Вопросы и ответы

Это устройство имеет упрощенную конструкцию, которая состоит из двойной трубы без насадки внутри. Пар в ней превращается во флегму в двух зонах: и в проточном холодильнике, и на стенках, которые охлаждаются окружающим воздухом. В результате вода и фракции с высокой температурой кипения не могут пройти этот участок и попасть в узел отбора. Концентрация этанола в получаемом продукте повышается. Дистиллят отличается большей чистотой и крепостью, чем в традиционном самогонном аппарате. С помощью безнасадочной колонны после второй перегонки получают 80-85% об. спирт.

Работая в атмосферном давлении, этого добиться не возможно. Спирт, как и другие химические вещества, образует азеотропы. Эти смеси невозможно разделить методом ректификации, поскольку их компоненты имеют одинаковую температуру кипения. Азеотроп спирт-вода образуется при содержании спирта 97% и воды 3%. Поэтому самая высокая крепость спирта-ректификата – 96-97%. Остаются в спирте и другие примеси, но их концентрация не превышает нескольких миллиграмм на 1 литр. Но и этого бывает достаточно, чтобы по вкусу спирта определить, из какого сырья он получен. Абсолютизация спирта, то есть доведение до 100% крепости, осуществляется другими способами, например, с применением сорбентов.

Пар поднимается по колонне и проходит через насадку, затем конденсируется в дефлегматоре, превращаясь во флегму. Флегма начинает стекать назад, вниз по насадке. Одновременно ей навстречу движется пар из перегонного куба. На поверхности насадки происходит тепло и массообмен. Флегма имеет меньшую температуру, чем пар, поэтому она нагревается, а пар остывает и частично конденсируется. Вновь образованный конденсат соединяется с флегмой. Флегма в свою очередь при контакте с паром нагревается, из нее испаряются легкокипящие соединения.

Через определенный промежуток времени в ректификационной колонне устанавливается стационарный режим. Температура снизу вверх плавно понижается. Причем внизу она равна температуре кипения сусла (85 °С), а вверху – самого легкокипящего компонента (73 °С). В результате каждый компонент оказывается на определенной высоте. Сверху высокая концентрация легкокипящих веществ (ацетона, ацетальдегида), в середине находится чистый спирт, а внизу колонны спирт с водой и тяжелыми примесями. Чем дольше ректификационная колонна работает в таком режиме, тем четче будет пространственное разделение примесей.

Отбор ведут медленно, стараясь не нарушить стационарного состояния. Сначала будет выходить головная фракция, затем чистый спирт и в конце – «хвосты». При быстром отборе разделение спирта от нежелательных примесей нарушится, качество и чистота продукта снизятся.

Назначение ректификационной колонны – разделять многокомпонентную смесь на составляющие вещества, которые отличаются друг от друга разными температурами кипения. В промышленности используются колонны непрерывного действия, а в быту – периодического.

Вся конструкция ректификационной колонны – это труба, заполненная теплообменной насадкой, и дефлегматор, охлаждаемый проточной водой. Насадкой служат отдельные мелкие элементы, которые изготавливают из нержавеющей стали, меди, керамики или других материалов. Их засыпают в ректификационную колонну. Могут использоваться и блочные элементы, например, рулоны из плотно свернутой нержавеющей сетки. В любом случае назначение такой насадки – создавать лабиринт, по которому будет проходить пар. Насадка должна оказывать сопротивление, но не быть непроходимым препятствием.

Ректификационная колонна сверху заканчивается вертикальным дефлегматором, который конденсирует весь попадающий в него пар. Затем конденсат (флегма) поступает в узел отбора, где распределяется на готовый продукт и жидкость, которая возвращается назад через колонну в перегонную емкость.

Чистый спирт – это результат высокой степени разделения компонентов. Чтобы его получить на дистилляторе, нужно проделать минимум 30-40 перегонок. При этом будет теряться большое количество продукта, ведь каждый раз нужно отбирать «хвосты» и «головы». Следовательно, нужен другой способ получения чистого спирта, при котором бы примеси концентрировались и удалялись гораздо быстрее и эффективнее, чем при дистилляции.

