Читать книгу Про алкоголь. Честно - Андрей Хомутов - Страница 3

Современное промышленное производство спирта достигло огромных размеров. На сегодняшний день существует два основных способа получения этилового спирта: микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена).

Успехи алкогольной промышленности обязаны достижениям науки, особенно сделанным в XIX в., а именно: во второй половине XIX в. великий французский ученый Луи Пастер доказал, что получение спирта при брожении сахаристых жидкостей (виноградного и фруктового соков, меда, хлебного сусла и проч.) происходит под влиянием дрожжей, которые попадают туда из воздуха и разлагают содержащийся в них сахар на спирт и углекислоту. Дрожжи являются одним из видов микроорганизмов, которые населяют мир. Они производят как продукт своей жизнедеятельности особые вещества, свойственные тому или другому виду. Одни производят ядовитые вещества – токсины, и являются опасными для человека и животных, потому что, попадая в организм, быстро в нем размножаются и отравляют его своими токсинами (продуктами жизнедеятельности).

Другие – вырабатывают иные вещества, называемые ферментами, которые разлагают сложные по своему химическому составу выделения животных и растений, а также их умершие тела на более простые составляющие. Например, гнилостные микробы производят гниение, т. е. разложение умерших животных и растений на ряд простейших веществ – перегной, из которого в конце концов получаются минеральные соли.

Без гнилостных микробов нет гниения. Таким образом, они очищают поверхность земного шара от животной и растительной падали и превращают эту падаль в необходимые для формирования растений вещества – минеральные соли. Растения всасывают их своими корнями и употребляют в числе прочих материалов для роста и развития тела. Следовательно, при помощи микробов мертвое вновь превращается в живое.

По существу, точно так же, как гнилостные микробы, действуют и дрожжи, т.е. они выделяют вещества – ферменты, – которые разлагают сахар на более простые вещества и превращают его в спирт и углекислый газ. Эту работу дрожжи могут свершать только при отсутствии воздуха. Дрожжи всегда содержатся в воздухе и ко времени созревания ягод или фруктов размножаются в огромном количестве (белый налет на винограде – дрожжи и воск). Они находятся на поверхности груш, яблок, винограда и других плодов и ягод, дрожжи попадают в сахаристые массы и жидкости (виноградный сок, хлебное сусло и проч.) из воздуха и производят брожение; этим путем и приготовляли раньше «спиртные напитки» – вино, алкогольный мед, пиво, брагу. Данный способ выработки этанола называют «спиртовым брожением». Раствор, полученный в результате такого брожения, содержит не более 15% этанола, т. к. при более высокой концентрации этанола дрожжи погибают. Произведённы таким путем раствор этилового спирта нуждается в очистке и концентрации, обычно проводимых путем дистилляции. Этот способ производства алкоголя известен с древнейших времен и использовался в основном для получения «алкогольных напитков»: для производства спирта в промышленных масштабах способ слишком затратный.

В промышленных производствах этанола используют 2 способа: микробиологический (брожение и гидролиз) и синтетический (гидратация этилена).

Для промышленного производства спирта микробиологическим способом (брожение и гидролиз) тоже используется дрожжевое брожение, а необходимые дрожжи выращивают на профильных заводах, используя в качестве питательной среды специально обработанные древесные опилки и раствор, полученный из них. Благодаря этому стало возможно производить алкоголь из продуктов, содержащих сахар или крахмал. Так как спирт получается только из сахара, то для добывания его из крахмала необходимо последний предварительно переработать в сахар. Добывание спирта из крахмалистых продуктов называется винокурением. Кстати, в России до середины XIX в. процесс производства «алкогольных напитков» назывался винокурением. На винокуренных заводах из семян хлебных растений и из картофеля вырабатывали водки и наливки. Содержащийся в хлебе и картофеле крахмал на заводе благодаря особой обработке превращается в сахар. А из сахара путем брожения, то есть его разложения, происходящего под влиянием дрожжей, получается спиртовая жидкость и углекислота (углекислый газ).

В промышленных масштабах этиловый спирт производят из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. На гидролизных заводах из 1 т древесины вырабатывают до 200 л этилового спирта (спирт, полученный таким путем, называют гидролизным или техническим, применять его внутрь запрещено), что позволяет заменить 1,5 т картофеля или 0,7 т зерна. Такой спирт выходит значительно дешевле, т. к. предполагает использование отходов деревообрабатывающей промышленности взамен пищевых продуктов.

