60 комментариев

Какой выход самогона из браги является нормой?

Всем привет!

Пару дней назад мне пришел вопрос на почту – “ сколько самогона выходит из 10 литров браги?”. И ведь действительно, я сам, когда только начинал, часто задавался вопросом, какой выход самогона из браги является нормой?

Правда постановка вопроса не совсем корректна – надо считать не по объему браги, а по количеству затраченного сырья (килограмм сахара или крахмала).

В этой статье я все подробно расскажу, поэтому устраивайтесь поудобней и приступайте к чтению.

Для начала я приведу нормы, существующие в промышленном производстве. Занудствовать не буду – ограничусь парой фраз и сводной таблицей. Для тех, кто хочет посмотреть химические формулы процесса я дам ниже ссылку.

Затем я приведу цифры, к которым нужно стремиться в домашнем самогоноварении и немного их прокомментирую.

В статье я иногда оперирую термином “абсолютный спирт (АС)” — как нетрудно догадаться, это 100% этиловый спирт.

И так, поехали.

Выход спирта из браги. Нормы промышленности

Как известно спирт является результатом жизнедеятельности дрожжей. Они поедают сахар и превращают его в этот ценный для нас продукт. Сахар может быть как в чистом виде, так и полученный из сахаросодержащего (фрукты, ягоды, мед и т.д.) или крахмалосодержащего (злаки, картофель и т.д.) сырья. Содержание сахара и крахмала в различных продуктах естественно разное.

Для тех кому интересно почитать об этом более подробно и посмотреть химические уравнения процесса рекомендую обратиться к книге “Производство спиртных напитков” А. Дорош, В. Лысенко начиная со страницы 120. Я же ограничусь несколькими выдержками из этой книги.

Так вот, в теории из 1 кг сахара должно выйти 0,537 кг абсолютного спирта, из 1 кг крахмала – 0,568 кг. При условии, что 100% этиловый спирт при температуре 20 оС приблизительно весит 0,7893 кг, получаем 0,682 литра АС из сахара и 0,72 литра АС из крахмала.

Но это в идеальных условиях. На практике же цифры на 10-28% ниже, т.к. сахар расходуется на размножение дрожжей и образование альдегидов, сивушных масел и других вредных примесей с которыми мы затем боремся правильной перегонкой и различными методами очистки . А также спирт теряется (из-за испарения) в самом процессе брожения и во время перегонки.

В ликеро-водочном производстве существует таблица, описывающая сколько сахара или крахмала содержится в том или ином продукте и сколько спирта из него можно получить. Вот эта таблица.

Как видно, из 1 кг сахара в хороших условиях должно получиться 1,5 литра 40% водки. Но это при промышленном производстве. У нас, самогонщиков, нормы другие. Об этом далее.

Нормы для домашнего самогоноварения

Стандарты выхода спирта, а точнее самогона из браги для домашнего винокурения более низкие. Что и неудивительно и объясняется несовершенством технологического процесса. Да и оборудование у нас, за редким исключением, попроще.

Отмечу, что этот объем должен получиться после первой перегонки, до отсекания “голов” и “хвостов”.

Теперь давайте я покажу на простом примере, как определить, получили ли вы хороший результат по выходу спирта после перегонки браги.

Исходные данные:

Было 10 литров браги, содержащей 2 кг сахара. Из нее выгнали 2,3 литра 40% самогона. Хороший или плохой результат?

Расчет:

2,3 x 0,4 = 0,92 л – получаем содержание абсолютного спирта в самогоне;
0,92/2 = 0,46 л – АС получилось из 1 кг сахара
0,46*2 = 0,92 л самогона крепостью 50% получилось на каждый килограмм. Сравнивая с эталонными 1 литром, можно сказать, что результат удовлетворительный.

Почему бывает маленький выход

Иногда бывает так, что выход спирта из браги заметно меньше, чем ожидается. Виной тому могут быть несколько основных причин:

Брага не добродила и изначально имеет низкую концентрацию спирта. Либо ее рано отправили на перегонку, либо дрожжи уснули от слишком низкой температуры. Также возможно был слишком маленький гидромодуль и дрожжи не смогли переработать все сырье.
В браге слишком много сивушных масел, поэтому пришлось очень рано отрубать “хвосты”. Причиной тому может быть слишком долгое и некачественное брожение. Чтобы этого избежать, необходимо подкармливать дрожжи и поддерживать постоянную температуру (желательно в диапазоне 28-30 градусов). Брагу также желательно или осаждать на холоде.
В процессе перегонки происходят утечки пара в следствие не герметичности оборудования. В экстренных случаях места утечки можно заделать тестом не останавливая процесса. А на будущее подумать о приобретении качественного оборудования.

Ну вот, вроде доступно объяснил? Если остались вопросы смело пишите их мне на почту, а лучше задавайте внизу в комментариях. Также интересно узнать, сколько у вас получается выгнать самогона на единицу продукта.

А я заканчиваю.

Всем пока. Дорофеев Павел.

Домашнее самогоноварение, без сомнений, экономически очень выгодно, но свою популярность получило благодаря другим причинам. Современное высокотехнологическое производство не может обеспечить рынок алкоголем высокого качества по низкой цене, что не скажешь про вековые традиции домашней водки. Итак, сколько градусов должна быть брага для самогона?

Умея рассчитывать будущее количество самогонк и, можно планировать приготовление исходя из необходимости, без избытка. Познакомившись с этой статьёй, вы сможете самостоятельно вычислять более точное количество алкоголя, опираясь на сырьё и его объём.

Количество алкогольного напитка зависит от различных факторов, из-за этого трудно вывести конечную цифру продукта. Одни из основных показателей, влияющих на это: количество спирта в бражке и соблюдение технологических требований.

Чтобы максимально воспользоваться содержимым и получить качественный готовый продукт, следует обратить внимание на некоторые детали производства:

Максимальной продуктивности процесса можно добиться только в условиях промышленного производства. Современное оборудование и технологии способствует этому. Домашнее самогоноварение имеет большое количество технологических недостатков, и, высчитывая, сколько самогона получится из 3 литров браги, результат стоит уменьшить на 10% в лучшем случае.

Качество сырья

Сырьё, которое вы используете для приготовления сусла, при получении алкоголя играет самую важную роль. Оно отвечает за положительные органолептические свойства получаемого напитка, а также и за его количество.

Если владельца не интересует, сколько выйдет самогона из 10 литров браги, его интересует мягкость и вкус напитка.

Дрожжи

От них зависит, скольких градусов должна быть брага. Содержание спирта в готовой браге зависит от вида дрожжей, которые были использованы при замешивании сусла. Разные дрожжевые грибки имеют различную критическую точку и прекращают свою жизнедеятельность при определённом содержании спирта в браге.

Есть два основных вида дрожжей:

Существуют новые разработки дрожжевого грибка, которые оптимизируют брожение сусла. Такие турбо-дрожжи могут ускорить сбраживание до 24 часов, а некоторые производители предлагают штамм, способный достичь 19−20⁰ спирта. Более того, увеличили возможность брожения при различных температурах.

Количество сахара

Спирт вырабатывается дрожжевыми грибками из углеводов, а крепость браги напрямую зависит от количества используемого сахара. Многие думают, что, добавив в сусло больше сахара, смогут увеличить выход готового продукта, но это не так. Есть как минимум три причины, влияющие на результат :

Существует такое понятие - гидромодуль. Это помогает определить оптимальное пропорциональное соотношение ингредиентов сусла. Вид дрожжей играет ключевую роль в гидромодуле:

Самогонщики нашли неплохое решение, чтобы избежать превышения плотности раствора. Они делят сахар на две части и вносят раздельно. Первую половину используют при замешивании сусла, а вторую - в течение следующих суток.

Если использовать турбо-дрожжи, этот метод позволяет получить самое большое количество алкоголя.

Использование различного сырья

Для используют не только кристаллизованный или рафинированный сахар, можно использовать и другие продукты, содержащие углеводы. В этот список входят:

Нет необходимости высчитывать количество сахара в различных продуктах. Специалисты давно всё смогли рассчитать и выдали на обозрение готовые таблицы . Найдя по таблице сырьё, из которого вы готовили сусло, можно предположить выход спиртного. Результат может отличаться от фактического до 10%. В расчёт берётся килограмм сырья.

Объём браги и выход самогона

При составлении таблицы взяли для расчёта сахарную брагу как самую стабильную. Гидромодуль приготовления сусла 1:4, сбраживание и перегонка проводится в оптимальных условиях.

Приведено только несколько строк для понимания математики, другие значения каждый желающий может вычислить самостоятельно.

Математика простая, после перегонки литр браги превращается примерно в 100 г спирта, или 220 г водки 40⁰ . Точно зная, какой объём жидкости после сбраживания, не составляет особого труда высчитать примерный (± 10%) выход алкоголя.

В процессе брожения сусла происходит пенообразование в достаточном количестве. Во избежание загрязнения помещения рекомендуют использовать ёмкость для браги с запасом, то есть заполнять посуду не больше ¾ всего объёма.

Будьте внимательны! У хлебопекарных дрожжей есть одна особенность - интенсивное пенообразование. Бывают ситуации, когда пены чересчур много и свободного объёма тары недостаточно, что делать? Советуют раскрошить один кусочек песочного печенья, на некоторое время образование пены уменьшится. Если под рукой не оказалось печенья, можно использовать растительное масло, добавив в брагу две столовые ложки.

Возможные причины, почему мало выхода

Каждый самогонщик, закладывая составляющие процесса брожения, должен представлять примерное количество самогона, которое он может получить в результате. Кого-то интересует финансовый результат, кто-то создаёт необходимый запас и планирует свою кладовую. Даже из простого любопытства интересно знать, сколько получится водки.

Погрешность в 10% стоит закладывать в любом случае, а вот большее отклонение можно считать оплошностью в работе. Рекомендуем познакомиться с некоторыми факторами, которые приводят к снижению получаемого спиртного, изучите их, чтобы повысить результативность.

Недобродившая брага

У такой массы сладкий привкус, содержание спирта менее 10°, это явные симптомы незавершённого брожения. Какая-то часть сахара осталась в состоянии неразложившихся углеводов.

Ничего страшного не произошло, конечно, если вы не начали перегонять брагу. Неблагоприятные условия содержания сыграли злую шутку, дрожжи приостановили свою активность. Чтобы завершить брожение, следует переставить ёмкость в более тёплое место или дополнительно укутать одеялом. Это поможет разбудить дрожжи, которые благополучно завершат процесс.

Ошибка в гидромодуле

Тут может быть только два варианта ошибки пропорции:

Стоит подумать про приобретение ареометра. Этот прибор помогает измерить количество непереработанного сахара в бражке, что говорит о её готовности к перегонке. Показатель плотности жидкости не должен превышать 1,002.

Длительное брожение

Такие процессы чреваты повышенным содержанием сивушных примесей в конечном продукте. Если началась перегонка, следует проводить отделение третьей фракции раньше времени , это уменьшит количество самогона, в противном случае значительно ухудшится качество продукта.

Для предотвращения подобной ситуации необходимо заранее побеспокоиться и обеспечить оптимальную температуру брожения, которая колеблется в пределах 25−28°C.

Подкисание браги

Во время брожения на ёмкость необходимо ставить гидрозатвор или надевать проколотую медицинскую перчатку. Это делают для создания аэробных условий правильного сбраживания.

В ситуации, когда в посуду поступает кислород, происходит окисление этилового спирта, бражка начинает превращаться в уксус. Из-за этого падает крепость забродившей массы , и выход спирта будет маленький. Большинство самогонщиков пренебрегают гидрозатвором, однако для получения качественного напитка настоятельно рекомендуем пользоваться подобным приспособлением.

Герметичность дистиллятора

Если в процессе перегонки из дистиллятора идёт пар, это может значительно уменьшить выход готового продукта. Нет смысла прекращать перегонку браги, достаточно заделать прорыв тестом, а на будущее позаботиться и приобрести новый аппарат.

Если пар выходит из носика дистиллятора, ничего страшного, это плохое охлаждение змеевика . Следует увеличить поток воды, если вода не проточная, то её необходимо заменить более холодной.

Что может дать ускорение брожения

Конечно, чем быстрее пройдёт сбраживание, тем быстрее подойдём к перегонке и, как результат, быстрее получим алкоголь. Но быстрое сбраживание позволяет увеличить объём продукта за счёт уменьшенного количества примесей.

Для достижения таких целей и применяют методы ускорения сбраживания. Стоит отметить, что стоит класть добавки только в сахарное сусло. Любые другие составляющие сами по себе содержат всё необходимое.

Даже для большой ёмкости в 10 или 30 литров будет достаточно применить любой из вариантов:

раскрошить буханку чёрного хлеба;
300 г томатной пасты 25%;
200 г свежего сока или раздавленных ягод;
500 г перемолотого солода.

Использование позволяет дрожжам быстрее их расщепить. Моносахариды достаточно быстро используются дрожжевыми грибами.

Процесс приготовления сиропа способствует удалению из сахара ненужных примесей. Для этого берут 1 кг сахара, 500 мл воды и варят 10 мин. Пену следует постоянно снимать. Аккуратно, понемногу добавить 5 г лимонной кислоты. После спадания пены закрыть крышкой и варить 60 минут.

