Бражная колонна как разновидность самогонного аппарата

Бражная колонна представляет собой самогонный аппарат промежуточного типа. Иными словами, по своему устройству и принципу работы она не может быть отнесена ни к классическим дистилляторам, ни к полноценным ректификаторам. Рассмотрим подробнее, как появилась бражная колонна, для чего она нужна и в чём её отличие от других самогонных аппаратов.

История возникновения

Любители алкогольной продукции домашнего производства всегда стремятся улучшить качество своего продукта, поэтому постоянно ищут пути для совершенствования оборудования. Прототипом бражной колонны для домашнего использования стала специальная промышленная установка, предназначенная для получения спирта. Таким образом, сначала появилась уменьшенная копия колонны, применяющейся в промышленности, однако это не помогло добиться желаемого результата, поэтому бражная колонна претерпела несколько модернизаций, прежде чем приобрела ту конструкцию, которой известна на сегодняшний день.

1. Сначала установку дополнили царгой, чтобы решить проблему брызгоуноса за счёт увеличения высоты конструкции. Помимо этого, добавление царги дало эффект, которого не ожидали: получаемый напиток стал крепче, чем при перегонке без неё, и утратил часть сивушного запаха.
2. Несмотря на появление положительного результата, установка царги не позволила решить все проблемы, поэтому её удлинили, сделав из неё плёночную, или укрепляющую, колонну. Это позволило повысить продуктивность, но не устранило все недостатки.
3. После этого на плёночную колонну установили водяную рубашку охлаждения (т. е. дефлегматор), и появилась полноценная бражная колонна.
4. После изобретения прямоточных и кожухотрубных холодильников их стали активно устанавливать на бражные колонны, что позволило увеличить скорость перегонки.
5. В процессе развития промышленности самогоноварения и появления новых комплектующих, новых технологий создания самогонных аппаратов появилась возможность создать более сложную бражную колонну — колонну непрерывного действия.

Назначение бражной колонны

Установив на перегонный куб бражную колонну, Вы сможете получать продукт крепостью 80–90°, частично сохраняющий вкус и аромат сырья, используемого для изготовления напитка. Таким образом, она соединяет в себе функционал дистиллятора (сохранение органолептических свойств) и ректификатора (получение напитка высокой крепости). Удовлетворительная чистота напитка достигается осуществлением двойной перегонки с правильным отбором «голов», «тела» и «хвостов».

Виды бражных колонн и их особенности

Бражные колонны по своим конструктивным особенностям и принципу работы можно разделить на два вида:

• Плёночная;
• Непрерывная.

Плёночная бражная колонна

Своё название получила благодаря процессам, происходящим в ней, а точнее, из-за того, что примеси с высокой температурой кипения, превышающей температуру кипения спирта, (например, сивушные масла и «хвостовые» фракции) подвергаются конденсации в самом начале колонны и образуют плёнку, которая возвращается обратно в перегонный куб. Это обеспечивает очищение дистиллята от вредных примесей. При этом поднимающиеся горячие спиртовые пары забирают из образовавшегося конденсата молекулы этилового спирта, за счёт чего происходит их укрепление. Такая колонна может производить 5–7 литров в час во время второй перегонки.

Плёночная колонна представляет собой установку из меди или нержавеющей стали, расположенную на перегонном кубе и состоящую из нескольких сегментов. Конструкция* плёночной колонны выглядит следующим образом:

1. Полая пароотводная труба большой высоты, которая зависит от диаметра царги (как правило, диаметр составляет 23–50 см): высота трубы в 30 раз больше диаметра.
2. За царгой следует первый проточный холодильник (дефлегматор), занимающий примерно 25% длины пароотвода и не доходящий до его вершины. Он служит для охлаждения спиртовых паров, поднимающихся из перегонного куба при его нагреве, то есть для дефлегмации.
3. На верхней части дефлегматора установлен термометр. Предпочтительнее использовать электронный, так как он даёт более точные показатели температуры, что имеет большое значение для перегонке через бражную колонну.
   Обратите внимание! В установке с бражной колонной должно быть два термометра: один располагается на перегонном кубе, другой — на дефлегматоре либо сразу же после него. Необходимо откалибровать оба термометра и установить на них одинаковые показания.
4. Дефлегматор соединяется со вторым проточным холодильником при помощи суженной сверху пароотводной трубки-переходника толщиной 8–10 мм из того же металла, что и остальная конструкция. Эта трубка соединяется со змеевиком или трубкой прямоточного охладителя, расположенным (-ой) внутри водяной рубашки. Второй холодильник обеспечивает окончательную конденсацию спиртовых паров и образование конечного продукта нужной крепости.

