|
О сельском хозяйстве---->
Использование биотоплива
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОГО СПИРТА
Питьевой (винный, этиловый) спирт широко применяется в домашнем хозяйстве: входит в состав крепких напитков и вин, используется как консервирующее средство в домашних заготовках плодов, ягод и соков. Особенно следует отметить целебные свойства питьевого спирта, основного компонента лекарственных и целебных настоек, стимулирующего кровообращение, благодаря чему его применяют для компрессов и растираний (как эффективное наружное средство).
Питьевой спирт — бесцветная прозрачная жидкость, имеющая характерный запах и вкус, легкорастворимая в воде в любых количествах. Спирт легче воды и поэтому неравномерно распределяется в объеме водной смеси, больше концентрируется в верхних слоях водного раствора и в бражке. Удельная плотность спирта 0,791 г/см3, температура кипения — 78,3°С. Спирт гигроскопичен и при высоких концентрациях — 96—98° — активно поглощает воду из воздуха, поэтому его следует хранить в плотно закрытой посуде.
Спиртовые растворы с высокой концентрацией спирта огнеопасны, требуют осторожного обращения и соблюдения правил пожарной безопасности.
Следует избегать применения открытого пламени для нагревания спирта, предпочтительнее нагрев паром.
Для пищевых целей используется лишь ректифицированный спирт, полученный из сахар- и крахмалсодержащего сырья. Это питьевой спирт, который применяется для приготовления крепких и целебных напитков. Государственным стандартом ограничивается содержание примесей спирта: альдегидов, эфиров, сивушных масел и свободных кислот. При домашнем изготовлении эти нормы должны соблюдаться.
Содержание спирта в алкогольных напитках выражается в объемных процентах (% об) или в градусах (°), т. е. количестве миллилитров абсолютного спирта в 100 миллилитрах напитка.
Приготовление спирта — сложный технологический процесс взаимодействия многих компонентов, требующий соблюдения температурного режима на отдельных этапах. Можно выделить следующие основные этапы данного процесса:
1) выбор и подготовка исходного сырья,
2) брожение,
3) перегонка,
4) очистка спирта,
5) ароматизация, т. е. придание спирту определенных вкусовых, ароматических и цветовых качеств.
Выбор и подготовка исходного сырья
Жизненный опыт показал, что основным критерием при выборе сырья является его доступность, т. е. минимизация затрат на его приобретение. Наиболее часто в качестве сырья используют сахар, но при этом следует помнить, что сахар не только ценный, а зачастую и дефицитный питательный продукт, в то время как в зависимости от географического расположения региона более доступными могут быть другие виды сырья: крахмал, различное зерно, сахарная свекла, картофель и др. Для сравнения при выборе исходного сырья приводится таблица выхода спирта и водки из различных видов сырья.
Выбор вида исходного сырья определяет во многом качество готового продукта. Так, например, спирт из сахарной свеклы и выжимок не годится для приготовления тонких вы
сококачественных сортов спирта, зато он лучше многих других подходит для простых, острых и резких напитков, отличающихся сравнительно низкой себестоимостью. Спирт из картофеля получается несколько лучшего качества, но требует доработки (двойная перегонка, дополнительная очистка). При соответствующей обработке спирт из плодов и ягод приближается к высококачественной категории и применим для качественных напитков. Для приготовления крепких напитков высокого качества рекомендуем использовать спирт, полученный из крахмального сырья (пшеницы или другого зерна).
Кроме крахмал- и сахарсодержащих продуктов для приготовления питьевого спирта необходимы дрожжи, вода, минеральные и ароматические вещества.
* Под водкой понимается 40%-ный спиртовой раствор.
Крахмалсодержащее сырье
Основная ценность этого вида сырья заключается в высоком содержании в нем крахмала (15—70% и даже более), а также Сахаров (2—6%). Содержание крахмала в сельскохозяйственных культурах показано в таблице, расположенной ниже.
Мука и зерно включают одни и те же химические вещества, но содержание крахмала и Сахаров в муке больше, что определяет ее большую ценность как сырья для приготовления спирта.
Крахмал — главный углевод картофеля и муки злаковых культур, имеет способность набухать, клейстеризуется и преобразуется ферментами в простые сахара, которые при брожении переходят в винный спирт. Для преобразования в сахар крахмал подвергают осахариванию. Эта операция проводится в жидкой среде при повышенной температуре и в присутствии особого вещества (фермента) — диастаза, который содержится в солоде.
Крахмал может долго храниться, легко осахаривается, имеет высокую спиртопроизводную ценность и занимает
наименьший объем при хранении, что делает его наиболее выгодным сырьем для получения спирта.
Теоретически из 1 кг крахмала можно получить 716,8 мл безводного спирта. На практике этот показатель ниже и в значительной степени зависит от качества сырья и строгого соблюдения условий всех операций процесса приготовления спирта.
Картофель занимает первое место по легкости извлечения крахмала и преобразования его в сахар. Температура клейстеризации картофельного крахмала, т. е. перехода в растворимое состояние,— 55°С. Для повышения выхода спирта лучше использовать сорта картофеля с высоким содержанием крахмала (20—25%). Определить содержание крахмала в картофеле несложно. Сначала надо взвесить, например, 5 кг картофеля на воздухе в легкой сумке или сетке, а затем повторно взвесить этот картофель, опустив его в воду и не вынимая из нее. Вес картофеля будет намного меньше. В зависимости от веса картофеля, помещенного в воду, по приведенной ниже таблице определяют содержание крахмала и рассчитывают выход спирта из использованного количества сырья.
Рожь содержит крахмал, который клейстеризуется при сравнительно низкой температуре и легко осахаривается. Ржаная мука содержит растворимые белки — органические азотистые вещества, но не содержит клейковины, что делает затор более жидким, а потому и более пригодным к сбраживанию.
Растворимые белки ржаной муки составляют основной вид азотистого питания дрожжей при сбраживании, что позволяет не применять дополнительного минерального питания.
Пшеница содержит крахмал, который труднее извлекаетсяи клейстеризуется при более высокой температуре 65°С. Кроме того, пшеничная мука содержит нерастворимые белки, которые при набухании образуют клейковину, что придает затору излишнюю густоту и тягучесть.
Поскольку густой затор сбраживается менее интенсивно, чем жидкий, клейковину желательно отделить от крахмала путем промывания теста.
Для этого сначала муку замешивают с водой в соотношении 1:1 и выдерживают 20 минут, затем отмывают тесто холодной водой, объем которой составляет 3 л на 1 кг муки.
При отмывании тесто помещают в сито, погружают в таз с водой и промывают. Клейковина остается на сите и удаляется, а крахмал вымывается водой в таз и используется для приготовления затора.
Другие сельскохозяйственные культуры, в том числе и дикорастущие, содержащие крахмал в достаточном количестве, а также крупяные и хлебные отходы кухни тоже можно использовать для получения спирта.
Сахарсодержащее сырье
Этот вид сырья включает разные культуры, содержащие различные виды сахаров. К таким культурам относится, например, сахарная свекла, используют также яблоки и другие плоды и ягоды (см. таблицу).
Большинство этих культур содержит Сахаров менее 10%, что не позволяет получать спиртовые растворы с высоким содержанием алкоголя (более 12%).
Следует иметь в виду, что в соке, полученном из плодов и ягод, содержится много кислот, угнетающих активность дрожжей. Поэтому, чтобы повысить концентрацию Сахаров и снизить кислотность затора, соки подвергают специальной обработке: нейтрализации и увариванию.
Сахарная свекла содержит сложный сахар—сахарозу, которая непосредственно дрожжами не сбраживается, но разлагается под действием ферментов дрожжей на простые сахара, а эти сахара затем сбраживаются. Поэтому период сбраживания свекловичного сахара более длительный, чем крахмального или фруктового.
Яблоки занимают второе место в производстве спирта и вин после крахмального сырья. Они содержат простой сахар — левулезу, которая непосредственно сбраживается дрожжами.
Сахар винограда и фруктов— глюкоза, а также сахар ягод — фруктоза сбраживаются достаточно легко.
Кроме культурных растений сахар и крахмал содержатся в дикорастущих растениях. Эти растения можно встретить в лесу, на лугу, по окраинам полей и болот, на мелководных заливах рек и озер (см. таблицу).
