Деление спирта сырца на фракции
Самогон состоит не только из воды и спирта, но и других веществ, которые вредны для организма. Их количество зависит от используемого сырья, продолжительности процесса брожения, конструкции аппарата для самогоноварения. Дробная перегонка помогает не допустить попадания нежелательных веществ в готовый продукт. Главное знать, как правильно отделять высококачественный продукт (тело) от вредных фракций (голова, хвост), что положительно отразится на качестве дистиллята.
Головы
Эта часть выделяется на начальной стадии дистилляции. Она характеризуется резковатым неприятным запахом и является очень вредной, так как в ней содержатся эфирные и альдегидные соединения. Преимущественно повышенная концентрация таких веществ свойственна для браги, сделанной из фруктов, злаков.
Данную фракцию нужно в обязательном порядке утилизировать. Нельзя использовать ее даже для настаивания лечебного средства, предназначенного для растирок. Опасные элементы могут проникать в организм и через кожные покровы.
Совет! Можно применить головы для технических целей, к примеру, для розжига углей.
Тело
Главная фракция, цель всего процесса изготовления домашнего самогона. Содержит в основном этиловый спирт. В составе минимум опасных примесей и нет неприятных запахов.
Отбор тела завершается, когда градус в струе будет меньше 40 оборотов, а также, если появится характерный сивушный запах. Это значит, что началось выделение хвостовых фракций. Для получения чистого продукта рекомендуется дополнительно использовать ректификацию. Но при этом оттенки, нотки фруктов, ягод, трав и злаков будут утрачены.
Хвосты
Под хвостами понимается слабоалкогольный самогон, что собирается после снижения крепости в момент перегонки ниже 40 градусов. Употреблять их не рекомендуется, поскольку в составе этой фракции присутствуют сивушные масла, опасные примеси и этиловый спирт, что можно перегнать и получить отличный алкоголь.
Есть несколько способов того, как это выполнить:
- Применить смесь хвостов с различных перегонов.
- Прибавить в первый перегон последующей браги, так крепость дистиллята повысится на 20-30 градусов, в результате получится больше качественного и крепкого самогона.
- Соединить с самогоном, который не соответствует требованиям.
Важно! Перед перегонкой дистиллят разбавить с помощью чистой воды до крепости 20 градусов.
Отделение примесей от основного продукта
Отделить полностью присутствующие в браге химические компоненты от основного продукта невозможно, можно лишь сократить их количество до допустимого минимума. Для этого и используют фракционную дистилляцию или ректификацию.
Получение спирта-сырца и дробная дистилляция
После приготовления браги приступают к ее отгонке и получению готовой продукции.
Чаще всего отгонку проводят в 2 этапа:
- Получение спирта-сырца
- Дробная дистилляция
Прежде чем разобрать подробно эти процессы, обратим внимание на разделяемые компоненты.
Как показано в Таблице 1, компоненты в составе бражки имеют различную структуру и свойства, в процессе дистилляции вести они себя тоже будут по-разному — с разной скоростью и в разной концентрации они будут дополнять спиртовые пары. Причем очередность улетучивания веществ будет зависеть как от свойств вещества, так и от концентрации этилового спирта.
При разделении многокомпонентных смесей используют определение «Коэффициент ректификации» (Кр). Он показывает насколько в паре увеличивается или уменьшается содержание примесей по отношению к этиловому спирту. Этот коэффициент позволяет понять, как себя ведут примеси в процессе перегонки.
Коэффициент ректификации примесей практически не зависит от содержания других веществ, так как общее количество примесей в спирте-сырце не превышает 3% от общего объема спирта. Поэтому считают, что зависимость связана только с концентрацией этилового спирта и летучесть отдельных примесей не зависит от наличия других примесей в растворе.
В таблице 2 представлены коэффициенты ректификации отдельных примесей.
