Теория приготовления сахарной браги

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт

Цель данной статьи — вкратце ознакомить начинающих самогонщиков с основными процессами, происходящими в сахарном пюре. Объясните влияние различных факторов на конечный результат. Надеемся, что после прочтения материала, когда вы придумаете свой рецепт сахарного пюре, вы будете действовать осознанно, а не наощупь.

Вступление

Почему одни из них получают на выходе всего 500 мл / кг алкоголя, а другие без видимой причины легко достигают 650 мл / кг? Почему бывает, что сусло готово за 3-4 дня, а иногда бродит неделями?

Для начала нужно сказать, что сахарное пюре для естественной дистилляции и для непрерывной колонны затора — это две большие разницы. Если во время дистилляции цель состоит в том, чтобы получить сусло максимальной крепости, то для NBK целью является максимальный выход спирта на килограмм сахара при минимальном времени ферментации. Для естественной дистилляции эти факторы также важны, но они отодвигаются на второй план, когда мы начинаем подсчет потерь.

Пошаговая технология изготовления сахара для самогона от закладки ингредиентов до дистилляции доступна по ссылке.

Потери спирта при кубовой дистилляции

Поясню на примере: естественная дистилляция — налейте 10 литров 12% сусла в куб и при необходимости перегоните в спирте-сырце, не выбирая «напор» и «крест».

Обычно все доводят до 98-99 куб. Градусов, остальное выбрасывают. Остаточное сопротивление улова колеблется от 1 до 2,2%, берем среднее — 1,6%. Вопрос: Сколько алкоголя попадет в канализацию?

При среднем сопротивлении плечевого ремня 50% мы имеем систему двух уравнений с двумя неизвестными:

X + Y = 1,2;

X / 0,5 + Y / 0,016 = 10, где:

  • 1,2 — объем спирта в 10 л сусла;
  • X — количество алкоголя в выделении;
  • Y — количество алкоголя в выжимках.

Решаем систему, получаем, что X = 1,07 и Y = 0,13.

Итог: с крепостью 12% мы отправляем в канализацию около 11% спирта. Если крепость сусла 10%, потери составят 14%, а если крепость 8%, пятая часть исчезнет.

Отсюда стремление к максимальной крепости сусла при естественной дистилляции. Нам нужно найти гидравлический модуль, в котором сахар полностью ферментируется и достигается требуемая максимальная крепость.

Гидромодуль — это отношение объема воды в стирке к количеству сахара в килограммах.

Рациональный гидромодуль при кубовой дистилляции браги

Как известно, теоретический выход спирта из 1 кг сахара составляет 681 мл (этот вопрос подробно обсуждался в статье о количестве спирта из сахара), но на практике этот показатель недостижим.

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт
Правильное соотношение сахара и воды очень важно

Основной биохимический процесс ферментации — это превращение сбраживаемых сахаров в этиловый спирт и диоксид углерода, описываемое уравнением Гей-Люссака:

C6H1206 = 2C2H5OH + 2CO2 + 234,5 кДж / ммоль.

Из 180,1 г глюкозы получают 92,1 г этилового спирта и 88 г диоксида углерода. Но наряду с этими первичными продуктами часть сахаров расходуется на образование вторичных побочных продуктов, в результате чего получается не 92,1 г, а около 87 г этилового спирта.

Следовательно, практический выход спирта из 1 кг сахара составляет не 184/342 = 0,538 кг / кг, а примерно 174/342 = 0,509 кг / кг или 0,645 мл / кг.

Однако есть также производственные потери, например, от 0,5 до 1,2% спирта может быть потеряно вместе с ферментационными газами при температуре 30 ℃ и в зависимости от крепости сусла.

Количество воды, которое необходимо добавить на 1 кг сахара для получения заданной крепости готового сусла, рассчитываем по формуле:

V = 53 + 645 * (100 / Kb — 1) — D, где:

  • V — необходимый объем воды (мл);
  • D — количество воды в дрожжах (для прессованных дрожжей 0,75 по весу, для сухих дрожжей 0, если вода для брожения берется из бродильного чана, если нет, то фактически);
  • КБ — крепость сусла (% об.);
  • 53 — количество воды, необходимое для реакции разложения сахарозы (мл / кг);
  • 645 — это максимальный практический выход спирта на кг сахара (мл / кг).

Для пивных дрожжей крепость готового сусла 12%:

V = 53 + 645 * (100/12 — 1) — 0 = 4783 мл, гидромодуль 4.8.

Для спирта крепостью до 14%:

V = 53 + 645 * (100/14 — 1) — 0 = 4015 мл, гидромодуль 4.

Полученные значения гидромодулей можно рассматривать только как максимальные для достижения заданной прочности.