Желуди представляют особый интерес, поскольку их легко найти и собрать. Содержат около 57% крахмала и до 10% Сахаров. Дубильные вещества придают желудям вяжущий, горьковатый вкус и угнетают развитие дрожжей. Если удалить эти вещества, то из желудей получается хороший крахмалсодержащий продукт, пригодный для получения спирта. Дубильные вещества легко удаляются вымачиванием. Для приготовления спирта из желудей делают мезгу. Для этого желуди, собранные зрелыми в конце сентября, очищают от кожуры, разрезают каждый на несколько частей и заливают водой на двое суток. Затем воду сливают и снова заливают желуди чистой водой (в соотношении 1:2), нагревают до кипения, остужают и сливают, а желуди пропускают через мясорубку. Полученную массу высушивают. Высушенные желуди толкут или размалывают в муку, которую используют для приготовления спирта так же, как муку ржи, пшеницы или других культур.
Каштан конский содержит большое количество крахмала, поэтому его можно использовать для получения спирта так же, как и желуди. Плоды каштана конского содержат дубильные вещества, которые необходимо удалить вымачиванием. Обрабатывают плоды каштана так же, как желуди, получая муку.
Исландский лишайник содержит до 44% растворимого крахмала (лихенина) и до 3% сахара. Растет лишайник в сосновых борах на песчаной почве в виде курчавых кустиков с коричневатыми лентовидными лопастями с белой подкладкой. Исландский лишайник заготавливают в течение всего года. Прежде всего из лишайника удаляют горькие вещества, для чего его двое суток вымачивают в воде с содой (5 г соды на 1 л воды), затем промывают чистой водой, еще раз в течение суток вымачивают в чистой воде, затем сушат и измельчают в муку. Для вымачивания 1 кг лишайников необходимо 16 л содового раствора. Измельченный лишайник используют для приготовления спирта.
Корневища рогоза, тростника и других растений, произрастающих на болотах, по берегам рек и озер, содержат значительное количество крахмала. Из корневищ готовят муку, которую используют для приготовления спирта.
Рогоз — растение с высоким стеблем, прямыми длинными листьями, имеющее наверху соцветие в виде черного початка, широко распространено и хорошо известно. Сухое корневище рогоза содержит до 46% крахмала и 11% Сахаров. Корневища рогоза очищают от мелких корней и грязи, моют и разрезают на ломтики толщиной 0,5—1 см. Высушивают в печи до тех пор, пока они не будут разламываться С сухим треском. Затем корневища измельчают до состояния муки.
Тростник обыкновенный (треста) — одно из наиболее распространенных болотных растений. Сухое корневище тростника содержит до 50% крахмала и до 5% тростникового сахара. Заготавливают корневища тростника весной или поздно осенью, когда в них накапливается наибольшее количество крахмала и сахара. Для получения муки корневища сушат, измельчают и размалывают.
Стрелолист обыкновенный — водное растение, которое часто можно встретить в мелких водоемах. Имеет характерные стрелковидные листья и во время цветения выбрасывает длинную цветочную стрелку с белыми трехлепестковыми цветами. Стрелолист— крахмалоносное растение. В подводной части растения на концах корневищ образуются небольшие клубни весом до 14 г. С одного растения собирают по 12—15 клубней. В клубнях стрелолиста содержится много крахмала: в сухих — до 55%, в сырых — 35%; Сахаров до 7%. Клубни варят, нарезают небольшими кружочками и сушат. Из сухих клубней получают муку, которую используют как крахмал.
Сусак зонтичный — высокое (до 1,5 м) растение, которое встречается повсеместно на мелководных прибрежьях рек и озер, по краям болот. Растение имеет прямой стебель с пучком прямостоящих листьев, на верху стебля находится соцветие в виде зонтика с красивыми бело-розовыми цветами. Корневища сусака в сухом состоянии содержат до 60% крахмала. Корневища очищают, моют, разрезают на части и сушат, после чего дробят и получают муку.
Камыш озерный — многолетнее растение с высокими цилиндрическими стеблями, почти лишенное листьев. Камыш широко распространен, растет в зарослях прибрежной полосы мелководных водоемов. В корневищах камыша содержится значительное количество крахмала (до 43%) и Сахаров. Из сухих корневищ камыша делают муку, которую используют для приготовления спирта.
Лопух большой — это широко распространенное во многих регионах растение. Корни лопуха содержат до 45% особого крахмала (инулина), который может быть превращен в сахар. Для этого корни разваривают в течение 2 часов в небольшом количестве воды с добавлением уксусной кислоты (20—30 мл уксусной эссенции на 1 л воды). После разваривания в кислой среде инулин превращается в сахар. Избыток кислоты удаляют добавлением меда, толченого мрамора или питьевой соды, а из полученной сладкой массы готовят спирт.
Можжевельник — ветвистый хвойный кустарник, растущий в сосновых лесах на опушках и по старым вырубкам. Плоды можжевельника — шишкоягоды, содержат до 42% Сахаров. Из них приготовляют вино и спирт.
Для этого сначала получают сладкий сироп, который затем сбраживают и перегоняют: плоды можжевельника размельчают, заливают горячей водой и настаивают в течение получаса. Затем плоды достают из воды и отжимают сок, который уваривают на водяной бане для получения необходимой концентрации сахара.
Процесс брожения основного сырья не может обойтись без дрожжей.
Дрожжи — одноклеточные организмы, принадлежащие к простейшим грибам, культурные расы дрожжей используются для приготовления алкогольных напитков и спирта. Роль дрожжей определяется главным образом их способностью сбраживать углеводы, т. е. расщеплять сахара на винный спирт и углекислоту. Для приготовления спирта (винокурения) применяют винные дрожжи, которые используются также при выпечке хлеба.
Дрожжи распределяются в жидкой среде в виде взвеси, постоянно поднимаясь вверх током углекислоты, интенсивно взаимодействуют с сахарами раствора (сусла) и способны образовывать большое количество спирта за короткое время, а кроме того, они кислотоустойчивы, что необходимо, так как брожение всегда происходит в кислой среде. Дрожжи хорошо размножаются при нормальных условиях в жидкой питательной среде, в состав которой входят азотистые и фосфористые вещества и кислоты.
Для приготовления спирта в домашних условиях применяют прессованные дрожжи (10—15% массы исходного сырья), чтобы сразу обеспечить их доминирующее положение в сусле затора и нейтрализовать влияние «диких» дрожжей. Прессованные дрожжи продаются в виде брусков весом 100— 1000 г, но можно и самостоятельно выращивать дрожжи в нужном количестве.
Обычные дрожжи в производстве спирта можно заменить и другими продуктами, например томатной пастой. В зависимости от концентрации ее берут в 2—3 раза больше, чем дрожжей. Употребляют для этих целей и отвар хмеля.
Перед внесением в закваску дрожжи выращивают в отдельном сосуде на стерильной питательной среде в течение 15—19 часов. Наиболее подходящим материалом для питательных сред являются: зеленый ячменный солод, ржаная мука, отходы сахарного производства.
Для питания дрожжей обычно бывает недостаточно органического азота, входящего в состав белковых соединений сырья. Отсутствие в закваске азотистых и фосфористых соединений, а также кислорода приводит к снижению активности дрожжей, что затягивает процесс сбраживания Сахаров, поэтому в закваску дополнительно вносят минеральные вещества в виде аммонийных солей и фосфорсодержащих соединений: хлористый аммоний, сернокислый аммоний, суперфосфат или фосфорнокислый диаммоний. Все эти вещества хорошо известны садоводам и земледельцам.
Спирт является продуктом жизнедеятельности дрожжей, но, когда крепость браги достигает 15°, большинство видов дрожжей погибает, независимо от наличия в закваске еще не перебродившего сахара.
Одним из главных компонентов дрожжевой и основной закваски является вода. Воду также используют для мытья сырья и оборудования.
Используемая для приготовления спирта вода должна отвечать гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и постороннего привкуса, а кроме того, мягкой, с малым содержанием солей магния и кальция.
Кипяченую воду для приготовления закваски применять не следует, потому что она практически не содержит растворенного воздуха, необходимого дрожжам.
Природная вода не всегда удовлетворяет перечисленным требованиям, поэтому ее подвергают очистке отстаиванием и фильтрованием через специальные угольные фильтры.
Минеральные вещества в виде небольших добавок применяются для поддержания активности дрожжей при сбраживании закваски. Используют азотистые и фосфорсодержащие соединения, а также кислоты.
