С понятием «спирт», «спиртовой раствор» мы сталкиваемся впервые в школьные годы, когда ставим опыты на уроках химии. Но с течением времени знания, полученные в период учебы, «испаряются» вследствие отсутствия возможности применения на практике.
Между тем кое-что из этих школьных знаний может пригодиться. Так температуру замерзания и кипения полезно знать всякому, кто желает научиться отличать качественную водку от подделок, а также …автомобилистам. Поговорим об этом чуть подробнее.
В большинстве случаев, говоря о спирте, мы имеем в виду этиловый – тот самый вид, который используется при производстве алкоголя. Его характеристиками являются температура замерзания и температура кипения. Так вот, если принять во внимание чистый этиловый спирт, то замерзнет он при очень низкой температуре: -110ºС.
Что значит «замерзнет»? Если перейти на языки химии, то это значит «перейдет из жидкого состояния в твердое ». Температуру замерзания называют еще температурой плавления. Разумеется, добиться таких значений в бытовых условиях невозможно.
Почему же иногда, достав из морозилки давно забытую там бутылку водки, мы с удивлением обнаруживаем в ней куски льда?
Водно-спиртовой раствор
Дело в том, что водка не является чистым спиртом, а представляет собой раствор воды, в котором присутствует доля спирта. В зависимости от того, какова эта доля, меняется температура замерзания.
«Разброс» значений, при которых водка подвергается кристаллизации, от -27ºС до -34ºС. Это приблизительные показатели. Чем больше этанола в водке, тем ниже будет предел, когда она сможет превратиться из жидкого алкоголя в, так сказать, «алкогольное мороженое».
Интересно следующее: процесс замерзания идет постепенно, водка загустевает, превращаясь в подобие желе, и только после этого, если температура не меняется, становится твердой. И целиком она почти никогда не замерзает.
Причина: сначала меняют свои характеристики частички воды — они становятся маленькими льдинками. Концентрация спирта в бутылке становится выше, поэтому теперь раствору требуется более низкая температура, чтобы он стал льдом.
Вряд ли в холодильнике возможно создание условий, когда градус понизится до -33 или -40. Это в быту просто технически невозможно, даже если морозильная установка исправна. Поэтому полное превращение в лед вам вряд ли доведется наблюдать, а вот куски льда в бутылке – это вполне вероятно.
Таблица замерзания водно-спиртового раствора
Вам есть что добавить к нашей статье? Мы готовы разместить ваши комментарии по теме – они будут полезны для всех. Пишите, будем делиться знаниями!
Чтобы понять «физику» ректификации спирта
рассмотрим основные свойства абсолютизированного 100%-ного этилового спирта:
- температура кипения = 78,3°C при 760 мм рт.ст.
- плотность жидкости = 790 кг/м3 при 20°С
Известно, что этиловый спирт прекрасно растворяется в воде, образуя бинарную водно-спиртовую смесь с любым количеством спирта. Здесь нужно обозначить разницу между массовой и объёмной концентрацией этанола в водно-спиртовом растворе. Массовая концентрация спирта - это масса спирта в массе раствора (обозначается как г/г или %масс.).
Чаще применяется понятие объёмной концентрации - это объем спирта в объеме смеси (обозначается как мл/мл или %об.). Величины объёмной и массовой концентраций из-за значительной разницы в плотности спирта (0,79 г/мл) и воды (1 г/мл) могут существенно различаться. В дальнейшем здесь будет использоваться только понятием объёмной концентрации.
Понятно, что температура кипения раствора двух жидкостей должна находиться между их индивидуальными температурами кипения - 100°C для воды и 78,3°C для этилового спирта (при 760 мм рт. ст.). Зависимость температуры кипения (парообразования) этого раствора, или, что то же самое, температуры насыщенного водно-спиртового пара от концентрации спирта в парах показана на рис. 1.
Особого внимания на этом графике заслуживает точка А с концентрацией 96,4% и с температурой кипения меньше температуры кипения 100%-ного этилового спирта.
Нагляднее всего процессы дистилляции и ректификации этанола объяснить по кривой равновесия фаз бинарной водно-спиртовой смеси (см. рис. 2).
