Процесс образования самогона из браги основан на разнице температур кипения веществ, из которых эта брага состоит. При одном и том же давлении, вода закипит при 100°С, а этиловый спирт уже при 78°С. Все остальные примеси так же имеют свою температуру кипения. Знание этих параметров помогает выделить спирт из браги, получив самогон, частично избавленный от вредных примесей. Различают три этапа перегонки.
На первом этапе отделяется начальная я фракция выделяемого продукта. Она называется « головы». Дело в том, что ряд ядовитых примесей имеют температуру кипения ниже, чем у этилового спирта.
Выделяться они начинают раньше и в основном, это происходит на первоначальном этапе перегонки. Этими веществами являются уксусный альдегид, метиловый спирт, уксусно-метиловый эфир и муравьино-этиловый эфир. Температура их кипения 65-68 °С. Начальная фракция продукта имеет их довольно высокую концентрацию. В народе такой самогон называется «первак» или «первач» и пользуется определенной популярностью, так как имеет более сильные опьяняющие свойства. Но на самом деле это яд, и его употребление может иметь печальные последствия. Поэтому эту фракцию собирают в отдельную посуду и используют только для технических нужд. Порядок действий следующий. Сначала брага используется максимальный нагрев. По достижению температуры паров 63°С следует снизить мощность нагрева, дабы плавно выйти на температуру 65-68 °С. На этом этапе начинают выделятся первые капли, это и есть «головы». Температура постепенно повышается и по достижении 78°С, головы отбирать заканчивают, и начинается сбор основной фракции, «тела». Так как при такой методике отбор продукта идет медленно, покапельно, то этот этап занимает значительное количество времени. Взамен получаем экономию этилового спирта, который при такой температуре плохо испаряется. Объем «головной фракции» должен составлять около 10-15% от ожидаемого объема самогона.
Начинается отбор второй фракции. Она называется «тело» или «пищевая». Это основная по объему фракция самогона и именно она идет в употребление. Следует сменить емкость для сбора самогона. Если в конструкции самогонного аппарата есть сухопарник, то его тоже надо заменить после отбора «головной» фракции. Оптимальный температурный режим для выделения этой фракции 80-83°С. Отбор этой фракции прекращается при достижении парами температуры 85°С, так как начинают испаряться сивушные масла. Также сигналом к прекращению отбора основной фракции, служит прекращение воспламенение самогона и падение его крепости ниже 40%.
Переходим к третьему этапу перегонки. На этом этапе отбирается «хвостовая» фракция,или попросту «хвосты». Эта порция также собирается в отдельную емкость. Она богата сивушными маслами и в употребление не идет. Её добавляют в следующую порцию браги для перегонки, или используют для технических целей.
Температура в описании процесса, это температура паров перед холодильником или в верхней части колонны. Температура в перегонном кубе будет выше. Эта температура ближе к температуре кипения браги. Она зависит от спиртуозности браги, то есть содержания спирта. В предлагаемой таблице можно посмотреть, как меняются соотношения этих параметров.
Данные в таблице соответствуют оборудованию без укрепляющих сухопарников, колонок и выпарных модулей. Вы можете путем измерений отредактировать её и сделать более соответствующей вашему самогонному аппарату. Зная крепость браги можно определить температуру закипания и при приближении к ней снизить нагрев. Это предотвратит забрасывание браги в холодильник что существенно снижает качество самогона. Так же крепость отбираемого продукта в 40% будет соответствовать температуре в кубе 96°С, на этом этапе можно переходить к сбору «хвостовой» фракции.
При производстве домашнего самогона необходимо знать, какая температура браги при перегонке. Все этапы технологии необходимо тщательно контролировать, если вы хотите получить качественный продукт на выходе.
Важна как температура перегонки браги, так и температура брожения.
Обычно для этого используют стандартные электронные или биметаллические термометры, встроенные в оборудование. Можно использовать и обычный спиртовой, например, для измерения нагрева пара в барботере, если он имеется.
