Химическая формула самогона польза и вред алкоголя

Подробный состав голов, хвостов и сивушных масел в самогоне

Химическая формула самогона польза и вред алкоголя

Всем привет!

Эту статью я готовил очень давно. Посвящена она одной из самых важных тем в производстве алкогольных напитков. Все мы знаем, что головы, хвосты и сивушные масла вредны и портят вкусовые качества самогона.

Но что скрывается за этими понятиями? Знаете ли вы, что в готовой браге содержится свыше 70 летучих веществ!? Некоторые из них являются сильнейшими ядами, но при этом имеют приятный цветочный или хлебный аромат.

Эта статья дает информацию, знание и понимание которой позволяет двигаться дальше и совершенствоваться в производстве домашнего алкоголя.

Стоит добавить, что в процессе изучения материалов для данной статьи мой взгляд на такой процесс, как дробная дистилляция, существенно изменился.

  1. Введение
  2. Состав зрелой браги
  • Спирты
  • Альдегиды
  • Кислоты
  • Эфиры

Введение

Сразу хочу предупредить, что статья рассчитана на практикующих винокуров. Тем, кто только изучает азы этого интереснейшего увлечения рекомендую для начала ознакомиться со статьями Технология изготовления самогона и Двойная дробная дистилляция.

В этой статье я расскажу из чего состоит брага, какие группы примесей в ней содержатся, от чего они образуются и какие из них самые вредные. А главное, как эти примеси ведут себя в процессе перегонки.

Также приведу очень интересную таблицу, с описанием конкретных примесей и тем, из-за чего они образуются и как влияют на вкус и запах напитка.

Состав зрелой (готовой) браги

Готовая брага состоит из множества различных компонентов, находящихся в трех фазах — жидкой, твердой и газообразной.

  • Твердая фаза (4-10% от массы браги) это взвеси дрожжей и частиц исходного сырья, а также не растворенные в жидкости минеральные вещества, сахар, белки, и другие элементы которые остаются в перегонном кубе после дистилляции.
  • Газообразная фаза – углекислый газ (СО2), образующийся в результате работы дрожжей. – 1-1,5 г/л.
  • Жидкая фаза – это вода (от 82 до 90 мас.%) и этиловый спирт с летучими примесями (от 5 до 9 мас.%).

Нас, в контексте данной статьи, более всего интересуют эти самые летучие вещества, сопутствующие этиловому спирту. Их в браге насчитывается свыше 70 наименований!

Но, не смотря на такое большое разнообразие, общее их количество всего 0,5-1% от объема этилового спирта. При этом даже столь незначительное содержание примесей заметно влияет на вкус и запах конечного продукта.

На схеме ниже приведен примерный состав готовой браги и примесей спирта.

Летучие компоненты в зрелой браге можно выделить в четыре основные группы: спирты, эфиры, альдегиды и кислоты.

В следующих разделах я рассмотрю каждую группу в отдельности.

Спирты

Являются производными углеводородов, содержащих одну или более гидроксильных групп (ОН). По количеству гидроксильных групп, содержащихся в молекуле, спирты бывают одноатомные (с одной ОН), двухатомные (две ОН), трехатомныме и многоатомныме.

В браге присутствуют одноатомные спирты и лишь один представитель трехатомных — глицерин (является нелетучим).

Одноатомные спирты имеют общую формулу СnH2n+1OH.

По величине n спирты делятся на:

  • Низшие — метиловый (метанол) CH3OH; этиловый (этанол) C2H5OH; пропиловый C3H7OH и изопропиловый C₃H₈O.

Почти все низшие спирты имеют ярко выраженный “алкогольный” запах. Хорошо смешиваются с водой в любых пропорциях.

Бутиловый, изобутиловый, втор-бутиловый, трет-бутиловый — общая формула C4H9OH. Амиловые — Амиловый, изоамиловый и др. Общая формула С5Н11ОН.

Бутиловые спирты пахнут алкоголем. Трет-бутиловый приятно пахнет камфорой. Изоамиловый сильно пахнет «сивухой»

  • Высшие спирты: гексиловый (C6H14O), гептиловый (С7Н15ОН), октиловый (C8H17OH), нониловый (С9Н19ОН) и др.

