Винокурение. — Древность не знала ныне всюду распространенных видов водки (Eau de vie, Branntwein, Schnaps, Brandy, whiskey, см. Водка), как перегнанного «крепкого», или спиртового, напитка, потому что искусство перегонки (см. это сл.) выработано в эпоху алхимиков Средних веков. Применяли прямо виноградное вино, брагу и др. перебродившие (см. Брожение, Дрожжи) спиртовые напитки; перегонка же их составляет отличительную черту В. После открытия перегоняемости спирта, или алкоголя (см. эти сл.), перебродившие жидкости стали прямо перегонять, нагревая огнем в кубах, а выделявшуюся смесь паров воды и спирта охлаждали в холодильниках или змеевиках (медные трубы) и сгущающийся (превращающийся из парообразного состояния в жидкое) «погон» или «перегон» (дистиллят, см. это слово) прямо употребляли как напиток. Способ этот назван выкуриванием вина. Так, напр., с давних пор в России выкуривалось «хлебное вино», приготовляемое из бражки или перебродившего с дрожжами хлебного сусла, получаемого, подобно пивному суслу и квасу, при посредстве солода и хлебной муки. Производство такого В. известно в России с незапамятных времен. Так же точно при перегонке виноградных вин получается в перегоне винный напиток, содержащий воду, спирт и некоторые летучие подмеси, придающие напитку характеристические свойства. Таков коньяк (см. это сл.) и так называемая у нас «французская водка». Естественное содержание сахаристого вещества в виноградном соке отвечает сахаристому началу (мальтозе, см. это слово), происходящему при обычном В. из хлебного крахмала при действии солода. При перегонке перебродивших спиртовых жидкостей (напр. бражки, виноградного вина, сидра и т. п.), так или иначе полученных и всегда содержащих не более [1] 17 объемных процентов алкоголя (см. Спиртомеры), сперва сгущается перегон, более богатый безводным спиртом, чем дальнейшие порции перегонки, которые постепенно беднеют алкоголем до того, что под конец перегоняется лишь вода, и тогда в перегонном кубе остается «винная барда», как флегма (см. это слово). Первые части перегонки, способные гореть, богатые алкоголем и бедные водой, называют винным спиртом или просто спиртом (esprit de vin, Spiritus, Weingeist, Spirit of wine). Спирт сам по себе непригоден как напиток (отравляет), но с водой прямо дает водку, а потому, имея спирт, тотчас легко получить водку, и для отправки, очевидно, удобнее получать спирт, чем водку. Поэтому В. повсюду направилось на получение спирта, а не водки, и ныне оно состоит в производстве спирта, а не водки. В большой торговле обращается чаще всего спирт, содержащий более 80 объемных процентов алкоголя или безводного спирта (см. Спирт винный) и даже до 95 %. Такой крепкий спирт носит аптечное название Spiritus vini rectificatissimus. Безводный же спирт (или винный, этиловый алкоголь), определяющий ценность водки и спирта и полученный в первый раз лишь в конце прошлого столетия петербургским аптекарем и академиком Левицем, производится только при посредстве веществ, отнимающих воду, каковы, напр., негашеная известь, окись бария и металл. натрий, лабораторными способами, а потому не составляет предмета В. Спирт, приготовляемый на винокуренных заводах, не только идет в смеси с водой и др. веществами для получения водок, наливок и настоек как напитков, но и для множества иных целей. Большое его количество в достаточно очищенном виде (см. далее) идет в подмесь к виноградным винам (особенно много к крепким испанским), а менее чистый употребляется также в спиртовых лампах, для производства спиртовых лаков, хлороформа, серного эфира, парфюмерных препаратов (напр. духов, одеколона и т. п.), коллодия, экстрактов, эссенций, эфиров (см. эти слова) и т. п. товаров. Поэтому производство и торговля спиртом приобрели большое всемирно-промышленное значение. Выражая производительность стран в числе миллионов ведер безводного спирта, добываемого в последние годы (1887—1889), и заметив, что 1 ведро безводного спирта соответствует примерно 2½ ведрам водки и весит около 238/10 фунт. [2], имеем приближенные числа годового производства стран:
| Безв. спирта. | |
|---|---|
| Россия (1889) | 33 милл. вед. |
| Германия | 25 |
| Франция | 14 |
| Австрия | 13 |
| Великобритания | 12 |
| Дания, Швеция, Норвегия | 6 |
| Бельгия и Голландия | 6 |
| Италия и Испания | 4 |
| Прочие страны около | 21 |
В сумме это составляет около 135 милл. ведер (около 16½ милл. гектолитров) безводного спирта в год, а полагая торговую цену ведра (без акциза) около 2½ р., получится, что ныне производство спирта поглощает в год около 300 милл. руб. [3]. Международная торговля спиртом достигает значительных размеров по той причине, что многие страны, напр. Испания, не обладают условиями производства спирта, т. е. избытком потребного для него дешевого сырья. Россия вывозит в чужие страны от 4 до 7 милл. ведер в год (1883—1890 гг.). Ценность спирта определяется, однако, не только ценой его на месте производства, сложенной с ценой перевозки, укупорки и вообще торговых расходов (в том числе усышка и утечка), но главным образом величиной таможенных и акцизных пошлин [4]. Потребление спирта всюду облагается более или менее значительными акцизными и таможенными сборами. На ведро безводного спирта акцизный сбор в России составляет ныне (с 1888 г.) 9 р. 25 к. кред., или, при курсе 150 к. кр. за 1 р. зол., около 6 р. 17 к. зол. с ведра, т. е. около 200 франков с гектолитра. Таков же почти размер акциза в С.-А. С. Штатах. Во Франции и Италии он немного ниже, в Германии гораздо ниже, а в Великобритании гораздо выше, чем в России, а именно в Англии почти в 2 раза. Акциз (см. это сл.) со спиртных напитков представляет не только косвенный, удобособираемый правительственный доход, с трудом могущий заменяться каким-либо иным (в 1889 г. он дал, напр., в России около 275 милл. руб. со спирта, пива и водок; в Англии он дает около 23 милл. фунт. стерл. со спирта и пива + 5½ м. ф. стер. таможенных доходов с этих же предметов, т. е. почти столько же, как в России), но, сверх того, до некоторой степени препятствует распространению излишнего потребления крепких напитков. Но так как спирт действует возбуждающим образом в то же время, как горючее вещество, непосредственно служит пищевым средством, развивающим теплоту (см. Пища), и в этом отношении сходен с жирами, сахаристыми и крахмалистыми веществами, то умеренное потребление спиртных напитков, особенно разбавленных (пиво, квас, виноградные вина, водка), должно считать отвечающим естественным потребностям, а потому акцизное обложение спирта должно считать одним из рациональнейших видов собирания государственных доходов, особенно же если при этом настолько приняты во внимание интересы сельскохозяйственного винокурения, что оно может свободно конкурировать с заводско-капиталистическим В. Притом акциз с хлебного и картофельного винокурения, до сих пор преобладающих, стесняя (через повышение цен) свободу В., содействует тому, что для пищи людей остается большее количество хлебных продуктов. Но так как они при В., давая спирт, оставляют барду, пригодную для корма скота, то для чисто сельскохозяйственных интересов во всех отношениях лучше отчуждать лишь спирт, оставляя барду, чем продавать сам хлеб. Здесь сущность дела в том, что В. служит к превращению на месте производства продуктов земледелия (картофель, кукурузу, свеклу, хлебные зерна) в вещество (спирт) более ценное, менее, чем они, весящее [5] и содержащее только (воду, углерод и водород) начала, получаемые растениями из воздуха, тогда как все почвенные начала (азотистые и зольные), определяющие плодородность почв, остаются в барде и могут служить для откармливания животных и удобрения полей. Отсюда ясно видно, что, продавая спирт вместо хлеба и др. продуктов земледелия, сельские хозяева могут не только получать высший доход, не только предохранять землю от истощения, но и умножать количество разводимого скота, что составляет в соединении с земледелием и заводским делом доныне одну из высших форм интенсивного сельскохозяйственного производства. Так как сельскохозяйственное винокурение по самому своему существу должно ограничиваться малыми размерами и лишь частью годичного времени (после сбора продуктов земледелия, в зимнее время, когда корм скоту труднее получается), то оно против обширных коммерческих предприятий должно иметь много невыгод, зависящих от того, что проценты на обзаведение, управление и многие общие расходы, уменьшающиеся при увеличении размера переработки, раскладываются на малое количество товара, а технические усовершенствования [6] малым заводам труднее доступны, чем большим, и так как выгоды от хозяйственного пользования бардой (коммерческие заводы должны продавать ее в посторонние руки) малозначительны, то при прочих равных условиях крупное коммерческое В. естественным образом подавляет сельскохозяйственное. Поэтому акцизное обложение винокуренных заводов получает во многих странах некоторые облегчения, когда материалом служат местные продукты, производимые в имении (или в совокупности нескольких соседних имений) владельца завода, то есть когда В. производство входит в состав хозяйства, основанного на земледелии и скотоводстве. В России издавна В. распределялось отчасти между крупными коммерческими предприятиями, отчасти у помещиков (особенно в Западных губерниях) в мелких сельскохозяйственных В. В 60-х годах, при уничтожении откупов (1863 г.), явились условия, благоприятствующие развитию первых и сокращению части вторых. Средняя годовая производительность каждого из русских заводов в начале 60-х годов едва превосходила 6 тыс. ведер безводного спирта [7], а к 80-м она возросла до 20 тыс. ведер в год, число же заводов (при постоянно возраставшей массе общей добычи) уменьшилось более чем в два раза. Так как при этом часть питательной барды пропадает вследствие ее скапливания при больших винокурнях в излишнем количестве, то такой порядок, хотя облегчающий собирание акцизных доходов, нельзя считать благоприятным для народного хозяйства. Поэтому с 1886 года в акцизных узаконениях России являются различные льготные условия для возможности конкуренции мелких винокуренных заводов с крупными. Сельскому В. дано было больше прав для безакцизного пользования перекуром для первых 10 тыс. ведер получаемого на данном заводе безводного спирта, а с июля 1891 г. перекуры уничтожены и установлены льготы для сельскохозяйственного В. [8], которое сверх общего отчисления безакцизной части спирта на усышку и утечку [9], более значительного для мелкого В. сравнительно с крупным, пользуется еще правом акцизной скидки в 4 % с первых 5000 ведер безводного спирта, 2 % со следующих 5 тысяч ведер безводного спирта, 1½ % со всего количества до 30 тысяч ведер безводного спирта и ½ % с выкурки от 30 до 60 тысяч ведер безводного спирта. При 9¼ рублях акциза с ведра безводного спирта дарованные льготы для наиболее мелких сельскохозяйственных винокурен предоставляют им премию около 20 коп. на ведро водки в 40° (или полугара) против очень крупных заводчиков, получающих миллионы ведер водки. А так как ведро полугара стоит, помимо акциза, при нормальных в Средней России ценах хлебных продуктов около 60 к., то льготу, дарованную сельскохозяйственному винокурению, должно считать весьма крупной и могущей оказать влияние на распространение мелкого хозяйственного В. [10].
Сырыми материалами для В., или для производства спирта при помощи перегонки, могут служить: а) перебродившие жидкости, напр. виноградное вино, сидр и т. п.; сюда же относится бражка; б) сахаристые растворы и вещества, напр. сладкие ягоды (вишни, сливы, тутовые и т. п.), виноградные выжимки, всякая патока (см. это сл.), напр. черная свекловичная патока (меласса) и т. п.; сюда же относится сусло (осахарившиеся хлебные заторы); в) крахмал и вещества, содержащие крахмал и подобные ему углеводы (см. это сл.), способные превращаться в сахаристые вещества, т. е. глюкозы (см. это слово), например картофель, кукуруза, рожь и т. п.; г) сюда же относятся, по существу дела, и всякие виды клетчатки, напр. древесные опилки, отбросы трав и т. п., потому что они по обработке серной кислотой (см. Волокна растений, Клетчатка) способны давать бродящие виды глюкозы; д) этилен, или маслородный газ (см. далее эти слова), способный давать спирт и образующийся из каменного угля, нефти, дерева и т. п. веществ как продукт их изменения. Два последние рода производства спирта не применяются при современном положении вещей. Специальные формы В., напр. приготовление арака из риса, коньяка из виноградного вина или рома из патоки сахарного тростника, чаще всего носят и поныне характер сравнительно мелкой кустарной промышленности и дают в целом ничтожно мало спирта по отношению к выкуриванию обычных хлебов. Так как в производстве этих видов спирта нет ничего самостоятельно особенного, то описываем далее лишь хлебное винокурение.
Выходы спирта, то есть количество безводного спирта, отвечающее 100 весовым частям сырого материала, зависят: а) от содержания алкоголя в перегоняемой жидкости и от искусства перегонки, т. е. от полноты превращения всего содержащегося алкоголя в крепкий спирт, служащий предметом торговли; б) от количества сахаристого вещества во взятом заторе и от полноты брожения, при котором сахаристое вещество превращается в алкоголь, и в) от количества крахмала и др. углеводов, содержащихся в материалах, превращаемых в глюкозы, и от полноты соложения, или сахарификации, т. е. превращения этих веществ в глюкозу (мальтозу). Это последнее превращение обыкновенно и называется затиранием, потому что осахаревший крахмальный раствор или сусло наз. винным затором (Maische).
