Выход спирта из зерна таблица. Объём браги и выход самогона. Практический выход спирта из различного сырья

Спиртовое брожение – сложный биохимический процесс, который происходит при каталитическом действии ферментов дрожжевых клеток на глюкозу и фруктозу, другие шестиуглеродистые сахара.

Процесс сопровождается выделением теплоты: она грамм-молекула сахара (180 г) выделяется в окружающею среду 23,5 ккал тепла.

Процесс спиртового брожения характеризуется следующим количественным соотношением основных продуктов:

С6Н12О6→С2Н5ОН + 2СО2 + теплота

1 г 0,6 мл 274 см3 24 ккал

(0,51 г) (0,49 г) (586,6 дж)

Механизм спиртового брожения связан с эндогенной природой бродильных ферментов, то есть с превращением полисахаридов внутри дрожжевых клеток.

Различают главные и вторичные продукты брожения. К главным продуктам относят этиловый спирт и СО2, к вторичным – глицерин, 2,3-бутиленгликоль, ацетальдегид, пировиноградная, лимонная, уксусная кислоты, ацетоин, сложные эфиры, высшие и ароматические спирты.

Вторичные продукты брожения оказывают большое влияние на органолептические свойства вина – букет, вкус, типичность.

Факторы, влияющие на спиртовое брожение. На ход спиртового брожения, выход этилового спирта, выход и соотношение вторичных продуктов влияют многие факторы:

Химические – состав среды, сусла;

Биологические – раса дрожжей, концентрация дрожжевых клеток, их физиологическое состояние;

Физические – содержание взвесей в сусле, температура и давление.

Химические факторы

Дрожжи быстро размножаются в сусле с содержанием сахаров 180…200 г/дм3 и при рН 3,5. Скорость брожения замедляется при рН <3,5 (т. е. в более кислой среде) и при содержании сахаров >200 и <20 г/дм3.

С повышением рН увеличивается интенсивность глицеропировиноградного брожения, при этом выход этилового спирта уменьшается, а выход глицерина, уксусной и янтарной кислот увеличивается.

Биологические факторы

Расы дрожжей бывают сульфитостойкие и кислотовыносливые, холодостойкие и термовыносливые, спиртовыносливые, обладающие высокой или слабой бродильной активностью, спиртообразующей способностью, наконец, янтарогенные и другие приспособлены:

Ркацители 6, Феодосия 1-19, бордо 20 к низкой температуре сусла и мезги;

Судак IV-5 к высокой температуре брожения;

Феодосия 1-19, Судак IV-5, Ужгород 67 хорошо переносят высококислотное сусло;

Сульфитостойкие расы Кахаури 7 , Судак II-9, расы 47-к, 7;

Спиртостойкие расы Бастардо 1965, Киевская, мускат белый;

Работающие под высоким избыточным давлением СО2 и хорошо дображивающие недоброды Ленинградская, киевская, Магарач 17-35;

Склонные давать недоброды Каберне 5, Феодосия 1-19.

В разводке ЧКД должно быть клеток ≈150 млн/см3, из них почкующихся 30-50%, мертвых не более 5%. В сусло вводят не менее 2-4% дрожжевой разводки.

Сейчас в мире вместо ЧКД применяют все шире АСД – активные сухие дрожжи. АСД разводят в небольшом количестве сусла при температуре 37 оС и через 30 минут они готовы для производства. Норма расхода АСД 1…1,5 г/дал сусла. при их применении повышаются экстракт и аромат, снижается летучая кислотность, а главное упрощается само виноделие. Выпускают АСД в виде порошка или гранул в герметической упаковке.

Физические факторы

Температура брожения. Допустимый диапазон температуры брожения – от 10 до 28 оС. При низких температурах процесс неоправданно замедляется, при высоких - сусло, как говорят «сгорает» (большие потери сусла, аромата, спирта, сахаров, начинают работать бактерии).

Меньше летучих кислот образуется при температуре брожения 15-25 оС. Наибольшее количество глицерина образуется при 29-32 оС.

Считается, что брожение с легкой аэрацией при температуре ≈ 15оС приводит к снижению в вине азотистых веществ: общего азота 100 мг/дм3; аминного азота 50 мг/дм3. При высокой температуре без аэрации в вине остается ≈ 200 – 300 мг/дм3 общего азота.

