В литературе по изготовлению спирта в домашних условиях встречается множество рекомендаций по выбору температурных интервалов, в которых следует проводить отбор фракций дистиллята. Эти рекомендации даны безотносительно к конструкции дистилляторов и зачастую просто абсурдны. Например, то ли Михаил, то ли Сергей Мишин — на титульном листе и последней странице книги он почему-то указан по-разному, рекомендует осторожно нагреть брагу до 78оС и «строго соблюдать температурный режим в пределах 78—83оС на протяжении всего времени перегонки» [41]. Такие же рекомендации содержатся в книге «Вино, водка, самогон, ликёры, наливки» [42]. С той лишь разницей, что температурный интервал в ней увеличен до 85оС. Г. А. Смирнов — автор-составитель книги «Самогон. Оборудование и рецепты домашнего изготовления» [11] также предлагает прекращать первую перегонку браги при 85оС. Ещё дальше пошли авторы книги «Самогон и водки домашнего приготовления» [40, стр. 85]. Они предлагают после первой перегонки развести спирт водой до крепости 45—50о и на второй перегонке использовать для пищевых целей спирт, собранный в температурном интервале 96—97оС! Очевидно, что авторы этих рекомендаций сами перегонкой никогда не занимались, поскольку, как следует из диаграммы фазового равновесия в системе этиловый спирт-вода, приведённой на рис. 2, брага, содержащая даже 15% спирта, просто не закипит ранее 89оС. К тому же, по мере испарения спирта, температура кипения браги будет только увеличиваться, и при 5% спирта брага будет кипеть уже при температуре 95оС.
Если же быть совсем точным, то температура кипения «чистого спирта», т.е. его азеотропной смеси с водой (4,4% Н2О), зависит от величины атмосферного давления. При нормальном атмосферном давлении 760 мм. рт. ст. она равна 78,15оС [31]. При уменьшении давления до 730 мм. рт. ст. температура кипения уменьшится до 77оС, а при 780 мм. рт. ст. будет равна 79оС [14]. На практике содержание спирта в перегоняемой жидкости и её парах можно достаточно точно определить по температуре кипения, пользуясь данными таблицы 4.
Таблица 4.
Зависимость между содержанием спирта в водно-спиртовом растворе
и содержанием спирта в парах, выделяющихся из раствора при его кипении [27].
Необходимо отметить, что в реальных перегонных аппаратах даже самой простой конструкции незаполненная перегоняемой жидкостью часть куба и трубка, отводящая спиртосодержащие пары в холодильник, являются в некотором смысле дефлегматорами, повышающими концентрацию спирта в паре. Поэтому, если принимать за начало кипения температуру в аппарате, при которой на выходе появляется дистиллят89, то ей будут соответствовать существенно большие значения концентрации спирта в паре, чем приведённые в таблице 4. Эта разница будет тем значительнее, чем выше эффективность разделения аппаратом спиртосодержащей смеси. В связи с этим, для правильного использования данных таблицы 4, например, для оперативного определения содержания спирта в виноградном вине, низкую концентрацию которого сложно измерить бытовым спиртометром, необходимо в сосуде из термостойкого стекла объёмом около 200 мл осторожно нагреть вместе с термометром некоторое количество вина и отметить температуру, при которой начнётся его закипание, а затем воспользоваться таблицей 4. С другой стороны, концентрацию спирта в любой слабоалкогольной жидкости можно определить расчётным путём после её первой перегонки до полного отделения спирта. Например, если из 9 л виноградного вина после первой перегонки получилось 1,6 л дистиллята крепостью 75о, значит крепость вина была: 75о / 9л х 1,6л = 13,3о.
Прежде, чем перейти к рассмотрению приёмов перегонки, общих для всех даже самых простых перегонных аппаратов, имеет смысл ознакомиться с приведёнными в таблице 5 данными о физических и химических свойствах веществ, образующихся при спиртовом брожении и входящих, в том числе, и в состав сивушных масел [43,44].
Кроме веществ90, перечисленных в таблице 5, при спиртовом брожении возможно появление в бродильной жидкости и в продуктах перегонки ещё и ацетона (Ткип = 56,5оС), а вообще, как утверждают авторы солидного издания «Экспертиза напитков» [4], в числе примесей в спирте, полученном брожением, обнаружено больше 70 различных соединений, включая фурфурол, пропионовую, масляную и янтарную кислоту. Фурфурол, присутствие которого в спиртных напитках недопустимо, представляет собой желтоватую жидкость с запахом свежего ржаного хлеба с Ткип = 161,7оС [19]. Пропионовая и масляные кислоты имеют острый неприятный запах, хорошо растворимы в спирте и воде и соответственно кипят при 140,8оС и 155—163оС.
89
На практике первые капли конденсата могут появляться при самых разных, иногда довольно низких температурах, т. к. перегоняется смесь разнообразных веществ. Поэтому использовать таблицу 4 для определения содержание спирта в жидкости, кипящей в кубе работающего аппарата, можно только после отгонки первых 150—200 мл дистиллята. Кроме того, минимальная температура, при которой начинается выход дистиллята, зависит от эффективности дистиллятора — чем она выше, тем ниже температура начала перегонки. Например, 92оС на 1-ой перегонке у простого дистиллятора и 88оС у дистиллятора, оснащённого ректификационной колонкой.
90
В различных источниках температуры кипения и другие параметры веществ несколько отличаются от приведённых, но для данной работы это не имеет принципиального значения.