Абсолютный спирт. Промышленное производство спирта из биологического сырья

Общая информация

Как было определено в 1937 году, абсолютный спирт – это такая жидкость, крепость которой оценивается в 99,7 % или больше. Допускается наличие в каждых 100 граммах до 5 мг альдегидов. При исследовании вещества на органические кислоты все такие соединения нужно пересчитать на уксусную. Концентрация не может превышать миллилитра на 100 мл готовой продукции.

Отличительная особенность абсолютного спирта – отсутствие какого-либо сухого остатка. В этом веществе не может быть щелочных соединений, минеральных кислот. Не допускается включение фурфурола. Спирт должен быть прозрачным, без какого-либо оттенка и окраски. Ему не присущи посторонние запахи, не допускается наличие специфического вкуса.

Характеристики изопропанола

Нюансы терминологии

Современным химикам известен не только абсолютный спирт, но и безводный. Эти два термина нельзя приравнивать. В абсолютной разновидности, как можно заключить из сказанного выше, вода может быть, но в малом количестве.

Рассматриваемое химическое соединение способно формировать стойкие связи при химической реакции с бензином. За счет этого абсолютный спирт в ряде стран используется для производства моторного топлива. Как показали исследования, если эту жидкость примешать к бензину, становятся существеннее антидетонационные качества топлива, используемого для работы мотора. Следовательно, возможно большее сжатие.

Особенности и формы

О том, чем отличается дистиллят от ректификата, может рассказать квалифицированный химик. Дистиллят получают путем брожения и перегонки, а ректификат — продукт, очищенный от примесей. Кроме того, при использовании методики ректификации можно добиться готового этилового спирта, концентрация основного вещества в котором – до 95,7 %. Такие параметры обусловлены наличием этилового спирта в азеотропных соединениях, появляющихся при химическом взаимодействии с водой в условиях нормального атмосферного давления.

Обычно в настоящее время используется советующий ГОСТу 5964-93 этиловый спирт. Именно он наиболее востребован в народном хозяйстве. В такой жидкости вода содержится в концентрации 4,43 % или немногим более. В определенных случаях для протекания реакции необходимо обеспечить наличие спирта, в котором практически нет воды, тогда прибегают к абсолютной разновидности. Это необходимо при изготовлении фармацевтической продукции, лаков и красок. Абсолютная разновидность востребована в изготовлении косметики, парфюмерии. Для изготовления вещества были разработаны реакции абсолютирования.

Ошибки и заблуждения

Так сложилось, что представленный в аптеках спирт – это тот самый продукт, который первым приходит в голову, стоит упомянуть хоть какой-нибудь спирт. Если обыватели разговаривают об этиловом спирте, как правило, тема сводится к обсуждению крепости жидкости, и некоторые сожалеют, что нет абсолютного, настоящего спирта, то есть такого, который бы на 100 % состоял из собственно спирта, не имея специальных разбавителей и добавок. Многие убеждены, что максимальная крепость – 95,6 %. На самом деле абсолютный спирт существует, просто знают об этом преимущественно химики, так как именно в этой сфере промышленности ему нашлось применение.

Некоторые раздумывают: скажем, какой-нибудь «Иткульский спиртзавод» использует ли в своей работе абсолютный продукт? Не стоит заблуждаться на этот счет: абсолютная жидкость не предназначена для пищевых целей, ее применяют в производственной промышленности, но не для изготовления напитков.

О терминах и явлениях

Прежде чем разбираться, чем отличается продукция того же упомянутого «Иткульского спиртзавода» от промышленного продукта, разумно сориентироваться в термине «крепость» применительно к спиртосодержащим жидкостям. Этот параметр был введен для отражения наличия этанола в смеси спирта и воды. То, что люди привыкли именовать спиртом, в норме представляет собой соединение с водой, и любой спирт, используемый в продуктовой промышленности, обязательно имеет воду в своем составе. Содержание этого вещества варьируется.

Концентрация абсолютного этилового спирта, как следует из действующих стандартов, должна составлять 99,7 % или быть еще больше, то есть в общем объеме на воду выделяются тысячные доли процента. Для реального использования такой продукт обычно не требуется, применять его неоправданно в силу сложности изготовления. Даже для медицинских целей хватает крепости 95 %, не говоря уже о пищевом применении. В редких случаях необходимо использовать гидролизный спирт.