Полученный после первой перегонки спирт-сырец содержит большое количество вредных для здоровья примесей. Поэтому его нужно разбавить водой до 15-20% об. и подвергнуть повторной дистилляции. В результате двух перегонок получается самогон хорошего качества. Но при второй перегонке обязательно нужно отбирать «головы» и «хвосты». Именно так получают спирты для благородных напитков: коньяк, кальвадос, арманьяк и др.

Но даже после трех перегонок на дистилляторе спирт сохраняет запах исходного сырья и содержит тяжелые маслянистые примеси. Поэтому в коньячных домах и винодельнях его выдерживают несколько лет в дубовых бочках. В такой таре вредные примеси вступают в сложные химические реакции с веществами древесины. Напиток приобретает неповторимый букет ароматов и вкусов.

В России не прижилась традиция годами ждать, когда вино созреет. Поэтому спирт очищается принудительно. После многократной перегонки его пропускают через фильтры с углем, который практически полностью поглощает сивушные масла и прочие нежелательные примеси. Также для очистки самогона используют молоко, растительное масло, марганцовку, соду (к этим методам очистки мы относимся крайне скептически).

Самый чистый спирт получается после ректификации самогона на специальных колоннах. Только спирт-ректификат имеет максимальную крепость 96,6% об. и минимальное количество примесей. На его основе сегодня изготавливают водку, настойки, джин, абсент. Но для приготовления «благородных напитков» такой спирт не пригоден. Даже после длительного выдерживания в дубовых бочках он остается бледным и невыразительным.

Первая перегонка производится при максимальном нагреве без разделения на фракции до достижения температуры в перегонном кубе 100 °С. При второй перегонке получившийся спирт-сырец разбавляют до 20% об. и снова ставят на нагрев.

При нагреве до 80-85 °С спирт-сырец закипает, из холодильника каплями начинает поступать дистиллят. Первые порции имеют максимальную крепость, но постепенно спирта в испарительной емкости остается все меньше, соответственно, крепость конечного продукта снижается. Вместе со спиртом и водой из спирта-сырца испаряются и другие вещества. Они также конденсируются и попадают в самогон. Вредные примеси (ацетон, ацетальдегид) закипают при более низких температурах, чем спирт, поэтому они выходят из холодильника первыми. Эту порцию называют «головы» или «первач», ее собирают отдельно.

Затем отбирают «сердце» или «тело», данная часть составляет 50-70% от всего дистиллята. Тем временем температура в перегонном кубе растет, а концентрация спирта в емкости снижается. В конце перегонки выходят «хвосты». В них мало спирта, но много веществ с высокой температурой кипения. Прежде всего к ним относятся сивушные масла, имеющие резкий запах. Чтобы избежать потерь этанола, «хвосты» тоже собирают, но в отдельную посуду. Процесс дистилляции завершается, когда температура в перегонной емкости достигает 100 °С, а крепость «хвостов» на выходе падает до предельно низкой.

Накопив достаточный объем, «головы» и «хвосты» отправляют на ректификацию для максимальной очистки от вредных фракций. А «тело» – это и есть питьевой дистиллят.

При нагревании браги спирт начинает испаряться из нее раньше, чем вода. В результат, если его концентрация в сусле была 12%, пар будет содержать уже 50% спирта.

Самый простейший дистиллятор состоит из двух узлов:

• перегонный куб, в котором подогревается и испаряется брага;
• холодильник, который герметично соединен с кубом и служит для конденсации паров спирта.

Перегонный куб может нагреваться встроенными ТЭНами, пароводяной рубашкой, а также на электрической, газовой или индукционной плите. Чтобы контролировать процесс дистилляции, нагревательные элементы должны иметь регулятор мощности. Также перегонный куб дополнительно оснащается термометром, позволяющим измерять температуру паров в его верхней части.