Давление. При давлении СО2 0,1 МПа размножение дрожжей заметно подавляется, а при давлении 0,8 МПа и температуре 15 оС брожение прекращается. Регулируя давление в резервуаре, можно управлять ходом брожения.

Наличие мелкодисперсной фазы (взвеси сусла). мелкодисперсная твердая фаза обладает активной поверхностью абсорбции.

Установлено, что помимо основных продуктов брожения спирта и СО2 из сахаров возникает множество других так называемых вторичных продуктов брожения.

Из 100 г С6Н12О6 образуется:

48,4 г этилового спирта;

46,6 г углекислого газа;

3,3 г глицерина;

0,5 г янтарной кислоты;

1,2 г смеси молочной кислоты, уксусного альдегида, ацетоина и других органических соединений

Выход спирта – Это его объем в декалитрах (дал), получаемый из 1 т сахара (сахарозы или крахмала), содержащегося в сырье.

Теоретический выход спирта рассчитывается используя уравнение получения спирта:

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 → 4С2Н5ОН + 4СО2

сахароза вода глюкоза фруктоза этиловый диоксид

спирт углерода

342,2 18,0 180,1 180,1 4∙46,05= 184,2 4∙44=176

Из уравнения видно, что из 342,2 г сахарозы должно быть получено 184,2 г спирта. Из 100 г сахарозы выход спирта должен составить:

53,8: 0,78927 =68,2 см3

Относительная

Плотность D204

Следовательно, из 1 т сахарозы должно получиться 68,2 дал спирта. аналогично подсчитаем количество спирта, которое должно получиться из 1 т крахмала.

С6Н12О6 + Н2О → С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2

крахмал вода глюкоза этиловый диоксид

спирт углерода

162,1 18,0 180,1 2∙46,05= 92,1 2∙44=88

Стало быть, из 100 г крахмала должно получиться спирта:

г или см3

Всегда хочется хотя бы примерно знать, какой выход спирта из браги получится в итоге. Эта информация помогает оценить стоимость собственных трудозатрат на приготовление самогона. На расчет выхода спирта из браги влияет довольно много параметров, оттого нет какой-то одной специальной формулы для этого. Важны и тип используемых дрожжей, и соблюдение технологии перегонки, и даже исправность самогонного аппарата. Однако самым главным фактором, влияющим на выход спирта из браги, является тип сырья для ее приготовления. И поскольку содержание сахаров (или углеводов) в сырье — это величина примерно постоянная, то предсказать количество получаемого спирта при прочих равных условиях вполне возможно.

Обычно в таблицах выхода спирта из браги указывают также выход сорокаградусного напитка. Поскольку чистый спирт (96%) никто не употребляет, хочется сразу понимать выход разбавленного дистиллята, как бы в пересчете на магазинную водку. Также в подобных справочных таблицах указываются максимальные значения объемов, достижимые в промышленных условиях. В быту же на практике получаются объемы на 10-15% ниже справочных, и об этом нужно помнить. К тому же выход спирта-сырца из браги будет по значению превышать итоговый выход дистиллята. Например, для сахарной браги принято считать нормой выход 550-600 мл абсолютного спирта с одного килограмма сахара, но этот показатель не учитывает разделения дистиллята на фракции, то есть как раз относится к получаемому спирту-сырцу. В конечной же фракции “тела” будет в итоге около 480 мл “абсолютного спирта” (выход около литра сорокаградусного напитка с кг сахара). Немаловажно, конечно, (рекомендуем выбрать аппарат с ректификационной колонной марки или с сухопарником марки ), который будет давать минимальные потери по спирту при перегонке. Если же Вы планируете , то не пренебрегайте схемами и расчетами для его конструкции, а также рекомендациями по материалам изготовления.

Таблица выхода спирта и самогона из браги (максимальные значения):

Вид сырья (расчет на 1 кг)	Выход спирта (96%), мл	Выход самогона (40%), мл
Сахарный песок	510	1100
Крахмал (кукурузный, картофельный)	720	1520
Рис	590	1250
Гречиха (зеленая, ядрица)	470	1000
Пшеница	430	920
Овес	420	900
Рожь	410	880
Пшено	410	880
Горох	400	860
Ячмень	340	720
Картофель	140	350
Инжир	133	280
Хурма	128	270
Виноград	110	250
Свекла сахарная	100	210
Груша	70	165
Яблоки	60	140
Вишня	50	121
Киви	47	100

Как видно из приведенных выше данных, выход спирта из сахарной браги незначительно превышает выход спирта из зерновой браги. Однако в приготовлении последней большую роль играет осахаривание крахмала. Чем полнее произошло осахаривание (расщепление крахмала на простые сахара), тем больше будет выход конечного продукта.

