- Содержание
- Что дает термометр в самогонном аппарате
- Как контролировать процесс перегонки по температуре
- Комментарии к таблице
- Заключение
- Характеристики замерзания спирта
- Водно-спиртовой раствор
- Таблица замерзания водно-спиртового раствора
- При скольки градусах замерзают прочие спирты?
- Как используют способность этанола замерзать?
- Кипение спирта
- Теоретические аспекты
- Температура кипения и летучесть примесей
В последнее время мне часто задают вопросы следующего плана — при какой температуре гнать самогон? Или, как гнать самогон по термометру, установленному в перегонном кубе? И тому подобные.
Действительно, такие вопросы появляются у большинства начинающих винокуров. Сегодня я постараюсь ответить на эти вопросы и расскажу, нужен ли вообще термометр в самогонном аппарате и что он нам дает.
Прежде всего хочу обратить внимание, что данная статья посвящена работе на классическом самогонном аппарате, состоящем из бака и охладителя. Ну или еще сухопарника между баком и дистиллятором. Термометр установлен в перегонном кубе.
Для более сложного оборудования существуют иные правила. Например для работы на пленочной колонне у меня есть отдельная статья .
Содержание
Что дает термометр в самогонном аппарате
Сейчас я тезисно перечислю преимущества данного устройства, а в следующем разделе объясню как реализовать их на практике.
- Возможность точно определить начало перегонки, следовательно сэкономить на воде, включив ее подачу только тогда, когда это необходимо.
- Определить начальную крепость браги.
- Определить текущую крепость самогона на выходе из холодильника, следовательно отпадает необходимость использования ареометров при перегонке.
- Вовремя перейти с отбора тела на отбор хвостов.
- Вовремя закончить отбор хвостов и всю перегонку.
- Рассчитать остаток спирта в кубе.
Как контролировать процесс перегонки по температуре
Как известно, этиловый спирт кипит при температуре 78,4 °C (при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст). Но брага или спирт-сырец являются водно-спиртовым раствором ( примесями пренебрегаем), а следовательно и температура кипения этого раствора иная и зависит от содержания в нем этанола. Причем определенное количество спирта в браге соответствует определенному количеству спирта в парах, поступающих в охладитель.
Ниже привожу таблицу зависимости температуры кипения браги (или сырца) от содержания в ней спирта.
Табличка простая, но я все же поясню, как ей пользоваться.
- При перегонке браги
- Допустим, вы залили 10 литров браги.
- Брага закипела и отбор пошел при 92 градусах, следовательно крепость жидкости приблизительно равна 12%. Только ориентироваться надо не на самые первые капли, а когда пойдет веселая струйка и температура стабилизируется. У меня вчера первые капли появились на 88-89 градусах, но температура очень быстро добралась до 93 и потом стала повышаться очень медленно — на 0,1 градуса. Вот на эту цифру и надо ориентироваться.
- Гоним самогон до 98-99 °C в зависимости от вашей жадности и терпения. Я обычно гоню до 98. До 100 градусов все же не советую — потери продукта будут незначительными, а время потратите много и при этом соберете много ненужных примесей.
- При перегонке спирта-сырца
- Залили, скажем, 20% сортировку.
- По таблице определяем, что температура закипания смеси 88-89 градусов. Следовательно раньше 80 °C воду включать необходимости нет и ее можно поберечь.
- В большинстве методик, да и у меня в статье про дистилляцию , рекомендуется отбирать тело до 40% в струе (или пока горит). Это соответствует температуре 95-96 °C. Т.е. при таком нагреве можно переходить к отбору хвостов. Забегая вперед хочу сказать, что по моим последним данным, переходить к хвостам лучше при 93-94 °C. Да, так мы отправляем большое количество спирта в хвосты, но из этих хвостов потом можно будет отжать еще приличное количество самогона хорошего качества. Почему надо заканчивать отбор тела при 93 °C я расскажу в одной из следующих статей, когда упорядочу полученную информацию.
- Отбираем хвосты до 98-99 градусов.
Комментарии к таблице
- Температура кипения жидкости зависит от атмосферного давления. Данные соответствуют 760 мм.рт.ст. При повышенном давлении значения содержания спирта уменьшаются, при пониженном — увеличиваются.
- В зависимости от конструкции самогонного аппарата крепость самогона на выходе может отличаться от указанной в таблице. Так получается из-за того, что часть паров конденсируется на крышке куба и паропроводе, в следствие чего происходит укрепление продукта. Особенно заметный эффект укрепления дает сухопарник . Поэтому рекомендую провести несколько пробных перегонок и составить свою собственную табличку под ваше оборудование. Тогда необходимость пользоваться ареометром в процессе дистилляции отпадет.
Заключение
- Наличие термометра в перегонном кубе для простого самогонного аппарата не является обязательным, но дает возможность дополнительного контроля за процессом. А также определенные удобства.