Разбавление спирта

Если нужно развести спирт до нужного градуса, чаще всего добавляют воду к спирту и замеряют крепость спиртометром, определяя, когда уже хватит добавлять воду. Этот способ неудобен и даже чреват такими последствиями:

• полученный напиток может стать мутным, словно в него плеснули браги (сразу, или немного постояв). Это связано с тем, что не все знают, как разбавить спирт водой, чтобы такого не произошло;

Главное правило состоит в том, что нужно лить не воду в спирт, а наоборот – подмешивать спирт к воде. Тогда смесь помутнеет лишь в случае использования некачественной воды. А опытным самогонщикам известно, что воду нужно брать только мягкую, фильтрованную или хотя бы кипяченную.

• а из этого рождается другая проблема: как правильно рассчитать нужное количество воды? Не будешь же наливать немножко воды, затем доливать спирт, замерять градусность, видеть, что ошибся, — напиток слишком крепкий. Снова набирать воду в другую посуду… Мало кому понравится такая игра в переливание. А если воды окажется слишком много, а спирта уже нет? Существует и специальная формула, но даже зная ее, не всегда удается произвести точный расчет.

Чтать также: Добрая и злая девочка

Чтобы правильно разбавить спирт, нужно просто использовать калькулятор разбавления спирта водой и через минуту уже знать, какова пропорция необходимых ингредиентов для разбавления.

Калькулятор разбавления спирта водой

Это самый простой калькулятор разбавления спирта водой, он покажет нужное количество воды. При этом сразу подразумевается, что вода у вас нужного качества и обязательно – мягкая. От вас требуется задать три параметра:

1. Объем спирта в мл.
2. Его начальная крепость.
3. Необходимая крепость конечного продукта.

Вы в результате получите оптимальное количество воды, которая понадобится для разведения. Таким образом, вы сразу будете знать, как точно разбавить спирт с водой. Достаточно с помощью мерного стакана отлить точное количество воды, указанное калькулятором и добавить к ней спирта.

Сами убедитесь — вы достигнете идеального результата! Аналогично работает калькулятор разбавления самогона, ведь все-равно указывается имеющаяся и желаемая крепость продукта.

Формула разбавления до нужного градуса

Можно также воспользоваться обычной формулой для разведения самогона или спирта водой, т. е. посчитать то же самое вручную:

(А / В) * С — С = количество воды, необходимое для разведения.

А — крепость алкоголя, до;

В — необходимая крепость, после;

С — объём обрабатываемого продукта.

Что касается того, как разбавить самогон, существует не только калькулятор, но и таблица разбавления, которая подскажет пропорции разбавления спирта. Ее небольшой недостаток только в том, что нужно определенное количество продукта высокой крепости, а онлайн можно произвести расчет, даже если у вас, предположим, имеется 120 мл спирта крепостью 96%.

Таблица по разведению самогона

Откуда взять?

О том, как сделать спирт, могут рассказать опытные химики. Специализированные предприятия, ответственные за этот процесс, ежедневно изготавливают большие объемы продукта разной степени концентрации. Известно несколько методик приготовления спирта, и самый популярный вариант – естественная реакция брожения. Для ее реализации необходимо иметь в своем распоряжении растительную продукцию, обогащенную углеводами. Еще один подход – реакция гидролиза с использованием целлюлозы, добываемой из соломы, древесины.

Исходя из того, гидролизный спирт нужен или нет, можно прибегнуть к реакции гидратации этилена. Этим словом обозначается газ. Для реакции задействуют ортофосфорную либо серную кислоту. Химическое взаимодействие, протекающее при комбинации этих веществ, довольно сложное, реакция требует участия катализатора, но ее эффективность достаточно высока, чтобы метод получил промышленное распространение.

Реакции и продукты

Прибегая к описанным ранее методам того, как сделать спирт, можно получить в свое распоряжение продукт относительно невысокой концентрации. В готовой жидкости будут содержаться разнообразные примеси. Чтобы очистить вещество и увеличить процент содержания спирта, необходимо организовать перегонку. Для этого можно использовать традиционную перегоночную установку или ректификационную колонну. Аналогичную установку применяют при необходимости обработать нефть. По итогам таких мероприятий можно изготовить спирт, крепость которого – до 95,6 %.

Представленный в аптеке спирт – это именно такой продукт, но для некоторых операций и реакций его недостаточно, и нужно изготовить абсолютный. Есть несколько известных методов, но все они довольно сложны. Можно связывать воду, включенную в состав спирта, глицерином. Еще один вариант – химические реакции с металлами. Иногда прибегают к гипсу или калиевым солям. Определенной эффективностью обладает реакция с негашеной известью. Можно использовать хлористый кальций. На практике все эти методы встречаются редко, так как реализовать их в промышленных масштабах сложно, несмотря на хороший итог взаимодействия.

Что делать?

