Як отримують етиловий спирт?
Етиловий спирт - це продукт життєдіяльності дріжджових грибків. Харчуючись цукром, розчиненим у воді, вони виробляють етанол. Дріжджі гинуть, як тільки концентрація алкоголю досягає 12-13%. Етиловий спирт отримують тільки з розчинів, що містять цукру.
Найпростіші - це фруктоза і глюкоза. Їх молекули мають форму кільця і складаються з шести атомів вуглецю. Звичний нам цукор - це сахароза, з більш складною структурою. В її хімічну формулу входять 12 атомів вуглецю, а її форма - це два з'єднаних між собою кільця: глюкозний і фруктозно.
Мальтоза - теж цукор, але він складається з двох глюкозних залишків. Глюкозні кільця присутні і в крохмалі, однак, в одній його молекулі їх не одиниці, а тисячі. Крохмаль відносять до природних полімерів. Через велику довжину молекул він не розчиняється у воді. Його можна перетворити в цукор, але для цього потрібно розділити молекулу крохмалю на більш дрібні частини.
З чого роблять сусло?
Сусло - це водний розчин, в якому міститься цукор, службовець їжею для дріжджових грибків. Концентрація цукру не повинна бути вищою або нижчою, оптимальною вважається 15-20%. Зазвичай сусло роблять з цукру, ягід і фруктів або сировини, що містить крохмаль (зерно, картопля, бобові, борошно). Для продуктів, що містять крохмаль, то їх спочатку осахаривают. Найякісніший алкоголь отримують з фруктово-ягідного і зернової сировини.
Як виміряти концентрацію цукру в брагу?
Найпростіший і вірний спосіб - це не вимірювати концентрацію, а розрахувати її заздалегідь, ще при закладці цукру. Якщо ж в якості компонентів використовуються ягоди, фрукти, варення, то доведеться придбати сахарометра. Але слід враховувати, що на його свідченнях позначиться присутність в суслі не тільки цукру, але і інших речовин, як розчинних, так і зважених. Тому свідчення сахарометра будуть приблизними. Є і більш точні, складні і дорогі прилади: фотоколориметри або рефрактор. Однак в побуті ними користуються вкрай рідко.
Як приготувати сусло з цукру?
Щоб отримати оптимальну концентрацію, потрібно розчинити 1 кг цукру в 4-4,5 літрах води. Однак з такого сусла виходить самогон низької якості. Його рекомендується додатково переробити на ректифікаційної колоні з високим ступенем очищення. Одержуваний спирт можна поліпшити, якщо попередньо інвертувати сахарозу. Для цього цукровий сироп з додаванням лимонної кислоти варять 1-2 години. В результаті сахароза розпадається на фруктозу і глюкозу.
Як готують сусло зі свіжих фруктів і ягід?
Для приготування браги з фруктів і ягід віджимають сік. Кращий спирт виходить з винограду, оскільки його сік містить велику кількість глюкози. Решта фрукти і ягоди, в основному, менш солодкі, вихід спирту з такої сировини буде малий. Тому в сусло потрібно додавати цукор. Він збільшить вироблення спирту, але погіршить його якість. Є вихід - додавати в сік чисту глюкозу.
Як приготувати сусло з крахмалсодержащего сировини?
Продукти, що містять крохмаль, піддають развариванию і оцукрюванню. Попередньо потрібно запастися солодом, він містить розріджують і осахаривающих ферменти. Отримують солод з пророщеного зерна, але можна просто купити вже готові чисті ферменти.
На першому етапі підготовки крахмалосодержащего сировини (зерно, борошно) з нього при температурі 90-100ºС виварюють крохмаль. Відбувається часткова клейстеризація. Щоб не вийшов густий клейстер, додають частину ферментів або солоду. Потім масу остуджують до 55-65ºС і розчиняють в ній інші ферменти або солод. Під їх впливом відбуваються потрібні перетворення з крохмалем, сусло стає рідким і солодким. Щоб перевірити, чи весь крохмаль розщепився, до краплі сусла додають йодний розчин. Якщо не з'явилося синього забарвлення, то можна рідина остуджувати і додавати дріжджі.
Для чого потрібен «концентрат зернового сусла»?
Концентрат зернового сусла - це випарене Осахаренний сусло. Його можна зберігати при кімнатній температурі. Для приготування браги, досить розбавити концентрат водою і додати дріжджі. У комплект з цим товаром входять ще ферменти і підгодівля для дріжджів.
