Как ректификат отличить от дистиллята. Внимание - ректификат вызывает зависимость

В настоящее время алкогольная продукция достаточно часто используется в нашей жизни. Но, горячительные напитки приносят удовольствие только если они отличаются высоким качеством. Этого можно достичь, используя правильные способы его получения. В связи с этим важно знать основные методы перегонки алкоголя: дистилляция спирта и его ректификация.

Дистилляция алкоголя

Само слово «дистилляция» имеет латинское происхождение и означает «стекание каплями». Обычно такой метод применяется во многих сферах жизни для разделения жидкости на компоненты, отличающиеся между собой составом. Не применяется в том случае, если фракции, входящие в состав жидкости различаются температурой кипения.

Дистилляция используется в нефтеперерабатывающей промышленности для производства бензина, керосина и смазочных масел. Процесс опреснения морской воды также основан на данном методе.

Но нас такой способ интересует с целью выделения этилового спирта из спиртосодержащих жидкостей.

Дистилляцией или перегонкой алкоголя называют явление, в результате которого происходит испарение летучих соединений из перебродившей смеси. Эти компоненты, оседая в виде конденсата, образуют самогон. Для создания самогона используется специальный аппарат – дистиллятор, который представляет собой перегонный куб.

Сам процесс перегонки несложный и состоит из двух шагов:

Преобразование дистиллируемой жидкости в пар.
Конденсация пара, тем самым вещество вновь возвращается в жидкую форму посредством охлаждения.

При этом температуры кипения спирта, который нам необходимо извлечь, составляет +78С, у воды — +100С, что приводит к быстрому испарению спирта. В процессе охлаждения происходит конденсация спирта. Дистиллят допустимо перегонять не один раз для повышения концентрации спирта.

Самогон, полученный в начале, отличается как сильной крепостью, так и высоким уровнем содержания в нём вредных веществ: эфиров и альдегидов. В связи с этим, он категорически непригоден для употребления внутрь в качестве алкоголя, лучше его вылить или найти ему другое применения, например, разжечь им костёр.

Процесс перегонки

Также не рекомендуется использовать так называемые «хвосты», содержащие сивушные спирты и метанол. Их можно определить по неприятному запаху. Они возникают после падения крепости самогона до 40%, но, в отличие от первых непригодных капель, «хвосты» разрешается использовать для повторной перегонки.

Завершение перегонки обычно определяется следующим способом: производится поджигание абсорбирующей жидкости. Если она начинает гореть, то дистилляцию останавливают.

Перегонка спирта, согласно классификации, делится на следующие разновидности:

простая – проводится в один этап;
фракционная – проводится в несколько этапов;
ректификация.

Простая перегонка спирта является начальным этапом второй разновидности дистилляции.

Простая дистилляция

Схема процесса дистилляции

Данный метод использовался ещё в Древнем Египте для производства краски из испорченного винограда. Для этого использовались кубы из меди, конструкция которых включала в себя перегонную ёмкость, конденсатор, отводную трубу для испарения. Поначалу эти агрегаты применялись в производстве краски, духов, а спустя время их стали использовать для создания крепкой алкогольной продукции.

В настоящее время простая перегонка представляет собой технологию перегонки спирта, при которой не происходит полного удаления вредных примесей. Даже повторное проведение данного процесса не очистит напиток в полной мере. Крепость его на выходе равна 25-30% об.

Перегонка спирта проводится в несколько этапов:

Изготовление браги. Существует множество методов её производства. Простейший из них заключается в том, чтобы растворить дрожжи в воде с температурой 30С, добавить к ним приготовленный заранее сахарный сироп. Далее следует плотно закрыть ёмкость крышкой и держать в тёплом месте в течение недели.

Конечный продукт имеет аромат и привкус продуктов, использованных для браги, в связи с чем он подвергается ароматизации. Например, в дубовых бочках происходит настойка рома и коньяка, а в джин добавляют миндаль или хвойную эссенцию.

Метод посложнее предполагает использование картошки, которую в измельчённом виде необходимо залить водой и нагреть. Крахмал, содержащийся в картофеле, преобразуется в сахара. Затем добавляет дрожжи и ставим в тёплое место.

По окончанию брожения проводится процеживание браги, которую далее следует влит в агрегат для дистилляции.
Происходит испарение браги.
Через отводящую трубку возникший пар оказывается в холодильнике, где, конденсируясь, он превращается в дистиллят.