Древесный уголь, каустическую (стиральную) соду, ароматические вещества и традиционные пряности используют для устранения неприятных запахов спирта и напитков.
После выбора сырья следующим этапом является его подготовка.
Наиболее простым, экономичным и технологическим способом подготовки сырья для приготовления спирта в домашних условиях, особенно в городской квартире, является использование в качестве сырья сахара, дрожжей и запаренного гороха. Их берут в соотношении 1,0:0,1:0,2 и 3,0 части воды. Горох запаривают в кипятке на 12—24 часа, засыпают в емкость, заливают в нее разведенные в теплой воде сахар и дрожжи и закрывают водяным затвором. Через 7—10 дней закваска готова для перегонки. Если же в эту смесь добавить молоко в пропорции 0,2, то этот процесс ускоряется до 3—4 дней.
И хотя крахмал содержащее сырье может быть и дешевле сахара, но в городской квартире технология подготовки его очень трудоемка и создает много неудобств, что и затрудняет его применение.
Другое дело в сельской местности и на даче. Там для применения этого сырья есть более благоприятные условия.
Подготовка крахмалсодержащего сырья заключается в приготовлении солода и солодового молока, переработке крахмалсодержащих продуктов и приготовлении дрожжевой закваски.
Для приготовления солода и солодового молока необходимо прорастить зерна злаков. Периоды проращивания зерна для разных культур следующие: 7—8 дней для пшеницы, 5— 6 дней для ржи, 9—10 дней для ячменя, 8—9 дней для овса и 4—5 дней для проса. При проращивании в зерне образуются активные ферменты, которые значительно ускоряют осахаривание крахмала. При необходимости солод следует подсушить, однако после подсушки активность ферментов падает на 20% и соответственно увеличиваются сроки проращивания.
Приготовление солода состоит из ряда обязательных операций, которые включают сортировку зерна, замачивание, проращивание, очистку от ростков и сушку. Разберем эти операции на примере ячменя.
Зерно подвергают просеиванию через крупное и мелкое сито, затем его моют 2—3 раза в горячей воде при температуре 50— 55°С. Зерно замачивают в чистой деревянной или эмалированной посуде, залитой водой наполовину. Всплывшие зерна и мусор удаляют. Зерно лучше высыпать в воду понемногу — так легче будет удалять скопившийся мусор. Воду следует менять каждые 7—8 часов. Когда обнаружится, что шелуха легко отделяется от мякоти, кожица зерна надтреснута и обозначается росток, а само зерно при сгибании не лопается, замачивание надо заканчивать и переходить к проращиванию солода.
Для этого в темном помещении на противне рассыпают зерна слоем до 3 см и накрывают их влажной тканью. В помещении должна поддерживаться температура не выше 17,5°С и влажность не ниже 40%. Первые 5 дней зерно через каждые 6 часов проветривают, переворачивают, а ткань увлажняют. Затем, чтобы снизить потери крахмала, приток воздуха в помещение ограничивают, а повышение в нем температуры в оставшиеся до окончания процесса дни стараются предотвратить, перемешивая и охлаждая зерна.
Основные признаки прекращения роста: длина ростков достигла 5—6 мм, а корешков— 12—14 мм, зерна утрачивают мучной вкус и при раскусывании хрустят и пахнут приятным огуречным запахом, а корешки сцепляются друг с другом.
После этого солод рассыпают в теплом сухом помещении и подвяливают. Затем солод сушат в сушильне до тех пор, пока его влажность не составит 3—3,5%. Температура при сушке не должна превышать 40°С. Когда солод готов, он сух на ощупь, меньших размеров, чем до сушки, а корешки легко отделяются трением в руках. Солод перетирают руками, отделяют ростки и просеивают на сите. Хранят солод в закрытой емкости в сухом помещении.
Этап подготовки раствора из пророщенного сырья называют еще приготовлением солодового молока. Для этого процесса предпочтительно использовать смесь солодов: ячменного, ржаного и просяного в соотношении 2:1:1. Смесь солодов заливают водой при температуре 60—65°С, выдерживают 10 минут и воду сливают. Затем смесь мелко мелят в кофемолке или в ступке, а потом заливают новой порцией воды при температуре 50—55°С, тщательно перемешивают (для этого лучше взять миксер) до получения однородной белой жидкости. Воду сначала можно заливать не всю, а 1/3 или 1/2 объема.
Нормы расхода смешанного солода для сырья различного вида можно увидеть из следующей таблицы.
Переработка крахмалсодержашего сырья предполагает освобождение крахмала из клеток и переведение его в растворимое состояние. Это достигается температурной обработкой крахмала с водой. Крахмальные зерна при повышении температуры поглощают большое количество воды, клейстеризуются, увеличиваются в объеме и переходят в растворимое состояние. В результате этого крахмал легко подвергается осахариванию (ферментному гидролизу).
Переработка картофеля состоит из мойки, измельчения клубней, разваривания и подготовки закваски.
Моют картофель в теплой воде, при этом для лучшего очищения картофель выдерживают в теплой воде 1-1,5 часа. Моют клубни, несколько раз меняя воду, последняя вода должна быть прозрачной, без мути. При небольшом количестве картофеля (до 10 кг) для мытья можно использовать обычные моечные приспособления (щетки, мочалки и т. д.).
Дробят картофель, используя любые терочные приспособления, которые есть под рукой. В кашице после дробления не должно быть частиц более 3 мм. Для облегчения этой операции картофель можно сначала отварить, а затем размять и, добавив воды, пропустить сквозь сито (дуршлаг).
Разваривают картофельную массу на водяной или песочной бане в течение 1,5—2 часов. Затем массу охлаждают до 65°С и проводят осахаривание крахмала.
Переработка муки зерновых культур включает операции смешивания с водой, клейстеризации и разваривания. Мучную массу разваривают так же, как и картофельную, при этом в затор можно добавить немного серной кислоты (0,5—0,8%). Для разваривания можно использовать скороварки, которые сокращают длительность процесса до 70 минут.
Получение крахмала. При получении крахмала из картофеля его тщательно моют с помощью щетки и, не очищая от кожуры, трут на мелкой терке, чтобы получить картофельную мезгу. Мезгу кладут в холщовый мешок, завязывают его и помещают в таз с холодной водой. После этого мешок мнут руками или деревянным пестом до тех пор, пока из него не начнет вытекать жидкость молочного цвета; воду в тазу меняют и, если вода остается прозрачной, отжим мезги прекращают. Молочной жидкости надо дать отстояться часа три. Когда на дне таза образуется белый плотный осадок, воду сверху осторожно сливают и наливают в таз чистую. Крахмал еще раз перемешивают с водой, дают отстояться и снова сливают воду. Полученный промытый осадок—это и есть картофельный крахмал. Из 1 кг картофеля получают 150— 200 г сухого крахмала.
Точно так же можно получать крахмал из пшеничной муки, приготовив предварительно крутое тесто, а затем промыв его в полотняном мешке. Однако крахмал зерновых культур удобнее и дешевле получать не из муки, а из зерна. Из-за наличия в зерне клейковины извлечь крахмал простым вымыванием не удается, поэтому для предварительного разложения клейковины применяют способ брожения. Для этого зерна сначала замачивают в воде, пока они не станут легко раздавливаться пальцами. Затем их дробят в ступе или пропускают через мясорубку, помещают в чан для брожения и заливают теплой водой. Для ускорения брожения добавляют в чан немного закваски, оставшейся от предыдущего затвора. Вскоре начинается естественное брожение и на поверхности появляются пузырьки газа.
В результате брожения образуются органические кислоты, растворяющие клейковину, но не разрушающие крахмал. К концу брожения (на 6—7-й день) выделение пузырьков газа уменьшается и поверхность жидкости покрывается сплошным налетом из грибков. Закисшую воду надо слить, а раздробленную зерновую массу промыть сквозь сито или полотняный мешок. Затем воду отстаивают и получают в осадке крахмал. Из 1 кг зерна получают 400—500 г сухого крахмала.
Такими же способами можно получить крахмал из незрелых яблок, груш и других растений, в том числе дикорастущих. Крахмал, полученный из различного вида сырья, осахаривают для получения сладкого сусла.
Переработка сахарсодержащего сырья предполагает получение сладкой закваски из сахарной свеклы, яблок и других плодов и ягод.