Яка температура повинна бути у сусла при розчиненні дріжджів і бродінні?
Дріжджі додають в сусло, температура якого не перевищує 30ºС. Сам процес бродіння повинен проходити при 23-28ºС. Якщо температура навколишнього повітря нижче, то домашні винороби зазвичай використовують погружной нагрівач для акваріумів. Однак слід знати, що при інтенсивному бродінні сусло саме підігрівається. Особливо це помітно, якщо воно бродить у великій ємності. Занадто розігрівшись бражку потрібно примусово охолоджувати.
Які дріжджі можна брати для приготування браги?
Існує безліч видів дріжджів. Серед них хлібопекарські, пивні, винні. Всі вони мають різну продуктивність і стійкість до алкоголю. Багато винороби-аматори починають з звичайних хлібопекарських дріжджів, які продаються практично в кожному продуктовому магазині. У міру набуття виноробного досвіду, можна переходити і на спеціалізовані дріжджі.
Використовують пресовані або сухі дріжджі, головне щоб вони були свіжими. Дивіться на термін придатності. Перед додаванням в сусло потрібно провести разбражіваніе. Як це зробити, зазвичай написано на упаковці. Дріжджі просто змішують з невеликою кількістю води і цукру (глюкози) або солодкого сусла. В такому середовищі і при доступі повітря грибки починають активну життєдіяльність, свідченням того стає багато піни і шипіння.
Що робити після того, як дріжджі вже додані в сусло?
Разброженние дріжджі додають в сусло і обмежують до нього доступ повітря. В таких умовах грибки перестають розмножуватися, і починають переробляти цукор в спирт. При цьому активно виділяється вуглекислий газ. Для його виходу кришка повинна бути негерметичной. Багато винороби використовують спеціальне пристосування - гідрозатвор. Він являє собою трубку, один кінець якої знаходиться в ємності з брагою, а інший поміщений в посудину з водою. При цьому вуглекислий газ виходить в воду бульбашками. Він важчий за повітря, тому, заповнивши собою весь вільний простір в ємності з брагою, що не буде пропускати всередину повітря.
У якій пропорції потрібно вносити дріжджі?
У звичайний сусло, яке готується з цукру, фруктів, ягід і продуктів, що містять цукор, додають по 100 грам пресованих або 20-30 грам сухих разброженних дріжджів на 1 кг цукру плюс 4-4,5 літра води. Якщо сусло робиться на основі крахмалосодержащих продуктів, то кількість дріжджів зменшується в 2 рази.
Навіщо і в якому випадку потрібна підгодівля для дріжджів?
Підживлення для дріжджів - це мінеральні речовини, що містять азотні і фосфорні сполуки. Добавку використовують для швидкого і повного зброджування. Для сусла на основі зерна, фруктів та ягід така підгодівля не потрібна. Все необхідне вже міститься в цій сировині.
Чому не можна заповнювати суслом ємність до самого верху?
Заливаючи сусло, потрібно залишати незаповненою четверту-п'яту частину ємності. В процесі бродіння утворюється піна. При повному заповненні, вона почне переливатися через край. Піну легко збити, якщо зверху посипати сухими дріжджами або кришеним печивом. Також можна лити олію, додавати в брагу кубики льоду або остудити її іншим способом.
Скільки часу триває повне дозрівання браги?
Брага із цукру, фруктів і ягід визріває 1-2 тижні. Якщо сусло виготовлено з крахмалосодержащих продуктів, то цей період скорочується до 3-4 днів. Закінчення бродіння можна визначити по відсутності бульбашок вуглекислого газу. Брага на смак стає кисло-гіркого. Солодкість не відчувається, присутній смак спирту. Можна почекати ще день для відстоювання і злити сусло з осаду за допомогою гнучкої трубки.
Брага із зернових містить багато твердих частинок, відокремити їх від рідини важко. Тому її переганяють без фільтрації, а для підігріву використовують парогенератори, а не плитки.
Чи можна переганяти недозрілий брагу?
Переганяти ще не зазнало брагу можна, але вихід спирту буде менше звичайного. Це виправдано, якщо необхідно заощадити час або існує загроза зараження, наприклад, оцтовими бактеріями.
Чи можна зберігати дозрілу брагу?