Кроме того, для избавления от неприятных запахов продукт нередко подвергается химической обработке, что может негативно влиять на здоровье человека.

Фракционная дистилляция

Такой метод ещё называют дробным, поскольку он проводится в несколько этапов. Он требует больше внимания и терпения.

В основе фракционной дистилляции лежит разница в температуре кипения составляющих, входящих в состав жидкости. Суть метода заключается в разделении спирта на фракции в ходе перегонки, с последующим их распределением в разные ёмкости.

Дистилляция этанола не предполагает использование «голов» или первой фракции, в связи с их неприятным запахом и повышенным уровнем вредности. Конденсат, собранный на этом этапе представляет опасность не только для приёма внутрь, но и для наружного применения. При попадании такой фракции на кожу может произойти её повреждение, например, слезет кожа. «Головы» в основном используются для разжигания дров. По завершению выделения данной фракции необходимо заменить приёмную ёмкость.

У средней фракции (тело самогона) отсутствует цвет и резкий запах. На этом этапе происходит отбор самогона высокого качества. Отбор этой части самогона происходит во время горения при температуре до 95С, при этом крепость составляет от 35 до 45%. В интервале от 78 до 83С выделяются наиболее чистые водно-спиртовые массы, не содержащие вредных для здоровья человека примесей.

Конечная фракция или «хвосты» характеризуется сильным, резким запахом по причине содержания в нём сивушных масел и тяжёлых примесей. Также необходимо не допускать их попадания в основную часть фракции, для этого на данном этапе необходимо заменить приёмную ёмкость. «Хвосты» обычно непригодны для приёма внутрь по причине их запаха и порчи качества основной части самогона. Но их возможно использовать для повторной перегонки, добавляют в новую брагу или же добавляют в самогон для любителей такого вкуса.

Для повышения качества алкоголя рекомендовано проводить ещё одну очистку углём, развести с чистой водой, либо провести повторную перегонку, проводя этот процесс медленнее, чем в первый раз. Многократное повторение дистилляции может привести к возникновению азеотропной смеси, состав которой не меняется при последующих перегонках.

В связи с тем, что произвести спирт высокого уровня очистки путём дистилляции, пусть даже и дробной, невозможно по причине наличия у него аромата и вкуса, применяется ректификация.

Сам процесс ректификации представляет собой разделение смеси, в основе которой лежит процесс теплообмена между парами и жидкостью.

Многие ошибочно считаю ректификацию спирта повторной перегонкой, но не следует путать эти два понятия.

Данный метод предполагает использование ректификационной колонны, которая представляет собой аппарат, разделяющий жидкость на компоненты. При этом в итоге получается чистый спирт, не имеющий резких запахов, вкуса, вредных веществ. Ректификация без использования данного аппарата даёт на выходе алкоголь с меньшей крепостью.

При нагревании ёмкости с самогоном начинается кипение жидкости, в результате которого происходит образование пара. Он поднимается по ректификационным колоннам наверх, попадая в агрегат, где происходит конденсация пара и называемый дефлегматором. Этот аппарат охлаждается водой. При попадании паров на охлаждённую поверхность, происходит его конденсация, в результате которой образуется флегма. Флегма стекает в ёмкость. Пар, который поднимается наверх и флегма, которая стекает вниз, взаимодействуют друг с другом, образуя процесс теплообмена. Ректификация предполагает постоянное взаимодействие между паром и жидкостью. В итоге наверху расположены вещества, имеющие более низкую температуру кипения, они трансформируются в конденсат и стекают в ёмкость.

Этот способ перегонки используется при получении чистого этилового спирта. Такой спирт лежит в основе водки. Также ректификация наиболее безопасна, поскольку позволяет делать крепкие алкогольные напитки, исключая наличие большого количества примесей и отравление химикатами при его употреблении.

Какой метод лучше?

Для определения наилучшего способа перегонки спирта необходимо решить, что для вас важнее: тонкий вкус и аромат алкоголя или же чистый спирт.

В ходе разных способов перегонки на выходе образуются разные напитки: дистилляция используется для получения самогона, коньяка, виски, текилы, джина; чистый спирт является продуктом ректификации.

Кроме того, нужно понимать, что после дистилляции, даже фракционной, итоговый напиток имеет аромат и привкус первоначального сырья, в то время как в процессе ректификации вкусовые и ароматические свойства уничтожатся.

Таким образом, нельзя говорить, что тот или иной метод лучше, поскольку на выходе они дают разный результат.