* Все комплектующие перечислены в том порядке, в котором они располагаются по направлению от перегонного куба.

Достоинства и недостатки

Основным преимуществом плёночной бражной колонны является простота конструкции и эксплуатации, а также возможность получать продукт повышенной крепости с сохранением органолептических показателей сырья.

К недостаткам можно отнести следующее:

• Получаемый напиток не получает должной очистки от сивушных масел, что выявляется при его разведении водой до пригодной для употребления крепости в 40–50°. Следовательно, необходимо отбирать больше «голов», чем при перегонке в дистилляторе.
• Нецелесообразность получения такого крепкого продукта, максимально приближенного к спирту, в случае его редкого использования. Логичнее сразу перегонять менее крепкий напиток, пригодный к употреблению, чем потом разводить его.
• Бражная колонна очень чувствительна к перепадам давления во время подачи воды. Если давление падает (например, когда Вы перегоняете дистиллят на кухне, и в это время кто-то открывает кран в ванной комнате), сивушные масла попадают в напиток.
  Примечание. Эту проблему можно решить несколькими способами. Во-первых, можно стабилизировать давление, закрепив под потолком бачок, который будет выступать промежуточным звеном, пропускающим воду. Во-вторых, можно подавать воду из большой ёмкости, используя аквариумный насос. В-третьих, можно установить на поводящий шланг холодильника регулятор давления для отопительной системы.
• Бражная колонна не обеспечивает полного разделения спиртосодержащих паров на флегму и этанол.

Принцип работы и алгоритм перегонки

При перегонке на плёночной бражной колонне необходимо соблюдать следующую последовательность действий, чтобы все процессы прошли правильно:

1. Заполните перегонный куб брагой и установите все комплектующие плёночной колонны.
2. Начните нагревать перегонный куб. Обязательно контролируйте температуру браги в нём (для этого следите за показателями термометра, установленного на кубе). Когда температурные показатели на этом термометре достигнут 68–70°, начнётся испарение лёгких фракций (альдегидов, эфиров и др.). Важно! Нельзя, чтобы брага закипела, поэтому следите, чтобы температура содержимого перегонного куба не превышала 87–89°.
3. После этого начинайте следить за показателями на термометре, установленном на дефлегматоре. Когда они достигнут 51–55°, начинайте отбор «голов», поскольку при такой температуре они заканчивают конденсацию.
   Примечание. Как правило, на 10 литров дистиллята, перегоняемого в бражной колонне, приходится примерно 0,5 литра «голов».
4. Когда верхний термометр покажет 77°, Вы можете начинать отбор «тела».
5. Показатель в 81–83° свидетельствует о том, что необходимо завершить отбор дистиллята и начать отбирать «хвосты».

Непрерывная бражная колонна

Представляет собой более сложную конструкцию, чем плёночная колонна, при этом имеет бо́льшую производительность. Однако для продуктивного процесса перегонки требуется от 70 до 100–120 литров браги, что затрудняет её эксплуатацию в домашних условиях, поскольку не каждый имеет возможность подготовить столько сырья.

Непрерывная колонна состоит из следующих деталей:

1. Парогенератор, из которого снизу в колонну поступает водяной пар.
2. Специальный насос, сверху подающий в колонну брагу с неизменной скоростью.
3. Контактные элементы, расположенные внутри колонны. Как правило, это тарелки. Контактные элементы обеспечивают площадь взаимодействия водяных паров и браги.
   Примечание. Рекомендуется использовать в качестве контактных элементов тарелки потому, что насадки снижают производительность колонны. Кроме того, если заполнить её РПН или СПН, насадки быстро забьются дрожжевым осадком и другими остаточными продуктами; это остановит работу непрерывной колонны.
4. Нижняя часть колонны оборудована сливом для барды (остаточного продукта перегонки), верхняя — конденсатором для спирта-сырца.