Сахарная свекла содержит сахар, который входит в состав клеточного сока и может быть извлечен в виде раствора путем промывания свекольной стружки горячей водой. Подготовка этого вида сырья включает: очистку свеклы, измельчение корнеплодов в мелкую стружку, обработку стружки горячей водой, извлечение сока, нейтрализацию и уваривание сока до получения сусла нужной концентрации (15-18%) сахара. Для этого свекольную стружку необходимо выдержать на водяной бане при температуре 60—70°С, так как из сырой свеклы сок не извлекается.
После тепловой обработки свекольную массу отжимают, получая сок, содержащий до 15% сахара. Для повышения концентрации сахара до 18—20% сок уваривают, а для нейтрализации кислот, перешедших из свеклы, к нему добавляют воду или мел в количестве 20—30 г/л сока. Сок фильтруют и используют для приготовления сусла.
Фруктово-ягодное сырье содержит сахар, который непосредственно сбраживается дрожжами, и поэтому подготовка сырья менее трудоемка. Сырье этого вида моют, дробят и отжимают из него сок, который затем уваривают и нейтрализуют. После охлаждения сок фильтруют и сбраживают.
Вопросы оптимизации использования различных видов фруктово-ягодного сырья сводятся к выбору того или иного вида по соотношению показателей сахаристости и кислотности, представленных в следующей таблице.
Получение дрожжевой закваски заключается в приготовлении сладкого сусла и последующем внесении в него маточных дрожжей. Сладкое сусло можно приготовить путем осахаривания крахмального сырья или используя сахарное сырье.
Сусло готовят за два дня до приготовления основного затора следующим образом. Берут ячменный солод в необходимом количестве в зависимости от веса припаса и объема будущей закваски (на 2 кг мучного припаса основного затора берут 7—8 л воды и 1,5—1,6 л готового дрожжевого затора).
В дрожжевой чан (3-литровую кастрюлю) наливают 1,5 л воды и подогревают до 35°С. Затем в воду медленно всыпают ржаную муку (120 г) и тщательно перемешивают до получения однородной массы. Этот мучной затор медленно нагревают на песочной бане, доводят до кипения и проваривают в течение 1—1,5 часа. Затор охлаждают до 60°С, всыпают в него дробленый солод и перемешивают в течение 5 минут, затем чан накрывают крышкой и оставляют массу для осахаривания, поддерживая температуру в пределах 50— 55°С. При такой температуре затор выдерживают 2—2,5 часа
и проверяют на вкус: он становится сладким, Затем массу подогревают до 60—63°С и выдерживают еще 2 часа. После этого сусло фильтруют сквозь сито, отделяют гущу, стерилизуют при 85°С в течение 20—30 минут, охлаждают до 50°С и вносят минеральное питание: хлористый аммоний 0,3 г/л, суперфосфат 0,5 г/л, предварительно растворенный в горячей воде. Затем сусло подкисляют серной кислотой до кислотности 1% (100 г 10%-ной кислоты на 1 л сусла).
Сладкое сусло на основе сахарного сырья готовят следующим образом. На 1,5—1,6 л воды берут 250 г сахара, растворяют и нагревают до кипения. Затем охлаждают, добавляют минеральное питание, подкисляют ранее указанным способом и используют для выращивания дрожжей.
Потом производят посев семенных (маточных) дрожжей. Прессованные или сухие дрожжи в количестве 60—80 г растворяют в 200 мл охлажденного сусла, тщательно размешивают и вливают в дрожжевой чан при 30°С. Затем сусло охлаждают до температуры 15—16°С, закрывают крышкой и оставляют для созревания дрожжей.
После внесения дрожжей начинается брожение сусЛа и повышается его температура до 27—29°С. При повышении температуры более 30°С сусло принудительно охлаждают. Для обеспечения дыхания дрожжей сусло дважды в час взбалтывают в течение 1—2 минут. По истечении 6 часов проверяют концентрацию сусла (на вкус или сахарометром). Ощущение сладости должно снижаться, и при концентрации 6— 7% (по сахарометру 1,020—1,025) ращение дрожжей заканчивается. Зрелые дрожжи используют для сбраживания закваски. Вызревание продолжается 18—20 часов.
При отсутствии готовых дрожжей пользуются самодельным. В домашних условиях дрожжи для сбраживания сусла получить несложно.
Первый способ. 1/2 стакана пшеничной муки заливают 3/4 стакана теплой воды. К этой смеси ежедневно в течение трех суток подливают по столовой ложке теплой воды. На четвертые сутки массу проваривают, помешивая, на слабом огне, после чего ее надо остудить и всыпать еще столовую ложку муки. Эту операцию повторяют 2 раза в последующие двое суток. Приготовленную массу держат в посуде, накрытой полотенцем, при комнатной температуре (20— 22°С). К концу недели дрожжи будут готовы. Хранят их в плотно закрытой стеклянной банке в холодильнике, не замораживая, 8—10 суток и используют так же, как прессованные дрожжи.
Второй способ. Две столовые ложки хмеля (сушеных женских соплодий) заливают двумя стаканами кипятка и варят 5—10 минут. Отвар процеживают сквозь сито и еще раз доводят до кипения. Затем в чистую эмалированную посуду всыпают стакан пшеничной муки и постепенно вливают и тщательно перемешивают горячий отвар. Накрывают емкость чистым полотенцем, держат в теплом месте 1,5—2 суток,после чего дрожжи готовы. На 5 стаканов затора кладут стакан дрожжей. Оставшиеся дрожжи сохраняются в холодильнике 2—3 суток, если всыпать в них стакан муки и дать постоять в тепле 4 часа. При дальнейшем использовании дрожжи сначала разбавляют в стакане с теплой водой и помещают на 1,5—2 часа в теплое место.
Заканчивается процесс подготовки сырья затиранием (приготовлением) закваски, который заключается в смешивании припасов, их осахаривании и прибавке зрелых дрожжей.
В большую 10-литровую кастрюлю наливают 0,5 л солодового молока и столько же холодной воды. Смесь размешивают деревянной мешалкой (веслом), медленно добавляя разваренную крахмальную массу, и следят, чтобы температура не превышала 58°С. При более высокой температуре массу закваски охлаждают, омывая поверхность чана холодной водой или пропуская воду через змеевик, помещенный внутри заторного чана. При этом продолжают интенсивно перемешивать содержимое чана. По окончании смешивания солодового молока и крахмальной массы температура не должна превышать 62°С. После этого добавляют остальное солодовое молоко (0,5 л) и перемешивают закваску в течение 5 минут.
Нормы расхода солода и воды на 1 кг припасов приведены в следующей таблице.
Смесь солодового молока и крахмальной массы выдерживают на водяной бане в течение 2 часов при 65°С, размешивают и выдерживают еще 2 часа.
Процесс осахаривания крахмальной закваски обычно длится 3—3,5 часа, но при старом солоде или отступлении от требований технологического процесса осахаривание может затягиваться до 12—18 часов. При этом поддерживают температуру 55—65°С. В сельской местности закваску можно поместить с вечера в остывшую печь (50—60°С) и оставить до утра. После осахаривания вкус сусла должен быть достаточно сладким.
Крахмал разбавляют водой, размешивают для получения крахмального молока. Крахмальное молоко вливают в кипящую воду и помешивают, не допуская образования клейстера. Кипение надо поддерживать все время и добавлять крахмальное молоко постепенно. Затем быстро охладить раствор до температуры 60—65°С. К раствору крахмала доливают солодовое молоко и перемешивают. Клейстерный раствор сразу же начинает разжижаться и через 3 минуты получается почти прозрачная жидкость. Этот раствор оставляют при температуре 60—65°С на 3 часа, в течение которых осахаривание крахмала заканчивается. После осахаривания сусло фильтруют сквозь сито для отделения шелухи и дробины солода, охлаждают и проводят испытание.
Если используют сахар или сахарсодержащее сырье, то для приготовления сусла берут немного сахара (не более 160—180 г/л воды), сахар предварительно растворяют в небольшом количестве воды и нагревают до кипения, остужают и сливают в бродильный чан.
Сусло закваски остужают до 30°С, прибавляют минеральное питание (хлористый аммоний 0,3 г/л) и зрелые дрожжи (дрожжевую закваску) из дрожжевого чана, размешивают и продолжают остужать до температуры 15°С, затем сусло сливают в бродильный чан (20 л) и оставляют для брожения в темном месте.