Таблица 2
| Концентрация этилового спирта, % об. | Уксусный альдегид | Изоамиловый спирт | Муравьино- этиловый эфир | Уксусно- этиловый эфир | Изовалериа- новоэтиловый эфир | Изомасляно- этиловый эфир | Фурфурол | Метиловый спирт |
| 95 | 3.29 | 0.22 | 5.08 | 2.09 | 0.79 | 0.89 | — | — |
| 90 | 3.34 | 0.26 | 4.01 | 2.37 | 0.88 | 1.07 | — | — |
| 80 | 3.25 | 0.36 | 4.25 | 2.77 | 1.26 | 1.30 | — | — |
| 70 | 3.08 | 0.44 | 4.61 | 3.07 | 1.45 | 1.96 | — | — |
| 60 | 2.86 | 0.61 | 4.92 | 3.30 | 1.76 | 3.23 | — | — |
| 50 | — | 0.8 | 5.26 | 3.86 | — | — | — | — |
| 40 | — | 1.05 | 5.83 | 4.77 | — | — | 0.31 | 0.56 |
| 30 | — | 1.3 | — | 5.43 | — | — | 0.38 | 0.56 |
| 20 | — | 2.02 | — | 5.47 | — | — | 0.69 | 0.51 |
| 10 | — | — | — | 5.69 | — | 1.10 | 0.44 |
При коэффициенте ректификации Кр>1 примесь будет более летучей, чем этиловый спирт и считается головной фракцией.
При Кр<1 летучесть примеси будет хуже, чем у этилового спирта и такая фракция считается хвостовой.
Если посмотреть в таблицу 2, то мы видим явных представителей головной и хвостовой фракции. Но гораздо больший интерес представляют примеси, меняющие свой Кр в зависимости от концентрации спирта. Эти фракции называют промежуточными и наибольший вред напитками приносят именно они. К слову говоря, вред они приносят только при несоблюдении правил дистилляции.
Промежуточные фракции
На данный момент известно не так много промежуточных фракций, но общие закономерности в их свойствах все-таки выявлены. При высоких концентрациях спирта они обладают свойствами хвостовых фракций, при низких концентрациях спирта они обладают свойствами головной фракции и испаряются быстрее этилового спирта. И самое неприятное, что при определённых концентрациях этилового спирта они имеют Кр=1, то есть испаряются вместе с этиловым спиртом.
В последнее время неграмотная часть винокуров выставляет промежуточные фракции, а в частности изоамиловый спирт, главными врагами дистиллятов и списывают свои неудачи на присутствие промежуточных фракций.
В результате придумывают различные способы «как бы его устранения» из конечного продукта. Чаще всего эти методы устранения связаны с многократной дистилляцией спирта-сырца. При этом винокуры никак не уделяют внимание химическим процессам, происходящим в смеси при многократных отгонках. Действительно, напиток после 3-4 отгонок будет иметь более чистый вкус и аромат. Связано это с более глубокой очисткой дистиллята, но по факту теряется большая часть положительно влияющих на конечный продукт химических веществ и происходят более серьезные химические превращения веществ, находящихся в спирте-сырце. И многие, к сожалению, не пытаются докопаться до истины и разобраться в методике разделения компонентов на фракции.
На самом деле последовательное испарение и конденсация веществ будет наблюдаться только при работе с дистилляторами, где нет предварительного холодильника. Например, из-за низкого содержания спирта при отгонке браги на спирт-сырец в режиме «pot still», промежуточные фракции испаряются первыми вместе с головными фракциями. Такая же история повторится при отгонке спирта-сырца крепостью 40% об. Без использования дефлегматора вначале пойдут головные фракции и промежуточные, а затем этиловый спирт и уже в последнюю очередь хвостовые фракции.
Если же крепость выше, можно попасть в неприятную ситуацию. По мере уменьшения спирта в баке промежуточные фракции начнут улетучиваться как головные и попадут в основной отбор. Но это касается лишь тех, кто работает на оборудовании без предварительного холодильника (дефлегматора).
На данный момент реалии таковы, что большая часть винокуров работает на оборудовании, оснащенным дефлегматорами. Мы не зря в начале статьи подробно разобрали определения дистилляции и ректификации. При наличии дефлегматора часть паров возвращается обратно в колонну в виде флегмы, при этом флегма активно взаимодействует с поднимающимися парами. В результате тепломассобмена горячий пар разогревает холодную флегму и забирает с собой наверх наиболее легкокипящую фракцию (этиловый спирт), и наоборот, холодная флегма, охлаждая пар, забирает вниз (в бак) высококипящую фракцию (сивуху). Таким образом, благодаря регулировке количества возвращаемой флегмы, на выходе получается продукт необходимой крепости и качества. Данный процесс можно смело отнести к ректификации. При ведении такого процесса в колонне поддерживается постоянная спиртуозность. Она будет зависеть от количества возвращаемой флегмы, в среднем от 88 до 95% об.