Жизнь вносит свои коррективы. Вполне возможно, что сухие дрожжи выдерживают не 12%, а 12,5-13% крепости сусла, прессованные иногда преподносят сюрпризы, работая почти до 14%. То есть мы не можем быть уверены в этих цифрах, поэтому определение оптимального гидромодуля выходит за рамки простой арифметики.

Если сахар закончится, а дрожжи останутся активными, они начнут сбраживать свой запас энергии — гликоген, а затем аминокислоты и белки своих менее эффективных или мертвых собратьев. Следовательно, соединения изоамилового спирта, азота и серы получаются с неописуемым «ароматом» в избытке».

Но даже если воды не будет чрезмерно по отношению к возможностям дрожжей и они засыпают при расчетной крепости сусла, процесс накопления примесей будет продолжаться. В сусле и жидкости дрожжевых клеток достаточно ферментов, и они не спят. Поэтому не следует передерживать сусло для осветления.

Хорошо, если брожение проводится даже без гидрозатвора, то в емкость попадает кислород и различные микроорганизмы. Брага заражается бактериями уксусной кислоты и начинает превращать алкоголь в уксус. И самое ужасное, что этот процесс происходит с выделением газа. Брага булькает, создавая впечатление, что сахар еще не сброжен.

Считается, что правильно синхронизировать закладку, чтобы дрожжи засыпали, оставив небольшое количество необработанных сахаров.

Поэтому при естественной перегонке пивных дрожжей, исходя из критерия максимальной крепости затора 12%, рекомендуется гидромодуль 4,5, а для спирта (14%) — 3,9.

Гидромодуль сахарной браги для переработки на НБК

Если сахарное сусло готовить к переработке на НБК, то здесь возможен довольно широкий спектр доработок гидромодуля. Поскольку спирт на 100% извлекается из сусла независимо от его крепости, критерий крепости сусла отходит на второй план, и оценивается влияние гидромодуля на качество сусла, скорость ферментации и другие параметры.

Для иллюстрации мы приводим результаты известного эксперимента. Две емкости с домашним пивом были доставлены в таком же состоянии. В обе емкости насыпают одинаковое количество сахара из одного мешка, добавляют сухие дрожжи из расчета 20 грамм на 1 кг сахара и воды: в первой емкости 5 литров на 1 кг сахара, во второй — 10.

Брожение в первой емкости закончилось на 5-е сутки, во второй — в 2 раза быстрее.

«Сухая» перегонка сразу после окончания ферментации показала одинаковое количество спирта в обоих случаях, но состав спирта-сырца был очень разным.

Количество примесей в пересчете на абсолютный спирт (мг/л)

Гидравлический модуль 5: 1 10: 1
Альдегиды 100 143
Эфиры 170 220
Плавкое масло 7500 5200
включены:
пропанол 440 1100
изобутанол 1300 1000
изоамилол 5900 3040

Вывод: Увеличение гидромодуля в 2 раза привело к уменьшению количества сивушного масла в 1,5 раза, но в те же полтора раза увеличилось количество примесей головки. Общее количество примесей не более 8000 мг / л или менее 1%.

Несколько раз проводили эксперименты для оценки влияния гидравлического модуля на скорость ферментации. Для промывки, предназначенной для перегонки NCI, оптимальный гидронный модуль составляет 5,8-6.

При отсутствии каких-либо добавок, подкисления, приправ и внесения дрожжей в количестве, равном 10% от веса сахара при температуре закладки около 30-32 градуса, уже на третьи сутки получаем сусло готовое к употреблению перегонка. При уменьшении гидромодуля до 4,4 время брожения увеличивается на одни сутки.

Температура брожения браги

Это особенно важно для естественной дистилляции. При одинаковых настройках ферментация может длиться от двух дней до 5 или даже больше, в зависимости от температуры окружающей среды и объема бродильного чана.

Брожение при температуре около 30 градусов оптимально для большинства сухих дрожжей; после самонагрева температура может достигать 34-36 градусов. Бояться нечего, это нормально. Но при температуре около 25-27 градусов брожение может длиться 5 дней, а при 20-23 градусах вы можете быть удивлены, обнаружив, что брожение не закончилось даже через неделю.

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт

Кроме того, следует учитывать, что самонагревание начинает проявляться только в емкостях объемом 60 литров и более, в небольших емкостях на 10-20 литров его эффект незначителен, поэтому их необходимо тщательно утеплять.

Для больших контейнеров емкостью около 200 литров летом процесс самонагревания настолько длительный, что требует постоянного контроля и регулирования температуры, поскольку для большинства сухих дрожжей температура сусла составляет 38-40 ° C. Температуру следует понижать постепенно, так как тепловой шок может привести к гибели дрожжей. Лучше заранее предусмотреть в баке небольшой змеевик с возможностью подачи охлаждающей воды.

