Ректификация спирта: методы, технология, отличие от дистилляции

Опубликовано: 17 октября 2021, 20:09

Многие винокуры стремятся получить в домашних условиях по возможности самый чистый и крепкий самогон. Для этого используют разные ухищрения: от двух-четырех перегонов до использования целого ряда последовательно подключенных барботеров.

Но если таким путем вопрос крепости (до 90°) решаем, то о чистоте продукта от примесей речь не идет. Чистый спирт можно получить только в том случае, если происходит ректификация спирта-сырца.

В результате работы ректификационной колонны можно выделить этиловый, винный, многоатомный спирты и диметиловый эфир (ДМЭ). Реальное получение чистого этанола из воды, разумеется, невозможно. Для этого используется гидратация - присоединение воды по кратным связям с образованием простых эфиров. Гидратация осуществляется либо под действием серной или хлороводородной к-т, либо с помощью гидразингидрата.

Поскольку некоторые самогонщики до сих пор путаются в понятиях и называют спиртом продукт повторной дистилляции, разберемся с понятиями.

Процесс ректификации

Суть ректификации в том, чтобы разделить смесь из множества компонентов (которой является и брага), на отдельные вещества. Происходит это за счет тепломассообмена: присутствующие в браге вещества испаряются и многократно возвращаются обратно в куб, оставляя на специальных тарельчатых и спирально-призматических насадках все, что собственно к этанолу отношения не имеет.

Например, вот как выглядит процесс ректификации на примере браги из яблок (абрикосов). В данном случае мы имеем дело с дистилляцией, и весь процесс проходит в колонне обычного самогонного аппарата, из которого выпаривается вода. Кстати, именно дистилляция и делает из браги дистиллят, в котором содержится до 95% чистого этанола.

За счет разниц массы и температуры кипения многокомпонентную смесь удается разделить. И конечным продуктом становится очищенный и обезвоженный (вода также стекает обратно в куб) спирт (смотрите: виды спиртов).

Так, например, разделяют нефть на бензин, солярку, смазочные вещества.

В промышленных и домашних условиях применяют ректификационные колонны. Основная разница – в объемах и величине. Если на спиртзаводе в колонне могут перерабатываться десятки тонн сырья, а процесс идет непрерывно, то дома объемы не столь глобальны, да и колонну используют время от времени.

В статье будет рассказано о самых популярных видах домашнего ректификации. На основе этого знания вы сможете сориентироваться, подойдет ли вам данный метод и как можно улучшить процесс. Как выбрать? Сначала определим, какие виды и типы ректификационных колонн существуют, чтобы было проще разбираться в выборе. Основные типы: Трубчастые. Это самая распространенная разновидность. В ней используется труба с несколькими ответвлениями, которые соединяются в единую систему.

Схематично колонна представляет собой длинную трубу, установленную над перегонным кубом вертикально. В домашних условиях эта надстройка имеет в высоту около метра, а то и больше. В трубе располагаются встроенные элементы (тарелки) и наполнитель (насадки), который можно вынимать для промывки.

За счет наполнения колонны и происходит разделение на отдельные химические элементы. При этом в любой точке колонны.

В настоящее время существуют несколько вариантов получения продукта из самогона. Например, дистилляционное оборудование. Но оно требует наличие специально обустроенного фундамента и помещения для работы. Это же оборудование, но в промышленных масштабах, имеет стоимость от 150 000 000 долларов. В настоящее время, в зависимости от способа производства, можно приобрести мини-коптильни для приготовления копченостей на основе самогона и самогонных аппаратов.

Технология

Хоть на рынке представлено много видов ректификаторов, но лучше всего остановиться на разборной колонне, которая может действовать как полноценный ректификатор, так и укрепляющая колонна или обычный дистиллятор. Крепление к кубу обычно фланцевое, модулей между собой – кламповое.

Значит, первый перегон – обязателен. Провести его можно как с помощью дистиллятора, так и ректификационной колонны, отключив некоторые функции.

После этого перегонный куб можно снять и убрать на полку, а колонну – в шкаф. Первый этап: подготовка бака и колонны Теперь рассмотрим принцип работы ректификации. При перегонке браги в куб поступает горячий пар. В ректификаторе происходит его дефлегмация – охлажденный до температуры конденсации паров – за счет теплообмена между флегмой и паром. В результате получается конденсат, в котором содержатся спирты, эфиры и прочие нежелательные примеси.

