Destilacija

ubovicratko

Član
Učlanjen(a)
8 Okt 2011
Poruka
2.418
Lokacija
Sombor
Novu temu bih otvorio, pa bi bilo lepo da se ovde ne komentarise vec u drugim temama cisto da tekstovi budu pregledni

Post je copy - paste: Zoran Ristic sa fb grupe rakija i rakijasi (original)


O destilaciji iz drugačijeg ugla.

Posle adekvatne pripreme voća i njegove fermentacije sledi izuzetno važna faza destilacije. Cilj destilacije je da iz fermentisanog materijala izvuče što više alkohola i u rakiju prenese što više poželjnih aromatskih materija a onih nepoželjnih svede na najmanju moguću meru.
Postoje različite metode i destilacioni uređaja koji mogu da se koriste u tu svrhu a ovom prilikom se neću u opšte baviti njima već pozabaviti onim najčešće prisutnim zabludama i nerazumevanjima same destilacije. . Tema o kojoj je napisano jako puno, kojom se bavila nauka naširoko ne samo zbog dobijanja alkoholnih pića a koja je i vrlo upučenim ljudima u mnogim segmentima vrlo teško razumljiva jer se graniči i sa nekim vrlo mladim naučnim disciplinama fizičke hemije tzv "prelaznih stanja", u kojoj si odvija niz hemijskih reakcija a o kojoj sam ću ja pokušati tek da najprostijim jezikom približim rakijašima neke najosnovnije ćinjenice iz onog lakše razumljivog fizičkog dela.
Da bi se u opšte shvatila destilacija i zakoni kojima ona podleže mora se shvatiti šta se zapravo dešava u kazanu tokom destilacije. U vezi sa tim postoje mnoge zablude iz kojih potom proističu pogrešni zaključci a samim tim i pogrešna praksa koja dovodi do loših rezultata. Jedna od najčeščih zabluda je da supstance iz kazana isparavaju na tačkama njihovog ključanja. Ta situacija važi samo u destilaciji u kojoj samo jednu potpuno čistu supstancu destilacijom prevodimo u paru. Recimo, ako destilišemo vodu ona će proključati na 100C odnosno , ako destilišemo etil alkohol on će proključati na 78C.
U situaciji koju imamo u kazanu zapravo imamo jako puno različitih supstanci od kojih su najzastupljenije upravo ove dve pa se sve ostale prisutne ponašaju upravo shodno odnosu vode i alkohola u određenom trenutku te njihovoj sklonosti da se svojim oblikom i međumolkeularnim silama vežu za njih. Upravo taj " dati trenutak " omogućava da se razdvoje frakcije pa prepoznajemo tri frakcije . Prvenac, koji odbacujemo zbog velike koncentracije nepoželjnih materija, srednja frakcija ili " srce " u kojoj je najveći deo onog što želimo i patočna frakcija koju takođe odbacujemo jer je prepuna teških, oporih, kiselih, bljutavih, neretko vrlo otrovnih materija .