Промежуточные примеси в ректификационных и дистилляционных колоннах с дефлегматором, где крепость спирта изменяется от 0 до 96 градусов, будут накаливаться в средней части колонны (Кр=1). Это происходит из-за того, что в верхней части колонны содержание спирта выше и промежуточные фракции там имеют характер хвостовых фракций. Следовательно, риск попадания изоамилового спирта и других промежуточных фракций при правильном ведении процесса дробной дистилляции сводится к минимуму.
В таблице 3 показана спиртуозность паров в зависимости от крепости браги.
Таблица 3
| Содержание спирта в жидкой фазе,% мас. | Температура кипения, oC | Содержание спирта в паровой фазе,% мас. |
| 1 | 98.75 | 10.75 |
| 2 | 97.65 | 19.7 |
| 3 | 96.65 | 27.2 |
| 4 | 95.8 | 33.3 |
| 5 | 95 | 37 |
| 6 | 94.15 | 41.1 |
| 10 | 91.3 | 52.2 |
| 15 | 89 | 60 |
| 20 | 87 | 65 |
| 25 | 85.7 | 68.6 |
| 30 | 84.7 | 71.3 |
| 35 | 83.7 | 73.2 |
| 40 | 83.1 | 74.6 |
| 45 | 82.45 | 75.9 |
| 50 | 81.9 | 77 |
| 55 | 81.4 | 78.2 |
| 60 | 81 | 79.5 |
| 65 | 80.6 | 80.8 |
| 70 | 80.2 | 82.1 |
| 75 | 79.7 | 83.8 |
| 80 | 79.5 | 85.8 |
| 85 | 78.95 | 88.3 |
| 90 | 78.5 | 91.3 |
| 95 | 78.18 | 95.05 |
| 95.57 | 78.15 | 95.57 |
Пошаговая инструкция по дробной перегонке спирта сырца
При производстве домашнего самогона необходимо в обязательном порядке отделять головы и хвосты, для этого важно ознакомиться с пошаговым руководством по дробной перегонке спирта сырца. Так можно обезопасить себя и своих близких от возможных последствий алкогольного опьянения.
Эта инструкция предусматривает применение самогонных аппаратов стандартной конструкции, которые оборудованы перегонным кубом, холодильником. Еще она актуальна для моделей, оснащенных сухопарником. Если самогонный агрегат дополнительно оборудован другими элементами и особенностями, то следует изучить информацию, которая указана в технической документации.
Первая перегонка
Готовую брагу необходимо подвергнуть дистилляции. Этот процесс предполагает проведение следующих действий:
- Залить в перегонный куб не больше 75% бражки от общего объема емкости.
- Подключить шланги к холодной воде и начать греть. Включить мощность нагрева на максимум.
- Как скорость отбора значительно понизиться, требуется завершить перегонку.
Цель проведения первой перегонки – извлечь все количество спирта из бражного состава. При этом лучше осуществить это как можно быстрее, поскольку при долгом кипячении дрожжи, находящиеся в бражке, придадут самогону неприятный вкус. Поэтому, ставить куб следует на максимальный нагрев.
Вторая перегонка
Вторая перегонка спирта сырца с разделением на фракции включает выполнение определенных этапов:
- Разбавить полученный самогон из первого перегона, применив чистую воду до крепости 15-20%. Чем ниже спиртуозность, тем легче раздробить пары дистиллята на фракции.
- Включить нагрев на максимум.
- Как в кубе образуются первые капли алкогольного состава необходимо мощность снизить до скорости отбора 1-2 капли в секунду.
- Отобрать 50 мл с каждого килограмма сахара в исходной браге. Такая фракция очень опасна для организма человека и называется голова. Ее запрещено употреблять из-за большого содержания ацетона.
- Как отбор голов окончен, нужно собрать тело. Для этого поменять приемную посуду и увеличить мощность. С низкой скоростью температура дистиллята будет повышаться, а активность выхода – падать. Отбор тела нужно прекратить в среднем на 95°С в кубе. Дальше идет хвостовая часть. На протяжении всего процесса важно систематически измерять уровень крепости, применяя ареометр.
