Какой спирт содержится в самогоне
Всем привет!
Эту статью я готовил очень давно. Посвящена она одной из самых важных тем в производстве алкогольных напитков. Все мы знаем, что головы, хвосты и сивушные масла вредны и портят вкусовые качества самогона. Но что скрывается за этими понятиями? Знаете ли вы, что в готовой браге содержится свыше 70 летучих веществ!? Некоторые из них являются сильнейшими ядами, но при этом имеют приятный цветочный или хлебный аромат.
Эта статья дает информацию, знание и понимание которой позволяет двигаться дальше и совершенствоваться в производстве домашнего алкоголя.
Стоит добавить, что в процессе изучения материалов для данной статьи мой взгляд на такой процесс, как дробная дистилляция, существенно изменился.
Введение
Сразу хочу предупредить, что статья рассчитана на практикующих винокуров. Тем, кто только изучает азы этого интереснейшего увлечения рекомендую для начала ознакомиться со статьями Технология изготовления самогона и Двойная дробная дистилляция.
В этой статье я расскажу из чего состоит брага, какие группы примесей в ней содержатся, от чего они образуются и какие из них самые вредные. А главное, как эти примеси ведут себя в процессе перегонки.
Также приведу очень интересную таблицу, с описанием конкретных примесей и тем, из-за чего они образуются и как влияют на вкус и запах напитка.
Состав зрелой (готовой) браги
Готовая брага состоит из множества различных компонентов, находящихся в трех фазах — жидкой, твердой и газообразной.
- Твердая фаза (4-10% от массы браги) это взвеси дрожжей и частиц исходного сырья, а также не растворенные в жидкости минеральные вещества, сахар, белки, и другие элементы которые остаются в перегонном кубе после дистилляции.
- Газообразная фаза – углекислый газ (СО2), образующийся в результате работы дрожжей. Содержание – 1-1,5 г/л.
- Жидкая фаза – это вода (от 82 до 90 мас.%) и этиловый спирт с летучими примесями (от 5 до 9 мас.%).
Нас, в контексте данной статьи, более всего интересуют эти самые летучие вещества, сопутствующие этиловому спирту. Их в браге насчитывается свыше 70 наименований!
Но, не смотря на такое большое разнообразие, общее их количество всего 0,5-1% от объема этилового спирта. При этом даже столь незначительное содержание примесей заметно влияет на вкус и запах конечного продукта.
На схеме ниже приведен примерный состав готовой браги и примесей спирта.
Летучие компоненты в зрелой браге можно выделить в четыре основные группы: спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.
В следующих разделах я рассмотрю каждую группу в отдельности.
Спирты
Являются производными углеводородов, содержащих одну или более гидроксильных групп (ОН). По количеству гидроксильных групп, содержащихся в молекуле, спирты бывают одноатомные (с одной ОН), двухатомные (две ОН), трехатомныме и многоатомныме.
В браге присутствуют одноатомные спирты и лишь один представитель трехатомных — глицерин (является нелетучим).
Одноатомные спирты имеют общую формулу СnH2n+1OH.
По величине n спирты делятся на:
- Низшие — метиловый (метанол) CH3OH; этиловый (этанол) C2H5OH; пропиловый C3H7OH и изопропиловый C₃H₈O.
Почти все низшие спирты имеют ярко выраженный “алкогольный” запах. Хорошо смешиваются с водой в любых пропорциях.
- Средние спирты
Бутиловый, изобутиловый, втор-бутиловый, трет-бутиловый — общая формула C4H9OH. Амиловые — Амиловый, изоамиловый и др. Общая формула С5Н11ОН.
Бутиловые спирты пахнут алкоголем. Трет-бутиловый приятно пахнет камфорой. Изоамиловый сильно пахнет «сивухой»
- Высшие спирты: гексиловый (C6H14O), гептиловый (С7Н15ОН), октиловый (C8H17OH), нониловый (С9Н19ОН) и др.