Таким образом, В. из крахмалистых веществ состоит из трех главных процессов: 1) соложения затора или осахаривания крахмала, когда нерастворимый в воде крахмал C6H10O5 переходит в растворимое сладкое сахаристое вещество С6H12O6 или сусло, для чего прибавляется солод или проросшие зерна, содержащие диастаз, переводящий крахмал в сахаристое вещество; 2) брожения затора (получение бражки), когда сахаристое начало C8H12O6 распадается на спирт С2H6O и углекислый газ под влиянием прибавляемых дрожжей, и 3) перегонки бражки, когда спирт и часть воды отделяются от остальной флегмы или барды. Каждый из этих трех основных приемов (соложение, брожение и перегонка) винокурения, сопряженный практически с различными утратами, на деле подлежит множеству видоизменений в отношении приемов и применяемых аппаратов и может еще далее совершенствоваться ради уменьшения существующих утрат. При современном состоянии В. можно считать, а) что алкоголь, содержащийся в перегоняемой жидкости, почти весь нацело может быть превращен в продажный спирт; б) что на 100 весовых частей сахаристого начала, считаемого в виде глюкозы (C6H12O6), можно получить до 48 весов. част. безводного спирта, и в) что от 100 ч. крахмала в лучших условиях В. получается до 105 ч. глюкозы и до 50 ч. безводного спирта. Так как превращение крахмала при сахарификации в глюкозу выражается основным равенством:
| C6H10O5 | + | Н2O | = | С6H12O6, |
| крахмал 162 |
вода 18 |
глюкоза 180. |
а переход глюкозы при брожении в спирт основным равенством:
| C6H12O6 | = | 2C2H6O | + | 2СО2, |
| 180 глюкоза |
2 · 46 безв. спирт |
2 · 44 угл. газ. |
то можно было бы полагать, что 162 ч. крахмала дадут 92 части безводного спирта, или 56¾ %, но в действительности собирается обыкновенно редко более 42 % безводного спирта. Часть этих потерь обусловливается существом процессов, применяемых в винокурении, как ниже объяснено, а другая часть зависит от несовершенства применяемых ныне приемов и при дальнейшем изучении этого дела, вероятно, будет значительно уменьшаться.
Так как приемы и приборы для основных процессов В. (сахарификация, брожение и перегонка) подвергаются, смотря по размерам В., по роду сырых материалов и по совершенству устройства, множеству видоизменений, то для ознакомления с делом мы ограничимся описанием обыкновеннейших приемов В., когда исходом служат обыкновеннейшие крахмалистые вещества: картофель, кукуруза и рожь. Винокурение из них вследствие относительной (по содержанию крахмала) дешевизны выгоднее, чем из других хлебов и в то же время наиболее полно, потому что содержит соложение (сахарификацию), не существующее, напр., при В. из патоки, представляющей отброс сахарного производства. Очевидно, что В. из свекловичной (черной) патоки (см. это сл. и Сахарное производство) не требует сахарификации, т. е. проще, чем В. из хлебов, и очень выгодно, так как ведется из отброса иного производства. Во Франции оно очень распространено [11]. Винокурение из сладких ягод и плодов (выжимок) ничем существенным (кроме отгонки) не отличается от виноделия и приготовления сидра (см. Водка, Сидр, Виноделие). Оно в ходу почти исключительно в теплых странах [12], равно как и выкуривание спирта из виноградных вин, почему-либо негодных для прямого потребления. Спирт, получаемый из таких вин или вообще из винограда (напр. порченого), идет обыкновенно в подмесь к виноградным же винам для придания им прочной сохраняемости (см. Виноделие). По этой причине акцизные правила для В. из винограда значительно облегчаются. Так, напр., в России садовладельцы (виноградников) имеют право безакцизно выкуривать виноградный спирт (кизлярку и т. п. водки), назначаемый для сдабривания виноградных вин, и этой льготой воспользовались в 1889 г. 224 завода; те же лица, которые занимаются таким В. для продажи получаемого спирта, платят не по 9¼ р. с ведра безвод. спирта, а только по 5 руб. (с 1888 г.) и таких заводов в 1889 г. действовало около 2000 (Сев. Кавказ, Закавказье, Крым, Бессарабия, Туркестан). Всего виноградного спирта выкурено в 1889 г. 280 тыс. вед. безвод. спирта (см. о том же Коньяк). Все упомянутые виды В. по самой своей сущности проще В. из крахмалистых веществ (потому что нет сахарификации), а потому знакомство с ним объяснит и другие формы В. Притом наибольшая масса спирта ныне получается именно из крахмалистых веществ.
Очерк этого предмета мы распределяем на 18 пунктов: 1) сырые материалы, 2) объем затора, 3) запаривание и затирание (приготовление затора), 4) солод, 5) процесс, происходящий при затирании (сахарификации), 6) охлаждение затора, 7) квасильные (бродильные) приборы и ход брожения, 8) дрожжи, 9) вещества, образующиеся в спелой бражке, 10) условия перегонки, 11) перегонные приборы, 12) продукты перегонки, 13) «горячее» очищение спирта (вторичной перегонкой), 14) испытание чистоты спирта, 15) контрольные приборы, 16) расположение винокурен, 17) цена и стоимость спирта и 18) технические применения спирта.
1) Сырые материалы (припасы для В.). Для В. могут применяться всякие сырые материалы, дающие сахаристые вещества (см. это сл.), способные при действии дрожжей давать спирт. Так, напр., вещества, содержащие декстрин и др. камедистые вещества (см. это сл.) и клетчатку (см. это сл. и Волокнистые вещества растительного происхождения), при действии серной и др. кислот способны образовывать глюкозы (см. это слово), а потому могут давать и спирт. В. из мхов и листьев основывается на превращении подобного же рода (см. Лихонин). Но В. из материалов, содержащих клетчатку, доныне, хотя испытывалось не раз, не применяется в деле в большом виде, отчасти по недостатку выработанных приемов и примеров, отчасти потому, что многие крахмалистые вещества легко обсахариваются и легко доступны по ценности. Из них особо часто в умеренных климатах применяется картофель. Картофель (см. это слово), содержа обыкновенно от 10 до 27 % (в среднем около 20 %) крахмала и около 75 % воды, представляется из всех культурных растений наиболее подходящим материалом для В., потому что дает с десятины земли при среднем урожае в 400 пуд. (40 четвертей) около 80 пуд. крахмала, при хорошем же — вдвое более, тогда как другие хлебные растения доставляют меньше крахмала с десятины и ценятся выше [13]. Для В. может поступать даже испорченный картофель, хотя выходы тогда меньше. В применяемом для В. картофеле определяют содержание крахмала (см. Картофель, Крахмал) для того, чтобы судить затем о содержании действующего вещества во всех частях производства. Вторым материалом служит кукуруза или маис (см. это сл.), потому что его урожайность значительна и цена ниже, чем других хлебов. Особенно много идет кукурузы на В. в странах, подобных Англии, которые нуждаются в хлебе, и в странах, производящих этот хлеб в изобилии, напр. в С.-А. Штатах, в Сев. Италии и вообще в Южной Европе. При недостатке или дороговизне ржи кукуруза является наилучшим ее заменителем уже по причине дешевизны. В России и в Сев. Германии, где разведение ржи широко распространено, рожь доставляет обычный материал В., представляющий, кроме дешевизны, важное достоинство по легкости затирания (распаривания), особенно по сравнению с кукурузой (взятой цельными зернами) и по чрезвычайной питательности (для скота) получаемой барды. Сравнительный обыкнов. средний состав в процентах по весу:
| Сухого вещества | Крахмала | Белков. вещ. |
Жира | ||
|---|---|---|---|---|---|
| в мат. | в барде | ||||
| Картофель | 25 | 9 | 20 | 2 | 0,2 |
| Рожь | 86 | 43 | 62 | 10 | 11/2 |
| Кукуруза | 87 | 45 | 65 | 8 | 4 |
Картофель промывается для В. в особых лежачих вращающихся конических или цилиндрических барабанах или подобных снарядах (см. Крахмал). Рожь прежде мололась в муку; ныне при запаривании обыкновенно применяется прямо в зерне, потому что и оно легко разваривается в клейстер (см. это сл.). Кукурузу также применяют в зернах, если готовят жидкие заторы, но для получения густых (см. дальше) необходимо молоть, потому что иначе разваривание в клейстер идет не до конца — часть материала теряется. Материалы часто смешивают, напр. на 20 ч. картофеля берут 1 ч. зерна.
2) Объем затора. Все виды винокурения ведутся в растворе, т. е. с избытком воды, потому что сахарификация и брожение происходят только при этом условии, при температурах, соответствующих двум этим главным процессам В. Поэтому первая операция В. состоит в затирании припасов, или равномерном смешении их и разваривании с водой. Затору необходимо придать возможно полную однородность, чтобы превратить весь крахмал в клейстер, а затем в сахар — по возможности без остатка. Содержание воды в готовом, т. е. осахаревшем, заторе может довольно значительно изменяться, но вообще на одну весовую часть сухого материала берется от 3 до 5 ч. воды, т. е. на 1 пуд сухого материала берется около 4½ ведер воды, и получается объем, соответствующий приблизительно объему от 4 до 6 вед. затора (так как плотность материала немного более — воды). На винокурнях очень часто стремятся взять как можно более крахмалистого вещества на данную массу воды, потому что тогда не только уменьшается емкость заторных чанов (а по объему бродящей жидкости в Германии собирают акциз на сельскохозяйственных винокурнях, у нас же учет акциза ведется по выходу спирта) и уменьшается масса, подвергаемая дальнейшим нагреваниям, но и получается после полной отгонки спирта барда, содержащая более питательных начал. Однако выгодность густых заторов исчезает за известным пределом, потому что тогда нельзя достичь полноты сахарификации и брожения, так как продукты действия ферментов останавливают их дальнейшее действие. Так как это последнее особенно легко останавливается при недостатке воды, то очень нередко осахаривание ведут в крепком растворе, а когда затор готов, то, спуская его в квасильный (бродильный) чан, прибавляют новое количество воды, что выгодно в отношении быстрого понижения температуры, необходимого по той причине, что для совершенства и скорости сахарификации требуется нагревание (около 60°), а для брожения — температура, близкая к обыкновенной. Судя по сказанному, очевидно, что существует наивыгоднейшее отношение между количеством затираемого крахмалистого материала и вместимостью бродильных чанов (в них сверху оставляется незанятое пространство, около 1/5 высоты). Предмет этот доныне нельзя считать совершенно твердо установленным сравнительными точными опытами, но в практике принято, чтобы сусло или процеженный затор, подвергшийся сахарификации, показывал по сахарометру Баллинга (см. Сахарометрия) от 12 до 25 процентов (среднее содержание от 12 до 20 проц. глюкозы), и в этих пределах отличаются густые и жидкие заторы, спускаемые для брожения после действия солода.
3) Распаривание и затирание. Но ранее, чем прибавлять солод, крахмалистые материалы должно разварить в клейстер. Это достигалось прежде непосредственно при помощи варки с водой; ныне же (Hollenfreund и др. с 1870-х гг.) распаривание производится в закрытых сосудах под давлением нескольких (2—3) атмосфер, через что не только избегается надобность предварительного помола зерна, но и достигается больший выход спирта по той причине, что остается меньше (1 % вместо 5 %) крахмальных зерен не разбухших, а потому и не подвергающихся сахарификации. Притом часть крахмала при нагревании до 120° с водой переходит в растворимое состояние (Delbrück), а часть (Märcker) осахаривается или дает вещества, бродящие с дрожжами; но температура при распаривании не должна превосходить 130° Ц., потому что — при высшей — глюкозы и декстрин изменяются в небродящие карамелистые вещества, а выше 150° и сам крахмал, а потому при распаривании давление не должно превосходить 3½ атмосфер. На прилагаемой фигуре 1 изображена одна из наиболее ныне распространенных форм комбинации распарника А с заторным чаном F по системе Генце (Henze). В других новых аппаратах расположение и форма частей сильно видоизменяются, но сущность дела того же рода, хотя иногда распаренный материал особо растирается или (напр. у gontard и др.) распаривание и затирание, сопряженное с прибавкой солода и перемешиванием, совершается в одном и том же пространстве, могущем выдерживать внутреннее давление паров (как в пространстве А для распаривания прибора Henze) до 3½ атм. Однако чаще распаривание или образование крахмалистого клейстера производят отдельно от затирания, сопряженного с прибавкой солода, уже потому, что при этом последнем (см. далее) температура должна быть ниже 70° Ц., а запаривание полнее всего идет при температурах от 100 до 125°. Картофель и др. материалы закладывают в запарник через лаз, находящийся сверху, пар проводят в разные места прибора, чтобы достичь возможной равномерности прогрева, а когда материалом служит кукуруза, то паропроводные трубы располагают по касательной, чтобы произвести внутри запарника круговращение. Впуская пар, нижний кран сперва отворяют, и первую часть сгущающейся воды выпускают; но, когда не стремятся к густоте затора, и этот кран скоро закрывают, потому что вода увлекает с собой часть углеводов, могущих дать спирт. Давление доводят до желаемого (2—4 атм.), держат его 10—20 м. (и более) и, продолжая пропускать пар, выдавливают им образовавшуюся кашеобразную массу через открытие крана (или вентиля, между А и С) в заторный чан. На пути масса продавливается через решетки, прутья и отверстия с острыми краями, способствующие полнейшему размельчению размякших зерен и картофеля. Для размельчения зерен и их смеси с картофелем часто прибегают к особенным промежуточным (между парником и заторным чаном) раздавливающим или растирающим приборам или их помещают в самом заторном чане (при употреблении зернового хлеба для достижения достаточного размягчения его перед запариванием иногда или размачивают, или разваривают с водой). Приборы Бома и др., служащие в самом заторном чане для окончательного размельчения оставшихся не вполне разваренными зерен, своим действием умножают выход спирта, потому что без полной равномерности смешения с солодом часть крахмала останется неизмененной (ее можно определить, разбалтывая пробу в большой массе воды, давая ей отстояться и исследуя осадок). Окончательная равномерность смешения достигается в заторном чане, когда начнется уже разжижение массы (от превращения крахмала в сахар) и когда пускается в ход мешалка. В заторном чане F особо важно обратить внимание на приспособления для охлаждения. Оно ныне производится эксгаустором, или высасывающим (при помощи струи пара) прибором G, увлекающим водяные пары и заставляющим выпускаемый из парника клейстер охлаждаться от сильного испарения и действия всасываемого воздуха. Если этого недостаточно, то для охлаждения прибегают к холодной воде, пропускаемой через медные холодильники, погруженные в затор. Охлаждение доводят до 50° — 60° Ц. (температура выше 70° губит солод).
