При скольких градусах испаряется спирт. Получение коньячных спиртов

В условиях нормального атмосферного давления температура кипения спирта составляет 78,3 °С (для этанола). При этом следует учитывать, что данная температура всегда остается неизменной, даже в том случае, когда подвод тепла осуществляется непрерывно. Такая особенность процесса объясняется тем, что превращение жидкого вещества в пар происходит также при достижении некоторого фиксированного для данного вещества значения температуры - теплоты испарения.

При возрастании молекулярной массы температура кипения спирта повышается, при этом пропорция имеет обратный вид для спиртов, стоящих близко в ряду, начиная от этилового. Численно ее значение гораздо выше, чем такой же показатель у эфиров или углеводородов, которые имеют одинаковую молекулярную массу. Соответственно, эта закономерность распространяется и на производные от этих веществ. Это свойство объясняется наличием в спиртах молекулярной ассоциации из-за присутствия в составе гидроксильных групп.

Во многом температура кипения спирта определяется его химическим строением. Тут присутствует такая универсальная закономерность: чем больше состав спирта отличается от классического строения, тем температура его кипения ниже.

При сравнении температур кипения различных спиртов с температурами кипения производных от них обнаруживается уникальная закономерность - спирты обладают практически аномальными по величине, очень

Более закономерной является зависимость температуры кипения от величины значения молекулярного веса конкретного спирта. Например, температура кипения составляет 78,15 °C при молекулярной массе 46,069 а. е. м. В то же время, аналогичные показатели у метилового составляют соответственно 64,7 °С и 32,04 а. е. м. Такая же закономерность характерна для всех спиртов.

Гидролиз спирта, как правило, осуществляется при достижении им это довольно продолжительный по времени процесс, длящийся около десяти часов.

Такой параметр как температура горения спирта во многом определяет широту применения этих соединений в промышленности и быту. Однако тут следует учитывать такой аспект как тип горения. классифицируют на четыре группы. Первый тип включает в себя все процессы горения, которые происходят за счет поступающего кислорода, содержащегося в окружающем воздухе. К нему относятся реакции горения нефти, а также спирта. Данный процесс выражается следующей формулой: C2H5OH + 3O2 + 11,3 N2 = 2CO2 + 3H2O + 11,3N2.

Исследуя данную формулу, следует иметь ввиду, что она не отражает в полном смысле всех химических превращений, которые происходят с веществами, принимающими участие в реакции горения. Формула составляется из соображений, что воздух состоит только из кислорода и азота, присутствие в нем инертных газов принимается равным нулю.

Рассматриваемый нами параметр - температура кипения спирта - обуславливает его многообразное использование. Это использование нам наиболее известно как применение спиртов в качестве горючих материалов и составляющего вещества различных типов моторного топлива. Для этих целей, как правило, используются метанол, этанол и бутанол, которые производятся во всем мире в промышленных объемах. Такие объемы производства обусловлены их коммерческой доступностью и высокой конъюнктурой на рынке, более того, эти производства в некоторых случаях используются в качестве критериев показателей технологического уровня государства. Отдельными технологическими направлениями выступают производство биодизеля, растворителей, красок и многих других продуктов, перечислить которые просто невозможно в одной небольшой статье.

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

Этанол - это главный компонент алкогольных напитков. Обычная водка на 40% стоит из него. В быту его называют спиртом. Хотя на самом деле этот термин характеризует огромный класс органических веществ. Температура кипения спирта при нормальном давлении составляет 78,3 градуса по шкале Цельсия. Это касается только неразбавленного этанола. Температура кипения раствора спирта обычно несколько меньше. В этой статье мы разберемся, что такое этанол. Также обсудим его физические и химические свойства, особенности производства и применения. Не обойдем мы стороной и основной вопрос относительно того, какая температура кипения спирта.

Общие сведения

Этанол является одним из самых известных спиртов. В состав его молекулы входят такие элементы, как углерод, водород и кислород. Химическая формула этанола - С 2 Н 6 О. Он представляет собой бесцветную жидкость со специфическим алкогольным запахом. Он легче воды. Температура кипения спирта - 78,39 градуса по шкале Цельсия. Но это при нормальном давлении. Температура кипения спирта-ректификата составляет 78,15 градусов по шкале Цельсия. Он содержит 4,43% воды. Температура кипения этилового спирта тем меньше, чем более разбавленным он является.