Спирты являются самой большой группой примесей – от 0,4 до 0,6% от содержания этилового спирта.Спирты с содержанием атомов углерода от С3 до С10 образуют сивушные масла. Маслами их называют, так как они плохо растворяются в воде и имеют маслянистый вид. Основу сивухи составляют изоамиловый (60-90%), изобутиловый (8-27%) и пропиловый (3-20%) спирты.

Все спирты, включая этиловый, являются ядами. Наиболее опасный из перечисленных — метанол.

Он токсичнее этилового в 80 раз ! Прием всего 10-15 мл метилового спирта приводит к тяжелым отравлениям, потере зрения и в большинстве случаев к смерти. метанола в браге зависит от сырья из которого приготовлена брага.

Больше всего его в дистиллятах из косточковых плодов — 3-4%. В сахарном же самогоне метиловый спирт отсутствует (вернее он там бывает, но в очень малом количестве).

Также большую опасность представляет изоамиловый спирт. Он плохорастворим в воде, имеет характерный запах “сивухи” и хорошо чувствуется в самогоне. А ведь его больше всего в сивушных маслах!

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Альдегиды

Альдегидами называют продукты окисления спиртов, в молекулах которых присутствует группа COH.

В браге содержатся следующие альдегиды: уксусный (ацетальдегид) С2H4O; пропионовый C3H6O; масляный C4H8O; акролеин C3H4O; кротоновый C4H6O, фурфурол (C5H4O2). При наличии в браге метанола возможно образование муравьиного альдегида (формальдегида) CH2O.

Все альдегиды являются ядами. Самый опасный — фурфурол. Он токсичнее этанола в 80 раз! Причем ГОСТ на спирт-ректификат запрещает наличие фурфурола, при том, что наличие такого опаснейшего яда, как метанола допускает до 0,03%. Приятно пахнет ржаным хлебом. В сахарной браге его нет.Больше всего в браге уксусного альдегида. Независимо от исходного сырья. Он имеет удушливый запах.

Некоторые из альдегидов пахнут неприятно (те, у которых от 1 до 6 атомов углерода), а некоторые (свыше 6 атомов углерода) имеют приятный цветочный аромат.

Альдегиды имеют различную растворимость в воде.

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Кислоты

В браге содержатся летучие карбоновые кислоты. Преобладает уксусная кислота CH3COOH. Также возможно наличие пеларгоновой, каприновой, каприловой и других кислот. Их присутствие зависит от примененного сырья.

 Кислоты кипят при температуре выше 100 С. По разному растворяються в воде. Большинство кислот отрицательно влияют на органолептические качества самогона — придают неприятный запах и горечь.

Уксусная кислота напротив смягчает вкус спирта.

Более подробно о каждом компоненте и как он влияет на органолептику самогона смотрите в таблице ниже.

Эфиры

Возникают при взаимодействии спиртов и кислот. Бывают простыми и сложными. В браге, полученной из любого исходного сырья, в наибольшем количестве присутствует уксусно-этиловый эфир.

Из винных дрожжей при перегонке выделяются энантовые эфиры.

Сложные эфиры появляются не только при брожения и дистилляции, но и вносятся вместе с сырьем из которого готовится сусло. Очень богата этими веществами виноградная брага.

Эфиры имеют приятный цветочный или фруктовый аромат.

Таблица примесей, содержащихся в браге

Ниже привожу таблицу с перечнем основных примесей, сопутствующих этиловому спирту. В ней также указано от чего эти компоненты образовываются и как влияют на органолептику самогона.

Сокращение ПО — порог ощущения. Красным цветом подсвечены строки с элементами отрицательно влияющими на вкусовые свойства дистиллята, зеленым — положительно. Сначала хотел расположить их по мере возрастания температуры кипения, но потом понял, что это бессмысленно. Почему? Читайте следующем разделе.

Таблица увеличится если на нее нажать мышкой.

Продолжение таблицы. Картинка также кликабельна

Головы, хвосты и промежуточные примеси

Принято разделять дистиллят на три фракции — головы, тело и хвосты. Раз вы добрались до этой статьи, значит вам это уже хорошо известно, но я все-таки напомню.