Бродильный чан (кастрюлю, флягу) оставляют при температуре 15°С и не герметизируют, а лишь накрывают плотной тканью. При брожении периодически, каждые 6—8 часов, перемешивают содержимое бродильного чана для обеспечения доступа воздуха и дыхания дрожжей.
Брожение может быть разного вида: волнистое, переливное, смешанное и покровное. Все эти виды брожения — нормальные. Однако покровное считается нормальным для ячменных, овсяных и пшеничных заквасок, но если картофельная закваска имеет покровное брожение, то это означает, что дрожжи ослабели и надо добавить молодые сильные дрожжи. Пенистое брожение нежелательно, так как часто ведет к выплескиванию сусла и потере сырья.
Для устранения этого недостатка готовят густое дрожжевое тесто, которое сильно сбраживают; используют только чистый солод; ограничивают питание или дыхание дрожжей в закваске; применяют овсяный или просяной солод; используют пеногасящие средства: растительное масло и топленое сало.
Брожение является основным этапом технологического процесса приготовления, спирта. От того, как происходит сбраживание, зависит и выход готового продукта и его качество. Брожение — это сложная химическая реакция, требующая строгого температурного режима и определенной концентрации компонентов. Схематично данную реакцию можно представить следующим образом:
сахар -> этиловый спирт + вода + углекислый газ
C12H22O11->C2H5OH + H2O + CO2
Одним из важных факторов эффективности сбраживания является поддержание оптимальной температуры (не менее 18°С и не выше 24°С). Так, резкое похолодание в начальный период брожения может полностью его остановить, несмотря на то, что еще не весь сахар выбродил. При низкой температуре дрожжи остаются живыми, но не могут работать. В этом случае необходимо повысить температуру; дрожжи смогут продолжить работу и доведут брожение до конца, но для этого предварительно необходимо «возмутить» их перемешиванием. Высокая температура брожения гораздо более опасна, так как она может настолько ослабить жизнедеятельность дрожжей, что возобновить их работу не удастся. В этом случае рекомендуем снять резиновой трубкой сусло с дрожжей, добавить свежих и поставить емкость в помещение с температурой не выше 20°С. Скорость реакции сбраживания в нормальных условиях пропорциональна концентрации сахара в закваске, но следует учитывать, что реакция сбраживания прекращается при достижении концентраций образовавшегося спирта выше 10 объемных процентов. Отсюда следует, что при недостаточном количестве сахара брожение будет происходить медленно, а излишки сахара просто не будут участвовать в реакции образования спирта, что приведет к дополнительным потерям.
Брожение имеет три стадии: начальное брожение — возбраживание, главное брожение и дображивание. В начальной стадии происходит насыщение закваски углекислым газом, температура повышается на 2—3°С, вкус закваски сначала сладкий, затем сладость ослабевает и становится незаметной. Продолжительность начальной стадии составляет 25—30 часов.
При главном брожении вся поверхность закваски покрывается большими и маленькими пузырьками, которые образуют пену. Температура поднимается до 30°С, и при большем повышении требуется принудительное охлаждение. Концентрация алкоголя быстро нарастает, и вкус закваски становится горьковато-кислым. В конце главного брожения концентрация Сахаров в закваске падает до 1,5—3%. Продолжительность этого этапа составляет от 15 до 24 часов.
При дображивании уровень закваски понижается, пена оседает, температура уменьшается до 25—26°С. Вкус становится горько-кислым от присутствия спирта. Концентрация Сахаров понижается до 1%, кислотность закваски нарастает. Цель дображивания — сбраживание остаточных продуктов преобразования крахмала — декстринов. Для этого необходимо сохранить в ней диастаз в активном состоянии, что может быть достигнуто соблюдением температурного режима в процессе осахаривания.
Дображивание картофельного затора продолжается 15— 25 часов, но при использовании свекловичного сахара дображивание продолжается 90—120 часов.
Окончательно перебродившая закваска приобретает специфический, слегка горьковатый привкус; образование пены и выделение газа в ней практически прекращается, хотя при встряхивании емкости пузырьки газа со дна все еще поднимаются. Запах также заметно меняется и из резкого становится кисло-сладким.
Умение правильно определить момент созревания закваски весьма важно для получения хорошего спирта. При перегонке перезревшей закваски снижаются его качественные параметры, а использование недозревшей закваски существенно уменьшает выход конечного продукта. Однако настоящее умение уловить момент, когда закваска созрела, приходит с опытом, поскольку для каждого вида сырья существуют свои особые признаки.
Получение питьевого спирта
Перегонка выбродившей закваски позволяет получить спиртовой раствор повышенной концентрации. Он содержит от 8,5 до 14,5% алкоголя, что соответствует показаниям ареометра 0,987—0,990.
При кипении закваски образуются пары, содержащие в несколько раз (3—8) больше алкоголя, чем в растворе, что можно проследить по приведенной таблице.
Для перегонки закваски необходимо смонтировать перегонный куб, подключить охлаждение, проверить герметичность соединения трубок и уплотнений. Перегонку можно проводить с использованием различных нагревательных устройств, в том числе и газовых горелок с открытым огнем,но предпочтительнее использовать закрытые теплонагревательные приборы (ТЭН). При перегонке закваску заливают в перегонный куб, заполняя не более двух третей объема куба, закрывают уплотненной крышкой и нагревают. Сначала нагрев проводят с высокой скоростью (до 5°С/мин), затем при достижении температуры 70°С снижают скорость нагрева до 1°С/мин. Температуру измеряют термометром 0— 100°С.
Кипение закваски начинается при температуре 90—93°С, в зависимости от концентрации алкоголя. При появлении первого отгона надо снизить скорость нагрева, установить скорость истечения отгона 120—150 капель в минуту и измерить его температуру. При температуре отгона выше 30°С следует увеличить охлаждение и циркуляцию воды в холодильнике. Затем надо стабилизировать скорость истечения отгона и довести ее до максимально возможной, но не допускать выброса закваски в трубопровод прибора. При перегонке ее температура в паровичке прибора будет медленно повышаться, и при достижении 98,7°С перегонку следует закончить, поскольку содержание алкоголя в закваске составляет менее 1%, а, кроме того, при такой температуре происходит интенсивное накопление в спирте сивушных масел.
Для того чтобы перегнать весь алкоголь, содержащийся в первоначальном объеме закваски, надо перегнать не более одной трети ее объема.
Однократная перегонка дает отгон в 3 раза более концентрированный. Для получения сырого, т. е. неочищенного, спирта концентрацией 80° перегонку проводят несколько раз, количество перегонок зависит от устройства перегонного прибора. Некоторые конструкции перегонных кубов позволяют получать концентрацию спирта 72—80° после второй перегонки. В процессе перегонки температуру раствора контролируют с помощью термометра, и если она поднялась до 98,7°С, перегонку следует прекратить.
Спиртовой отгон после первой перегонки нейтрализуют добавлением каустической соды или золы березовых дров (10 г соды на 1 л отгона). Для повторной перегонки спиртовой отгон сливают в перегонный куб, заполняя не более 3/4 его объема. Сначала нагревают интенсивно, а при достижении температуры 70°С снижают интенсивность нагрева. Температура кипения отгона находится в пределах 85—87°С, до этой температуры нагрев ведут медленно. При появлении вторичного отгона скорость нагрева надо увеличить и стабилизировать максимальное истечение отгона.
В процессе второй перегонки контролируют концентрацию спирта в приемнике посредством спиртометра (ареометра).
При достижении концентрации вторичного отгона 55— 60° полученный спирт надо слить в другую емкость и продолжить перегонку второй фракции до тех пор, пока температура кипения не поднимется до 98,5°С.
Полученный спиртовой отгон второй фракции с низкой концентрацией алкоголя (30°) надо перегнать еще раз. Для этого следует измерить объем отгона, а также объем полученного спирта. Суммарный объем спирта двух фракций,
полученный в результате второй перегонки, составляет не более 1/2 первоначального объема спиртового отгона.
Концентрацию спирта приближенно можно определить методом сжигания. Для этого небольшую пробу (20 мл) спирта помещают в столовую ложку и подносят зажженную спичку; концентрацию спирта определяют приближенно следующим образом: возгорания не происходит — концентрация менее 30°; возгорание прерывистое, с мигающим пламенем — концентрация 35—38°; ровное устойчивое горение с высоким пламенем, водный остаток менее половины начального объема — концентрация спирта более 50°.