4) Солод. Превращение крахмала в сахаристые вещества производится (см. Крахмал) или при помощи солода (см. это слово), т. е. проросших зерен, содержащих измененные белковые вещества в виде особого растворимого фермента, называемого диастазом (см. это слово), или при помощи кислот; но последний способ, лишь в виде опытов вырабатываемый особенно в Англии, у нас не применяется. Солод берется или «зеленый», то есть сырой, каким он выходит из солодовен, или (особенно для летнего коммерческого В.) применяется сушеный (овинный) или подсушенный на воздухе. 100 ч. ячменя дают около 150 ч. зеленого и около 75 ч. сухого солода. Действие обоих количественно почти одинаково, потому что при сушении солода часть диастаза теряет свое свойство действовать на крахмал. Обыкновенно на 5—6 ч. затираемого зерна или на 15—20 частей картофеля берется около 1 ч. солода, приготовляемого из различных видов зернового хлеба (ржи, ячменя, овса, кукурузы и др.), чаще из ячменя. А так как на 1 часть сухого материала идет около 5 ч. воды, то 1 часть солода приходится примерно на 20 ч. затора; обыкновенно же берут от 4 до 5 ч. (напр. около 4½ килогр. на 100 литров) солода на 100 ч. затора. Но ныне очень часто, производя лучший солод, довольствуются вдвое меньшими его количествами. Солод прибавляется постепенно и притом или однократно, или в несколько приемов. Если затирание ведется в том же пространстве, где происходит осахаривание, то иногда половину солода прибавляют перед запариванием, а после него, когда произведено надлежащее охлаждение (эксгаустором), прибавляют остальную часть подмеси солода. Солод прибавляется или в раздробленном (при помощи вальцов) виде, или в смеси с водой в виде муки, получаемой на металлических мельницах, подобных кофейным.
5) Действие солода (соложение, сахарификация). Запаренный материал, имеющий вид, запах и вкус взятого вида хлебов, от действия солода становится жидким, приобретает особый запах и становится сладковатым на вкус (кислоты вводятся солодом и происходят в заторе), что зависит прежде всего от того, что крахмал превращается под влиянием диастаза в мальтозу (см. это слово) и декстрин [14]. Это превращение идет сравнительно скоро (менее 1 часа), если совершается при температуре около 60° Ц. При низших температурах оно идет дольше, и тогда в заторе имеются и даже усиливаются (развиваются) посторонние виды брожения (см. Ферменты) под влиянием микроорганизмов, попадающих в затор (особенно с солодом), а через это не только выход спирта уменьшается, но и дальнейшие операции, особенно спиртовое брожение, приобретают иной вид, так как дрожжевые организмы должны конкурировать с прочими развившимися при затирании. Полное уничтожение посторонних микроорганизмов (см. это слово и Стерилизация) совершается при температурах выше 75°, когда диастаз солода теряет свою способность превращать крахмал в мальтозу, но при 65° уже большинство посторонних микроорганизмов (особенно дающих маслянокислое брожение) замирает, а диастаз еще не теряет всего своего действия, особенно в присутствии сахаристых веществ. Когда заторы густы и уже действие солода совершилось, то есть сахаристые вещества произошли, тогда можно нагревать даже до 70° Ц. На основании этого прибавление солода производят тогда, когда затор имеет температуру немногим более 50° Ц., а по мере сахарификации ее поднимают до 65° Ц., а при густых заторах даже до 70° Ц. На первый раз кажется, что после сахарификации можно было бы для стерилизации (т. е. для уничтожения всех содержимых организмов) затора нагреть его выше, напр. до 100°, когда организованные ферменты, дающие масляную, молочную и др. кислоты, совершенно погибают, и затем после нового охлаждения прибавлять дрожжей для получения чистого спиртового брожения. Но такой способ совершенно не соответствует делу, потому что диастаз должен сохранить свою способность и при возбуждении брожения, так как он в квасильном чане постепенно переводит декстрин (см. это слово) в мальтозу или оказывает последействие, основанное на понижении температуры, производимом при переходе к спиртовому брожению. Дело в том, что диастаз переводит крахмальный клейстер в смесь мальтозы и декстрина и количество последнего увеличивается по мере повышения температуры и уменьшается при понижении, а при пониженной температуре диастаз способен превращать декстрин в мальтозу, которая дает спирт. При 50—60° сахарификация ведет к тому, что на 4 части мальтозы происходит около 1 части декстрина, следовательно, действие диастаза после затирания еще должно продолжаться, а потому затор нельзя стерилизовать перед брожением. Задачи правильного (выгодного) В. в настоящем его состоянии сводятся именно на вопросы, здесь упоминаемые, потому что от развития посторонних микроорганизмов зависит закисание бражки и уменьшение выхода спирта в столь сильной мере, что необходимо отличить здоровое, или правильное, В. от ненормального, именно по степени развития посторонних — кроме дрожжевых — организмов. Так как солод, прибавляемый к затору, составляет главный источник их введения, то обмывание солода холодной водой удаляет с поверхности проросших зерен приставшие микроорганизмы и служит одним из способов, применяемых для улучшения В., но диастаз легко растворим в воде, а потому действие ее может быть лишь очень ограниченным. Поэтому весьма большое внимание (в 1890 г.) обратило на себя исследование И. Ефрона (D-r J. Effront, директор брюссельского Société générale de Maltose) над действием кислот, прибавляемых к затору, содержащему солод, потому что они уменьшают способность развития молочнокислого и маслянокислого брожения (см. Молочная кислота, Масляная кислота и Ферменты), а именно серная кислота слабо, всех же сильнее плавиковая (см. это слово и Фтор). Опыты многих германских, итальянских и иных винокуренных заводов показали, что прибавка на гектолитр (около 8 ведер или на 6 пуд.) затора всего только 1—2 грамм. плавиковой кислоты [15] уменьшает в 2 раза кислотность зрелой бражки, увеличивает на 10—15 % выход спирта, отнимает от него сивушный запах (водка получается такой, как после процеживания через уголь, см. Водка), и дает менее кислую и дольше сохраняющуюся барду. В 1891 г. Меркер (Галле) и Сокслет (Мюнхен), а в 1892 г. Л. Н. Шишков (в Рязанской г.), наиболее известные ученые, изучающие В., — исследовали прием, предложенный Ефроном, и в существе подтвердили указанный результат заводской практики, из которого должно вывести то заключение, что ничтожно малое количество плавиковой кислоты, прибавляемой к затору, способно предотвращать развитие посторонних видов брожения и через то, оздоровляя бражку, увеличивать выходы спирта, и хотя при здоровом, или правильном, ходе брожения выход спирта не увеличивается, но качество его всегда улучшается. Должно заметить, что вместо самой плавиковой кислоты по опыту и существу дела (кислоты затора освобождают из соли кислоту) можно употреблять с тем же успехом фтористый аммоний и фтористый натрий (см. Фтор). Начавшиеся в последние годы подробные исследования ферментов вообще должны оказать на практику В. очень большое влияние, и ныне, хотя еще нет полной уверенности, можно, однако, с большей достоверностью полагать, что с течением времени окажется возможным направить спиртовое брожение так, чтобы при нем избегнуть [16] образования многих побочных видов брожения (масляного, молочного, даже, быть может, сивушного и т. п.), естественно сопровождающих ныне нормальное брожение и уменьшающих выход спирта.
6) Охлаждение затора. — Затор, нагретый до 50—65°, даже до 70°, перед спуском в квасильный чан и перед прибавкой дрожжей должен быть охлажден до обыкновенной температуры, отвечающей условиям верхового спиртового брожения (см. Дрожжи, Пивоварение), и это охлаждение должно быть сделано, во-первых, по возможности быстро, а во-вторых, по возможности без прикосновения с воздухом, чтобы избежать усиления развития посторонних видов (кислого) брожения. Для этой цели служат холодильники (см. это сл.) различных систем, но наиболее отвечают: 1) длин. трубчатые металлические холодильники, окруженные водой, протекающей в противоположном с затором направлении; 2) охлаждение льдом, когда (зимой) это последнее не сопряжено с большими расходами, и 3) охлаждение в заторных чанах при помощи погружения в них труб, проводящих холодную воду. Охлаждение доводят до 15—20° Ц. (смотря по густоте затора, тем ниже, чем гуще) и усиливают при значительности объема квасильных чанов, при употреблении сильных дрожжей, вызывающих скорое брожение, и при высшей температуре окружающего пространства, потому что все эти условия способствуют нагреву бродящей бражки, а от этого не только облегчается образование кислот (посторонние виды брожения), но и возрастает потеря спирта от испарения, которая притом тем больше, чем гуще бродящий затор.
7) Квасильные чаны (Gärbottiche) и работа в них. Охлажденный затор вливается в особые квасильные чаны, в которые, сверх того, прибавляются дрожжи (см. ниже). Емкость этих деревянных чанов изменяется в широких размерах, от 1 до 21 куб. метров (80—1600 ведер). Так как при брожении бражки выделяющиеся газы и всплывающие дрожжи образуют пену, значительно поднимающуюся, особенно при «диком», т. е. очень быстром и ненормальном, брожении, то верхняя 1/10 часть квасильных чанов оставляется для «игры», или подъема, бражки, а при употреблении ржи оставляют и большую долю свободного пространства, чтоб не иметь потерь от перебрасывания пены через край [17]. Как сами чаны, так и все помещение, в котором они стоят, должны быть вентилируемы, содержимы в полной чистоте и предохраняемы от быстрых перемен температур и ее возвышения, потому что от недостатка в этом отношении брожение легко направляется на образование посторонних продуктов (кислотных брожений), зависящих от развивающихся разнородных микроорганизмов. Поступающие в В. 100 килогр. картофеля требуют не менее 130 литров емкости в квасильном чану, рожь и др. зерновые хлеба — в 3½ — 4 раза более, даже при густых заторах. Брожение, начинаясь умножением или размножением прибавленных дрожжевых организмов, выражается затем выделением углекислого газа, поднятием температуры и образованием в жидкости спирта и побочных продуктов, особенно же глицерина, янтарной и уксусной кислот, сивушного масла, уксусного альдегида и кислот масляной и молочной. При этом объем жидкости уменьшается (зрелая, или перебродившая, бражка занимает меньший объем, чем затор с прибавленными дрожжами) и плотность ее (измеряя процеженной) убавляется, потому что вместо тяжелых сахаристых растворенных веществ образуется легкий спирт. Это падение, или уменьшение, плотности называется аттенуацией и чаще всего выражается в градусах сахарометра (ареометра) Баллинга (Брикса). С 18—25° Баллинга (глюкозы и декстрина содержится около 90 % против показания ареометра) показание падает до 2° и ниже. По этим показаниям ареометра можно судить как о ходе брожения, так и о количестве спирта, могущего получиться. Брожение идет тем быстрее, чем температура ближе к 30° Ц. и чем лучше (здоровее) прибавленные дрожжи, количество которых, считая их прессованными (не сушеными) не превосходит 1 части на 2000 частей затора. Явно можно отличить три периода брожения: б) предварительное (Vorgährung), длящееся около 20 часов и состоящее преимущественно в увеличении числа дрожжевых организмов, б) главное, сопровождающееся обыкновенным выделением газа, и в) дображивание (Nachgährung), при котором декстрин затора дает мальтозу и она подвергается брожению. При густых заторах последний период самый длинный. Окончание узнается не только по прекращению выделения газовых пузырей, но и по тому, что ареометрические показания перестают убывать. При правильно идущем брожении, если температура вначале была 14°, в первый период она поднимается до 20°, во второй (длится около 12 часов) до 30° и в третий (длится около 12 часов) до 32° Ц. Температура выше 30—32° уменьшает деятельность дрожжей (особенно в 3 периоде), а потому не допускается искусственным охолаживанием (опусканием медных змеевиков) и прибавкой холодной воды. Искусство (по температуре, степени кислотности, свойству и количеству дрожжей и т. п.) регулировать ход брожения составляет не особо сложную, но все-таки необходимую науку винокуров, достигаемую наблюдением над всеми обстоятельствами и изменениями бражки.
