Состав голов, хвостов, сивушных масел и их влияние на вкусовые качества самогона
См.табл.1.
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 информация, дает основные знание и понимание, что позволяет, осознанно совершенствоваться в производстве домашнего алкоголя.
Думаю, что в процессе изучения материалов, Ваш взгляд на такой процесс, как дробная дистилляция, существенно изменится, а если и не изменится, то Вам будет приятно осознать, что к вопросам данной темы, Вы уже хорошо подготовлены.
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.%).
Больше всего нас интересуют эти самые летучие вещества, сопутствующие этиловому спирту. Их в браге насчитывается свыше 70 наименований!
При таком большом количестве наименований, общее их количество всего 0,5-1% от всего 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.
См. табл.2
Летучие компоненты в зрелой браге можно выделить в четыре основные группы: спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.
Рассмотрим 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 C3H7OH.
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 полностью.
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 приведена таблица №3 и приложение №4. 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.
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. Это примеси, имеющие температуру кипения ниже этилового спирта. В основном это эфиры и альдегиды, поэтому головы также называют эфирно-альдегидной фракцией (ЭАФ). Отличаются резким запахом.
Тело это фракция, состоящая преимущественно из этилового спирта. Собственно то, что мы пьем.
Хвосты — примеси с температурой кипения выше температуры кипения спирта. 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 должна пойти в хвостах, вылезает вперед и начинает идти в приемную емкость.
Типичным представителем промежуточных примесей является изоамиловый спирт, являющийся основой сивухи.
Изоамиловый спирт
Что бы изолировать изоамиловый спирт из СС биологического происхождения, применяют метод второй перегонки спирта-сырца. Исследование дистиллятов на наличие изоамилового спирта производят для предупреждения решения вопроса об отравлении самогоном, спиртом-сырцом или другими суррогатами этилового спирта.
Для обнаружения изоамилового спирта применяют реакцию Комаровского, основанную на переведении высших спиртов в окрашенные соединения при помощи ванилина, бензальдегида, n -диметиламинобензальдегида, салицилового альдегида и других ароматических альдегидов. Кроме реакции Комаровского для обнаружения изоамилового спирта используется реакция окисления его до изовалериановой кислоты и реакция образования изоамил ацетата.
Все указанные реакции дают положительный эффект только при отсутствии воды или при наличии небольших ее количеств в смеси реагирующих веществ. Поэтому перед выполнением перечисленных реакций из дистиллята изоамиловый спирт экстрагируют диэтиловым эфиром. Эфирную вытяжку разделяют на четыре части, каждую из которых помещают в фарфоровую чашку, а затем выпаривают. В полученных остатках определяют наличие изоамилового спирта.
Реакция с салициловым альдегидом.Изоамиловый спирт с салициловым альдегидом в присутствии концентрированной серной кислоты дает окраску (реакция Комаровского). По одним данным, при этой реакции концентрированная серная кислота отнимает воду от изоамилового спирта, в результате чего образуется изоамилен (СН 3 ) 2 —СН—СН=СН 2, который взаимодействует с салициловым альдегидом. Согласно другим данным, концентрированная серная кислота окисляет изоамиловый спирт. Образовавшийся при этом альдегид изовалериановой кислоты вступает в реакцию конденсации с салициловым альдегидом.
Выполнение реакции. В фарфоровую чашку к остатку после выпаривания диэтилового эфира прибавляют 1 мл 1 %-го спиртового раствора салицилового альдегида и 3 мл концентрированной серной кислоты. После охлаждения содержимого фарфоровой чашки ее помещают на 3 мин на кипящую водяную баню. Появление розово-красной окраски указывает на наличие изоамилового спирта в пробе. При больших количествах изоамилового спирта окраска жидкости появляется без нагревания.
Следует иметь в виду, что при выполнении всех тепловых режимов второй перегонки и правильного отбора основной фракции, вряд ли Вы найдете изоамиловый спирт. Да и в простом СС после первой, даже грубой перегонке его будет очень малое количество... Это надо ведрами употреблять в течении нескольких дней, что бы получить отравление.
Выводы
Состав и количество примесей в браге из разного сырья различен.
В сахарной браге 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
Здесь в основном затронут вопрос перегонки (процессы перегонки) браги из сахарного сырья. Конечно приготовление зерновых и плодово-ягодных дистилляторов 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 .
Надо наедятся, что данная информация будет началом очень интересной серии экспериментов, из различного сырья, а так же обобщения правила их перегонки, среди Форумчан.
P.S. Предлагаю не критиковать данную информацию, а хотелось бы услышать деловые комментарии людей, разбирающихся в химии, а так же опытных винокуров. Может кто-то что-то добавит или поправит меня.
Апатиты
57990
Войти
Некоторые комментарии скрыты Показать все