- Часто спрашивают, как правильно устанавливать термометр — должен ли он быть погружен в жидкость или находиться над ней. На самом деле температура кипящей жидкости и пара над ней одинаковы, но все же лучше устанавливать термометр так, чтобы он погружался в воду.
- При выборе термометра между биметаллическим и электронным , я бы советовал остановиться на последнем . Он более точен, дешев и пригодится в других случаях. Например для контроля воды при приготовлении сусла или разбраживания дрожжей.
На этом у меня все, если будут вопросы — задавайте в комментариях. Также подписывайтесь на новые статьи.
С понятием «спирт», «спиртовой раствор» мы сталкиваемся впервые в школьные годы, когда ставим опыты на уроках химии. Но с течением времени знания, полученные в период учебы, «испаряются» вследствие отсутствия возможности применения на практике.
Между тем кое-что из этих школьных знаний может пригодиться. Так температуру замерзания и кипения спирта полезно знать всякому, кто желает научиться отличать качественную водку от подделок, а также …автомобилистам. Поговорим об этом чуть подробнее.
Характеристики замерзания спирта
В большинстве случаев, говоря о спирте, мы имеем в виду этиловый – тот самый вид, который используется при производстве алкоголя. Его характеристиками являются температура замерзания и температура кипения. Так вот, если принять во внимание чистый этиловый спирт, то замерзнет он при очень низкой температуре: -110ºС.
Что значит «замерзнет»? Если перейти на языки химии, то это значит «перейдет из жидкого состояния в твердое». Температуру замерзания называют еще температурой плавления. Разумеется, добиться таких значений в бытовых условиях невозможно.
Почему же иногда, достав из морозилки давно забытую там бутылку водки, мы с удивлением обнаруживаем в ней куски льда?
Водно-спиртовой раствор
Дело в том, что водка не является чистым спиртом, а представляет собой раствор воды, в котором присутствует доля спирта. В зависимости от того, какова эта доля, меняется температура замерзания.
«Разброс» значений, при которых водка подвергается кристаллизации, от -27ºС до -34ºС. Это приблизительные показатели. Чем больше этанола в водке, тем ниже будет предел, когда она сможет превратиться из жидкого алкоголя в, так сказать, «алкогольное мороженое».
Интересно следующее: процесс замерзания идет постепенно, водка загустевает, превращаясь в подобие желе, и только после этого, если температура не меняется, становится твердой. И целиком она почти никогда не замерзает.
Причина: сначала меняют свои характеристики частички воды — они становятся маленькими льдинками. Концентрация спирта в бутылке становится выше, поэтому теперь раствору требуется более низкая температура, чтобы он стал льдом.
Вряд ли в холодильнике возможно создание условий, когда градус понизится до -33 или -40. Это в быту просто технически невозможно, даже если морозильная установка исправна. Поэтому полное превращение в лед вам вряд ли доведется наблюдать, а вот куски льда в бутылке – это вполне вероятно.
Таблица замерзания водно-спиртового раствора
Водно-спиртовой раствор будет менять свои характеристики в зависимости от того, какова доля этанола в нем.
Таким образом, если взять пиво (от легкого до довольно крепкого), то его можно поместить в морозилку и дождаться момента, когда оно полностью заморозится.
Вино обледенеет при температуре -7ºС, то есть тоже в обыкновенной морозилке.
А вот крепкий спиртной напиток заморозить с вероятностью 100% сложнее: все равно небольшое количество спирта останется жидким.
При скольки градусах замерзают прочие спирты?
Теперь возьмем для сравнения другие спирты. Сначала поговорим о самом «страшном» — метиловом. Он замерзнет, если температура внешней среды будет -97ºС. Для других спиртов верны следующие характеристики:
- температура замерзания пропилового -127ºС;
- амилового -78,5ºС;
- бутилового -80ºС.
Как используют способность этанола замерзать?
Вот мы и добрались до самого интересного – для чего замораживают спиртовые растворы? Все просто: для того, чтобы извлекать из них алкогольную составляющую в целях повышения крепости напитка.
А еще это свойство используют производители «незамерзайки», необходимой каждому автолюбителю в условиях нашей северной зимы. Некоторые владельцы автомобилей научились самостоятельно добавлять ей крепости в зависимости от погоды за окном.
Кипение спирта
Добавим пару слов о температуре кипения. Спирт – не вода, при нагревании он гораздо быстрее начинает кипеть. При этом из него выделяются пары, вредные для здоровья человека. Вот почему важно знать, что этанол начинает закипать пи температуре +78ºС.
Водно-спиртовой раствор (в пропорциях 1 к 1) закипит при +85ºС.
Внимание: если давление растет, то температура кипения уменьшается. Цифры будут значительно отличаться от приведенных.
Вам есть что добавить к нашей статье? Мы готовы разместить ваши комментарии по теме – они будут полезны для всех. Пишите, будем делиться знаниями!
Поддержка оптимальной температуры перегонки дает на выходе кристально чистый самогон без запаха и вредных примесей. Это один из важнейших этапов самогоноварения, не зная основ которого нельзя рассчитывать на хороший результат. Без соблюдения технологии дистилляции даже из самой лучшей браги получится плохой самогон.