Спирты являются самой большой группой примесей – от 0,4 до 0,6% от содержания этилового спирта.Спирты с содержанием атомов углерода от С3 до С10 образуют сивушные масла. Маслами их называют, так как они плохо растворяются в воде и имеют маслянистый вид. Основу сивухи составляют изоамиловый (60-90%), изобутиловый (8-27%) и пропиловый (3-20%) спирты.
Все спирты, включая этиловый, являются ядами. Наиболее опасный из перечисленных — метанол. Он токсичнее этилового в 80 раз ! Прием всего 10-15 мл метилового спирта приводит к тяжелым отравлениям, потере зрения и в большинстве случаев к смерти. Содержание метанола в браге зависит от сырья из которого приготовлена брага. Больше всего его в дистиллятах из косточковых плодов — 3-4%. В сахарном же самогоне метиловый спирт отсутствует (вернее он там бывает, но в очень малом количестве).
Также большую опасность представляет изоамиловый спирт. Он плохорастворим в воде, имеет характерный запах “сивухи” и хорошо чувствуется в самогоне. А ведь его больше всего в сивушных маслах!
Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.
Альдегиды
Альдегидами называют продукты окисления спиртов, в молекулах которых присутствует группа COH.
В браге содержатся следующие альдегиды: уксусный (ацетальдегид) С2H4O; пропионовый C3H6O; масляный C4H8O; акролеин C3H4O; кротоновый C4H6O, фурфурол (C5H4O2). При наличии в браге метанола возможно образование муравьиного альдегида (формальдегида) CH2O.
Все альдегиды являются ядами. Самый опасный — фурфурол. Он токсичнее этанола в 80 раз! Причем ГОСТ на спирт-ректификат запрещает наличие фурфурола, при том, что наличие такого опаснейшего яда, как метанола допускает до 0,03%. Приятно пахнет ржаным хлебом. В сахарной браге его нет.Больше всего в браге уксусного альдегида. Независимо от исходного сырья. Он имеет удушливый запах.
Некоторые из альдегидов пахнут неприятно (те, у которых от 1 до 6 атомов углерода), а некоторые (свыше 6 атомов углерода) имеют приятный цветочный аромат.
Альдегиды имеют различную растворимость в воде.
Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.
Кислоты
В браге содержатся летучие карбоновые кислоты. Преобладает уксусная кислота CH3COOH. Также возможно наличие пеларгоновой, каприновой, каприловой и других кислот. Их присутствие зависит от примененного сырья. Кислоты кипят при температуре выше 100 С. По разному растворяються в воде. Большинство кислот отрицательно влияют на органолептические качества самогона — придают неприятный запах и горечь. Уксусная кислота напротив смягчает вкус спирта.
Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.
Эфиры
Возникают при взаимодействии спиртов и кислот. Бывают простыми и сложными. В браге, полученной из любого исходного сырья, в наибольшем количестве присутствует уксусно-этиловый эфир.
Из винных дрожжей при перегонке выделяются энантовые эфиры.
Сложные эфиры появляются не только при брожения и дистилляции, но и вносятся вместе с сырьем из которого готовится сусло. Очень богата этими веществами виноградная брага.
Эфиры имеют приятный цветочный или фруктовый аромат.
Таблица примесей, содержащихся в браге
Ниже привожу таблицу с перечнем основных примесей, сопутствующих этиловому спирту. В ней также указано от чего эти компоненты образовываются и как влияют на органолептику самогона.
Сокращение ПО — порог ощущения. Красным цветом подсвечены строки с элементами отрицательно влияющими на вкусовые свойства дистиллята, зеленым — положительно. Сначала хотел расположить их по мере возрастания температуры кипения, но потом понял, что это бессмысленно. Почему? Читайте следующем разделе.
Таблица увеличится если на нее нажать мышкой.