Получив спирт-сырец при первой перегонке без разделения на фракции, его (желательно с крепостью не выше 30°С) заливают в куб, над которым устанавливают царгу, которая переходит у узел с дефлегматором (мини-охладителем под проточную воду), если конструкция неразборная. Либо дефлегматор является отдельным узлом, устанавливаемым на царгу сверху.

В этом случае царгу с укрепляющей частью устанавливают на царги, а с отгонной – на кубе. Для получения дистиллята крепостью 93% первую перегонкой получают до 40 литров спиртуозности, а вторую – до 45 литров. При получении более концентрированного продукта его заливают в колбы на 100 или 200 мл, из которых при помощи крана переливают в другой сосуд, содержащий воду. По мере уменьшения объема дистиллята колбу вновь наполняют водой.

Далее технологический процесс происходит таким образом:

жидкость в кубе нагревается до температуры кипения отдельных компонентов (для этилена это 78, 4°С);

пары поднимаются по колонне вверх и собираются в дефлегматоре, который охлаждает водяная рубашка;

образующийся конденсат по колонне стекает вниз, а капли накопляются в насадке;

При достижении температуры в кубе колонны на уровне точки флегмового числа (50 - 70) для конкретного сорта нефти, когда в колонне будет поддерживаться состав, который соответствует данному составу нефти в кубе и давлению в верхней части колонны, включается в работу первая стадия деэтанизации, состоящая из двух секций. В первой секции, нагретой до температуры начала первой дистилляции, при давлении 1 МПа температура низа колонны составляет около 95-100

снизу продолжают подниматься пары, снова взаимодействуя с конденсатом и поднимая его вверх;

процесс повторяется многократно;

в результате из дефлегматора спирт попадает в приемную емкость, а флегма собирается в конденсере.

Методы

Способы получения чистого спирта зависят от имеющейся колонны:

Непрерывный метод применим в промышленности, в домашних условиях трудновыполним, поскольку для него потребуется от 150 и более литров спирта-сырца.

Дробной перегонки обычно бывает достаточно для производства 100 л чистого продукта. Для обеспечения непрерывной работы необходимо иметь три линии: 1) приемную, 2) приемную - для отделения головных фракций - сивушного масла, и 3) дефлегматор. В зависимости от степени очистки и производительности линии устанавливают несколько дефлегматоров, например три или четыре.

Укрепление и очищение ректификата происходит за счет противотока пара и жидкостей, использования насадок и одновременного избавления от лишней воды, которой, судя по крепости этилена – 96°, в конечном продукте остается не более 4%.

Пароциркуляция – лучший метод для получения домашнего ректификата, хоть он и требует лучшего оборудования и соблюдения всех правил ректификации.

Что представляет собой пароциркуляция? Пар, который образуется в процессе дистилляции, имеет высокую температуру. Он легко проходит сквозь толщу жидкости и поднимается вверх. При этом более холодные слои жидкости имеют более высокую плотность и при взаимодействии с холодным и влажным паром становятся плотнее и тяжелее. Поэтому они опускаются вниз и создают циркуляцию, так что сверху остаются легкие фракции, а снизу – тяжеловатый ректификат. Как работает пароциркуляция в кубе?

Азеотропный метод применяется редко, поскольку связан с техническими трудностями, его мы здесь рассматривать не будем.

Избавление от флегмы: работа и свойства ректификационной колонны

В бытовых условиях применяются колонны диаметром около 50 мм, промышленные занимают несколько метров в диаметре.

Промышленная ректификация происходит непрерывно. При этом на разных уровнях колонны собирается своя фракция (метиловый спирт, ацетон, кислоты и т. п. ), а этиловый спирт поступает в приемную емкость. Флегма не является единым сегментом, а разделяется на отдельные вещества и также собирается в емкости.

error

Простая ректификация предполагает наполнение колонны насадками Панченкова или СНП. При этом в верхней части колонны накапливается этилен, превращающийся в холодильнике в жидкий спирт. Флегма (примеси) собираются в конденсаторе.

Пароциркулярная ректификационная колонна – более сложный прибор по сравнению с простой. Но и продукт дает чистый и крепостью не менее 96°С. В нижней части колонны – насадка, которая поглощает и возвращает в куб пары с высокой температурой кипения. В верхней – конденсатор, к которому подводится холодная вода. Здесь конденсируются пары этилена и через узел отбора и дополнительный холодильник поступают в приемную емкость. Пары с низкой температурой кипения (эфиры) уходят через трубку связи с атмосферой вверху колонны.

error

Ректификат и дистиллят - в чем разница?

Процесс дистилляции основан на испарении из браги различных химических элементов, температура кипения которых ниже чем у воды. У метилового ядовитого спирта, некоторых эфиров и кислот, которые непременно присутствует в браге, это 65-75°С. У этилового (питьевого) – 78°С.