8) Дрожжи (см. это слово). В В. применяют или пивные прессованные и тому подобные (даже эллиптические дрожжи виноградного вина), особо заготовляемые дрожжи, избирая наиболее чистые, т. е. содержащие наименее посторонних микроорганизмов, или же, чаще всего, заготовляют собственные (так назыв. «искусственные») дрожжи в побочных дрожжевых чанах из солодового затора с прибавкой «матки», или отобранной от прежней операции части дрожжей. Приготовляют дрожжи в условиях, наиболее благоприятных для образования сильных организмов, размножающихся затем в главном заторе и производящих в нем спиртовое брожение. Получение дрожжей на винокурнях состоит прежде всего из заготовки соответственного малого дрожжевого затора. Берут солод, чаще ячменный или ржаной, или часть общего затора, чтобы количество сухого вещества в дрожжевом заторе приблизительно составляло около 1/10 ч. по весу затертых для В. материалов; разбавляют горячей водой (2 ч. на 1 ч. солода) и затирают в чанах, объем которых в 10 раз менее главных заторных чанов, и стремятся к тому, чтобы получилась сразу температура не менее 60°, даже 70°, благоприятная осахариванию и стерилизации вредных микроорганизмов. Обыкновенно после сахарификации дрожжевого затора ему дают закиснуть при 50—55° до образования около 1/2 % молочной кислоты. Температура в 50—55° Ц. оказывается наиболее благоприятной для размножения именно молочных ферментов, а масляные и др. ферменты при ней не развиваются. Когда закисание от молочной кислоты достигнет желаемой степени (по вкусу и титру это легко узнается), тогда подбавляют маточных, головных или семенных дрожжей, предварительно охладив затор до 15—20° Ц. Молочная кислотность затора считается, по опытам практиков, благоприятной росту сильных дрожжей и препятствует развитию иных ферментов; но этот предмет поныне еще не подвержен достаточно точному исследованию по методам, ныне существующим для изучения ферментов, и только в течение самых последних лет началась подробная разработка явлений сего рода (вероятно, здесь микроорганизмы конкурируют между собой). Если молочной кислоты мало и охлаждение совершено недостаточно скоро, то возбуждается (от влияния воздуха, как в виноделии) самопроизвольное спиртовое брожение (самогранка), которое, однако, сопровождается при этом другими родами брожения (особ. маслянокислым). Молочное брожение считается до того полезным при изготовлении дрожжей, что в дрожжевом помещении заботятся о развитии молочного фермента, напр. моют посуду и чаны молоком и т. п. «Матка», или «головка», составляет около 1/10 дрожжевого затора и отбирается от него для следующей заготовки, когда брожение достигает надлежащей силы. Перемешивание необходимо уже потому, что дает доступ воздуху, а он для развития сильных дрожжей необходим (см. Дрожжи). Брожение ведут так, чтобы образовалась «покрышка», т. е. чтобы поднимающиеся пузырьки углекислого газа увлекали с собой на поверхность не только дрожжи, но и крупинки материала (солода) затора. Число дрожжевых клеток увеличивается при этом примерно в 4 раза. Тогда-то и отбирают «матку», или «головку», которая на леднике может хорошо сохраняться. Иногда в дрожжевые заторы кладут хмель и всегда почти производят по отнятии матки «подмолаживание» дрожжей, т. е. образование новых через прибавку части главного затора в виде пищи или материала для жизни клеток. Число дрожжевых клеток через подмолаживание возрастает почти в 1½ раза.
9) «Спелою» бражкою называется перебродивший до конца затор. В нем, кроме воды, спирта, дрожжей и отчасти измененных белковых веществ взятых материалов, содержится много различных других веществ. Часть их, подобно вновь образовавшимся дрожжам, составляет необходимое условие хода спиртообразования, потому что оно основано на сложном процессе жизнедеятельности дрожжевых грибков, их росте, питании и влиянии всякого рода на вещества, находящиеся в растворе. Сюда относятся, как давно показали исследования Пастера, глицерин и янтарная кислота. Альдегид и уксусную кислоту можно рассматривать как второстепенные продукты окисления спирта. Сверх того, всегда в бражке содержатся молочная, масляная и различные иные кислоты, фурфурол (см. это сл.), «сивушное масло» (см. это слово) и др., как продукты изменения сахаристых веществ затора. Для большинства их ныне уже несомненно (см. Ферменты), что они образуются при содействии жизненного развития особых микроорганизмов, подобных дрожжевым, а потому задача усовершенствования В. сводится на уменьшение условий их происхождения. Неполнота осахаривания и эти посторонние виды брожения составляют главную причину того, что ныне, как сказано в начале, выходы спирта не превосходят 2/3 или 3/4 возможного его количества. Ныне уже несомненно, что развитие определенных микроорганизмов требует определенной пищи [18] и др. условий и что некоторые вещества, совершенно препятствующие (как видно, напр., выше, в плавиковой кислоте) одним из таких организмов, нисколько не нарушают деятельности других, а потому предвидится впереди возможность значительно увеличить выходы спирта при В.
10) Условия перегонки. Из зрелой бражки при ее кипячении выделяются летучие вещества, в ней содержащиеся, а именно преимущественно спирт и вода, но, кроме них, альдегид (кипит около 21° Ц.) и та смесь летучих спиртов и эфиров, которая называется сивушным маслом и кипит в отдельности от 97° до 132° Ц. Потом преобладает вода и, хотя спирт кипит при 78°, а вода при 100°, но с самого начала выделяется смесь их обоих и всех летучих веществ, потому что в пары спирта, как в воздух, вода испаряется и уносится вместе. Поэтому простая перегонка не может отделять спирт от воды, хотя все же первые порции перегонки будут относительно богаче спиртом, а последние водой, так что спирт весь выгоняется из бражки, когда от нее останется четверть или треть. Если взять первую порцию перегонки и ее отдельно перегонять, то выделяющиеся сперва пары опять будут богаче спиртом, чем последние порции, и таким образом, умножая число перегонок или производя ректификацию, можно получить спирт желаемой крепости, хотя безводный не получается и крепость может достигать этим путем только до 94 % по весу. Легко устроить так, чтобы сразу можно было производить многократную перегонку. Для этого следует только сгущать первые порции (охлаждая их) и через образовавшуюся жидкость пропускать пары следующих порций, выделяющихся из бражки. Тогда водяные пары этих порций перейдут в жидкое состояние, выделят теплоту и заставят испариться спирт первой порции. Умножая число таких ректификаций, можно не только усилить крепость (т. е. отношение спирта к воде) спирта, выделяющегося из последнего ректификатора, не только управлять этой крепостью по желанию, но и отделить большую часть сивушного масла, содержащегося в бражке. В помощь к ректификации при сложной перегонке служит дефлегмация (см. это слово и Перегонка), т. е. освобождение от флегмы или, в данном случае, от воды. Основана она на том, что если в смесь паров воды и спирта внести охлаждаемую поверхность, поглощающую тепло, но не в таком количестве, чтобы все пары перешли в жидкое состояние, а только их доля, то на охлаждаемой поверхности ранее, чем спирт, сгустится или превратится, в жидкое состояние вода, которая, однако, растворит некоторую часть паров спирта, в парообразном же виде останется спирт с подмесью некоторого количества паров воды. Таким образом, дефлегматор разлагает смесь паров спирта и воды на жидкую часть, богатую водой (люттер, флегма), и на парообразную часть, более богатую спиртом, чем во взятой смеси. Если водянистую жидкость заставить обратно стекать в перегонный куб, а пары, богатые спиртом, подвергнувшиеся ректификации и дефлегмации, охлаждать до сжижения, то можно увеличить крепость спиртовых паров до вышеуказанных пределов 80—95 %. Чтобы иметь основные данные для расчетов, сюда относящихся, приводим некоторые данные (Дюпре и Педж, Геннеберг, Менделеев и др.), касающиеся растворов воды и спирта в разных пропорциях:
| Весовой процент алкоголя |
Тепло- емкость |
Темпер. кипения при 744 мм |
Скрытое тепло испарения |
Теплопро- водность |
Поднятие в капилл. трубке 16° |
Уд. вес при 15°, воды 4° = 1 |
Вес ведра в фунтах |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 0,60 | 77°,9 | 209 | 6,6 | 392 | 0,7936 | 23,8 |
| 90 | 0,66 | 78°,0 | 241 | 7,1 | 405 | 0,8226 | 24,7 |
| 80 | 0,72 | 78°,8 | 274 | 8,2 | 413 | 0,8479 | 25,4 |
| 70 | 0,78 | 79°,6 | 307 | 9,2 | 418 | 0,8721 | 26,2 |
| 60 | 0,84 | 80°,5 | 338 | 10,5 | 423 | 0,8954 | 26,9 |
| 50 | 0,91 | 81°,3 | 370 | 12,0 | 429 | 0,9178 | 27,5 |
| 40 | 0,97 | 82°,5 | 402 | 14,0 | 453 | 0,9391 | 28,2 |
| 20 | 1,04 | 86°,5 | 468 | 17,9 | 564 | 0,9708 | 29,1 |
| (Вода) 0 | 1,00 | 99°,4 | 536 | 22,0 | 1000 | 0,9912 | 30 |
По данным Гренинга и др.:
| % содержание алкоголя: |
Темпер. кипения 760 мм |
% содерж. алкоголя в первой порции паров: | ||
|---|---|---|---|---|
| объемное | весовое | объемное | весовое | |
| 100 | 100 | 78°,4 | 100 | 100 |
| 90 | 85,76 | 79°,1 | 92,6 | 89,2 |
| 80 | 78,58 | 79°,9 | 90,6 | 86,5 |
| 70 | 62,49 | 80°,8 | 89,0 | 84,5 |
| 60 | 52,20 | 81°,7 | 87,3 | 82,3 |
| 50 | 42,52 | 82°,8 | 85,1 | 79,6 |
| 40 | 33,39 | 84°,1 | 82,3 | 76,3 |
| 20 | 16,28 | 88°,3 | 71,3 | 63,9 |
| 10 | 8,05 | 92°,6 | 57,2 | 49,4 |
| 0 | 0 | 100° | 0 | 0 |
Полное удаление спирта из бражки происходит (по Gall), если в бражке было 3, 4, 5 и 6 % спирта, когда отгоняется 20, 25, 29 и 33 %.
11) Перегонные приборы. Когда отгоняют плодовые, виноградные и т. п. продукты брожения, чтобы получать водку, содержащую характеристические подмеси, придающие аромат, и когда вовсе нет расчета получать чистый крепкий спирт, тогда довольствуются кубами простого устройства, снабженными иногда, как на прилагаемом рисунке (фиг. 2), дефлегмационным (тарелочным) прибором А, охлаждаемым водой, и проходящие пары прямо сгущают в холодильниках В. Требования винокуренных заводов иные: должно экономизировать топливо, по возможности отделить сивушное масло и получить весь спирт с возможно малым содержанием воды. Этому удовлетворяют уже в некоторой степени сложные перегонные приборы: Адама (жил во Франции, 1801 г.), Селье-Блюменталя (1819, Франция) и Писториуса (Германия, 1816), фиг. 3, потому что в них заливаемая в чан Q бражка, накачиваемая насосом R, входит сперва в подогреватель FG, в котором холодная жидкость нагревается парами, выделяемыми кубами А и D, и дефлегмирует эти пары, т. е. теплота сжижения воды, содержащейся в смеси со спиртовыми парами, не пропадает даром, а полезно расходуется для предварительного подогревания перегоняемой бражки. Дефлегмация совершается также и при помощи тарелочного аппарата H, на который напускается слой воды. «Люттер», или та часть паров, которая превращается в жидкое состояние от действия дефлегмации, стекает в куб D и подмешивается к бражке этого куба. Периодически, через некоторый промежуток времени, когда из куба А выходят только водяные пары, т. е. когда весь спирт перегнан в куб D, из А выпускают барду, в А впускают (открыв клапан соединительной трубы М) содержимое куба D, а в этот последний впускают из GF подогретую бражку. В кубе D (бражка и люттер), нагреваемом дымоходами топки и парами, идущими из куба А, идет с одной стороны выделение смеси паров спирта и воды, а с другой стороны конденсируются пары, выделяемые из А по трубе В; следовательно, куб D служит для ректификации. Мешалки СС с цепями, погруженными в бражку, препятствуют осаждению и пригоранию твердых ее частей. Таким образом, бражка движется в направлении от G к А и, постепенно нагреваясь, теряет содержащийся в ней спирт, а пары, образующиеся в А от нагревания топкой N, идут в обратном направлении и постепенно теряют воду, встречая все более холодные части аппарата. Под конец пары спирта из тарелочного прибора входят в холодильник К и в его медных трубах, окруженных холодной водой, превращаются в жидкость, стекающую через L в сборник. Средняя крепость получаемого спирта от 80 до 85 объемных %.
Те же самые начала, которые применены Писториусом (а также Adam, Cellier, Blumenthal и мн. другими), встречаются и во множестве разнообразных сложных перегонных приборов, форма и расположение частей которых варьируют весьма значительно. Дальнейшим усовершенствованием этого дела должно считать распространение непрерывно действующих приборов, потому что они требуют наименее ухода, равномерно действуют все время, давая спирт желаемой крепости, нагреваются вводимыми в них водяными парами (из паровика) и расходуют менее топлива. Существует множество систем этого рода; но мы ограничимся описанием двух типов: в Англии употребляемого издавна прибора Коффи (Coffey, фиг. 4) и наиболее часто в других странах применяемого колоннового аппарата, подобного изобретенному Савалем во Франции и изображенному на фиг. 5-й (работы или формы Paulmann, в Ганновере). Во всех таких приборах бражка непрерывно течет сперва по трубам (для предварительного нагрева), нагреваясь от паров воды и спирта (их дефлегмируя), а потом падает каскадом, постепенно переходя в барду, встречает все более и более горячие пары и, отдав весь спирт, постоянно вытекает из прибора. В то же время навстречу бражке движутся пары; впускаемые водяные пары, встречая каскад падающей бражки, отнимают от нее спирт и сами конденсируются, так что под конец остаются пары спирта лишь с малой подмесью воды и такие пары поступают в холодильник, где превращаются в жидкий охлажденный спирт [19].