Из описанного выше ясно, почему на абсолютный спирт цена высока. Чтобы получить этот непростой продукт, приходится применять установки для азеотропного обезвоживания. Для работы системы необходимо использовать высокопроцентный раствор спирта в воде. Вещество смешивают с бензолом в жидкой форме, затем перегоняют полученные соединения в предназначенных для этого колоннах. Разработано несколько азеотропных методик. Результат процесса – довольно большой объем этилового спирта, крепость которого варьируется в пределах 99,9-100 %.

Хотя на абсолютный спирт цена высока, необходимость использования этого соединения в ряде химических процессов обуславливает немалый спрос, поэтому отечественные и иностранные предприятия изготавливают довольно большие объемы абсолютного продукта. Готовую жидкость включают в топливо для космического транспорта, используют в автомашинах и при изготовлении ряда продукции, используемой обывателями в повседневности. А вот в обычной жизни встретиться с абсолютным спиртом человеку, далекому от химии и производства, вряд ли придется.

Как отбирать головы самогона

Конструкции самогонных аппаратов разные и методы отделения голов и хвостов самогона могут слегка отличаться, в этом примере будем рассматривать классический дистиллятор колонного типа с дефлегматором (дополнительный холодильник).

1. Залейте спирт сырец в куб и на максимальной мощности нагревайте до начала кипения, как только температура в самом верху колонны начнет расти и будет подходить к 78 градусам, нужно убрать нагрев так что бы температура в колонне была 60-64 градуса дайте поработать в таком режиме минут 10-15.
2. Начните добавлять мощность нагрева так что бы температура вверху колонны была в диапазоне 64-77 градусов (метиловый спирт кипит при температуре 64,7 градусов) и при этом в отбор шли капли со скоростью 1 капля в секунду (ни быстрее ни медленнее) и отберите то количество голов которое вы рассчитали одним из способов выше.
3. Когда закончили отбор голов и пошел питьевой дистиллят смените приемную емкость, увеличьте мощность нагрева так что бы дистиллят шел тонкой струйкой и соберите тело, до тех пор пока не пойдут хвосты, как определить когда закачивать сбор тела и начинать собирать хвосты смотрите ниже.

Нюансы получения

В настоящее время этиловый спирт получил широкое распространение в биологии. Это вещество необходимо для консервирования разнообразных препаратов. Зачастую биологи применяют именно абсолютную форму. При этом учитывают, что обычной перегонкой нельзя очистить продукт до необходимого уровня, так как формируется кипящая смесь, не поддающаяся разделению при применении классической перегоночной установки. Температура кипения спирта крепостью 95,6 % составляет 78,15 градуса по шкале Цельсия, а для абсолютного этот показатель – 78,37 градуса.

Отмечается, что практически лишенный воды спирт для биологических целей иногда получают, продолжительное время настаивая ректификат на медном сернокислом порошке, – такой продукт изготавливают, прокаливая медный купорос. Благодаря соли вода практически полностью уходит из основной смеси, при этом порошок не растворяется в спирте. Если взять прокаленную известь и несколько часов кипятить ее в спирте, результат реакции будет еще более качественным. Заключительным этапом такого процесса становится отгонка, в ходе которой необходимо исключить взаимодействие с воздухом, содержащим влагу.

Тело самогона

«Тело» (или «сердце») – питьевая часть именно ради него совершается довольно длительный и емкий процесс от приготовления бражки до основной дистилляции.

Содержит воду, спирт и другие примеси которые дают напитку отличительные вкусовые качества. При дистилляции невозможно четко и на сто процентов разделить на фракции, все равно некоторые вещества с похожей температурой кипения попадут в отбор. Для точного разделения на фракции подходит ректификация, только так можно получить чистый этиловый спирт, но вместе с примесями удаляются и органолептические свойства напитка.

Технические моменты

Этанол представляет собой жидкость без запаха и цвета. Ей присущ жгучий вкус и своеобразный запах. Этанол кипит при нагревании до 78,4 по шкале Цельсия, плавится при -114,15 по той же шкале измерения. Плотность вещества оценивается в 0,794 т/м.

Не составит труда перемешать этиловый спирт и воду, глицерин и разнообразные иные спирты, некоторые эфиры и растворители органической природы. Вещества можно смешивать в любых концентрациях и соотношениях. С определенными веществами метилкарбинол формирует азеотропную смесь. Это наблюдается при взаимодействии не только с водой, но и с хлороформом. Азеотропное соединение генерируется, если этиловый спирт смешать с этилацетатом, бензолом. Этанолу присуща способность формировать алкоголяты, если вещество взаимодействует с магниевыми, кальциевыми солями.