Применение в быту и промышленности

Этиловый спирт является прекрасным растворителем. Его производят методом ферментации сахара дрожжами. Во многих селах постсоветских стран его по-прежнему делают в домашних условиях. Получаемый алкогольный напиток называют самогоном. Этиловый спирт является самым древним рекреационным наркотиком, использованным человеком. Он может вызвать алкогольную интоксикацию при употреблении в значительном объеме.

Этанол является летучим легковоспламеняющимся веществом. Он используется в быту и промышленности в качестве антисептика, растворителя, топлива и активной жидкости в нертутных термометрах (он замерзает при -114 градусах по шкале Цельсия).

Температура кипения спирта от давления

Когда в справочниках указываются физические свойства веществ, то нужно понимать, что все эти замеры делались в так называемых нормальных условиях. С увеличением давления температура кипения этилового спирта уменьшается. Сегодня можно найти множество таблиц, в которых указаны справочные данные по этому вопросу. При 780 мм ртутного столба этанол кипит при 78,91 градусов по шкале Цельсия, при 770 - 78,53ºC, при 760 - 78,15ºC, при 750 - 77,77ºC, при 740 - 77,39ºC, при 720 - 76,63ºC.

Температура кипения метилового спирта

CH 3 OH изначально производили как побочный продукт деструктивной перегонки древесины. На сегодняшний день его получают непосредственно из диоксида углерода и водорода. По запаху он очень похож на этанол. Однако метанол очень токсичен и может привести к смерти человека. Температура кипения спирта - 64,7 градуса по шкале Цельсия. Его используют в качества антифриза и растворителя. Также он применяется для производства биодизельного топлива.

История изготовления

Ферментация сахара для получения этанола - это одна из самых ранних биотехнологий на службе у человечества. Опьяняющее действие напитков на его основе было известно с давних времен. Людям всегда нравилось то состояние измененного сознания, которое он вызывает. Еще 9000 лет назад китайцы знали алкогольные напитки. Дистилляция, как процесс, была хорошо известна арабам и грекам, но им хватало вина. Алхимики научились производить из него спирт только в 12 веке. Синтетически этанол был впервые изготовлен только в 1825 году Майклом Фарадеем.

Химия и медицина

Этанол применяется в основном в качестве сырья для получения других веществ и растворителя. Он является одним из компонентов многих товаров бытовой химии, которые ежедневно употребляются в быту. Этанол входит в состав стеклоочистителей и антифризов. В медицине его используют в качестве самого простого антисептика. Он хорошо обеззараживает и подсушивает раны. Также его применяют для изготовления всевозможных настоек и экстрактов. Кроме того, он хорошо охлаждает и согревает. В условиях отсутствия других медикаментов его использовали в качестве анестезии.

Общество и культура

В исследовании, опубликованном в 2002 году, было установлено, что 41% смертей в автомобильных авариях происходит из-за вождения в нетрезвом виде. Чем больше содержание алкоголя в крови водителя, тем больше риск. Употребление спиртных напитков имеет давнюю историю. Этому социальному явлению посвящены множество исследований. Процесс распития алкогольных напитков и опьянение описаны во множестве художественных произведений. Известный новогодний фильм «Ирония судьбы, или С легким паром!» посвящен как раз последствиям злоупотребления спиртными напитками, пусть и в комедийной форме. Многие творческие люди использовали алкоголь как необходимый элемент генерации новых идей или легкий способ преодоления стресса. Умеренное употребление алкоголя является приемлемым и даже желательным явлением в большинстве современных культур. Распитие спиртных напитков - это традиция на многих торжественных мероприятиях. Исключение составляет Ислам. По правилам этой религии, употребление любых спиртных напитков - это страшный грех.

Алкоголизм и его последствия

Чрезмерное употребление спиртных напитков - это заболевание. Оно характеризуется физической и психической зависимостью от водки или других крепких напитков, является разновидностью токсикомании. Алкоголики теряют контроль над количеством выпитого. Им требуется все большая доза для получения удовольствия. Считается, что улучшение благосостояния населения приводит только к росту объемов употребления спиртных напитков. Впервые изучением хронического алкоголизма занялся шведский врач М. Гусс в 1849 году. Он выделял ряд патологических изменений, которые появляются у человека при систематическом употреблении спиртного. Сейчас ученые проводят четкую границу между пьянством и алкоголизмом. Второе - это болезнь, с которой сам человек справиться не в состоянии. Она проходит в своем развитии несколько стадий. На каждом новом этапе происходит постепенно увеличение зависимости. Больному требуется все большая доза. Постепенно хроническая интоксикация алкоголя приводит к соматическим нарушениям. К начальным признакам физической и психической зависимости относят утрату контроля за употреблением и появление запоев. Лиц с выраженным алкоголизмом отличают сбои в работе внутренних органов и психические расстройства.

