Докладний склад голів, хвостів і сивушних масел в самогоні

Цю статтю я готував дуже давно. Присвячена вона однією з найважливіших тем у виробництві алкогольних напоїв. Всі ми знаємо, що голови, хвости і сивушні масла шкідливі і псують смакові якості самогону. Але що ховається за цими поняттями? Чи знаєте ви, що в готовій брагу міститься понад 70 летючих речовин !? Деякі з них є найсильнішими отрутами, але при цьому мають приємний квітковий або хлібний аромат.

Ця стаття дає інформацію, знання і розуміння якої дозволяє рухатися далі і вдосконалюватися у виробництві домашнього алкоголю.

Варто додати, що в процесі вивчення матеріалів для даної статті мій погляд на такий процес, як дрібна дистиляція, істотно змінився.

Вступ

Відразу хочу попередити, що стаття розрахована на практикуючих винокурів. Тим, хто тільки вивчає ази цього цікавого захоплення рекомендую для початку ознайомитися зі статтями Технологія виготовлення самогону і Подвійна подрібнена дистиляція.

У цій статті я розповім з чого складається брага, які групи домішок в ній містяться, від чого вони утворюються і які з них найбільш шкідливі. А головне, як ці домішки поводяться в процесі перегонки.

Також приведу дуже цікаву таблицю, з описом конкретних домішок і тим, через що вони утворюються і як впливають на смак і запах напою.

Склад зрілої (готової) браги

Готова брага складається з безлічі різних компонентів, що знаходяться в трьох фазах – рідкою, твердою і газоподібної.

  • Тверда фаза (4-10% від маси браги) це суспензії дріжджів і часток вихідної сировини, а також не розчинені в рідині мінеральні речовини, цукор, білки, і інші елементи які залишаються в перегінному кубі після дистиляції.
  • Газоподібна фаза – вуглекислий газ (СО2), що утворюється в результаті роботи дріжджів. Зміст – 1-1,5 г / л.
  • Рідка фаза – це вода (від 82 до 90 мас.%) І етиловий спирт з летючими домішками (від 5 до 9 мас.%).

Нас, в контексті даної статті, найбільше цікавлять ці самі летючі речовини, супутні етилового спирту. Їх в брагу налічується понад 70 найменувань!

Але, не дивлячись на таку велику різноманітність, загальна їх кількість за все 0,5-1% від обсягу етилового спирту. При цьому навіть настільки незначний вміст домішок помітно впливає на смак і запах кінцевого продукту.

На схемі нижче наведено приблизний склад готової браги і домішок спирту.

Летючі компоненти в зрілої брагу можна виділити в чотири основні групи: спирти, ефіри, альдегіди і кислоти.

У наступних розділах я розгляну кожну групу окремо.

спирти

Є похідними вуглеводнів, що містять одну або більше гідроксильних груп (ОН). За кількістю гідроксильних груп, що містяться в молекулі, спирти бувають одноатомні (з одного ОН), двоатомні (дві ОН), трехатомниме і многоатомниме.

У брагу присутні одноатомні спирти і лише один представник трьохатомних – гліцерин (є нелетучим).

Одноатомні спирти мають загальну формулу СnH2n + 1OH.

За величиною n спирти діляться на:

  • Нижчі – метиловий (метанол) CH3OH; етиловий (етанол) C2H5OH; пропіловий C3H7OH і ізопропіловий C3H7OH.

Майже всі нижчі спирти мають яскраво виражений “алкогольний” запах. Добре змішуються з водою в будь-яких пропорціях.

  • Середні спирти

Бутиловий, ізобутиловий, втор-бутиловий, трет-бутиловий – загальна формула C4H9OH. Амілові – Аміловий, ізоаміловий і ін. Загальна формула С5Н11ОН.

Бутилові спирти пахнуть алкоголем. Трет-бутиловий приємно пахне камфорой. Ізоаміловий сильно пахне «сивухою»

  • Вищі спирти: гексиловий (C6H14O), гептиловий (С7Н15ОН), октіловий (C8H17OH), ноніловий (С9Н19ОН) і ін.

Спирти є найбільшою групою домішок – від 0,4 до 0,6% від вмісту етилового спірта.Спірти з вмістом атомів вуглецю від С3 до С10 утворюють сивушні масла. Маслами їх називають, так як вони погано розчиняються у воді і мають маслянистий вигляд. Основу сивухи складають ізоаміловий (60-90%), ізобутіловий (8-27%) і пропіловий (3-20%) спирти.

