденные и щуплые зерна снимают дуршлагом и выбрасывают. Затем часть воды сливают, оставляя ее столько, чтобы она покрывала зерно слоем не более 2,5 - 3 см. Выдерживают 1-2 часа и вновь удаляют всплывший наверх мусор. Замачивание ведут до тех пор, пока все зерна не разбухнут, что происходит примерно через 3-5 дней. Воду меняют ежедневно. Признаки того, что замачивание пора остановить: шелуха легко отделяется от мякоти; зерна сгибаются между ногтями и не ломаются; на том конце зерна, к которому прилегает росток, кожица надтреснута; раздавленным зерном можно провести на деревянной доске черту, подобную меловой. По окончании замачивания зерна проращивают в хорошо проветриваемом помещении. Их рассыпают по полу ровным слоем толщиной не более 15 см, а через 5-8 часов переворачивают. Как только появятся корневые отпрыски, слой уменьшают до 10 см, а когда температура зерна достигнет +18 - 20 град. С, его начинают постоянно перемешивать, обрызгивая водой, чтобы избежать преждевременного высыхания солода. Прорастание зерна необходимо приостановить, когда: корневые ростки достигли 1,5 длины зерна; росток самого зерна достиг 1/2 - 1/3 зерна; корешки настолько переплелись между собой, что если взять одно зерно, то за ним потянутся еще 4-8 зерен; зерна совершенно утратили мучной вкус". Прорастание зерна начинается с развития корешка; сначала появляется один, затем их образуется целый пучок. Зародышевый же листок, направляя свой рост в противоположную сторону, некоторое время идет под чешуей, пока не достигнет верхушки зерна, где сначала вздувает чешую, а потом прорывает ее и выходит наружу. Это происходит приблизительно через 10 дней после начала соложения. Количество диастаза в зерне продолжает увеличиваться и при дальнейшем росте. Когда зерна проросли до требуемой величины, их высушивают или понижают их температуру с помощью сильного притока воздуха. Зерно убирают, когда оно приобретает особый, характерный для солода запах и когда ростки от трения в руках легко отделяются.
Если требуется зеленый солод, то соложение продолжается 12-14 дней, до тех пор, пока росток не станет длиннее зерна в 2 - 3 раза. Из каждых 100 весовых частей ячменя получается 140 - 150 частей зеленого или 80 частей высушенного солода. Хорошим солод считают, когда он: полон и так легок, что, брошенный в воду, не опускается на дно; при раскусывании хрустит; сладкий на вкус и белый внутри; легко отделяется от ростков; имеет приятный запах. Хранят солод в сухом помещении.
Перемалывают в домашних условиях при помощи кофемолки или в ступке. Перед использованием сухого солода или смеси солодов готовят солодовое "молоко". Для этого солод в течение 10 минут замачивают в воде с температурой +60 -65 град. С и тщательно перемешивают миксером до получения однородной жидкости белого цвета.
Готовое солодовое "молоко" добавляют в закваски, приготовленные из зерен. Солодовое "молоко" - раствор солода с водой - позволяет получить раствор с ферментами, способными осахаривать крахмал. В солодовом "молоке" основной фермент - диастаз выводится из солода в раствор, из-за чего он приобретает огромную поверхность взаимодействия с крахмалом сусла.
Осахаривание крахмала
Лучшее солодовое "молоко" готовится из ячменного, ржаного и просяного солодов, взятых в пропорции 2:1:1. При изготовлении солодового молока солод тщательно промывают горячей водой, (температура +65 град. С) не менее трех раз. Смесь компонентов помещают в посуду с водой, выдерживают 7-10 минут и затем меняют воду. На 1 кг крахмалосодержащего сырья необходимо 65 - 80 г солода и 0,45 - 0,5 л воды. Чтобы обеспечить осахаривание крахмала, солодовое молоко и смесь крахмалосодержащего сырья и воды (она называется затор) нагревают до температуры +55 -65 град. С и выдерживают определенное время. Продолжительность осахаривания крахмала во многом зависит от исходного материала. Если используется чистый крахмал, то осахаривание длится 7-8 часов, если же осахаривается затор из картофеля - то 1 - 2 часа. Важно, чтобы четко выдерживался температурный режим. Смешивание солодового молока и крахмальной массы проводят в заторном чане (кастрюле вместимостью не менее 10 л), В посуду вливают по 0,5 л солодового молока и холодной воды, все энергично размешивают и медленно добавляют разваренную крахмальную массу. Раствор подогревают, следя, чтобы температура не превышала +60 град. С. Если же температура поднимается выше, заторный чан следует охладить, омывая его поверхность холодной водой. Смесь нужно постоянно перемешивать. Когда она станет однородной, в чан вливают остатки солодового молока и вновь тщательно перемешивают. При затирании солодовое молоко смешивается с распаренной или разваренной крахмальной массой и осахаривает крахмал. Полученную жидкость фильтруют и проводят испытание сусла. После этого к суслу добавляют дрожжи и оставляют его для брожения. Нормы расхода солода и воды при осахаривании 1 кг крахмального сырья приведены в таблице 10.