Аппараты Коффи (фиг. 4) отличаются всегда очень большими размерами (напр. высота 13 метров и поперечное квадратное сечение каждой колонны 6 на 4 метра, в сутки получается до 2000 ведер спирта), относятся к числу самых первых (около 1834 года уже были в употреблении) непрерывно действующих и пригодны исключительно для жидких заторов (такие применяются в Англии), которые легко процеживать перед перегонкой. Они с трудом дают спирт большей крепости, чем 85 объемных процентов. Современная форма этого прибора имеет следующее устройство: первая ректификационная колонна (rectifier) В содержит многие (числом до 40) ряды или слои труб (диаметром до 14 сантим.), по которым движется бражка, накачиваемая наверх колонны насосом С из резервуара D по трубе Е. Если по ходу перегонки требуется приток бражки уменьшить (при помощи крана приводящей трубы), то, отворяя кран трубы F, можно достичь этого при том же ходе насоса. Левая, разделительная колонна (analyser) принимает подогретую бражку, поднимающуюся по трубе gg на ряд медных продырявленных листов, на которых остается слой бражки (в 4 сантим. высотой), а избыток стекает на нижние листы. Через эти слои бражки проходят пары, развиваемые в паровом котле H. Проникая через многие слои бражки, водяной пар отнимает от нее весь спирт, и стекающая барда уходит по трубе К. Спиртоводяные пары по трубе LM переходят из левой колонны А в правую В и здесь, поднимаясь постепенно, дефлегмируются на счет нагреваемой бражки и ректифицируются, потому что должны проходить над длинным рядом перегородок, разделяющих ряды трубок, содержащих бражку. Люттер (по-англ. feints), содержащий много воды и сивушное масло, образуясь в правой колонне В, стекает в сборник N и отсюда насосом О по трубе P поднимается на верх левой колонны А, где и смешивается с бражкой. Пары, восходящие в колонне В, теряя воду, проходят в трубу Q и в холодильник R, где превращаются в жидкое состояние, и оттуда проходят в закрытый стеклом приемник S (где плавает спиртомер, позволяющий знать крепость собираемого спирта) и в сборник Г. Прибор Коффи мало пригоден для перегонки бражки, получаемой из густых заторов, применяемых в Германии и в большинстве винокурен России. Изображенный на фиг. 5 один из непрерывно действующих медных перегонных приборов, как и много ему подобных (в России применяются так наз. бельгийские), с выгодой применяется на винокурнях, имеющих долгий период винокурения и производящих столь значительную массу спирта, что перегонку можно действительно вести без перерыва долгое время. Малые приборы подобного рода с трудом устраиваются и легко засоряются, а большие требуют много металла и потому стоят дорого, так что только при значительной работе окупают проценты на затрачиваемый капитал. А между тем только подобные приборы дают возможность получить крепкий и сравнительно чистый спирт при малом расходе топлива. Здесь можно видеть одну из технических причин того, что большое, коммерческое В. имеет перевес над мелким, сельскохозяйственным, и через это объясняется то различие отношений, которое во многих странах, ныне и у нас в России, делается между коммерческим и сельскохозяйственным винокурением, действующим лишь временно и получающим лишь малые количества спирта.
Главные части прибора Паульмана (фиг. 5) суть: а) колонна А, в верхнюю часть которой приходит предварительно (в D) нагретая бражка и где она, постепенно спускаясь каскадом, под влиянием водяного пара входящего снизу, теряет спирт и дает барду; б) ректификационная колонна B, в которой спиртоводяной пар теряет много воды и дает люттер; в) люттерная колонна С, помещаемая под ректификационной; г) дефлегматор D, служащий в то же время для предварительного нагревания бражки, и д) холодильник Е, сгущающий пары крепкого спирта, прошедшие дефлегматор. Насос F накачивает бражку по трубе G в змеевик дефлегматора. Нагретая бражка по трубе r идет в колонну А, разделенную горизонтальными перегородками на многие отделения, соединяющиеся между собой открытыми с обоих концов и около периферии находящимися вертикальными трубками так, что нижний конец каждой трубки погружен в жидкость, стоящую на нижней перегородке, а верхний выдается над верхней перегородкой, позволяя скапливаться на ней небольшому слою жидкости. Таким образом бражка постепенно спускается до низа колонны А, где через нее пропускается водяной пар для окончательного выделения спирта. В центре каждой перегородки находятся трубки, возвышающиеся над жидкостью (стоящей на перегородке) и покрытые колпаками или обороченными стаканами, заставляющими пары проникать через жидкость каждой перегородки. Таким образом, здесь в каждом отделении происходит ректификация, и выходящие пары содержат до 40 объем. проц. спирта, а доходящая до дна колонны бражка теряет весь свой спирт. Для испытания полноты потери спирта из нижних отделений выводится часть паров в небольшой холодильник i, и если замечается содержание спирта в парах низшего отделения, то количество водяных паров увеличивается. Барда стекает по трубе h в сосуд с поплавком, автоматически управляющим ее вытеканием [20]. Что касается до паров, выходящих из А в В по трубе S, то они и здесь проходят слои жидкости, стоящей на перегородках и состоящей из слабого спирта, текущего из дефлегматора D. Точно так же, как в А, они проходят бражку, но с тем различием, что здесь нет центрального отверстия с колпаком, а прямо в перегородках проделаны отверстия (у высших перегородок меньшего диаметра, чем у низших), через которые прорывается пар, проходя на каждой перегородке через слой стекающего сверху водянистого спирта. Лишаясь спирта, стекающая жидкость (люттер), богатая сивушным маслом, попадает в колонну С, а пар, обогатившись спиртом и потеряв часть воды, проходит по трубе q в дефлегматор D. Здесь распадение пара (на люттер, т. е. слабый спирт, и на пары крепкого спирта) совершается не только под влиянием змеевика, ведущего холодную бражку из G в А, но и от действия воды, нагревшейся в холодильнике Е и из него (для экономии холодной воды) протекающей по трубке k кругом дефлегматора. Жидкость, образовавшаяся в дефлегматоре, по трубе l течет в колонку В, а пары проходят по трубе M в холодильник Е к выпускному отверстию о. Холодная вода, служащая для окончательного охлаждения паров и жидкого спирта, проходит в нижнюю часть холодильника по трубе п. Основная выгода двухколонновых приборов (против одноколонновых и прерывных, подобных Писториусу) состоит в том, что сивушное масло попадает лишь отчасти в барду (а оно ей вредит), главная же его масса остается в люттерной колонне С, из которой выгоняется остаток спирта и где собирается вода и сивушное масло.
12) Продукты перегонки бражки. В обычных условиях (когда сивушное масло особо не отбирается) бражка дает два продукта: барду и спирт. Сивушное масло, образующееся при брожении, всегда (хотя бы и отбиралось особо) входит как в спирт, так и в барду. Следует же представить возможным получение четырех основных продуктов перегонки бражки: спирт, густую или сухую барду, воду и сивушное масло. Такое усовершенствование перегонки бражки составляет ныне стимул производимых улучшений, которые приближаются к намеченному разделению. Доныне, однако, преобладают способы В., дающие лишь барду и спирт. Барда (Schlempe, vinasse, distillers wash, см.) в обычных условиях В., т. е. при впускании водяного пара и при получении крепкого спирта, весит более бражки и занимает больший объем до того, что 100 ведер бражки дают 110—120, даже 125 ведер барды. Это зависит от прибавки воды в виде паров из парового котла, и чем разность объемов меньше, тем экономичнее в отношении к расходу пара действует перегонный аппарат. Различные материалы и заторы различной густоты доставляют, конечно, не одинаковую барду, но она содержит всегда почти все азотистые вещества, бывшие в припасах, хотя большинство белков изменяется в пептоноподобные (см. Пептоны, большая часть которых усваивается в питания) и амидные вещества. Часть жирных, крахмалистых и сахаристых веществ также содержится в барде, а потому барда, особенно хлебная, по справедливости после приноровления к ней скота и вместе с другими более сухими кормами считается отличным средством для кормления (особенно молочного скота) и для откармливания скота. Барда применяется обыкновенно прямо после охлаждения, но может поступать в корм: а) или такой, какой выходит из перегонных [21] приборов (конечно, остывшая), б) или в виде дробины, отцеженная (или отстоявшаяся) от водянистой жидкости (такая, конечно, содержит только часть питательных начал, но может перевозиться и дольше сохраняться), или в) в сушеном виде. Высушенная барда хорошо сохраняется и может далеко перевозиться. 8—10 пуд. обыкновенной ржаной барды дают около 1 пуда сухой барды, содержащей еще около 10 % воды, и затем: около 23 % белковых веществ и продуктов их изменения, около 50 % крахмалистых, жирных и различных экстрактивных безазотистых веществ, около 9 % золы и около 8 % клетчатки. Барда кукурузы содержит более жиров, а картофельная менее питательна, чем хлебная. Других применений, кроме кормления скота (и непосредственного удобрения земли), барда поныне не имеет, а так как сушение барды сопряжено с дорогостоящим удалением большого количества воды, то в тех случаях большого коммерческого В., когда барда не находит применения в пищу скоту, происходит огромная потеря питательных начал. Действительно, при В., напр., из ржи, когда получается из 100 пуд. ржи 46 ведер безводного спирта (это выход очень значительный), вес его близок к 27,4 пудам и отвечает (по уравнению, данному выше) 48 пудам крахмала, следовательно, в барде содержится около половины веса ржи, а именно все ее азотистые и почвенные начала, и бесполезная утрата их должна быть считаема нерациональной. Этим объясняются те преимущества, которые акцизный закон дает сельскохозяйственному В.
Ценнейший продукт перегонки, то есть спирт, никогда не получается в чистом виде, а именно содержит альдегид, сивушное масло, воду и некоторые другие подмеси. Количество и качество этих подмесей сильно влияет как на санитарное качество водки (см. это слово), получаемой из спирта, так и на его ценность. Виноградный сок и виноградное вино дают спирт, содержащий вместо неприятно-пахучего и вредного для здоровья сивушного масла особо ценимый эйнантовый букет (см. это слово и Коньяк). Спирт из картофеля содержит сивушное масло, состоящее преимущественно из амилового и бутилового алкоголей с альдегидом, фурфуролом и т. п. веществами, при новой перегонке довольно легко отделяющихся от спирта. Но и тогда, когда главная их масса отделена, все же картофельный спирт оказывается более пахучим и вреднее действующим, чем хлебный [22]; различие исчезает только после полного очищения. При неполном очищении одной новой перегонкой картофельный спирт оказывается, однако, лучше очищенным, чем хлебный, как показали (1888) исследования Eugen Sell. Кукурузный спирт хотя содержит мало сивушного масла, но оно очень трудно отделимо от спирта, а хлебный, ржаной спирт (содержа преимущественно много изобутилового спирта в своем сивушном масле) издавна пользуется заслуженной известностью в том отношении, что в неочищенном состоянии он содержит менее других видов спирта вредных и неприятно-пахучих побочных продуктов. Но и он после полного очищения приобретает большую безвредность для организма и теряет характерный запах «сивухи».
13) Очищение спирта. Совершенно чистый спирт, содержащий только этиловый (винный) алкоголь (спирт) и воду, не получается при перегонке бражки, даже применяя усиленную дефлегмацию. Зависит это от того, во-первых, что упругость паров подмесей близка к упругости паров смесей спирта и воды, а во-вторых, от того, что подмеси эти чрезвычайно легко растворяются в крепком спирте. В самом чистом спирте винокуренных заводов содержится обыкновенно не менее ½ процента сивушного масла. Задача полного очищения заводскими способами картофельного и всякого другого спирта от всяких побочных продуктов В. имеет особое значение не только для приготовления наименее вредной столовой водки (т. н. «очищенной»), но и для того спирта, который идет в большом количестве в подмесь к виноградным винам и составляет предмет большой международной торговли (Франция и Испания особенно покупают его). Она разрешена в последние 10—15 лет вполне с технической стороны, хотя приемы очищения сложны и [23] экономически до того мало выгодны, что хорошо, вполне очищенный спирт стоит при том же содержании алкоголя с лишком в два раза дороже против обыкновенного, прямо из бражки получаемого на приборах Писториуса и т. п. Хорошо устроенные колонновые аппараты очищают спирт лучше уже потому, что дают его крепче. Способ очищения состоит ныне обыкновенно из следующих операций: берется хороший (мало подмесей содержащий) спирт, разбавляется водой до содержания 45—50 объемных процентов безводного спирта; такая «водка» очищается «холодным» способом, т. е. процеживается через уголь (см. Водка); производится медленная периодическая [24] перегонка такой водки (насытив кислоты, если они содержатся) в приборах, подобных изображенному на фиг. 6 (с дефлегмационной колонной). Водяные пары не впускаются в жидкость, а нагревают змеевик, в ней погруженный, чтобы не вводить избытка воды, и собираются отдельные порции такой перегонки, причем только в средней порции (Feinsprit, alcool de coeure) достигается желаемая и возможная степень очищения, первые же порции (Vorlauf, первый погон, около 8 %, alcool de tête), содержат альдегид и др. летучие подмеси, а последние порции (Nachlauf, queue, хвосты, последний погон около 5 %) имеют свойства начального спирта, то есть содержат сивушное масло. Предварительное разбавление водой, будучи, по опыту, благоприятным для очистки перегонкой, необходимо по той причине, что уголь не отнимает сивушного запаха от крепкого спирта, а процеживание через уголь необходимо потому, что вещество, доныне еще не изолированное, придающее спирту сивушный запах (оно содержится обыкновенно и в сивушном масле, и в обыкновенном амиловом спирте, но с ними вовсе не тождественно, см. далее), не отделяется от него при перегонке, а углем поглощается из водки с легкостью, хотя уголь почти [25] не изменяет в спирте содержания «сивушного масла» (амилового спирта). Другими словами, это значит, что процеживание через уголь служит к отделению от одной подмеси (части сивушного масла, придающей ему «сивушный запах»), а перегонка — от другой. Прием «холодного очищения» углем описывается в статье «Водка», а для «горячей очистки» [26] применяются приборы Савалля (Savalle) или ему подобные, как на фиг. 6. При такой ректификации спирта не только получается лишь доля его в чистом состоянии (наибольшее до 75 %), но и теряется часть спирта (доходящая до 5 %). Все это делает чистый спирт дорогим.