Из диаграммы видно, что практически вся кривая равновесия находится выше диагонали Y=X, то есть при испарении водно-спиртового раствора концентрация спирта в парах получается большей, чем в исходной жидкости. Именно это и лежит в основе процессов дистилляции и ректификации этанола.
Большое значение имеет точка (А, X=Y=97,2% объёмных) пересечения кривой равновесия фаз с диагональю. Это особая «точка азеотропа» - нераздельно кипящая жидкая смесь двух чистых компонентов, которую путём перегонки или ректификации невозможно разделить на составляющие. Максимально приближенная к точке азеотропа водно-спиртовая смесь и называется спирт-ректификат.
Используя кривую равновесия и диагональ Y=X (см. рис. 2), можно увидеть, что при простой перегонке 10%-ной бражки сначала получается самогон с концентрацией примерно 53%об. Далее, после ступеньки 10-53, можно построить следующие - 53-82, 82-88, 88-92 и т.д. Вертикальная составляющая ступеньки показывает повышение процента этанола в паровой фазе вплоть до наступления равновесия фаз (точка А). Горизонтальная составляющая ступеньки показывает конденсацию этих паров (точка пересечения горизонтали с диагональю Y=X). По диаграмме видно, что для получения спирта-ректификата из бражки с начальной концентрацией 10% теоретически должно пройти более десятка таких последовательных перегонок. На практике их должно быть намного больше, так по мере уменьшения концентрации спирта в перегонном кубе соответственно уменьшается и концентрация дистиллята. Например, на первой ступеньке 53%об. соответствует только начальному моменту перегонки. По прошествии какого-то времени концентрация спирта в бражке уменьшается и мы имеем в ней уже меньше, чем 10% спирта, в результате чего к концу первой перегонки отобранный самогон имеет среднюю крепость не 53%об., а 35-40%об.
Стоит отметить, что температура кипения этанола зависит от атмосферного давления (см. рис. 3). Причём эта зависимость достаточно существенна для процесса ректификации, когда каждая десятая доля градуса имеет значение.
В очень-очень упрощенной постановке, описанные выше «ступеньки» отдельных перегонок, но осуществляемые не по отдельности, а собранные вместе в одном аппарате и составляют процесс ректификации спирта . Такая ректификационная установка имеет еще один огромный "плюс" - параллельно с задачей получения спирта-ректификата она решает еще и задачу очистки его от примесей, имеющих отличную от спирта температуру кипения (см. таблицу в статье Физика - Простая перегонка).
Выходя за рамки нашей цели - получения спирта, с помощью ректификационной колонны можно выделить в чистом виде любое вещество (это будет особенно легко, если вы знаете температуру его кипения). Например, перегоняя настой еловых иголок, можно попробовать выделить составляющую, заведующую запахом хвои, или из настоя лепестков розы выделить вещество, отвечающее за этот цветочный запах. От самогонщика до парфюмера один шаг;o).
На самом деле ректификационные колонны бывают разных типов и имеют порой весьма сложное устройство. Более глубокое описание физико-технологических аспектов ректификации Вы можете посмотреть на сайте одного из старейших производителей
Температура кипения спирта в браге бывает разная, но не стоит думать, что поддержание оптимального режима не имеет никакого значения. Соблюдение температурного режима считается одной из важных составляющих процесса получения качественного самогона.
В процессе созревания браги температура играет чуть ли не главную роль, это правило касается и перегонки. Когда бродит брага, она выделяет тепло, при этом поддержание того или иного уровня температуры окажет непосредственное влияние на сам процесс брожения и на качество сырья.
Температура кипения спирта в браге
В процессе перегона градусы тоже измеряют не ради интереса - они помогают при отсечь «хвосты» и «головы».
Температура брожения браги для самогона зависит от нескольких факторов, оптимальным считается показатель в 25–28 градусов. Но не стоит забывать, что дрожжи в процессе жизнедеятельности, то есть при поглощении сахара и превращении его в спирт выделяют тепло.
Брагу для самогона готовят, опираясь на несколько правил. Но даже качественная бражка не превратится в самогон, который будет отличаться высокими характеристиками, при несоблюдении температурного режима.
Итак, советы по поддержанию температуры, или правила изготовления качественного сусла:
- «правильная» бражка бродит при температуре в 25–26 градусов. Если температура повышается до 30 градусов, то в этом нет ничего страшного.