10. Нормы расхода солода и воды при осахарявании 1 кг крахмального сырья Вид сырья Норма смешанного сутеге солода, г Количество воды, л Объем солодового молока, л Картофель с содержанием крахмала 15% 40-50 ; 0,25 0,2 Картофель с содержанием крахмала 20% 50-60 0,5 0,3 Мука пшеничная 90-120 4 0,5 Мука ржаная 80-100 3,5 0,4 Мука овсяная (толокно) 80-100 3,5 0,4 Мука гороховая 80-100 3 0,4 ^
После того как время осахаривания истекло, измеряют концентрацию сахаров в сусле и проверяют наличие неосахаренного крахмала с помощью йодной пробы. Для проведения йодной пробы из верхнего осветленного слоя берут примерно 10 мл сусла. Пробу отфильтровывают, наливают в блюдце и добавляют 2 - 3 капли водного раствора йода. Если проба не меняет цвета (он остается буро-желтым), то считается, что осахаривание произошло полностью. Если проба приобрела красный оттенок, значит, процесс осахаривания не закончился и его необходимо продолжить. Если же проба стала фиолетовой, значит, осахаривание идет плохо и требуется добавить солодового молока. Раствор йода готовят из 0,5 г. кристаллов йода, 1 г йодистого калия и 125 мл воды, все тщательно перемешивая. Хранят раствор в темном месте. Осахаривание ведется до того момента, когда йодная проба покажет полное отсутствие неосахаренного крахмала в заторе. Если солод старый или нарушена технология, процесс осахаривания может затянуться до 20 часов, вместо обычных 3-4. Если в доме есть дровяная печь, то затор лучше поставить в нее на ночь, остудив под печи до +60 град. С. После осахаривания концентрация сахара в сусле должна быть около 16 - 18% (1,06 - 1,0"7 г/см3). Концентрацию сахара определяют так.
Сливают осветленный слой сусла, фильтруют через льняную ткань и наливают 200 мл в мерный стакан. В стакан опускают сахарометр. Качественным считается сусло с концентрацией Сахаров не ниже 16% и сладковатым вкусом.
Кислотность можно определить с помощью индикаторной бумаги, помещенной в мерный стакан: степень изменения ее окраски покажет кислотность сусла. Менее точно кислотность определяют на вкус: при нормальной кислотности сусло имеет слабокислый вкус. Сбраживание сусла Когда контрольные замеры произведены, сусло охлаждают до +30 град. С, добавляют хлористый аммоний из расчета 0,3 г на 1 л сусла и дрожжевой затор. Все размешивают и продолжают охлаждение до температуры +15 град. С. При этой температуре сусло сливают в бродильный чан (посуду соответствующего объема) и ставят для брожения в темное место. Бродильный чан накрывают полотняной тканью и периодически, через 5 - 6 часов, помешивают. Брожение имеет три стадии: начальное брожение, главное брожение и дображивание. При начальном брожении происходит насыщение браги углекислым газом, ее температура повышается на 2 - 3 град. С. Сладость постепенно исчезает. Начальная стадия может длиться до 30 часов. При главном брожении поверхность браги покрывается пузырями, образуется много пены. Температура поднимается до +30 град. С, быстро увеличивается концентрация алкоголя, вкус становится кислым. К концу главного брожения концентрация Сахаров в браге уменьшается до 1,5 - 3%. Длительность этого процесса - 15 - 24 часов. На стадии дображивания пена оседает, температура браги снижается до +25 - 26 град. С, вкус становится горько-кислым, концентрация Сахаров уменьшается до 1%, а кислотность возрастает.
Главная цель этого этапа - сбраживание продуктов преобразования крахмала (декстринов), поэтому необходимо сохранять в браге диастаз в активном состоянии. Для этого следует четко выдерживать температурный режим в процессе осахаривания.
Так, картофельный затор дображивает 15-25 часов, свекольный - 90 - 120 часов. По окончании брожения проверяют качество браги. Готовность зрелой браги определяют по следующим показателям: содержание алкоголя, остаточная концентрация сахара (недоброд) и кислотность.
Для определения содержания алкоголя надо взять 100 мл фильтрата браги и добавить к нему 100 мл воды. Затем перегнать половину объема смеси, измерить плотность (крепость) раствора спиртомером при температуре +20 град. С и определить содержание спирта. Чтобы установить остаточную концентрацию Сахаров (недоброд), необходимо взять 200 мл браги, отфильтровать через несколько слоев льняной ткани в мерный стакан и опустить туда сахарометр. Показания прибора должны быть не выше 1,002, что соответствует концентрации сахара примерно в 1%, при этом сладость браги на вкус не ощущается. Хорошей брагой считается следующая: содержание спирта не менее 10%, концентрация остаточного сахара (недоброд) - не более 0,45%, кислотность - не более 0,2%. Отгонка спирта После того, как брожение совершенно закончилось и затор превратился в брагу, наступает этап отделения образовавшегося спирта от остальных веществ, входящих в состав затора. Процесс отделения спирта из браги носит название отгонки спирта или дистилляции (от латинского слова stilla - капля). Процесс отгонки основан на том, что температура кипения спирта отличается от температуры кипения воды и сивушных масел. Чистый (абсолютный) спирт кипит при температуре +78,3 град. С при атмосферном давлении 760 мм ртутного столба. При таком же давлении вода кипит при +100 град. С.