Выход спирта из браги будет варьироваться также и от соблюдения всех правил и режимов перегонки, а также от надежной работы самого дистиллятора. , чтобы он наверняка исправно проработал долгие годы? Прежде всего, стоит обратить внимание на предложения официальных производителей, ведь только они являются гарантом качества и безопасности собственной продукции. А о том, Вы можете узнать из статей нашего портала.

Приготовление самогона из сахарного тростника далеко не то же самое что приготовление самогона из картофеля. Действительно самогон можно приготовить практически из любого сырья, но сам процесс может существенно отличаться и первые отличия, на которые резонно обратить внимание это выход спирта с конкретного продукта.

Проводить подобную теоретическую подготовку резонно на этапе предшествующем покупки сырья поскольку именно на этом этапе возможно определить экономическую составляющую и разумно оценить затраты и выгоды. Для большей наглядности можно воспользоваться специальной таблицей. На ней приведены данные по усредненному теоретическому выходу спирта с одного килограмма сырья.

Взглянув на таблицу впервые можно буквально сразу же сделать несколько важных выводов

• Выход спирта с фруктового сырья существенно уступает выходу с зернового
• Извлечение спирта из зернового сырья существенно более трудоемок, нежели из фруктового
• Кукуруза самый выгодный тип сырья

Несмотря на то, что выход спирта с фруктового сырья экономически не целесообразен, не следует полагаться исключительно на этот показатель, поскольку личные предпочтения никто не отменял.

Несмотря на наглядность приведенных данных, следует сказать, что тут есть что добавит. Например, в таблице не представлен такой тип сырья как крупа. Крупы можно отнести к крахмалистому сырью посему можно рассчитывать на вполне неплохие результаты.

Пшено – выход спирта 530 мл./кг.

Гречневая крупа – выход спирта 530 мл./кг.

Рисовая крупа очищенная – выход спирта 600 мл. /кг.

Овсяные хлопья – выход спирта 440 мл. /кг.

Манка – выход спирта 580 мл./кг.

Полтавская крупа – выход спирта 570 мл./кг.

Перловка и ячка – выход спирта 530 мл./кг.

Кукурузная крупа – выход спирта 500 мл./кг.

Если внимательно проанализировать приведенные данные, то мы получаем сразу несколько неоднозначных выводов. Рис, гречка дают хороший выход спирта, но их стоимость делает производство нерентабельным. Овсянка дает малый выход сырья посему от нее резонно отказаться. Манка и полтавская крупа дают далеко не лучшую органолептику посему от нее тоже стоит воздержаться. Приходим к выводу о том, что наиболее выгодным сырьем можно считать ячку и кукурузную крупу. Особенно это выгодно при производстве бурбона.

Вот таким нехитрым способом можно определиться с сырьем, которое будет отличной основой для будущих напитков.

Из уроков химии мы знаем формулу этилового спирта - C2H5OH. На практике многие проверили, что это бесцветная жидкость с резким запахом. Этиловый спирт (этанол) получается в результате переработки сахарозы или крахмала. Выход спирта – это объем спирта в литрах, который можно получить из 1 кг сахара, содержащегося в сырье.

Этанол производят следующими способами:

• сбраживание сусла;
• гидролиз растительного сырья – в результате взаимодействия с водой происходит разложение одних соединений с последующим образованием других;
• гидратация этилена – присоединение молекул воды к молекулам самого производимого в мире органического соединения - этилена С2Н4.

Полученный спирт подвергается затем ректификации – очистке. Синтетическим путем добиться хорошего выхода спирта очень сложно. В результате получается технический ректификат, содержащий огромное количество вредных и опасных для здоровья примесей. Оставим этот способ для промышленных предприятий и обратим наше внимание на доступный и знакомый многим процесс – сбраживание.

Выход спирта из различного сырья путем сбраживания

Технология сбраживания лучше всего подходит для домашнего виноделия. Она заключается в том, что дрожжи при определенных условиях начинают перерабатывать сахар в этиловый спирт. Именно таким способом получают все натуральные вина. Не удивительно, что полученный спирт называют «винным».