Лечение и профилактика

Для борьбы с алкогольной зависимостью требуются медикаменты. Во-первых, лекарства нужны для устранения сбоев в работе организма. Во-вторых, обязательны медикаменты, которые не совместимы с употреблением алкоголя. До сведения пациента доводится то, что запой во время лечения может привести к его смерти. К тому же с больными обязательно должны работать психологи. Их задача - закрепить эффект от лечения и сформировать негативное представление о пьянстве. Также обязательным является социальная реабилитация бывших алкоголиков. Важно помочь найти человеку свое место в обществе, вернуть семью. Счастливые люди не уходят в запой. Поэтому лечение алкоголизма в большей мере зависит от умений психолога.

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.

При любой ректификации температура при самогоноварении выдерживается в определенных рамках. Так же и Воду для размешивания сахарного песка, а особенно дрожжей, надо брать теплую. Если дрожжи сухие, необходимо и «подживить». Сначала размешать в воде с температурой не выше 35 и не ниже 25 градусов, добавить немного сахару и дать постоять до образования пены. Затем выливать в емкость. в этом не нуждаются. Процесс брожения браги проходит в условиях комнатной температуры.

О нужной при перегонке температуре

• В самогоноварении очень важно во время дистилляции не «переборщить» с температурой. Точка закипания воды 100 градусов, спирт начинает интенсивно испаряться несколько раньше. Если делать перегонку кипящей браги, то самогон на выходе станет мутным.
• К тому же и его резко понизится. В него попадут все вредные примеси из браги. Градусник в крышке перегонного куба позволит контролировать процесс. Оптимальная температура дистилляции 79 – 82 градуса по Цельсию.
• Но уже на 65 градусе нагрева начинается испарение легких спиртов и эфиров. Это «голова» самогона или «первач» — первый литр (если емкость с брагой не меньше 25 – 30 л). Пить ее вредно из-за присутствия в ней эфиров. А температура в 78 градусов «заставляет» испаряться и этиловый спирт.
• Его собирают в отдельный сосуд. Нагрев браги уменьшают, чтобы она не закипела. Далее на медленном огне доводят до тех пор, пока температура снова не повысится до 78. И уже продолжают дистилляцию далее. Точная температура кипения спирта (100% этанола) – 78.39 градуса. 96% ректификат закипает чуть пораньше (78.15).

Об охлаждении паров спирта

Если нет термометра

Если нет термометра, то крепость выходящего самогона определяется его поджиганием. Капают немного на деревянную поверхность и зажигают. Синеватое пламя (и почти невидимое) говорит о высокой крепости напитка. Слабый огонек желтоватого цвета свидетельствует уже о 38 — 40% содержании спирта. После выгорания остается радужная на свету маслянистая пленка – это сивушные масла. Количество этого остатка говорит о крепости напитка. Полностью спирт из браги не выгнать. Если нужен «хвост», то есть самогон уже мутный, то ее нагревают свыше 85 градусов. Если это не нужно, то можно добавить этот остаток в следующую емкость с новой порцией бражки. Крепость в той немного увеличится. В браге после перегонки остается примерно четверть спирта от всего его количества.

О нагревателях

Теперь поговорим о нагревателях для перегонного куба или иной емкости. Лучше всего использовать газовую плиту, температуру кипения браги на коей легче всего регулировать. Электроплитка или индукционная печь не позволяют плавно изменять нагрев. В крайнем случае, подойдет и костер. Бачок с брагой сначала греют на полном огне. Если нет термометра, то главное в этом процессе – не пропустить начало шипения браги. Резко убавить огонь, не допуская закипания. Вскоре на выходе змеевика появятся первые капли самогона. По мере наполнения емкости следят за струйкой алкогольного напитка. Если она превращается в череду капель, то нагрев немного увеличивают. В процессе ректификации выделяется запах спирта. Поддерживаться температурный режим в перегонном кубе должен в пределах 76 – 82 градусов. Через некоторое время концентрация спирта в браге понижается. Процесс должен длиться как можно дольше. Наивысшее качество самогона достигается с перегонкой браги в 80 градусов нагрева.

Об отстойнике

Разновидностей аппаратов для самогоноварения много. У некоторых в шланг между перегонным кубом и змеевиком врезается отстойник для сивушных масел. Пары их тяжелее спиртовых и оседают быстрее. Отстойник в виде небольшого сосуда постепенно заполняется вредными примесями. Чем выше температура браги, тем быстрее он заполняется. Но часть вредных примесей все равно доходит и до выхода.