- Понижение температуры до 17–18 градусов может привести к тому, что дрожжи «заснут». Процесс брожения остановится, но его можно будет возобновить.
- При повышении температуры микроорганизмы прекращают работать, они просто погибают, возобновить процесс брожения не получиться. Брагу придется вылить и поставить новую.
Чтобы следить за градусами в винокуры оснащают емкость для бражки термометрами и следят за режимом. Впрочем, обращать внимание стоит не только на температуру в помещении, но и на время года.
Самогонщики советуют:
- Если на улице прохладно, в помещении тоже, то лучше всего добавить в бражку чуть больше дрожжей - это поможет ускорить процесс сбраживания. Но взамен у напитка появится характерный аромат, который можно считать визитной карточкой самогона.
- Когда в помещении стабильная температура, тепло и нет сквозняков, то можно немного изменить пропорции, добавить чуть меньше дрожжей. Это значительно не повлияет на процесс сбраживания, зато улучшит качество продукта.
- На самогон можно повлиять, используя нагреватель для аквариума, но не стоит перегревать бражку, поскольку это не приведет ни к чему хорошему. При повышении температуры до 40 градусов микроорганизмы погибают, этот процесс необратим. Если грибки просто «впали в спячку», то повышение температуры поможет их оживить.
Таблица температур
Таблица температур, которая поможет в процессе приготовления браги.
Проблемы начинаются тогда, когда температура в емкости поднимается выше 30 градусов. По этой причине стоит внимательно следить за режимом и при необходимости понизить или повысить градусы. Это поможет в конечном счёте получить продукт высокого качества, который при правильной перегонке превратится в приятный, мягкий алкоголь.
Перегонка браги: процесс и поддержание режима
Температура перегонки браги имеет непосредственное значение. Показатель контролируют, используя обычный термометр. Дистиллятор оснащен различными приспособлениями, температура в кубе отслеживается путем снятия показаний с перегонного куба. Градусы помогают провести дробную перегонку и вовремя закончить отбор той или иной фракции.
Процесс испарения подразделяется на несколько этапов. Вода испаряется при одной температуре, спирт - при другой, а сивушные масла начинают кипеть при третьей температуре.
Чтобы получить продукт высокого качества, отделить спирт от сивухи и получить неплохой самогон, поможет контроль за показателями.
Процесс можно разделить на несколько этапов:
- Первый этап: держим показатель на уровне в 63–68 градусов.
- Повышаем градус до 78.
- 85 градусов - начинаем отбор «хвостовой» части.
Если дистиллятор и брагу, которая залита в перегонный куб, нагреть до 65–67 градусов, то начнется испарение сивушных масел и спирта. Появятся первые капли заветной огненной воды. Но пить ее не рекомендуют. В народе такой самогон называют перваком и считают его качественным и крепким. На деле же эту смесь сложно назвать самогонкой.
В перваке содержится огромное количество примесей начиная с метилового спирта и заканчивая ацетоном. Такой напиток быстро опьяняет, он вызывает тяжелое отравление, сильно «бьёт» по почкам и печени. Пить первак не стоит, его собирают в отдельную емкость и используют только для технических нужд.
В среде винокуров первак называют «головами», их отсекают и не используют, употреблять их нельзя. От общего объёма в процентном соотношении количество первака составляет около 8–10%.
Когда показатель поднимается до 63 градусов, нагрев идет на максимальной температуре, потом градус снижают, в это время температура должна быть около 64–68 градусов. Если показатель не снизить, то возникнут проблемы: брага попадет в холодильник и другие части дистиллятора, а самогон в итоге приобретет характерный запах сивухи и мутный цвет. Даже если используется дистиллятор с сухопарником, это не поможет спасти алкоголь от ухудшения вкуса и запаха.
Исправить ситуацию поможет повторная перегонка: она значительно улучшит качество самогонки, окажет влияние на ее вкус и аромат.
Затем приступаем к новому этапу - сбору основного самогона. Желательно заменить сухопарник. Можно просто снять его и промыть в холодной воде, а потом подставить емкость для сбора основного продукта. При этом температуру поддерживают на уровне 78 градусов, именно в этот момент и начинает активно испаряться спирт. При конденсате (столкновении холодной воды и паров спирта) начинается процесс выделения дистиллята.