Суть дистилляции заключается в том, что брагу нагревают до температуры кипения, а образующийся пар охлаждают, причем пар собирается в холодильнике в виде капель, сливающихся при достаточном накоплении в струю. Эта жидкость, собранная путем охлаждения пара, называется дистиллят. Если имеется смесь спирта и воды, кипящих в чистом виде при разных температурах, то температура кипения этой смеси будет где-то между температурами кипения воды (+100 град. С) и спирта (+78,3 град. С). И чем больше спирта в смеси, тем ниже точка кипения смеси. При кипении смеси спирт будет испаряться гораздо быстрее, чем вода. Чем больше улетучивается из смеси спирта, тем меньше его остается в воде и тем выше поднимается точка кипения смеси. Например, из 100 объемных частей браги с содержанием 14 объемных процентов алкоголя нужно отогнать 35 объемных частей жидкости, чтобы удалить оттуда весь спирт, при этом дистиллят будет содержать 38,8 град. спирта, что соответствует 32,3 весовым процентам. Чтобы получить алкоголь 88 град., необходимо полученный дистиллят еще 5 раз подвергнуть дистилляции. Эта повторная перегонка спирта носит название ректификации. Перегоняя 100% объемных частей браги, содержащей 10 объемных процентов алкоголя, можно с первыми 40 объемными частями перегнать весь спирт, при этом крепость спирта в дистилляте будет равна 25 град.. Эти 40 частей дистиллята дают: при 2-й перегонке 20 частей спирта крепостью 50°, при 3-й перегонке 14 частей спирта крепостью 71°, при 4-й перегонке 12,5 частей спирта крепостью 80°. В конце концов, можно достигнуть крепости в 96 - 97°, но не выше, потому что последние 3 - 4% воды спирт удерживает при себе очень сильно и перегонкой удалить их нельзя.
Отгонка (перегонка) спирта является сложным процессом и требует строгого соблюдения температурного режима на всех стадиях. Чтобы получить качественный самогон нагревание браги необходимо проводить поэтапно. Для обоснования выбора температурного режима можно использовать графическое изображение процесса перегонки (рис. 7), где кривая несколько идеализирована, так как в реальных условиях строгое соблюдение температурного режима сопряжено с большими трудностями, а зачастую и невыполнимо. Во избежание ошибок, часто допускаемых самогонщиками, не имеющими достаточного опыта, необходимо обратить внимание на основные моменты процесса перегонки: первая критическая точка (1) соответствует температуре кипения легких примесей, содержащихся в браге (+65 - б8°С); вторая критическая точка(2)соответствует температуре кипения этилового спирта (+78°С), а при температуре смеси выше +85°С (точка 3) начинается интенсивное выделение тяжелых фракций - сивушных масел. Режим нагрева браги до критической точки 1 практически не лимитирован, причем чем выше скорость нагрева, тем эффективнее работа самогонного аппарата. При достижении температуры +65 - 68 град. С начинается интенсивное выделение легких примесей. Поэтому самогон, в простонародье называемый "первач", полученный при нагреве браги от +65 до +78 град. С, является наиболее ядовитым и малопригодным даже для наружного употребления в качестве лосьонов и других спиртонасыщенных настоев. Графическое изображение процесса перегонки
Начало процесса интенсивного испарения (точка 1) легко определяется при наличии в камере испарителя термометра. Если его нет, температуру, соответствующую критической точке 1, можно без особого труда определить визуально: на стенках холодильника начинается конденсирование влаги - "запотевание", на выходной горловине холодильника и стенках приемной колбы выделяются первые капли, появляется легкий спиртовой запах. Момент перехода процесса от точки 1 к точке 2 является наиболее ответственным, так как требует резкого уменьшения скорости нагрева в относительно малом температурном диапазоне - в противном случае может произойти выброс браги.
Критическая точка 2 соответствует началу основного процесса перегонки самогона. Следует учитывать, что во время перегонки концентрация спирта в смеси будет постоянно снижаться. Это вызовет непроизвольное повышение температуры кипения браги, что ухудшит условия перегонки. Идеальными условиями для получения качественного продукта является соблюдение температурного режима в диапазоне +78 - 83 град. С на протяжении основного времени перегонки.
Критическая точка 3 соответствует минимальному количеству содержания спирта в браге. Чтобы извлечь эти остатки, требуется повысить температуру браги, что, в свою очередь, вызовет интенсивное выделение фракций сивушных масел и ухудшение вкуса и качества дистиллята. Температура начала интенсивного выделения сивушных масел (точка 3) соответствует +85 град. С. Процесс перегонки следует прекратить, когда температура браги превысит +85 град. С. Если в перегонном аппарате нет термометра, то эту стадию можно определить с помощью бумажки, смоченной в полученном в данный момент дистилляте. Если бумажка вспыхивает синим огнем, то перегонку можно продолжать; прекращение же загорания говорит о том, что концентрация этилового спирта мала, а в дистилляте преобладают сивушные масла. В этом случае перегонку следует прекратить или собрать полученный далее продукт в отдельную посуду и переработать со следующей порцией браги. Наличие сивушных масел в самогоне или водке можно определить следующим образом. К пробе из проверяемой жидкости приливают равное количество серной кислоты (можно использовать электролит для автомобильных аккумуляторов). Если смесь почернеет, значит в самогоне или водке есть сивушные масла. Оборудование и тара Термометры, служащие для контроля температуры, должны быть жидкостными со шкалой до +120 град. С.
