Перегонка: голова, тело, хвост

Брага готова, гидрозатвор молчит, плотность стабилизировалась — впереди перегонка. В домашнем самогоноварении она почти всегда состоит из двух принципиально разных по цели прогонов: первого, задача которого — просто извлечь весь спирт из браги в компактный концентрат, и второго, задача которого — разделить этот концентрат на фракции и оставить только ту часть, которую можно пить. Смешивать эти две задачи в одном прогоне можно, но результат обычно хуже по чистоте, чем при разделении на два этапа.

Первая перегонка: спирт-сырец

Первый прогон часто называют перегонкой «на спирт-сырец» или перегонкой «на слух» — здесь не стоит задача аккуратно резать фракции, важна только скорость и полнота извлечения спирта из браги.

• Брагу заливают в куб, желательно предварительно сняв с осадка (декантировав), — плотный осадок на дне куба при прямом нагреве может пригорать, а пригар придаёт дистилляту стойкий неприятный привкус.
• Гонят на максимально доступной скорости, не заботясь о делении на фракции, до тех пор, пока крепость струи на выходе не упадёт примерно до 20–30% (либо ниже — некоторые доводят первый прогон почти «до воды», чтобы не терять спирт, если позволяет время и топливо). Дальше извлекать почти нечего, а вместе с остаточным спиртом в отбор идёт всё больше высококипящих сивушных компонентов.
• Итоговый спирт-сырец — мутноватая жидкость крепостью обычно в диапазоне 30–45%, в которой всё ещё присутствуют все летучие примеси браги вперемешку: и лёгкие («головные»), и тяжёлые («хвостовые»). Пить его не стоит — именно за счёт концентрации в нём эти примеси наиболее заметны на вкус и запах.
• Перед второй перегонкой спирт-сырец имеет смысл развести водой примерно до 15–20%. Это практический приём: при перегонке слишком крепкой смеси температура пара растёт медленнее и не так информативна для отслеживания момента перехода между фракциями, а разбавленная смесь даёт более предсказуемое и плавное поведение температуры на протяжении всего прогона.

Вторая перегонка: дробная («на чистовую»)

Второй прогон — центральный этап всего процесса с точки зрения качества готового продукта. Именно на нём отгон делится на головы, тело и хвост — три фракции, различающиеся по составу примесей и, соответственно, по пригодности к употреблению.

Гонят вторую перегонку заметно медленнее первой — тонкой, хорошо контролируемой струёй, особенно на стадии отбора голов и на переходе от тела к хвосту. Чем медленнее и тем ровнее скорость отбора, тем чище получается разделение фракций — это касается и простого куба, и тем более колонны с укрепляющей секцией.

Головы

«Головы» — первая фракция, содержащая в том числе ацетальдегид и этилацетат. Её не используют для питья.

Метанол нельзя считать примесью, которая обязательно уходит только с «головами»: поведение смеси не определяется температурами кипения чистых веществ. Отбор фиксированного процента не подтверждает безопасность готового напитка. Содержание метанола устанавливают лабораторным анализом. Баварское управление безопасности пищевых продуктов (LGL).

Калькулятор объёма фракции выполняет арифметический расчёт по выбранному проценту, а не определяет безопасность или состав партии.

Тело

«Тело» (иногда — «сердце») — основная, питьевая фракция, ради которой всё и затевалось. Отбор тела начинают сразу после того, как выбран расчётный объём голов, и продолжают, пока не появляются признаки перехода в хвостовую фракцию.

Практические ориентиры для момента остановки отбора тела:

• Температура в кубе или на выходе колонны заметно растёт. Пока в кубе остаётся много этанола, температура держится в районе точки его кипения (78,37 °C для чистого этанола, на практике обычно немного выше из-за примесей и остаточной воды). Устойчивый рост температуры — верный сигнал, что лёгких фракций в кубе почти не осталось и пора завершать отбор тела.
• Падает крепость струи. Отбор тела принято прекращать, когда крепость выходящей струи (а не итоговая крепость в приёмной ёмкости, а именно текущая, измеренная спиртометром на выходе или оценённая пробой) опускается примерно до 40–45% — конкретный порог зависит от того, насколько «в хвост» готовы уходить ради дополнительного объёма и насколько чувствительна колонна/куб к сивушным тонам.
• Проба на запах. У тела запах ровный, спиртовой, без выраженной резкости. Появление тяжёлого, маслянистого, «сивушного» запаха в отбираемой струе — субъективный, но полезный дополнительный сигнал, особенно в сочетании с показаниями термометра и спиртометра.

Хвосты

«Хвосты» — заключительная фракция, где концентрируются тяжёлые, высококипящие компоненты: сивушные масла (изоамиловый, изобутиловый и другие высшие спирты) и другие соединения с температурой кипения выше, чем у этанола. Хвосты придают резкий, тяжёлый запах и вкус и считаются нежелательной примесью для питьевого продукта.

Отбирать хвосты до конца или остановиться раньше — вопрос практики и цели:

• Часть самогонщиков останавливает перегонку сразу после отбора тела, оставляя хвосты в кубе — это самый простой подход, не требующий отдельной посуды под хвостовую фракцию.
• Другие отбирают хвосты отдельно (обычно до падения крепости струи примерно до 5–10% или до температуры в кубе, близкой к 99–100 °C, то есть почти до чистой воды), чтобы не терять остаточный спирт, но не смешивают их с телом — вместо этого хвосты либо выбрасывают, либо накапливают из нескольких перегонок и позже перегоняют отдельным прогоном, извлекая из них ещё какое-то количество спирта (уже более низкого качества, обычно для технических нужд или для повторного смешивания со следующей порцией спирта-сырца перед вторым прогоном).