Недостаточность или несовершенство существующих способов очищения спирта объясняют то громадное число попыток, которые делаются в последние годы для достижения более совершенного и экономически выгодного способа очищения. Хотя практически применяются почти повсюду лишь очистка углем и вышеупомянутая ректификация, но мы упомянем о некоторых приемах, или заведомо оказавшихся пригодными и не распространяющихся лишь по недостаточности опытных исследований, или после испытания оказавшихся мало пригодными к делу, чтобы через это перечисление показать, как практически нужно найти лучший, чем ныне, способ очищения спирта. Пикте производит перегонку под малым давлением, применяя сжиженный сернистый газ для охлаждения дистиллята. Борепер, Галлан и др. предложили пропускать при нагревании воздух для удаления альдегида и др. наиболее летучих подмесей. Многие предлагают возобновить оставленный способ пропускания спиртовых паров через уголь. Белильной известью, озоном, гальваническим током и др. окисляющими и восстанавливающими средствами и веществами желают изменить альдегид и спирты сивушного масла, но обыкновенно реакция обращается на сам винный спирт и вводит иногда в него новые продукты, напр. от белильной извести — хлороформ. Щелочи, подобные едкому натру [27], и растворы солей, напр. хлористого кальция, также испытаны многими изобретателями для очистки спирта, но результаты попыток этого рода нельзя считать особо благоприятными. Упомянем для примера о способе Траубе и Бодлендера, предложивших воспользоваться тем, что поташ в растворе удельного веса 1,24 растворяет почти чистый спирт, а подмесь сивушного масла собирается в виде всплывающего слоя, могущего составлять при надлежащем подборе отношений (спирта к раствору поташа) не более 2 % всего раствора. Отгоняя поташный раствор, получают чистый спирт и, разбавляя водой всплывший слой, получают сивушное масло, которое или находит свое специальное применение (см. Сивушное масло), или сжигается в топках. Мыло, жирные масла, смазочные масла нефти и др. подобные вещества (напр. парафин), почти не растворяясь в спирте, извлекают из него сивушные масла (их легко затем можно отогнать водяным паром и регенерировать начальное вещество) и очищают спирт, который после вторичной перегонки (или во время нее) этим способом очищается от большинства подмесей. Лично испытанное мной очищение через взбалтывание со смазочными маслами разбавленного спирта, соединенное с процеживанием через уголь и с перегонкой, дало спирт весьма большой чистоты; но подобные способы хотя удовлетворительны в техническом отношении, оказываются в экономическом дорогими по своей сложности [28].
14) Испытание чистоты спирта. При В., как и во всех обширных и развитых заводских производствах, оказывают значительную пользу (для выгодного ведения дела) химические испытания как состава поступающих сырых материалов, так и продуктов, получающихся при производстве и окончательных товаров, потому что при этом можно проследить и улучшить шаг за шагом все части производства [29]. Так, в В. определяется количество крахмала, густота и кислотность затора, качество дрожжей (см. это слово), содержание спирта и кислот в бражке, содержание сивушного масла, воды и др. в спирте и степень его очищения. Мы остановимся здесь лишь на приемах испытания последнего рода, потому что они имеют особую важность как для производителей, так и для потребителей [30] спирта.
Для качественного определения сивушного масла (амилового спирта) следующий способ пригоден даже тогда, когда к водке или спирту прибавлены столь пахучие вещества, как анис, полынь или тмин, при чем сивушный запах заглушается. Для открытия пользуются сильным запахом, свойственным валерьяновой кислоте (см. это сл.), происходящей при окислении [31]. Испытуемый спирт разбавляют водой до содержания 15 % алкоголя, взбалтывают с хлороформом (около ½ по объему), дают отстояться (хлороформ будет внизу), слабый спирт сливают, прибавляют равный объем воды, взбалтывают, воду сливают, а хлороформу дают при обыкновенной температуре испариться (до того что его запах перестает быть слышен). Тогда к остатку прибавляют несколько капель серной кислоты и столько раствора марганцово-калиевой соли (хамелеона), чтобы жидкость осталась и через сутки окрашенной в красный цвет. Тогда постепенно появляется запах сперва валерьянового альдегида и через несколько часов очень характерный запах валерьяновой кислоты, который ясно слышен при малых количествах (менее ½ %) сивушного масла в присутствии других пахучих веществ. Этим способом, однако, нельзя открыть тех малых следов сивушных масел, альдегида и др., которые содержатся в спирте вторичной перегонки, но которые, однако, понижают продажную цену чистого спирта. Альдегид открывается не только потому, что восстанавливает серебро из аммиачного раствора ляписа, но и потому, что тотчас заставляет краснеть раствор фуксина, доведенный до обесцвечивания сернистой кислотой.
Из всех способов испытания чистоты спирта наиболее обращает на себя внимание (по простоте исполнения и по большой чувствительности) способ Савалля (диафанометрический), основанный на том, что смесь равных объемов крепкого спирта и крепкой серной кислоты, нагретая до вскипания (выше 140°), остается после охлаждения бесцветной, если в спирте нет подмесей альдегида, фурфурола (менее 0,0001 процента) и сивушного масла, в присутствии же их получается тем большее (желтовато-бурое) окрашивание, чем количество подмесей значительнее. Способ этот, исследованный профессорами Шишковым, Кучеровым и Тавильдаровым, принят нашим акцизным ведомством для руководства при снятии (сверх отпускаемого) 3 % акциза (выдаваемого в вознаграждение утрат неизбежных при хорошей очистке), выпускаемого за границу спирта. По цвету окрашивания можно до некоторой степени судить также о количестве подмесей (имея пробные или нормальные оттенки, отвечающие различным содержаниям подмесей, как в других колориметрических определениях), но в сущности проба Савалля качественная, т. е. показывает отсутствие ощутимых количеств подмесей. Если спирт ее выдерживает, то его можно считать высшим из ныне получаемых. Опыт показывает, что если в спирте содержится более 0,001 % альдегида, 0,005 амилового спирта или того же количества последних порций ректификационной перегонки, то уже получается заметное окрашивание. Подробности узаконенного испытания: а) вся применяемая посуда не только должна быть хорошо вычищена, но и обмыта испытуемым спиртом с предохранением от пыли, волокон и т. п. б) Испытуемый спирт должен содержать не менее 94 % безводного алкоголя и берется в количестве 10 куб. сант. в) Серная кислота, удельного веса 1,84 (при 15°), берется в количестве 9 куб. с. г) Серную кислоту прибавляют к спирту понемногу в длинногорлую колбу. д) Колбу со смесью нагревают на пламени спиртовой лампы, держа в руке и постоянно двигая до начала кипения. е) Когда произошло первое вскипание, колбу удаляют от пламени и дают ей охладиться при обыкновенной температуре. ж) Остывшую смесь вливают в тонкую склянку, в другую такую же наливают испытываемый спирт и в третью — взятую серную кислоту. з) Если жидкость со смесью не имеет окраски или ее цвет средний сравнительно со спиртом и кислотой, то спирт должно признать чистым. и) Если в испытываемый спирт попали случайные подмеси (сургуч, дерево и т. п.), то его предварительно необходимо перегнать [32].
Подобному испытанию может удовлетворить только очень чистый спирт, применяемый в аптеках, для изысканных водочных изделий и для подмеси к виноградным винам. Обыкновенный, даже очищенный спирт очень редко удовлетворяет таким требованиям, а в торговле и потреблении обращается спирт, содержащий сивушное масло в большинстве случаев до 0,3 %. Количественное определение этой подмеси представляет тем большее значение, что при содержании более чем 1/3 % или 1/2 % сивушного масла (на 100 безв. спирта) водка оказывает гораздо более вредное влияние на здоровье, чем при меньшей пропорции. Для количественного определения сивушного масла в спирте и водке предложено много способов, но достойны внимания лишь два: Резе (Röse) и Траубе (Traube). Способ Резе (усовершенствованный Stuzer, Sell, Kaiserliche Gesundheitsamt и др.) основывается на том, что хлороформ (см. это сл.), мало растворимый в спирте, разведенном водой, и мало его растворяющий, отнимает от него сивушное масло и через это увеличивается в объеме, так что по размерам этого увеличения можно судить о количественном содержании сивушного масла. Опыты ведутся в особом стеклянном приборе, нижняя часть которого занимает равно 20 куб. с. и назначается для вмещения хлороформа. Затем идет тонкая длинная трубка с делениями на 1/20 куб. сантиметр., а сверху припаян шарообразный сосуд вместимостью примерно в 150 к. с. Налив при 15° (в водяной ванне) хлороформа, до 20 к. с. вливают поверх 100 куб. сант. испытуемого спирта, приведенного через добавление воды до удельного веса 0,96564, или до содержания 30 % безводного спирта по объему, прибавляя к нему, сверх того, 1 куб. сант. серной кислоты (удельный вес 1,286), взбалтывают все, опять приводят ровно к 15° Ц. (отступления как в удельном весе спирта, так и в температуре не должны превышать 0°,05 Ц.) и дают отстояться. Серная кислота прибавляется именно для того, чтобы отстаивание совершалось легко и давало чистый разделительный (между хлороформом и спиртом) мениск. Объем хлороформа во всяком случае будет более 20 к. с., потому что даже из совершенно чистой водки хлороформ растворяет часть винного спирта. Обыкновенно с чистым спиртом (в 30 %) получается 21,4 куб. сант., но лучше для данного хлороформа, применяемого в опытах, надо определить соответственное число предварительными определениями, взяв спирт, выдерживающий пробу Савалля. Если же во взятом спирте было содержание сивушного масла, то объем хлороформа будет более, чем для чистого спирта. Разность покажет количество сивушного масла по прилагаемой таблице, найденной из опытов (15° Ц.):
| Содержание амилового спирта в объемн. % |
Объем хлороформного слоя сверх 20 куб. сант. |
|---|---|
| 0, | к. сант. |
| 0,1 | n + 0,20 |
| 0,2 | n + 0,35 |
| 0,3 | n + 0,50 |
| 0,4 | n + 0,65 |
| 0,5 | n + 0,80 |
| 0,6 | n + 0,95 |
| 0,7 | n + 1,10 |
| 0,8 | n + 1,25 |
| 0,9 | n + 1,40 |
| 1,0 | n + 1,55 |
Вообще, приращение содержания сивушного масла на 1/10 % увеличивает в указанных условиях объем хлороформа на 0,15 кубич. сантим. (= 3/4 %) по объему. Напр. если чистый спирт, доведенный до крепости в 30 % по объему, дал с хлороформом объем 21,65 куб. сант., а испытуемый 22,35, то n = 21,65, искомое приращение объема = 22,35 — 21,65 = 0,70, а содержание амилового спирта = 0,33 [33]. Рекомендуется испытуемый спирт сперва смешать с небольшим количеством щелочи и перегнать, чтобы обмылить эфиры и отделить альдегид. Способ этот, принятый в Германии, нельзя считать ни удобным (он сложен, требует много времени), ни точным, потому что показания сильно изменяются с переменой состава сивушного масла (а след. и качества припасов В.) и с малыми изменениями удельного веса и температуры испытуемой 30 % водки. Однако относительные показания, например, на данном винокуренном заводе могут быть очень полезны, если не по отношению ко всем составным частям сивушного масла, то по крайней мере по отношению к амиловому спирту. Применяя именно этот (Резе) способ, Сокслет (см. ранее) нашел, что процеживание через уголь, служащее для отнятия сивушного запаха и части вредно действующих начал неочищенного спирта, почти вовсе не изменяет содержания амилового спирта или мало влияет на изменение объема хлороформа. А так как, с другой стороны, давно известно, что при В. образуются летучие азотистые соединения, что в продажном амиловом спирте всегда содержатся небольшие количества алкалоидов, подобных птомаинам, и что чистый (химически очищенный) амиловый спирт не имеет сивушного запаха, то ныне должно полагать, что вредные для здоровья свойства подмесей сивушного масла зависят преимущественно от неизвестной еще подмеси спирта и вовсе не пропорциональны содержанию амилового спирта, а потому способы определения амилового спирта (а к ним относится вышеописанный способ Резе) могут дать некоторые указания на достоинство спирта лишь по причине того, что главнейшим материалом В. ныне служит картофель и спирт, из него выкуриваемый, содержит сивушное масло, богатое амиловым спиртом. Подобный же принципиальный недостаток свойствен, вероятно, и способу Траубе, основанному на том, что при содержании сивушного масла водка или слабый спирт определенной крепости имеет весьма явно изменяющуюся величину сцепления, определяемого капиллярными явлениями. Для его определения Траубе прибегает к каплемеру (см. это слово), т. е. определяет число капель, содержащихся в определенном небольшом объеме. Сын мой, В. Менделеев, в моей лаборатории, исследовав и далее разработав этот способ, нашел его не только очень чувствительным [34], но и особенно пригодным в том отношении, что температурные изменения оказывают здесь малое влияние (что заметил и Траубе). Каплемер, или сталагмометр, Траубе (1887) состоит из стеклянного шарика, снабженного двумя капиллярными трубками с метками на них, конец нижней трубки раздут в плоский диск, позволяющий образоваться всегда одинаковым каплям, если вытекает данная жидкость при определенной температуре [35]. Испытуемую жидкость сперва выливают до верхней метки и затем считают число капель, пока жидкость не дойдет до нижней метки. Опыты Саллерона, Дюкло и др. показали, что прибавка к воде небольшого количества винного спирта очень сильно убавляет капиллярное поднятие, а следовательно, уменьшает сцепление или объем капель, им определяемых, а потому число капель, получающихся из данного объема жидкостей, увеличивается. Траубе, заметив, что амиловый (изоамиловый), пропиловый и бутиловый спирт, равно как альдегид, фурфурол и вообще сивушное масло в целом своем составе действуют в указанном отношении еще сильнее (число капель возрастает еще более), чем винный спирт, воспользовался этим для определения содержания сивушного масла в спирте. Берется каждый раз такая смесь исследуемого спирта с водой, чтоб ее уд. вес при 17° был одинаков с уд. весом 20-процентного (по объему) чистого спирта. Для показания степени чувствительности приема достаточно указать в виде примера, что чистый спирт дал 103 капли, а при содержании 0,15 проц. сивушного масла от кукурузного спирта — 107 капель. Считая основные начала способа обещающими (при соблюдении того, что доли капель определяются точно) дать важные для практики, достаточно точные и легко получаемые данные, тем не менее, я не считаю надобным входить в дальнейшие подробности, потому что практическое выполнение определений, насколько они приложены к делу, доныне нельзя считать достаточно совершенным. В результате должно сказать, что способы определения содержания сивушного масла в спирте и водке, как и многие другие отрасли В., должно считать предметом, занимающим ныне внимание многих, но еще не достаточно выработанными [36].