Температурный диапазон активности дрожжей - 18−35 ⁰С. Низкая температура затянет брожение, более высокая даёт много побочных эффектов. Стоит уделить внимание постоянной комнатной температуре и просто обмотать одеялом ёмкость с суслом. Необходимого тепла в 25−28⁰С брага в процессе брожения достигнет сама.
Опытные самогонщики предпочитают активировать дрожжи до добавления в сусло . Берут тёплую сладкую воду и растворяют в ней необходимое количество дрожжей. Через 20−40 минут на поверхности образуется дрожжевая пена, теперь можно перелить активированные дрожжи в основную ёмкость. Если этого не произошло, то такие дрожжи использовать не следует.

Долгое хранение браги после полного сбраживания увеличивает риск её скисания. После того как через гидрозатвор или перчатку перестал выделяться газ, прекратится пенообразование, выпадет осадок и . Всё это говорит о том, что необходимо приступать к дистилляции, осталось только проверить содержание спирта и сахара.

Необходимо заботиться о качестве продукта, которое неизменно напомнит о себе вкусом и утренним настроением.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Из уроков химии мы знаем формулу этилового спирта - C2H5OH. На практике многие проверили, что это бесцветная жидкость с резким запахом. Этиловый спирт (этанол) получается в результате переработки сахарозы или крахмала. Выход спирта – это объем спирта в литрах, который можно получить из 1 кг сахара, содержащегося в сырье.

Этанол производят следующими способами:

сбраживание сусла;
гидролиз растительного сырья – в результате взаимодействия с водой происходит разложение одних соединений с последующим образованием других;
гидратация этилена – присоединение молекул воды к молекулам самого производимого в мире органического соединения - этилена С2Н4.

Полученный спирт подвергается затем ректификации – очистке. Синтетическим путем добиться хорошего выхода спирта очень сложно. В результате получается технический ректификат, содержащий огромное количество вредных и опасных для здоровья примесей. Оставим этот способ для промышленных предприятий и обратим наше внимание на доступный и знакомый многим процесс – сбраживание.

Выход спирта из различного сырья путем сбраживания

Технология сбраживания лучше всего подходит для домашнего виноделия. Она заключается в том, что дрожжи при определенных условиях начинают перерабатывать сахар в этиловый спирт. Именно таким способом получают все натуральные вина. Не удивительно, что полученный спирт называют «винным».

Химическая формула выглядит так:

C12H22O11 (молекула сахара) + Н20 (вода) = 4 C2H5OН (спирт) + 4 СО2 (углекислый газ) + ТЕПЛО

Реакция происходит при участии дрожжей. Из формулы видно, что в процессе жизнедеятельности дрожжей из молекулы сахара получается спирт, выделяется углекислый газ и тепло.

Расчет выхода спирта из сахара

В химии есть такое понятие, как мольная масса, она пропорциональна молекулярной. Каждый химический элемент имеет свою массу, чтобы ее узнать, достаточно взглянуть на таблицу Менделеева.

Атомные массы присутствующих в формуле элементов:

Н – водород – 1;
С – углерод – 12;
О – кислород – 16.

Заменим в формуле получения спирта буквенные обозначения этими цифрами:

(12х12 + 1х22 + 16х11) + (1х2 + 16х1) = 4х(12х2 + 1х5 + 16х1 + 1х1) + 4х(12х1 + 16х2)

360 = 184 (спирта) + 176 (углекислого газа)

Получается, что со 180 кг сахара выход спирта составит 92 кг. Чтобы узнать, сколько получится спирта с одного кг сахара, нужно поделить: 92/180 = 0.511 кг. Зная плотность спирта (ρ = 0,8кг/л), переведем 0.511 кг в литры. Можете проверить, а можете так поверить, что с 1 кг сахара выход спирта составляет 0.64 литра (0.511/0.8).

Как рассчитать , содержащего сахар?

Брагу ставят не из чистого сахара, а из сырья его содержащего: винограда, яблок, свеклы и др.) Существуют специальные таблицы сахаристости разных продуктов. Так в яблоках сахар составляет 12% от массы. Сахаристость свеклы – 16%. Также существуют таблицы среднего выхода сока из ягод и фруктов. Все эти таблицы можно найти в интернете.

Расчет выхода спирта из яблок:

Из 1 кг яблок получается 0.7 кг сока (табличное значение). При сахаристости 12% (тоже из таблицы) содержание сахара – 0.084 кг (это 12% от 0.7 кг).

Составим пропорцию:

1 кг сахара дает 0.64 л спирта

0.084 кг дает Х л спирта

0.084 х 0.64 / 1 = 0.054 литра – выход спирта из 1 кг яблок.

Выход спирта из крахмалосодержащего сырья

Часто брагу ставят на картошке, пшенице и другом крахмалосодержащем сырье. В технологии производства этанола появляется еще один процесс – осахаривание крахмала. Химически это выглядит так:

(C6H10O5)n (формула крахмала) + nH2O = nC6 H12O6 (глюкоза)

Перед Вами реакция гидролиза крахмала в сахар, а проходит она в присутствии специальных ферментов. Затем начинается сбраживание полученного сахара. Теперь если заменить химические элементы в этой формуле на их молярные массы, то получится, что 1 кг крахмала перерабатывается в 1.11 кг сахара. Содержание крахмала в том или ином сырье легко найти в интернете, а затем можно посчитать выход спирта.

Выход спирта из пшеницы

Пшеница на 60% состоит из крахмала. Выполняем расчет выхода спирта :

Из 1 кг пшеницы 60% крахмала - это 0.6 кг.

Из 1 кг крахмала получается 1.11 кг сахара (см. выше), тогда из 0.6 кг крахмала – 0.666 кг сахара

Из 1 кг сахара получается – 0.64 литра спирта (см. выше), тогда из 0.666 кг сахара – 0.426 литров спирта

Выполнив эту цепочку расчетов, мы выяснили, что выход спирта из 1 кг пшеницы составляет 0.426 литра.

Практический выход спирта из различного сырья

Все вышеизложенное – это теоретический или расчетный выход спирта . На практике его получается на 10-15% меньше.

Причины потери спирта:

недоброд - часть сахара не была переработана в спирт и осталась в браге;
неправильное брожение, при котором сахар преобразуется не в спирт, а в другие вещества;
спирт улетучивается при брожении, перегонке и ректификации.

При какой концентрации сахара выход спирта самый оптимальный?

Спирт – это мощный стерилизатор, убивающий все бактерии и микроорганизмы. Поэтому существует предельная концентрация его в браге, при которой дрожжи начинают гибнуть. Значение этой концентрации – 13%. Вот почему не бывает более крепких вин, есть только крепленые. Чтобы добиться 13%, в исходном сусле должно быть 20.3% сахара.

В диапазоне 10%-13% брожение сильно замедляется. На спиртзаводах время изготовления является важным фактором, влияющим на рентабельность. Поэтому дрожжевой затор содержит только 14% сахара, крепость вин не превышает 9%, зато брожение длится всего 72 часа.

Если в браге больше 20% сахара, то случится недоброд, выход спирта снизится. При концентрации менее 10%, спиртовое брожение перейдет в уксусное. Весь спирт будет потерян. В домашних условиях для оптимального выхода спирта рекомендуется готовить сусло с концентрацией сахара 18%.

«Приготовление бражки Выход спирта из различного сырья Теория В основе получения спиртосодержащих напитков или пищевого спирта лежит процесс...»

Приготовление бражки

Выход спирта из различного сырья

В основе получения спиртосодержащих напитков или пищевого спирта лежит процесс

брожения - превращение сахара, находящегося в растворе воды (сусло), дрожжами в

спирт. Технологию приготовления этого первичного продукта - бражки (вина) можно

записать следующим образом:

сырье + вода = переработка = сусло (затор)

сусло + дрожжи = брожение = бражка (вино)

Самым простым сырьем является сахар или сахаросодержащие продукты (фрукты, ягоды и т. д.). В этом случае сусло приготавливается или разведением сахара в воде, или измельчением фруктового сырья, или отжимом из него сока.

Реже в домашних условиях используют крахмалосодержащее сырье (зерно, картофель и т.д.). Тогда в технологию изготовления сусла вводится процесс осахаривания крахмала сырья под воздействием ферментов.

Если провести теоретические расчеты химических преобразований крахмала в сахар, а сахара в спирт, то получим следующие результаты:

(C6H10O5)n+n·H2O+ФЕРМЕНТ=n·C6H12O6 1кг крахмала = 1,11кг сахара;

C6H12O6+дрожжи=2·C2H5OH+2·CO2 1кг сахара = 0,511кг (или 0,64л) спирта.

Выход спирта из различных продуктов Теперь, зная содержание сахара или крахмала в любом сырье, можно легко рассчитать теоретический выход спирта из него.

Например, если в пшенице 60% крахмала, то из 1кг этого зерна можно получить:

1кг пшеницы = 0,6кг крахм. = 0,6х1,11=0,67кг сах. = 0,67х0,64=0,426л спирт Результаты таких расчетов для усредненных значений сахаристости и крахмальности (из справочных данных) для некоторых основных продуктов приведены в таблице.

Теоретический выход спирта из различных видов сырья Крахмалосожержащее Сахаросодержащее Сырьё Спирт, мл/кг Сырьё Спирт, мл/кг Крахмал Сахар Саго Меласса 50% 320 Рис Виноград Кукуруза Крыжовник 110 Пшеница Свёкла 16% 102 Бобы Малина Пшено Яблоки Рожь Клубника Ячмень Вишня Овес Слива Горох Смородина ч. 54 Картофель 20% 140 Берёзовый сок 25 В таблице приведены теоретические данные без учета потерь спирта. В домашних условиях потери спирта могут достигать 15% и зависят от точности соблюдения технологической дисциплины на всех этапах получения спирта.

Оптимальная концентрация сахара Спирт является мощным стерилизатором, поэтому существует предельная концентрация спирта, выше которой обычные дрожжевые грибки погибают. Эта концентрация близка к 13%об (по сахару в исходном сусле - 13%/0,64=20,3%). Именно из-за этого мы никогда не видим сухих вин с концентрацией спирта более этого порогового значения (если это не крепленые столовые вина).

Дрожжам последние 3%об. (от 10% до 13%) до своей «кончины» даются особенно трудно и процесс брожения сильно замедляется. На промышленных спиртзаводах, где время является элементом рентабельности, дрожжевой затор готовят с концентрацией сахара 14% сах - существенно ниже предельной. В результате этого длительность брожения не превышает 72 часов, а концентрация спирта в бражке никогда не поднимается выше 9%об.

При концентрации сахаров выше 20%мас. возникает «недоброд» сахара, что снижает выход спирта, а при концентрациях сахаров менее 10% брожение может перейти в уксусное - произойдет практически полная потеря спирта.

Рецепты сусла (расчет и приготовление) Расчет рецепта сусла (с примерами) Задача этого этапа в общей технологии спирта состоит в том, чтобы из имеющегося сырья правильно рассчитать и приготовить пригодный для сбраживания раствор сахара (16…20%мас.), называемый суслом (или затором).

После завершения приготовления сусла его «правят» (подробности можно найти в

Интернете или в нашей книге «СПИРТ»):

повышают кислотность, если сырье слабокислое (не фруктовое);

вносят азотистое питание для дрожжей, если сырьё не из зерна.

При расчете рецептов сусла будем закладывать оптимальную концентрацию сахара в растворе - 18% по массе. При отсутствии информации о содержании сахара или крахмала в используемом сырье можно воспользоваться усредненными справочными данными, а после завершения процесса перегонки (или ректификации) можно измерить объём и концентрацию полученного дистиллята, пересчитать их на чистый спирт и сравнить с расчетным (ожидаемым) выходом, и при необходимости внести коррективы в рецепт следующего затора.

В расчетах рецептов мы взяли максимальные потери спирта на всем технологическом цикле – 15%, но при соблюдении технологии эти потери могут быть существенно снижены.

Приведенные ниже примеры позволят понять подход к составлению рецептов и помогут самостоятельно разрабатывать рецепты для любого сырья и их смеси.

5 литров сусла из сахара (для спирта-ректификата) Это самый простой и доступный вариант приготовления бражки в домашних условиях. И при соблюдении технологии на всех этапах получения спирта-ректификата этот рецепт всегда дает отличный результат.

Расчет сусла:

5л x 0,18 = 0,9кг сахара.

Т.е. 900г сахара растворяем в воде. Объем раствора доводим до 5л.

Ожидаемый выход спирта:

0,9кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 0,49л спирта (или 0,49/0,4 = 1,22л водки 40%об.).

40 литров сусла из 48% мелассы (для спирта-ректификата) Меласса (меляса), это отход сахарной промышленности, бурая жидкость с 46-50% концентрацией сахара. В нашем примере - 48%. Спирт из неё получается довольно низкого качества - очень жесткий. Чаще используется не впрямую, как в этом примере, а как заменитель сахара (см. второй рецепт) при приготовления сусла из фруктового сырья с низким содержанием сахара.

Расчет сусла:

40л x 0,18 = 7,2кг сахара.

7,2 / 0,48 = 15кг мелассы.

Т.е. 15кг мелассы растворяем в воде. Объем раствора доводим до 40л.

Ожидаемый выход спирта:

7,2кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 3,9л спирта (или 3,9/0,40 = 9,75л водки 40%об.).

100 литров сусла из 60кг яблок и сахара (для бренди - кальвадоса) Примем сахаристость яблок 9%.

Расчет сусла:

100л x 0,18 = 18кг суммарного сахара.

60кг яблок x 0,09 = 5,4кг сахара в яблоках.