От точности определения и поддержания температуры во время перегонки зависит качество конечного продукта, поэтому необходимо применять термометры с ценой деления шкалы в 0,5 град.. Ареометр служит для определения абсолютного содержания алкоголя в спиртосодержащих жидкостях. Это стеклянный поплавок с шариком внизу, где помещен груз. Наверху имеется шкала с делениями для определения относительного веса жидкости. Для измерений в домашних условиях потребуется ареометр с пределами измерения от 0,82 до 1,00 г/смЗ. Измерение проводят так. Жидкость наливают в стеклянный сосуд, опускают в нее ареометр; когда он станет неподвижным, считывают со шкалы то значение, которое он показывает. Фильтры служат для очистки спиртосодержащих жидкостей от примесей. Помимо самодельных фильтров можно использовать и бытовые, предназначенные для очистки водопроводной воды. Соединительные элементы и уплотнения. При использовании любой конструкции самогонного аппарата возникает необходимость применения различных трубок, шлангов, пробок и т. д.
Следует помнить, что продукты брожения и перегонки относятся к химически активным веществам, поэтому для соединения отдельных узлов аппарата по возможности следует применять нержавеющую сталь, стекло или специальную химически стойкую резину. Для герметизации соединительных узлов и деталей можно применять замазки. Замазка из воды и муки. Муку прожарить, развести водой до кашицеобразного состояния и замазывать ею щели. Замазка из желтого воска весьма плавкая, но этого недостатка можно избежать, если к 3 частям воска добавить 1 весовую часть живицы хвойных пород деревьев. Такая замазка особенно пригодна для стеклянных частей перегонных аппаратов. Жирная замазка готовится из сухой глины и кипящего льняного масла. Замазка легко пристает к стеклу и металлу, но только если поверхности сухие. Английская замазка состоит из 2 частей мелкоизмолотой окиси свинца (глета), 1 части истолченного в порошок речного песка и 1 части мелкого известкового порошка. Все компоненты тщательно перемешивают и смешивают с льняным маслом до густоты сметаны. Аппараты для отгонки спирта Для отгонки спирта существует множество конструкций перегонных аппаратов, основанных на одном принципе.
Суть процесса состоит в следующем. Содержащийся в браге спирт под воздействием температуры переходит в газообразное состояние. Температура его закипания гораздо ниже, чем температура кипения воды. Попадая по трубам в охладительную камеру (холодильник), спирт конденсируется и в виде жидкости стекает в спиртоприемник. Это - принцип.
Разница заключается в конструкциях узлов и деталей аппаратов (тарельчатый или змеевиковый тип холодильника), а также в ряде специальных приспособлений, предназначенных для повышения концентрации спирта в парах и его очищения от вредных примесей и запахов. Простейший перегонный аппарат (рис. 8 а) состоит из кастрюли нужного размера, которая наполовину заполняется брагой. На дно кастрюли помещается подставка, которую можно сделать из бывшей в употреблении консервной банки (подставка должна быть выше уровня браги). В банке обязательно пробиваются многочисленные отверстия, чтобы она не вибрировала под воздействием пара. На подставку ставится тарелка диаметром на 5 - 10 мм меньше внутреннего диаметра кастрюли. На кастрюлю устанавливается таз с холодной водой. Однако при помощи такого аппарата получить качественный спирт невозможно, или почти невозможно. Он выходит мутным, а часть спирта просто испаряется в воздух. Другой вариант аналогичного аппарата показан на рис. 8 б, в.
При нагревании браги спиртосодержащий пар поднимается до соприкосновения с холодным дном таза 2, где конденсируется, превращаясь в самогон, и стекает в сборник 3. Испаритель 4 герметизируется с тазом 1 с помощью теста или других замазок, рецепты которых приведены выше. Эти конструкции аппаратов просты за счет применения готовых элементов, удобны для использования в любых условиях. Основной их недостаток в том, что необходимо периодически снимать таз с охлаждающей жидкостью, чтобы удалить самогон из сборника (это не касается схемы, показанной на рис. 8, в.) Если приложить умение и использовать слесарные навыки, можно изготовить аппарат, представленный на рис. 9. Прототипом для него послужили предыдущие схемы. Суть усовершенствования состоит в установке дополнительной воронки 2 и отводной трубки с краном 4. За счет этого появляется возможность вынести сборник 5 за пределы испарителя. Воронку размещают на проволочной корзине или треножнике, установленном на дне испарителя 3. Стык между холодильником 1 и испарителем герметизируется тестом, в результате чего при образовании избыточного давления предотвращается возможный взрыв. В то же время тесто не дает улетучиваться спиртоносным парам, и в помещении не будет стоять запах сивухи.
