Ректификация с колонной Торнадо 2.0

Содержание:

• Применяемые материалы и оборудование
• Ход эксперимента
  
• Постановка сахарной браги
• Отгонка браги на спирт-сырец
  
• Проведение ректификации
  
• Вердикт независимой лаборатории
  

В данной статье на своем примере расскажем о том, как в домашних условиях добиться максимальной степени очистки с запатентованной технологией Доктор Губер. Что раньше было возможно только на промышленных колоннах длиной в несколько десятков метров, сейчас доступно на любой кухне!

Еще перед Новым 2020 годом в Тюменской лаборатории Доктор Губер проводились тесты по ректификации сахарной браги на оборудовании последней модификации. Основная задача перед командой стояла в получении ректификованного спирта по качеству равному или приближенному к спирту «Альфа» в домашних условиях.   

Применяемые материалы и оборудование

• В качестве основного сырья использовался обычный сахарный песок, которой можно приобрести в любом магазине.

• Для сбраживания применялись спиртовые Турбо дрожжи марки «Доктор Губер», состоящие из активных клеток спиртовых дрожжей и питательной подкормки. 

• Из дополнительного сырья были взяты: хлорид кальция и пищевая сода. Они также есть в открытом доступе. 

• Сбраживание проводилось в ЦКТ 2.0 объемом 150 литров, оснащенный блоком автоматического поддержания температуры. 

• Отгонку вели на базе перегонного куба 45 литров с плавной регулировкой мощности.

• Для первичной и дробной отгонки (ректификации) использовались колонна Торнадо 2.0 высотой 750 мм (насадочная часть нержавеющая СПН) и голова Миджет 2.0 со стаканом непрерывного измерения спиртуозности.

Ход эксперимента 

Постановка сахарной браги

Первым делом взялись за приготовление сахарной браги. Причем этому процессу уделили особое внимание, так как существенная доля успеха в получении высококачественного спирта зависит от качества готовой бражки. При соблюдении правильных условий брожения, а так же создании наиболее благоприятной среды для развития дрожжей наблюдается меньшее количество примесей в самой браге, а следовательно,  в спирте-сырце и готовом продукте их тоже будет меньше.

При изготовлении бражки гидромодуль был 1к4, то есть на 1 килограмм сахара 4 литра воды. 

Всего взяли 20 килограмм сахара и 80 литров воды. Воду использовали водопроводную, прошедшую через бытовые фильтры. 

Полученный раствор перемешивали до полного растворения сахара. Готовое сахарное сусло перелили в ЦКТ 2.0 объемом 150 литров и внесли спиртовые Турбо дрожжи, аккуратно рассыпав их по поверхности сусла. Дозировка смеси дрожжей и питательных компонентов составила 240 грамм. 

Важно помнить!  Сахарная брага не содержит микро и макроэлементов, витаминов и азотного питания для нормального функционирования дрожжей. В отсутствии этого питания дрожжи будут слабые, что приведет к увеличению сроков брожения и снижению качества готовой бражки. Поэтому дополнительно в брагу внесли Хлорид Кальция (CaСl2) из расчета 0.4 грамма на 1 литр сусла. 

Кальций участвует во флокуляции дрожжей -  ускоряет и улучшает осветление готовой бражки.

Температура брожения составила 18 градусов. Контроль осуществлялся за счет блока автоматического поддержания температуры. В качестве хладагента в ЦКТ использовалась проточная водопроводная вода. Это означает, что при превышении заданного температурного значения открывался клапан и подавал холодную водопроводную воду по чиллеру, установленному в ЦКТ. 

В домашних условиях добиться невысокой температуры брожения можно поставив брагу в прохладное место и вести сбраживание в емкостях не более 30 литров, что позволит снизить эффект самонагревания браги за счет выделяющегося в процессе активного брожения тепла. 

Брожение заняло 6 дней, осветление еще 7 дней. Как только бражка полностью осветлилась, через кран в конусе ЦКТ сняли дрожжи. Если пропускать этап осветления браги, тогда дрожжи в большом количестве попадают в перегонный куб и под действием высоких температур клетки разрушаются (происходит их автолиз). В этом случае содержимое дрожжевой клетки попадает в брагу и начинает активно участвовать в химических реакциях. Результатом становится повышенное образование сложных эфиров и уксусного альдегида, которые попадают в готовый продукт. В целом этот процесс не критичен при получении дистиллятов, но так как к спирту предъявляются более жесткие требования по количеству примесей, лучше проводить процесс осветления и отделять дрожжевой осадок перед отгонкой. 