15) Контрольные приборы. Заводской учет спирта в настоящее время повсюду производится (не по весу) через помножение его объема (определяемого в особых мерниках) на объемный процент получаемого спирта, выражающий число объемов пробного (обыкновенно безводного) спирта в ста объемах данного спирта и определяемый по удельному весу или показанию плавающего в спирте алкоголеметрического волчка, или спиртомера (см. это сл.). Такое произведение, зная вес единицы объема пробного спирта, прямо выражает массу (вес), т. е. служит выражением количества получаемого спирта (см. далее цена спирта). Так как акцизное обложение, налагаемое на винокурение, по своему существу может быть уравнительным только тогда, когда оно пропорционально количеству действительно получаемого безводного спирта, и так как оно превосходит саму ценность спирта, то в точном и автоматическом (от произвола людей не зависящем) определении количества получаемого при перегонке спирта еще более, чем хозяин завода, заинтересована общественная казна в лице акцизного ведомства. Для удовлетворения этой потребности предложено с 60-х годов этого столетия множество различных контрольных приборов. Из них наибольшую известность заслужил прибор бр. Сименсов, принятый в России и ныне составляющий неизбежную принадлежность всякой винокурни [37]. Контрольный прибор ставят всегда за холодильником перегонного прибора и скрепляется с ним так, чтобы мимо не могла проходить никакая часть перегнанного спирта. При прохождении через прибор спирта счетчик в виде циферблата с указателем насчитывает число объемов проходящего безводного спирта, хотя протекающий спирт имеет разную крепость. Счет был бы прост, если бы задача состояла, как при измерении количества воды или газа, только в простом счете объемов, протекших через прибор, здесь же она усложняется переменой в плотности спирта, то есть в содержании безводного спирта в протекающих объемах. Но так как при этом плотность изменяется, то можно было этим воспользоваться для такого изменения в счете протекающих объемов, которое отвечает содержанию безводного спирта. Для этой цели в приборе Сименса спирт, прежде чем попасть в барабан, измеряющий количество спирта, проходит через цилиндр, в котором плавает большой поплавок, погружающийся в жидкость тем более, чем легче проходящий спирт. При падении и опускании поплавка движется рычаг, соединенный с верхней частью стержня поплавка. Рычаг этот при помощи соответствующих приспособлений содействует тому, что показания счетчика, то есть его обороты, зависят до такой степени от крепости спирта, что вода может протекать, не двигая счетчика, показывающего объемы спирта, безводный спирт дает полное показание, а промежуточные спирты — пропорциональное содержанию спирта. Движение же снаряду, а следовательно, и счетчикам, придает лежачий цилиндр, разделенный радиально на три отделения. Спирт, пройдя вертикальный цилиндр, где находится вышеупомянутый поплавок, протекает в центральную коробку лежачего цилиндра, а оттуда в соответственное отделение этого цилиндра. Когда накопится в нем ровно полведра жидкости, тогда от запора отверстия, выпускающего воздух из этого отделения, спирт начнет втекать в следующее отделение, через что центр тяжести переместится и цилиндр повернется, так что полный его оборот отвечает прохождению 1½ ведер жидкости. Вращение это доставляет движущую силу, необходимую для оборотов счетчика. В подробности устройство весьма остроумного контрольного прибора, принятого на наших винокуренных заводах, описано в сочинении: Недошивин и Новицкий, «Контрольный спиртомерный снаряд бр. Сименс и Ко, принятый в России для учета спирта» (1886 г., со всеми необходимыми чертежами), и помещено в статье Контрольный аппарат. Введение этого прибора для учета спирта позволило достигнуть акцизному ведомству такой равномерности в акцизном обложении В., которой нельзя достичь ни учетом припасов, применяемых в винокурении, ни определением сроков В. и емкости заторных чанов или другими практиковавшимися способами, а заводчиков освободило во всех частях производства, предшествующих окончательному получению спирта, то есть составило большой успех практики В.
16) Расположение винокурни. В прежнее время, когда ручная работа преобладала и требовалось перемалывать зерно, винокурни устраивали в несколько этажей, так что мастер, долженствующий следить за ходом всех частей дела, половину времени и сил тратил на подъем по лестницам и все же не мог следить за правильным и согласным ходом всего производства. Ныне, когда все главные части В. ведутся преимущественно при помощи приводов от парового двигателя, считается наиболее удобным располагать все в одном нижнем этаже, оставляя верхний для жилья и хлебного амбара. Известный русский химик Л. Н. Шишков, давно в своем имении на заводе изучивший В., считает (в письме ко мне) наиболее удобным в одном большом помещении сгруппировать: паровую машину, картофельную мойку, элеватор для картофеля, парник и заторный чан (Генце), давилку и перегонный куб, с одной стороны (сбоку) в особых помещениях устроить квасильное (бродильное) и дрожжевое отделения, с другой стороны — солодовню, а с третьей — паровик и картофельный подвал. Тогда винокур, почти не сходя с места, легко может следить за всеми частями завода, а это технически и экономически тем важнее, что большинство приборов действуют ныне автоматически и в строгом соответствии друг с другом, так что ни чаны, ни какие-либо другие приборы не остаются пустыми. Этим условием определяются по количеству перекуриваемых припасов размеры и количество всех заводских приборов, а следовательно, и основная стоимость завода.
17) Цена и стоимость спирта. Ценность спирта при данной степени очищения от сивушного масла определяется содержанием в нем безводного спирта, находимым по способам, уже упомянутым в статье «Алкоголеметрия» и подробнее разбираемым в статье «Спиртомер». В России единицей измерений этого рода служат так называемые «градусы», напр. продается или приготовляется такое-то число градусов, ценя каждый по стольку-то (от 1 до 3 коп. за градус). Градус есть сотая доля ведра безводного спирта. А так как ведро его весит 23,8 фунта, то градус весит 0,00595, или около 0,006 пуда. Русские продажные сделки ведутся на «полугар», или на число ведер водки, содержащей 40 объемных процентов безводного спирта, потому что продажная водка по узаконениям России должна содержать не менее 40 % безв. спирта. Цена ведра полугара, очевидно, в 40 раз более цены градуса [38]. К цене градуса прибавляется акцизный сбор (ныне 91/4 к. с градуса), и так как акциз много (в 3—10 раз) превосходит действительную стоимость спирта, то торговая ценность его преимущественно зависит от акциза. Так, напр., когда акциз собирался с веса затираемых материалов по определенным нормам, превышение которых называлось «перекуром» (он частью шел в пользу производителя, выпускался без акциза), тогда малая доля перекура могла сильно уменьшать продажную цену спирта до того, что возможна была продажа ниже акциза. Перекур, ныне уничтоженный, в свое время содействовал стремлению к увеличению выходов спирта, но он мог прикрывать разного рода уловки для обхода акциза и вел к тому, что перекуривались преимущественно дорогие припасы, а потому введение учета акциза по данным контрольных приборов позволило, как выразился Л. Н. Шишков, честным винокурам не быть подавленным уловками неразборчивых на средства. Немаловажный вследствие высоты акциза элемент торговой стоимости спирта составляют неизбежные утраты (усушка, утечка), сопряженные с хранением и перевозкой спирта. Хотя распространение герметически запирающихся железных резервуаров их уменьшает, но не исключает. О размере утрат можно составить понятие по тем германским правилам, которые выработаны из данных широкого опыта и служат для акцизных учетов. На первые 10 дней после перегонки полагается заводам 3 % на утраты, в складах на первую неделю 1/4 %, на 2 недели 1/2 и т. д. до 1 месяца 1 %, на следующие 7 месяцев по 1/2 % до 3 лет, затем по 1/4 %, от 3-х до 8 лет на каждый месяц 1/8 %. Сбавки акциза, сделанные ныне (см. выше) для сельскохозяйственных винокурен, определяются не только тем, что утраты мелких заводов будут всегда более, чем у крупных, но и тем, что предпочтительное развитие первых желательно ввиду рационального потребления барды в корм скоту.
Далее мы рассмотрим цеховую стоимость спирта, не обращая внимания на акциз. Такой случай до некоторой степени осуществляется в действительности в момент выхода спирта из страны для международной торговли, потому что такой спирт в России, как и всюду, освобождается от акцизного обложения, потому что при ввозе в другие страны окладывается таможенным сбором, равняющимся или даже превосходящим акцизное обложение [39].
Стоимость спирта + барда слагается из стоимости: а) % на капитал и погашение, б) общих расходов (управление, ремонт и т. п.), в) припасов, г) топлива, д) рабочих. Первые два расхода лягут тем меньшей величиной на цену градуса, чем завод крупнее и действует большее число дней в году, то есть дает преимущество крупным коммерческим предприятиям над мелкими сельскохозяйственными, действующими своими припасами. Три последних расхода зависят прежде всего от технического совершенства производства каждого завода. Сельскохозяйственные заводы имеют свои преимущества перед коммерческими, а именно близость доставки припасов, дешевизну рабочих в зимнее время и обеспеченный сбыт барды. Не входя в расценку частных расходов, сильно изменяющуюся по множеству обстоятельств, заметим, руководствуясь рядом расчетов имеющихся в литературе предмета (напр. расчетами Pauksch, Gumbiner, Л. Н. Шишкова и др.), что в цене спирта (без выгод заводчика и без оценки барды), считая выход из пуда крахмала 80 вед. гр., кладя на капитал 5 % и на погашение обзаведения 10 %, рубрика а + б участвуют приблизительно в виде 5—15 %, цена припасов, или рубрики в, от 75 до 85 %, топливо (на 1000 градусов около 7 пуд. каменного угля или соответствующее количество другого топлива) и рабочая плата (рубрики г + д) 5—15 %. Отсюда ясно, что цена спирта + барда зависит почти исключительно от цены припасов, а цена спирта, сверх того, от цены барды. Она, как корм, должна с течением времени цениться все выше и выше, потому что в сущности она, содержа ценнейшие части припасов, составляет главную ценность производства. Но так было бы лишь тогда, когда спрос на спирт мог бы удовлетворяться помимо переработки съестных припасов, подобных хлебу и картофелю. Сущность дела здесь в том, что истинную цель промышленного развития составляет, с одной стороны, возвышение полезности переделываемых продуктов (напр. шерсти в ткани), а с другой стороны — и это составляет главную цель передовой техники — отыскание способов производства полезного из бросового и бесполезного, напр. бумаги из тряпья, клея из костей, красок из дегтя и т. п. В современном же В. необходимая людская пища, подобная зерновому хлебу, обращается в спирт, надобность в котором более условна, чем в пище [40], а затем в барду или более дешевую пищу для скота. Здесь, следовательно, нет истинных элементов полезной промышленности, продуктов здесь не прибывает, и они созидаются из других, более необходимых, а потому можно смело утверждать, что в В. должно скоро наступить время реакции, когда здравым образом станут глядеть на эту промышленность. Тогда переделка мхов, опилок и т. п. отбросов в спирт, превращая их сперва в глюкозы, что ныне уже возможно (см. Волокна растений), выступит на первый план. Современное получение спирта из черной патоки или из отброса, остающегося от переделки свекловицы на сахар, составляет истинный успех В., и надо полагать, что этот вид В., уже сильно распространяющийся всюду (особенно во Франции), будет получать год от года наибольшее значение, чему ныне отчасти может препятствовать покровительство сельскохозяйственному В., переделывающему хлеб в барду и спирт. Заметим сверх того, что нефть, каменный уголь и т. п. ископаемые, могущие доставлять этилен С2H4 (см. это сл. и Газ светильный), способны также давать спирт, потому что этилен при известных условиях поглощается серной кислотой, а такой продукт с водой дает спирт C2H6O = C2H4 + H2O. Ныне эти приемы известны лишь как примеры изученных химических превращений, но с течением времени они могут служить практическими способами В., потому что связь науки с промышленностью скрепляется естественным стремлением к отысканию всяких видов полезности.
18) Технические применения спирта. Спирт не только применяется для крепких и вообще спиртных напитков, но по мере развития промышленности находит все больший и больший посторонний спрос для производства многих других товаров. Развитие производства этого рода сильно задерживалось акцизными налогами, всюду непомерно возвышающими цену спирта, а потому сперва Англия, Германия и др. страны Западной Европы, а с 1889 г. и Россия стала отпускать без акцизного сбора спирт для технических целей, хотя при этом ради сохранения интересов казначейства прибавляются такие подмеси, которые препятствуют применять отпускаемый спирт в напитки. Такой спирт называется денатурализованным, и его заводское потребление подвергается особому акцизному контролю. Для подмеси применяют разнообразные в спирте растворимые и неприятно-пахучие, но данному техническому применению не препятствующие вещества. В Англии с (1855 г.) применяют неочищенный древесный спирт (см. это сл.). Технич. потребление такой смеси (methilated spirits), составлявшее в 1875 г. только 1,2 милл. галл-ов, prof.), в 1887 г. уже достигло 2,7 милл. галлонов. Главное применение спирта составляют его различные растворы, напр. лаки, экстракты (медицинские и др.), сжигание в лампах для нагревания (прежде в смеси со скипидаром применяли и для освещения), производство коллодиума и желатинированного пироксилина, различных косметиков и эфиров, а особенно серного эфира, уксусной кислоты и ее солей, многих красок, прозрачного мыла, хлороформа и многих аптекарских препаратов и т. п. Служа антисептическим средством (отнимает воду, необходимую для гниения и брожения, и убивает организмы, как яд) крепкий спирт (его смеси с глицерином и др. вещ.) служит для сохранения животных и растений, в него погруженных, от гниения, а потому применяется, напр., для сохранения анатомических препаратов, рыб и т. п.