Расчет фракционирования самогона

Перегон браги связан с получением продукта, в котором помимо этилового спирта находятся примеси второстепенных компонентов. Их наличие отрицательно отражается на качестве самогона.

Поэтому важно проводить предварительный расчет объема фракций, которые среди винокуров называют головами, телом дистиллята и хвостами. При отборе фракций важно учитывать температуру кипения этилового спирта и примесей.

Кстати, здесь вы можете скачать калькулятор самогонщика себе на компьютер: CalcSam.exe

Чтобы определить, сколько нужно отобрать первой фракции самогона, используют разные методики расчета. Наиболее простой метод основан на измерении уровня сахаристости в браге до внесения дрожжей.

• Например, если в 1 л браги содержится 15% сахара, то путем несложных арифметических действий можно рассчитать его вес.
• Он оставляет 150 г. Согласно практическим наблюдениям, с 1 кг сахара, использованного для приготовления браги, нужно отобрать 70-100 мл первой фракции.
• Для 1 л браги показатель составит 10,5-15 мл, а для 10 — 105-150 мл.
• Чтобы в процессе самогоноварения получить качественный продукт, необходимо при медленном подогреве максимально отобрать головы с вредными примесями
• . Это позволяет получить чистый самогон высокого качества.

Вторичная перегонка

Если процессом предусмотрена вторичная перегонка самогона, то забор предполагаемого объема голов можно разделить на две части и отобрать по 75 мл.

Отбор хвостов проводят в момент, когда меняется крепость дистиллята. Если показатель опускается ниже 40-41% об., то нужно немедленно начинать отбор хвостов. Чтобы предотвратить попадание в основную емкость сивушных масел, требуется ближе к окончанию процесса чаще проводить замеры крепости дистиллята, собранного в отдельную посуду.

• При использовании метода двойной перегонки спирт-сырец отбирают до показателя крепости 30% об. Для этого лучше использовать спиртометр.
• Если нужного прибора нет под рукой, то определение проводят путем поджигания жидкости в чайной ложке.
• При этом нужно придерживаться элементарных правил техники безопасности и не пользоваться открытым огнем возле места проведения дистилляции.
• Сбор сырца проводят до тех пор, пока горит жидкость.

Методы определения объема фракций

Расчет объема первой фракции можно проводить по этиловому спирту. Этот метод предусматривает извлечение дистиллята из браги без разделения. После завершения процесса при помощи спиртометра проводится замер показателя крепости самогона.

Например, если в 1 л самогона содержится 45% этилового спирта, то для 100%-ного чистого спирта в дистилляте объем будет составлять 0,45 л. Исходя из этого показателя рассчитываются фракции. В качестве голов нужно отобрать 10-15% от расчетного количества спирта или 45-70 мл от общего объема.

Важным индикатором при отборе голов является запах. Для первой фракции характерно наличие примесей. Поэтому опытные винокуры на практике подставляют чистую руку под струю дистиллята и улавливают несколько капель.

Их растирают на ладони и нюхают аромат. Отбор тела проводят после того, как уходит запах первой фракции. Для разделения дистиллята на части может использоваться температурный метод. Но практическая сторона его применения не дает точных результатов.

Отбор хвостов проводят в момент, когда меняется крепость дистиллята. Если показатель опускается ниже 40-41% об., то нужно немедленно начинать отбор хвостов. Чтобы предотвратить попадание в основную емкость сивушных масел, требуется ближе к окончанию процесса чаще проводить замеры крепости дистиллята, собранного в отдельную посуду.

• При использовании метода двойной перегонки спирт-сырец отбирают до показателя крепости 30% об. Для этого лучше использовать спиртометр.
• Если нужного прибора нет под рукой, то определение проводят путем поджигания жидкости в чайной ложке.
• При этом нужно придерживаться элементарных правил техники безопасности и не пользоваться открытым огнем возле места проведения дистилляции.
• Сбор сырца проводят до тех пор, пока горит жидкость.

Методы определения объема фракций

Расчет объема первой фракции можно проводить по этиловому спирту. Этот метод предусматривает извлечение дистиллята из браги без разделения. После завершения процесса при помощи спиртометра проводится замер показателя крепости самогона.

Например, если в 1 л самогона содержится 45% этилового спирта, то для 100%-ного чистого спирта в дистилляте объем будет составлять 0,45 л. Исходя из этого показателя рассчитываются фракции. В качестве голов нужно отобрать 10-15% от расчетного количества спирта или 45-70 мл от общего объема.