Всі спирти, включаючи етиловий, є отрутами. Найбільш небезпечний з перерахованих – метанол. Він більш токсична етилового в 80 разів! Прийом всього 10-15 мл метилового спирту призводить до тяжких отруєнь, втрати зору і в більшості випадків до смерті. Зміст метанолу в брагу залежить від сировини з якого приготовлена ??брага. Найбільше його в дистилятах з кісточкових плодів – 3-4%. У цукровому же самогоні метиловий спирт відсутня (вірніше він там буває, але в дуже малій кількості).

Також велику небезпеку становить ізоаміловий спирт. Він плохорастворім в воді, має характерний запах “сивухи” і добре відчувається в самогоні. А адже його найбільше в сивушних маслах!

Більш докладно про кожному компоненті і як він впливає на органолептиком самогону дивіться в таблиці нижче.

альдегіди

Альдегідами називають продукти окислення спиртів, в молекулах яких присутня група COH.

У брагу містяться такі альдегіди: оцтовий (ацетальдегід) С2H4O; пропіоновий C3H6O; масляний C4H8O; акролеин C3H4O; кротоновий C4H6O, фурфурол (C5H4O2). При наявності в брагу метанолу можливе утворення мурашиного альдегіду (формальдегіду) CH2O.

Всі альдегіди є отрутами. Найнебезпечніший – фурфурол. Він більш токсична етанолу в 80 разів! Причому ГОСТ на спирт-ректифікат забороняє наявність фурфуролу, при тому, що наявність такого небезпечного отрути, як? Метанолу допускає до 0,03%.? Приємно пахне житнім хлібом. У цукровій брагу його нет.Больше всього в брагу оцтового альдегіду. Незалежно від вихідної сировини.? Він? Має задушливий запах.

Деякі з альдегідів пахнуть неприємно (ті, у яких від 1 до 6 атомів вуглецю), а деякі (понад 6 атомів вуглецю) мають приємний квітковий аромат.

Альдегіди мають різну розчинність в воді.

Більш докладно про кожному компоненті і як він впливає на органолептиком самогону дивіться в таблиці нижче.

кислоти

У брагу містяться летючі карбонові кислоти. Переважає оцтова кислота CH3COOH. Також можлива наявність пеларгоновой, капринової, каприлової та інших кислот. Їх присутність залежить від застосованого сировини.? Кислоти киплять при температурі вище 100 С. По різному растворяються в воді.? Більшість кислот негативно впливають на органолептичні якості самогону – надають неприємний запах і гіркоту. Оцтова кислота навпаки пом’якшує смак спирту.

Більш докладно про кожному компоненті і як він впливає на органолептиком самогону дивіться в таблиці нижче.

ефіри

Виникають при взаємодії спиртів і кислот. Бувають простими і складними. У брагу, отриманої з будь-якого вихідної сировини, в найбільшій кількості присутній уксусно-етиловий ефір.

З винних дріжджів при перегонці виділяються енантового ефіри.

Складні ефіри з’являються не тільки при бродіння і дистиляції, а й вносяться разом з сировиною з якого готується сусло. Дуже багата цими речовинами виноградна брага.

Ефіри мають приємний квітковий або фруктовий аромат.

Таблиця домішок, що містяться в брагу

Нижче наводжу таблицю з переліком основних домішок, супутніх етиловому спирті. У ній також зазначено від чого ці компоненти утворюються і як впливають на органолептиком самогону.

Скорочення ПО – поріг відчуття. Червоним кольором підсвічені рядки з елементами негативно впливають на смакові властивості дистиляту, зеленим – позитивно. Спочатку хотів розташувати їх у міру зростання температури кипіння, але потім зрозумів, що це безглуздо. Чому? Читайте наступному розділі.

Таблиця збільшиться якщо на неї натиснути мишкою.

Продовження таблиці. Картинка також кликабельна

Голови, хвости і проміжні домішки

Прийнято розділяти дистилят на три фракції – голови, тіло і хвости. Раз ви дісталися до цієї статті, значить вам це вже добре відомо, але я все-таки нагадаю.

  • Голови йдуть спочатку. В основному це ефіри і альдегіди, тому голови також називають ефірно-альдегідної фракцією (ЕАФ). Відрізняються різким запахом. Досить поширена думка, що голови це домішки, які мають температуру кипіння нижче етилового спирту. Насправді це не так.
  • Тіло це фракція, що складається переважно з етилового спирту. Власне те, що ми п’ємо.
  • Хвости. Йдуть в кінці і мають неприємний запах.