Схемы простейших перегонных аппаратов Рис. 8. Схемы простейших перегонных аппаратов: а - с плавающим сборником самогона; б - со сборникам, установленным на подставке (1 - таз, 2 - холодная вода, 3 - сборник, 4 - испаритель, 5 - брага, 6 - источник тепла, 7 - подставка, 8 - трубка); в-с отводом дистиллята наружу. Рис. 9. Схемы аппаратов изотермической перегонки: Схемы аппаратов изотермической перегонки а -с приемной воронкой на треножнике; б- с воронкой, прикрепленной к холодильнику (1 - холодильник, 2 - воронка, 3 - испаритель, 4 - кран, 5 - сборник самогона, 6 - треножник, 7 - крепление воронки). Схема перегонного аппарата из подручных средств Рис. 10 Схема перегонного аппарата из подручных средств; / - источник тепла; 2 - подставка; 3 т-сосуд с водой 4 - банка объемом 10 л; 5-термометр; 6- соединительная трубка; 7 - кран водопровода; 8-банка объемом 3 л; 9 - отводная трубка; 10 -раковина со сливом. При использовании этого аппарата необходимо проводить некоторые исследования, связанные с объемом испарителя 3 и количеством заливаемой в него браги. Чтобы гарантировать качество конечного продукта, следует периодически, используя кран 4, сливать самогон в сборник 5. Для определения регулярности слива готовой продукции необходимы опыты на аппаратах данной конструкции.
Из подручных материалов на скорую руку можно соорудить простейшее перегонное устройство (рис. 10).
Оно состоит из стеклянных банок, вместимостью 10 и 3 л. Большая банка служит для нагревания браги, а меньшая используется как холодильник. Большую банку на 1/2 заполняют брагой и помещают на водяную баню (берут таз или широкую низкую кастрюлю с водой и ставят на электрическую или газовую плиту). Банку закрывают пробкой с отверстиями для термометра 5 и трубки 6. Маленькую банку также закрывают пробкой с двумя отверстиями - под соединительную трубку 6 и отводную трубку 9-и переворачивают. Конец трубки 6, входящий в маленькую банку, должен доходить почти до ее дна, по ней спиртосодержащие пары попадают в холодильник, конденсируются на стенках банки и стекают вниз. Для большей эффективности банку-холодильник помещают под струю холодной воды. Трубка 9 служит для выравнивания давления внутри холодильника. Часть паров, не успевших сконденсироваться, будет выходить по этой трубке наружу. Их можно уловить, если на конце трубки поставить водяной затвор: спирт будет растворяться в. воде. Эту жидкость можно перегнать со следующей порцией браги. Для перегонки небольших количеств браги можно изготовить очень удобный аппарат из кастрюли-скороварки (рис. 11). Из крышки 1 кастрюли удаляют клапаны, а на их место устанавливают пробки для термометра 2 и трубки 3, который соединяется с холодильником 4, имеющим принудительное водяное охлаждение. Движение потока охлаждающей воды показано на рисунке стрелками. Аппарат работает тем эффективнее, чем холоднее вода, протекающая через холодильник. Сам холодильник соединен с приемной колбой 6 стеклянной трубкой 5 с вытянутым узким концом. Этот конец должен доходить почти до дна колбы.
Схема перегонного аппарата на базе кастрюли-скороварки Рис. 11.
Схема перегонного аппарата на базе кастрюли-скороварки: 1 - крышка; 2 - термометр; 3 - соединительная трубка; 4 - холодильник; 5 - сливная трубка; 6 - сборник самогона; 7 - баня с холодной водой. В скороварку наливают брагу в количестве 2/3 от объема кастрюли, плотно закрывают крышкой и ставят на газовую или электрическую плиту. Затем подсоединяют входную трубку холодильника к водопроводному крану, а выходную трубку опускают в раковину. Открывают кран и обеспечивают постоянный проток воды. После доведения браги до +65 - 70 град. С немного уменьшают нагрев. Начало кипения спирта определяют по появлению капель дистиллята и характерному запаху. Данный перегонный аппарат отличается особой компактностью, практичностью и удобством в обслуживании. После некоторого опыта и приобретения навыков работы с аппаратом можно получать продукт достаточно высокого качества. Недостатки аппарата - малая производительность и небольшой объем испарителя, что требует частой перезаправки браги. Аппарат для перегонки, показанный на рис. 12, отличается от других конструкций своей компактностью и доступностью комплектации отдельными элементами. Однако он имеет невысокую производительность. Конструкция аппарата позволяет перегонять брагу и ароматизированные растворы в небольших объемах (от 0,5 до 7 л).
Схема компактного перегонного аппарата Рис. 12.
