На третьей стадии перегонки, которая протекает при температуре 96–99 °C, получают спирт низкой концентрации с высоким содержанием сивушных масел. Поэтому этот спирт накапливают в специальной емкости и подвергают повторной ректификации. Объем третьей фракции спирта составляет 8-10 % от объема второй фракции (60–80 мл на 1 л сырого спирта).
Вторая химическая очистка.
Химическую очистку второй (пищевой) фракции спирта проводят путем обработки древесным углем. Для этого спирт помещают в бутыль и добавляют туда толченый древесный уголь (липовый, березовый) в количестве 50 г на 1 л спирта. Спирт с углем периодически, два раза в день, взбалтывают и настаивают в течение трех недель. По окончании очистки спирт фильтруют через полотняную ткань и через фильтровальную бумагу.
Обезвоживание спирта. Для того чтобы получить спирт высокой концентрации, близкой к 100 %, необходимо полученный после дистилляции спирт дополнительно обработать и провести операцию обезвоживания. Обезвоживание спирта производится с использованием специальных химических веществ, которые способны присоединять воду и при этом не взаимодействуют со спиртом. К таким веществам относится хлористый кальций и хорошо известный всем садоводам медный купорос. Эти соли обладают способностью присоединять и удерживать воду в количестве, несколько раз большем, чем вес сухого вещества.
Для обезвоживания спирта надо взять медный купорос, прокалить в металлической или фарфоровой посуде при температуре 150 °C в течение 20 минут и охладить до температуры 30–40 °C. В полученный после перегонки спирт концентрацией 70–80(°) засыпать прокаленный купорос, перемешать и дать отстояться в течение часа. Затем слить обезвоженный спирт в перегонный куб и перегнать. После перегонки концентрация спирта составляет 96–97(°). Такой спирт очень гигроскопичен и его следует хранить в плотно закрытой посуде. На один литр очищенного спирта крепостью 70 (°) надо брать 80 г сухого прокаленного медного купороса. Купорос может быть использован многократно.
Аналогично используют и хлористый кальций. После этого спирт-ректификат используют для приготовления различных напитков.
Исходные материалы:
∙ сырой спирт 80(°) — 2 л;
∙ перманганат калия — 4 г;
∙ уголь древесный — 100 г;
∙ сода стиральная — 30 г;
∙ вода — 2 л; вода
∙ техническая — 80 л.
Оборудование:
∙ ректификационный аппарат (куб);
∙ нагреватель;
∙ спиртометр 0,880-0,820;
∙ термометр 0-100 °C;
∙ мерный цилиндр на 250 мл;
∙ бутыли 1,5 л и 0,5 л.
Проверка качества спирта
Проверка спирта включает проведение нескольких анализов, которые позволяют определить содержание в спирте вредных веществ и пригодность его для разных целей (пищевых, технических).
Вначале проводят определение цвета и прозрачности. Для этого спирт наливают в стеклянный прозрачный сосуд и визуально определяют его цвет, оттенок и наличие примесей. Мутный, белесый оттенок свидетельствует о наличии сивушных масел.
Концентрацию спирта определяют с помощью простого прибора — спиртометра, который не сложно изготовить в домашних условиях. Общая комплексная проверка — проба на чистоту, позволяет в целом оценить качество спирта.
Вторая проверка на окисляемость проводится с использованием 1 % раствора перманганата калия, который не должен изменить характерную малиновую окраску в смеси со спиртом в течение 20 минут.
Спирт должен выдерживать пробу на чистоту и проверку на окисляемость.
Присутствие отдельных примесей: альдегидов, кислот, эфиров определяют по запаху и на вкус, но количественное содержание этих примесей можно определить только путем проведения химических анализов с использованием специальных химикатов. Чистый спирт не должен содержать примесей более, чем 0,02 г/л свободных кислот, 0,02 % альдегидов, 50 мг/л эфиров, 0,003 % сивушных масел, присутствие фурфурола не допускается.
Определение цвета и прозрачности.