18кг сах. – 5,4кг сах.(яблок)= 12,6кг сах.

Т.е. измельчаем 60кг яблок, добавляем сваренный сироп из 12,6кг сахара. Добавляем воды до 100л.

Ожидаемый выход спирта:

18,0кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 9,8л спирта (или 9,8/0,4 = 24,5л кальвадоса 40%об.).

50 литров сусла из пшеницы (для спирта-ректификата) Пшеница - самое лучшее сырьё для приготовления спирта высшего качества. Допустим, известно, что в Вашей пшенице 65% крахмала.

Расчет сусла:

50л x 0,18 = 9кг сахара.

9 / 1,11 = 8,11кг крахмала пшеницы.

8,11 / 0,65 = 12,5кг пшеницы.

Т.е. 12,5кг пшеницы крупно измельчаем, заливаем горячей водой до общего объёма 50л, осахариваем ферментами, остужаем до 25C.

Ожидаемый выход спирта:

9,0кг сах. x 0,64 x (1- 0,15) = 4,9л спирта (или 4,9/0,4 = 12,2л водки 40%).

Осахаривание крахмалосодержащего сырья Это единый технологический процесс, который состоит из трёх этапов: разваривание, стерилизация и непосредственно осахаривание.

Разваривание. Измельчённое сырьё заливают при непрерывном помешивании водой с температурой 50…55С, картофель из-за наличия в нем большого количества влаги заливают кипятком. Количество сырья и воды берут в соответствии с расчетом рецепта.

Для ускорения процесса разваривания в подготовленную кашку добавляют 1/5 часть фермента. Смесь постепенно подогревают при постоянном перемешивании до температуры клейстеризации: зерновое сырьё - до 65…70С, а картофельное - до 90…95С и выдерживают при этой температуре 2часа. В это время происходит растворение и разваривание крахмальных зерен. Затем подогревают до 95…98С и выдерживают в течение 15…20мин.

Стерилизация. Разваренное сусло кипятят в течение 30…40 минут. Сусло из подпорченного сырья стерилизуют более продолжительное время (1…1,5 часа).

Осахаривание. Разваренную массу охлаждают до температуры осахаривания 57…58С и добавляют в неё остальные 4/5 части ферментов, перемешивают и выдерживают при этой постоянной температуре до полного осахаривания.

Время осахаривания зависит от активности и количества внесённых ферментов.

Ориентировочно оно составляет около 30 мин для картофеля, 1,5ч - для кукурузы и пшеницы, 2ч - для ячменя.

Полноту осахаривания солодом проверяют йодной пробой. При осахаривании промышленными ферментами йодная проба может не дать результата, тогда полнота осахаривания определяется на вкус - сусло должно иметь уверенно сладкий вкус (как у раствора из шести чайных ложек сахара на 200мл воды). Затем готовое сусло охлаждают до температуры 20…25С.

Сбраживание суслаЁмкости для броженияДля бренди

Напитки типа бренди обычно приготавливаются из вин, сырьём для которых служит фруктово-ягодный материал. При приготовлении вин используют ёмкости из нейтральных материалов (стекло, керамика, специальный пищевой пластик). Сосуды из дешёвого пищевого пластика (с устойчивым «химическим» запахом) применять не рекомендуем.

Для начинающих удобнее всего использовать прозрачные ёмкости - стеклянные или пластиковые (от бутилированной воды), т. к. в них видны все процессы брожения. При использовании густых заторов надо выбирать ёмкости с большими горловинами.

Для самогона и спирта

При приготовлении бражек для самогона (спирта-сырца) можно употреблять любые ёмкости. Однако сосуды из дешевого пищевого пластика перед использованием должны быть «состарены» - в них следует несколько раз налить, выдержать, а затем слить воду.

Бродильные шпунты и водяные затворы могут быть заменены полиэтиленовой плёнкой, накинутой на горловину ёмкости и перетянутой резиновым жгутом или шпагатом.

Дрожжи Следует помнить, что избыток дрожжей, хотя и ускоряет процесс брожения, однако увеличивает содержание в бражке головных и хвостовых фракций. Недостаток дрожжей затягивает процесс, в результате чего он может перейти в уксусное брожение (с большими потерями спирта) или остановить его полностью (с большим «недобродом» сахара).

Для бренди Для приготовления напитков типа бренди при сбраживании фруктового сырья рекомендуется применять специальные винные дрожжи (расход – в соответствии с паспортом на дрожжи). Это существенно повышает качество конечного продукта.

Для самогона и спирта Если предполагается использовать бражку для последующей ректификации, вполне приемлемы обычные хлебопекарные дрожжи, причем лучше использовать свежие прессованные из расчёта 60…70 гр на каждый килограмм сахара. Расход сухих дрожжей в три раза меньше. Однако применение сухих дрожжей не рекомендуется из-за существенного затягивания процесса брожения.

Можно использовать и спиртовые «Турбодрожжи» (расход – в соответствии с паспортом на дрожжи), допускающие концентрацию сахара в сусле до 28%сах, позволяющую получить18%об. спирта в бражке за меньшее, по сравнению с вариантом использования хлебопекарных дрожжкй, время брожения. Бражка на этих дрожжах практически не пенится ни при брожении, ни при перегонке. Однако за эти преимущества приходится расплачиваться - качество спирта получается не очень высоким.

Дрожжевой затор Для внесения дрожжей в сусло следует приготовить так называемый дрожжевой затор.

Смысл его применения – привести дрожжи в активное состояние для «правильного старта» брожения и улучшения качества бражки.

Для приготовления дрожжевого затора отберите в отдельную ёмкость примерно 5% сусла, разведите в нём все дрожжи и дайте раствору активизироваться – запениться.

Процесс брожения В сусло при температуре 20…25С вносится дрожжевой затор.

Длительность брожения зависит от качества сырья, дрожжей, соблюдения технологии и составляет на спиртзаводах 72 часа (3 суток), а в реальных домашних условиях 5…7 суток (для простой бражки на спирт), и до 15 суток для вин (из фруктового сырья на бренди).

Конец брожения определяют по прекращению движения сбраживаемой среды или окончанию выделения углекислого газа через водяной затвор.

Если простая бражка приготавливалась для спирта, то сразу после окончания брожения (не дожидаясь её осветления) необходимо приступить к её перегонке, это существенно повышает качество конечного продукта.

Бражка-вино (из фруктового сырья) может достичь «просветления», но только после «снятия» (первый слив) вина со жмыха-осадка. Светлую и густую части вина обычно разделяют и перегоняют раздельно. Например, во Франции из светлой части (виноградного вина) получают коньячный спирт, а из густой части (виноградных выжимок) – граппу (методом «пропарки» - «Выпарной модуль»).

Природа «умна», а зерно – прекрасно!

Что такое солод?

О терминологии Солод – это пророщенное зерно. Подразумевается, что проращивание произведено до оптимальной стадии – до максимальной активности солода.

Зелёный солод – это не высушенный солод, который используется сразу после проращивания. Т.е. храниться зелёный солод не может!

Белый солод – это высушенный солод. Такой солод имеет длительный срок хранения и может заготавливаться впрок.

Из 100 весовых частей зерна получается 140 частей зелёного или около 80 частей белого солода. При сушке активность солода понижается приблизительно на 30%, поэтому лучше использовать зелёный солод.

Солодовое молоко – сильно измельчённый и смешанный с водой солод (белый или зелёный). По цвету и консистенции очень напоминает обычное молоко. Солодовое молоко готовят для того, чтобы в максимальной степени полезные для осахаривания ферменты, содержащиеся в солоде, вывести из клеток зерна и перевести их в водный раствор.

Откуда берутся ферменты в солоде?

Зерно - зародыш будущего растения, и его задача сохраняться в земле всю зиму, а весной прорасти, а для этого старта зерну нужны внутренние запасы энергии. Природа подобрала лучший вариант биологического аккумулирования энергии – крахмал. Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал и используется растениями в качестве резервного питания и, в основном, накапливается в клубнях, плодах и семенах растений. Например, в пшенице его содержание достигает 60%.

Крахмал - безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Его энергетический потенциал только в 2 раза ниже природного газа - очень даже неплохой аккумулятор для живой природы.

Как только зерно получает условия для роста (вода+тепло), в нём в первую очередь начинают вырабатываться особые ферменты (альфа-, бета- и гамма-амилазы), способные преобразовывать крахмалы в декстрозу и мальтозу (разновидность сахара). Сахар уже растворим в воде и легко доставляется к клеткам растущего зерна.

Сначала количество этих ферментов резко растёт, а затем уменьшается по мере исчерпания собственных запасов крахмала в зерне. Максимум ферментов достигается на определённый день прорастания, и у каждого вида зерна этот срок свой (8…12суток).

При обычной температуре ферментов, выработанных растущим зерном, хватает только на собственный крахмал одного зерна (природа не расточительна), но при температурах 57…62С их уже хватает на 12 зерен! Это и есть теоретический показатель активности солода - 1/12.

Именно этим фактом люди и пользуются при осахаривании крахмалосодержащего сырья при приготовлении сусла.

Расход солода Зелёного солода, полученного из 1кг зерна, при тщательном соблюдении технологии разваривания и осахаривания, хватает на:

33кг картофеля 20% (6,6кг крахмала картофеля);

10кг овса 45% (4,5кг крахмала овса);

12кг пшеницы 50% (6кг крахмала пшеницы);

В домашних условиях нельзя с полной точностью воспроизвести технологию спиртовых заводов, поэтому расход зелёного солода необходимо увеличить приблизительно в 2 раза.

Приготовление зелёного солода (с максимальной активностью) в домашних условиях тоже затруднительно, поэтому домашние винокуры пользуются упрощённой технологией «неполного проращивания». Они не стремятся создать активный солод 1/12, а проращивают его ровно настолько, чтобы выработанных в зерне ферментов хватило на осахаривание только собственного крахмала пророщенного зерна (без добавления дополнительного крахмала стороннего сырья). В этом случае сроки проращивания сокращаются, ростки за короткий срок не успевают инфицироваться, а сам процесс приготовления сусла сильно упрощается. Это очень разумная и практичная технология домашнего винокурения.

Мы не приводим «точных» рецептов только по одной причине – при их повторении они всё равно будут иметь некоторую индивидуальность.

Для более подробного ознакомления с вопросами применения и приготовления солода можем порекомендовать достаточно полную и правильную книгу: Дорош А.К., Лисенко В.С., «Производство спиртных напитков», 1995г., Киев.

Перегонка бражки Перегонные кубы для разных видов бражек Задача перегонных кубов - извлечь спиртовой пар из нагретой бражки и отправить его на конденсацию. Бражки, в зависимости от используемого сырья, могут иметь различные теплофизические свойства. Некоторые бражки при подводе к ним тепла простой теплопередачей (высокотемпературный источник тепла – горячая металлическая стенка бражка) могут пригорать на горячей стенке. В этих случаях техническое решение проблемы выпаривания спирта может существенно усложниться. Соответственно будут изменяться и конструкции перегонных кубов.

Все бражки по степени «пригорания» и сложности организации подвода тепла при их прогревании можно условно разбить на три группы:

«жидкие непригораемые»;

«жидкие пригораемые»;

«густые пригораемые».

Каждой группе бражек соответствует своя схема теплоподвода и своё конструктивное решение перегонных кубов.

– – –

К группе «жидких пригораемых» бражек можно отнести:

жидкие бражки, приготовленные из зернового сырья и содержащие клейковину (белок);

жидкие загущённые бражки, сброженные вместе с мезгой, мякотью и соком измельчённых фруктов или ягод.

При подводе тепла через горячую стенку такие бражки пригорают на горячей поверхности. У зерновых бражек пригорает клейковина из-за её слабой термостойкости, а у фруктовых – мезга и мякоть из-за отсутствия конвекции на стадии нагреванияЭту проблему обычно решают путём уменьшения температуры теплопередающей стенки и соответствующего увеличения её площади. Конструктивно такая схема реализуется с помощью рубашечного нагрева (рис.3) всей поверхности внутренней ёмкости, содержащей бражку. В объёме рубашки содержится промежуточный теплоноситель, нагреваемый, например, ТЭНом. Для загущенных бражек требуется ещё и установка в куб мешалки, осуществляющей принудительное движение бражки около теплопередающей стенки.

Для домашнего производства крепких спиртных напитков мы предлагаем более простое решение – прямую подачу пара в бражку (рис.4). При таком способе теплоподвода пригорание в принципе исключено. Интересно отметить, что при этом кипение как таковое отсутствует, а пары спирта извлекаются из бражки благодаря процессу тепломассообмена между подаваемым паром и бражкой. Подробнее см. «Барботёр».

– – –

В домашних условиях для извлечения ароматных спиртов из «густой пригораемой»

бражки мы предлагаем наши выпарные аппараты периодического действия (рис.6).Подробнее.

Зачем «гусь» «Шарантскому аламбику»

«Шарантский аламбик» (alambic Сharantais) - самый «раскрученный» бренд французского промышленного самогонного аппарата, применяемого и сейчас для производства коньячных спиртов в доме «Хеннесси» Шарантской провинции Франции (и не только там).

На «Шарантском аламбике» продукт первой дистилляции (из вина 7-10%) получается крепостью порядка 30%. Затем он дистиллируется второй раз, превращаясь, после отрезания «голов» и «хвостов», в коньячный спирт-сырец крепостью около 70%.