Так как мы имеем брагу с высокой концентрацией всех этих веществ, то их концентрация в спирте будет намного выше, чем в воде. Это приводит к значительному ухудшению органолептики самогона. Особенно от этого страдают вкусовые качества, цветность и запах. Кроме этого происходит разрушение ферментов и других биологических объектов дрожжей, что ведет к нарушению всей их жизнедеятельности.

Поэтому все, что испаряется и затем конденсируется до 78°С – это вредоносные головы, которые подлежат уничтожению. Чтобы их не пропустить в жидкость, предназначенную для питья, проводят повторную дробную перегонку, с разделением на фракции. Часть элементов, не относящихся к спирту или воде при этом также испаряется. Но их концентрация не столь критична, как в головах или хвостах.

После отделения, головы, хвосты и прочие грязные части напитка отбрасывают. При повторной перегонке в результате получается абсолютно прозрачный высококачественный продукт. С каждым днем всё больше напитков появляется в магазинах. И вот уже в Москве, Питере, Нижнем Новгороде и в других крупных городах открываются целые бутики с коньяками, винами и ликёро-водочными изделиями. В них можно купить абсолютно всё: начиная от настоящих грузинских вин, заканчивая маде ин Бенин.

А ректификация – это способ получения чистого продукта, практически полностью освобожденного от примесей и воды, имеющего крепость 96°.

То есть, две алкогольные жидкости имеют в своем составе спирт. Но дистиллят обычно не превышает крепости 70%, остальные 30% это вода и примеси.

Чем отличается, что лучше для здоровья

В данном случае, лучше выбрать самогон из пшеницы. Его получают при помощи специальной дробилки, называемой кубой или колонной, благодаря которой он очищается. Что такое джин? Это один из типов дистиллята. По сути, джин представляет собой смесь дистиллята с разными веществами. Как правило, здесь присутствуют различные эфирные масла, а также эфирные масла растений, которые придают ему характерный аромат (мяты, лаванды, лимона, ванили, бергамота и т.д.).

Поскольку наш организм (в частности – печень, которая расщепляет и выводит спиртовые продукты) воспринимает любой алкоголь, как яд, то и обычный самогон и спирт-ректификат для нас губительны в больших количествах.

Но есть маленький нюанс: чем чище продукт, тем он сильнее бьет. А наличие незначительных примесей смягчает негативное воздействие. То есть, как не крути, а чистый разведенный спирт не только неприятен для питья из-за своей жесткости, но и его воздействие более разрушительно.

При приеме внутрь даже в малых дозах этанол повреждает и разрушает клетки печени и мозга, вызывает токсическое поражение других органов. Это и есть опьянение в медицинском понимании. Его последствия опасны для здоровья и жизни пьющего. Поэтому для организма человека, находящегося в неадекватном состоянии, предпочтительней пить чистую воду. По этой же причине и сам человек, употребляющий чистый этанол, трезвее, здоровее и дольше живет, — рассказывает Елена Шаталова. Ну, а если на природе?

Относительно безопасен максимально очищенный дистиллят, в котором все равно остаются небольшие остатки веществ, которые принято называть сивушными маслами, хотя там в составе и эфиры, и технические спирты, и т. п. Но их количество не должно превышать норму.

А вот для создания настоек и экстрактов лучше – спирт, поскольку вытяжки не отягощены побочными продуктами перегонки и являются более полезными.

Для производства самогона и прочих крепких напитков нередко применяют брагу – перебродившее сахаросодержащее сырье. Иногда в нее добавляют дрожжи или молочно-кислые микроорганизмы. В некоторых случаях (при использовании не особо качественного сырья) можно получить бражку с высокой степенью очистки, но в таком случае и вкус напитка будет соответствующим. Брага содержит огромное количество сахаров, среди которых – глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и другие.

Многообразие алкогольных напитков

Но если бы существовал только спирт и самогон, мы бы не знали того многообразия крепкого алкоголя, который встречается сегодня на прилавках магазинов. В чем же их особенности?

Джин

Весьма интересный дистиллят. Ведь получают его не из браги, а из спирта, предварительно настоянного на можжевеловых ягодах, травах и специях.

error

Имеет сухой, но гармоничный вкус с четким ощущением можжевельника. Как правило, джин пьют не как самостоятельный напиток, а вводят в состав коктейлей.

Виски

Его не зря называют шотландским самогоном. Зерновую брагу перегоняют (дистиллируют) в медных аппаратах – аламбиках, затем выдерживают от 2 лет в дубовых бочках.