Температурный режим подготовки браги
Какую бы брагу вы ни использовали, основной ее компонент - вода. Поэтому несколько слов о воде. Вода должна быть чистой и мягкой. Можно использовать родниковую или колодезную, можно питьевую покупную, можно и воду из водопровода, только последнюю необходимо предварительно дать отстояться, но не кипятить. В кипяченой воде мало кислорода, который необходим для того, чтобы поддерживался процесс брожения.
Используйте для браги только некипяченую воду, в которой больше кислорода, необходимого для брожения
Для поддержания процесса брожения в активном состоянии необходимо поддерживать температуру браги в интервале от 24 до 28 °C. Не забывайте о том, что брожение - это химический процесс, проходящий с выделением энергии, поэтому с активацией брожения она может повышаться.Нельзя поднимать температуру выше 30 °C, иначе бактерии, поддерживающие брожение, начнут погибать.
Нижний температурный предел - 18 °C, при нем брожение может остановиться, и если не принять необходимых мер, сусло скиснет и пропадет.
Температурный режим перегонки браги в самогон
Прежде чем говорить о том, при какой температуре перегонять брагу, нужно представлять весь процесс в общем. Не все содержащиеся в перебродившем сусле вещества пригодны для употребления их в качестве напитков.
Брагу перегоняют в три этапа
В процессе брожения в браге образуется масса вредных для здоровья веществ: сивушные масла, летучие эфиры, метиловый спирт, ацетон и др.
Дистилляция, или перегонка, - это процедура разделения различных веществ, используя различия в их температуре кипения.
Сам процесс перегона имеет 3 этапа.
- Бражка состоит в основном из воды и спирта. Температура кипения воды 100 °C, спирта — 78 °C. Но на практике испарение спирта начинается при 63-65 °C. Брагу активно нагревают до этой температуры, затем скорость нагрева снижают и начинают гнать первак или, как его еще называют, - головы. При начальном прогоне начинают кипеть легкие эфиры и метиловый спирт, имеющие наименьшую температуру кипения, поэтому этот продукт употреблять внутрь нельзя, он ядовит и вреден для здоровья. Если у вас дистиллятор с сухопарником, в нем тоже начнет конденсироваться жидкость, это часть сивушных масел и ацетон. Количество первака приблизительно равно 5% от объема сусла, поэтому чтобы понять, когда начинать отбирать основную массу самогона, можно ориентироваться и на температуру, и на объем. Этиловый спирт, который нужен, начинает кипеть при температуре 78 °C, поэтому, когда температура достигнет требуемой, нужно поменять приемную посуду и, если вы гоните с сухопарником, сменить его.
- Для отбора основной массы продукта температура браги при перегонке должна быть в диапазоне от 78 до 85 °C. Необходимо не допускать резких скачков температуры, вследствие которых кипящая брага может попасть в готовый продукт. Для того чтобы застраховаться от подобных случаев, используют барботер. Перегоняемый самогон постепенно теряет градус, ориентироваться в завершении процесса еще можно, поджигая бумажку, смоченную спиртом. Если она не горит, значит, процесс завершен. А также о завершении процесса говорит отсутствие выхода жидкости из змеевика, оттуда выходит только пар.
- Основную массу самогона удалось выгнать, но в оставшейся браге еще остается какая-то часть спирта, так называемые хвосты. Их выгоняют, поднимая температуру выше 85 °C, но используют только для добавления браги в самогон, чтобы добавить крепости следующей порции, в хвостах самая большая концентрация сивушных масел. Головы можно использовать для технических нужд, но лучше просто вылить в канализацию. В них слишком большая концентрация отравляющих веществ, чтобы держать их дома.
Какие использовать термометры?
Для контроля за производственным циклом перегонки алкоголя можно использовать 3 вида термометров: биметаллические, электронные и обычные спиртовые. Наиболее точные - электронные, их недостаток только в их хрупкости. Заводские самогонные аппараты разработчики обычно комплектуют биметаллическими термометрами, они заключены в металлический корпус и не боятся ударов и механических воздействий. Подробне о перегонке браги смотрите в этом видео:
Особой необходимости в замене их на электронные нет, технология перегонки не требует особенной точности, погрешность биметаллических термометров вполне допустима. Но если вы собираете установку самостоятельно, то термометры рекомендуется монтировать в гильзе, чтобы они измеряли температуру браги, а не перегонного куба.