Когда показатель достигнет 78 градусов, начнется выделение так называемого «тела», которое можно использовать для употребления вовнутрь.
Постепенно температура будет повышаться, параллельно этому выход продукта снижается. Когда жидкость нагревается до 85 градусов, начинают выделяться сивушные масла. Попадание сивухи в основной продукт меняет его качество: цвет самогонки становится мутным, она будет иметь неприятный, резкий запах.
Впрочем, на этом процесс перегонки не заканчивается. Приступаем к третьему этапу, который называют отбором «хвостов».
При температуре в 85 градусов и выше в основе сохраняется определенное количество спирта. Но его настолько мало, что получить продукт в чистом или относительно чистом виде уже не получиться. По этой причине самогонщики приступают к отбору последней части.
Фракция под названием «хвосты» обладает невысокой крепостью и резким запахом. Такой самогон будет мутным, что тоже свидетельствует о его сомнительном качестве.
Дистиллятор выдает «хвосты» до тех пор, пока крепость в струе не упадет до 20 градусов. Тогда сбор этой фракции прекращают и дистилляцию заканчивают. На этом процесс самогоноварения можно считать завершенным.
Существует и альтернатива перегонке - это вымораживание. Процесс трудоемкий, но довольно интересный. Все дело в том, что вода замерзает при одной температуре, а спирт - при другой. Эффекта от вымораживания мало, но ради интереса можно попробовать.
Дистилляция без термометра
Зачастую под рукой просто не оказывается нужного прибора. Если по той или иной причине измерить температуру нет возможности, то можно воспользоваться опытом винокуров и прекратить отбор основного продукта при появлении некоторых признаков.
Когда стоит прекратить отбор «тела»:
- Качественный самогон хорошо горит, пламя ровное, отличается сними цветом. Когда смоченная в алкоголе бумага или салфетка плохо горит или тухнет, стоит прекратить сбор самогонки.
- Когда температура достигает 83 градусов, выход дистиллята не просто снижается, а падает до нулевой отметки, то есть полностью прекращается.
- Многим самогонщикам известно, что как только крепость в струе падает ниже 40 градусов или находится примерно в этом диапазоне, то сбор основной фракции прекращают и начинают отбирать «хвосты».
- Можно воспользоваться и другим способом - просто понюхать самогонку. Как «головы», так и «хвосты» имеют довольно резкий запах, чего нельзя сказать об основной части.
В некоторых случаях первую дистилляцию проводят без разделения на фракции, тогда температура браги при перегонке особой роли не играет. Зато при повторной переработке за градусами придется следить, в противном случае это отразится на качестве самогона, его вкусовых характеристиках и т. д.
При производстве алкоголя в домашних условиях стоит следить за всеми нюансами, контролировать процесс. Если что-то упустить, то можно получить в итоге продукт, который будет обладать невысоким качеством. Впрочем, практически любую ошибку можно исправить.
При перегонке вина основным продуктом, который переходит в дистиллят, является этиловый спирт. Но простой перегонкой нельзя получить чистый этиловый спирт; он всегда будет сопровождаться различными примесями - другими спиртами, альдегидами, сложными эфирами, летучими кислотами, которые находятся в вине (табл. 28).
В зависимости от температуры кипения все примеси можно разделить на две группы: низкокипящие с температурой кипения ниже, чем у этилового спирта, и высококипящие с температурой кипения выше 78,3°.