Готову брагу зберігають не більше 1-3 днів в холодному місці з щільно закритою кришкою. В іншому випадку в ній починаються процеси, що знижують якість браги і майбутнього спирту.
Що являє собою дистиллятор?
При нагріванні браги спирт починає випаровуватися з неї раніше, ніж вода. В результаті, якщо його концентрація в суслі була 12%, то пар буде містити вже 50% спирту.
Найпростіший дистиллятор складається з двох вузлів:
перегінний куб, в якому підігрівається і випаровується брага;
холодильник, який герметично з'єднаний з кубом і служить для конденсації парів спирту.
Перегінний куб може нагріватися вбудованими тенами, паровою сорочкою, на електричній, газовій або індукційній плиті. Щоб контролювати процес дистиляції, нагрівальні елементи повинні мати регулятор потужності. Іноді перегінний куб додатково оснащується термометром, що дозволяє вимірювати температуру парів у верхній частині куба.
Холодильник виготовляють у вигляді змійовика або прямий трубки, оточеної охолоджуючої водяною сорочкою. Водяне охолодження буває проточним і непроточні. У першому случає сорочка приєднується за допомогою шлангів до водопроводу і сливу, у другому воду наливають і замінюють у міру її нагрівання вручну. Непротічні холодильники мають великі габарити, а проточні набагато компактніше.
Як перегнати брагу на найпростішому дистиляторі?
При нагріванні до 80-85ºС брага закипає, з холодильника краплями починає надходити спирт-сирець (самогон). Перші порції мають максимальну міцність, але поступово спирту в брагу залишається все менше, відповідно, фортеця кінцевого продукту знижується. Разом зі спиртом і водою з браги випаровуються і інші речовини. Вони також конденсуються і потрапляють в самогон. Шкідливі домішки (ацетон, ацетальдегід) закипають при більш низьких температурах, ніж спирт, тому вони виходять з холодильника першими. Цю порцію називають «голови» або «первак», її збирають окремо.
Потім відбирають «серце» або «тіло», дана частина становить 50-70% від всього дистиляту. Тим часом температура в перегінному кубі піднімається до 100 ° С, а концентрація спирту в брагу знижується. В кінці перегонки виходять «хвости». У них мало спирту, але багато речовин з високою температурою кипіння. Перш за все до них відносяться сивушні масла, які мають різкий запах. Щоб уникнути втрат етанолу, «хвости» теж збирають, але в окремий посуд. Процес дистиляції завершується, коли температура браги досягає 100 ° С, а міцність спирту-сирцю на виході падає. «Голови» і «хвости» додають до наступної порції браги, перед початком її перегонки.
Як очистити спирт-сирець?
Отриманий після першої перегонки спирт-сирець містить велику кількість шкідливих для здоров'я домішок. Тому його потрібно розбавити водою до 15-20% і піддати повторній дистиляції. В результаті 2-3 перегонок виходить самогон хорошої якості. Щоразу потрібно відбирати «голови» і «хвости». Саме так отримують спирти для благородних напоїв: коньяк, кальвадос, арманьяк і ін.
Навіть після 3-х перегонок спирт зберігає запах вихідної сировини і містить важкі маслянисті домішки. Тому в коньячних будинках і виноробнях його витримують кілька років у дубових бочках. У такій тарі шкідливі домішки вступають в складні хімічні реакції з речовинами деревини. Напій набуває неповторний букет ароматів і смаків.
У Росії не прижилася традиція роками чекати, коли вино дозріє. Тому спирт-сирець очищається примусово. Після багаторазової перегонки його пропускають через фільтри з вугіллям. Також для очищення самогону використовують молоко, рослинне масло, бентоніт, марганцівку, соду.
Найчистіше спирт виходить після ректифікації самогону на спеціальних колонах. Тільки спирт-ректифікат має максимальну міцність 96,6-97% і мінімальна кількість домішок. На його основі сьогодні виготовляють горілку, настоянки, джин, абсент. Але для приготування «благородних напоїв» такий спирт не придатний. Навіть після тривалого витримування в дубових бочках він залишається блідим і невиразним.
Чи можна, перегнавши самогон кілька разів на дистиляторі, отримати спирт такої ж якості, як спирт-ректифікат?
