Сразу хочу предупредить, что статья рассчитана на практикующих винокуров. Тем, кто только изучает азы этого интереснейшего увлечения рекомендую для начала ознакомиться со статьями Технология изготовления самогона и Двойная дробная дистилляция.
В этой статье я расскажу из чего состоит брага, какие группы примесей в ней содержатся, от чего они образуются и какие из них самые вредные. А главное, как эти примеси ведут себя в процессе перегонки.
Также приведу очень интересную таблицу, с описанием конкретных примесей и тем, из-за чего они образуются и как влияют на вкус и запах напитка.
Подготовка к перегонке
Процесс перегонки самогона в спирт нельзя представить без изготовления браги — продукта, состоящего из дрожжей, сахара и воды. В процессе приготовления браги в герметичной емкости происходит брожение дрожжей, в результате чего получается продукт, состоящий из этилового спирта, а также некоторых ядовитых примесей, к примеру, древесного спирта.
Изготавливаем самогон из спирта
Самогоноварение начинается с приготовления браги, и на это обычно уходит 10-14 дней. Брагу следует приготовить по рецепту (к слову, таких рецептов существует большое количество), ведь получить спирт высокого качества можно только из правильно изготовленного сырья. Готовую брагу перед заливанием в перегонный куб самогонного аппарата необходимо дегазировать и осветлить.
Чтобы дегазировать брагу, ее следует перелить через шланг в объемную посудину, но так, чтобы не затронуть осадок на дне. Дегазированную брагу необходимо нагреть до 50 градусов, ведь при такой температуре начинает выделяться углекислота.
Чтобы осветлить брагу, необходимо подготовить белую глину в расчете 1 столовая ложка на 10 литров. В воде порошок глины следует тщательно размешать, после чего влить ее в емкость с брагой. Брагу с добавленной глиной следует хорошо взболтать и поставить на 30 минут отстаиваться. Отстоянную брагу следует отфильтровать, после чего можно приступать к первому этапу перегонки.
Вторичная перегонка начинается разбавлением спирта, то есть снижением его крепости до 35-40 градусов. Если дистиллят окажется слишком крепким, то его перегонка может повлечь за собой поломку самогонного аппарата. Также крепкий спирт затруднительно отделять от примесей с большой массой молекул, представленных сивушными маслами.
Вторичная перегонка самогона не обходится без его предварительной очистки от остатков сивушных масел. Очищать спирт можно с помощью таблетированного активированного угля или же с помощью древесного угля. Также можно использовать марганцовку, молоко, яичный белок, ржаной хлеб и другие народные методы очистки спирта перед его вторичной перегонкой.
Заключительным этапом получения самогона из спирта является второй перегон. Перед его выполнением следует подготовить самогонный аппарат — хорошо промыть его и собрать его конструкцию.
Второй перегон своей технологией очень напоминает первичную перегонку, но разница заключается в том, что вторая перегонка позволяет разделить дистиллят на фракции: «головы», «тело» и «хвосты». Первые 8-10% спирта, превратившиеся в конденсат, являются «головами», то есть древесным спиртом, сочетаемым с ацетоном и другими токсическими веществами.
Следующие 80% спирта представляют собой самогон, пригодный для употребления. Его собирают до тех пор, пока крепость перегоняемого сырья не упадет до 40 градусов. Как только будет достигнут этот показатель, получение самогона нужно прекратить, поскольку на этом этапе уже необходимо собирать «хвосты» — сивуху, или же сивушные масла.
Предлагаем ознакомиться Муж пьет каждые выходные: причины и последствия
Полученный из спирта самогон можно употреблять как в чистом, так и в облагороженном виде, предварительно настаивая его на сушеных травах, специях, ягодах и ароматизаторах промышленного производства.
Состав зрелой (готовой) браги
Готовая брага состоит из множества различных компонентов, находящихся в трех фазах — жидкой, твердой и газообразной.
- Твердая фаза (4-10% от массы браги) это взвеси дрожжей и частиц исходного сырья, а также не растворенные в жидкости минеральные вещества, сахар, белки, и другие элементы которые остаются в перегонном кубе после дистилляции.
- Газообразная фаза – углекислый газ (СО2), образующийся в результате работы дрожжей. Содержание – 1-1,5 г/л.
- Жидкая фаза – это вода (от 82 до 90 мас.%) и этиловый спирт с летучими примесями (от 5 до 9 мас.%).
Нас, в контексте данной статьи, более всего интересуют эти самые летучие вещества, сопутствующие этиловому спирту. Их в браге насчитывается свыше 70 наименований!
Но, не смотря на такое большое разнообразие, общее их количество всего 0,5-1% от объема этилового спирта. При этом даже столь незначительное содержание примесей заметно влияет на вкус и запах конечного продукта.
На схеме ниже приведен примерный состав готовой браги и примесей спирта.
Летучие компоненты в зрелой браге можно выделить в четыре основные группы: спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.
В следующих разделах я рассмотрю каждую группу в отдельности.