| Вещества | Точка кипения | Химическая формула | Примечани |
|---|---|---|---|
| Спирты одноосновные | |||
| Метиловый | 65,0 | CH 4 O | - |
| Этиловый | 78,3 | C 2 H 6 O | Приятный запах и вкус |
| Пропиловый | 97,4 | C 3 H 8 O | Приятный острый запах |
| Изопропиловый | 82,1 | C 3 H 8 O | - |
| Бутиловый | 117,5 | C 4 H 10 O | Приятный запах |
| Изобутиловый | 108,4 | C 4 H 10 O | Сильный запах, жгучий вкус |
| Амиловый (оптически деятельный) - главная составная часть сивушных масел | 128,0 | C 5 H 12 O | Неприятный удушливый запах |
| Изоамиловый | 132,0 | C 5 H 12 O | - |
| Гексиловый и другие вые шие спирты (в весьма незначительном количестве) | 157,2 | C 6 H 14 O | Приятный запах |
| Двуатомные спирты | |||
| Изобутилгликоль | 178,5 | C 4 H 11 O 2 | Без запаха, сладковатый |
| Глицерин | 275,0 | C 3 H 8 O 3 | Без запаха, сладкий вкус |
| Альдегиды | |||
| Уксусный | 20,8 | C 2 H 4 O | Безвкусные жидкости с резким неприятным запахом, продукты непрочного окисления спиртов; окисляясь, переходят в уксусную кислоту |
| Пропиловый | 50,0 | C 3 H 6 O | |
| Масляный | 75,0 | C 4 H 8 O | |
| Фурфурол | 162,0 | C 3 H 4 O | Запах горького миндаля |
| Эфиры | |||
| Муравьиноэтиловый | 54,15 | C 3 H 6 O 2 | Приятный запах |
| Уксусноэтиловый | 77,05 | C 4 H 8 O 2 | |
| Изомасляноэтиловый | 110,1 | C 6 H 12 O 2 | |
| Изовалериановоэтиловый | 134,3 | C 7 H 14 O 2 | |
| Кислоты | |||
| Углекислота | - | CO 2 | - |
| Уксусная | 118,1 | C 2 H 4 O 2 | Образуется окислением этилового спирта |
| Пропионовая | 140,9 | C 3 H 6 O 2 | - |
| Масляная | 162,3 | C 4 H 8 O 2 | Неприятный запах прогорклого масла |
| Валериановая | 185,6 | C 5 H 10 O 2 | Продукт окисления амилового спирта, неприятный запах |
| Капроновая | 205,0 | C 6 H 12 O 2 | - |
| Энантовая | 223,5 | C 7 H 14 O 2 | - |
Количество низкокипящих примесей незначительно и изменяется в зависимости от состава перегоняемого вина и способа перегонки. Часть примесей, кипящих при более высокой температуре, нежели этиловый спирт, составляют высшие спирты. Многие из этих спиртов обладают резким запахом и неприятным вкусом, а поэтому их заметное присутствие в молодых коньячных спиртах понижает качество последних. При получении коньячных спиртов принимают меры к удалению нежелательных примесей, что достигается фракционированной перегонкой.
Помимо спиртов, перегоняются также альдегиды: уксусный, пропиловый, масляный и из высших альдегидов - фурфурол, получающийся в процессе перегонки из пентоз.
При перегонке переходят в отгон также летучие кислоты: уксусная, молочная и другие - и сложные эфиры. Из кислот наибольшее значение имеет уксусная. При перегонке нормальных здоровых вин количество ее в дистилляте бывает незначительно, причем часть уксусной кислоты в процессе перегонки участвует в образовании эфиров. Больные вина при перегонке дают дистиллят со значительным количеством уксусной кислоты, которая нередко делает спирт совершенно непригодным для производства коньяков.
Из эфиров, переходящих из вина в коньячный спирт, прежде всего надо указать на уксусноэтиловый эфир, количество которого, как и уксусной кислоты, зависит от состояния перегоняемого вина. При перегонке больных вин в дистиллят может перейти значительное количество уксуоноэтилового эфира, что, конечно, неблагоприятно отразится на вкусе и аромате коньячного спирта. Кроме уксусноэтилового эфира, в коньячный спирт переходят содержащиеся в вине в незначительных количествах другие сложные эфиры, которые весьма разнообразны в зависимости от кислот и спиртов, участвовавших в их образовании.
В процессе дистилляции не происходит полного перехода этих эфиров в отгон; перегоняется более или менее значительная их часть, в зависимости от условий дистилляции. Эфиры, переходящие в отгон, могут также образоваться при нагревании в процессе дистилляции, а с другой стороны, находящиеся в вине эфиры в тех же условиях могут разрушаться в результате гидролиза (омыления).
Перегонка вина для получения коньячного спирта начинается вскоре после окончания сезона виноделия и продолжается не дольше, чем до 1 мая следующего за урожаем года. Обычно после снятия вина с дрожжевого осадка, не дожидаясь полного осветления, приступают к его дистилляции.