Схема компактного перегонного аппарата: ./ - штатив; 2 - асбестовая сетка; 3,9 - колбы; 4 - термометр; 5,8 - соединительные трубки; 6 - холодильник; 7 - отводы для воды; 10- баня с холодной водой. На асбестовую сетку 2, закрепленную в штативе 1, устанавливают колбу 3, закрытую пробкой с отверстием для термометра 4. Отверстие в боковой пробке служит для трубки 5, соединяющей колбу с холодильником 6, который имеет отводы 7 для подключения холодной воды и соединительную трубку 8 для отвода конденсата в приемник 9, установленный в баню 10с холодной водой. Колбу 3 заполняют на 2/3 ее объема жидкостью для последующей перегонки. Усовершенствованная конструкция аппарата показана на рис. 13. В ней используется водяная баня 1 и каплеуловитель 3. В водяную баню помещают колбу 2, в которую кладут кусочки керамики, обеспечивающие равномерность кипения браги. Каплеуловитель 3 улавливает капли жидкости, выбрасываемые вместе с паром в трубопровод, и возвращает их в испаритель. Пары спирта, проходя через каплеуловитель и соединительную трубку 4, поднимаются в холодильник 5, где конденсируются и в виде готового продукта стекают в прием-
Схема перегонного аппарата с каплеуловителем Рис. 13.
Схема перегонного аппарата с каплеуловителем: I - водяная баня; 2 - колба; 3 - каплеуловитель; 4 - соединительная трубка: 5 - холодильник; 6 - сборник самогона. ник 6. При работе с таким аппаратом необходимо обращать внимание на правильное подключение воды к холодильнику и направление ее движения (указано на рисунке стрелками), что повышает эффективность работы аппарата.
Перегонный куб со змеевиком (рис. 14) получил самое большое распространение. Он состоит из бака 1, закрываемого крышкой 2, в которую вмонтированы термометр 3 и трубопровод 4. Последний соединен со змеевиком 5, размещенным в баке 6 и охлаждаемым проточной водой. Бак 1 заполняют брагой на 2/3 объема и доводят ее до кипения. При нагреве браги до +75 град. С скорость нагрева уменьшают Схема перегонного куба со змеевиком Рис. 14. Схема перегонного куба со змеевиком: / - бак; 2 - крышка; 3 - термометр; 4 - соединительная трубка; 5 - змеевик; 6 - бак с холодной водой. Схема перегонного куба с устройством для повышения концентрации спирта в дистилляте Рис. 15. Схема перегонного куба с устройством для повышения концентрации спирта в дистилляте: / - бак; 2 - термометры; 3 - трубка-предохранительный клапан; 4 -трубопровод; 5 - дополнительный бак; 6 - холодильник; 7 - сборник самогона: 8 -водяная баня с холодной водой. и добиваются устойчивого кипения при полностью контролируемом процессе нагрева. Производительность такой конструкции - 1 - 1,5 л самогона за час работы. Крепость продукции после однократной перегонки - 35 - 45 град..
Для получения более качественного самогона используют схему аппарата (рис. 15), в которую включена конструкция для очистки и повышения концентрации дистиллята. Она состоит из бака 1, термометров 2, трубки 3, служащей для предохранения от резкого повышения давления, трубопровода 4, дополнительного бака 5, холодильника 6 и приемника продукции 7. При работе с таким аппаратом сначала нагревают воду в дополнительном баке 5, затем - брагу в баке 1 и начинают перегонку. Спиртосодержащие пары проходят через бак 5 с температурой воды +80 - 82 град. С. При этом водяная составляющая паров конденсируется в баке 5, а освобожденные от нее спиртосодержащие пары поступают в холодильник 6 и после конденсации - в приемник 7. Так как часть спиртовых паров конденсируется в баке 5, то вода в нем насыщается спиртом. Эту воду перегоняют либо отдельно, либо с очередной порцией браги.
Чтобы получить спиртовой дистиллят хорошего качества, удобна схема (рис. 16, а), где между испарителем и холодильником размещен так называемый дефлегматор 3 - устройство позволяющее максимально полно выделить из всех компонентов этиловый спирт. В первичной камере дефлегматора за счет охлаждения воздухом конденсируются более тяжелые фракции спиртов с температурой кипения более +80 град. С, которые стекают обратно в испаритель. В верхней части дефлегматора конденсируется жидкость с температурой кипения около +78 град. С (этиловый спирт). Она-то и стекает в холодильник 5 и в приемник 6 готовой продукции.
Схема перегонного аппарата Рис. 16.
Схема перегонного аппарата: а - с дефлегматором (1 - испаритель. 2 - термометры, 3 - дефлегматор, 4 - соединительная трубка, 5 - холодильник, б - сборник самогона); б - схема дефлегматора (1 - термометр, 2 - дефлегматор, 3 - соединительный патрубок холодильника, 4 - испаритель). Схема перегонного аппарата с дополнительным сосудом Рис. 17. Схема перегонного аппарата с дополнительным сосудом: /- бак с брагой; 2,4- термометры; 3 - соединительная рубка; 5-холодильник со змеевиком; 6 - сборник самогона; 7 - дополнительный сосуд. Контроль процессов перегонки осуществляется с помощью термометров 2. После нагрева браги и начала выкипания спирта необходимо слить более низкокипящие фракции, а затем, регулируя силу нагрева и скорость перегонки, добиться устойчивой температуры конденсата в +78 град. С в верхней части дефлегматора. После установления требуемой температуры можно начинать сбор самой качественной фракции дистиллята. В домашних условиях для получения качественного самогона можно применить дефлегматор, схема которого показана на рис. 16, б.