Выход алкоголя зависит от вида сырья и качества выполнения всех операций. Этот показатель характеризует эффективность использования сырья и квалификацию производителя.
Приготовление коньячного спирта
Для изготовления коньячного спирта сначала получают путем сбраживания виноградного сока виноматериал. Из виноградного сока готовят сусло, которое сбраживают в течение 3—4 недель в закрытых емкостях под водяным затвором. Этот виноматериал — перебродившее сусло, его подвергают многократной перегонке, в результате которой получают коньячный спирт.
Перегонка виноматериала позволяет получить спиртовой раствор повышенной концентрации. Перебродившее сусло содержит от 8,5 до 12,5% алкоголя. Перегонка основана на свойстве алкоголя концентрироваться в парах в большей степени, чем в водных растворах. Для перегонки виноматериал помещают в перегонный куб и нагревают до температуры кипения, которая в зависимости от содержания спирта может быть 83—93°С. При кипении сусла образуются пары, которые содержат в несколько раз больше алкоголя, чем раствор (3—8 раз). Процесс первой перегонки коньячных виноматериалов проводится аналогично процессу получения питьевого спирта.
Однократная перегонка дает отгон в 3 раза более концентрированный. Для получения сырого, т. е. неочищенного, спирта используют разные перегонные приборы. Некоторые конструкции перегонных кубов позволяют получить концентрацию спирта 72—80° после второй перегонки.
В результате первой перегонки получают отгон по объему не более половины первоначального объема виноматериала, использованного при перегонке (3 л отгона получают из 6 л виноматериала).
Виноградный спирт-сырец подвергают повторной перегонке с разделением на фракции: головную, среднюю (коньячный спирт первого сорта) и хвостовую. В кубе остается отработанная жидкость.
Вторая перегонка спирта-сырца с разделением фракций является очень ответственным процессом, так как от правильного отбора фракций и соблюдения требуемой скорости сгонки во многом зависит качество коньячного спирта. Вторая перегонка проводится в аппаратах с водяным обогревом.
При второй перегонке сначала выделяется головная фракция крепостью 82—84% объема, содержащая значительное количество альдегидов, эфиров и высших спиртов, обладающая резким запахом и неприятным вкусом. Эта фракция отбирается в течение 20—40 минут в количестве 1— 3% объема спирта-сырца.
При достижении дистиллята крепости 74—77% объема резкий запах ослабевает, и с этого момента начинают отбирать среднюю фракцию (коньячный спирт). Выход этой фракции составляет 30—35% исходного объема спирта сырца. При отборе крепость дистиллята постепенно падает и в среднем составляет 60—70% объема.
При понижении крепости дистиллята до 50—40% объема переходят к отбору хвостовой фракции. Объем хвостовой фракции составляет 17—23% объема спирта-сырца. Оставшаяся в кубе отработанная жидкость составляет 37—52% объема взятого спирта-сырца.
Выделенная средняя фракция является коньячным спиртом, который сразу (без ректификации) закладывают в дубовые бочки на длительную выдержку.
Свежий коньячный спирт бесцветен, имеет жгучий вкус и недостаточно ароматен. При выдержке в дубовых бочках в нем происходят значительные изменения.
Бочку наполняют спиртом при температуре 18—20°С, оставляя свободное пространство (1—2% ее объема) для возможного расширения спирта при изменении температуры. Наполненные дубовые бочки забивают шпунтами и устанавливают в хранилище. Хранят коньячный спирт при температуре воздуха 18—20 ± 3°С и влажности 75—85%. Важно поддерживать в хранилище постоянную температуру. Шпунты парафинируют для предотвращения потерь спирта. Во время хранения в бочки ежегодно доливают спирт, проводят дегустацию: проверяют окраску, содержание спирта и кислотность. Проверяют также состояние бочек, которые не должны иметь даже незначительной течи и подтеков.
Продолжительность выдержки обусловливается назначением спирта и составом будущих коньяков. Чем длительнее выдержка, тем лучше качество коньячных спиртов.
Для выдержки коньяка используют дубовые бочки, изготовленные из дуба в возрасте 70—100 лет. Пластины для бочек колют из распиленных брусков. Сучки нарушают свойства древесины, поэтому древесина с сучками не используется для приготовления бочек. Объем бочек обычно составляет 30—50 л. Старые коньячные бочки представляют большую ценность, их нельзя использовать для хранения других жидкостей и вин.
Коньячный спирт можно выдерживать в металлических резервуарах, загруженных дубовыми пластинами длиной 60 см, толщиной 1,8 см и шириной 6 см из расчета 100 см2 поверхности на 1 л коньячного спирта.
Перед укладкой дубовые пластины промывают, обрабатывают раствором едкой щелочи (0,5%) при температуре 15°С в течение двух суток. Затем промывают и высушивают. Пластины загружают в резервуар, закрепляют дубовыми клиньями, чтобы не всплывали, и заливают спиртом. Во время выдержки в спирт 1—2 раза в год вводят кислород, переливая его из емкости. Пластины используют 3—4 раза, затем снимают верхний слой (2—3 мм) и используют повторно. Спирты выдерживают 3—5 лет. После выдержки из коньячного спирта готовят коньяки.
Полученные после повторной перегонки фракции (головную и хвостовую) смешивают, обрабатывают марганцовкой и каустической содой, дают отстояться два часа, а затем проводят дробную перегонку. Среднюю фракцию используют для приготовления алкогольных напитков.
Очистка питьевого спирта и его ароматизация
Полученный первоначальный отгон спирта необходимо очистить от вредных примесей и устранить характерный неприятный запах, носителем которого являются сивушные
масла.
Спиртовой раствор, полученный из закваски, помимо этилового спирта содержит целый ряд веществ, которые нужно удалить, так как они являются вредными и снижают качество напитков.
Методы очистки включают химическую очистку с помощью различных веществ, нейтрализующих примеси, а также отделение примесей путем многократного испарения и конденсации паров, что позволяет разделить состав на отдельные фракции и повысить их концентрацию. Состав и температура кипения примесей приведены в нижеприведенной таблице.
При очистке кислоты удаляют путем нейтрализации с помощью щелочей или солей (сода), которые легко разлагаются при нагревании или выпадают в осадок. Сивушные мас
ла омыляются и переводятся в нелетучее состояние также при обработке щелочью, остальные примеси окисляются перманганатом калия.
Затем эти примеси удаляют при перегонке.
Сначала спиртовой отгон подвергается химической обработке, а затем проводится дробная перегонка, при которой происходит последовательное выделение составных частей спиртового отгона. Легкокипящие примеси- головные — выделяются на начальной стадии перегонки, затем отгоняется достаточно чистый спирт и, наконец, тяжелокипящие примеси — хвостовые.
Для удаления вредных примесей (головных и хвостовых продуктов) при перегонке последовательно отбирают ряд сортов — фракций.
Этот процесс можно представить как упрощенную ректификацию в домашних условиях, где происходит удаление высококипящих и низкокипящих спиртов.
Объем первой фракции составляет 3—8% от общего объема спирта в растворе. Этот спирт для пищевых целей непригоден, его можно использовать только для технических нужд. Объем второй фракции, содержащий достаточно чистый спирт, составляет 75—85%. Этот спирт пригоден для пищевых целей. Последняя фракция (объем 2—6%) содержит значительное количество сивушных масел. Эту часть собирают и перегоняют повторно с соблюдением всех необходимых условий.
Очистку путем перегонки можно проводить, используя те же приборы, что и при простой перегонке. Однако для повышения концентрации и степени очистки применяют специальные аппараты. Очистка сырого спирта включает: первую химическую очистку, вторую перегонку и вторую химическую очистку.
Сначала проверяют содержание алкоголя и кислотность спиртового отгона (сырого спирта). При наличии кислой реакции в спирт добавляют щелочь или соду для нейтрализации кислотности (1—2 г щелочи КОН или 5—8 г соды на 1 л). Затем спирт обрабатывают раствором марганцовки, который разводят в небольшом количестве дистиллированной воды. На 1 л сырого спирта берут 2 г марганцовки, предварительно растворенной в 50 мл дистиллированной воды. Спирт и раствор марганцовки тщательно перемешивают и оставляют на 15—20 минут для завершения химической реакции. После этого снова добавляют щелочь или соду в том же количестве, перемешивают и оставляют для осветления на 8—12 часов. Затем спирт фильтруют сквозь полотняную ткань и проводят вторую операцию ректификации — дробную перегонку.