Этот спирт заливается в дубовые бочки и выдерживается в подвалах от 3 до 200 лет, превращаясь в «Хеннесси». За год из бочек испаряется около 2% спирта (в основном «головной» фракции), именно поэтому подвалы, в которых хранятся бочки с будущим коньяком, называют «райскими комнатами», и дежурство охраны в них длится не более получаса. Естественно, в двухсотлетних бочках спирта практически нет, зато настой и аромат из этих бочек, добавленный буквально по капле в каждую бутылку 3-х летнего «Хеннесси», превращает его в элитный коньяк!

На картинке приведена схема этого аппарата, из которой понятно, как он работает.

– – –

Если учесть, что этот аппарат изобретен в XVI веке, то (с точки зрения профессионалов сегодняшнего времени) он идеален в своей простоте и функциональности. Практически это «квазинепрерывная» перегонная установка, с экономайзером 7. Именно поэтому французы продолжают использовать этот перегонный аппарат до сих пор, возможно, заменив в нём лишь дрова газом, а ручной долив холодной воды в нижнюю часть емкости 9 насосом.

В этом самогонном аппарате интерес представляют: змеевик нагревания вина, «колпак» и «лебединая шея».

Пар, проходя по змеевику 7, частично конденсируется и, попадая в змеевик 8, меньше нагревает охлаждающую воду. Площадь змеевика 7 подобрана так, что к концу перегонки следующая порция вина в емкости 1 нагревается практически до температуры кипения.

После перелива в уже опорожненный куб она сразу закипает. Емкость 1 со змеевиком 7 экономайзер тепла для экономии дров и охлаждающей воды.

Несколько позже, в XVII веке, на Руси появились перегонные аппараты, по описаниям очень похожие на «аламбики». Схемы этих аппаратов утеряны (видимо, в процессе многовековой борьбы с пьянством), но по текстам можно понять, что в них тоже были элементы и 5, и 6, только назывались они по нашему - «шлем» и «гусь». Но наш «гусь»

был существенно выше французской «лебединой шеи».

Профессионально занимаясь вопросами ректификации, нам просто объяснить, что «шлем»

и «гусь» - это разновидность воздушного дефлегматора. Пар на внутренней поверхности этих элементов частично конденсируется, дистиллят, стекает вниз по «гусю» и «шлему».

Тем самым эти элементы, (так же как «колпак» и «лебединая шея» Шарантского аламбика) обеспечивают двойной эффект - гасят пену, если она попала в «шлем» и повышают концентрацию пара (как в ректификационной колонне). Чем выше «гусь», тем крепче спирт!

Всем самогонщикам известна проблема пенообразования. Сейчас они борются с ней просто – уменьшают расход газа, отключают ТЭНы, регулируют электроплитку. Меньше испарение - меньше пены. На «Шарантском аламбике» куб грели дровами, а их не «отключишь» и не «уменьшишь», вот и пришлось французам изобрести «колпак» и «лебединую шею» для борьбы с пеной при постоянном тепловыделении горящих дров.

Судя по тому, что после первой перегонки вина на «Шарантском аламбике»

дистиллят получается только около 30%, то французы с помощью «колпака» и «лебединой шеи», в основном борются именно с пеной, забирая из куба все «хвостовые» ароматы. Наши монахи пошли дальше - сделали такого «гуся», что, по преданиям, после первой же перегонки браги на этих аппаратах получали дистиллят сразу около 50%!!!

Почему именно вертикальный дистиллятор

Мы производим и продаем только вертикальные дистилляторы. Дистилляторы от DV-1, DV-3 и DV-6 имеют одинарную спираль охлаждения и работают по схеме попутной конденсации пара, а DV-10 и DV-20 имеют двойную спираль и работают по схеме попутно-противопутной конденсации пара.

На картинке изображён вертикальный дистиллятор DV-3 (картинка активна).

На верхнем торце дистиллятора установлен термометр, фиксирующий температуру пара, идущего на конденсацию. Для увеличения эффективности теплообмена охлаждающая вода протекает по змеевику навстречу движению пара. Или просто « навстречу пару».

При перегонке пар из куба поступает в центральную трубу вертикального дистиллятора. В верхней, более холодной, области этой трубы он частично конденсируется на её внутренней стенке. Основной поток пара разворачивается у торца верхней крышки дистиллятора и опускается вниз вдоль змеевика. Пар конденсируется на змеевике, и его конденсат вытекает в приёмную ёмкость.

Дистиллят, образовавшийся на внутренней стенке в верхней части центральной трубы, в виде флегмы стекает вниз, навстречу пару, при этом в трубе происходят процессы тепломассообмена, аналогичные процессам, происходящим в плёночных ректификационных колоннах.

В результате концентрация спирта в парах на выходе из трубы несколько выше, чем концентрация паров на входе в неё, причём чем выше эта труба, тем выше будет концентрация получаемого дистиллята. На концентрацию дистиллята в этой конструкции также влияет расход воды и паровая нагрузка: чем выше расход воды и чем меньше испарение в кубе, тем выше концентрация дистиллята.

Средняя концентрация самогона, получаемого на наших вертикальных дистилляторах, достигает 60% после первой же перегонки. Кроме этого, если внутрь центральной трубы попадает пена от кипящей бражки, она «гасится» (разрушается) стекающей вниз флегмой.

Поэтому наши дистилляторы (как и «Шарантские аламбики») не требуют снижения подводимой мощности даже в момент максимального пенообразования в бражке.

Естественно, для реализации этих эффектов дистиллятор должен быть установлен строго вертикально, как колонна.

Практика перегонки Для бытовых целей чаще всего применяют дистилляторы DV-1 или DV-3. В процессе работы над этим сайтом был изготовлен специальный вариант дистиллятора DV-3 с нижним смотровым стеклом для демонстрации реального процесса «гашения» пены.

Посмотреть видео.

Ниже на левом графике приведена зависимость температуры кипения бинарного раствора от концентрации в нём спирта.

На правом графике приведены кривые изменения температуры пара в верхней части вертикального дистиллятора в процессе нескольких экспериментальных перегонок. Эти графики обычно строят по времени, однако длительность реальных перегонок получается каждый раз разной (зависит от количества и крепости перегоняемой бражки), и проводить сравнение и анализ графиков в этом случае затруднительно. Поэтому для построения графиков в едином масштабе в качестве горизонтальной координаты (вместо времени) принята доля отбираемого дистиллята. Доля дистиллята (% по массе) - это отношение массы отобранного на данный момент дистиллята к массе всего дистиллята после завершения перегонки.

Пользуясь этими двумя графиками одновременно, можно легко оценить среднюю концентрацию дистиллята, получаемого на любом интервале перегонки.

Рассмотрим, для примера, экспериментальные данные по получению дистиллята на дистилляторе DV-1 из 17% - ной бражки, сброженной с использованием «турбо-дрожжей»

(самая нижняя кривая).

Разобьём весь процесс перегонки на пять интервалов, каждый из которых составляет 20 % от общего количества дистиллята. Крепость в начале первого интервала 75%об., в конце об., средняя крепость на первом интервале составляет 74%об. Определив среднюю концентрацию для каждого из пяти интервалов, затем, сложив результаты и разделив на 5, получим среднюю концентрацию во всем дистилляте, равную 61,7%об, что соответствует реально замеренной концентрации дистиллята после перегонки – 62%об.

После анализа всех кривых становится понятно, что чем ниже температурная кривая при перегонке, тем выше средняя концентрация, полученного дистиллята. Обратите внимание, что все графики экспериментальных перегонок лежат между двумя кривыми: «бинарный раствор 10%» и «бражка 17%». То, что кривая для бражки 17% ниже всех – понятно (чем выше концентрация исходного раствора, тем выше концентрация получаемого дистиллята). А вот почему бражка 10% даёт большую концентрацию дистиллята, чем перегонка бинарного раствора спирт+вода крепостью 10%, требует пояснения.

Разница этих перегонок заключена в наличии пены - у бражки она есть, а у бинарного раствора её нет. Пена, попадая в центральную трубу вертикального дистиллятора, начинает работать как насадка, создавая развитую поверхность для флегмы, стекающей вниз. Флегма «гасит» пену, а пена повышает концентрацию паров!

Несколько практических советов, касающихся практики перегонки:

Для исключения (либо снижения) образования пены при перегонке советуем соблюдать технологию сбраживания.

Для исключения попадания пены в дистиллятор не рекомендуем заливать бражку в куб более чем на две трети его объёма.

Кубы с развитой поверхностью кипения наименее склонны к прорыву пены в дистиллятор. Поэтому для простой перегонки (получение бренди и фруктовых спиртов) нами предлагается специальный комплект, состоящий из Куба 30л спец. и дистиллятора DV-3.

Мы так подробно остановились на процессах и нюансах перегонки на вертикальных дистилляторах исключительно ради того, чтобы от дистилляции плавно перейти к проблемам ректификации, где всё гораздо сложнее и интереснее.

Выпарной модуль для граппы, кальвадоса.

Несколько лет назад покупатели наших СпиртЗаводов, а также потенциальные заказчики всё чаще стали обращаться с предложением разработать приставку к существующему оборудованию, которая бы решала следующие задачи:

дистилляцию [перегонку] сброженных виноградных выжимок, фруктовой мезги или иного густого сырья;

получение ароматизированных спиртных напитков с использованием натуральных экстрактов (вплоть до сухих);

экстрагирование (водой или спиртовым раствором) эфирных масел и других веществ из растительного сырья для косметических, кондитерских, медицинских целей.

Процесс извлечения спирта из густого сырья значительно сложнее, чем из жидкого, поэтому разработка выпарной части оборудования, предназначенного для дистилляции густых сред, требует более сложных технических решений. Эти проблемы были успешно решены, и с 2007г наша фирма наладила серийное производство малогабаритной выпарной установки. После проведения серии экспериментальных работ выпарная установка включена в качестве отдельного модуля в ректификационный комплекс ЛУММАРК как оборудование для дистилляции [перегонки] густого сырья.

Работа выпарного модуля Схема работы выпарного модуля для густого сырья совместно с испарительной ёмкостью иллюстрируется приведённым рисунком.

Нижняя ёмкость (куб) является в этой схеме парогенератором, в котором чистая вода (или жидкое сырье) с помощью ТЭНов превращается в пар с заданной производительностью.

Через устройство парораспределения с обратным клапаном пар подаётся в выпарную ёмкость, в которой находится густое сырьё (виноградные выжимки, фруктовая мезга, сырье для экстрагирования), предназначенное для обработки. Пар конденсируется в объёме сырья и постепенно прогревает его до температуры кипения содержащихся в нём летучих компонентов. После прогрева обогащённый этими летучими компонентами пар проходит через густую среду и поступает в дистиллятор.

Флегма, образовавшаяся в вертикальном дистилляторе, поступают обратно в парогенератор через воронку и трубку перелива и возврата флегмы. Центральная трубка, состоящая из двух элементов – трубки перелива и возврата флегмы и сифонной силиконовой трубки возврата флегмы служит, также для предотвращения резкого падения давления в парогенераторе при его отключении.

Возможности выпарного модуля МиниСпиртЗаводы с выпарным модулем позволяют производить в домашних условиях практически любые спиртные напитки. Более того, на этих установках можно осуществлять экстрагирование эфирных масел и других веществ из растительного сырья для медицинских, косметических, кондитерских целей. Некоторые варианты использования таких установок приведены в таблице.

– – –

При должном прилежании и творческом подходе на разработанном нашей фирмой выпарном модуле для густых сред Вы можете получить натуральный продукт не хуже напитков под прославленными брендами!

Ректификация спирта Теория ректификации спирта Теоретическая и физическая тарелки Ниже приведена кривая равновесия фаз бинарной водно-спиртовой смеси (при нормальном атмосферном давлении). С помощью этого графика легко поясняются процессы дистилляции и ректификации. Эту кривую по праву можно назвать главным графиком получения спирта из его растворов.

При простой перегонке, именно в соответствии с этим графиком, сначала из 10% -ной бражки получается «первач» с концентрацией 53%об, а затем, по мере уменьшения концентрации спирта в кубе уменьшается и концентрация дистиллята, и к концу этого процесса весь отобранный самогон имеет среднюю концентрацию 35…40%об.

Рассматривая этот график, стоит обратить внимание на диагональ Y=X. Именно благодаря тому, что почти вся кривая равновесия лежит выше этой диагонали, можно при испарении водно-спиртового раствора получать концентрацию спирта в парах большую, чем его концентрация в исходной жидкости. Исключением является только точка А - пересечение кривой равновесия фаз с диагональю, где X=Y=97,2% (объёмных!). Это особая точка – точка азеотропа - нераздельно кипящая жидкая смесь двух чистых компонентов, которая при нормальном атмосферном давлении не разделяется на составляющие путем перегонки или ректификации (перегоняется как одно индивидуальное вещество).

Водно-спиртовая смесь, максимально приближенная к точке азеотропа (достичь её практически невозможно), называется спирт-ректификат. На этот продукт существует ГОСТ Р 51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья», в котором регламентируется концентрация спирта в спирте-ректификате и его состав.

Пользуясь диагональю Y=X, на кривой равновесия фаз, легко построить ряд последовательных ступенек 10-53, 53-82, 82-88, 88-92 и т.д. и убедиться в том, что для получения спирта-ректификата из бинарной водно-спиртовой смеси, теоретически потребуется около 10-ти таких последовательных перегонок (ступенек).

Совершать такое количество перегонок весьма трудоемко и не выгодно энергетически.