В последнее время домашнее самогоноварение стало пользоваться большой популярностью. И это вполне объяснимо, поскольку качество магазинных алкогольных напитков с каждым годом становится все ниже, о чем свидетельствуют участившиеся случаи отравлений. Поэтому вполне естественным является стремление разумных людей обезопасить себя от несчастных случаев, но при этом продолжать наслаждаться бесподобным вкусом элитного алкоголя.

Производители самогонных аппаратов в своем стремлении помочь современным людям найти оптимальное и эффективное решение в приготовлении алкогольных напитков дома, предлагают достойный ассортимент дистилляционных аппаратов в различной комплектации. И если вы начинающий самогоновар, то вам наверняка будет интересно узнать о том, чем процесс дистилляции отличается от ректификации.

Дистилляция: определение и виды

Основная цель дистилляции – сохранение аромата и вкуса продукта, передаваемого ему сырьем, из которого он производится и представляет собой перегонку сырья. В процессе дистилляции на самогонном аппарате осуществляется испарение летучих компонентов, которые преобразуются в конденсат, оседают и снова принимают жидкое состояние. Этот конденсат и является, в нашем случае, самогоном или по научному - дистиллятом. Из школьной программы мы все знаем о том, что спирт кипит при температуре 78 градусов, а вода при 100 градусах. Таким образом, спирт испаряется намного быстрее (учитывая разницу температуры кипения), а при последующем остывании он конденсируется. То есть, сырье можно дистиллировать несколько раз для увеличения количества чистого спирта в конечном продукте.

Опытные самогоновары знают, что делать перегонку самогона можно как один раз, так и два раза. Первые сто грамм полученного домашнего самогона содержат много спирта и отличаются высокой крепостью, но при этом в них не менее высокое содержание вредных примесей. В «перваче» много эфиров, ацетона, альдегидов и летучих кислот, поэтому употреблять его опасно для здоровья.

Виды дистилляции

Дистилляция – очистка браги от вредных примесей под действием высокой температуры. Различают данный процесс двух видов:

Фракционная дистилляция;

Обычная дистилляция.

В первом случае перегоняемое сырье разделяется на отдельные части, различающиеся по составу компонентов. Преимущество такой дистилляции – высокая степень очистки домашнего самогона. На выходе получается основа для качественного домашнего коньяка или другого алкогольного напитка крепостью до 70 градусов.

Обычная дистилляция занимает минимум времени, но при этом качество конечного продукта является средним. Домашний коньяк, бренди, виски и другой самогон, рецепт которого вы выберете, будет содержать фракционные составляющие, сивушные масла и прочие необходимые примеси как раз и придающие тот неповторимый и запоминающийся вкус напитка, а крепость напитка не будет превышать 50 градусов.

Ректификация: определение и понятие

Ректификация также представляет собой перегонки сырья только в отличии от дистилляции процесс идет с разделением на различные фракции и смеси. Конечным продуктом ректификации является этиловый спирт. Процесс осуществляется с помощью ректификационной колонны – агрегата, внутри которого жидкие смеси разделяются на отдельные части. В результате получается чистейший этиловый спирт, который не имеет цвета и специфического запаха.

Ректификация тоже часто применяется при домашнем самогоноварении для последующего настаивания и получения различных настоек. В процессе перегонки сырье очищается от вредных примесей, поэтому конечный продукт не содержит сивушных масел, эфиров и альдегидов, но при этом теряется характерный вкус, содержащийся в исходном сырье.

Чем отличается дистилляция от ректификации?

Если вы захотите приготовить домашний коньяк, виски, бренди и другой самогон в домашних условиях, то все, что вам для этого нужно – самогонный аппарат купить и изучить лучшие рецепты опытных самогоноваров. Однако, вам будет полезно знать, что использовать для этого колонну ректификационную бессмысленно, так как основная функция его – получение чистого спирта и не более того.

В этом и заключается отличие ректификации от дистилляции. В процессе дистилляции на самогонном аппарате происходит процесс очистки жидкой смеси. То есть, вы добавляете ингредиенты для самогона, рецепт которого вы выбрали, они тщательно смешиваются и после этого под действием температуры осуществляется очистка сырья от эфиров, сивушных масел и альдегидов. На выходе вы получаете любой выбранный вами алкогольный продукт.