- Снова нужно заменить приемную тару и собрать хвосты. Эта фракция может быть использована при дальнейших перегонках, ее рекомендуется добавлять в брагу, чтобы укреплять дистиллят.
Сахарный и злаковый домашний самогон, что очищен от нежелательных примесей, рекомендуется еще дополнительно очистить, применив марганцовку либо активированный уголь. Эта процедура позволит получить более качественный алкогольный продукт. Фруктовые дистилляты обычно не подвергают очищению, чтобы остался легкий аромат исходного сырья.
Важно! Дробный перегон разделяет все количество самогона на 3 части: головы, тело, хвосты. Для употребления пригодно только тело.
Химические компоненты браги
Основные вещества, образующиеся в процессе брожения представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Вещество | Температура кипения, чистого компонента , oC | Примечания |
| Одноатомные спирты | ||
| Метиловый | 65 | Токсичен в любых количествах |
| Этиловый | 78.3 | Приятный запах и вкус |
| Пропиловый | 97.4 | Острый запах |
| Изопропиловый | 82.1 | — |
| Бутиловый | 117.5 | Приятный запах, сладковатый на вкус |
| Изобутиловый | 108.4 | Сильный жгучий запах и вкус |
| Амиловый | 128 | Неприятный, удушающий запах |
| Изоамиловый | 132 | — |
| Многоатомные спирты | ||
| Изобутилгликоль | 178.5 | Практически без запаха, сладкий на вкус |
| Глицерин | 275 | Практически без запаха, сладкий на вкус |
| Альдегиды | ||
| Уксусный | 20 | Резкий, неприятный запах |
| Пропиловый | 50 | Резкий, неприятный запах |
| Масляный | 75 | Резкий, неприятный запах |
| Фурфурол | 162 | Токсичен, запах миндаля |
| Акролен | 56 | Резкий неприятный запах, вызывает слезотечение. |
| Эфиры | ||
| Муравьиноэтиловый | 54 | Приятный аромат, составная часть вкусоароматики рома |
| Уксусноэтиловый | 77 | Приятный фруктовый аромат |
| Изомасляноэтиловый | 110 | Аромат груши или яблока |
| Изовалериановоэтиловый | 134.3 | Фруктовый аромат |
| Кислоты | ||
| Уксусная | 118 | Имеет неприятный запах |
| Пропионовая | 140 | Имеет неприятный запах |
| Масляная | 162 | Имеет неприятный запах |
| Валериановая | 185 | Имеет неприятный запах |
| Капроновая | 205 | Имеет неприятный запах |
В таблице 1 приведены основные компоненты, которые можно обнаружить методом хроматографического анализа, как в браге, спирте-сырце, так и в конечном продукте. Меняется лишь их количественное содержание. Указанная в таблице температура кипения, говорит о температуре кипения чистого компонента. В смеси их температура кипения будет гораздо ниже.
На самом деле микропримесей гораздо больше. Значительная часть из них до сих пор не идентифицирована, как и воздействие на конечный продукт. И что самое главное, не изучено влияние этих примесей на организм человека. Это достоверный научный факт! При проведении хроматографического анализа пробы изучают на содержание конкретного компонента, который заранее известен, мы знаем что он есть, мы измеряем его концентрацию и так по очереди по каждой примеси. Нет такого анализатора, который показал бы полный спектр всех микропримесей, в том числе неизвестных «следопыту». Нельзя найти то, чего не знаешь!
Какое получается соотношение фракций
Если взять 20 л браги, изготовленной из 20 л воды, 5 кг сахара и 100 г воды, то соотношение фракций будет следующие:
- головы – 250 мл (50 мл на 1 кг сахара);
- тело – 4,375 л (основная продукция 40%);
- хвосты – 375 мл.
Объем голов можно определить не только по начальному содержанию сахара, но и еще по нескольким критериям:
- Нахождению в составе абсолютного спирта
Сбор голов проводить исходя из расчета 8-15% от общего количества абсолютного спирта. Для этого после первой перегонки нужно измерить крепость извлеченного спирта и его количество. К примеру, получено 5 л дистиллята крепостью 65°С. 5*0,65=3,25 л. Эта жидкость будет иметь 3,25 чистого спирта.