Отличие в получении коньячных спиртов и этилового ректификованного спирта состоит в том, что при производстве ректификованного спирта стремятся, по возможности, полностью его очистить от летучих примесей. В коньячном производстве, наоборот, принимают меры, чтобы сохранить часть этих примесей (в среднем погоне), так как они обусловливают развитие при выдержке спиртов особых характерных для них аромата и вкуса коньяка.
Поэтому процесс дистилляции коньячных виноматериалов и сырого коньячного спирта, подчиняющийся общим законом дистилляции, требует от коньячного мастера особого подхода и умения направлять его в желательную сторону для получения такого дистиллята, который содержал бы определенные примеси и при выдержке мог бы развить специфические качества, присущие коньячным спиртам.
Процесс перегонки (дистилляции) жидких смесей основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают различной летучестью, т. е. при одной и той же температуре обладают различной упругостью паров.
Вследствие различия упругости паров жидкостей, составляющих смесь, состав пара и, следовательно, состав жидкости, получающейся при конденсации этого пара, будет отличаться от состава начальной перегоняемой смеси; в паре более летучего компонента будет содержаться больше, чем в перегоняемой жидкости.
В своем простейшем виде перегонка сходна с процессом выпаривания, однако между ними имеется существенная разница. При выпаривании имеют дело с растворами, состоящими из летучего растворителя и нелетучего растворенного твердого вещества. В результате выпаривания удаляется часть растворителя и повышается концентрация раствора, причем остаток, не превратившийся в пар, представляет собой конечный продукт процесса выпаривания.
При дистилляции имеют дело с растворами, у которых и растворитель, и растворенное вещество обладают летучестью, вследствие чего при испарении таких растворов в пар превращается одновременно и растворитель, и растворенное вещество в количествах, соответствующих их летучести. В результате перегонки получается полное или частичное разделение раствора на составляющие его компоненты.
Между жидкостью (смесью) и паром над ней в закрытом сосуде устанавливается подвижное фазовое равновесие: вследствие теплового движения молекул из жидкости в паровое пространство в единицу времени переходит столько же молекул, сколько переходит обратно из пара в жидкость.
Если вино подвергают перегонке, то пары всегда богаче спиртом, чем кипящее вино, потому что спирт более летуч, чем вода. В практике перегонки вина наблюдается, что когда вино на половину испарится, то весь спирт из него улетучивается. В этом случае возможно сконденсировать и собрать в продуктах перегонки, имеющих половинный объем по сравнению со взятой жидкостью, все количество содержавшегося в жидкости спирта. Повторяя ту же операцию с полученным конденсатом до полного улетучивания спирта, получают то же количество спирта в еще меньшем объеме, т. е. он будет более концентрированным. Таким образом, можно отделить спирт от воды до предела, зависящего от устройства применяемого аппарата, и получить спирт высокой крепости.
Крепостью водно-спиртового раствора (этилового спирта) называется процентное содержание безводного спирта в данном растворе. Крепость выражают в весовых процентах, показывающих весовое содержание спирта (в г ) в 100 г раствора, или в объемных процентах, показывающих объемное содержание спирта (в мл) в 100 мл раствора. Значительно реже прибегают к измерению содержания граммов спирта в 100 мл раствора (концентрационные проценты). Объем раствора изменяется в зависимости от температуры. Поэтому крепость водно-спиртового раствора в объемных процентах относится к одной температуре, называемой нормальной.
ГОСТ 3639-50 «Растворы водно-спиртовые. Методика определения крепости» предусматривает, что крепость водно-спиртового раствора выражается в объемных процентах при нормальной температуре +20°. Объем водно-спиртового раствора выражается в литрах при температуре раствора 4-20°. Отсюда вытекает, что в 100 л водно-спиртового раствора крепостью, например, 45% об. при 20° содержится 45 л безводного спирта.
Этиловый спирт кипит при температуре 78,3° (при давлении 760 мм рт. ст.), а температура кипения смеси воды со спиртом тем более приближается к температуре кипения воды (100°), чем больше ее относительное содержание в смеси. Так как этиловый спирт испаряется быстрее, чем вода, то перегоняемая смесь по своему составу постепенно приближается к воде.
Для характеристики процесса перегонки особое значение имеет соотношение между содержанием спирта в водно-спиртовых смесях, точкой кипения этих смесей и содержанием спирта в парах, выделяющихся при кипении. В табл. 29 приводятся крепости дистиллята, полученного однократной перегонкой водно-спиртовой смеси известной крепости.