Prvo, mora se razgraničiti samo isparavanje i tačka ključanja. Isparavanje tečnosti je prisutno na svim temperaturama sa same površine tečnosti a postaje značajno u trenutku ključanja tečnosti jer tada isparava ne samo sa površine već po celoj svojoj zapremini. Povećavanjem energije zagrevanja ( vatre ispod kazana ) temperatura tečnosti se polako podiže i raste do trenutka kad masa u kazanu ne počne da ključa. Tada, temperatura tečnosti ostaje ista a samo se povećava energija svakog molukalu a time i količina nastale pare. Kako se broj tih molekula u tečnosti isparavanjem smanjuje tako se smanjuje i njihov udeo u smeši te temperatura u kotlu počinje da raste i približava sledećoj tački ključanja najzastupljenije supstsnce odnosno vode
Osnovno pravilo koje važi tokom destilacije složenih smeša je da je tačka ključanja svih pojedinačnih komponenti određena pojedinačnim tačkama svake komponente ali i njihovom međusobnom proporcijom sa ostalim komponentama .Iz tog razloga, tačka ključanja svake pojedinačne supstance je uvek izmeđju tačke ključanja supstsnce sa nižom tačkom ključanja i one sa višom tačkom ključanja. Drugi rećima, voda više neće ključati na 100C nego negde bliže tačke ključanja etanola a etanol više neće ključati na 78C već će se njegova tačka ključanja približiti tački ključanja vode.
Kako to objasniti bez velikog upliva u tajne fizike, hemije, silnih dijagrama i prevelike nauke ? Zapravo, objašnjenje je vrlo jednostavno . Molekul etanola, koji ima očigledno nižu tačku ključanja vrlo rado bi izašao iz te smeše već na 78C ali oko njega su molekuli vode koji ga sputavaju u tome svojim međumolekularnim silama i to mu ne dozvoljavaju. Kako temperatura raste tako se molekul etanola sve više " vrpolji ",dobija više energije dok u jednom trenutku ne dobije dovoljno energije da im " pobegne " i napusti tečnost te pređe u parnu fazu. Što je veća koncentracija vode, što više bude oko njega tih molekula vode to će mu biti potrebno više energije da to ućini pa će i njegova tačka ključanja biti viša. Upravo iz tog razloga dodavanjem vode u meku rakiju dobijamo slabiju rakiju na izlazu sa lule tabarke a i sve ostale materije kasnije napuštaju kazan te deo njih ,nama poželjnih, završi i u patoci.
Na drugoj strani, bilo bi za očekivati da će voda ispariti tek na njenih 100C ali sva merenja pokazuju da nje ima već u prvencu sa nekih 20% na mnogo nižoj temperaturi ? Opet je stvar krajnje jednostavna. Dok se onaj molekul etanola "treska " oko molekula vode predao im je veliki deo energije i ,kad je na kraju, kao iz topa, izleteo iz tečnosti pogurao je i neki molekul vode sa sobom. Pri tom, nije bio sam već mu je pomoglo i par drugih molekula etanola, sasvim dovoljno da sa sobom" iznesu" i neki molekul vode.
To ne objašnjava samo odkud voda u prvencu na 80C temperature u kazanu već i otkud u rakiji mnoge druge supstance koje samostalno isparavaju i na preko 200C. To takođe objašnjava i zašto metil alkohol imamo u svim frakcijama i ako isparava na 64C .( Vezan je međumolekularnim silama za vodu ) Upravo zato, prejaka meka rakija nam ubacuje veći udeo etil alkohola u prvenac a prvenac završava delom i u srcu rakije. Takođe, veći deo patočnih ulja umesto da ostane u patoci delom završava u srcu rakije.
 