Если же вы будете использовать ректификационную колонну, то сможете приготовить вкуснейшую настойку на основе чистого этилового спирта. Производители ректификаторов предупреждают о том, что использовать аппарат для перегонки браги ни в коем случае нельзя. Первые несколько раз вам удастся получить желаемый продукт, но с каждой перегонкой ректификационный аппарат будет засоряться, пока окончательно не выйдет из строя.

Поэтому, если вы хотите наслаждаться вкусным домашним алкоголем долгое время, то вам нужно обязательно купить самогонный аппарат в интернет-магазине ЧЗДА. У нас вы найдете большое разнообразие моделей и модификаций самогонных аппаратов, среди которых сможете подобрать конструкцию, соответствующую требуемому объему и эксплуатационным характеристикам.

Как сделать качественный алкоголь, и в чем заключается отличие ректификата от дистиллята. Эти две технологии по производству спирта и самогонки вызывают вопросы среди начинающих. Они интересуются, в чем заключается суть технологий, и какая из них лучше? Чем отличается дистилляция от ректификации, с помощью каких способов и приспособлений достигается нужный результат.

Дистилляция самогона

Когда говорят «гнать самогон» – это означает проведение дистилляции (distillatio -латинское слово, переводится как стекание каплями). При перегонке пары спирта испаряются из браги и конденсируются. Чтобы увеличить крепость и избавиться от лишних примесей самогон перегоняют несколько раз.

Дистилляция – это получение спирта из браги с использованием дистиллятора

Для этого созревшую брагу нагревают и ждут испарения. После охлаждения пар, прошедший по охладителю (змеевику), конденсируется и начинает капать водно-спиртовой раствор. Дистилляция подразделяется на простую и фракционную. В чем разница между ними?

Простая дистилляция

Простая дистилляция или получение спирта сырца, брага просто перегоняется на самогонном аппарате быстрым способом без разделения на фракции. При такой дистилляции примеси из напитка не удаляют, как того требует технология. Первые капли самогона с вредными примесями остаются в напитке. Такой продукт имеет неприятный запах. Некоторые недобросовестные виноделы очищают некачественный дистиллят химикатами, чтобы избавиться от запаха. Этот алкоголь вреден для здоровья, так как в нем содержится метиловый спирт, вредные для здоровья альдегиды и сивушные масла. Такой метод требует дальнейшую переработку, дробную перегонку с разделением на фракции или ректификацию.

Фракционная дистилляция

Хороший самогон получается при фракционной дистилляции с отделение головных и хвостовых фракций, которые вредны и в конечном продукте не нужны. Этот метод позволяет получить качественный напиток.

Особенности фракционной дистилляции:

Головную фракцию «отсекают», это первые 10% от абсолютного спирта. Она подходит только для технического использования. «Первач» имеет неприятный запах и содержит в большом количестве вредные вещества такие как ацетон, метил и прочее
Хвостовая фракция содержит сивушные масла, портящие вкус самогона. Хвосты начинают идти когда температура в перегонном кубе достигает 91-65 градусов, при достижении такой температуры отбор питьевого тела нужно прекращать. Их можно использовать только для последующей ректификации

После того как перегнали два раза готовый напиток получается чистым от вредных примесей, его крепость составляет 90-92%. Самогон получается чистым, но специфический вкус и аромат исходного сырья сохраняется.

Ректификация - что это?

Чтобы получить в домашних условиях питьевой спирт, пользуются специальной ректификационной колонной. Этот аппарат немного сложнее самогонного, но вполне доступный и имеется в продаже. Большинство самогонных аппаратов нового поколения идут как дистиллятор или ректификационная колонна одновременно, путем несложного изменения конфигурации можно делать спирт и самогон. Стоимость качественных колонн достаточно высокая, но лучше не покупать недорогие модели, так как они могут испортить напиток.

Процесс ректификации отличается от повторной дистилляции. Чистота спирта на выходе не менее 96%. Ректификационная колонна выдает спирт без вкуса и аромата исходного сырья. Для ректификации нельзя использовать чисто брагу, только спирт сырец после первой перегонки крепостью 30-40%.

Дистиллят и ректификат: что предпочтительнее

Чтобы оценить преимущества и недостатки ректификата и дистиллята, важно решить, какой результат вам нужен: тонкий вкус напитка или чистый спирт.

Дистилляция и ректификация – эти методы используются для получения разных продуктов: самогон получают методом дистилляции, а водка – это продукт ректификации

Основные различия:

После дистилляции напиток сохраняет аромат продукта из которого сделана брага
При ректификации исходный аромат и вкус сырья теряется. Это то, чем отличается спирт от самогона

Сказать, что лучше пить дистиллят или ректификат, сложно. Это разные алкогольные напитки, одни люди предпочитают самогон, а другие спирт. Противники ректификации утверждают, что при ректификации выходит «мертвый» напиток.