Если вы используете барботер, в него тоже можно поставить обычный спиртовой термометр.
С его помощью проще определять, когда нужно отсекать хвосты.
Соблюдение температурного режима - одно из важнейших правил самогоноварения, обеспечивающее сохранность оборудования и безопасность винокура. От того, при какой температуре нужно гнать самогон, также зависит чистота дистиллята и его крепость. Выбрать оптимальный режим можно самостоятельно, экспериментальным путем, или воспользоваться готовыми рекомендациями.
Температурный режим при перегонке браги необходим для разделения ее на отдельные фракции. С точки зрения химии, сусло представляет собой набор из нескольких компонентов:
- этилового спирта;
- воды;
- эфирных масел;
- альдегидов и прочих соединений.
Физико-химические свойства этих компонентов различны. Температура кипения воды, например, составляет 100 градусов, а этанола - 78–83. Сивушные масла и прочие нежелательные элементы дистиллята условно делятся на две группы: одна закипает при 60–70 градусах, другая - при 90–95. Таким образом, правильно выставленная температура браги при перегонке позволит выделить «голову», «тело», «хвосты» и получить максимально чистый и качественный напиток.
Технология разделения фракций должна осуществляться по таким принципам:
- Первая порция отобранного продукта нужна для отсечения «голов». Она должна быть равна примерно 10 % от общего объема жидкости. На этом этапе отбирается первак, который годится лишь для технического применения.
- Вторая порция - это «тело» напитка, качественный и чистый дистиллят. Его можно пить в таком виде или использовать как основу для приготовления сложных рецептов.
- Третья порция - «хвосты», или сивушные масла и примеси. Небольшое количество можно залить в дистиллят для повышения крепости и устойчивости напитка.
Диапазон в градусах
С точки зрения температурного режима, процесс перегонки делится на следующие этапы.
Температура 0–68 °С
На начальном этапе брагу нагревают до 63 градусов, а затем плавно доводят до 65–68. Изменение температуры должно быть постепенным, чтобы ненужные соединения успели закипеть.
В этом диапазоне продукт очищается от таких химических соединений:
- уксусного альдегида;
- муравьино-этилового эфира;
- муравьино-метилового эфира;
- метилового спирта.
Именно эти фракции и составляют так называемые головы дистиллята. После их отбора следует заменить сухопарник или очистить его.
Температура 78–85 °С
На этапе сбора «тела» температуру плавно повышают до 78 градусов. Режим нужно соблюдать как можно дольше, чтобы собрать максимальное количество этилового спирта. Допускается медленное повышение температуры до 85 градусов, но не более.
Температура выше 85 °С
Отбор «хвостовых» фракций - самый быстрый этап. Подогрев можно усилить, подняв температуру выше 85 градусов. В конце перегонки в кубе остается еще небольшое количество спирта, но он смешан с муравьиной кислотой, масляно-этиловым эфиром, амиловым спиртом. Эти вредные соединения имеют точку кипения выше 100 градусов.
Как обойтись без термометра?
Не все самогонные аппараты оснащены встроенным градусником. В таком случае узнать, до какой температуры следует гнать самогон, можно одним из таких способов:
Прислушаться к запаху, исходящему от дистиллята. Окончание выхода «головных» фракций всегда сопровождается резким специфическим запахом, так пахнут вредные примеси.
Использовать спиртометр. «Хвостовые» фракции обладают меньшей крепостью, чем «тело» напитка. Показатели спиртометра ниже 40 градусов указывают на выход сивушных масел.
Следить за процессом выхода дистиллята. Если он снизился до нуля, значит, температура превысила 83 градуса.
Можно использовать и более оригинальный народный метод: смочить бумагу в выходящем дистилляте и поджечь. Если пламя будет разгораться неохотно, отбор продукта пора прекращать.
Соблюдая температурный режим при выгонке самогона, вы получите отличное спиртное.