Drugi deo:

Kao što vidimo, pored tački ključanja mnogo važnije su međumolekularne sile, jačine tih sila i energija koja je potrebna da se one raskinu. Na prvom mestu najvažnije je procentualna zastupljenost svake komponenta i njen udeo u vodno alkoholnoj smeši.
Sledeća bitna stvar je ona koja se dešava u parnoj fazi a koju zovemo refluksom. Reč je delimičnoj kondenzaciji molekula koji su u vidu pare napustili tečnu fazu. Razlika između molekula u tečnoj i istog tog molekula u parnoj fazi je samo u njegovoj energiji. Onaj u tečnoj fazi je prilično statičan , blisko povezan sa ostalim molekulima vode a ovaj u parnoj fazi se kreće velikom brzinom,udaljava se od ostalih molekula ( litar vode u parnoj vazi zauzima prostor od preko 20litara zapremine ) pun energije koja je u stanju da povuče i veliki broj vagona na kakvoj parnoj lokomotivi. Kad molekul sa tako velikom energijom udari u prepreku, sudari se sa drugim molekulom ili udari u bakarnu prepreku koja je uz to i na nižoj temperaturi on gubi svoju energiju, smanjije se rastojanje između molekula, oni se grupišu i menjaju agragatno stanje iz pare u tečnost te se vraćaju nazad u kazan. Deo molekula ipak uspeva da napusti kapu i to većim delom onih koji su bili najbrojniji ( u našem slučaju etanola ) Onaj drugi , veći deo se kondenzuje i kao kiša vraća nazad u kazan ili se poput kapi sliva niz zidove kape. Na tom putu sa njima se sudaraju novi molekuli pare pa se i oni delimično ponovo kondenzuju. Kako je deo lakše isparivog etanola sa najvećom energijom ipak izašao iz kape kazana koncentracija etanola u kazanu smanjuje a procentualni udeo vode raste. Samim tim, povećava se temperatura u kazanu , menja odnos etanola i vode ( te samim tim i njihove tačke isparavanja kao i tačke isparavanja svih drugih supstanci ) i ceo ciklus se kontinuirano nastavlja.
Zaključak je da supstance iz kazana ne izlaze jedna po jedna već se samo menja proporcija pojedinih materija tokom destilacije.
Cela ova priča je na čisto fizičkom nivou. Tokom nje, interakakcijom različitih komponenti u kazanu nastaje i niz hemijskih reakcija te stvaranje potpuno novih jedinjenja. I njih možemo posmatrati kao ona korisna ( nastanak tercijalnih aroma ) i na one štetne koje trebamo minimalizovati.
Za taj deo od presudne važnosti je na prvom mestu sam bakar koji ima katalitičko dejstvo na te reakcije, bitna je brzina zagrevanja odnosno energija koju molikuli moraju da imaju da bi do reakcija u opšte došlo, sastav i proporcija svih supstanci i njihova dinamika isparavanja . Sve to skupa, zavisi od koncetracije na prvom mestu vode i alkohola pa je stoga vema važna njihova početna koncentracija odnosno koncentracija alkohola u kljuku te potom jačina meke rakije .
Viševekovnim upoređivanjem a kasnije i hemijskim analizama i organoleptikom utvrđeno je da je optimalna koncentracija alkohola mekoj rakiji 25-30% te da ona obezbeđuje najbolju preraspodelu svih materija po frakcijama. Takođe, utvrđeno je da zapremina kape koja određuje reflux ne bi , za voćne rakije, trebalo da bude manja od 20/% niti veća od 30% odnosno da bi pri optimalnoj jačini meke rakije prvenac trebalo da bude jačine 80-82% v/v.
Sve to naravno važi uz odgovarajuću brzinu destilacije ( koja direktno utiče na refluks ) i koja iznosi 5l/h za svakih usutih 100 l u kazan .
O samoj destilaciji moglo bi i trebalo da se piše mnogo duže, o načinu odvajanja prvenca, patoke, organoleptici, dijagramima pojedinih supstsnci po frakcijama itd itd . Ovo su samo najosnovnije stvari koje ukazuju na pogubnost dodavanja vode u meku rakiju i kljuk te ostavljanje meke rakije na jačinama 35-40% v/v. Dalje o pogubnosti prebrze destilacije koja nam direktno smanjuje refluks kazana i na značaj optimalnog odnosa vode i alkohola za dobijanje kvalitetne rakije

Zaključak

Svaki pokušaj da se temperatura u kapi fiksira na određenu temperaturu ( na kojoj će navodno ispariti sav metil alkohol ili sl ) je zapravo fizički nemoguć i doveo bi samo da prestanka destilacije čim se uspostavi odgovarajuća temperaturna ravnoteža vode i alkohola. Svaka prebrza destilacija smanjuje refluks i time narušava preraspodelu materija po frakcijama.
Svako dodavanje vode narušava ravnotežu sa svim ostalim materijama i daje lošiji kvalitet zbog lošije preraspodele po frakcijama
Svaka prejaka meka rakija ubacuje više patočnih komponenti u srce rakije.
 