Якби все було так просто, то ми б виливали в раковину все, що йде з куба до температури кипіння етилового спирту, відбирали б його і зупиняли перегонку, коли температура перевалить за 78,15 градусів. Але тут є два великих АЛЕ (друге АЛЕ найбільше):

  1. Всі домішки починають випаровуватися задовго до своєї температури кипіння. Хвостові фракції присутні і в головах і в тілі, тільки в значно менших кількостях. Наприклад вода у великих кількостях присутній в дистилляте, хоча ми ніколи не женемо самогон до 100 градусів в кубі.
  2. У багатокомпонентної суміші температура кипіння окремої домішки відходить на другий план. Головну роль тут відіграє коефіцієнт випаровування конкретної домішки. Причому цей коефіцієнт не постійний і залежить від концентрації етилового спирту в суміші. Іншими словами один і той же компонент (скажімо метиловий спирт) при різних умовах може бути і головний і хвостовій фракцією.

Підбивши підсумок можна сказати, що є головні фракції, які завжди йдуть раніше етанолу, наприклад оцтовий альдегід. Є хвостові, такі як фурфурол. А є домішки, поведінка яких залежить від концентрації спирту в суміші. Ці фракції називаються проміжними.

Хочеться відзначити, що така поведінка дуже неприємно для нас з вами. Виходить ми відібрали голови, поміняли приймальну ємність і приступили до відбору тіла. Через якийсь час фортеця спирту-сирцю змінилася і якась гидота, яка за нашими уявленнями в основній своїй масі повинна піти в хвостах, вилазить вперед і починає йти в приймальну ємність.

Типовим представником проміжних домішок є ізоаміловий спирт, який є основою сивухи.

Тема ця дуже серйозна і заслуговує на окрему статтю. Найближчим часом я її напишу.

Оновлено 16.07.17: Стаття про проміжні домішки готова.

висновки

  1. Склад і кількість домішок в брагу з різної сировини різний.
  2. У цукровій брагу майже немає таких сильнодіючих отрут, як метанол і фурфурол. Найнебезпечніші тут ацетальдегід і ізоамілол. У той же час практично немає компонентів, які позитивно впливають на органолептиком. Тому сміливо чистимо сирець маслом і вугіллям.
  3. У зернових і плодово-ягідних Брага присутні ефіри, які і додають напою високі смакові якості. Такі ефіри треба пропускати в дистилят при перегонці, при цьому не пускаючи туди шкідливі і псують органолептиком домішки. Це вимагає вироблення певного процесу перегонки і навичок, набутих з досвідом.
  4. На склад і кількість домішок впливає якість вихідної сировини, процес бродіння і перегонки. Це ще раз підтверджує вже усталені правила – вносимо підгодівлю дріжджів, забезпечуємо оптимальну і постійну температуру бродіння, комфортний гідромодуль. Цукрову брагу перед перегонкою освітлюється, бажано бентонітом. Перший перегін проводимо якомога швидше.
  5. Можливо найважливіший висновок – порядок і концентрація виходу деяких компонентів з браги або спирту-сирцю не залежить безпосередньо від температури кипіння цих домішок, а характеризується коефіцієнтом випаровування, який залежить від концентрації етилового спирту в суміші. Головні фракції можуть йти в хвостах, а хвости в головах. Причому компонент може змінювати свою поведінку в процесі перегонки в міру випаровування етанолу.

висновок

Ось до таких висновків я прийшов. Це тільки вступна стаття, яка залишає більше питань, ніж відповідей.

Надалі я планую більш детально вивчити питання з коефіцієнтом випаровування.

Процеси перегонки браги з різної сировини. Звичайно приготування зернових і плодово-ягідних дистилятів це свого роду мистецтво, яким навчити неможливо. Але якісь загальні рекомендації виробити думаю можна. Точніше вони напевно вже є – профільної літератури випущено безліч і на форумах дуже багато корисної, хоч і розрізненої інформації. Залишилося її тільки вивчити, згрупувати і викласти на блозі. всього нічого

Сподіваюся ця стаття дасть початок дуже цікавою серії – хочеться вивчити склад браг, зроблених з різного сировини і визначити якісь загальні правила їх перегонки.

P.S. Дуже хотілося б почути коментарі людей, які знаються на хімії. Може хтось щось додасть або поправить мене.

Бувайте усі!

Ссылка на основную публикацию