Ректификация — более сложный процесс перегонки и очищения алкоголя, чем дистилляция. Спирт-ректификат лишен сторонних примесей, поэтому вызывает меньше побочных эффектов, но не обладает запахом и вкусом используемого сырья. Выбор между методами перегонки зависит от типа алкоголя и предпочтительных качеств напитка.

Что такое дистилляция алкоголя?

Дистилляция — это относительно простой способ получения спиртных напитков, который основан на разнице между температурой кипения различных веществ.

Последовательность действий при приготовлении или водки-дистиллята следующая:

Замешивание . Способы изготовления концентрата и сырье могут отличаться. При дистилляции итоговый продукт частично сохраняет вкус и запах браги, поэтому чаще используются фрукты, злаки и т. д. Простой самогон можно приготовить из сахара, однако его качество ниже. При использовании стороннего сырья необходимая для брожения глюкоза поступает в сырье из фруктов или злаков в виде растворимых соединений.
Брожение. В теплой среде дрожжи разлагают сахар до углекислого газа и спирта. При низкой или слишком высокой температуре процессы замедляются, т. к. часть микроорганизмов погибает, поэтому особые условия для брожения не требуются. Емкость с брагой либо герметично закрывают, либо надевают на горлышко медицинскую перчатку, чтобы обеспечить выход углекислого газа.
Перегонка. После завершения переработки сахара брагу переливают в специальную емкость. В дальнейшем конструкция постепенно нагревается до температуры кипения. Термообработка приводит к испарению вредных веществ и спирта. Конденсат оседает на поверхности и с помощью трубок перегоняется в емкость с самогоном.

Дистилляция может быть прямой или фракционной. Последняя подразумевает удаление вредных примесей. Соединения обладают различной летучестью, поэтому производители сливают первую часть жидкости. Она содержит альдегиды и ацетон и не может употребляться в пищу. Из-за специфического состава «головы» обладают характерным запахом, но рекомендуется контролировать крепость и объем продукта для уточнения границ.

В «хвостах» содержатся . Их концентрация резко повышается, когда крепость струи понижается до 35-40%. Последнюю порцию либо сливают, либо добавляют в следующую партию браги. Выделять ее из сырья нецелесообразно, т. к. спирта в жидкости содержится относительно мало. «Хвосты» менее опасны для здоровья, чем «головы», но их не рекомендуется употреблять.

Прямая перегонка позволяет сохранить больше первоначальных качеств браги, однако вместе с эфирными маслами и вкусовыми компонентами в жидкость попадают сивушные масла. Такого алкоголя желательно избегать, т. к. он быстрее вызывает опьянение. Повышается риск возникновения похмельного синдрома, аллергических реакций и других побочных эффектов.

Что такое ректификация?

Чтобы дать ответ на вопрос о том, что такое ректификация, необходимо детально рассмотреть процесс приготовления алкоголя. В данном случае производитель также замешивает брагу и оставляет ее на некоторое время для выделения молекул спирта. В дальнейшем обязательно проводится первичная дистилляция, т. к. для ректификации требуется не концентрированное сусло, а готовый разбавленный алкоголь (40%). Отличия заключаются в процессе вторичной перегонки.

Аппарат для ректификации устроен сложнее. В нем есть дополнительный отсек для сбора летучих паров. Устройство подвергается нагреву, но работает иначе за счет принципа теплообмена между оседающим конденсатом и поступающим паром. В результате соединения с самой низкой температурой кипения повторно нагреваются и испаряются, после чего оказываются в отдельной емкости. Потребитель получает очищенный спирт.

Более строгое разделение продуктов обмена позволяет эффективно удалять из напитка лишние примеси. Полученная после обработки жидкость не обладает вкусом и запахом браги, но вызывает меньше побочных эффектов. Такой спирт часто используется для производства водки.

Отличия дистилляции и ректификации

Дистилляция и ректификация отличаются степенью очищения конечного продукта. В первом случае жидкость содержит не только спирт, но и иные летучие примеси, которые отвечают за вкус и запах напитка. Полностью удалить вредные соединения в процессе дистилляции без применения дополнительного промышленного оборудования трудно, а в домашних условиях — невозможно. Даже после дополнительной перегонки и тщательной фильтрации доля примесей останется в продукте.