Полученная при брожении спиртовая жидкость (неважно, из какого сырья: пищевых продуктов или древесины) содержит 15% этилового спирта (т. к. при более высокой концентрации этанола дрожжи погибают) и некоторые другие спирты и примеси. Эту водно-спиртовую смесь для выделения этанола подвергают очистке. В промышленном производстве используют фракционную перегонку, которая позволяет производить этанол с концентрацией около 95,6% об.; эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит 4,4% воды (вес.) и имеет температуру кипения 78,2° C.

Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжелых фракций органических веществ (кубовый остаток). В кустарном (домашнем) приготовлении «алкогольных напитков» в качестве очистки используют тот же метод перегонки или, как его еще называют, дистилляции, но значительно упрощенный. Емкость с брагой соединяют шлангом со змеевиком, опущенным в холодную воду, на выход змеевика надевается трубка, конец которой опускается в емкость для сбора этилового спирта. При нагреве емкости с брагой происходит кипение браги и выделение легких фракций, пары которых, охлаждаясь, оседают на змеевике и стекают в приемник. Это наиболее ядовитые составляющие браги, они не годятся даже для наружного применения и удаляются. При последующем нагревании происходит отделение паров этилового спирта, которые, так же оседая в змеевике, конденсируются и стекают в емкость для приема спирта. Здесь важно не перегреть брагу, иначе вместе с этиловым спиртом начинают испаряться и более тяжелые (а также более ядовитые) вещества. Собранную спиртовую смесь в дальнейшем подвергают вторичной перегонке для очистки от попавших в нее тяжелых веществ. На выходе получают «алкогольный продукт», который в разных странах называется по-разному: самогон, виски, коньяк и т. д. Кустарный (домашний) способ очистки – довольно упрощенный – позволяет относительно легко очистить и концентрировать этиловый спирт, но качество очистки довольно низкое, и конечный продукт все же содержит большое количество посторонних веществ (они, к сожалению, являются сильными ядами).

Произведённая брожением спиртовая жидкость (неважно, из какого сырья: пищевых продуктов или древесины) представляет собой собственно смесь из нескольких видов спирта; один из них, который образуется в наибольшем количестве и называется этиловым или винным спиртом, искусственно отделяется от других спиртов и идет на производственные нужды и приготовление продаваемых «спиртных напитков» – водки, наливок, ликеров (в случае применения этилового спирта в пищевой промышленности в качестве сырья, конечно же, используют пищевые продукты, гидролизный спирт не применяют, т. к. гидролизный спирт значительно более ядовит). Этиловый спирт является наименее вредным сравнительно с другими спиртами, образующимися при винокурении. Эти остальные спирты в два и более раз ядовитее, чем этиловый спирт. Они вместе с другими примесями, образующимися при винокурении, составляют так называемое сивушное масло.

Сивушное масло является неотъемлемым результатом процесса брожения, и отделение его (очистка) – процесс довольно сложный технологически (если говорить о высокой степени очистки от сивушных масел) и невозможен в домашних условиях. Конечно, в домашних условиях тоже в некоторой степени производят очистку от сивушных масел, но концентрация их в конечном продукте все-таки велика и во многом зависит от типа конечного «алкогольного напитка». Например, пиво совершенно не подвергается подобной очистке (возможно, вы замечали, что похмелье от пива значительно более болезненное, чем от качественной водки), меньшей очистке подвергаются виски и коньяки. Наибольшую очистку от сивушных масел проходит медицинский спирт и водка, т. к. она производится из ректифицированного спирта (конечно же, если водка качественная, что бывает не всегда).

В зависимости от продуктов, используемых для брожения, а также от особенностей процессов брожения и очистки произведённых спиртовых растворов изготавливают различные «алкогольные напитки» (вино, наливки, пиво и т. д.) или даже совсем не напитки (технический спирт). Но в любом из них содержится в разных пропорциях этиловый спирт (и не стоит забывать о присутствии сивушных масел), действие которого всегда одинаково и не зависит от того, каким путем он добыт. Произведены ли эти напитки из винограда в виде всевозможных сортов виноградного вина, или из картофеля и хлебных продуктов в виде очищенной от сивушного масла водки, произведены ли из фруктов или ягод в виде фруктовых и ягодных вин, получены ли, наконец, из ячменя в виде пива, – все равно в них всегда имеется один и тот же этиловый спирт, действие которого опьяняет и привлекает пьющего человека. Прекрасные дары земли – хлеб, фрукты, виноград и проч. – превращаются рукой человека в спирт, всегда одинаковый по своему химическому составу и всегда с одинаковой силой действующий на человека. Чем крепче напиток, т. е. чем больше в нем спирта, тем сильнее он действует.