Чистий спирт - це результат високого ступеня поділу компонентів. Щоб його отримати на дистиляторі, потрібно виконати мінімум 30-40 перегонок. При цьому буде губитися велику кількість продукту, адже кожен раз потрібно відбирати «хвости» і «голови». Отже, потрібен інший спосіб отримання чистого спирту, при якому б домішки концентрувалися і віддалялися набагато швидше і ефективніше, ніж при дистиляції.
Який принцип роботи ректифікаційної колони?
Призначення ректифікаційної колони - розділяти багатокомпонентну суміш на складові речовини, які відрізняються один від одного різними температурами кипіння. У промисловості використовуються колони безперервної дії, а в побуті - періодичного.
Вся конструкція ректифікаційної колони - це труба, заповнена теплообмінної насадкою, і дефлегматор, що охолоджується проточною водою. Насадкою служать окремі дрібні елементи, які виготовляють з нержавіючої сталі, міді, кераміки або інших матеріалів. Їх засипають в колону ректифікації. Можуть використовуватися і блокові елементи, наприклад, рулони з щільно згорнутої нержавіючої сітки. У будь-якому випадку призначення такої насадки - створювати лабіринт, по якому буде проходити пар. Насадка повинна чинити опір, але не бути непрохідною перешкодою.
Колона ректифікації зверху закінчується вертикальним дефлегматором, який конденсує весь потрапляє в нього пар. Потім конденсат (флегма) надходить у вузол відбору, де розподіляється на готовий продукт і рідина, яка повертається назад через колону в перегінну ємність.
Що відбувається в ректифікаційної колоні?
Пара піднімається по колоні і проходить через насадку, потім конденсується в дефлегматоре, перетворюючись у флегму. Флегма починає стікати назад, вниз по насадці. Одночасно їй назустріч рухається пар з перегінного куба. На поверхні насадки відбувається тепло і масообмін. Флегма має меншу температуру, ніж пар, тому вона нагрівається, а пар остигає і частково конденсується. Новоутворена конденсат з'єднується з флегмою. Флегма в свою чергу при контакті з парою нагрівається, з неї випаровуються легко киплячі з'єднання.
Через певний проміжок часу в ректифікаційної колоні встановлюється стаціонарний режим. Температура від низу до верху плавно знижується. Причому внизу вона одно температурі кипіння сусла (85ºС), а вгорі - самого легкозакипаючої компонента (73ºС). В результаті кожен компонент виявляється на певній висоті. Зверху висока концентрація легкокипящих речовин (ацетону, ацетальдегіду), в середині знаходиться чистий спирт, а внизу колони спирт з водою і важкими домішками. Чим довше колона ректифікації працює в такому режимі, тим чіткіше буде просторове розділення домішок.
Відбір ведуть повільно, намагаючись не порушити стаціонарного стану. Спочатку буде виходити головна фракція, потім чистий спирт і в кінці - «хвости». При швидкому відборі поділ спирту від небажаних домішок порушиться, якість і чистота продукту знизяться.
Чи можна методом ректифікації отримати 100% спирт?
Працюючи в атмосферному тиску, цього добитися не можливо. Спирт, як і інші хімічні речовини, утворює азеотропа. Ці суміші неможливо розділити методом ректифікації, оскільки їх компоненти мають однакову температуру кипіння. Азеотроп спирт-вода утворюється при утриманні спирту 97% і води 3%. Тому найвища міцність спирту-ректифікату - 96-97%. Залишаються в спирті і інші домішки, але їх концентрація не перевищує декількох міліграмів на 1 літр. Але і цього буває достатньо, щоб за смаком спирту визначити, з якої сировини він отриманий. Абсолютизація спирту, тобто доведення до 100% фортеці, здійснюється іншими способами, наприклад, із застосуванням сорбентів.
Що таке "зміцнює плівкова або безнасадочна колона»?
Цей пристрій має спрощену конструкцію, яка складається з подвійної труби без насадки всередині. Пар в ній перетворюється на флегму в двох зонах: і в проточному холодильнику, і на стінках, які охолоджуються навколишнім повітрям. В результаті вода і фракції з високою температурою кипіння не можуть пройти цю ділянку і потрапити в вузол відбору. Концентрація етанолу в вихідному продукті підвищується. Спирт-сирець відрізняється більшою чистотою і фортецею, ніж в традиційному самогонному апараті. За допомогою безнасадочних колони вже після першої перегонки браги отримують 80-85% -ний спирт.