Ректификация подразумевает полное удаление примесей из напитка. В результате человек получает не самогон, а спирт, который можно использовать самостоятельно или для приготовления других продуктов. Ректификованный дистиллят (или ректификат) считается предпочтительным, поскольку наносит меньше вреда здоровью, но он не обладает вкусом браги.

Что лучше — дистилляция или ректификация?

При выборе между способами обработки браги следует учитывать, что ректификация — это подвид дистилляции. Кроме того, через колонну можно перегонять только готовый спирт, который уже был отделен от браги. Полностью отказаться от дистилляции невозможно. Традиционно при выборе рассматриваются дистиллят и ректификат — итоговые продукты перегонки.

Дистиллят обладает первоначальными качествами браги и сохраняет специфические вкусовые нотки и запах. Это важно при изготовлении таких напитков, как , и т. д. Ректификат — это чистый концентрат без сторонних примесей. Чтобы насытить его вкусом, необходимо дополнительно настаивать спирт на каком-либо сырье (орехи, травы) или вводить добавки в состав. Ректификация считается предпочтительной при изготовлении водки, т. к. для получения качественного напитка требуется максимальное очищение жидкости.

Выбор между способами перегонки зависит от требуемых качеств напитка. В большинстве случаев предпочтение отдается дистилляции, т. к. продукты, полученные с помощью данного метода, обладают более утонченным вкусом. Ослабить негативное влияние напитков на здоровье и очистить жидкость от примесей можно с помощью дополнительной фильтрации. В таких случаях традиционно применяется уголь или молоко.

Иногда для более качественного разделения фракций и придания прозрачности используется вторичная перегонка. Необходимо постоянно контролировать температуру и крепость струи, чтобы избежать попадания вредных веществ в «тело» напитка.

Вкусовые и ароматические качества дистиллята можно дорабатывать. Например, закрытое в бочках вино созревает и изменяется. В результате напиток приобретает терпкий и выраженный вкус. Данное свойство часто используется при производстве пива. В случае с ректификатом подобные процедуры нецелесообразны, т. к. продукт состоит из воды и этилового спирта. Однако напиток более стабилен.

Ректификат лишен особых вкусовых свойств, но может быть использован для изготовления других продуктов или бытовых целей. Срок годности такого напитка увеличивается, т. к. отсутствуют компоненты, подверженные порче.

Дистилляция и ректификация широко используются в промышленности. Этими способами очищают этиловый спирт, из нефти выделяют керосин, бензин, ДТ и прочие компоненты, в парфюмерии получают ароматические вещества и многое другое.

В основу обеих технологий положен один и тот же принцип перегонки жидкости. Тем не менее, различия есть, и довольно серьезные.

Определение, схема устройств и принцип работы

Дистилляция

Дистилляцией называется процесс, в ходе которого жидкость, находящаяся в кубе (емкости) нагревается и испаряется, после чего охлаждается и конденсируется. Пар в итоге может переводиться в жидкость или твердое тело (второй вариант в данной статье не рассматривается). Продукт на выходе называется дистиллят. Или кубовый остаток (так называется жидкость, которая не испарилась), в зависимости от того, с какой целью перегоняли исходную смесь.

Устройство простейшего аппарата для получения дистиллированной воды. Жидкость находится в кубе 1 с крышкой 2 и термометром 3. После нагрева емкости, вода превращается в пар, который поднимается вверх и попадает в трубку 4 с вентилем 5. А оттуда – в трубку 6, находящуюся в холодильнике 7. Чтобы пар сконденсировался и снова перешел в жидкое состояние, его надо охладить. Для этого трубка 6 омывается проточной ледяной водой. Для повышения эффективности охлаждения, она завита в спираль, чтобы пар дольше находился под действием низкой температуры. Выйдя из холодильника, жидкость попадает в сосуд для сбора дистиллята.

При дистилляции смеси, состоящей из двух компонентов (одним из них является базовая растворяющая жидкость, а второй – в ней растворенный), в пар превращается низкокипящий, то есть тот, у которого более низкая температура кипения. А высококипящий (с более высокой температурой кипения) остается в жидком состоянии. Термометр нужен для регулирования степени нагрева так, чтобы данный параметр находился между указанными температурами.

Отличительной особенностью дистилляции является тот факт, что летучие компоненты испаряются однократно. При таком простом способе невозможно добиться высокой степени разделения составляющих смеси. Кроме того, выделяется только один ингредиент.