Если использовать перегонный аппарат с дополнительным сосудом (рис. 17), то он позволит более качественно очистить продукт от примесей и повысить концентрацию спирта до 70 - 80 град.. Главное отличие его от других перегонных устройств - наличие дополнительного сосуда с водой. Действие аппарата основано на пропускании паров смеси спирта и воды через водную среду с заданной температурой 80 - 82 град. С, в результате чего водяные пары смеси конденсируются и остаются в сосуде, а пары спирта проходят через холодильник, охлаждаются и конденсируются в нем, далее собираются в сборнике. Два сосуда соединены между собой трубопроводом. В каждом из них устанавливается термометр. В качестве холодильника можно использовать куб со змеевиком. Бак 1 наполняют не более чем на 2/3 объема спиртосодержащей жидкостью (брагой или самогоном после первой перегонки). Очистка самогона После перегонки в домашних условиях спиртосодержащей жидкости всегда присутствуют вредные примеси. Чтобы уменьшить их количество необходимо в течение всего технологического процесса соблюдать определенные правила: при подготовке браги обязательно использовать качественное сырье; после окончания процесса брожения выдерживать брагу до полного ее осветления; при перегонке тщательно соблюдать температурные режимы. Полная очистка полученной при перегонке спиртосодержащей жидкости состоит из следующих процессов: предварительная химическая очистка, специальная перегонка, основная химическая очистка и фильтрование. При предварительной химической очистке полученную спиртосодержащую жидкость обрабатывают раствором марганцовокислого калия. На каждый литр жидкости добавляют 2 г марганцовокислого калия, разведенного в 50 мл дистиллированной воды. Сосуд со спиртосодержащей жидкостью и очистителем тщательно перемешивают и выдерживают 10 -12 минут в покое, пока не выпадет осадок и раствор не посветлеет. После этого жидкость процеживают через фильтр из 2 - 3 слоев льняной ткани. Специальную перегонку проводят в перегонном аппарате, снабженным термометрами, что позволяет контролировать температурный режим процесса. Следует учесть, что при высоком содержании спирта, спиртосодержащая жидкость плохо расстается с примесями. Чтобы избежать этого, жидкость необходимо разбавить водой до 40 - 45% концентрации. Залитую в перегонный аппарат жидкость быстро нагревают до +60 град. С, а затем скорость нагрева снижают, постепенно доводя до температуры +82 - 84,5 град. С. Первую фракцию, полученную в начале перегонки (она обычно составляет 3 - 8% от исходного объема) сливают в отдельную посуду. Эта фракция используется для технических целей. Следующий этап перегонки должен проходить при большей скорости нагрева (до +95 - 97 град. С). В результате выделяется следующая фракция (ее объем 40 - 45% от исходного объема). Эту фракцию сливают в отдельную посуду. Ее можно использовать для приготовления напитков. В третьей фракции наиболее высокое содержание сивушных масел и небольшое - винного спирта. Основная химическая очистка проводится с помощью активированного угля, что вполне доступно в домашних условиях и дает хорошие результаты. Активированный уголь можно получить из разных пород деревьев, при этом следует иметь в виду, что поглотительная способность угля различна. Опытом определено, что она возрастает в следующем порядке: тополиный, ольховый, осиновый, еловый, дубовый, липовый, сосновый, березовый, буковый. Следует иметь в виду и то, что при заготовке угля надо использовать древесные чурки, без коры, сучков и сердцевины от деревьев в возрасте не старше 50 лет. Заготовленные чурки сжигают на костре до состояния, когда уже нет пламени, а имеется только жар от углей. Из них выбирают угли покрупнее, складывают в какую-либо посуду и плотно накрывают крышкой. Когда угли остынут, их вынимают, обдувают от угольной пыли, толкут на куски 7 - 10 мм и просеивают на сите от пыли и мелочи. Для получения активированного угля лучше положить угли из костра в дуршлаг и подержать их до остывания над посудой с кипящей водой для тушения их паром. Опускать угли в воду нельзя. Из приготовленного активированного угля делают фильтр. Берут воронку (лучше стеклянную) подходящих размеров, кладут в нее тонкий слой ваты, слой марли, а на нее - слой активированного угля из расчета 50 г на 1 л очищаемой жидкости. Края марли заворачивают внутрь лейки, чтобы уголь не всплывал. Спиртосодержащую жидкость фильтруют через уголь 2-3 раза. Можно проводить очистку активированным углем и таким способом: в бутыль со спиртосодержащей жидкостью кладут уголь (50 г на 1 л жидкости), затем эту смесь настаивают в течение 2-3 недель, взбалтывая дважды в день. Потом фильтруют через ткань или фильтровальную бумагу.
Одним из способов очистки самогона может служить выморозка. Перегнанный спирт заливают в крепкую посуду, например, бутылки из-под шампанского, укупоривают и на несколько суток помещают в морозилку холодильника или, если зима, на мороз. Содержащаяся в спирте вода вместе с примесями превращается в лед. Пока лед не растаял, спирт необходимо слить.
Как сделать спирт, близкий по "крепости" к 100 град. ?