Теоретические аспекты
Температура кипения и летучесть примесей
Самое распространенное заблуждение среди начинающих самогонщиков гласит, что примеси испаряются пропорционально своей температуре кипения. На самом деле это в корне не так: летучесть примесей, то есть их способность покидать кипящую жидкость, никак не связана с температурами кипения этих примесей.
Рассмотрим классический пример о метаноле и изоамилоле. Пусть в куб залито сырье следующего состава (см. таблицу).
Состав перегоняемой жидкости | Температура кипения веществ (°C) | Соотношение в растворе (%) |
вода | 100 | 86 |
этиловый спирт | 78 | 12 |
метанол | 65 | 1 |
изоамилол | 132 | 1 |
Доведем смесь до кипения (температура в кубе около 92 °C) и отберем небольшое количество дистиллята так, чтобы состав кипящего сырья практически не изменился. Каким будет состав отобранного дистиллята? Для воды и этилового спирта изменение концентраций можно легко найти по кривой равновесия или таблицам: концентрация спирта возрастет с 12 до 59%.
Кривая равновесия воды и этилового спирта
Чтобы определить изменение концентрации примесей, воспользуемся графиком коэффициентов ректификации (крепость в процентах от объема – на верхней горизонтальной оси).
При крепости сырья 12% коэффициент ректификации (Кр) метилового спирта равен 0,67, а Кр изоамилола – 2,1. Значит, содержание метанола в отборе уменьшится, а изоамилола – возрастет в два раза. В результате получается.
Состав перегоняемой жидкости | Температура кипения веществ (°C) | Соотношение в растворе (%) | Изменение количества | |
в сырье | в дистилляте | |||
вода | 100 | 86 | 38.2 | меньше в 2,2 раза |
этиловый спирт | 78 | 12 | 59 | больше в 4,9 раза |
метанол | 65 | 1 | 0.67 | меньше в 1,5 раза |
изоамилол | 132 | 1 | 2.1 | больше в 2,1 раза |
Вторая таблица доказывает независимость скорости испарения примесей от температуры их кипения. Метанол с температурой кипения 65 °C медленнее покидает куб, чем изоамилол с температурой кипения 132 градуса.
Это происходит потому что концентрация этих примесей мала. Если бы количество метанола и изоамилола было сопоставимо со спиртом и водой, эти вещества заявили бы о своем праве на испарение в количестве, соответствующем разнице их температур кипения, и стали бы полноправными составляющими раствора.
Испаряемость примесей в концентрации менее 2% полностью зависит от того, с какой силой их одинокие молекулы удерживаются водно-спиртовым раствором (преобладающими в составе веществами). Это можно сравнить с тем, как папа и мама не спрашивают ребенка с какой скоростью бежать на автобус – взяли за руки и галопом.
Так и с примесями. Когда в растворе одну маленькую молекулу метанола окружает толпа молекул воды, то они легко удерживают её рядом с собой. Поскольку молекула метанола меньше этанола, то воде удерживать её намного легче. А вот изоамилол, наоборот, плохо растворяется в воде, имея с ней очень слабые связи. При кипении изоамилол вылетает из воды быстрее метанола, хотя температура его кипения в 2 раза выше.
Исследованию коэффициентов испарения или летучести различных веществ и их растворов посвятил немало своих трудов Сорель. Он составил таблицы и графики, по которым можно узнать, насколько меняется содержание веществ в парах по отношению к исходному раствору. Однако для целей винокурения графиками и таблицами пользоваться неудобно, поэтому Барбе предложил новый расчетный коэффициент, названный коэффициентом ректификации (Кр), для получения которого нужно при заданной крепости раствора разделить коэффициент испарения примеси на коэффициент испарения этилового спирта.
Коэффициент ректификации одновременно является и коэффициентом очистки, так как показывает фактическое изменение содержания примесей по отношению к этиловому спирту:
- Кр=1 – от примесей нельзя избавиться, они в том же количестве будут присутствовать в дистилляте;
- Кр>1 – в отборе примесей будет больше, чем в исходном сырье, это головные фракции;
- Кр 1 – это промежуточные примеси. Таких абсолютное большинство. Есть еще и концевые примеси, у которых, наоборот, Кр>1 при высокой концентрации спирта, а при низкой – Кр 1 —головные; 2 — промежуточные; 3 —хвостовые; 4 — концевые.
Головные примеси по мере продвижения вверх по колонне попадают во все более укрепленный пар, в результате их Кр возрастает. Это позволяет головным примесям с ускорением попадать в зону отбора.
Хвостовые примеси – строго наоборот, попав в колонну, с каждой новой теоретической тарелкой резко уменьшают свой Кр и довольно быстро вместе с флегмой оказываются внизу колонны, где и накапливаются.
Концевые примеси ведут себя похоже: при низкой крепости их Кр (283)