Спирты
Являются производными углеводородов, содержащих одну или более гидроксильных групп (ОН). По количеству гидроксильных групп, содержащихся в молекуле, спирты бывают одноатомные (с одной ОН), двухатомные (две ОН), трехатомныме и многоатомныме.
В браге присутствуют одноатомные спирты и лишь один представитель трехатомных — глицерин (является нелетучим).
Одноатомные спирты имеют общую формулу СnH2n 1OH.
По величине n спирты делятся на:
- Низшие — метиловый (метанол) CH3OH; этиловый (этанол) C2H5OH; пропиловый C3H7OH и изопропиловый C₃H₈O.
Почти все низшие спирты имеют ярко выраженный “алкогольный” запах. Хорошо смешиваются с водой в любых пропорциях.
Бутиловый, изобутиловый, втор-бутиловый, трет-бутиловый — общая формула C4H9OH. Амиловые — Амиловый, изоамиловый и др. Общая формула С5Н11ОН.
Бутиловые спирты пахнут алкоголем. Трет-бутиловый приятно пахнет камфорой. Изоамиловый сильно пахнет «сивухой»
- Высшие спирты: гексиловый (C6H14O), гептиловый (С7Н15ОН), октиловый (C8H17OH), нониловый (С9Н19ОН) и др.
Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.
Альдегиды
Альдегидами называют продукты окисления спиртов, в молекулах которых присутствует группа COH.
В браге содержатся следующие альдегиды: уксусный (ацетальдегид) С2H4O; пропионовый C3H6O; масляный C4H8O; акролеин C3H4O; кротоновый C4H6O, фурфурол (C5H4O2). При наличии в браге метанола возможно образование муравьиного альдегида (формальдегида) CH2O.
Кислоты
В браге содержатся летучие карбоновые кислоты. Преобладает уксусная кислота CH3COOH. Также возможно наличие пеларгоновой, каприновой, каприловой и других кислот. Их присутствие зависит от примененного сырья. Кислоты кипят при температуре выше 100 С. По разному растворяються в воде. Большинство кислот отрицательно влияют на органолептические качества самогона — придают неприятный запах и горечь. Уксусная кислота напротив смягчает вкус спирта.
Возникают при взаимодействии спиртов и кислот. Бывают простыми и сложными. В браге, полученной из любого исходного сырья, в наибольшем количестве присутствует уксусно-этиловый эфир.
Из винных дрожжей при перегонке выделяются энантовые эфиры.
Сложные эфиры появляются не только при брожения и дистилляции, но и вносятся вместе с сырьем из которого готовится сусло. Очень богата этими веществами виноградная брага.
Эфиры имеют приятный цветочный или фруктовый аромат.
Спирт-сырец из браги
Спирт-сырец, полученный из браги, не является напитком, который можно употреблять в чистом виде, но без этого сырья нельзя получить самогон. Но сперва следует разобраться в особенностях получения из сахарной бражки спирта-сырца. Для этого в первую очередь понадобится самогонный аппарат, состоящий из перегонного куба, змеевика и сухопарника (также желательно наличие спиртометра, термометра и других приспособлений для качественной перегонки самогона).
Предлагаем ознакомиться Можно ли пить технический спирт
Принцип перегонки браги в этиловый спирт основан на том, что все компоненты браги имеют разную температуру кипения, поэтому на разных этапах нагревания примеси постепенно испаряются, превращаются в конденсат. Если давление в аппарате приближается к 760 мм ртутного столбика, то этиловый спирт закипает при температуре 73 градуса, вода, в свою очередь, при 100 градусах по Цельсию.
Поскольку брага состоит из воды и спирта, то температура кипения всех ее составляющих составляет 73-100 градусов Цельсия. При температуре 73 градуса из получившейся браги улетучиваются вещества, которые запрещено употреблять человеку, такие компоненты называются «головами». Как только температура приближается к 78 градусам, из браги выделяется этиловый спирт, но и на этом процесс перегонки не заканчиваются, ведь в спирте остаются сивушные масла, от которых также следует избавиться.
Перегонка браги в спирт состоит из таких этапов:
- При нагревании браги до 63-73 градусов испаряются и конденсируются ядовитые фракции самогона. Они оседают на стенках отстойника самогонного аппарата. Качественное улетучивание ядовитых фракций происходит при температуре 63 градуса, увеличивающейся до 73 градусов, причем рост температуры должен быть медленным.
- Когда выгонка токсичных фракций из получившегося спирта будет окончена, то после этого начнет выделяться и конденсироваться спирт-сырец. Это происходит до тех пор, пока температура возрастает с 78 градусов до 85. Как только температура превысит значение 85 градусов, можно приступать к выгонке сивушных масел — компонентов, которые становятся причиной резкого и неприятного запаха самогона.
Сырье, полученное после первой перегонки, называется спиртом-сырцом, который необходимо перегнать вторично, чтобы на выходе получить качественный напиток. Повторная перегонка позволит получить самогон из спиртового сырья.