Есть специалисты, которые считают, что марганцовка придает спирту неприятный вкус. (Но это, как правило, происходит, если отсутствует вторая перегонка.) В качестве альтернативы применению маргацовки предлагаются следующие два варианта.
Вариант № 1. В трехлитровую бутыль со спиртом первой перегонки помещается пучок веточек черной смородины, очищенных от коры, примерно 15—20 штук, и остается в банке примерно на две недели, пока не почернеет содержимое.
Вариант № 2. Собирается фильтр, в котором роль фильтрующего элемента выполняет картофель нарезанный на кубики размером около 0,5—1 см. Ими заполняется пластиковая банка из-под газированной воды примерно на 3/4, и через этот фильтр прогоняется спирт первой перегонки.
По мнению этих специалистов, данные приемы вполне заменяют применение марганцовокислого калия (марганцовки).
Для очистки спирта путем второй перегонки необходимо собрать второй прибор, в качестве которого можно использовать перегонный куб с каплеуловителем.
Сырой спирт для перегонки разбавляют мягкой водой до концентрации 45—50°. Необходимое количество воды наливают в емкость с сырым спиртом и измеряют концентрацию спиртометром (ареометром). Разбавленный спирт помещают в аппарат (куб) и быстро нагревают до 60°С, затем скорость нагрева снижают и медленно нагревают до температуры кипения, которая находится в пределах 83,5— 84,5°С.
Первую фракцию спирта, полученную в начальной стадии перегонки, сливают в отдельную емкость и в дальнейшем используют только для технических целей. Объем этой фракции составляет 3—8% объема алкоголя в растворе разбавленного сырого спирта (40 мл на 1 л спирта).
Вторую стадию перегонки проводят при повышенной скорости нагрева. Перегонку следует вести до температуры 96—97°С, после чего получают вторую фракцию спирта, который в дальнейшем можно использовать для пищевых целей. Объем спирта второй фракции составляет 80—84% объема алкоголя в растворе разбавленного сырого спирта (420 мл на 1 л спирта). Вторую фракцию спирта сливают в отдельную емкость и проводят вторую химическую очистку.
На третьей стадии перегонки, которая протекает при температуре 96—99°С, получают спирт низкой концентрации с высоким содержанием сивушных масел. Этот спирт накапливают в специальной емкости и подвергают повторной ректификации. Объем третьей фракции спирта составляет 8—10% объема второй фракции (60—80 мл на 1 л спирта).
При проведении очистки путем второй перегонки есть несколько дополнительных приемов, помогающих добиться устранения неприятного запаха и вкуса, имеющегося у спирта первой перегонки.
Во-первых, это добавление в перегоняемый спирт свежего молока в пропорции 1:6. Очень эффективный и результативный способ очистки.
Во-вторых, добавление в перегоняемый спирт нескольких ложек поваренной соли и 100—200 г березовых углей.
Эффект не так ярко выражен, к тому же мельчайшие частицы угля забивают змеевик и трубопроводы, что может привести к временному выходу из строя аппарата.
В-третьих, добавление в перегоняемый спирт различных пряностей — 5—6 горошин черного перца, 5—6 лавровых листов и т. д. Эффект также не выражен достаточно явно. 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, 2 раза в день, взбалтывают и настаивают в течение 3 недель. По окончании очистки спирт фильтруют сквозь полотняную ткань и сквозь фильтровальную бумагу.
Для того чтобы получить спирт высокой концентрации, близкой к 100%-ной, необходимо полученный после дистилляции спирт дополнительно обработать и провести операцию обезвоживания, для чего используются специальные химические вещества, которые способны присоединять воду и при этом не взаимодействуют со спиртом. К таким веществам относятся 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. Но так как медный купорос сам по себе является далеко не безобидным веществом, то рекомендуется воспользоваться хлористым кальцием. Его надо прокалить в металлической или фарфоровой посуде при температуре 150°С в течение 20 минут и остудить до температуры 30—40°С. В полученный после перегонки спирт концентрацией 70—80° засыпать прокаленный хлористый кальций, 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 1 л очищенного спирта крепостью 70° необходимо взять 80 г сухого прокаленного хлористого кальция.
Для проверки качества полученного спирта после очистки можно провести в домашних условиях при наличии необходимого оборудования ряд анализов.
Сначала определяют цвет и прозрачность. 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 несложно изготовить в домашних условиях. Общая комплексная проверка — проба на чистоту — позволяет в целом оценить качество спирта.
Вторую проверку на окисляемость проводят с использованием 1%-ного раствора перманганата калия, который не должен изменить свою 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 больше, чем 0,02 г/л свободных кислот, 0,02% альдегидов, 50 мг/л эфиров, 0,003% сивушных масел, присутствие фурфурола не допускается.
Для определения цвета и прозрачности в чистый сухой цилиндр емкостью 100—150 мл из бесцветного и прозрачного стекла наливают спирт и в проходящем сквозь цилиндр рассеянном свете наблюдают цвет, оттенок и наличие механических примесей.
Определение запаха и вкуса. Небольшое количество спирта помещают в сосуд с хорошо закрывающейся пробкой, разбавляют 2,5—3,0 объемами холодной питьевой воды и после предварительного сильного перемешивания тотчас же производят испытание спирта на запах и вкус.
Крепость спирта определяют металлическим или стеклянным спиртометром, используя данные нижеприведенной таблицы.
Для проведения пробы на чистоту 10 мл спирта наливают в узкогорлую колбу емкость 70 мл и быстро добавляют в 3—4 приема при постоянном взбалтывании 10 мл серной кислоты (уд. в. 1,835).
Полученную смесь сразу 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 чтобы огонь не касался колбы выше границы нагреваемой жидкости. Нагревание смеси прекращают, когда пузырьки выходят на ее поверхность, образуя пену; процесс нагревания длится 30—40 секунд, после чего смеси дают остыть. Остывшая 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.
Для проведения пробы 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°С, налитую в стеклянную ванну выше уровня спирта в цилиндре. По истечении 10 минут в цилиндр добавляют 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 постенно изменяется и достигает окраски спецального типового раствора, появление которой принимается за конец испытания.
Для наблюдения за изменением окраски 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 и фурфурола обычно проводят в лабораторных условиях.
Для определения 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°С (дно колбы можно держать рукой), при этом верхняя часть холодильника должна быть закрыта трубкой с натровой известью, проверяют кислотность. Кислоты спирта нейтрализуют 0,1 Н раствором едкого натра при наличии фенолфталеина до появления не исчезающего в течение 1—2 минут розового окрашивания.
Количество миллиграммов кислот (G) в пересчете на уксусную кислоту в 1 л безводного спирта вычисляют по формуле:
где V — количество 0,1 Н раствора едкого натра, использованного на нейтрализацию 100 мл испытуемого спирта, мл; 6— количество уксусной кислоты, соответствующее 1 мл 0,1 Н раствора едкого натра, мг; 10 — коэффициент пересчета на 1 л спирта; К — коэффициент пересчета на безводный спирт К= 100; С — крепость испытуемого спирта, % (по объему).
Для определения содержания фурфурола в цилиндр с притертой пробкой емкостью 10 мл наливают при помощи капельницы 10 капель чистого анилина, 3 капли соляной кислоты (уд. в. 1,885) и доводят объем до метки спиртом. Если в течение 10 минут раствор остается бесцветным, считают, что спирт выдержал испытание. Появление красной окраски характеризует наличие фурфурола.
Как правило, спирт, очищенный в домашних условиях по вышеприведенной технологии, отвечает необходимым требованиям, предъявляемым к питьевому спирту.
Важным приемом, позволяющим значительно улучшить вкус и запах питьевого спирта, приготовленного в домашних условиях, является его ароматизация.
Для получения аромата и придания спирту особого вкуса можно использовать почти все съедобные ягоды и фрукты, пряности и некоторые травы, цветы и коренья. Обычно растения, с помощью которых ароматизируют напитки, заготавливают заранее, сушат и хранят в закрытых емкостях. Более удобно хранить не сухие растения, а изготовить из них настой или отвар, которые занимают меньше места и лучше сохраняются.
Ароматизирующие вещества извлекают из растительного сырья с помощью растворителей — спирта или воды. Перед обработкой сырье необходимо измельчить. Самый простой способ извлечения — настаивание на спирте. В процессе настаивания спирт насыщается ароматическими веществами, меняется и вкус напитка. Сырье следует настаивать до тех пор, пока все ароматизирующие вещества из растения не растворятся в спирте.