Продолжение таблицы. Картинка также кликабельна
Головы, хвосты и промежуточные примеси
Принято разделять дистиллят на три фракции — головы, тело и хвосты. Раз вы добрались до этой статьи, значит вам это уже хорошо известно, но я все-таки напомню.
- Головы идут вначале. В основном это эфиры и альдегиды, поэтому головы также называют эфирно-альдегидной фракцией (ЭАФ). Отличаются резким запахом. Довольно распространено мнение, что головы это примеси, имеющие температуру кипения ниже этилового спирта. На самом деле это не так.
- Тело это фракция, состоящая преимущественно из этилового спирта. Собственно то, что мы пьем.
- Хвосты. Идут в конце и имеют неприятный запах.
Если бы все было так просто, то мы бы выливали в раковину все, что идет из куба до температуры кипения этилового спирта, отбирали бы его и останавливали перегонку, когда температура перевалит за 78,15 градусов. Но тут есть два больших НО (второе НО самое большое):
- Все примеси начинают испаряться задолго до своей температуры кипения. Хвостовые фракции присутствуют и в головах и в теле, только в значительно меньших количествах. Например вода в больших количествах присутствует в дистилляте, хотя мы никогда не гоним самогон до 100 градусов в кубе.
- В многокомпонентной смеси температура кипения отдельной примеси отходит на второй план. Главную роль здесь играет коэффициент испарения конкретной примеси. Причем этот коэффициент не постоянен и зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Другими словами один и тот же компонент (скажем метиловый спирт) при различных условиях может быть и головной и хвостовой фракцией.
Подведя итог можно сказать, что есть головные фракции, которые всегда идут раньше этанола, например уксусный альдегид. Есть хвостовые, такие как фурфурол. А есть примеси, поведение которых зависит от концентрации спирта в смеси. Эти фракции называются промежуточными.
Хочется отметить, что такое поведение очень неприятно для нас с вами. Получается мы отобрали головы, поменяли приемную емкость и приступили к отбору тела. Через какое-то время крепость спирта-сырца изменилась и какая-то гадость, которая по нашим представлениям в основной своей массе должна пойти в хвостах, вылезает вперед и начинает идти в приемную емкость.
Типичным представителем промежуточных примесей является изоамиловый спирт, являющийся основой сивухи.
Тема эта очень серьезная и заслуживает отдельной статьи. В ближайшее время я ее напишу.
Обновление от 16.07.17: Статья о промежуточных примесях готова.
Выводы
- Состав и количество примесей в браге из разного сырья различен.
- В сахарной браге почти нет таких сильнодействующих ядов, как метанол и фурфурол. Самые опасные здесь ацетальдегиды и изоамилол. В тоже время практически нет компонентов, положительно влияющих на органолептику. Поэтому смело чистим сырец маслом и углем.
- В зерновых и плодово-ягодных брагах присутствуют эфиры, которые и придают напитку высокие вкусовые качества. Такие эфиры надо пропускать в дистиллят при перегонке, при этом не пуская туда вредные и портящие органолептику примеси. Это требует выработки определенного процесса перегонки и навыков, приобретаемых с опытом.
- На состав и количество примесей влияет качество исходного сырья, процесс брожения и перегонки. Это еще раз подтверждает уже устоявшиеся правила — вносим подкормку дрожжам, обеспечиваем оптимальную и постоянную температуру брожения, комфортный гидромодуль. Сахарную брагу перед перегонкой осветляем, желательно бентонитом. Первый перегон проводим как можно быстрее.
- Возможно самый важный вывод — порядок и концентрация выхода некоторых компонентов из браги или спирта-сырца не зависит напрямую от температуры кипения этих примесей, а характеризуется коэффициентом испарения, который зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Головные фракции могут идти в хвостах, а хвосты в головах. Причем компонент может менять свое поведение в процессе перегонки по мере испарения этанола.