Холодильник изготавливают в виде змеевика или прямой трубки, окруженной охлаждающей водяной рубашкой. Водяное охлаждение бывает проточным и непроточным. В первом случает рубашка подсоединяется с помощью шлангов к водопроводу и сливу, во втором – воду наливают и заменяют по мере ее нагревания вручную. Непроточные холодильники имеют большие габариты, в то время как проточные гораздо компактнее.

Готовую брагу из плодово-ягодного и зернового сырья хранят не более 1-3 дней в прохладном месте с плотно закрытой крышкой. В противном случае в сусле начинаются процессы, снижающие качество браги и будущего спирта.

С чистой сахарной брагой намного проще, поскольку она почти не содержит растительных примесей. Такая брага может храниться 6 месяцев и дольше в прохладном месте с плотно закрытой крышкой.

Перегонять еще неперебродившую брагу можно, но выход спирта будет меньше обычного. Это оправдано, если необходимо сэкономить время или существует угроза заражения, например, уксусными бактериями.

Брага из сахара, фруктов и ягод вызревает 1-2 недели. Если сусло изготовлено из крахмалосодержащих продуктов, то этот период сокращается до 3-4 дней. Окончание брожения можно определить по отсутствию пузырьков углекислого газа. Брага на вкус становится кисло-горькой. Сладость не чувствуется, присутствует вкус спирта. Можно подождать еще день для отстаивания и слить сусло с осадка с помощью сифона или гибкой трубки.

Брага из зерновых содержит много твердых частиц, отделить их от жидкости трудно. Поэтому ее перегоняют без фильтрации, а для подогрева используют пароводяные котлы, а не плитки.

Заливая сусло, нужно оставлять незаполненной четвертую-пятую часть емкости. В процессе брожения образуется пена. При полном заполнении она начнет переливаться через край. Пену легко сбить, если сверху посыпать сухими дрожжами или крошками печенья. Также можно добавить в брагу кубики льда или остудить ее другим способом.

Подкормка для дрожжей – это минеральные вещества, содержащие азотные и фосфорные соединения. Добавку используют для быстрого и полного сбраживания. Для сусла на основе зерна, фруктов и ягод такая подкормка не нужна. Все необходимое уже содержится в этом сырье.

В обычное сусло, которое готовится из сахара, фруктов, ягод и продуктов, содержащих сахар, добавляют по 100 г прессованных или 20-30 г сухих разброженных дрожжей на 1 кг сахара плюс 4-4,5 литра воды. Если сусло готовится на основе крахмалосодержащих продуктов, то количество дрожжей уменьшается в 2 раза.

При использовании турбо дрожжей следует придерживаться инструкции, заявленной производителем. Ее вы сможете найти на обратной стороне упаковки.

Разброженные дрожжи добавляют в сусло и ограничивают к нему доступ воздуха. В таких условиях грибки перестают размножаться, и начинают перерабатывать сахар в спирт. При этом активно выделяется углекислый газ. Для его выхода крышка должна быть негерметичной. Многие виноделы используют специальное приспособление – гидрозатвор. Он служит для отвода углекислого газа, образуемого дрожжами во время брожении, а также защищает сусло от попадания микробов и пыли из воздуха.

Существует множество видов дрожжей. Среди них хлебопекарные, пивные, винные. Все они имеют разную производительность и устойчивость к алкоголю. Многие виноделы-любители начинают с обычных хлебопекарных дрожжей, которые продаются практически в каждом продуктовом магазине. По мере приобретения винодельческого опыта можно переходить и на специализированные дрожжи.

Используют прессованные или сухие дрожжи, главное чтобы они были свежими. Смотрите на срок годности. Перед добавлением в сусло нужно провести разбраживание. Как это сделать обычно написано на упаковке. Дрожжи просто смешивают с небольшим количеством воды и сахара (глюкозы) или сладкого сусла. В такой среде и при доступе воздуха грибки начинают активную жизнедеятельность, свидетельством тому становится обильная пена и шипение.

Дрожжи добавляют в сусло, температура которого не превышает 30 °С. Сам процесс брожения должен проходить при 23-28 °С. Если температура окружающего воздуха ниже, то домашние виноделы обычно используют погружной нагреватель. Однако следует знать, что при интенсивном брожении сусло само подогревается. Особенно это заметно, если оно бродит в большой емкости. Слишком разогревшуюся бражку нужно принудительно остужать.