При настаивании раствор периодически сцеживают, а затем вновь заливают сырье и взбалтывают. Наиболее эффективно растения отдают ароматизирующие вещества при крепости растворителя 45—50°. Если спирт более крепкий, что определяется с помощью ареометра, то раствор разбавляют. Периодически меняя на свежее ароматизирующее сырье, заливая его тем же спиртом, получают настой более высокой концентрации. Такого же эффекта добиваются путем отваривания сырья в закрытой посуде с последующим настаиванием или без него. Время кипячения при этом составляет 10—15 минут. С помощью концентрированных настоев иногда улучшают спирт, который не проходил этапа настаивания.
Длительность приготовления настоек зависит от вида сырья и температурного режима и обычно составляет 3—5 недель. При повышении температуры до 50—60°С время настаивания некоторых видов сырья сокращается до 5—8 дней. Такая настойка называется скороспелкой. Если бутылки с настаиваемым напитком поставить на деревянные бруски, помещенные в кастрюлю с водой, и прокипятить, то получится неплохая настойка.
Перегонка отваров позволяет получить концентрированные растворы с высокой степенью насыщенности ароматическими веществами, а также эфирными маслами. Эти вещества почти не изменяют вкуса напитка, но придают ему желаемый аромат.
Для придания аромата перегоняют не только отвары, но и настои. Для этого надо взять какую-нибудь специю, мелко истолочь, залить кипятком (на 400 г взять 3,5 л воды), плотно закупорить и настаивать сутки. Затем добавить 2,5 л воды и перегонять до тех пор, пока будет сохраняться запах специи. Затем добавить свежих специй и перегнать еще раз. Можно произвести эту операцию и в третий раз. Такая вода называется троеной, и если 200 г такой воды залить в 1,2 л спирта, то вкус полученного напитка будет схож с тем, который получается при перегонке со специями.
Наиболее сложный способ получения ароматических веществ основан на их испарении путем обработки сырья перегретым паром. Для этого используют специальный перегонный аппарат, в котором сырье подвергается воздействию перегретого пара, проводящего глубокое тепловое воздействие на сырье, что способствует лучшему выносу ароматических веществ. Таким способом получают концентрированные растворы и эфирные масла.
Для придания напиткам желаемого аромата полученные растворы в небольшом количестве добавляют в напитки при изготовлении. Состав компонентов и их доза представляют особый интерес и составляют секрет приготовления напитка.
Кроме названных используют простой способ перегонки алкогольных напитков, предварительно настоенных на нескольких ароматических компонентах, что позволяет получать в домашних условиях хорошие ароматизированные напитки, в частности водки, аперитивы и бальзамы.
Если растения и специи добавлять в закваску, то при перегонке аромат получается слабым. Для его усиления надо воду, которой разводится закваска, предварительно настоять на выбранных специях. Можно сделать из них отвар и им разбавлять закваску.
Более предпочтительно готовить закваску на ароматизированной воде, а также помещать ароматизатор в сухопарник. Такой спирт будет иметь устойчивый аромат без малейшего специфического запаха сивухи. Для этого желательно трубки между топкой и емкостью, емкостью и сухопарником делать в виде змеевиков и дополнительно подогревать их. Можно подогревать и сам сухопарник, если он изготовлен из металла. Суть процесса заключается в обработке ароматизатора перегретым спиртсодержащим паром.
Перегонка настоев позволяет получать ароматизированные напитки с высоким содержанием спирта. Для придания спирту нужного вкуса после перегонки его смешивают с настоями же растений, при этом сам спирт еще раз настаивают. Например, спирт, настоянный на лимонной корке, после перегонки настаивают еще раз на свежей лимонной корке.
Свои особенности имеет применение пряностей для приготовления напитков. Пряности можно вводить в напитки в естественном виде и настаивать в течение некоторого времени, после чего их удаляют. Часто пряности вводят в виде вытяжки, которую получают предварительно путем настаивания в водной или слабоалкогольной среде. В крепких напитках пряности интенсивно растворяются, в результате чего вкус напитка становится горьковатым и иногда жгучим, поэтому для сладких вин предпочтительнее пользоваться водными растворами пряностей. В указанной ниже таблице приведены примерные дозы пряностей, применяемые для ароматизации алкогольных напитков при настаивании.
Хорошим ароматическим средством является ягодный спирт, который получают путем настаивания слегка подвяленных ягод с сильным естественным ароматом (черная смородина, малина, земляника, клубника). Для этого ягоды подвяливают на солнце или в сушильном шкафу до такого состояния, когда они становятся плотными, но остаются еще достаточно мягкими. Ягоды помешают в стеклянную бутыль, заполняя весь объем, и заливают крепким спиртом 80—90°, затем закупоривают и ставят в теплое место. Содержимое бутыли 2—3 раза в день встряхивают. Настаивают в течение
7—10 дней, пока спирт не примет цвет и аромат ягод. После этого спирт сливают и используют для спиртования ягодных вин, имеющих слабый естественный аромат.
На спирте также готовят настой ванили, который плохо растворяется в воде. Непосредственно в напиток ванилин класть не следует, так как он придает горечь и ухудшает вкус. Для приготовления ванильного спирта берут 5—6 чайных ложек ванилина, заливают спиртом (200 мл, 70°) и настаивают несколько дней, затем фильтруют и используют для приготовления напитков. На 1 л жидкости берут 50—100 мл ванильного спирта.
Для ароматизации спиртных напитков широко прменяются эфирные масла и эссенции. Они являются концентрированными ароматическими веществами и применяются в очень малом количестве для ароматизации больших объемов на-
питков. В некоторых случаях бывает достаточно двух капель эфирного масла (например, розового) для ароматизации нескольких литров напитка.
Эфирные масла из растительного сырья и пряностей могут быть получены с помощью специального прибора путем их перегонки с водяным паром.
Прибор для получения масел (рис. 1) включает колбу 1 объемом 1 л, обратный холодильник 2, приемник масел 4. Для отгонки в колбу вносят 20—50 г пряностей (растительного сырья) и наливают 500—800 мл воды, а для равномерного кипения в колбу кладут небольшие кусочки фарфора или черепки обожженной глины 5.
Внутрь колбы с помощью прочной нитки 3 подвешивают приемник масел так, чтобы нижний конец холодильника находился над воронкой приемника на расстоянии 1—2 мм.
Приемник должен свободно размещаться в колбе, не касаясь ее стенок, и находиться над уровнем воды на расстоянии не менее 50 мм. Колбу закрывают пробкой, в которую вставляют холодильник, и нагревают на песочной бане. Содержимое колбы доводят до кипения и поддерживают его в течение нескольких часов, пока не прекратится увеличение объема эфирных масел в приемнике. Скорость истечения конденсата не должна превышать 50—55 капель в минуту. При отгонке эфирных масел, плотность которых менее 1 г/см3, т. е. эти масла легче воды и находятся на поверхности конденсата, применяют приемник с изогнутым коленом отводной трубки. В этом случае масло находится на поверхности, а избыток воды стекает через изогнутое колено приемника обратно в колбу.
При отгонке масел плотностью более 1 г/см3 применяют прямой приемник с отверствием в верхней части. Масла накапливаются внизу, а избыток воды стекает в колбу через отверстие в приемнике. Плотность эфирных масел, которые часто применяют для ароматизации напитков, приведена в следующей таблице.
Кроме эфирных масел используются эссенции. Это концентрированные растворы ароматических веществ, которые извлекают из сырья при помощи растворителей. В качестве растворителей обычно используют спирт или водку. Наиболее часто для ароматизации напитков используют цитрусовую, цветочную и ромовую эссенции.
Для приготовления эссенций травы и коренья должны быть хорошо высушены и измельчены. Смешивают их согласно специальным рецептам, выбранным или придуманным для каждого вида эссенций. Смесь измельченных трав и кореньев заливают спиртовым раствором крепостью не менее 40° и настаивают не менее 8 дней; затем из этого настоя путем перегонки получают эссенции для приготовления напитков. Настоявшиеся растворы перегоняют в специальном перегонном кубе, имеющем в середине цилиндрическую металлическую сетку (металлический стакан с отверстиями), в которой находятся измельченные коренья и травы.
|