Контроль температуры на протяжении прогона

Термометр, установленный в кубе (в жидкости) или в верхней части колонны (в паре), — не украшение, а основной объективный инструмент отслеживания хода перегонки, дополняющий органолептику (запах, вкус) и показания спиртометра:

• В начале прогона температура быстро растёт от комнатной до значений, близких к точке кипения этанола, а затем рост замедляется и температура держится почти стабильной, пока в кубе преобладает этанол.
• Устойчивый, уже не эпизодический рост температуры — главный сигнал приближающегося перехода тела в хвост: это означает, что этанола в кубе становится всё меньше относительно воды и прочих высококипящих компонентов, и температура кипения смеси смещается вверх, к 100 °C.
• Скорость нагрева куба (мощность нагревателя) стоит снижать по мере прогона — особенно на переходах между фракциями, — чтобы не «проскочить» момент смены головы на тело или тела на хвост из-за слишком быстрого изменения состава пара.

Если описать этот ход температуры целиком, от старта до конца прогона, получится характерная S-образная кривая с плато посередине. В начале, пока куб ещё холодный, температура растёт быстро — жидкость просто нагревается до кипения. Как только состав в кубе приближается к закипанию (около 78–79 °C для достаточно крепкой смеси), рост резко замедляется: испаряется в основном этанол и другие лёгколетучие компоненты, а их доля в кубе, несмотря на кипение, ещё велика, поэтому температура кипения самой смеси почти не меняется. Именно в этой зоне плато и проходит отбор голов, а затем — основная часть тела: температура держится в достаточно узком коридоре, обычно в пределах градуса-двух выше точки кипения чистого этанола. По мере того как этанол в кубе вырабатывается, доля воды и высококипящих примесей в остатке растёт, и температура кипения смеси начинает плавно, а затем всё быстрее ползти вверх — это и есть переход тела в хвосты. Дальше рост ускоряется ещё сильнее, и к самому концу прогона, если довести его почти до чистой воды, температура приближается к 99–100 °C.

Иллюстративная кривая температуры в ходе прогона: быстрый рост до точки кипения крепкой смеси (≈78–79 °C), плато во время отбора тела (выделено золотым как целевой продукт), затем ускоряющийся рост при переходе в хвосты. Конкретная форма и цифры условны — у реальной перегонки они зависят от крепости заливки, скорости отбора и геометрии аппарата.

Геометрия аппарата: как меняется практика прогона

Всё описанное выше — общая логика фракционной перегонки, но то, как именно она ощущается «за пультом», заметно зависит от того, простой это куб с прямой трубкой или куб с полноценной укрепляющей колонной.

• Простой куб (прямоточный дистиллятор или классическая лебединая шея). Пар почти беспрепятственно проходит от куба к холодильнику, без дополнительной ступени тепло-массообмена. Разделение фракций здесь целиком держится на том, что было описано выше — на постепенном изменении состава кипящей жидкости в кубе, — и переход между головами, телом и хвостом ощущается более плавно, растянуто во времени. Куб даёт более «насыщенный» по примесям, но и по аромату дистиллят: часть тяжёлых и части ароматических соединений уходит в тело вместе с этанолом, поэтому кубовая перегонка традиционно ассоциируется с более выраженным, «сырьевым» характером напитка — тем же принципом пользуются классические шарантские аламбики для коньячных спиртов.
• Куб с укрепляющей колонной (насадочная колонна, царга с дефлегматором). Колонна добавляет между кубом и холодильником каскад из множества дополнительных теоретических ступеней равновесия (см. физическое объяснение на странице «Фазовое равновесие и закон Рауля»): пар, поднимаясь по насадке, многократно частично конденсируется и снова испаряется, с каждым разом становясь чище и крепче. Практическое следствие — гораздо более резкая, «ступенчатая» граница между фракциями: температура на выходе колонны какое-то время держится почти неподвижно, а затем переход в хвосты происходит заметно быстрее и очевиднее, чем в простом кубе. Колонна также заметно повышает итоговую крепость тела (нередко 90%+ вместо типичных для куба 60–80%), но одновременно «срезает» больше ароматических соединений вместе с примесями — отсюда устоявшийся компромисс: колонна для чистоты и крепости, простой куб или аламбик — для сохранения характера сырья.
• Скорость и управляемость. Куб с колонной требует более внимательного управления мощностью нагрева — слишком высокая скорость пара «захлёбывает» насадку (колонна начинает работать нестабильно, укрепление падает), тогда как простой куб в этом смысле терпимее к перепадам мощности, хотя и ценой более медленного, размытого разделения фракций.

Практический итог

Двухэтапная схема — сначала быстрый неразборчивый прогон на спирт-сырец, затем медленная дробная перегонка с отбором голов, тела и хвоста по расчётному объёму, температуре и органолептике — стандартный маршрут для подавляющего большинства домашних дистилляторов, вне зависимости от того, простой это куб или куб с укрепляющей колонной. Что делать с готовым телом дальше — фильтрация, отдых, выдержка и разбавление до питьевой крепости — разобрано на странице «Очистка и выдержка».