Ректификация

Ректификация – это процесс, на начальном этапе которого жидкость, как и при дистилляции, тоже нагревается и испаряется. Но затем пар попадает в ректификационную колонну. В ней, за счет противотока между жидкой и газообразной фазами смеси, происходит тепловой и массовый обмен между паром и сконденсировавшимися каплями. Исходная смесь делится (притом, с высокой степенью очистки) на компоненты с разными температурами кипения за счет того, что жидкость, фактически, многократно испаряется и конденсируется.

Схема простейшего ректификатора, который можно изготовить даже в домашних условиях. Он состоит из куба, подогреваемого на огне или водяной бане. Над ним расположена ректификационная колонна (в бытовых аппаратах – царга, представляющая собой жесткую трубу) с заполняющими ее насадками (на рисунке называются «мочалки», потому что для домашних устройств их нередко делают из дешевых металлических кухонных мочалок). Над ней – дефлегматор. Сбоку, напротив узла отбора дистиллята, находится специальная отводящая трубка (на схеме окрашена красным). Она соединена с холодильником и далее – с приемной емкостью. В лабораторных и бытовых ректификаторах в качестве «мочалок» применяются насадки, которыми заполняется колонна. Самые популярные: спирально призматическая (Селиваненко) и регулярно проволочная (Панченков). Первая дает самую лучшую степень очистки, вторая, при достаточно эффективной работе, наиболее простая по конструкции. Делаются, обычно, из нержавейки или меди. В промышленных установках вместо насадок применяются специальные тарелки.

Аппарат работает следующим образом. Исходная смесь нагревается в перегонном кубе и начинает испаряться. Пар проходит через ректификационную колонну. На узле отбора дистиллята часть пара отводится через красную трубку, попадает в холодильник, конденсируется и стекает в приемную емкость. Другая часть поднимается в дефлегматор. Последний представляет собой, по сути, еще один холодильник с проточной водой в рубашке. В нем эта вторая часть пара тоже конденсируется, после чего в виде капель, которые называются флегмой или орошением, стекает в ректификационную колонну и движется внутри нее сверху вниз. Расход воды для охлаждения дефлегматора можно регулировать, тем самым изменяя количество орошения, поступающего обратно в колонну.

В ректификационной колонне осуществляется противоток двух фаз – пар поднимается вверх, флегма опускается вниз. Между ними происходит массовый и тепловой обмен, в результате которого пар обогащается низкокипящими (легколетучими) компонентами смеси, а капли стекающей жидкости – высококипящими (труднолетучими) ингредиентами. За счет этого, при достаточной высоте колонны, из верхней ее части (узел отбора дистиллята) выводится целевая фракция большой степени чистоты. Насадки в колонне служат для интенсификации массового и теплового обмена, поскольку конденсация пара осуществляется именно на их развитой поверхности. В промышленных установках это происходит на тарелках.

Каждая находящаяся в колонне тарелка, называется физической (ФТ). Она нужна для того, чтобы между жидкой и паровой фазами как можно быстрее достигалось состояние равновесия. Пузырьки пара проходят сквозь находящийся на ФТ слой флегмы. В результате ускоряется массовый и тепловой обмен между фазами. Но, после прохождения пара через одну ФТ равновесия еще не будет, потому что КПД данного элемента колеблется в пределах от 50% до 60%. Таким образом, чтобы получить равновесное состояние фаз, которое бы соответствовало одной теоретической тарелке (ТТ), надо поставить две ФТ. Это значит что, если по расчету требуется колонна на 40ТТ, то в действительности в нее надо ставить 80ФТ.

Установки для ректификации бывают непрерывные и периодические.

В первых жидкая смесь все время подается в колонну, и также постоянно из нее выводятся разделенные ингредиенты. Во вторых в куб сразу загружается определенное количество смеси, после чего аппарат работает до полной ее переработки.

В бытовых устройствах в качестве ректификационной колонны используется царга. Это труба диаметром от 30мм до 50мм, заполненная по всему объему насадками. Чтобы последние не высыпались, по краям ставят проницаемые для пара и капель пыжи. Состояние равновесия фаз достигается в том случае, когда пар проходит через некоторый слой царги, эквивалентный одной ТТ. Его высоту рассчитывают в миллиметрах и называют высотой единицы переноса.

Главные особенности ректификации: выделение нужного ингредиента в чистом виде и возможность разделения исходной смеси сразу на несколько компонентов. Чем выше колонна, тем медленнее идет процесс, но тем чище конечный продукт.