Литература. Из новейших сочинений по технике В. наибольшей и заслуженной известностью пользуется Maerker, «Handbuch der Spiritus-Fabrikation» (переведено на русский язык) (последнее, 5-е, издание 1891) содержит все отделы; тот же автор недавно публиковал обстоятельный трактат о способе Ефрона: «Das Flussäureverfahren in der Spiritusfabrikation» (1891). Из новых русских сочинений можно указать на Тавилдарова, «Химическая технология сельскохозяйственных продуктов» (издание Пантелеева, т. II, 1889); Э. Гельбке (преподает В. практически в имении Каббаль близ Дерпта, куда можно поступать для изучения этой отрасли промышленности), «Рациональное и практическое винокурение из картофеля и хлеба» (Ревель, 1890).
Примечания
править- ↑ Потому что брожение, как явление сопровождающее жизнь дрожжевых организмов, останавливается при большем содержании алкоголя, который в избытке действует на дрожжи как вещество, не только останавливающее жизнедеятельность, но и убивающее.
- ↑ Во Франции, Германии и многих др. странах измерения и отчетность ведутся в гектолитрах, в Англии в галлонах. Гектолитр = 100 литрам = 1/10 куб. метра = 8,1 ведр. 1 ведро = 12,3 литра. 1 галлон = 4,54 литрам.
- ↑ Производство виноградного вина (около 1000 милл. ведер в год), содержащего не более 100 милл. ведер безводн. спирта, приносит несравненно больше валового дохода.
- ↑ В большинстве стран (а также и у нас) спирт, идущий для производства многих химических препаратов, освобождается от акцизного обложения.
- ↑ 100 пуд. крахмала дают около 50 ч. крепкого продажного спирта. 100 ч. хлеба — около 25 ч. продажн. спирта. 100 ч. картофеля — около 10 ч. спирта.
- ↑ А от них зависит так называемый перекур, то есть получение большого выхода спирта против нормы, по которой считается во многих странах акцизное обложение.
- ↑ Размеры винокурения, цена спирта и т. п. в России очень часто считаются по числу ведер 40 % спирта, который составляет у нас узаконенную для торговли норму крепости винной водки. Ведро безводного спирта отвечает 2½ ведрам такой водки, или 100 градусам спирта.
- ↑ Таким считают В., производящее в год не более 75 ведер 40-градусного вина на десятину пахотной земли, если завод не сдан в аренду отдельно от хозяйства и если В. не основано для переделки свеклосахарных остатков.
- ↑ С первых 10 тыс. ведер безводного спирта, или с первого 1 милл. градусов, или с первых 25 тыс. вед. в 40° следующих до 30 т. вед. по 1½ проц. и с дальнейших по ½ проц. до 120 тыс. ведер безводного спирта, далее общего отчисления не производится.
- ↑ Предшествующее можно выразить в сжатом виде так: В. из хлебов (но не из отбросов, см. далее) превращает людские кормовые средства в корм скоту, но все же полезно для крупного землевладения, обладающего избытками хлеба, потому что сохраняет плодородие почвы и дает пищу местному скотоводству. Поэтому есть причины, по которым для целой страны, напр. России, выгоднее сбывать спирт, а не хлеб. С наступлением недостатка в хлебе В. из хлеба, как явное зло, должно уступить место В. из других нехлебных продуктов, напр. из дерева, черной патоки, мхов и т. п. Тогда промышленно-коммерческое винокурение должно получить преобладающее значение. Ныне Россия находится в промышленном периоде, еще очень далеком от этого последнего, и особое покровительство сельскохозяйственно-хлебному В. в ней вполне уместно, но всего целесообразнее особо покровительствовать винокурению из прямых отбросов, т. е. веществ, не могущих служить для питания, потому что такое В. одно со временем будет преобладать.
- ↑ Патоку перед брожением разбавляют водой и встречающуюся в ней щелочь насыщают кислотой.
- ↑ Арбузы, сахарный тростник и тому под. сладкие растительные продукты могут составлять исход для специального винокурения. В Бразилии и др. теплых странах из сахарного тростника выделывается много крепких напитков. Сахарное сорго может для этой цели служить и в теплых краях России.
- ↑ Винокурение из картофеля началось в конце прошлого столетия в Швеции, выработалось же преимущественно в Германии. В России оно распространилось под влиянием примера прибалтийских провинций, где с 40-х годов стало господствовать.
- ↑ Об окончательном изменении крахмала можно судить при помощи исчезания синего окрашивания от йода (см. Йод, Крахмал).
- ↑ Плавиковую кислоту ныне легко иметь в продаже: она легко готовится и применяется в водном растворе, содержащемся 30—45 % HF. Такого раствора берут около 5—6 граммов на гектолитр.
- ↑ Прибавление сернистой кислоты одно время считали очень существенным для улучшения В., но опыты, тщательно произведенные, показали, что правильно идущее В., то есть не ведущее к образованию избытка (против обычной нормы) кислот и др. посторонних продуктов, нисколько не улучшается от употребления сернистой кислоты.
- ↑ Пенистое брожение в чанах заторов иногда сопровождается образованием остающихся не лопающихся пузырей; его укрощают, наливая сверху тонкий слой сурепного или нефтяного масла.
- ↑ Один из многих примеров указан в статье «Вращательная способность».
- ↑ Хотя приборы этого рода несомненно и сильно сберегают топливо, но все же можно ожидать и предвидеть еще дальнейшие существенные усовершенствования, потому что у большинства приборов поверхность охлаждения очень велика, а вытекающая барда значительно нагрета, что влечет за собой значительные потери тепла и излишний расход топлива. Расчет подобных потерь отчасти дается в статье «Непрерывная перегонка». Приборы Ilges (из чугуна и железа, с особым устройством дефлегмации и ректификации) и Gebr. Simens (также чугунно-железный, одноколонновый) представляют много существенных улучшений, но применяемые в них чугун и железо действуют на кислоты бражки, дают сероводородные, скверно пахучие продукты и представляют, в сущности, повторение обычных начал. Должно же ждать такого прибора, который бы особо выделял сивушное масло (чтобы оно не портило барды и спирта) и воду, т. е. давал бы барду и спирт с малым содержанием воды и сивушного масла. Принципиально такое устройство возможно и оно придало бы винокурению совершенно новый толчок, конечно при условии экономической выгодности. — Δ.
- ↑ Новейшие приборы везде стремятся ввести автоматическое регулирование: для притока бражки, для входа паров и для выхода барды.
- ↑ В составе такой барды от 90 до 95 % воды, белковых вещ. от 1 до 2 %, усваиваемых углеводов от 3 до 6 %. Барда от черной (свекловичной) патоки или прямо идет в удобрение, потому что содержит много минеральных солей, или служит для их извлечения (см. Поташ, Калий).
- ↑ Причина этого, как далее отчасти объясняется, зависит от содержания особого ядовитого летучего вещества, напоминающего птомаины (см. это слово), содержащегося в ничтожно малом количестве и происходящего, вероятно, из азотистых начал картофеля.
- ↑ Улучшений и новых успехов техники здесь, как и во многих других частях В., можно ждать значительных, п. ч. над этими предметами ныне работает много исследователей.
- ↑ То есть, налитая в куб водка отгоняется до конца. Периодическую перегонку должно ясно отличать от непрерывной. Фиг. 5 изображает приборы для непрерывной гонки, а фиг. 2 — для периодической.
- ↑ Определения, производившиеся в моей лаборатории, давали на это намек, ныне это утверждает Сокслет, а потому я считаю уже возможным высказать здесь те положения о причине «сивушного» запаха и вреда «сивухи», которые находятся в противоречии с распространенным мнением, приписывающим все амиловому спирту. — Д. Менделеев.
- ↑ Если она ведется без предварительной обработки углем, то не дает чистого спирта — он имеет тогда «сивушный запах».
- ↑ Они (и поташ) изменяют альдегид, полимеризуя его в вещества труднолетучие, а потому полезны для удаления альдегида.
- ↑ Изучение условий развития микроорганизмов, несомненно, поможет борьбе с подмесями спирта, потому что если не все, то многие подмеси развиваются, по всей вероятности, специальными микроорганизмами; устранив их жизнедеятельность при затирании и брожении, вероятно, будет возможно уничтожить в получаемом спирте и само появление многих подмесей. Школа Пастера, отбор чистых дрожжевых культур (см. Дрожжи), вышеописанный прием Ефрона и т. п. положили уже начало исследованиям сего рода.
- ↑ Особую важность имеет в В. испытание плотности сусла и бражки для суждения о ходе брожения и о количестве спирта. Аттенуация, или степень сбраживания, служила предметом многих опытных исследований; ими определяется в частных случаях по кажущейся аттенуации истинный ход изменения и составлены таблицы, прямо выражающие (по аттенуации) количество образовавшегося спирта.
- ↑ Определение отношения между спиртом и водой рассматривается в статье Спиртомер. Определение крахмала — в статье Крахмал. — Исследование дрожжей (см. это слово). Определение кислотности производится титрованием (см. это слово) нормальным раствором едкого натра.
- ↑ Такой же по существу прием предложен Марквартом для количественного определения амилового спирта.
- ↑ «Труды Технического комитета при департаменте неокладных сборов» (т. 1, 1890, стр. 216).
- ↑ Следует для избежания недоразумений выражать отношение между сивушным маслом и безводным винным спиртом, и лучше для данного рода сивушного масла делать особые предварительные определения.
- ↑ Для своих испытаний он видоизменил подробности приема Траубе и довел отчетливость наблюдения до возможности определять мелкие доли одной капли.
- ↑ Давление столба изменяется по мере выливания, и этот недостаток легко устраняется и на результат сравнительных определений мало влияет.
- ↑ Указывая в статьях «Энц. словаря» те части современных научно-технических сведений, которые требуют еще дальнейшей разработки, я имею двоякую цель: во-первых, желаю выразить истинное, а не какое-либо кажущееся состояние знания, а во-вторых, желаю содействовать тому, чтобы разработка знаний расширялась, ибо убежден в том, что сознание предстоящих задач есть истинный стимул движения вперед и победы над застоем. Громадное значение В. для России побудило меня в статье об этом предмете коснуться многих здесь предстоящих задач, не придавая изложению того вида кажущейся законченности, совершенства, в каком часто представляется предмет заинтересованными лицами и при поверхностном с ним знакомстве. В. важно для России не только потому, что с давних пор «веселие пити» считается свойственным русскому народу (хотя он потребляет сравнит. мало), но и вследствие того, что В. составляет отрасль промышленности, издавна известную у нас, а при должном развитии могущую покрыть весь западноевропейский спрос на спирт, ибо нет иной страны в Европе, которая могла бы столь дешево и легко производить ныне хлебный и картофельный спирт, как Россия. Средний русский отпуск хлеба за границу в 10 послед. лет (1880—1889) выражается вывозом 69 милл. пуд. ржи и 131 милл. пуд. пшеницы в год. Этому количеству зерна отвечает примерно 60 милл. пуд., или 100 милл. ведер, безводн. спирта. Это как раз то количество спирта, которое потребляет Западная Европа. Ценность спирта (без акциза) не менее, а выше ценности хлеба, для него потребляемого, а масса в 3 раза меньше, и, что всего важнее, продажа спиртом, а не хлебом не истощает землю, развивает скотоводство и через это обогащает народ, давая ему заработки, а скотоводству пищу в зимние месяца. Притом В. составляет одну из отраслей промышленности, тесно связывающую земледельческое хозяйство с промышленным, потому совершенно подходит к той современной переходной эпохе России, когда становится очевидным, что одно хлебное хозяйство не может служить само по себе достаточной опорой для развития экономического благосостояния громадного русского народа, ищущего производительного труда и могущего его найти только в развитии всяких видов промышленности, не ограничиваясь узкой областью земледелия.
- ↑ Прежде у нас был принят снаряд Штумпе, основанный на простом измерении объемов и на отбирании из них пробы.
- ↑ Во Франции, Германии и многих других странах Зап. Европы единицей служит или сотая доля литра безводн. спирта, которая весит 7,94 грамма, или литр (сотая доля гектолитра), весящий 794 грамм. 12,3 литровых процентов составляют русский спиртовой «градус», а 8 градусов почти литр безводн. спирта. В Англии с 1794 г. измеряют спирт объемом не безводн., а «пробного спирта» (proof), содержащего 57,3 объема безводного спирта, а мерой объемов служит галлон = 4,5435 литра = 0,369 ведра.
- ↑ По таможенному тарифу 1891 г. (статья 27) спирт (как и коньяк, арак и т. п.), привозимый бочками, платит с пуда брутто 12 р. зол., или около 18 руб. кред. с пуда. Полагая только 10 % на тару, это составляет 20 руб. кред. с пуда или с градуса, если предположить ввоз безводного спирта, — около 12 коп. кр., или около 8 коп. зол. Очевидно, что размер таможенного обложения отвечает размерам акциза, принимая во внимание колебания курса.
- ↑ Если спирт способен «отапливать» организм, как горючее вещество, то при получении его из съедобных крахмалистых питательных веществ выгод от этого происходить не может, как это очевидно из термохимических данных, оттого, что при брожении выделяется тепло. Мы выше видели, что 162 гр. крахмала могут дать (а дают менее) 92 грамм. спирта, а 162 гр. крахмала, сгорая, дают 4123 тыс. больших калорий, 92 же гр. спирта — только 649 больш. калорий (по данным Штомана и др.). Следоват., и в этом отношении при переделке крахмала в спирт существует крупная потеря. Другими словами: хлебное В., отнимая пищу от людей, дает ее скоту в испорченном виде. Иное дело В. из отбросов (а оно не сельскохозяйственное в тесном смысле сл.), напр. из патоки, из опилок и т. п. — оно создает «отопление» людского тела. Поэтому я полагаю, что сверх покровительства сельскохоз. В. следовало бы особо покровительствовать В. из непитательных веществ и через то двигать В. в сторону создания полезностей.