Трактат о приготовлении и дистилляции зерновых браг (СИ): читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Итак, соединив воду, сахар и дрожжи мы получаем брагу, а ограничив доступ кислорода дрожжи в браге начинают бродить. В итоге, в перебродившей браге содержится вода и спиртовая смесь.

Здесь мы подошли к вопросу - как извлечь из этой водно-спиртовой смеси этиловый спирт?

Так как вода кипит, а значит и конденсируется, при температуре большей чем этиловый спирт, то этиловый спирт можно выпарить из водно-спиртовой смеси и затем его сконденсировать. Этот процесс называется дистилляцией. А повторяя дистилляцию можно повысить и долю этилового спирта в водно-спиртовой смеси.

Этот процесс виден на графике кривой равновесия фаз для смеси чистый спирт/чистая вода. Нижний график - это жидкость, верхний график - это пар.

(тут был рисунок)

При содержании в жидкости 10% этилового спирта в паре его концентрация достигает 53%. Последующая конденсация дает водно-спиртовую смесь такой же концентрации.

В состав спиртовой смеси входит около 70 компонентов. В основном это этиловый спирт, и около 1% от общего объема занимают другие компоненты: низшие, средние и высшие спирты (наиболее опасный из них метанол), альдегиды (наиболее опасный из них фурфурол), кислоты и эфиры.

Все эти компоненты в зависимости от температуры кипения разделяются на три фракции: головная, основная и хвостовая. Так, например, метанол с температурой кипения 64,7 градуса входит в состав головной фракции, этанол с температурой кипения 78,4 градуса составляет основную фракцию, а фурфурол с температурой кипения 161,7 градусов входит в состав хвостовой фракции.

На первый взгляд, нагрев водно-спиртовую смесь до температуры до 78 градусов, мы извлечем головные фракции. Затем, чуть увеличив температуру, извлечем этиловый спирт. Но это не так. На самом деле главную роль играет способность вещества испаряться из смеси, а не температура его кипения. И при рассмотрении процесса дистилляции корректнее температуру кипения называть температурой конденсации.

Как видим из графика для извлечения этилового спирта придется нагревать водно-спиртовую смесь не до 78,4 градусов, а значительно выше, так как нужен пар для последующей его конденсации.

(тут был рисунок)

Так водно-спиртовую смесь с 15% содержанием спирта придется нагревать до температуры чуть ниже 100 градусов. Но в процессе испарения меняется количество оставшегося этилового спирта в смеси, и соответственно меняется способность испаряться у различных компонентов. Поэтому при дистилляции в разные моменты времени в паре будут присутствовать этиловый спирт, головные, и даже хвостовые фракции в различных концентрациях.

Из вышесказанного следует, что дистилляцией невозможно получить чистый этиловый спирт, а только водно-спиртовую смесь с различным уровнем примесей. И для снижения уровня примесей в дистилляте применяют метод многократной дробной перегонки.

Получение же чистого этилового спирта возможно при ректификации, о которой речь будет ниже.

Но прежде, чем перейти к сути трактата, мы обратимся к истокам.

Глава 3.

История этилового спирта

Первое знакомство с алкоголем произошло во времена раннего палеолита, когда наши предки жили стадами, вели кочевой образ жизни, занимались собирательством и охотой. Они заметили, что перезрелые плоды действуют опьяняюще и снимают психологическое напряжение. Отметив полезность этого открытия, они стали целенаправленно искать такие плоды и употреблять в пищу в качестве антидепрессантов.

В среднем палеолите, при переходе к оседлому образу жизни, люди учились делать запасы продуктов, чтобы обезопасить себя от голода. Найденные спелые плоды и соты с медом пытались сохранить. Но под воздействием влаги, температуры и диких дрожжей содержащие сахар запасы начинали бродить. Неудача обернулась новым открытием. В тот момент, когда люди поняли, что перезрелые плоды можно больше не искать, а получать искусственным путем, зародилось виноделие.

В эпоху неолита, наряду с совершенствованием орудий труда и развитием общества, развивалась и технология виноделия. Сок из плодов стали извлекать, собирать и сбраживать на диких дрожжах. Получившиеся напитки могли храниться длительное время. Постепенно и содержание этилового спирта в напитках увеличивалось. Возникли первые ритуалы, связанные с употреблением алкоголя, в основном религиозного характера.

Опираясь на археологические данные, можно допустить, что люди научились получать и сохранять слабоалкогольные напитки в промежутке между 7000 и 5000 годами до нашей эры. На территории современного Китая и в Передней Азии были обнаружены остатки спиртосодержащих напитков из фруктов, меда.

Исключительно важной вехой стало открытие технологии изготовления пива, что произошло в также Китае и Передней Азии между 4000 и 3000 годами до нашей эры. К открытию привело стечение ряда обстоятельств. В результате неправильного хранения проросло зерно, но его не выбросили, а просушили и перемололи в муку. Муку залили водой и на время о нем забыли. Под действием солнца и ферментов, содержащихся в ростках, крахмал разложился на сахар, а случайно попавшие в сосуд дикие дрожжи превратили этот раствор в пиво.

Но прошли столетия прежде чем люди смогли выделить этиловый спирт. Есть сведения, что в древней Ассирии собирали сконденсированную влагу, с пробок плотно закрытых винных горшков. Хотя доля именно этилового спирта в этом конденсате была мала.

Ключевым моментом на этом пути стало открытие дистилляции. Это произошло в начале бронзового века, по всей видимости в Древнем Египте в результате химического опыта по выделению эфирных масел, когда пар от нагретой в сосуде жидкости был сконденсирован и собран в специальной чаше.

На рисунке из Древнего Египта, более позднего периода, мы видим изображение этого процесса. Под сосудом горит огонь, в сосуд помещена изогнутая трубка, для надежности скрепленная укосиной, а в руке мальчика небольшая чаша, вероятно для сбора дистиллята. Интересна зеленая окраска сосудов, свидетельствующая о том, что они сделаны из меди.

(тут был рисунок)

Большой вклад в дело развития дистилляции внес Зосима Панополитанский, живший в Александрии около III - VI веков нашей эры. На рисунке из его трактата изображен перегонный куб или амбикс (чаша). Из важных усовершенствований мы видим сосуд с высоким горлышком и шлем-холодильник надетый на сосуд.

(тут был рисунок)

Под натиском арабов в VII веке нашей эры Александрия пала, но технология дистилляции сохранилась и перекочевала на Ближний Восток. Там она получила свое дальнейшее развитие. Амбикс стал называться аль-эмбиком или аламбиком.

Арабский ученый Джабир ибн Хайан, живший в VIII-IX веках нашей эры и известный в Европе как Гебер, сделал описание процесса дистилляции, дошедшее до наших дней.