- По запаху
При хорошем обонянии, есть возможность ориентироваться на нюх. Головы отличаются резковатым запахом, а фракция тела имеет мягкий, спиртовой аромат. Если каплю алкоголя нанести между пальцами и, растерев, внюхаться, то можно точно определить, какая эта фракция.
- По температурным показателям
Показатели могут разниться в зависимости от используемого аппарата. Из-за чего важно с особой внимательностью изучить инструкцию. Стандартные диапазоны температуры отделения фракций: головы испаряются при температуре от 65 до 68°С, тело – 78°С.
При отборе можно использовать таблицу перегона самогона
Выход головы зависит и от количества сахара в сырье. Чем больше сладости содержит изначальный продукт, тем больше будет спирта. Средний показатель: 1 кг сахар дает 0,64 л спирта.
Таблица Леопольда Грея
Автор канала Russian Мoonshine Леопольд Грей, в своих видео наглядно поясняет как с легкостью и без особых затрат получить дистиллят хорошего качества в домашних условиях.
Дробная перегонка спирта сырца должна проводиться с помощью калькулятора, который позволяет рассчитать следующие параметры:
- Крепость спирта сырца и состав абсолютного спирта, который находится в перегонном кубе с учетом разбавителя и поправкой на температурный режим.
- Определить ориентировочный объем отбираемых фракций с возможностью сохранения результата.
- Позволяет вести лабораторный журнал дробного перегона спирта.
- Отображает все параметры текущей перегонки в реальном времени.
- Сохраняет результаты дистилляции, которые позволят точно рассчитать следующую перегонку.
Совет! Чтобы разобраться с таблицей, разработанной Леопольдом Греем, и использовать ее на 100%, рекомендуется посмотреть ролик и ознакомиться со всеми тонкостями работы с ней.
Содержание:
- Образование побочных продуктов
- Химические компоненты браги
- Зависимость химического состава браги от исходного сырья
- Отделение примесей от основного продукта
- Получение спирта-сырца и дробная дистилляция
- Промежуточные фракции
- 1. Получение спирта-сырца
- 2. Дробная дистилляция
Прежде чем начать разбираться с фракционированием спиртосодержащих продуктов, необходимо внести ясность в терминологию, так как из-за неправильного трактования основных понятий возникают недопонимания и ошибочное восприятие информации.
Корректное и точное описание терминов дистилляция и ректификация имеется в книге Э. Креля «Руководство по лабораторной перегонке», там сказано:
«Дистилляция — это процесс испарения одного или нескольких компонентов с последующем охлаждением и конденсацией паров.
Ректификация — сложный процесс разделения многокомпонентной смеси за счет тепломассообмена, то есть многократного испарения и конденсации»
К процессу дистилляции будут относиться простые отгонки с конденсацией всех поднимающихся по колонне паров и, как следствие, меньшая степень очистки конечного продукта.
frakcionironanie-pri-distillatii-1.jpghttps://www.doctorguber.ru/upload/medialibrary/574/frakcionironanie_pri_distillatii_1.jpg
При ректификации идет процесс тепломассообмена между поднимающимися спиртовыми парами и жидкой флегмой, стекающей вниз; следствием чего будет более чистый продукт на выходе. При этом особенности работы с ректификационными установками будут значительно отличаться от дистилляции.
Независимо от метода разделения фракций, его суть — это избавление основного продукта от вредных примесей. Чтобы понять какие примеси необходимо отделять и как они сказываются на конечном продукте, необходимо понять в каком количестве и откуда они берутся.
Варианты ректификации самогона
Ректификация – это разделение жидких составов на части, путем многократных испарений жидкости и конденсатов паров. Качественное очищение спирта сырца происходит в ректификационной колонне, которая оснащена царгой, насадкой дефлегматора, охладителем. Сырье при нагревании начинает выделять пар, что передвигается в царге и взаимодействует с жидкой флегмой, покрывающей стенки трубы. Часть паров оседает в дефлегматоре и конденсируется в капли спирта, остальные возвращаются в царгу.
Этот вид перегонки спирта сырца применяется для получения очищенного спирта, который не обладает ароматами, привкусами, сивушными маслами и вредными элементами. Продукция характеризуется особой крепостью. Она имеет до 96% алкоголя, который активно применяется в медицине, для изготовления бальзамов, различных настоек и домашних алкогольных напитков без риска отравления опасными химическими элементами.