Химическая формула выглядит так:

C12H22O11 (молекула сахара) + Н20 (вода) = 4 C2H5OН (спирт) + 4 СО2 (углекислый газ) + ТЕПЛО

Реакция происходит при участии дрожжей. Из формулы видно, что в процессе жизнедеятельности дрожжей из молекулы сахара получается спирт, выделяется углекислый газ и тепло.

Расчет выхода спирта из сахара

В химии есть такое понятие, как мольная масса, она пропорциональна молекулярной. Каждый химический элемент имеет свою массу, чтобы ее узнать, достаточно взглянуть на таблицу Менделеева.

Атомные массы присутствующих в формуле элементов:

• Н – водород – 1;
• С – углерод – 12;
• О – кислород – 16.

Заменим в формуле получения спирта буквенные обозначения этими цифрами:

(12х12 + 1х22 + 16х11) + (1х2 + 16х1) = 4х(12х2 + 1х5 + 16х1 + 1х1) + 4х(12х1 + 16х2)

360 = 184 (спирта) + 176 (углекислого газа)

Получается, что со 180 кг сахара выход спирта составит 92 кг. Чтобы узнать, сколько получится спирта с одного кг сахара, нужно поделить: 92/180 = 0.511 кг. Зная плотность спирта (ρ = 0,8кг/л), переведем 0.511 кг в литры. Можете проверить, а можете так поверить, что с 1 кг сахара выход спирта составляет 0.64 литра (0.511/0.8).

Как рассчитать , содержащего сахар?

Брагу ставят не из чистого сахара, а из сырья его содержащего: винограда, яблок, свеклы и др.) Существуют специальные таблицы сахаристости разных продуктов. Так в яблоках сахар составляет 12% от массы. Сахаристость свеклы – 16%. Также существуют таблицы среднего выхода сока из ягод и фруктов. Все эти таблицы можно найти в интернете.

Расчет выхода спирта из яблок:

Из 1 кг яблок получается 0.7 кг сока (табличное значение). При сахаристости 12% (тоже из таблицы) содержание сахара – 0.084 кг (это 12% от 0.7 кг).

Составим пропорцию:

1 кг сахара дает 0.64 л спирта

0.084 кг дает Х л спирта

0.084 х 0.64 / 1 = 0.054 литра – выход спирта из 1 кг яблок.

Выход спирта из крахмалосодержащего сырья

Часто брагу ставят на картошке, пшенице и другом крахмалосодержащем сырье. В технологии производства этанола появляется еще один процесс – осахаривание крахмала. Химически это выглядит так:

(C6H10O5)n (формула крахмала) + nH2O = nC6 H12O6 (глюкоза)

Перед Вами реакция гидролиза крахмала в сахар, а проходит она в присутствии специальных ферментов. Затем начинается сбраживание полученного сахара. Теперь если заменить химические элементы в этой формуле на их молярные массы, то получится, что 1 кг крахмала перерабатывается в 1.11 кг сахара. Содержание крахмала в том или ином сырье легко найти в интернете, а затем можно посчитать выход спирта.

Выход спирта из пшеницы

Пшеница на 60% состоит из крахмала. Выполняем расчет выхода спирта :

Из 1 кг пшеницы 60% крахмала - это 0.6 кг.

Из 1 кг крахмала получается 1.11 кг сахара (см. выше), тогда из 0.6 кг крахмала – 0.666 кг сахара

Из 1 кг сахара получается – 0.64 литра спирта (см. выше), тогда из 0.666 кг сахара – 0.426 литров спирта

Выполнив эту цепочку расчетов, мы выяснили, что выход спирта из 1 кг пшеницы составляет 0.426 литра.

Практический выход спирта из различного сырья

Все вышеизложенное – это теоретический или расчетный выход спирта . На практике его получается на 10-15% меньше.

Причины потери спирта:

• недоброд - часть сахара не была переработана в спирт и осталась в браге;
• неправильное брожение, при котором сахар преобразуется не в спирт, а в другие вещества;
• спирт улетучивается при брожении, перегонке и ректификации.

При какой концентрации сахара выход спирта самый оптимальный?