Готовую осветленную бражку перекачали в перегонный куб 45 литров со встроенным ТЭНом. Перед началом отгонки в саму бражку внесли пищевую соду, чтобы вывести рН к значению 6.5-7 единиц. Контроль вели по бытовому рН-метру. Данная операция носит рекомендательный характер. 

В процессе брожения дрожжи выделяют большое количество органических кислот и значение рН готовой браги колеблется в районе 4.5-4.8 единиц. Кислоты в свою очередь под воздействием высокой температуры начинают реагировать со спиртами образуя сложные эфиры, добавление соды снижает химическую активность кислот и, следовательно, образование сложных эфиров.  

Отгонка браги на спирт-сырец

Перегонку сахарной браги на спирт-сырец вели до температуры в баке 100 градусов Цельсия. В качестве колонны выступила Торнадо 2.0 без насадки и голова Миджет 2.0 со стаканом непрерывного измерения спиртуозности с доохладителем .

Мощность перегонки 3.5 кВт, кран на возврате флегмы в Миджет 2.0 закрыт. Все поднимающиеся пары спирта конденсируются и в полном объем отбираются. 

Крепость получившегося спирта-сырца составила 35% об. Объем спирта сырца около 35 литров.

Весь полученный спирт-сырец залили в куб 45 литров и начали дробную ректификацию.  

Проведение ректификации

Значение главных узлов ректификационного аппарата 

На перегонный куб установили колонну Торнадо 2.0, заполненную нержавеющей насадкой СПН. Далее диоптр для визуального контроля за процессом и колпачковый моно-уровень с центральным изливом для равномерного возврата флегмы на насадочную часть колонны. Сборку завершает голова Миджет 2.0 со стаканом непрерывного измерения спиртуозности с доохладителем. 

Торнадо 2.0 взяли не просто так. Благодаря запатентованной  внутренней конструкции колонны в ней  практически  полностью отсутствует пристеночный эффект, а из-за сложного пути прохождения пара увеличивается разделяющая способность. Этот факт позволяет при относительно небольших габаритах колонны получать спирт высокого качества при довольно высоких скоростях. 

Миджет 2.0 в данном случае выполняет роль идеального узла отбора, так как выставляемое количество возвращаемой флегмы в начале процесса ректификации продолжает оставаться постоянной на протяжении всего цикла, что позволяет получать стабильно качественный спирт. 

Технология процесса

Разогрев  на полной мощности в 3.5 кВт до тех пор, пока температура в баке не приблизится к 80 градусам. Как только температурное значение в 80 градусов было достигнуто, скинули мощность ТЭНа до 70%, это примерно 2.5 кВт. Подавали охлаждение в конденсаторы.

При этом кран возврата флегмы на Миджет 2.0 был полностью открыт, вся сконденсировавшееся флегма возвращалась обратно в колонну. В таком режиме оставили установку на 10-15 минут для стабилизации процесса.

После чего приступили к отбору головной фракции, объем ее составляет 10% от абсолютного содержания спирта и равняется 1.2 литра в нашем случае. Для этого постепенно закрывали кран возврата флегмы и добивались скорости отбора в 350-400 мл/час. Регулировку скорости отбора и сам отбор головной фракции вели через нижний штуцер на стакане непрерывного измерения.

По окончанию отбора головной фракции меняли приёмную тару и начинали сбор основной фракции. Мощность нагрева не изменяли. 

Начальную скорость отбора увеличили до 1.6 литра в час. При этом следим, чтобы температура в колонне не росла. Отбор пищевой фракции ведем до температуры в баке 94 градуса. По мере повышения температуры в баке скорость отбора автоматически уменьшается. Связано это с особенностями конструкции головы Миджет 2.0. 

Количество флегмы, возвращаемой обратно в колонну, не меняется, а количество испаряющегося спирта из бака уменьшается. В результате количество отбираемого спирта падает, но его качество остается постоянным. Как только завершили отбор тела, поменяли приемную тару и продолжили уже сбор хвостовой фракции. 

Крепость полученного спирта составила 96.6% об.  

Вердикт независимой лаборатории

Готовый спирт отдали в поверенную лабораторию для получения химического анализа и сравнили показатели полученного нами спирта со значениями, приведенными в ГОСТ.  

Результаты сравнительного анализа готового продукта и нормативных показателей для спирта "Альфа" согласно ГОСТ представлены в Таблице 1. 

Лабораторные результаты анализа спирта, созданного с помощью колонны Торнадо 2.0 и Миджет 2.0 в тюменском филиале Доктор Губер, приведены ниже.  

Проведенный эксперимент безоговорочно доказал, что в домашних условиях при соблюдении правил приготовления браги и наличии необходимого оборудования, можно легко получать ректификованный спирт высокого качества. 

Всем удачных напитков !