Поддержка оптимальной температуры перегонки дает на выходе кристально чистый самогон без запаха и вредных примесей. Это один из важнейших этапов самогоноварения, не зная основ которого нельзя рассчитывать на хороший результат. Без соблюдения технологии дистилляции даже из самой лучшей браги получится плохой самогон.
Теоретические аспекты
Температура кипения и летучесть примесей
Самое распространенное заблуждение среди начинающих самогонщиков гласит, что примеси испаряются пропорционально своей температуре кипения. На самом деле это в корне не так: летучесть примесей, то есть их способность покидать кипящую жидкость, никак не связана с температурами кипения этих примесей.
Рассмотрим классический пример о метаноле и изоамилоле. Пусть в куб залито сырье следующего состава (см. таблицу).
Доведем смесь до кипения (температура в кубе около 92 °C) и отберем небольшое количество дистиллята так, чтобы состав кипящего сырья практически не изменился. Каким будет состав отобранного дистиллята? Для воды и этилового спирта изменение концентраций можно легко найти по кривой равновесия или таблицам: концентрация спирта возрастет с 12 до 59%.
Кривая равновесия воды и этилового спирта Чтобы определить изменение концентрации примесей, воспользуемся графиком коэффициентов ректификации (крепость в процентах от объема – на верхней горизонтальной оси).
При крепости сырья 12% коэффициент ректификации (Кр) метилового спирта равен 0,67, а Кр изоамилола – 2,1. Значит, содержание метанола в отборе уменьшится, а изоамилола – возрастет в два раза. В результате получается.
Вторая таблица доказывает независимость скорости испарения примесей от температуры их кипения. Метанол с температурой кипения 65 °C медленнее покидает куб, чем изоамилол с температурой кипения 132 градуса.
Это происходит потому что концентрация этих примесей мала. Если бы количество метанола и изоамилола было сопоставимо со спиртом и водой, эти вещества заявили бы о своем праве на испарение в количестве, соответствующем разнице их температур кипения, и стали бы полноправными составляющими раствора.
Испаряемость примесей в концентрации менее 2% полностью зависит от того, с какой силой их одинокие молекулы удерживаются водно-спиртовым раствором (преобладающими в составе веществами). Это можно сравнить с тем, как папа и мама не спрашивают ребенка с какой скоростью бежать на автобус – взяли за руки и галопом.
Так и с примесями. Когда в растворе одну маленькую молекулу метанола окружает толпа молекул воды, то они легко удерживают её рядом с собой. Поскольку молекула метанола меньше этанола, то воде удерживать её намного легче. А вот изоамилол, наоборот, плохо растворяется в воде, имея с ней очень слабые связи. При кипении изоамилол вылетает из воды быстрее метанола, хотя температура его кипения в 2 раза выше.
Исследованию коэффициентов испарения или летучести различных веществ и их растворов посвятил немало своих трудов Сорель. Он составил таблицы и графики, по которым можно узнать, насколько меняется содержание веществ в парах по отношению к исходному раствору. Однако для целей винокурения графиками и таблицами пользоваться неудобно, поэтому Барбе предложил новый расчетный коэффициент, названный коэффициентом ректификации (Кр), для получения которого нужно при заданной крепости раствора разделить коэффициент испарения примеси на коэффициент испарения этилового спирта.
Коэффициент ректификации одновременно является и коэффициентом очистки, так как показывает фактическое изменение содержания примесей по отношению к этиловому спирту:
- Кр=1 – от примесей нельзя избавиться, они в том же количестве будут присутствовать в дистилляте;
- Кр>1 – в отборе примесей будет больше, чем в исходном сырье, это головные фракции;
- Кр<1 – в полученном в результате перегонки дистилляте количество примесей будет меньше, чем в исходном сырье, произойдет очистка, это хвостовые фракции.
Если примеси при высоких концентрациях спирта имеют Кр<1, а при низких Кр>1 – это промежуточные примеси. Таких абсолютное большинство. Есть еще и концевые примеси, у которых, наоборот, Кр>1 при высокой концентрации спирта, а при низкой – Кр<1.