Уже в середине XIX века была реализована идея ректификационной колонны, в которой за один раз можно осуществить ЛЮБОЕ количество последовательных перегонок. При этом расход энергии сокращался более чем в 4 раза. Каждая такая перегонка-ступенька исторически называется теоретической тарелкой (ТТ), Вы их видите на картинке в виде физических тарелок (ФТ). ТТ еще называют теоретической ступенью (ТС), а сейчас все чаще называют единицей массопереноса или упрощенно - единицей переноса (ЕП).

Термины ТТ, ТС и ЕП имеют одинаковый физический смысл, а мы далее по тексту будем употреблять наиболее распространенный – ТС.

Классические физические тарелки, приведённые на картинке, работают следующим образом. Пар «пробулькивает» через слой флегмы, находящейся на тарелке, при этом в пузырьках происходит тепломассообмен между жидкой и паровой фазами, а излишки флегмы сливаются через переливную трубку на нижерасположенную тарелку. Проходя тарелку за тарелкой, пар обогащается спиртом. Важно отметить, что в реальности после прохода пара через одну ФТ равновесие между фазами, эквивалентное одной ТС, не достигается.. Мерой несоответствия между ФТ и ТС является коэффициент полезного действия (КПД) физической тарелки. У классических ФТ (как на рисунке) КПД составляет порядка 50%. Т.е. для достижения равновесия фаз, соответствующего одной ТС, потребуется две ФТ. Таким образом, для получения спирта-ректификата из бинарной смеси потребуется около 20-ти ФТ.

При переработке самогона следует учитывать, что это не бинарный состав, а многокомпонентная смесь, содержащая до двухсот разных веществ. Некоторые из них, например, альдегиды и сивушные масла имеют температуры кипения, близкие к температуре кипения спирта и образуют с ним азеотропы, аналогичные «спирт+вода» в точке А. Многолетний опыт ученых и практиков показал, что для выделения чистого спирта из самогона (спирта-сырца), необходимо иметь в колонне не менее 35…40ТС, а это около 80ФТ классической конструкции, что и соответствует конструкции реальных промышленных ректификационных колонн.

Насадка и где в ней тарелки В малых ректификационных колоннах вместо тарелок применяется насадка. Она может быть регулярной (вставной) или хаотической (насыпной). Эти контактные элементы заполняют весь внутренний объём ректификационной части колонны.

Насадка должна обладать развитой и хорошо смачиваемой поверхностью для образования на ней тонкого слоя флегмы. Тепломассообмен в насадочной колонне происходит между этим тонким слоем флегмы и паром, движущимся в свободном пространстве (объёме) насадки.

Насадка является основным элементом ректификационной части колонны, определяющим её эффективность (т.е. разделительную способность). Именно от неё, в конечном счете, зависят диаметр и высота любой колонны и, как следствие, качество спирта!

Насадка по своему внешнему виду (на картинке показана «спирально-призматическая») многими воспринимается как некоторый фильтр, который должен иметь определённый срок службы, а потом заменяться. Однако это не так. Насадка - тепломассообменный наполнитель колонны, по которому вниз течёт чистый дистиллят (флегма), а вверх поднимается чистый пар (видео работы). Таким образом, если оба этих компонента действительно не содержат посторонних включений (ПАВ и взвеси), а насадка выполнена из коррозионностойкого материала, то это контактное устройство будет выполнять свои функции в колонне неограниченно долго. Наша первая ректификационная колонна 1986 года работает у нас до сих пор.

Процесс тепломассообмена в насадке проходит непрерывно по высоте, а состояние фазового равновесия, эквивалентное одной теоретической ступени (ТС), наступает после преодоления паром некоторого слоя «мокрой» насадки. Высоту этого слоя называют высотой теоретической тарелки (ВТТ или Нтт), или высотой единицы переноса (ВЕП), или высотой, эквивалентной (одной) теоретической ступени (ВЭТС). Все эти термины ВТТ, ВЕП и ВЭТС с точки зрения физики процесса эквивалентны. Далее в тексте мы будем употреблять термин ВЭТС (как наиболее распространенный в настоящее время).

Очевидно, что чем меньше ВЭТС, тем ниже будет насадочная колонна. Поэтому ВЭТС один из главных показателей эффективности насадки (измеряется в миллиметрах и определяется при бесконечном флегмовом числе).

Различные типы насадок.

Ниже приведены достаточно распространенные типы насадок:

– – –

Зульцер рулонный Стедман прямой Стедман наклонный

В наших спиртовых ректификационных колоннах мы используем два типа насадок:

хаотичную «спирально-призматическуюя»;

регулярную «Зульцер рулонный».

В лабораторной ректификации существует также группа контактных устройств, которые не занимают собой весь внутренний объем царги и не являются в классической трактовке ни тарелками, ни насадкой, а относятся к элементам пленочной ректификации.

Например:

поперечные шайбы и диски из сетки, чередующиеся через разграничители;

усеченные сетчатые конусы с боковыми полуокнами, установленные с чередованием положения вершины конуса вверх и вниз;

гармошка, сложенная из сетчатых полос;

однозаходная или многозаходная спираль Архимеда;

вертикальные струны (стержни, мелкие цепочки, бусы, тросы, и т.п.), по которым тонким слоем течет флегма, а пар движется параллельно этой конструкции.

Мы эти контактные элементы не применяем, но эффект пленочной ректификации используем в конструкции вертикальных дистилляторов.

Устройство и работа ректификационной колонны Устройство Классическая лабораторная ректификационная установка периодического действия с непрерывным отбором состоит из испарительной ёмкости (куба) с нагревателем, вертикальной ректификационной части колонны (царги) и дефлегматора с концевиком.

Если высота ректификационной части, технологическая мощность и флегмовое число выбраны правильно, то в этих установках происходит автоматическое разделение кубовой жидкости на фракции. Такие установки не требуют никакой автоматизации и оборудуются исключительно элементарными средствами регулировки и контроля (кран отбора, термометр, смотровые стекла, а для высокогорья регулятор мощности).

– – –

Ректификационная установка работает следующим образом. С помощью нагревателя кубовая жидкость доводится до кипения. Образующийся в кубе пар поднимается вверх по царге колонны и попадает в дефлегматор, где происходит его полная конденсация.

Большая часть дистиллята (флегма) возвращается в царгу на орошение насадки, а меньшая (дистиллят) отбирается, проходит через концевик (концевой охладитель) и поступает в приёмную ёмкость. Соотношение между расходами возвращаемой флегмы и отбираемого дистиллята называется флегмовым числом и устанавливается с помощью крана отбора.

В насадке ректификационной царги происходит процесс тепломассообмена между стекающей по насадке флегмой и поднимающимся вверх паром. Чтобы окружающая среда не влияла на этот достаточно тонкий процесс ректификации, царгу снаружи покрывают теплоизоляцией.

В результате тепломассообмена в верхней части царги накапливается в виде пара и флегмы самый легкокипящий (с наименьшей температурой кипения) компонент кубовой жидкости, а следом за ним вниз по высоте царги, сама собой выстраивается «нумерованная очередь» из разных веществ. «Порядковым номером» в этой «очереди»

является температура кипения каждого компонента, возрастающая по мере приближения к кубу.

С помощью регулятора отбора осуществляется медленный и последовательный отбор этих веществ. «Номер» отбираемого вещества регистрируется с помощью термометра.

Зная эту температуру (и атмосферное давление), можно точно указать вещество дистиллята, отбираемого в данный момент.

Разделение многокомпонентных жидкостей Приведём простейший и наглядный пример лабораторной ректификации 200 мл «неизвестной» жидкости. В процессе её ректификации сделаем запись текущей температуры (Tк) и текущего объёма получаемого дистиллята (V). Общий объём отобранного дистиллята доведём до 120мл, при этом остаток кубовой жидкости составит 80мл. По записям построим график изменения температуры от текущего объёма получаемого дистиллята.

На графике отчётливо видны четыре горизонтальных участка (Тк=const) и три переходных участка между ними. Участки – это индивидуальные чистые компоненты исходной смеси, а переходные участки – это промежуточные вещества, состоящие из смеси двух соседних чистых компонентов. Пусть процесс ректификации проходил при атмосферном давлении 760мм рт.ст, тогда по «высоте» и «длине» каждой ступеньки можно легко сделать вывод о качественном и количественном составе исходной смеси.

– – –

В процессе ректификации имеет смысл каждые индивидуальные и промежуточные вещества отбирать в отдельные приёмные ёмкости, это позволит получить все компоненты раздельно.

О процессах внутри колонны Подробнее рассмотрим процессы, происходящие в колонне, на примере ректификации спирта. При этом анализе рассмотрим бинарную водно-спиртовую смесь и определим, как изменяется температура по высоте колонны - от самого дна куба до дефлегматора. Будем считать, что в кубе 40%-ный раствор спирта, атмосферное давление нормальное, число ТС в ректификационной части колонны существенно выше, чем 10ТС.

На рисунке изображены три графика изменения температуры по высоте колонны на разных этапах ректификации – «начало», «конец» и «переход к воде». А цвет графиков условно отражает изменение концентрации растворов (вода – красный, вода+спирт – оранжевый, а спирт – зелёный).

В начальный момент ректификации температура в кубе будет равна 83,5C (температура кипения 40%-ного раствора), причём и жидкости и пара. Естественно за счет пузырькового (газлифтного) перемешивания температура в жидкости будет одинакова во всем объёме. А в соответствии с кривой равновесия фаз концентрация спирта в парах будет 78% (что эквивалентно одной ТС).

В результате тепломассообменных процессов температура вверх по колонне уменьшается, а концентрация спирта увеличивается, и на самом верху колонны пар и флегма имеют температуру 78,1C, а концентрацию - близкую к концентрации спирта-ректификата.

Казалось бы, колонна с большим «запасом» ТС может получать на выходе спиртректификат даже при весьма низкой концентрации спирта в исходной смеси. Однако всё же существует предел. Когда количество спирта, «повисшего» в насадке, сильно уменьшится, фронт паров воды поднимется вверх по колонне настолько, что верхний (рабочий) участок колонны станет меньше 10ТС. В этом случае колонна уже не сможет дать ректификат на выходе – температура перед дефлегматором увеличится, а концентрация спирта упадет (график «переход к воде»).

Таким образом, наиболее информативной в кривой изменения температуры по высоте колонны является верхняя точка. Измерение температуры именно в этой точке дает информацию о составе отбираемого дистиллята. Однако на определение момента окончания отбора спирта-ректификата влияют два фактора - точность измерения температуры и инерционность самого процесса отбора. Например, температура реально могла стать не 78,1C, а 78,2C, а это значит, что последние капли дистиллята были уже не спиртом-ректификатом.

Для домашней ректификации спирта такая ошибка, конечно, не принципиальна. Но для химических лабораторий это может быть уже недопустимо. Вы можете сказать, что в лабораториях эту температуру можно измерять хоть каждую секунду, отправлять на автоматику (хоть на компьютер), а он, как только температура достигнет 78,2C, даст команду на закрытие отбора. Всё правильно, но капли - то другого состава уже упали в чистейший дистиллят! Им бы хотелось заранее знать, что через 2…3 минуты температура перед дефлегматором изменится, и они заблаговременно подставят под отбор другую пробирку!

В этом примере атмосферное давление принималось постоянным в течение всего процесса. Однако наши графики в зависимости от уровня давления будут смещаться влево или вправо. Выходит, химикам для автоматизации процесса надо ещё измерять и атмосферное давление. А у измерителей давления есть своя погрешность, причём даже большая, чем у термометров. Проблема!

А решение есть, причём достаточно простое.

Если проследить на графиках поведение температуры в верхней части колонны на некотором характерном участке (… высоты колонны), можно заметить, что практически на всём этапе ректификации температура не изменяется (Т=0), и только в конце ректификации, когда к дефлегматору приближается другая фракция (вода), появляется видимое различие температур.

Именно этим эффектом мы и пользуемся, давно предлагая химическим лабораториям включать в состав ректификационного оборудования компаратор температур.

И что самое интересное, эта разность температур Т совсем не зависит от атмосферного давления, абсолютные значения температур меняются, а Т остаётся неизменной, поскольку обе температуры (верхняя и нижняя) на этом характерном участке при изменении атмосферного давления изменяются на одну и ту же величину Главные режимные параметры ректификационной колонны Если у колонны правильно выбрана высота ректификационной части, то у неё есть только два главных режимных параметра, которые полностью определяют её работу и производительность: технологическая мощность и флегмовое число.

Технологическая мощность В нашем серийном оборудовании мы используем только насадочные колонны, как наиболее простые и технологичные. Тепломассообмен в насадке практически полностью определяется скоростью пара. Чем выше скорость, тем эффективнее работает насадка.

Таким образом, к колонне следует подводить мощность, близкую к мощности захлёбывания насадки. Эта мощность и называется технологической.

При фиксированной технологической мощности на испарение остается один режимный параметр, определяющий качество продукта и производительность колонны, - флегмовое число.

Флегмовое число На рисунке изображены массовые потоки в верхней части ректификационной колонны.

Пар, вышедший из царги Мп = М, полностью конденсируется в дефлегматоре и превращается в дистиллят Мд = М. Часть этого дистиллята Е отбирают, а другая его часть возвращается обратно в колонну и называется флегмой R. Естественно, - М = R+Е.

Флегмовое число: F = R / Е - это отношение количества флегмы R, возвращаемой в колонну, к количеству отбираемого дистиллята Е.