При использовании алкогольных или винных дрожжей нужно внимательно читать инструкцию. Некоторые расы не дружат с высокими температурами и умирают уже при 30-32 градусах. А вот спиртовые и винные дрожжи для сахарного сусла — явный избыток.

Дрожжи

Количество дрожжей очень серьезно влияет на скорость и полноту брожения. При концентрации сахара выше 10% дрожжи теряют способность к размножению. Концентрация сахара в закладке даже при гидромодуле 4,5 меньше 20%. Поэтому дрожжи должны бороться с сахарозой в своем первоначальном составе, и особое внимание следует уделять их первоначальному состоянию. Свежесть дрожжей должна быть главным критерием, а логотип на упаковке имеет второстепенное значение.

принято добавлять дрожжи из расчета 20 грамм сухих дрожжей или 100 грамм прессованных дрожжей на 1 кг сахара. Соотношение сухих и измельченных легко объяснимо: в измельченных около 75% воды и 25% самих дрожжей. Это также объясняет ощущение, что прессованные, кажется, лучше всего работают в этих пропорциях. Их просто больше!

Использование меньшего количества дрожжей приводит к значительному увеличению времени ферментации. Например, если вы поместите 70 граммов прессованных дрожжей вместо 100, вам нужно быть готовым к удвоению времени брожения. Очень важно использовать дрожжи, близкие к рекомендуемой настройке, это не только сократит время брожения, но и сократит количество ненужных примесей.

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт

также необходимо обратить внимание на материалы, используемые в ферментационных чанах. Медь — яд для дрожжей, поэтому до окончания брожения не допускать контакта с медными трубами, посудой и т.д.

Сахар

Технология изготовления сахара даже на заводе может быть разной. При рафинировании его раствор подвергают карбонизации. Для этого используют как древесный уголь, так и древесный уголь, причем последний более эффективен для осветления и обесцвечивания сахара.

Поэтому при выборе сахара-рафинада нужно ориентироваться не столько на производителя, сколько на запах и цвет. Использование костного угля придает сахару легкий казеиновый запах.

Желтоватый цвет сахарного песка указывает на его более низкую степень очистки и возможную щелочную реакцию в растворе (слабый розовый цвет фенолфталеина). Наши коллеги в последнее время сталкиваются с этим довольно часто.

Дрожжи нуждаются в кислой среде, поэтому есть смысл скорректировать кислотность, добавив один-два грамма лимонной или фосфорной кислоты на 1 кг сахара. Если полениться, брожение можно отложить. Однако нужно знать, когда остановиться: чрезмерное повышение кислотности сусла приводит к значительному увеличению общего количества метаболитов и снижению содержания спирта в спелом сусле.

Оптимальный pH сусла для спиртового брожения составляет около 4-4,5.

Осветление

Если пропорции партии выбраны правильно, дрожжи впадают в спячку либо после обработки всего сахара, либо после минимального его содержания в сусле. В этом случае сусло быстро осветляется буквально за 10-12 часов.

Если в дрожжах недостаточно сахара для выработки спирта, необходимого для прекращения активности сусла, не следует ждать осветления. Необходимо сразу же отгонять сусло. В противном случае накопившиеся ферменты при отсутствии альтернативы запускают процесс автолиза — самоферментации дрожжей.

Если выхода нет и своевременная перегонка невозможна, необходимо добавить в сусло «хвосты» от предыдущей перегонки. Увеличив крепость сусла на 3-4%, мы не только запустим процесс быстрого осветления, но и сохраним его.

примечательно, что если сахара в растворе больше 20%, дрожжи изначально находятся под воздействием высокого осмотического давления. Некоторые из них сразу умирают, и начинается автолиз. Брожение затягивается, примеси накапливаются по максимуму.

Как слишком мало, так и слишком много сахара может привести к получению вонючего самогона. Понятно, что то же самое можно сказать и о гидромодуле: это взаимосвязанные вещи.

Процесс осветления увеличивает крепость сусла на 1-2%, но за это время накапливается до 30% всех примесей. И в первую очередь сложные эфиры — в результате реакции кислот со спиртами. Чтобы уменьшить образование примесей во время осветления, необходимо проводить весь процесс при низких температурах, например, в погребе.

Если смывка в дальнейшем уйдет в шлифовку, то ее лучше не уточнять. Полученные эфиры очень трудно удалить от примесей. Если последняя стадия — это самогон, образующиеся сложные эфиры смягчат его вкус, а неконденсирующиеся газообразные соединения азота и серы, испарившиеся в процессе осветления, уменьшат неприятный запах дистиллята.

Уточнение имеет смысл для плодово-ягодного сусла. Однако здесь необходимо как можно дольше выдерживать вино с дрожжами для образования энантических сложных эфиров. Именно на их основе будет формироваться аромат будущего напитка.