На самом деле абсолютно головных или хвостовых примесей не так уж и много, чаще винокуры имеют дело с промежуточными. Однако если говорить о перегонке браги, то её крепость меняется во время процесса с 12% и ниже. При таких концентрациях спирта практически все примеси являются головными, независимо от температуры их кипения: изоамилол – 132 °C, ацетальдегид – 20 °C и т.д.
Примесей, проявляющих хвостовые свойства, при перегонке браги совсем немного: метанол с температурой кипения 65 градусов и фурфурол – 162 °C. Как видим, и здесь температура кипения ни на что не влияет.
Главный теоретический вывод . Примеси не выстраиваются в очередь на выход из куба в соответствии с температурами своего кипения, а испаряются в составе спиртового пара в количествах, зависящих только от их исходной концентрации и коэффициента ректификации.
Мощность нагрева и температура кипения раствора
Мощность нагрева влияет только на количество образуемого пара и никак не изменяет температуру кипения содержимого куба. В свою очередь, температура кипения раствора зависит от концентрации спирта в кубовой навалке и атмосферного давления (см. таблицу).
Чем меньше крепость, тем выше температура кипения кубовой навалки. Чем больше подаваемая мощность, тем больше пара образуется.
Дробная дистилляция
Если при кипячении смеси по пути в холодильник её пары не конденсируются на крышке и стенках куба, или эта величина пренебрежимо мала, то отбирая погон последовательно по разным банкам, получим в них разную крепость и состав дистиллята.
Это простая дробная дистилляция, управлять которой можно лишь условно, изменяя пропорции отбираемых фракций. Никакой очистки или укрепления метод не предусматривает.
Если аппарат идеально утеплить, то не зависимо от скорости отбора и мощности нагрева, на выходе будет дистиллят одинакового состава и крепости.
Парциальная конденсация
Если по пути из куба в холодильник заметная часть пара конденсируется – это парциальная конденсация.
Стенки куба, крышка и паровая труба непрерывно теряют тепло. Эти теплопотери зависят не от величины нагрева или отбора, а только от разницы температур между кубовым содержимым (жидкость и пар) и окружающим воздухом.
Следствием этого полезного при дистилляции процесса является парциальная конденсация пара, когда во флегму попадают наименее летучие его составляющие, которые потом обратно стекают в куб.
Та же часть пара, которая доходит до холодильника, содержит легколетучих составляющих больше, чем было в исходных парах. Это позволяет создавать условия для более концентрированного отбора «голов» и укреплять отбор.
Отношение веса флегмы к весу отобранного спирта называют флегмовым числом. Чем выше флегмовое число, тем больше укрепление и обогащение легколетучими составляющими отбора.
Важно также отметить, что стекающая в куб флегма прогревается, вызывая дополнительную конденсацию пара, но закипеть не успевает.
Тепломассобмен
Если флегма стекает в куб так долго, что пар успевает согреть её до точки кипения, происходит другой процесс – тепломассообмен, при котором из пара конденсируются молекулы труднолетучих веществ, а из флегмы испаряются легколетучие. Испаряется и конденсируется всегда равное количество молекул. Этот процесс лежит в основе технологии ректификации.
Как гнать самогон на обычном аппарате
Познакомившись с некоторыми вопросами теории, можно приступить к вопросу об управлении процессом дистилляции.
Аппараты для классической дистилляции строятся по схеме куб-холодильник. Добавление сухопарника облегчает отбор «тела» на высоких скоростях, так как препятствует брызгоуносу. Куб и паровые трубы не утепляют, и как мы выясним позже, – не случайно. Дистилляторы могут быть разными (см. фото).
Принципиально эти аппараты отличаются только степенью парциальной конденсации. При её незначительной доле аппарат годится только для перегонки браги, при большой парциальной конденсации подходит для производства благородных дистиллятов.
Перегонка браги
Брагу нужно гнать быстро. Главной задачей является отделить все испаряемые составляющие от не испаряемых. Снижение мощности в начале или в конце нагрева не требуется. При первой перегонке браги на аламбике желательно накрыть его купол тряпкой.
Обычную сахарную брагу можно отбирать «досуха» (минимальной крепости в струе). В случае с фруктовыми брагами, которые планируется выдерживать в бочках, желательно гнать до средней по погону крепости 25%. Если закончить процесс раньше, будут потеряны кислоты и тяжелые спирты, которые образуют новые эфиры в бочке.