Полученную жидкость называют шотландским односолодовым или хересным (солоноватым) односолодом. Кстати, в Шотландии из-за специфики климата вино делают только из местных сортов винограда, а вот в Ирландии, на северо-западе Англии и в самой Великобритании из привозных. Ирландский односолодовый получается из местных сортов Гленгалл, Лимерик и Кавэр (Cairs), а также Скотон (Scoton).

В Ирландии и Шотландии львиную долю производимого виски занимает ячменный. В Америке выпускают кукурузный – бурбон. В Канаде популярен ржаной, а во Франции – гречневый.

Коньяк

Создается из коньячного спирта, на самом деле являющимся дистиллятом, несмотря на название.

Вначале получают молодое вино, затем дважды перегоняют его (по аналогии с самогоном) и настаивают не менее 3 лет в бочках из дуба. Как правило, – не новых, а таких, где ранее хранилось вино или бурбон.

И наконец, получившийся напиток разбавляют водой. Все это делается для того, чтобы вкус был мягче и лучше сохранился аромат. При этом воду желательно пить из бутылки, а не из стакана или кувшина, так как именно она, проходя через бочки и другие материалы, насыщается различными веществами, которые потом улетучиваются, когда вы пьете вино. Но это еще не все.

Водка

Продукт, созданный путем разведения спирта до 40°. Но этого недостаточно, чтобы водка была мягкой и легкой для питья.

Во всех качественных водках вы найдете умягчители (сахар, мед глюкоза), снижающие сухость и резкость разведенного спирта.

Спирт

В промышленных условиях спирт получают путем непрерывной ректификации зернового и овощного сырья. Пищевые ректификаты делятся на сорта, лучшими из которых (произведенные лишь из зернового сырья) считаются Альфа и Люкс.

error

В домашних условиях процесс ректификации прерывается, когда из сырца изъят алкоголь. Спирт в чистом виде не употребляют, поскольку такая крепость вызывает ожоги слизистых оболочек. А вот для различных наливок, настоек, экстракции растительного сырья он незаменим. При этом крепость регулируется разведением соком и/или водой.

При ректификации крепость продукта падает до 38–40 %. Для разных целей требуется разный продукт. К примеру, в производстве фруктовых напитков – сока, морса – более предпочтительна легкая ректификация. А для получения более крепкого напитка используют более плотную смесь. Как и в любом другом деле к ректификации следует относиться с осторожностью: даже небольшое отклонение от технологических норм может привести к катастрофе.

Среди крепкого алкоголя следует упомянуть также ром, фруктовые водки, картофельный шнапс и другие национальные самогоны. Во всем мире более популярна дистилляция и чистый спирт-ректификат для производства алкоголя не используется.

Полезные видео

Смотрите, как с помощью примитивного оборудования можно получить ректификованный спирт: Все этапы получения спирта - от правильной постановки браги до перегонки (ректификации) на самогонном аппарате с тэном:

Всем привет! Сегодня я расскажу вам, как правильно выбрать самогонный аппарат. В первую очередь, надо понять, на каком виде самогоноварения вы хотели бы специализироваться. Первый вариант — это классический самогонный дистиллятор: в этом случае вам не понадобятся дополнительные устройства, вы сможете сразу приступить к процессу перегонки. Если же вас больше интересует ректификация и получение винного дистиллята, то вам потребуется более сложная и профессиональная техника.

Далее - практическая ректификация чистого спирта 96, 6% в домашних условиях на колонне с СПН:

Про дистиллят и ректификат доступно, в чем разница, что лучше, какие различия, виды напитков:

Но для российского винокура, стремящегося и к крепости, и к чистоте собственного продукта, ректификационная колонна если уже не присутствует в арсенале оборудования, то о ней непременно мечтается. Поскольку для душевности и веселья нет лучше родного самогона, а вот для настоек лучшей основой является спирт-ректификат.

С чем, кстати, не все владельцы самогонных аппаратов согласны. - Я, конечно, понимаю, что этот дистиллят отличается от ректификата крепостью, но, с другой стороны... Все же это тот же самогон, - говорит один из самогонщиков, работающий в сфере ресторанного бизнеса. - В ресторане ведь подают именно такой продукт. Я бы его вообще назвал, кроме прочего, продуктом для дома. А уж если хочется каких-то изысков и заморских вкусов, тогда ректификат - самое то. И тут я с ним не соглашусь.

Поэтому производите самостоятельно и употребляйте качественный продукт, в противовес магазинному алкоголю. И поделитесь статьей с друзьями по соцсетям.