Процессы в виноделии

В отрасли изготовления алкогольных напитков, разница между дистиллированным и ректифицированным спиртом объясняется следующим образом. Дистиллят – это сырье, в котором остается органолептика (вкус и запах) исходного продукта. То есть, если делается напиток зерновой, то зерна, если яблочный – яблока и так далее. При этом в дистиллированном этиловом спирте еще есть множество примесей. Часть из них формируют вкус и запах. От прочих избавляются с помощью различных рецептов. Ректификат – это рафинированно очищенный спирт. Органолептика исходного продукта полностью отсутствует. В нем вкус и запах только спирта, и больше – ничего. На следующих стадиях технологического процесса, с помощью вкусовых добавок и ароматизаторов, в него вносят заданную органолептику, после чего получают широкий ассортимент наливок, настоек и прочего.

Исходя из этого, нельзя говорить, что один способ лучше, а другой – хуже. У каждого свое предназначение. Если, например, делается бренди со вкусом и ароматом винограда, то нужна дистилляция. После ректификации указанные особенности исчезнут. Для получения приятного аромата, дистиллированный спирт выдерживают в дубовых бочках. А для ректифицированного 96%-го спирта это бесполезно, он годится лишь для разведения, например, при изготовлении водки. К этому еще можно добавить, что оборудование для ректификации спирта стоит дороже, чем для дистилляции. К тому же, для проведения ректификации требуется дистиллированная брага.

Теоретические основы дистилляции

В смеси, состоящей из двух ингредиентов (одним из которых является жидкость, как основа раствора), концентрация растворенного вещества в жидкости С1 отличается от концентрации С2 его же в паре этой жидкости. Коэффициент разделения (распределения)

является характеристикой процесса. В некоторых случаях удобней работать с обратной величиной: А = 1 / В, которая называется так же. Данный параметр зависит от условий проведения дистилляции и природы веществ, составляющих смесь.

В зависимости от условий, коэффициент В может быть:

Идеальный. На него влияют только парциальные давления ингредиентов смеси (парциальным называется давление отдельно взятого газа, входящего в смесь из нескольких газов; то есть, это давление одного газа, которое у него было бы, если бы он занимал весь объем, который занимает смесь газов).

Равновесный. В этом случае число молекул газа Н, улетучивающихся из жидкости, равно числу его молекул Н1, которые возвращаются в жидкость за то же время.

Эффективный.

На практике на проведение дистилляции влияют перемешивание раствора и наличие в нем примесей. Присутствие последних может оказаться настолько значительным, что по разделению основного вещества и примесей эффективный коэффициент может очень сильно отличаться от идеального.

Не менее важными параметрами процесса являются температура испарения и степень отклонения системы от фазового равновесия между жидкостью и паром. Во время дистилляции:

Где НС – число молекул, переходящих в конденсат. Количественно отклонение определяется соотношением: НС / Н. В этом случае есть два предельных состояния системы. Если НС = 0, то имеет место равновесие, сколько частиц ушло из жидкости за единицу времени, столько же в нее и вернулось. Если НС = Н, то это молекулярная дистилляция, то есть, все частицы, испарившиеся из жидкости, перешли в конденсат. Обычно такое бывает, если процесс проводится в вакууме, давление пара небольшое, а расстояние от поверхности воды до точки конденсации минимальное. В этом случае частицы пара не сталкиваются, ни с молекулами воздуха, ни между собой.

Виды дистилляции

Описанный в начале статьи процесс, при котором жидкость нагревается и частично испаряется, а ее пары непрерывно отводятся в холодильник и там конденсируются, называется простой перегонкой. При работе с многокомпонентной жидкой смесью, применяется дробная перегонка или фракционная дистилляция. В этом случае ингредиенты смеси собирают в конденсат по частям, в зависимости от их летучести, начиная с самого низкокипящего.

Ректификация многими специалистами считается разновидностью дистилляции. Она происходит за счет того, что любая замкнутая система, состоящая из газа и жидкости, стремится к состоянию равновесия. А при ректификации рабочая (фактическая) концентрация ингредиентов паровой фазы отличается от той, которая должна быть, чтобы данная жидкость находилась в равновесии.

Дистилляция и ректификация – это два способа разделения компонентов жидкой смеси, в основе которых лежит один и тот же физический процесс. Но разные технологии их проведения позволяют получить на выходе совершенно различные результаты.