Вторая перегонка
Крепость навалки. Оптимальная крепость кубовой жидкости для второго перегона составляет 25-30%. При такой концентрации спирта сивуха достаточно хорошо укрепляется и выводится в составе головной фракции. В «хвосты» попадет приемлемо небольшая доля спирта, но при отборе «тела» сивуху в кубе удержать не удастся или потребуется флегмовое число более 3, что серьёзно затянет процесс перегонки, да и не каждый аппарат может работать в таком режиме.
Меньшая исходная крепость навалки позволит сивухе во время отбора «голов» выходить с концентрацией выше кубовой более чем в два раза, но отбор «тела» будет начинаться при слишком малой крепости навалки, в результате почти половина спирта попадет в «хвосты», которые нужно начинать отбирать при крепости жидкости в кубе 5-10%.
Если повысить крепость кубовой навалки до 35-40% и больше, то укрепления сивухи при малых флегмовых числах не произойдет. В «головах» будет столько же сивухи, сколько и в кубовом остатке, а при капельном отборе (повышении флегмовых чисел) сивуха вообще останется в кубе.
Отбор «тела» пройдет с меньшими потерями спирта в «хвосты», но вся оставшаяся в кубе сивуха попадет в «тело». За счет того, что объем спирта в отборе уменьшится, концентрация сивухи будет даже больше, чем в навалке.
Отбор «голов». Рассмотрим, что происходит при отборе «голов» на классическом самогонном аппарате. Например, кубовая навалка крепостью 25-30% закипела, и винокур снизил мощность нагрева до 600 Вт. При этом теплопотери паровой зоны составляют 300 Вт (теплопотерями в жидкостной зоне пренебрежем для простоты расчетов). В результате из образовавшегося в кубе пара ровно половина сконденсируется. Количество отбора будет равно количеству флегмы, значит, флегмовое число равно единице. Увеличение мощности нагрева приведет к уменьшению флегмового числа и, наоборот, – дальнейшее уменьшение мощности увеличит его.
При организации покапельного отбора «голов» система выходит на максимальное флегмовое число, что дает укрепление и обогащение отбора легколетучими примесями.
Во время дистилляции навалка имеет низкую крепость, а практически все примеси являются головными. Поэтому отбор «голов» крайне важен, необходимо создавать условия для его успешного осуществления:
- всегда оставлять достаточно большую паровую зону в кубе, а не гнаться за объемом навалки;
- не утеплять куб с крышкой и паровую трубу дистиллятора.
Получение «тела». Скорость отбора «тела» при второй дробной перегонке должна быть умеренной, чтобы не сводить флегмовое число к минимуму.
Большинство бытовых классических аппаратов не обладают достаточными возможностями парциальной конденсации, поэтому получить на них приемлемую очистку «тела» можно всего двумя способами: вывести примеси с «головами» или отсечь их с «хвостами».
Когда собирать «хвосты». Распространенное мнение, что момент для перехода на отбор «хвостов» наступает, когда крепость в струе 40%, имеет под собой прочную почву.
Промежуточные примеси увеличивают свой коэффициент ректификации до величин, превышающих единицу, и становятся легко летучей составляющей пара, значит, уже не переходят во флегму, а продолжают путь в отбор. Конденсируется же в основном вода и типично хвостовые примеси. Парциальная конденсация перестает очищать от сивухи пары спирта, а наоборот –обогащает.
В момент отбора «хвостов» кубовая температура составляет около 96 °C, что соответствует кубовой крепости порядка 5%. «Хвосты» можно отбирать до 98-99 градусов в кубе, совсем до суха не нужно, появится слишком много примесей и воды.
Перегонка на бражных и ректификационных колоннах
Работа с бражными и ректификационными колоннами в корне отличается от процесса классической дистилляции, так как появляется возможность с помощью дефлегматора регулировать количество возвращаемой в колонну флегмы в очень широких пределах. В основе процессов лежит тепломассобмен. Для того чтобы поднять эффективность процесса, в колонну насыпают насадку, значительно увеличивающую площадь взаимодействия пара и флегмы.