В чистый сухой цилиндр из бесцветного и прозрачного стекла емкостью 100–150 мл Наливают испытуемый спирт и в проходящем рассеянном свете наблюдают цвет, оттенок и наличие в спирте механических примесей.
Определение запаха и вкуса.
Небольшое количество испытуемого спирта помещают в сосуд с хорошо закрывающейся пробкой, разбавляют 2,5–3,0 объемами холодной питьевой воды и тотчас же после предварительного сильного перемешивания производят испытание спирта на запах и вкус.
Определение крепости этилового спирта.
Крепость спирта определяют металлическим или стеклянным спиртометром (таблица 11).
Проба на чистоту.
Объем испытуемого спирта 10 мл наливают в узкогорлую колбу емкостью 70 мл и быстро прибавляют в 3–4 приема при постоянном взбалтывании 10 мл серной кислоты (уд. в. 1,835).
Таблица 11. Плотность и концентрация водно-спиртовой смеси (при 20 °C)
Полученную смесь тотчас же нагревают на спиртовой лампе, дающей пламя высотой 4–5 см и шириной, в нижней широкой части, около 1 см. Во время нагревания колбу все время вращают, чтобы жидкость хорошо перемешивалась и так, чтобы огонь не касался колбы выше границы нагреваемой жидкости. Нагревание смеси прекращают, когда пузырьки выходят на поверхность жидкости, образуя пену; процесс нагревания длится 30–40 секунд, после чего смеси дают спокойно остыть. После охлаждения смесь в колбе должна быть совершенно бесцветной.
Для точности испытания содержимое (после охлаждения) колбы переливают в специальный цилиндр с притертой пробкой и, пользуясь штативом, наблюдают окраску смеси, сравнивая со спиртом, а также с кислотой, взятых в равных объемах и налитых в отдельные цилиндры такого же диаметра и качества стекла. Результат испытания признается положительным, если смесь окажется такой же бесцветной, как спирт и кислота.
Проба на окисляемость.
Цилиндр с притертой пробкой и меткой 50 мл ополаскивают спиртом, наполняют этим же спиртом до метки и погружают на 10 минут в воду, имеющую температуру 15 °C, налитую в стеклянную ванну выше уровня спирта в цилиндре. По истечении 10 минут в цилиндр прибавляют 1 мл раствора марганцовокислого калия (0,2 г марганцовокислого калия на 1 л воды), закрывают цилиндр пробкой и, перемешав жидкость, вновь погружают в ванну с водой. При стоянии красно-фиолетовая окраска смеси постепенно изменяется и достигает окраски специального типового раствора, появление которой принимается за конец испытания.
Для наблюдения за изменением окраски испытуемого спирта под цилиндр подкладывают лист белой бумаги. Время, в течение которого происходит реакция окисления, выражается в минутах. Результат испытания признается положительным, если окраска сохраняется в течение 20 минут.
Определение содержания кислот. 100 мл испытуемого спирта разбавляют 100 мл воды и, смешав, кипятят в колбе с шариковым холодильником в течение 30 минут. После охлаждения до температуры 35–40 °C (дно колбы можно держать рукой), при этом верхняя часть холодильника должна быть закрытой трубкой с натронной известью, проверяют кислотность. Кислоты спирта нейтрализуют 0,1Н раствором едкого натра при наличии фенолфталеина до появления неисчезающего в течение 1–2 минут розового окрашивания.
Количество миллиграммов кислот (G) в пересчете на уксусную кислоту, в 1 л безводного спирта вычисляют по (формуле:
G = V∙6∙10∙K/C
где V — количество точно 0,1Н раствора едкого натра, пошедшего на нейтрализацию 100 мл испытуемого спирта, в мл; 6 — количество уксусной кислоты, соответствующее 1 мл точно 0,1Н раствора едкого натра, в мг; 10 — коэффициент пересчета на 1 л спирта; К — коэффициент пересчета на безводный спирт К = 100; С — крепость испытуемого спирта в % (по объему).