Odlezavanje rakije - Bistrica

Procesi dozrijevanja rakije bez obzira što traju bez prestanka dugi niz godina imaju jako bitan uticaj na kvalitet rakije i u kraćem vremenskom periodu. Ovdje se samo treba uzeti u obzir da neću komplikovati sa uticajem estrahovanih jedinjenjima iz novog i paljenog hrastovog bureta.Dakle samo ću o dozrijevanje u staklu ili inoxu u kome je ostavljeno praznog prostora, rađeno povremeno prozračivanje, uz adekvatnu temperaturu i jačinu rakije.
Kako se radi o smjesi i jedinjenjima koja doživljavaju hemijske promjene, bez kojih ne bi ni bilo dozrijevanja, potrebno je neko početno vrijeme da se ta smjesa stabilizuje nakon očigledne promjene koja joj se desila destilacijom. Ta stabilizacija je u stvari uspostavljanje ravnoteže jer mnoga jedinjenja kada se nađu u novom okruženju na njega i reaguju mijenjanjem hemijskog oblika.
Rakija nakon destilacije ima izrazito naglašenu novu hemijsku strukturu u odnosu na polaznu smjesu. Povećana je koncentracija alkohola a smanjena vode, izrazito je smanjena količina isparljivih kiselina (sirćetne i buterne) i povećana količina estera i aldehida sa promjenom njihove strukture i pojedinačne zastupljenosti, nastala su i neka jedinjenja kojih uopšte nije bilo u voću i fermentisanom matrerijalu, a neka su destilacijom iz neisparljivog oblika prešla u isparljivi i tako dobila priliku da utiču na aromu.

Dva mjeseca je prvi značajan period u kome dolazi do stabilizacije ove hemijske smjese i to je minimalno vrijeme mirovanja rakije u kome se ne smiju raditi nikakve intervencije izuzev prozračivanja.

Četiri mjeseca je drugi značajan period u kome rakija velikim dijelom gubi oporost i grubost naročito u mirisnom dijelu arome. U tom vremenu se dešava 100%-tna polimerizacija-acetalizacija akroleina, odnosno to jedinjenje prelazi iz oblika aldehida koji ima negativan uticaj na aromu u jako malim koncentracijama u acetal sa pozitivnim uticajem, i voćnim aromama.

Šest do dvanaest, a najčešće prosječnih osam mjeseci traje period potpune hidrolize-razgradnje nekih jedinjenja, a naročito estera u novom destilatu. Ovo se dešava iz razloga što je destilacijom drastično smanjen udio isparljivih kiselina (sirćetne i buterne-maslačne) i što se u smjesi prirodno mora uspostaviti hemijska ravnoteža jer ona obiluje aldehidima i esterima ovih jedinjenja. Iako hidroliza estera nikada ne ide preko granice od 10%, od ukupne količine, ovo je jako značajna promjena u pogledu arome jer se razgrađuju i ona jedinjenja koja imaju nizak prag osjetljivosti i negativan uticaj na aromu, naročito u većim koncentracijama. Ovih osam mjeseci se inače smatra dovoljno odležalom i formiranom rakijom zadovoljavajućeg stepena zrelosti za upotrebu i ocjenu kvaliteta.

Dvadeset mjeseci do dvije godine je period izrazitog povećanja esterskog (voćnog i cvijetnog) profila arome. Naime dok traje proces hidrolize u onih osam mjeseci istovremeno se dešavaju i procesi esterifikacije ne samo iz hidroliziranih nego i ostalih, isparljivih masnih, kiselina koje su prisutne u rakiji i koje u povišenim koncentaracijama daju mirisne i ukusne arome na ukuhano, uljno, ustajalo, znoj i sl.. i u tom periodu iako dolazi do promjene strukture i učešća pojedinih jedinjenja, ukupna količina estera je približno konstantna. Nakon osam mjeseci dolazi do njenog izraženog povećanja pa se tako količina nekih izuzetno važnih estera povećava za 60%-100%, pa i više u odnosu na tek destilisanu rakiju.
 
Nazad
Vrh