  • Головы идут вначале. В основном это эфиры и альдегиды, поэтому головы также называют эфирно-альдегидной фракцией (ЭАФ). Отличаются резким запахом. Довольно распространено мнение, что головы это примеси, имеющие температуру кипения ниже этилового спирта. На самом деле это не так.
  • Тело это фракция, состоящая преимущественно из этилового спирта. Собственно то, что мы пьем.
  • Хвосты. Идут в конце и имеют неприятный запах.

Если бы все было так просто, то мы бы выливали в раковину все, что идет из куба до температуры кипения этилового спирта, отбирали бы его и останавливали перегонку, когда температура перевалит за 78,15 градусов. Но тут есть два больших НО (второе НО самое большое):

  1. Все примеси начинают испаряться задолго до своей температуры кипения. Хвостовые фракции присутствуют и в головах и в теле, только в значительно меньших количествах. Например вода в больших количествах присутствует в дистилляте, хотя мы никогда не гоним самогон до 100 градусов в кубе.
  2. В многокомпонентной смеси температура кипения отдельной примеси отходит на второй план. Главную роль здесь играет коэффициент испарения конкретной примеси. Причем этот коэффициент не постоянен и зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Другими словами один и тот же компонент (скажем метиловый спирт) при различных условиях может быть и головной и хвостовой фракцией.

Подведя итог можно сказать, что есть головные фракции, которые всегда идут раньше этанола, например уксусный альдегид. Есть хвостовые, такие как фурфурол. А есть примеси, поведение которых зависит от концентрации спирта в смеси. Эти фракции называются промежуточными.

Хочется отметить, что такое поведение очень неприятно для нас с вами. Получается мы отобрали головы, поменяли приемную емкость и приступили к отбору тела. Через какое-то время крепость спирта-сырца изменилась и какая-то гадость, которая по нашим представлениям в основной своей массе должна пойти в хвостах, вылезает вперед и начинает идти в приемную емкость.

Типичным представителем промежуточных примесей является изоамиловый спирт, являющийся основой сивухи.

Тема эта очень серьезная и заслуживает отдельной статьи. В ближайшее время я ее напишу.

Обновление от 16.07.17: Статья о промежуточных примесях готова.

Выводы

  1. Состав и количество примесей в браге из разного сырья различен.
  2. В сахарной браге почти нет таких сильнодействующих ядов, как метанол и фурфурол. Самые опасные здесь ацетальдегиды и изоамилол. В тоже время практически нет компонентов, положительно влияющих на органолептику. Поэтому смело чистим сырец маслом и углем.
  3. В зерновых и плодово-ягодных брагах присутствуют эфиры, которые и придают напитку высокие вкусовые качества. Такие эфиры надо пропускать в дистиллят при перегонке, при этом не пуская туда вредные и портящие органолептику примеси. Это требует выработки определенного процесса перегонки и навыков, приобретаемых с опытом.
  4. На состав и количество примесей влияет качество исходного сырья, процесс брожения и перегонки. Это еще раз подтверждает уже устоявшиеся правила — вносим подкормку дрожжам, обеспечиваем оптимальную и постоянную температуру брожения, комфортный гидромодуль. Сахарную брагу перед перегонкой осветляем, желательно бентонитом. Первый перегон проводим как можно быстрее.
  5. Возможно самый важный вывод — порядок и концентрация выхода некоторых компонентов из браги или спирта-сырца не зависит напрямую от температуры кипения этих примесей, а характеризуется коэффициентом испарения, который зависит от концентрации этилового спирта в смеси. Головные фракции могут идти в хвостах, а хвосты в головах.

    Причем компонент может менять свое поведение в процессе перегонки по мере испарения этанола.

Заключение

Вот к таким выводам я пришел. Это только вводная статья, которая оставляет больше вопросов, чем ответов.

В дальнейшем я планирую более подробно изучить вопрос с коэффициентом испарения.

Процессы перегонки браги из различного сырья. Конечно приготовление зерновых и плодово-ягодных дистиллятов это своего рода искусство, которому научить невозможно. Но какие-то общие рекомендации выработать думаю можно.