Заключение
Вот к таким выводам я пришел. Это только вводная статья, которая оставляет больше вопросов, чем ответов.
В дальнейшем я планирую более подробно изучить вопрос с коэффициентом испарения.
Процессы перегонки браги из различного сырья. Конечно приготовление зерновых и плодово-ягодных дистиллятов это своего рода искусство, которому научить невозможно. Но какие-то общие рекомендации выработать думаю можно. Точнее они наверняка уже есть — профильной литературы выпущено огромное множество и на форумах очень много полезной, хоть и разрозненной информации. Осталось ее только изучить, сгруппировать и выложить на блоге. Всего ничего
Надеюсь эта статья даст начало очень интересной серии — хочется изучить состав браг, сделанных из различного сырья и определить какие-то общие правила их перегонки.
P.S. Очень хотелось бы услышать комментарии людей, разбирающихся в химии. Может кто-то что-то добавит или поправит меня.
Всем пока!
Дорофеев Павел.
И спирт, и самогон, и любые крепкие алкогольные напитки делаются из браги, т.е. из первичной спиртосодержащей массы.
Все питательные вещества (сахар, зерно, фрукты и т.д.) заливаются водой, сбраживаются дрожжами или другим способом, и при завершении процесса брожения получается жидкая масса или брага с невысоким содержанием этилового (питьевого) спирта.
Затем при перегонке спирт отделяется от содержащейся в браге воды и получается крепкий алкогольный напиток.
Но в процессе брожения образуется не только спирт, но и куча побочных веществ — ацетон, сивушные масла, альдегиды и прочие не самые приятные для человеческого организма примеси.
Эти побочные соединения присутствуют в любой браге, вне зависимости от исходного сырья! Браги, в которой не содержалось бы этих примесей, не существует, просто потому, что так устроен мир.
Зачем отделять этиловый спирт от всего остального?
Попробуем разобраться по пунктам:
Вода. От воды отделять, само собой, надо, и это понятно , ведь чем меньше воды, тем выше градус напитка.
Ацетон. Отделение этой примеси обязательно и делать это следует очень тщательно, поскольку это сильнодействующий яд, неприятный по запаху и по вкусу. Ацентон вызывает отравления, белую горячку, накапливается в организме и постепенно разрушает центральную нервную систему.
Все спившиеся алкоголики, употребляющие сомнительные напитки, со временем становятся на одно лицо — это последствия ацетона, накопленного в организме.
Сивушные масла и альдегиды — это целая смесь различных веществ. В чистом виде представляет собой мутную маслянистую жидкость с резким неприятным запахом, точные состав и свойства которой зависят от исходного сырья, из которого делалась брага.
Именно эта смесь и является носителем вкуса и запаха, но об этом чуть позже.
Итак, про спирт
Если все перечисленные примеси отделить от этилового спирта, то получится спирт-ректификат 96%, из которого делают водку на всех российских ликероводочных заводах. Он представляет собой смесь, состоящую из 96% этилового спирта и 4% воды. В таком спирте нет ни ацетона, ни альдегидов, ни сивушных масел.
Спирт-ректификат не пахнет ничем кроме спирта, вне зависимости от того, из чего была сделана брага. Спирты, сделанные из сахара, зерна, винограда, нефти и прочей органики по своим вкусовым характеристикам не отличаются ничем.
Спирт-ректификат — это растворитель, антисептик, консервант, топливо для двигателей внутреннего сгорания, ну и, конечно же, компонент алкогольных напитков. Именно из него, как мы уже сказали, делается вся российская водка, а также различные лекарственные настойки.
Чтобы изготовить спирт-ректификат, нужна ректификационная колонна, обладающая хорошей разделительной способностью. Ни на одном другом устройстве спирт-ректификат сделать невозможно.
Ну а теперь про самогон
Самогон всегда унаследует вкус и аромат того, из чего была сделана брага. Как мы уже разобрались, носителями вкуса и запаха в браге являются сивушные масла и альдегиды.