Важным индикатором при отборе голов является запах. Для первой фракции характерно наличие примесей. Поэтому опытные винокуры на практике подставляют чистую руку под струю дистиллята и улавливают несколько капель.

Их растирают на ладони и нюхают аромат. Отбор тела проводят после того, как уходит запах первой фракции. Для разделения дистиллята на части может использоваться температурный метод. Но практическая сторона его применения не дает точных результатов.

Спирт: а какой бывает?

Принято делить спирт на пищевой, технический. Определение принадлежности к категории зависит от того, что было применено для получения жидкости. О том, чем отличается дистиллят от ректификата, об особенностях разных категорий хорошо знают химики, ответственные за изготовление вещества. Ректификат — более чистый продукт, в отличие от дистиллята, имеющего характерный запах.

Возможности применения спирта определяются его крепостью, качеством ректификации. Выше был рассмотрен абсолютный спирт, необходимый для технических целей, но довольно любопытная тема – пищевой. Такую жидкость изготавливают из растительной продукции, продуктов питания. Для получения этилового спирта используется картофель, некоторые ягоды и фрукты. Можно применять зерновые культуры. Наиболее дешевый вариант – спирт, полученный из картофеля.

Для технического спирта в качестве сырья можно брать древесину. Иногда его получают при работе с продуктами трансформации нефти. При изготовлении технического спирта исходное сырье помещают в установку, где протекает гидролиз. В техническом спирте в обилии представлены опасные для человеческого здоровья примеси. По этой причине его нельзя использовать в пищевой промышленности.

Отделение фракций

В настоящее время существует несколько вариантов определения объема голов и хвостов при перегонке браги на самогон.

Есть универсальные калькуляторы, позволяющие определить объем, этих обеих фракций, а есть специализированные, предназначенные лишь для вычисления объема одной фракции.

Первой

Рассчитать объем голов можно методами, приведенными ниже.

По процентному содержанию сахара

Такой способ расчета считается самым простым и надежным.

Важно! Смысл его кроется в том, что необходимо измерить общую сахаристость браги, которая и будет подвержена перегонке.

Как это сделать:

1. Так, если процентное содержание сахара составит 20%, а объем исходного сырья будет равен 10 литрам, то необходимо умножить объем браги на процентное содержание сахара.
2. Затем полученное число и будет составлять массу содержания сахара. В нашем случае — это 2 кг.
3. С каждого килограмма сахара отбирают по 100 мл первичной фракции. То есть первые 100 мл выгнанного самогона необходимо собрать в отдельную емкость.

По запаху

Такой вариант не должен использоваться самостоятельно. Суть его в том, что каплю самогона растирают между ладонями, когда жидкость перестанет выделять неприятный аромат, начинает появляться вторая фракция — тело.

По температуре

Такой вариант калькуляции считается сегодня наименее точным, так как он основывается на процессе нагрева браги, внутри аппарата. Но каждый аппарат имеют различное внутренние устройство и принцип работы.

Важно! Профессиональные самогонщики не рекомендуют использовать такой калькулятор сегодня.

Принцип его работы следующий:

• Головы отбирают по каплям при температуре нагрева до 68 градусов.
• Когда показания термометра достигнут 75% собирают тело, а затем вновь повышает нагрев до 85 процентов и отбирают хвосты.

По содержанию абсолютного спирта

Такой способ также относится к наиболее точным:

1. Принцип расчета заключается в том, что что первую перегонку делают без деления на фракции.
2. Затем измеряют объем и крепость полученного дистиллята и определяют объем чистого спирта.
3. Затем вычисляют 10 процентов от полученного значения — это и будет объем головы.

Сколько отбирать голов при перегонке самогона рассказывается на видео:

Второй

Определить объем хвостов можно двумя способами:

1. Для фруктово-ягодного самогона отбор тела продолжают до тех пор, пока крепость струи не упадет до 30 градусов. После достижения этой отметки из аппарата уже выходят лишь хвосты.
2. Для остальных видов этого крепкого алкогольного напитка хвостами считается жидкость с оборотами ниже 40 градусов.

Особенности производственного процесса

Качественный спирт получают, если рабочий процесс протекает с использованием надежного сырья, если соблюдается технология и качественно исполняется перегонка, во время которой изымаются вредоносные соединения. Степень очистки – основание причисления продукции к конкретному сорту.

Чем сорт спирта выше, тем меньше в нем вредных соединений. Кроме того, это показывает его крепость. Используемый в пищевой промышленности этиловый спирт получают, разбавляя ректификат, прошедший процедуру очистки высокоэффективными методиками. Для разбавления применяют умягченную воду.