Для этого нужно взять медный купорос, прокалить его в стеклянной, медной или алюминиевой посуде и засыпать в полученный после перегонки спирт. Так как одна молекула купороса присоединяет к себе семь молекул воды, то спирт обезвоживается. Если перегнать такой спирт еще раз, то он станет 100 градусным. Хранить его надо в очень плотно укупоренной посуде, потому что этот спирт чрезвычайно гигроскопичен. Перегонка первичного отгона После первой перегонки спиртовой отгон нейтрализуют золой, полученной в результате сжигания березовых дров. При повторной перегонке в аппарат заливают спиртовой отгон, заполняя не более 3/4 объема. До температуры +70 град. С нагрев спиртового отгона ведут интенсивно, а затем снижают степень нагрева. Температура кипения отгона - +85 - 87 град. С и до достижения этой температуры нагрев ведется медленно. Когда появится вторичный отгон, то скорость нагрева необходимо увеличить. При второй перегонке необходимо постоянно контролировать спиртомером концентрацию спирта в приемнике. При концентрации вторичного отгона в 55 - 60 град. полученный спирт сливают и продолжают отгонку второй фракции до тех пор, пока температура кипения смеси не поднимется до +98,5 град. С. Спиртовой отгон второй фракции с низкой концентрацией алкоголя (30 град.) следует перегнать еще раз. При перегонке спиртового отгона необходимо учитывать первоначальный объем отгона и объем полученного спирта. Суммарный объем двух фракций второй перегонки должен составлять не более половины объема первоначального спиртового отгона. Концентрацию спирта в продукте перегонки обычно определяют методом сжигания. Для этого берут столовую ложку (примерно 20 мл) дистиллята и поджигают. Считается, что, если горение ровное и устойчивое с высоким пламенем, а водный остаток менее половины начального объема, то концентрация спирта более 50 град. ; если горение прерывистое, с мигающим пламенем, то концентрация спирта 35-38 град. ; если же возгорание не происходит, то концентрация спирта менее 30 град.. Облагораживание самогона Итак, спирт получен. Но это еще не водка - изготовить ее предстоит. Поэтому для начала необходимо научиться ароматизировать напиток. Чтобы создать запас растений для получения ароматов, такие растения надо предварительно высушить и хранить в плотно закрытой посуде. Растения измельчают любым доступным способом. Ароматические вещества извлекают при помощи растворителя: воды и спирта. Лучше использовать спирт 45 - 50 градусной крепости. Настаиваемые растения должны быть не более чем на 2 см покрыты растворителем. Свежие растения настаивают 3-5 дней, сухие - от 8 до 15 дней. Если же желательно получить спиртовой раствор, настоянный на апельсиновой или лимонной цедре, процесс должен продолжаться 3-4 месяца. Сосудом для настаивания может служить обычная кастрюля или бидон.
Дальше идет перегонка с водяным паром. Суть ее в том, что пары ароматов вовлекаются в охладитель водяным паром. Концентрированные спиртовые растворы ароматических веществ называются эссенциями. Эссенции крепостью 65 град. могут храниться долго, не теряя свои качества. Для более быстрого приготовления ароматизатора делают отвар -раствор, получаемый при кипячении сырья в закрытой посуде с последующим настаиванием или без него. Кипятят сырье 10-15 минут (соотношение сырья и воды - 1:2 - 1:5). Если отвар перегнать, то можно получить концентрированные растворы с высокой степенью насыщения ароматическими веществами.
Особый аромат напиткам придают эфирные масла и глюкозиды, содержащиеся в растениях. В качестве ароматизирующих добавок широко применяются различные специи (перец, ваниль, корица, мускатный орех) или комбинации из них.
Для ароматизации могут использоваться и различные части растений, семена (горчица, анис, тмин, укроп), плоды (перец, кардамон, ваниль), цветы (шафран, гвоздика), почки цветов (каперсы), листья (лавр, эстрагон, майоран, чабер и др.), кора (корица, дуб), корни (хрен, имбирь, маралий корень и др.). Подбирая комбинации различных добавок, можно получать ароматизированные напитки на любой вкус
Следует помнить, что для приготовления водок с эссенциями надо брать спирт крепостью 60 град., а для ликеров и других спиртовых напитков с ароматами эфирных масел - 80 - 90 град., так как в более слабом спирте масла не растворяются.
Пряности и вещества в свою очередь подразделяются на два класса: это, во-первых, растения с эфирными маслами - тмин, анис, укроп, сельдерей, ягоды можжевельника, лимонная корка, горький миндаль; во-вторых, ароматные растительные вещества с присутствием в них нелетучих ароматов и горьких веществ - корица, гвоздика, кардамон, ваниль, мускатный орех, калган, полынь и др.
Вкусовые добавки:
Многие вещества могут улучшить и исправить вкус напитка. Соответствующий вкус появляется после настаивания на этих веществах не менее 2 недель. Для удобства пользования вкус и необходимое количество вкусовых добавок сведены в таблицу 11. 11. Вкусовые добавки Наименование вкусовой добавки Вкус Количество, г/л Апельсиновая цедра горьковатый 50 - 100 Лимонная цедра горьковатый 60-250 Цедра грейпфрута горький 2,5 - 50