Итак, самогон — это крепкий алкогольный напиток, содержащий некоторое количество сивушных масел и альдегидов, причем, чем больше этих примесей, тем резче вкус и аромат напитка. Чтобы сделать вкусный самогон, нужна вкусная брага, желательно фруктово-ягодная.
При перегонке очень важно сделать так, чтобы в будущий напиток попало как можно меньше ацетона. Именно ректификационная колонна позволяет без особого труда полностью отделить ацетон, если же перегонка осуществляется на обычном самогонном аппарате, то сделать это намного сложнее и небольшое количество ацетона все же попадет в продукт.
Ну а после того, как ацетон отделен, нужно делать напиток таким образом, чтобы в него попало немножечко сивушки.
И вот тут обычно каждый начинающий самогонщик восклицает — «Позвольте, но ведь сивуха — это вредно!». А знаете ли Вы, отвечаем мы, что все сверхчистое вредно для человеческого организма.
Грубо говоря, алкоголь — это яд, а чем чище яд, тем он вреднее.
Сверхчистый алкоголь токсичнее алкоголя с небольшим количеством примесей, он быстрее вызывает алкогольную зависимость. В последнее время все чаще и чаще в СМИ освещают этот вопрос, ответ на который известен уже давно.
Дело в том, что чем чище алкоголь, тем быстрее он окисляется; и печень не успевает справляться с образующимся количеством уксусного альдегида — в итоге наступает отравление. Чистый алкоголь дольше задерживается в крови, и опьяняющее действие становится более выраженным.
Сивуха замедляет этот процесс, и алкоголь окисляется медленнее. И похмелье может быть не таким тяжелым, поскольку уксусный альдегид образуется медленнее и печень успевает с ним справляться.
Так что сивушные масла вредны только тогда, когда их концентрация выше допустимой. Определить это предельное количество очень просто, Ваш организм сам это подскажет. Если напиток пахнет ре
зко и неприятно, на вкус не нравится, и, выпив первую рюмку, вторую пить уже не хочется — не пейте!
А именно так и закончатся Ваши первые опыты с самогоном, поскольку сделать вкусный самогон довольно сложно и с первого раза не получается практически ни у кого.
Так что же лучше — спирт или самогон?
Вот мы и разобрались, чем отличаются спирт и самогон, теперь Вам нужно определиться — чего хотите Вы? Вкусный и, следовательно, безопасный самогон сделать сложно, а спирт-ректификат в чистом виде — яд.
Как же быть?
Мы рекомендуем начать свои эксперименты с производства спирта, поскольку вред, наносимый спиртом-ректификатом организму можно снизить, а произвести его проще, чем хороший самогон. Научиться делать чистый спирт — дело кропотливое, но доступное каждому.
Соблюдая технологию, продукт невозможно испортить, а испортив, всегда можно начать сначала. Настаивая на спирту различные фрукты, ягоды и травы или применяя вкусоароматические концентраты, можно делать различные настойки, наливки, ликеры и прочие хорошие напитки.
При настаивании спирт смешивается с веществами, изменяющими вкус и аромат напитка, и становится уже не таким чистым, а, следовательно, менее вредным.
Ну а о вкусовых качествах Ваших напитков довольно скоро среди Ваших друзей и знакомых начнут складываться легенды!
Как показывает практика, большинство останавливается именно на этом этапе, и лишь единицы, начинают движение к истокам — осваиванию технологии производства вкусного и беспохмельного самогона.
Научившись делать спирт, не заглядывая в инструкцию, «прочувствовав» все тонкости, поняв теоретическую суть процесса, они потихоньку начинают отступать от технологии производства спирта, создавая безопасный и вкусный самогон.
Материал подготовлен экспертами Интернет-магазина Купиталон.ру. При копировании материалов с сайта, гиперссылка обязательна