Спирт – это мощный стерилизатор, убивающий все бактерии и микроорганизмы. Поэтому существует предельная концентрация его в браге, при которой дрожжи начинают гибнуть. Значение этой концентрации – 13%. Вот почему не бывает более крепких вин, есть только крепленые. Чтобы добиться 13%, в исходном сусле должно быть 20.3% сахара.

В диапазоне 10%-13% брожение сильно замедляется. На спиртзаводах время изготовления является важным фактором, влияющим на рентабельность. Поэтому дрожжевой затор содержит только 14% сахара, крепость вин не превышает 9%, зато брожение длится всего 72 часа.

Если в браге больше 20% сахара, то случится недоброд, выход спирта снизится. При концентрации менее 10%, спиртовое брожение перейдет в уксусное. Весь спирт будет потерян. В домашних условиях для оптимального выхода спирта рекомендуется готовить сусло с концентрацией сахара 18%.

Простой вопрос, но крайне запутан небрежными и бездумными цитированиями на просторах Интернета. На различных форумах и сайтах встречаются самые противоречивые данные о теоретическом выходе спирта. Пора поставить точку!

Для начала формулы:

• С12Н22О11 – сахароза;
• C6H12O6 – общая для глюкозы и фруктозы формула (отличаются они архитектурой молекул);
• H2O – вода;
• CO2 – углекислый газ;
• C2H5OH – этиловый спирт.

Теперь о том, что происходит при образовании спирта. Часто формулу образования спирта из сахарозы упрощенно записывают так:

C12H22O11 + Н20 = 4 C2H5OН + 4 СО2;

Но на самом деле процесс происходит в два этапа:

1 этап. Сахароза при каталитическом воздействии, вырабатываемом дрожжами ферментом инвертаза, подвергается гидролизу. В результате образуются глюкоза и фруктоза:

C12H22O11+H2O = C6H12O6+C6H12O6;

2 этап. Под воздействием ферментов, выделяемых дрожжами, происходит реакция с появлением спирта:

C6H12O6 = 2∙C2H5OH + 2∙CO2.

Теперь о выходе спирта. Для этого перепишем уравнения в молярных массах:

• 342 + 18 = 180 + 180 сахароза → глюкоза + фруктоза;
• 180 = 92 + 88 глюкоза → спирт + углекислый газ;
• 180 = 92 + 88 фруктоза → спирт + углекислый газ.

Как видим, спирта в этих реакциях образуется 184 единицы. На это расходуется 342 единицы сахара.

Выход спирта: 184 / 342 = 0,538 кг/кг, или 0,538 / 0,7893 = 0,681 л/кг (0,7893 кг/л – плотность спирта). Если в качестве сырья выступает глюкоза или фруктоза, максимальный теоретический выход спирта составит 184 / 360= 0,511 кг/кг или 0,511 / 0,7893 = 0,647 л/кг глюкозы (фруктозы).

С арифметикой тоже закончили. Теперь понятны и ошибки, допущенные на множестве форумов. На одних ресурсах глюкозу перепутали с сахарозой и получили 0,647 г/л, на других – запутались в единицах измерения и волшебным образом кг/кг назначили литрами на килограмм. Некоторые пошли еще дальше и произвольно приняли плотность спирта равной 0,8 кг/л, в результате получили еще более интересные цифры.

Грамотные самогонщики должны запомнить, что теоретический выход спирта с 1 кг сахара или мальтозы (продукт осахаривания крахмала в зерне) равен 0,681 л/кг, а из 1 кг глюкозы или фруктозы получается 0,647 л спирта.

Проверка готовности браги взвешиванием

Самый простой практический вывод из вышесказанного состоит в том, что во время брожения с 1 килограмма сахара образуется 508 грамм углекислого газа, который уходит в атмосферу.

Значит, поставили брагу в пластиковой бутыли с 5 кг сахара, и взвесили, затем, когда пузырьки закончились, взвесили еще раз. Например, емкость полегчала на 2 кг, значит, 4 кг сахара уже съедено, остался 1 кг. Пусть брага добродит.

Когда 1 кг сахара перебраживает, брага становится легче примерно на 0,5 кг

Если бочка большая, взяли 5-ти литровку, наполнили брагой из бочки, взвесили и отправили обратно в бочку. Это даст одинаковые условия сбраживания. В 5 литровку, естественно, залили кратное количество браги. Например, в бочке 200 литров браги, тогда заливаем в 5 литровку 4 литра – это будет 1 / 50 часть.