Бентонит для принудительного осветления

Осветление бентонитом пришло к нам из виноделия. Там декантированное и декантированное вино осветляют от сухого остатка. Несмотря на это, в лучших винах допускается осадок даже после многих лет выдержки.

Для производства неочищенного спирта использование бентонита для осветления стирки абсолютно бесполезно, а в некоторых случаях является вредным технологическим методом. Бентонит не улучшает качество спирта-сырца.

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт
Бентонит (белая глина)

Единственное видимое преимущество осветления смыва даже с использованием бентонита — это его дегазация. Это позволяет уменьшить пену в кубе и увеличить площадь основания с 2/3 куба до 80-90%.

Реальная необходимость в этом может возникнуть только при переработке больших объемов сусла в зависимости от возможностей оборудования. Если же, нагревая сусло в кубе, когда оно достигнет температуры 70-75 градусов, вы сделаете перерыв, остановив нагрев на 20-30 минут, то дегазация сусла будет намного больше полный.

Особенно стоит предостеречь от использования бентонита для самогонщиков, использующих НБК или даже просто медные кольца для первой перегонки.

Причины понятны и аналогичны тем, по которым категорически запрещается сливать бентонитовый осадок, полученный после осветления, в канализацию:

  • даже небольшое количество суспензии бентонита, попадающей в сопло, приводит к стойкому загрязнению, которое практически невозможно смыть.
  • малейшие следы бентонита при промывке резко изменяют поверхностные свойства набивки;
  • по окончании промывки насос начнет перекачивать ил. В присутствии бентонита он забивает обе трубы с насосом и соплом, заставляя фирму работать каждую минуту.

В общем, лучше оставить бентонит кошкам и сэкономить время и деньги.

Инвертирование

Среди наших коллег, которые готовят сахарный самогон в небольших количествах для употребления в пищу, а не в качестве сырья для дальнейшего измельчения, принято делать пюре с инвертным сахаром.

Когда сахар растворяется в воде, его кристаллы распадаются на молекулы сахарозы, которые представляют собой соединенные вместе молекулы глюкозы и фруктозы. Лишь небольшая часть сахарозы распадается на составляющие.

Если добавить в раствор лимонную кислоту и кипятить 2 часа, 70-80 процентов сахарозы распадется на компоненты. Кроме того, до 85% фруктозы будет не в расширенной форме, которую перерабатывают дрожжи, а в кольцевой форме. Это решение называется реверсивным.

Как положить сахар, воду и дрожжевое пюре - рецепт
Инвертный сахар

Разница в процессе сбраживания

Если к обычному раствору сахара добавить дрожжи, они сразу же начнут вырабатывать фермент инвертазу (сахарозу) путем обработки небольшого количества глюкозы. Этот фермент действует как катализатор расщепления сахарозы на ее компоненты и превращает фруктозу в желаемую форму. Ферменты работают автономно и накапливаются в растворе. Чем выше их концентрация, тем быстрее сахароза превращается в ферментируемые формы. При повышении концентрации алкоголя выработка ферментов снижается, но их концентрация к этому времени уже избыточна.

Дрожжи в первую очередь перерабатывают глюкозу, и только по ее окончании переходят во фруктозу, уже переведенную в ферментируемые формы. Дрожжи, хотя и снижают свою активность по мере увеличения содержания алкоголя в сусле, завершают свою работу как можно быстрее.

При предварительной инверсии с самого начала в растворе много неферментируемой глюкозы и фруктозы и некоторое количество неразложившейся сахарозы. Пока уровень глюкозы выше 0,4%, дрожжи не вырабатывают ферменты, которые расщепляют сахарозу и превращают фруктозу в ферментируемую форму.

Через пару дней, после интенсивной ферментации почти половины спирта, дрожжи сталкиваются с необходимостью изменить свой рацион. Но за это время никто не пытался изолировать ферменты, а ферментируемых форм фруктозы просто нет. Активность дрожжей уже пошатнулась под действием сброженного спирта. Но деваться некуда, и начинается производство ферментазы. Два дня глюкозных вакханалий не прошли даром, и теперь приходится наверстывать упущенное. Следовательно, вторая фаза ферментации фруктозы задерживается, и ферментация менее интенсивна. Тем медленнее, что многие самогонщики, не дожидаясь полного брожения, прерывают процесс, отмечая, что выход спирта на 50-70 мл меньше 1 кг сахара.

В целом, как показывают эксперименты, время полного брожения сусла с инвертным сахаром примерно на один день больше, чем с обычным сахаром. Выход готового продукта заметно не отличается. Меньше примесей с неприятным запахом и совуком. Вкусовые качества, если это понятие применимо к сахарному самогону, см. Выше.

Если цель — самогон, стоит поменять местами. Если спирт-сырец предназначен для дальнейшей ректификации, обращение с сахаром — пустая трата времени и денег.

Автор статьи — Игорь Гор.