Из табл. 29 видно, что с увеличением содержания спирта в ререгоняемой жидкости его концентрация в выделяющихся из шее парах относительно увеличивается и соответственно уменьшается степень достигаемого укрепления - коэффициента укрепления, который с повышением крепости подлежащей перегонке, жидкости непрерывно уменьшается.
В зависимости от режима (типа применяемого аппарата) при перегонке вина соотношение содержания спирта в кипящем Вине и конденсируемых парах на огневых кубовых аппаратах и паровых, работающих по методу двойной перегонки, по исследованиям Фалькович , изменяется следующим образом (табл. 30).
Эти Данные еще раз подтверждают, что при постепенном падении содержания спирта в вине оно будет образовывать пары все более и более бедные спиртом.
Подлежит специальному рассмотрению вопрос о поведении метучих примесей этилового спирта, заключающихся в вине, в процессе перегонки.
Предположение, что порядок перехода летучих примесей в Ютгон связан лишь с температурой кипения, должно быть решительно отвергнуто. Установлено, что процесс очистки этилового Спирта от примесей обусловлен степенью растворения этих примесей в водно-спиртовых растворах. Возможность отделения примесей в процессе перегонки зависит от коэффициента ректификации данной примеси [Фертман, 123], который представляет собой отношение коэффициента испарения примеси к коэффициенту испарения этилового спирта.
| Огневые кубовые аппараты | Паровые аппараты, работающие по методу двукратной перегонки | ||
|---|---|---|---|
| содержание спирта в конденсированных парах | содержание спирта в кипящей жидкости в % об. | содержание спирта в конденсированных парах в % об. | |
| 28,3 | 76,3 | 22,3 | 77,7 |
| 20,5 | 73,1 | 20,6 | 75,6 |
| 15,4 | 68,4 | 15,5 | 70,2 |
| 10,0 | 58,5 | 10,0 | 61,0 |
| 9,1 | 54,3 | 8,3 | 57,7 |
| 7,4 | 51,8 | 7,8 | 57,3 |
| 6,4 | 48,3 | 6,5 | 52,5 |
| 3,4 | 34,0 | 3,3 | 39,2 |
| 0,7 | 9,4 | 1,5 | 20,0 |
В табл. 31 приведены значения коэффициентов ректификации (по Фертману) для некоторых основных примесей этилового спирта, а на рис. 178 они даны графически.
| Крепость спирта в % об. | Уксусный альдегид | Изоамиловый спирт | Муравьиноэтиловый эфир | Уксуснометиловый эфир | Уксусноэтиловый эфир | Уксусноизоамиловый эфир | Изовалериановоэтиловый эфир | Изовалериановоизоамиловый эфир | Изомасляноэтиловый эфир |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 95 | 3,29 | 0,22 | 5,08 | 3,78 | 2,09 | 0,549 | 0,797 | 0,299 | 0,897 |
| 90 | 3,34 | 0,26 | 4,01 | 1,07 | 2,37 | 0,688 | 0,882 | 0,434 | 1,07 |
| 80 | 3,25 | 0,36 | 4,25 | 1,30 | 2,77 | 0,74 | 1,20 | 0,463 | 1,30 |
| 70 | 3,08 | 0,44 | 4,61 | 1,96 | 3,07 | 0,94 | 1,45 | 0,700 | 1,96 |
| 60 | 2,86 | 0,61 | 4,92 | 3,23 | 3,30 | 1,307 | 1,76 | 1,00 | 3,23 |
| 50 | - | 0,80 | 5,26 | - | 3,86 | 1,886 | - | - | - |
| 40 | - | 1,05 | 5,83 | - | 4,77 | - | - | - | - |
| 30 | - | 1,30 | - | - | 5,43 | - | - | - | - |
| 25 | - | 2,02 | - | - | 5,47 | - | - | - | - |
| 10 | - | - | - | - | 5,69 | - | - | - | - |
Когда коэффициент ректификации больше единицы, примесь становится головной, когда меньше единицы - хвостовой. Таким образом, станет ли в том или ином аппарате, например, сивушное масло головным или хвостовым погоном, будет зависеть от коэффициента ректификации изоамилового спирта - главной составной части сивушного масла.