Таблица примесей, содержащихся в браге
Ниже привожу таблицу с перечнем основных примесей, сопутствующих этиловому спирту. В ней также указано от чего эти компоненты образовываются и как влияют на органолептику самогона.
Сокращение ПО — порог ощущения. Красным цветом подсвечены строки с элементами отрицательно влияющими на вкусовые свойства дистиллята, зеленым — положительно. Сначала хотел расположить их по мере возрастания температуры кипения, но потом понял, что это бессмысленно. Почему? Читайте следующем разделе.
Таблица увеличится если на нее нажать мышкой.
Продолжение таблицы. Картинка также кликабельна
Принято разделять дистиллят на три фракции — головы, тело и хвосты. Раз вы добрались до этой статьи, значит вам это уже хорошо известно, но я все-таки напомню.
- Головы идут вначале. В основном это эфиры и альдегиды, поэтому головы также называют эфирно-альдегидной фракцией (ЭАФ). Отличаются резким запахом. Довольно распространено мнение, что головы это примеси, имеющие температуру кипения ниже этилового спирта. На самом деле это не так.
- Тело это фракция, состоящая преимущественно из этилового спирта. Собственно то, что мы пьем.
- Хвосты. Идут в конце и имеют неприятный запах.
Если бы все было так просто, то мы бы выливали в раковину все, что идет из куба до температуры кипения этилового спирта, отбирали бы его и останавливали перегонку, когда температура перевалит за 78,15 градусов. Но тут есть два больших НО (второе НО самое большое):
- Все примеси начинают испаряться задолго до своей температуры кипения. Хвостовые фракции присутствуют и в головах и в теле, только в значительно меньших количествах. Например вода в больших количествах присутствует в дистилляте, хотя мы никогда не гоним самогон до 100 градусов в кубе.
- В многокомпонентной смеси температура кипения отдельной примеси отходит на второй план. Главную роль здесь играет коэффициент испарения конкретной примеси. Причем этот коэффициент не постоянен и зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Другими словами один и тот же компонент (скажем метиловый спирт) при различных условиях может быть и головной и хвостовой фракцией.
Подведя итог можно сказать, что есть головные фракции, которые всегда идут раньше этанола, например уксусный альдегид. Есть хвостовые, такие как фурфурол. А есть примеси, поведение которых зависит от концентрации спирта в смеси. Эти фракции называются промежуточными.
Хочется отметить, что такое поведение очень неприятно для нас с вами. Получается мы отобрали головы, поменяли приемную емкость и приступили к отбору тела. Через какое-то время крепость спирта-сырца изменилась и какая-то гадость, которая по нашим представлениям в основной своей массе должна пойти в хвостах, вылезает вперед и начинает идти в приемную емкость.
Типичным представителем промежуточных примесей является изоамиловый спирт, являющийся основой сивухи.
Тема эта очень серьезная и заслуживает отдельной статьи. В ближайшее время я ее напишу.
Выводы
- Состав и количество примесей в браге из разного сырья различен.
- В сахарной браге почти нет таких сильнодействующих ядов, как метанол и фурфурол. Самые опасные здесь ацетальдегиды и изоамилол. В тоже время практически нет компонентов, положительно влияющих на органолептику. Поэтому смело чистим сырец маслом и углем.
- В зерновых и плодово-ягодных брагах присутствуют эфиры, которые и придают напитку высокие вкусовые качества. Такие эфиры надо пропускать в дистиллят при перегонке, при этом не пуская туда вредные и портящие органолептику примеси. Это требует выработки определенного процесса перегонки и навыков, приобретаемых с опытом.
- На состав и количество примесей влияет качество исходного сырья, процесс брожения и перегонки. Это еще раз подтверждает уже устоявшиеся правила — вносим подкормку дрожжам, обеспечиваем оптимальную и постоянную температуру брожения, комфортный гидромодуль. Сахарную брагу перед перегонкой осветляем, желательно бентонитом. Первый перегон проводим как можно быстрее.
- Возможно самый важный вывод — порядок и концентрация выхода некоторых компонентов из браги или спирта-сырца не зависит напрямую от температуры кипения этих примесей, а характеризуется коэффициентом испарения, который зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Головные фракции могут идти в хвостах, а хвосты в головах. Причем компонент может менять свое поведение в процессе перегонки по мере испарения этанола.
Заключение
Вот к таким выводам я пришел. Это только вводная статья, которая оставляет больше вопросов, чем ответов.
В дальнейшем я планирую более подробно изучить вопрос с коэффициентом испарения.
Процессы перегонки браги из различного сырья. Конечно приготовление зерновых и плодово-ягодных дистиллятов это своего рода искусство, которому научить невозможно. Но какие-то общие рекомендации выработать думаю можно. Точнее они наверняка уже есть — профильной литературы выпущено огромное множество и на форумах очень много полезной, хоть и разрозненной информации. Осталось ее только изучить, сгруппировать и выложить на блоге. Всего ничего
Надеюсь эта статья даст начало очень интересной серии — хочется изучить состав браг, сделанных из различного сырья и определить какие-то общие правила их перегонки.