Концентрат зернового сусла – это выпаренное осахаренное сусло. Его можно хранить при комнатной температуре. Для приготовления браги достаточно разбавить концентрат водой и добавить дрожжи.

Продукты, содержащие крахмал, подвергают развариванию и осахариванию. Предварительно нужно запастись солодом, он содержит разжижающие и осахаривающие ферменты. Получают солод из пророщенного зерна, но можно просто купить уже готовые чистые ферменты.

На первом этапе подготовки крахмалосодержащего сырья (зерно, мука) из него при температуре 90-100 °С вываривают крахмал. Происходит частичная клейстеризация. Чтобы не получился густой клейстер, добавляют часть ферментов или солода. Затем массу остужают до 55-65 °С и растворяют в ней остальные ферменты или солод. Под их воздействием происходят нужные превращения с крахмалом, сусло становится жидким и сладким. Чтобы проверить, весь ли крахмал расщепился, к капле сусла добавляют йодный раствор. Если не появилось синей окраски, то можно жидкость остужать и добавлять дрожжи.

Для приготовления браги из фруктов и ягод отжимают сок. Лучший спирт получается из винограда, поскольку его сок содержит большое количество глюкозы. Остальные фрукты и ягоды, в основном, менее сладкие, выход спирта с такого сырья будет мал. Поэтому в сусло нужно добавлять сахар. Он увеличит выработку спирта, но ухудшит его качество. Есть выход – добавлять в сок чистую глюкозу.

Чтобы получить оптимальную концентрацию, нужно растворить 1 кг сахара в 4-4,5 литрах воды. Однако из такого сусла получается самогон низкого качества. Его рекомендуется дополнительно переработать на ректификационной колонне с высокой степенью очистки. Получаемый спирт можно улучшить, если предварительно инвертировать сахарозу. Для этого сахарный сироп с добавлением лимонной кислоты варят 1-2 часа. В результате сахароза распадается на фруктозу и глюкозу.

Самый простой и верный способ – это не измерять концентрацию, а рассчитать ее заранее, еще при закладке сахара. Если же в качестве компонентов используются ягоды, фрукты, варенья, то придется приобрести сахаромер. Но следует учитывать, что на его показаниях скажется присутствие в сусле не только сахара, но и других веществ, как растворимых, так и взвешенных. Поэтому показания сахарометра будут приблизительными. Есть и более точные, сложные и дорогие приборы: фотоколориметры или рефрактометры. Однако в быту ими пользуются крайне редко.

Сусло – это водный раствор, в котором содержится сахар, служащий пищей для дрожжевых грибков. Концентрация сахара не должна быть высокой или низкой, оптимальной считается 15-20%. Обычно сусло делают из сахара, ягод и фруктов или сырья, содержащего крахмал (зерно, картофель, бобовые, мука). Если используются продукты, содержащие крахмал, то их сначала осахаривают. Самый качественный алкоголь получают из фруктово-ягодного и зернового сырья.

Самые простые – это фруктоза и глюкоза. Их молекулы имеют форму кольца и состоят из шести атомов углерода. Привычный нам сахар – это сахароза, с более сложной структурой. В ее химическую формулу входят 12 атомов углерода, а ее форма – это два соединенных между собой кольца: глюкозное и фруктозное.

Мальтоза – тоже сахар, но он состоит из двух глюкозных остатков. Глюкозные кольца присутствуют и в крахмале, однако, в одной его молекуле их не единицы, а тысячи. Крахмал относят к природным полимерам. Из-за большой длины молекул он нерастворим в воде. Его можно превратить в сахар, но для этого нужно разделить молекулу крахмала на более мелкие части.

Этиловый спирт – это продукт жизнедеятельности дрожжевых грибков. Питаясь сахаром, растворенным в воде, они вырабатывают этанол. Дрожжи гибнут, как только концентрация алкоголя достигает 12-13% об. Этиловый спирт получают только из растворов, содержащих сахара.