Коэффициенты ректификации неодинаковы для различных примесей при одном и том же содержании этилового спирта в перегоняемой смеси. Коэффициент ректификации одной и той же примеси изменяется при различной крепости спирта. Таким образом, одни и те же летучие примеси, в зависимости от содержания этилового спирта в перегоняемой жидкости, могут быть головными или хвостовыми погонами. Так, например, если этиловый спирт в перегоняемой жидкости содержится в количестве не более 42% об., то изоамиловый спирт, являющийся основной составной частью сивушного масла, испаряется быстрее этилового. Если же содержание этилового спирта в перегоняемой жидкости превышает 42% об., то изоамиловый спирт по отношению к нему будет хвостовым погоном.
Всем привет!
В последнее время мне часто задают вопросы следующего плана — при какой температуре гнать самогон? Или, как гнать самогон по термометру, установленному в перегонном кубе? И тому подобные.
Действительно, такие вопросы появляются у большинства начинающих винокуров. Сегодня я постараюсь ответить на эти вопросы и расскажу, нужен ли вообще термометр в самогонном аппарате и что он нам дает.
Прежде всего хочу обратить внимание, что данная статья посвящена работе на классическом самогонном аппарате, состоящем из бака и охладителя. Ну или еще сухопарника между баком и дистиллятором. Термометр установлен в перегонном кубе.
Для более сложного оборудования существуют иные правила. Например для работы на пленочной колонне у меня есть отдельная статья .
Что дает термометр в самогонном аппарате
Сейчас я тезисно перечислю преимущества данного устройства, а в следующем разделе объясню как реализовать их на практике.
- Возможность точно определить начало перегонки, следовательно сэкономить на воде, включив ее подачу только тогда, когда это необходимо.
- Определить начальную крепость браги.
- Определить текущую крепость самогона на выходе из холодильника, следовательно отпадает необходимость использования ареометров при перегонке.
- Вовремя перейти с отбора тела на отбор хвостов.
- Вовремя закончить отбор хвостов и всю перегонку.
- Рассчитать остаток спирта в кубе.
Как контролировать процесс перегонки по температуре
Как известно, этиловый спирт кипит при температуре 78,4 °C (при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст). Но брага или спирт-сырец являются водно-спиртовым раствором (примесями пренебрегаем), а следовательно и температура кипения этого раствора иная и зависит от содержания в нем этанола. Причем определенное количество спирта в браге соответствует определенному количеству спирта в парах, поступающих в охладитель.
Ниже привожу таблицу зависимости температуры кипения браги (или сырца) от содержания в ней спирта.
Табличка простая, но я все же поясню, как ей пользоваться.
- При перегонке браги
- Допустим, вы залили 10 литров браги.
- Брага закипела и отбор пошел при 92 градусах, следовательно крепость жидкости приблизительно равна 12%. Только ориентироваться надо не на самые первые капли, а когда пойдет веселая струйка и температура стабилизируется. У меня вчера первые капли появились на 88-89 градусах, но температура очень быстро добралась до 93 и потом стала повышаться очень медленно — на 0,1 градуса. Вот на эту цифру и надо ориентироваться.
- Гоним самогон до 98-99 °C в зависимости от вашей жадности и терпения. Я обычно гоню до 98. До 100 градусов все же не советую — потери продукта будут незначительными, а время потратите много и при этом соберете много ненужных примесей.
- При перегонке спирта-сырца
- Залили, скажем, 20% сортировку.
- По таблице определяем, что температура закипания смеси 88-89 градусов. Следовательно раньше 80 °C воду включать необходимости нет и ее можно поберечь.
- В большинстве методик, да и у меня в статье про дистилляцию , рекомендуется отбирать тело до 40% в струе (или пока горит). Это соответствует температуре 95-96 °C. Т.е. при таком нагреве можно переходить к отбору хвостов. Забегая вперед хочу сказать, что по моим последним данным, переходить к хвостам лучше при 93-94 °C. Да, так мы отправляем большое количество спирта в хвосты, но из этих хвостов потом можно будет отжать еще приличное количество самогона хорошего качества. Почему надо заканчивать отбор тела при 93 °C я расскажу в одной из следующих статей, когда упорядочу полученную информацию.
- Отбираем хвосты до 98-99 градусов.
