С появлением высокотехнологичных бытовых аппаратов ректификация спирта в домашних условиях стала обыденной реальностью. И если раньше ректификат можно было достать только на заводе “по блату” или в аптеке (медицинский спирт, кстати, не относится к пищевым сортам), то сейчас получить этанол высокой степени очистки можно на собственной кухне.
Домашний ректификат применяется в рецептах настоек на спирту: как для лечебных, так и для создания концентратов десертных напитков.
Аппарат для ректификации спирта может быть одного из этих типов:
- непосредственно ректификационная колонна. Она может быть тарельчатой или колпачковой, однако ее назначение — именно ректификация. Для получения простого самогона она не очень подходит.
- многофункциональная колонна или мини-спиртзавод. Эти модели позволяют получать различные напитки на одном аппарате в зависимости от конфигурации конструкции. Ярким представителем является, например, колонна Люкссталь 8m.
Перегонка и ректификация этилового спирта: в чем отличие
Главным отличием процесса ректификации от обычной перегонки является многократный цикл “испарение-конденсация” для паров спирта. Некоторые аппараты (бражные колонны) могут выдавать укрепленный дистиллят за счет локального концентрирования спиртовых паров в верхней части колонны. В ректификационной же колонне предусмотрено большое количество контактных площадок для конденсации паров (тарелки, колпачки, регулярные и нерегулярные насадки). Благодаря увеличению площади контакта примеси эффективнее конденсируются, а спиртовые пары укрепляются и испаряются.
Для получения чистого спирта на обычном дистилляторе потребовалось бы до десяти последовательных перегонок, что энергозатратно и небезопасно (перегонка спирта с концентрацией выше 30% чревата пожаром). При ректификации же эти десять перегонок происходят последовательно на разных контактных элементах колонны и разной высоте, но в одном цикле.
Принцип ректификации спирта
Любая физическая система стремится к состоянию равновесия. Изначально содержание отдельных компонентов перегоняемой смеси в жидкой и газообразной (пар) фазах различается, но система стремится выровнять температуру, давление и концентрацию веществ в каждой из них. Поэтому пар, двигаясь вверх, при контакте с жидкостью захватывает низкокипящие вещества, а жидкость “вытягивает” из пара высококипящие компоненты. Таким образом происходит обмен веществами и теплом (пар горячее жидкости), а также пространственное разделение веществ (пар поднимается вверх, а жидкость стекает вниз).
Технология ректификации спирта
Технология ректификации спирта в общих чертах схожа с простой перегонкой. На выходе из охладителя, как и при дистилляции, сначала появляются легкокипящие фракции (метанол, альдегиды, кетоны) — “головы”. Затем появляется этанол, а после него — высококипящие “хвосты”. Только в процессе ректификации эти фракции дробятся еще более точно и границы их не размазываются. При желании, можно отобрать не просто “головы”, а фракцию каждого вещества из их состава по отдельности.
Коэффициент ректификации спирта
Коэффициент ректификации спирта позволяет показать, как ведет себя та или иная примесь в процессе перегонки. Он показывает, на сколько уменьшается или увеличивается содержание в паре примесей по отношению к этанолу в сравнении с их содержанием в жидкости. Однако этот показатель обычно не фигурирует при домашней ректификации спирта.
Схема ректификации спирта
Кратко схема описывается так:
- Жидкость в кубе нагревается и закипает;
- пар поднимается в колонну и частично конденсируется на контактных площадках.
- Новые порции паров поднимаются, достигая сконденсированной жидкости, нагревают ее, увлекая выше молекулы легкокипящих веществ. Часть веществ из этой порции пара конденсируется.
- Процесс повторяется ступенчато на следующих отрезках колонны по ходу движения паров вверх.
- Последние примеси отсекаются при помощи дефлегматора, который создает нужную температуру в верхней части колонны.
- В верхней части колонны получается пар из концентрированного моновещества, далее он переходит в охладитель, где и конденсируется.
Так происходит ректификация спирта, а также любых других веществ, которые можно выделить при помощи этого процесса, например, ректификация бутиловых и других спиртов.
Ректификация спирта сырца
По понятным причинам ректификации подвергают спирт-сырец, а не брагу. Дело в том, что от капель браги, неизбежно попадающих в колонну, быстро засоряются контактные элементы (особенно, насадки). Крепость спирта сырца для ректификации должна быть 18-20 градусов, поскольку именно при таких концентрациях молекулы этанола легко “отпускают” воду, но при этом не так много затрат по энергии и времени уходит на сам процесс возгонки.
Отбор голов при ректификации спирта сырца
Процесс ректификации спирта начинается так же, как и процесс дистилляции, — с отбора голов.
Важно помнить, что перед началом отбора фракций колонну насадочного типа необходимо “прогреть”: в течение 15-20 минут идет нагрев и колонна работает “на себя”. В этот период все пары, поступающие в колонну, конденсируются в ней и в охладитель ничего не попадает. О нюансах подготовки колонны к работе можно узнать в отзывах о самогонных аппаратах от их владельцев.
С помощью регулировки нагрева куба и охлаждения дефлегматора температуру в верхней части колонны устанавливают на уровне 65-68°С. Отбор голов производят со скоростью 1 капля в секунду. Когда головы отобраны, температуру в верхней части колонны повышают до 77-78°С при помощи увеличения нагрева куба и уменьшения подачи охлаждения на дефлегматор.
Температура ректификации спирта
Температура отбора этилового спирта при ректификации остается неизменной: этанол кипит при 78,4°С. Головы отбирают при показателях термометра 65-68°С, а к отбору хвостов переходят в тот момент, когда температура в колонне при отборе тела начнет сама ползти вверх.
Непрерывная ректификация спирта
Производится на специальных колоннах. Отдельные умельцы собирают такие конструкции даже в домашних условиях. Отличается она от периодической ректификации тем, что в последней в колонне производится только укрепление пара, а в непрерывном процессе жидкая смесь исчерпывается в нижней части колонны. Из жидкости извлекаются низкокипящие компоненты и она обогащается высококипящими компонентами.
Двойная ректификация спирта
Вторая ректификация спирта несколько улучшает качество продукта и производится без разбавления ректификата (96%). Только в том случае, если необходимо закрыть ТЭНы, можно добавить немного воды. Однако проводится она на тарельчатых колоннах.