Точнее они наверняка уже есть — профильной литературы выпущено огромное множество и на форумах очень много полезной, хоть и разрозненной информации. Осталось ее только изучить, сгруппировать и выложить на блоге.

Всего ничего

Надеюсь эта статья даст начало очень интересной серии — хочется изучить состав браг, сделанных из различного сырья и определить какие-то общие правила их перегонки.

P.S. Очень хотелось бы услышать комментарии людей, разбирающихся в химии. Может кто-то что-то добавит или поправит меня.

Всем пока!

Дорофеев Павел.

Источник: https://vinodela.ru/izuchaem-sostav-golov-xvostov-sivushnyx-masel.html

Химическая формула самогона: состав, польза и вред для здоровья человека, виды самодельного алкоголя

Химическая формула самогона польза и вред алкоголя

Химическая формула самогона подразумевает расщепление сахара с помощью дрожжей до этилового спирта, воды и углекислого газа. Полный состав продукта зависит от используемого сырья и может содержать микроэлементы, витамины, эфирные масла и другие летучие соединения. От перечня веществ зависят вред и потенциальная польза напитка.

Химический состав напитка

Химический состав самогона зависит от его вида, используемого сырья, технологии производства и части струи.

В готовой браге содержится около 70 летучих соединений, которые могут попасть в конечный продукт, однако при фракционной дистилляции проникновения части веществ стараются избегать.

Это связано с наличием альдегидов и ацетона в первой порции напитка. Они являются ядовитыми и могут вызвать сильную интоксикацию и другие побочные эффекты.

В последней части жидкости содержатся сивушные масла, которые способны нанести вред здоровью. Они придают напитку неприятный запах и делают его мутным.

При приготовлении самогона последнюю порцию продукта не выпаривают или сливают и добавляют к браге при дальнейшем производстве. Вторичная перегонка и фильтрация позволяют дополнительно очистить напиток и уменьшить долю сторонних примесей.

При прямой дистилляции разделение на фракции не происходит, поэтому в конечный продукт попадают все летучие соединения.

Влияние на состав оказывают виды самогона. Если при производстве используются злаки, в продукт попадают витамины группы B и такие минералы, как магний, кальций, молибден и т. д. Их доля в напитке невелика.

Запах напитка зависит от эфиров. Они содержатся в сырье изначально и образуются в результате протекания химических реакций между кислотами и спиртом. Больше всего эфиров присутствует в виноградной браге.

В сахарном сусле их нет.

Придавать приятный запах ржаного хлеба может такой альдегид, как фурфурол. Он появляется в результате брожения и окисления спирта. Фурфурол в 80 раз токсичнее этанола. В России наличие альдегида в алкогольных напитках не допускается. Повышенная концентрация вещества наблюдается при приготовлении браги из злаков. Большая часть соединений выделяется с последней порцией жидкости.

Основные компоненты напитка: углекислый газ, вода и этиловый спирт. При качественной очистке их доля должна преобладать. Дополнительно в продукте содержатся другие спирты. Они составляют большую часть сторонних примесей.

Традиционно выделяются изоамиловый, изобутиловый, пропиловый и метиловый спирт. Наиболее опасным является последний. Смертельной дозой считается 10-15 мл. Наивысшая концентрация отмечается в продукте, который был произведен из браги с плодами, содержащими косточки.

В сахарном сусле объем метанола минимален.

Опасность также представляет изоамиловый спирт. При контакте с кожей он способен вызвать ожог, поэтому его попадание на слизистые оболочки недопустимо. Изоамиловый спирт плохо растворяется в воде.

После разбавления самогона компонент представляет большую угрозу, т. к. не распределяется равномерно, из-за чего повышается риск ожога.

Примеси в виде спиртов обладают характерным запахом и условно относятся к сивушным маслам.