Процесс же парциальной конденсации, при котором образуется дикая флегма, становится нежелательным явлением, ухудшающим точность регулирования флегмового числа и разделения на фракции по высоте колонны. Поэтому парциальную конденсацию стараются минимизировать путем утепления куба и колонны.
Поведение примесей при ректификации подчиняется их коэффициентам ректификации, но технология имеет особенности, главная из которых – многократное испарение и конденсация пара по пути из куба к холодильнику.
Каждое такое переиспарение происходит на определенном участке по высоте колонны, называемой теоретической тарелкой. На первых 20-30 см насадочной части колонны за счет неоднократного переиспарения пар получает укрепление до величины выше 90%. При этом примеси, вылетающие из куба в составе пара, при прохождении каждой последующей теоретической тарелки будут менять свой Кр в соответствии с крепостью флегмы или пара, в которых они находятся.
Поэтому сивушные масла, имеющие на входе в колонну Кр больше единицы, по мере продвижения вверх по колонне приобретают Кр меньше единицы, и всё в меньшем количестве переиспаряются, а на определенном этапе полностью останавливаются. Накопление сивушных масел происходит в той части колонны, где их Кр=1. Выше сивуху не пускает спирт, для которого она при этой крепости является «хвостом», а ниже сивушные масла проявляют головные свойства, и при переиспарении поднимаются опять выше. Примерно так ведут себя все промежуточные примеси.
1 -головные; 2 - промежуточные; 3 -хвостовые; 4 - концевые. Головные примеси по мере продвижения вверх по колонне попадают во все более укрепленный пар, в результате их Кр возрастает. Это позволяет головным примесям с ускорением попадать в зону отбора.
Хвостовые примеси – строго наоборот, попав в колонну, с каждой новой теоретической тарелкой резко уменьшают свой Кр и довольно быстро вместе с флегмой оказываются внизу колонны, где и накапливаются.
Концевые примеси ведут себя похоже: при низкой крепости их Кр<1, но с ростом крепости Кр становится больше 1, поэтому они не застревают в колонне, а в зависимости от крепости идут вверх или вниз отбора.
Управление колонной сводится к простому правилу: нельзя отбирать фракцию со скоростью, превышающей скорость её поступления в колонну. Методы определения момента, когда эта скорость начинает превышаться, разнообразны. Главное, как можно раньше понять, что равновесие нарушено, и, сократив скорость отбора, восстановить его.
В самом простом варианте управление возможно по двум термометрам:
- кубовому, показывающему момент закипания спирта-сырца в кубе, перехода на отбор «хвостов» и окончания процесса;
- термометру, находящемуся в 20 см от низа насадки. В этой зоне все переходные процессы завершены, температура более-менее стабильна и отражает процессы, происходящие в колонне с максимальным упреждением по отношению к зоне отбора. Повышение температуры даже на 0,1 градуса говорит о том, что отбирается слишком много спирта – больше, чем его поступает в колонну, поэтому нужно уменьшить скорость отбора. Если не сократить отбор, разделение на фракции в колонне ухудшится, а примеси из установившегося для них равновесного положения продвинутся выше по колонне, ближе к отбору.
При ректификации за счет принудительной дефлегмации и четкого управления флегмовым числом на выходе получаются самые легколетучие фракции, которые можно отбирать последовательно. Кроме того, грамотное управление колонной позволяет останавливать в ней продвижение ненужных примесей в зону отбора, накапливать их до определенного времени в колонне или вообще возвращать в куб.
Ректификационная колонна – это не столько точный, а скорее мощный инструмент для тотальной очистки спирта от примесей. Для получения благородных дистиллятов он слабо применим, поскольку требует особых технологий и методов. Группирование примесей по летучести и высокая концентрация спирта в колонне создают из них азеотропы без разбора на нужные и ненужные, разделить их уже не удастся.
При получении благородных дистиллятов целью является не полная очистка спирта от всех примесей, а сбалансированное уменьшение их концентраций с частичным удалением некоторых самых ненужных. Требуется аппарат с парциальной конденсацией, работая на котором винокур разделяет дистиллят на части, а затем собирает из этой мозаики шедевр.