Тогда производительность колонны равна:

– – –

Если отбора спирта нет (Е = 0), то весь дистиллят в виде флегмы возвращается обратно в колонну (R = М). Флегмовое число колонны в этом случае равно бесконечности (F =), а о колонне говорят, что она работает «сама на себя» и обладает максимальной разделительной способностью.

Если полностью открыть отбор (Е = М), то возврата флегмы в колонну не будет, флегмовое число будет равно нулю (F = 0). В этом случае в ректификационной части колонны её контактные элементы полностью «иссушаются», тепломассообменные процессы прекращаются, и ректификационная колонна превращается в простой «самогонный аппарат».

Расход пара через колонну M = W/r (где W- подводимая мощность, r-теплота испарения спирта), а производительность колонны Е = W/r/(1+F). Таким образом, производительность колонны определяется мощностью, подведённой к кубу, и флегмовым числом F.

При этом удельная производительность любой колонны (отнесённая к единичной мощности), равная = 1/r/(1+F), зависит только от флегмового числа F:

Удельная производительность, (л/ч)/кВт f=2,5 f=3 f=6 f=9 1,39 1,22 0,69 0,49 Например, технологическая мощность колонны РУМ-2 составляет 2кВт, проектное флегмовое число равно 3, тогда теоретическая производительность колонны должна быть 1,22х2=2,44 литра в час. Ну, а с учётом тепловых потерь в кубе и запаса на возможные разбросы характеристик колонны гарантированная производительность этой колонны и составит заявляемую величину 2л/ч.

Флегмовое число и высота ректификационной колонны Сейчас на «спиртовых» форумах в Интернете оживлённо обсуждается вопрос о флегмовом числе для спиртовых ректификационных колонн.

Кто сказал, что флегмовое число должно быть равно ТРЁМ?

Это что, какая-то «ректификационная постоянная»?

Вы не поверите, но эту цифру впервые в1991году назвали мы в своей книге «СПИРТ». И уж точно это не «ректификационная постоянная». А вот почему мы назвали именно такую величину, мы сейчас с Вами вместе и разберёмся.

Мы не будем вдаваться в сложные формулы, графики и расчеты, а попробуем пояснить все «на пальцах».

Начнем наши рассуждения с крайнего случая – с очень высокой колонны, ну скажем с 10ти этажный дом! Казалось бы, при такой высоте колонны флегмовое число должно устремиться к нулю. Но при нуле, как мы уже знаем, колонна превращается просто в длинный самогонный аппарат. Так всё же, какое может быть минимально допустимое флегмовое число при бесконечной высоте колонны? Теория и практика ректификации спирта давно имеют ответ на этот вопрос – примерно ДВА С ПОЛОВИНОЙ (f = 2,5).

Предельное флегмовое число при бесконечно высокой ректификационной колонне периодического действия, предназначенной для получения спирта-ректификата из самогона, не может быть меньше 2,5.

Мысленно уменьшим высоту колонны до какой-то осмысленной величины, например, до высоты потолков в «хрущёвке» - 2,5м. Вычтем высоту куба и дефлегматора, в итоге получим высоту ректификационной части колонны не более 1600мм. Именно эта высота и определит, с учётом типа насадки, минимально допустимую величину флегмового числа.

Число три, оказывается, завязано на Хрущёве и его потолках. И как сказал бы другой «великий» из более позднего исторического периода – «Вот такая, понимаешь, загогулина!» И не надо «ломать копья» на форумах.

Флегмовое число ТРИ взято в прямом смысле этого слова ОТ ПОТОЛКА.

А теперь попробуем уменьшить высоту ректификационной части колонны, например, с 1600мм до 800мм и определим флегмовое число (правильнее сказать, его среднее значение, т. к. оно будет меняться по времени ректификации), при котором ещё получается спирт-ректификат из самогона. По нашим оценкам, среднее флегмовое число составит примерно ДЕВЯТЬ. Ладно, пусть ДЕВЯТЬ, а не ТРИ, и что из этого?

Действительно, вроде ничего особенного. Вот только при f = 3 мы имели удельную теоретическую производительность 1,22(л/ч)/кВт, а при f = 9 будем иметь всего 0,49(л/ч)/кВт (см. таблицу в разделе «Главные режимные параметры ректификационной колонны»). А это означает, что расходы электроэнергии, воды и времени увеличатся примерно в 2,5 раза! Вот такая «загогулина»!

ВЫВОД №1: Чем выше ректификационная часть колонны, тем дешевле обходится спирт и меньше времени тратится на этот процесс. И этому правилу мы следовали всегда!

Кроме перерасхода энергии, воды и времени, у «недоразмеренных» по высоте колонн есть ещё одна проблема - с понижением концентрации спирта в кубе (а его концентрация в процессе работы всегда уменьшается) низкие колонны начинают «срываться» и не выдавать ректификат, при этом наблюдается рост температуры. Оператору в процессе ректификации приходится постоянно увеличивать флегмовое число (уменьшать отбор).

Вызванное этим постоянное сидение возле колонны допекает и многих самодельщиков, которые пытаются получать спирт на низкой колонне. Именно из-за этого форумы в Интернете пестрят всякой АВТОМАТИКОЙ для ректификационных колонн, а в действительности никакой автоматики не требуется – просто нужна КОЛОННА ПРАВИЛЬНОЙ ВЫСОТЫ, точнее сказать, с правильным количеством теоретических ступеней.

У покупателей наших колонн этих проблем и заморочек просто нет!

Некоторые смельчаки после отбора «головных» и выхода на спиртовую «полку»

оставляют наши колонны работать даже на всю ночь без присмотра (хотя мы и не советуем). А утром делают отбор «остатка», выключают колонну и идут на работу. Вот такая автоматика получается!

ВЫВОД №2: Чем выше ректификационная часть колонны, тем меньше с ней проблем при эксплуатации.

И этому правилу мы следовали всегда!

Мы приносим извинения за то, что в своей книжке «СПИРТ» 1991года не остановились подробнее на этих обстоятельствах. А тексты из этой книги уже разошлись по всем сайтам без этих комментариев.

Практика ректификации спирта Подготовка к ректификации Подготовительные действия и расчёты, необходимые для проведения ректификации

1. Измерьте концентрацию спирта-сырца (самогона) спиртомером. Если его крепость окажется больше 45%, обязательно разбавьте его водой до 40…45%.

2. Посчитайте для всего объёма самогона, заливаемого в куб:

o объём спирта. Эта величина нужна для определения ожидаемого количества всего дистиллята;

o объём воды (кубовый остаток). Эта величина нужна, чтобы знать, не окажутся ли ТЭНы к концу работы над поверхностью жидкости. Если рассчитанный Вами кубовый остаток меньше допустимого, то просто влейте в куб недостающий объём воды.

3. Рассчитайте время нагревания всего объёма заправки до кипения.

4.Колонна автоматически «зовет к себе»

в момент начала кипения

5. Хочу знать, когда закипит!

6. Если Вы работаете на ТЭНах, а на них практически нет тепловых потерь, то время нагревания жидкости в кубе до кипения рассчитывается по простой школьной формуле из курса физики (цифра 60 в формуле нужна для получения результата в минутах):

7. X = {Срж · М · (Ткон-Тнач)} / (W · 60)

9. X мин – время нагревания жидкости до кипения W кВт (или кДж/с) – тепловая мощность на нагревание от ТЭНов M кг – масса жидкости в кубе (практически равна объёму) Срж кДж/(кг C) – теплоемкость жидкости Тнач C – начальная температура жидкости, обычно 20C Ткон C – конечная температура жидкости (температура кипения)

10. Для получения правильных результатов для воды, бражки и спирта-сырца (самогона), теплоемкость и конечную температуру жидкости надо брать из этой таблицы:

Жидкость Срж Ткон Вода 4,2 кДж/(кг·C) 100C Бражка (10%) 4,2 кДж/(кг·C) 90C Спирт-сырец (40%) 3,8 кДж/(кг·C) 84C

11. Пример расчета: Через сколько минут закипит 25л бражки с начальной температурой 20C при нагревании её мощностью 3кВт?

12. X = {4,2 х 25 х (90-20)} / (3 х 60) = 40,8 (~41мин)

13. Теперь можно установить кухонный таймер на 40 минут и по его звонку подойти к установке.

14. Колонна «автоматически зовет к себе» в момент начала кипения

16. В момент начала кипения у всех колонн есть интересный эффект – весь воздух, находящийся в колонне, вытесняется паром до самого дефлегматора. Там он нахолаживается и выходит в атмосферу. Выход этого воздуха происходит достаточно интенсивно и называется - «выдохом колонны», и это происходит только один раз.

17. Воспользуемся этим и сделаем следующую автоматику. Надеваем на штуцер связи с атмосферой трубку, а в трубку вставляем «свисток» от детской игрушки.

18. И колонна сама «свистнет» (это не шутка) при начале кипения. Но только один раз.

Емкость 30л свистит дольше, чем 10л. Вот такая автоматика получается.

19. А, если всё таки поставить автоматику?

21. Купите у нас компаратор. Он позволяет делать больше чем Вы хотите – он «свистит» даже тогда, когда, «что-то не то происходит в колонне»!

Купите у нас компаратор!

Подготовка ректификационной колонны к работе

5. Соберите и установите на куб ректификационную колонну;

6. Подсоедините все входящие в комплект трубки и датчики в соответствии со схемой, приведённой в руководстве по эксплуатации колонны;

7. Не нарушая устойчивости всей конструкции, подкладками под куб добейтесь вертикального положения колонны. Не пренебрегайте этой процедурой.

8. Проверьте, что кран отбора закрыт.

С этого момента техника работы на колонне будет зависеть от того, какой электронный измеритель температуры применяется, обычный термометр или компаратор температур.

Работа на колонне с электронным термометром Для установки датчика температуры электронного термометра в колонне предусмотрен штуцер, расположенный в верхнем торце дефлегматора. При таком положении датчика температуры создается впечатление, что он используется для измерения температуры «в дефлегматоре». Однако конструкция дефлегматора такова, что измеряется именно температура пара, вышедшего из ректификационной части колонны – т.е. измеряется температура «перед дефлегматором».

На рисунке схематично изображен классический график изменения температуры перед дефлегматором Т().

На этом графике отмечены пять основных фаз (этапов) процесса ректификации спирта:

нагрев (Н);

стабилизация (С);

отбор «головы» (Г);

отбор «остатка» (О).

[Н]Нагрев до кипения

1. Включите все ТЭНы;

2. За несколько минут до закипания самогона в кубе пустите воду через систему охлаждения.

3. По уменьшению шума в кубе, по горячей крышке куба и «выдоху колонны» Вы поймете, что самогон в кубе закипел. Установите технологическую мощность, соответствующую модели Вашей колонны.

[С] Стабилизация

4. Очень полезно записать максимальную температуру Тmax, которую Вы увидите на термометре в момент начала конденсации пара в дефлегматоре. Обычно это и есть будущая температура «спиртовой полки»!

5. Отрегулируйте расход воды через дефлегматор (вода на выходе из дефлегматора должна быть «уверенно» горячей - около 50…60C).

6. Через каждые 2-3 минуты наблюдайте и записывайте показания термометра. Цифры постепенно уменьшаются.

7. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что стабилизация завершена и температура достигла минимума Tmin.

8. Оставьте колонну поработать саму на себя ещё на 5 контрольных минут, для окончательного завершения еще идущего в колонне, и уже не контролируемого с помощью термометра процесса стабилизации.

Для справки. Разница температур между будущей температурой кипения спирта (на спиртовой полке Ткс~Тmax) и минимальной (после стабилизации) Тс=Тmax-Tmin обычно не превышает 0,5…1,0C и говорит о качестве самогона, чем меньше разница, тем лучше был самогон!

Очень полезно прочитать раздел про компаратор, где очень подробно объяснены процессы, происходящие в колонне, при начале кипения и стабилизации! Эти знания помогут Вам при работе с колонной, а все действия станут более осмысленными.

[Г] Отбор «головы»

9. Поставьте небольшую бутылку для сбора головных фракций;

10. Откройте кран отбора и установите капельный отбор головных фракций (буквально - капля в секунду);

11. Через каждые 2-3 минуты наблюдайте и записывайте показания термометра.

12. Сначала происходит быстрый рост температуры, а затем темп роста замедлится.

Медленный отбор головных фракций (особенно при первом опыте работы на колонне) обязателен! Позже, набравшись опыта, Вы будете устанавливать свой темп отбора.

13. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что ректификационный процесс в колонне вышел на спиртовую «полку»!

14. Проверяем этот факт:

o по графику зависимости температуры кипения спирта от атмосферного давления. Если совпадения нет, не отчаивайтесь, всего лишь могут «врать»

приборы (либо оба прибора - термометр и барометр, либо один из них).

o накапайте немного дистиллята на ладонь и разотрите эти капли другой рукой и проверьте отбираемый дистиллят на запах из двух ладоней (этот анализ гораздо точнее, чем приборы).

15. Вы удовлетворены качеством дистиллята, а это означает, что температура, которую Вы сейчас видите на термометре, останется неизменной до конца «спиртовой полки».

[ПСР] Отбор пищевого спирта-ректификата (спиртовая полка)

17. Установите отбор спирта с производительностью, соответствующей Вашей модели.