Виды самогона

Виды самогона подразделяются на следующие:

  1. Сахарный. Сюда относят ром. Приготовление самогона из сахара считается наиболее простым способом, однако большинству специалистов конечный продукт не нравится из-за отсутствия специфического вкуса и запаха. Для производства напитка на 1 л воды берут 10 г прессованных дрожжей и 200 г кристаллов. Допускается использование сухих дрожжей, но их количество следует сократить примерно в 5 раз. В сахарную брагу иногда добавляют фрукты, ягоды и другие ингредиенты.
  2. Из зерна и других крахмалистых продуктов. Характерные представители: шнапс, виски, джин и бурбон. Для производства может использоваться крупа, картофель, мука, цельные злаки и т. д. Зерна сначала проращивают, чтобы в браге крахмал мог преобразоваться в сахар. Сырье мелко дробят и готовят брагу, затем добавляют дрожжи и оставляют в темном месте для брожения. Крахмалистое сусло слишком густое, поэтому использовать стандартный аппарат для перегонки нельзя.
  3. Фруктовый и ягодный. Представляет собой широкую группу, в которую входят коньяк, чача, ракия, кальвадос и т. д. Такой самогон готовится так же легко, как сахарный, т. к. в плодах содержится глюкоза. Продукты не моют под водой, поскольку на их поверхности присутствуют дикие дрожжи, которые способствуют брожению. Ягодам и фруктам дают забродить самостоятельно, затем добавляют сахар и комплекс микроорганизмов. Конечный продукт обладает вкусом и запахом того сырья, которое использовалось при производстве.

Состав напитка сильно отличается в зависимости от используемых злаков, ягод или фруктов. Пропорции сахара и воды определяются видом браги.

Вред самогонного напитка для здоровья человека

Вред самогона зависит от концентрации альдегидов и сивушных масел. При большом количестве они могут вызвать быстрое опьянение, сильную интоксикацию, похмелье и ряд побочных эффектов.

Повышается вероятность возникновения аллергических реакций. Возможно появление таких симптомов, как отечность, покраснение кожи, ощущение тепла, зуд, нарушения дыхания и т. д.

В тяжелых случаях развивается анафилактический шок. Возможен летальный исход.

Самогона польза и вред для организма зависят от наличия этилового спирта в составе. Его молекулы относительно малы, поэтому с легкостью попадают в мышцы. В результате у человека увеличивается физическая сила, но из-за негативного воздействия на нервные окончания замедляется реакция. В долгосрочной перспективе этиловый спирт вызывает разрушение мышечных волокон из-за нарушений метаболизма.

Польза и вред самогона зависят от концентрации этанола. В больших количествах вещество обжигает слизистые оболочки ЖКТ. При длительном злоупотреблении ухудшается усвояемость микроэлементов. Из-за дефицита веществ развиваются эндокринные нарушения. Могут возникнуть патологии, связанные с другими органами и системами.

При употреблении больших доз этилового спирта резко учащается сердцебиение. Это приводит к повышению давления и усилению нагрузки на сосудистые стенки. В результате они становятся более чувствительными. Повышается вероятность разрыва сосудов. У людей, злоупотребляющих алкоголем, часто возникают красные пятна из-за ломкости капилляров.

Молекулы алкоголя повреждают нервные волокна. После вывода этанола из организма нервные окончания либо восстанавливаются, либо происходит замещение тканей. При длительном приеме напитков у людей развивается ряд отклонений, связанных с ЦНС. Возможны истерические состояния, галлюцинации, бред и т. д.

Возможная польза самогона

Польза самогона может проявиться при редком употреблении незначительных порций. Этиловый спирт при небольшой концентрации вызывает расслабление гладкой мускулатуры. Это приводит к увеличению сосудистого просвета.

В результате облегчается перемещение крови. К тканям поступает больше питательных веществ. Усиливается циркуляция молекул кислорода. Это способствует умеренному улучшению общего состояния.

Ненадолго понижается артериальное давление.

Потенциальные полезные свойства самогона связаны с составом браги. Например, при наличии яблок в заготовке в напиток попадает аскорбиновая кислота. Она способствует укреплению сосудистых стенок и капилляров.

Однако концентрация микроэлементов в самогоне незначительна, т. к. брага подвергается чрезмерной термообработке. Дополнительно уменьшается количество полезных веществ после фильтрации и дополнительной перегонки.

Источник: https://spirtnoe.expert/himicheskaya-formula-samogona-polza-i-vred-alkogolya/

ВашМедик
Добавить комментарий