Достоинства и недостатки

Как и всякое оборудование, непрерывная бражная колонна имеет свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ можно выделить следующие аспекты:

• Колонна работает автономно. Это значит, что перегонка прекратится только тогда, когда закончится брага или вода в парогенераторе.
• Возможность получать продукт высокого качества за счёт высокой скорости отжима спирта из браги. За такой короткий промежуток времени мембраны дрожжей не успевают лопнуть, благодаря чему напиток не приобретает дополнительный неприятный запах.
• С непрерывной колонной Вы можете удалить «хвостовые» фракции почти полностью. Для этого необходимо регулировать температуру барды через управление скоростью подачи браги, которая выступает в качестве дефлегматора для «хвостов», обеспечивая их конденсацию.
• При работе с непрерывной колонной нет необходимости наполнять брагой перегонный куб, а затем сливать её остатки после перегонки. Она попадает в колонну непосредственно из бродильной ёмкости и за ненадобностью автоматически сливается в канализацию.
• Непрерывная бражная колонна не требует установки дополнительных автоматических комплектующих. Автоматизация требуется только для процесса подачи браги и тепла в устройство, в остальном она самостоятельно стабилизируется и перегоняет брагу в заданном режиме.

К недостаткам колонны непрерывного типа относятся:

• Необходимость обеспечивать чистоту браги, так как непрерывная колонна может перегонять исключительно жидкое сырьё (на сахаре, фруктах или муке); брагу из солода понадобится фильтровать перед перегонкой.
• Необходимость обеспечить непрерывное поступление браги в колонну и, как следствие, необходимость искать специальный, дозирующий, насос.
• Необходимость обеспечивать стабильную мощность и постоянно контролировать её, чтобы отжим браги происходил с одной и той же силой на протяжении всей перегонки.
• Риск поломки трубчатого электронагревателя при использовании перегонного куба в качестве парогенератора. При перегонке большого количества браги существует вероятность оголения нагревателя, поэтому важно контролировать уровень жидкости в перегонном кубе или пользоваться парогенераторами с подпиткой.
• Невозможность перегонять пенистые или недобродившие браги при отсутствии пеногасителя, защищающего отбор от брызгоуноса.

Как можно увидеть, непрерывная бражная колонна по сравнению с плёнчатой имеет больше и преимуществ, и недостатков.

Принцип работы и алгоритм перегонки

При перегонке на непрерывной бражной колонне также необходимо соблюдать определённую последовательность действий, чтобы все процессы прошли правильно:

1. Необходимо разогреть парогенератор до температуры кипения.
2. После этого обеспечьте подачу браги из специальной ёмкости с помощью насоса. Убедитесь, что она стекает на расположенные внутри колонны тарелки и разделяется на множество потоков.
3. Дальше процесс перегонки уже не зависит от Вас. Стекающая брага контактирует с поднимающимися парами и нагревается от них. В результате этанол, содержащийся в браге, подвергаются испарению, а примеси с высокой температурой кипения, не успевающие испариться при такой высокой скорости перегонки (тепло- и массообменные процессы протекают приблизительно за 13–15 секунд), через сливное отверстие уходят в канализацию. Спиртовые пары же перемещаются дальше, к охладителю.

Выводы

Таким образом, плёночную бражную колонну проще установить дома и проще использовать, так как она требует меньших затрат сырья. Тем не менее, у непрерывной колонны есть одно значительное преимущество, из-за которого может сложиться впечатление, что пользоваться ей проще: это автоматизация процесса. Действительно, перегонка на плёночной бражной колонне требует большой концентрации и постоянного контроля, поскольку отбор «голов», «тела» и «хвостов» производится при строго определённых температурных значениях, которые нужно отслеживать. Однако практика показывает, что непрерывные бражные колонны всё же больше подходят для промышленного производства и редко используются для приготовления алкогольных напитков в домашних условиях.