Правильность отбора всегда можно проверить (без секундомера и мензурки) самим процессом ректификации любым из двух вариантов, и это САМАЯ ПРАВИЛЬНАЯ проверка (особенно если напряжение в сети (teach4-3.html) ниже нормы):

o это такой максимальный отбор спирта, который не приводит к росту температуры при длительной работе колонны даже на 0,1C.

o это такой максимальный отбор спирта, когда даже через 5 минут после его полного прекращения (колонна работает сама на себя) не происходит снижения температуры даже на 0,1C.

18. Теперь Вам остается только заменять наполненные емкости пустыми и периодически контролировать температуру.

19. Если суммарный объем отобранного спирта приближается к расчетному (ожидаемому), поставьте маленькую промежуточную бутылочку для спирта.

20. При очередном контроле температуры Вы, исходя из показаний термометра, или переливаете эту порцию спирта в большую емкость со спиртом или называете её «остатком», если температура повысилась.

[О] отбор «остатка»

21. Не уменьшая отбор, соберите «остаток» до 85C (стекло флегмы запотеет).

Завершение ректификации и разборка оборудования

22. Полностью выключите нагрев.

23. Когда показания термометра начнут уменьшаться, и сам собою прекратится отбор, отключите охлаждающую воду.

24. Куб с горячим остатком оставьте на остывание до следующего дня.

Не советуем. Выливать горячий остаток из куба. Во-первых, это опасно - все-таки кипяток, а во-вторых, у Вас может просто «перехватить» дыхание и начнут слезиться глаза от горячих паров кубового остатка. Это просто УЖАСНЫЙ запах.

Если Вы все же хотите опорожнить куб сразу, то сначала долейте в него холодной воды.

Возможные «неожиданности» при ректификации

1. Если на спиртовой полке произошло уменьшение температуры, это означает, что уменьшилось атмосферное давление. Убедитесь в этом по барометру и продолжайте отбор спирта.

2. Если на спиртовой полке (не в конце) произошло увеличение температуры, то это может быть связано с двумя причинами:

o увеличилось атмосферное давление;

o понизилась мощность (упало напряжение в сети).

Как проверить?

Закройте кран отбора, и если через 5 минут температура:

не понизилась, то рост температуры произошёл из-за увеличения атмосферного давления. Убедитесь в этом по барометру, установите прежний отбор и продолжайте отбор спирта.

понизилась. Проверьте напряжение в сети - оно ниже нормы. Рост температуры произошел по причине снижения флегмового числа (при неизменном расходе отбора уменьшился приход пара в колонну). Установите меньший отбор и продолжайте отбор спирта.

Особенности работы на колонне с компаратором В разделе «устройство и работа ректификационной колонны» мы разобрались, что работа ректификационной части колонны проявляется в падении температуры по всей её высоте

– температура в ней постоянно понижается по мере удаления от куба. В правильно спроектированных колоннах верхний участок (1/3...1/4) ректификационной части колонны можно считать квалификационным (или резервно-дополнительным). Разница температур на этом участке колонны наиболее ярко проявляется на переходных режимах, когда происходит замена одной фракции на другую и практически отсутствует на фракционных участках, когда отбирается конкретное вещество (фракция) на температурной полке.

Предлагаемый к использованию этого эффекта прибор - компаратор температур производит следующие операции:

измеряет температуры в верхней (Т) и нижней (Тн) точках квалификационного участка;

вычисляет разность этих температур - Т=Тн-Т;

позволяет задавать любое пороговое значение этой разности температур - Тпор.;

подаёт звуковой сигнал при ТТпор.

Для установки датчиков температуры этого прибора в колонне предусмотрены гнёздаштуцеры, расположенные в двух точках:

в верхнем торце дефлегматора (для Т), он же для электронного термометра;

в переходнике (для Тн), который монтируется внизу верхней царги.

На рисунке схематично изображены два графика одного и того же процесса ректификации спирта в едином масштабе времени - ;

верхний график - это классическое изменение температуры перед дефлегматором Т();

нижний график - это изменение разности температур на квалификационном участке Т().

На этих графиках отмечены пять основных фаз (этапов) процесса ректификации:

нагрев (Н);

стабилизация (С);

отбор «головы» (Г);

отбор пищевого спирта-ректификата (ПСР);

отбор «остатка» (О).

Как видно из приведённых графиков, поведение Т() имеет те же характерные особенности (точки и участки), что и Т(). Это позволяет контролировать процесс ректификации как по первой зависимости, так и по второй. Однако контроль процесса ректификации с помощью Т не только полностью заменяет контроль с помощью Т, но и даёт важные преимущества, одно из которых - это независимость разницы температур от величины атмосферного давления (Ратм). Вторым важным преимуществом является наличие автоматической сигнализации - подача звукового сигнала оператору в случае каких-либо нарушений в процессе ректификации).

Применение компаратора на каждой фазе ректификации.

[Н]Нагрев до кипения Для «отлавливания» момента начала кипения установим первое пороговое значение разницы температур Тпор.1=15C.

При сборке колонны все элементы конструкции и датчики имеют одинаковую температуру окружающего воздуха (например, 20C) - Т=0C. В процессе нагревания кубовой жидкости, разница температур не изменяется, поскольку датчики расположены слишком далеко от источника тепла и ещё не чувствуют нагрева- Т=0C.

После включения охлаждающей воды (например, с температурой 10C) датчик дефлегматора охладится до Т=10C, а температура нижнего датчика не изменится.

Разница температур станет - Тохл=20-10=10C, но сигнала от компаратора не последует, так как пороговая величина разницы температур Тпор.1=15C не превышена C15C.

В самом начале кипения начнется «выдох колонны» с вытеснением более холодного воздуха из дефлегматора. Температуры воздуха в обеих точках измерения сравняются и Т станет равным нулю. Но уже через несколько секунд горячий фронт пара достигнет нижнего датчика Тн~76…78C, разница температур станет Т~70-20=50C и превысит установленное пороговое значение 50C=ТТпор.1=15C. Раздастся звуковой сигнал зуммера, который будет звучать, пока пар не подойдет к верхнему датчику в дефлегматоре («выдох колонны» закончится). Разница температур станет опять меньше порогового значения (Т~0C), и зуммер отключится.

Этой длительности звукового сигнала достаточно для того, чтобы оператор услышал его и успел подойти к колонне и, при необходимости, переключился на технологическую мощность своей модели колонны.

[С] Стабилизация Кран отбора закрыт – колонна работает сама на себя. Наблюдаем и записываем через каждые 2…3 минуты разницу температур – она увеличивается. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что процесс стабилизации завершён. Это означает, что все легкокипящие фракции «вылетели» из куба, «повисли» на насадке колонны, «выстроились» перед дефлегматором в правильную «очередь» и перестали в ней «толкаться».

Достигнутая в конце стабилизации максимальная разница температур на компараторе Тк обычно составляет 0,5…1.0C и зависит от качества самогона (чем разница больше, тем хуже самогон). Но она никогда не превысит ранее установленного порогового значения Тпор.1=15C, и звукового сигнала не будет.

[Г] Отбор «головы»

Открываем кран отбора и устанавливаем капельный отбор головных фракций (приблизительно - капля в секунду). Периодически наблюдаем и записываем через каждые 2-3 минуты показания разницы температур - она уменьшается. Сначала это происходит быстро, а затем темп уменьшения замедлится. Увеличиваем отбор (две-три капли в секунду), и продолжаем запись показаний Т. Когда последние три записи этих показаний совпадут, считаем, что процесс отбора «головы» завершен - в кубе и в колонне «головы» нет.

Можем сверить показания температуры в дефлегматоре (Т) с температурой кипения спирта и атмосферным давлением, но достаточно проверить спирт на запах.

Теоретически на квалификационном участке колонны при выходе процесса ректификации на спиртовую полку эта разница температур должна быть равна нулю. Допустим, в Вашем конкретном случае Вы получили Тпср=0,5C (может быть даже отрицательное число).

Это не означает, что колонна работает плохо или неправильно – всего лишь «врут»

датчики. Их настройка производится нами на тающем льде - 0C, и кипящей воде - 100C, но из-за разброса индивидуальных характеристик датчиков (например, небольшая нелинейность) и разных тепловых условий их работы в колонне (корпус и провод верхнего датчика в большей степени нагреты), эта разница может отличаться от теории.

[ПСР] Отбор пищевого спирта-ректификата (спиртовая полка) Установим новое пороговое значение разницы температур на 0,3C больше, чем достигнутое, (в нашем примере Тпор.2=0,5+0,3=0,8C).

После этого устанавливаем правильный отбор для Вашей модели. Теперь Ваши действия сводятся только к замене приёмных емкостей для пищевого спирта по мере их заполнения и ожидания звукового сигнала компаратора.

Компаратор подаст звуковой сигнал, если ТТпор.2.

Это может произойти в следующих случаях:

произошло случайное увеличение отбора спирта;

уменьшилась технологическая мощность, например, из-за уменьшения напряжения в сети или из-за выхода из строя ТЭНа;

подходит к концу фаза отбора пищевого спирта (точка 5 на рисунке).

Причём последний случай подачи звукового сигнала является плановым и свидетельствует о приближающемся окончании процесса отбора пищевого спирта. Хотим обратить Ваше внимание на то, что сигнал подается за 1-2 минуты ДО ОКОНЧАНИЯ отбора спирта, т.е. сигнал подается ЗАБЛАГОВРЕМЕННО, это полностью исключает попадание хвостовых фракций в пищевой спирт в конце спиртовой полки (что часто случается на практике при контроле за процессом ректификации только по температуре в дефлегматоре).

[О] отбор «остатка»

По этому сигналу компаратора, не уменьшая отбор, заменяем приёмную ёмкость пустой для сбора остатка.

Для выключения ставшего уже ненужным звукового сигнала установим новое пороговое значение разницы температур, например Тпор.3=Тпор.1=15C (это пороговое значение будет нужно при следующей ректификации).

Переключаем компаратор на измерение температуры в дефлегматоре, когда показания достигнут Т=85°С («запотеет» большой смотровое стекло дефлегматора), отбор остатка можно прекратить.

Этот остаток нужно влить в куб при следующей ректификации, для «отжатия» из него остатков спирта.

Напряжение в электросети Стабильность напряжения электросети Для стабильной работы колонны необходим постоянный поток пара через колонну. А для этого нужна стабильная мощность, подводимая к кубу на испарение. В этом случае мы можем выставить правильное флегмовое число и работать на колонне, лишь изредка контролируя процесс.

Допустим, Вы работаете на РУМ-2, в куб объёмом 30л заправили 20л самогона крепостью 40% (ожидаемый объём дистиллята порядка 8л). Довели самогон до кипения, установили технологическую мощность 2кВт, провели «стабилизацию», отобрали «голову», вышли на «спиртовую полку» с температурой 77,6C (745мм.рт.ст.), установили отбор 2л/ч, осталось работать 4 часа. Отобрали 2л (77,6C), потом еще 2л (77,6C), опять поменяли бутылку при 77,6C, до окончания процесса еще около 2-х часов И вдруг - 77,7C!

Сразу закрыли отбор, ждем 5 минут - опять 77,6C!?

Раз температура восстановилась, значит, дело не в атмосферном давлении.

Тогда причина сбоя – падение напряжения. Например, было 220В, а потом упало до 190В.

При 220В было 2кВт, а при 190В осталось только 1,5кВт, соответственно пара стало поступать в колонну только 75% от нормы. В результате при неизменном отборе 2л/ч вам без предупреждения уменьшили флегмовое число в колонне с f=3 (при 220В) на f=2 (при 190В). Наши колонны обладают запасами, обеспечивающими устойчивую работу, но не до такой же степени.

Естественно, когда перевели колонну на бесконечное флегмовое число (закрыли отбор), температура восстановилась до 77,6C. А теперь, чтобы опять реализовать флегмовое число f=3, Вам придется понизить отбор до 1,5л/ч. Правильный режим ректификации восстановлен. Вот и всё.

Если такие скачки в сети у Вас не редкость, то можете сразу устанавливать для нашей колонны производительность 70% от номинала, и не заниматься постоянной коррекцией отбора в зависимости от величины напряжения в сети.

Если в кубе есть резерв по установленной мощности, можно пойти более сложным путем (предварительно приобретя у нас переходник с манометрической трубкой и регулятор мощности. Тогда понижение напряжения в сети можно всегда компенсировать регулятором, но если напряжение восстановится, колонна может захлебнуться.

(Контролировать начало захлёбывания можно по манометрической трубочке).

Атмосферное давление Дефлегматор обязательно имеет связь с атмосферой для свободного «выдоха колонны».

Эта связь с атмосферой обязательна на всех режимах работы колонны.

Если атмосферное давление меняется в допустимых пределах, определяемых заложенными запасами в проектных параметрах установки, это никак не сказывается на работе колонны. Вы просто по графику уточняете температуру кипения спирта для соответствующего уровня давления. Например, если в процессе ректификации, находясь на спиртовой полке 77,4C (740мм.рт.ст.), Вы вдруг увидели температуру 77,6C, перекройте кран отбора и подождите 2 минуты. Если температура осталась неизменной C, значит, просто подросло атмосферное давление. Посмотрите на барометр, убедитесь, что давление действительно поднялось до 746мм.рт.ст., верните отбор на прежний уровень, и продолжайте отбор спирта.

А если давление упадет ниже предела, установленного для наших колонн (примерно 720…730мм.рт.ст.)? Несмотря на заложенные запасы, колонна, скорее всего, захлебнётся.