При всей внешней разнице, в основе управления дистилляцией и ректификацией лежат важнейшие свойства примесей – их летучесть и связанные с ней коэффициенты ректификации. Управляя флегмовым числом в весьма ограниченном (при дистилляции) или, наоборот, очень широком (при ректификации) диапазонах, можно получать очень разный продукт: от сбалансированного по примесям дистиллята до чистого спирта. Главное понимать принципы управления и пользоваться в каждом случае подходящим инструментом.
(1
votes, average: 5,00
out of 5)
Процесс перегонки браги не настолько уж и сложен. Он состоит из последовательных этапов, при выполнении которых нужно соблюдать ряд технологических требований. Наиболее важным фактором является выдерживание определенного температурного режима на каждом производственном цикле изготовления самогона.
Владея информацией о том, какая должна быть температура кипения перегоняемой браги, удастся получить качественный самогон . Брага – это раствор из спирта и воды. А значит, температура кипения жидкости и превращения ее в пар будет находиться в границах 78–100°. Раствор браги, с более высоким содержанием спирта, закипит и начнет превращаться в пар при наименьшей температуре. Это облегчит процесс получения хорошего дистиллята.
Температурные показатели для каждого этапа перегонки
Выделяют 3 этапа перегонки браги:
Удаление продуктов первой фракции
Когда температура браги поднимается до 65–68°, начинается процесс кипения жидкости, который сопровождается испарением легких фракций с примесью вредных веществ. В это время появляется специфический запах этилового спирта, и начинает капать первая жидкость.
В народе бытует название такого самогона, как «первак». Еще первую фракцию именуют «головой».
Употреблять такой продукт нельзя, слишком опасно для здоровья, так как в нем высоко содержание спирта вместе с вредными веществами. Эту часть самогона собирают в отдельную емкость и в дальнейшем используют для технических целей или просто выливают.
Важный момент: как только температура браги поднимется до отметки 63°, нужно резко сбросить скорость кипения и продолжить нагревать жидкость до 68° постепенно, на малом огне.
Делается это для того, чтобы брага не попала на охлаждающую спираль. В противном случае, качество самогона значительно ухудшится, и понадобится выполнение второй перегонки .
Сбор основного продукта
После перегонки первой фракции начинается основной этап изготовления самогона. Для этого подставляют новую емкость, в которой будет собираться основной продукт перегонки браги, т. е. самогон.
На этом этапе температура кипения жидкости постепенно повышается, пока не достигнет 78°. В этот момент и начинается выход основного продукта – самогона, пригодного к употреблению .
В процессе перегонки браги температура жидкости нарастает, в то время как интенсивность выхода самогона падает. И в момент, когда температура достигнет отметки в 85°, сбор самогона следует прекратить, так как начинается активное испарение сивушных масел и иных вредных для здоровья примесей.
Таким образом, оптимальный температурный режим перегонки бражки в самогон устанавливается в пределах 78–84°.
Отбор третьей фракции
Основной этап перегонки завершается при 85°, но в браге еще присутствует небольшое количество спирта. Чтобы извлечь его, нужно температуру кипения поддерживать на заданном уровне или увеличить до 90°. В этот период начнется активное испарение жидкости с высоким содержанием сивушных масел и примесей. При желании эти вещества можно будет удалить, выполнив повторную перегонку или воспользовавшись иным методом очистки самогона .
Важно: так же как и головы, хвосты собирают в отдельную посуду.
Какие приборы понадобятся для контроля процесса самогоноварения?
Перегонка браги для получения качественного самогона требует выполнения определенных условий, а значит, нужен постоянный контроль их соблюдения. Приборы, которые могут в этом помочь – спиртометр и термометр. Спиртометром определяют не только крепость готового напитка, но и фракций
. С помощью него выявляют момент окончания сбора самогона, переход к отбору хвостов.
Измерить температуру жидкости, подвергающейся перегонке, можно специальным термометром. Оптимально, если термометр будет встроен в перегонный куб.