Причина этого в уменьшении плотности паров из-за падения давления. Дальше работает такая цепочка причин: массовая производительность пара осталась прежней, но из-за падения плотности спиртового пара возрастёт его скорость, что и приведёт к захлебыванию насадки в колонне.

Если Вы собираетесь работать на наших колоннах в условиях высокогорья, Вам придется купить у нас регулятор мощности или где-нибудь ЛАТР (линейный автотрансформатор), подобрать для Вашей колонны меньшую технологическую мощность, и, соответственно, меньшую производительность, чтобы сохранить требуемое флегмовое число, и спокойно работать.

Перепад давления на колонне увеличить

Давление в кубе при работе колонны всегда выше атмосферного на величину гидравлического сопротивления насадки и дефлегматора. Эту разницу давлений, называемую «перепадом давления на колонне» Р, можно измерять разными способами и в различных единицах – Па, ати, мм рт.ст. и т.п.

В наших конструкциях Вы можете оценить Р степенью подъёма столбика жидкости в манометрической трубке. (см. картинку) На работающей колонне перепад зависит от расхода пара (подводимой мощности).

Больше мощность – больше перепад давления, при стабильной паровой нагрузке на колонну – стабилен и перепад. Но, когда происходит захлёбывание колонны, столб жидкости в манометрической трубке начинает непрерывно расти.

Применение манометрической трубки без регулятора мощности не имеет практического смысла (кроме познавательного).

Использование пары этих устройств, необходимо в следующих ситуациях (расположены по степени важности):

при эксплуатации наших колонн в условиях высокогорья - для подбора правильной технологической мощности при пониженном атмосферном давлении;

всем химическим и физическим лабораториям, купившим наши колонны для ректификации жидкостей с теплофизическими характеристиками, существенно отличающимися от этилового спирта;

если наше оборудование приобретено ВУЗом в качестве учебного пособия, для визуальной демонстрации студентам перепада давления. Манометр позволяет исследовать различные типы насадок по их пропускной способности и гидравлическому сопротивлению (Р);

для колонн с неизвестными характеристиками и без смотрового стекла по флегме (для всех самоделок). С помощью такого измерителя очень удобно подбирать технологическую мощность при работе на такой колонне в первый раз (или устанавливать её при каждой следующей ректификации).

нашим покупателям, которые хотят вскрыть «резервы» своей персональной колонны (наши производственные запасы), чтобы вывести её на максимальную производительность (этот запас не слишком велик и его лучше сохранить).

Конструкция ректификационной колонны Спиртовая ректификационная колонна Царги ректификационные Ректификационная часть колонны обычно набирается из нескольких унифицированных узлов - царг. Весь внутренний объём царг заполнен контактными элементами (КУ), на которых реализуется тепломассообменый процесс между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром.

В малых ректификационных колоннах в качестве КУ обычно используется насадка. Она может быть регулярной (вставной) или хаотической (насыпной).

– – –

Насадки проходят специальную химическую обработку для очистки, травления, промывки с целью улучшения их смачиваемости, увеличения поверхности тепломассообмена, и соответственно, повышения эффективности.

В общем случае выбор типа насадки определяется теплофизическими свойствами перерабатываемой жидкости, условиями ректификации, производительностью колонны, габаритными ограничениями, стоимостью и т.п.

Высота и диаметр царг определяется предельной паровой нагрузкой выбранной насадки и флегмовым числом при ректификации.

Для сохранения взаимозаменяемости царг в ректификационной части колонны их обычно не комплектуют дополнительными элементами.

Переходники Переходники предназначены для расширения функциональности спиртовых ректификационных колонн за счёт дополнительных элементов. Они служат для оснащения колонны дополнительными измерителями температуры и давления, пробоотборниками, смотровыми стёклами и т.п.

Примеры переходников с дополнительными элементами:

– – –

Дефлегматор Дефлегматор предназначен для конденсации паров (без переохлаждения дистиллята) и равномерного распределения полученного дистиллята (флегмы) на насадку царг.

Расход охлаждающей воды через дефлегматор выбирается из условия полной конденсации паров.

Дефлегматоры производятся двух модификаций: с одинарной спиралью охлаждения «DS»

и с двойной спиралью охлаждения «DD».

Дефлегматоры DS (одинарная спираль) Характерные элементы DS

– – –

Концевик Концевики (концевые охладители дистиллята) предназначены для охлаждения отбираемого из колонны дистиллята или нагревания потоков «питания», подаваемых в колонну.

Концевик присоединяется к штуцерам отбора (питания) переходников, штуцерам отбора дефлегматоров или дистилляторов.

– – –

Арматура дистиллята Фирма «Изобретатель» предлагает специально разработанные устройства, упрощающие работу на колонне при ректификации.

Из схемы видно, что работать при давлении ниже атмосферного без этих элементов просто невозможно.

Однако они успешно применяются и при обычной атмосферной ректификации.

– – –

Арматура охлаждающей воды Все теплообменники установки соединены между собой шлангами (ПВХ трубками) подачи и отвода охлаждающей воды, обычно они образуют единую теплообменную систему с одним входом и одним выходом.

Вода от водопроводной сети проходит через все установленные на колонне концевики, а затем поступает в дефлегматор и по сливному шлангу отводится из него в канализацию.

– – –

Измерители температур Приборы предназначены для контроля, настройки и автоматизации процессов, происходящих в ректификационной колонне в процессе ее работы.

– – –

Регулятор мощности Ректификационные установки РУМ (кроме РУМ-05) при эксплуатации в штатном режиме не нуждаются в регулировании мощности. Однако в случае работы в высокогорных условиях и при вакуумной ректификации появляется необходимость в использовании регуляторов мощности.

Фирма «Изобретатель» предлагает следующий ряд таких приборов:

– – –

По предварительным заказам изготавливаются специальные электрощиты управления процессами дистилляции и ректификации с установленными на них предохранителями, выключателями и автоматическими переключателями, регуляторами мощности, измерителями температуры и т.п.

Спиртовое брожение – сложный биохимический процесс, который происходит при каталитическом действии ферментов дрожжевых клеток на глюкозу и фруктозу, другие шестиуглеродистые сахара.

Процесс сопровождается выделением теплоты: она грамм-молекула сахара (180 г) выделяется в окружающею среду 23,5 ккал тепла.

Процесс спиртового брожения характеризуется следующим количественным соотношением основных продуктов:

С6Н12О6→С2Н5ОН + 2СО2 + теплота

1 г 0,6 мл 274 см3 24 ккал

(0,51 г) (0,49 г) (586,6 дж)

Механизм спиртового брожения связан с эндогенной природой бродильных ферментов, то есть с превращением полисахаридов внутри дрожжевых клеток.

Различают главные и вторичные продукты брожения. К главным продуктам относят этиловый спирт и СО2, к вторичным – глицерин, 2,3-бутиленгликоль, ацетальдегид, пировиноградная, лимонная, уксусная кислоты, ацетоин, сложные эфиры, высшие и ароматические спирты.

Вторичные продукты брожения оказывают большое влияние на органолептические свойства вина – букет, вкус, типичность.

Факторы, влияющие на спиртовое брожение. На ход спиртового брожения, выход этилового спирта, выход и соотношение вторичных продуктов влияют многие факторы:

Химические – состав среды, сусла;

Биологические – раса дрожжей, концентрация дрожжевых клеток, их физиологическое состояние;

Физические – содержание взвесей в сусле, температура и давление.

Химические факторы

Дрожжи быстро размножаются в сусле с содержанием сахаров 180…200 г/дм3 и при рН 3,5. Скорость брожения замедляется при рН <3,5 (т. е. в более кислой среде) и при содержании сахаров >200 и <20 г/дм3.

С повышением рН увеличивается интенсивность глицеропировиноградного брожения, при этом выход этилового спирта уменьшается, а выход глицерина, уксусной и янтарной кислот увеличивается.

Биологические факторы

Расы дрожжей бывают сульфитостойкие и кислотовыносливые, холодостойкие и термовыносливые, спиртовыносливые, обладающие высокой или слабой бродильной активностью, спиртообразующей способностью, наконец, янтарогенные и другие приспособлены:

Ркацители 6, Феодосия 1-19, бордо 20 к низкой температуре сусла и мезги;

Судак IV-5 к высокой температуре брожения;

Феодосия 1-19, Судак IV-5, Ужгород 67 хорошо переносят высококислотное сусло;

Сульфитостойкие расы Кахаури 7 , Судак II-9, расы 47-к, 7;

Спиртостойкие расы Бастардо 1965, Киевская, мускат белый;

Работающие под высоким избыточным давлением СО2 и хорошо дображивающие недоброды Ленинградская, киевская, Магарач 17-35;

Склонные давать недоброды Каберне 5, Феодосия 1-19.

В разводке ЧКД должно быть клеток ≈150 млн/см3, из них почкующихся 30-50%, мертвых не более 5%. В сусло вводят не менее 2-4% дрожжевой разводки.

Сейчас в мире вместо ЧКД применяют все шире АСД – активные сухие дрожжи. АСД разводят в небольшом количестве сусла при температуре 37 оС и через 30 минут они готовы для производства. Норма расхода АСД 1…1,5 г/дал сусла. при их применении повышаются экстракт и аромат, снижается летучая кислотность, а главное упрощается само виноделие. Выпускают АСД в виде порошка или гранул в герметической упаковке.

Физические факторы

Температура брожения. Допустимый диапазон температуры брожения – от 10 до 28 оС. При низких температурах процесс неоправданно замедляется, при высоких - сусло, как говорят «сгорает» (большие потери сусла, аромата, спирта, сахаров, начинают работать бактерии).

Меньше летучих кислот образуется при температуре брожения 15-25 оС. Наибольшее количество глицерина образуется при 29-32 оС.

Считается, что брожение с легкой аэрацией при температуре ≈ 15оС приводит к снижению в вине азотистых веществ: общего азота 100 мг/дм3; аминного азота 50 мг/дм3. При высокой температуре без аэрации в вине остается ≈ 200 – 300 мг/дм3 общего азота.

Давление. При давлении СО2 0,1 МПа размножение дрожжей заметно подавляется, а при давлении 0,8 МПа и температуре 15 оС брожение прекращается. Регулируя давление в резервуаре, можно управлять ходом брожения.

Наличие мелкодисперсной фазы (взвеси сусла). мелкодисперсная твердая фаза обладает активной поверхностью абсорбции.

Установлено, что помимо основных продуктов брожения спирта и СО2 из сахаров возникает множество других так называемых вторичных продуктов брожения.

Из 100 г С6Н12О6 образуется:

48,4 г этилового спирта;

46,6 г углекислого газа;

3,3 г глицерина;

0,5 г янтарной кислоты;

1,2 г смеси молочной кислоты, уксусного альдегида, ацетоина и других органических соединений

Выход спирта – Это его объем в декалитрах (дал), получаемый из 1 т сахара (сахарозы или крахмала), содержащегося в сырье.

Теоретический выход спирта рассчитывается используя уравнение получения спирта:

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 → 4С2Н5ОН + 4СО2

сахароза вода глюкоза фруктоза этиловый диоксид

спирт углерода

342,2 18,0 180,1 180,1 4∙46,05= 184,2 4∙44=176

Из уравнения видно, что из 342,2 г сахарозы должно быть получено 184,2 г спирта. Из 100 г сахарозы выход спирта должен составить:

53,8: 0,78927 =68,2 см3

Относительная

Плотность D204

Следовательно, из 1 т сахарозы должно получиться 68,2 дал спирта. аналогично подсчитаем количество спирта, которое должно получиться из 1 т крахмала.

С6Н12О6 + Н2О → С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2

крахмал вода глюкоза этиловый диоксид

спирт углерода

162,1 18,0 180,1 2∙46,05= 92,1 2∙44=88

Стало быть, из 100 г крахмала должно получиться спирта:

г или см3

Какой выход самогона из браги является нормой.

Какой выход самогона из браги является нормой?

Выход спирта из браги. Нормы промышленности

Нормы для домашнего самогоноварения

Почему бывает маленький выход

Качество сырья

Дрожжи

Количество сахара

Использование различного сырья

Объём браги и выход самогона

Возможные причины, почему мало выхода

Недобродившая брага

Ошибка в гидромодуле

Длительное брожение

Подкисание браги

Герметичность дистиллятора

Что может дать ускорение брожения

Выход спирта из различного сырья путем сбраживания

Расчет выхода спирта из сахара

Как рассчитать , содержащего сахар?

Выход спирта из крахмалосодержащего сырья

Выход спирта из пшеницы

Практический выход спирта из различного сырья

При какой концентрации сахара выход спирта самый оптимальный?

«Приготовление бражки Выход спирта из различного сырья Теория В основе получения спиртосодержащих напитков или пищевого спирта лежит процесс...»

Понравилось?

Филе минтая в мультиварке Приготовить рыбу минтай в мультиварке

Капуста по-корейски быстрого приготовления — самые вкусные рецепты в домашних условиях Белокочанная капуста с морковкой по корейски рецепт

Оригинальные рецепты салатов с редькой зеленой и мясом

Рыба, тушеная с овощами на сковороде

Как испечь полезное печенье

Суп пюре из брокколи рецепты приготовления вкусно

Нежный торт "наполеон" с заварным кремом из детства Домашний торт Наполеон с заварным кремом

Химический состав и пищевая ценность

Куриные ножки в луковом соусе Маринад с апельсиновым соком для куриных ножек

Чем отличается фильтрованное пиво от нефильтрованного