Этиловый спирт образуется при сбраживании простых сахаров дрожжами. Формула этого превращения в очень упрощенном виде выглядит так:
C6H12O6 + дрожжи = 2∙C2H5OH + 2∙CO2 + тепло
Из одной молекулы сахара C6H12O6 дрожжи образуют две молекулы этилового спирта C2H5OH, две молекулы углекислого газа CO2 и выделяют тепло. Для определения массовых величин этих превращений достаточно применить знания школьной химии и, подставить в приведенную формулу, мольные массы атомов водорода Н=1, углерода С=12 и кислорода О=16 получить следующее соотношение масс: 180 = 92 + 88. Это означает, что из 180кг сахара получается 92кг спирта и 88кг углекислого газа, или теоретический выход спирта из сахара составляет 92/180=0,511кг/кг. А с учетом плотности этилового спирта-ректификата (ρ=0,8кг/л) - 0,639л/кг.
Таким образом, теоретически (без учета потерь) выход спирта из сахара составляет:
1кг сахара ► 0,511кг или 639мл спирта
Практический выход спирта всегда на 5…10% меньше теоретического. Такие потери считаются нормальными для домашнего производства спиртных напитков и, главным образом, связаны с:
-
недобродом - когда часть сахара по каким либо причинам не сбраживается в спирт, а остается в бражке;
-
неправильным брожением - когда часть сахара превращается не в спирт, а в некоторые другие вещества - примеси;
-
прямыми потерями, когда часть спирта просто улетучивается вместе с углекислым газом в процессе брожения, или теряется при перегонке и ректификации.
Поэтому для практических оценок и для лучшего запоминания возьмем некоторую круглую цифру выхода, которая соответствует почти минимальным потерям - 6%:
1кг САХАРА ► 0,6л СПИРТА
Почему выход спирта меньше теоретических расчетов?
Давайте разберемся на конкретном примере: 1кг сахара + 3л воды + пачка дрожжей. Теоретически мы ожидаем 1 литр самогона (40%) – а это всего 0,4л спирта.
Теория гарантирует, с учетом потерь - 6%, получение из 1кг сахара 600мл спирта (см. выше). Куда делись 200мл?
Мы подготовили 4кг раствора с концентрацией в нем сахара 25% (уже выше нормы для распространенных штаммов дрожжей– надо 20%). В результате брожения мы можем получить в бражке только предельную концентрацию спирта 13% - в 3-х литрах бражки будет 0,39л спирта. Т.е. дрожжи переработают только часть сахара – 650г, а остальной сахар 350г, не давший спирта, Вы выльете после перегонки в канализацию.
Для увеличения выхода спирта (самогона) в этом примере надо просто добавить воды. Тогда при правильном расчете получится: 1кг сахара + 4л воды + пачка дрожжей. Получим 1,5 литр самогона (40%) – а это 0,6л спирта, что и обещает теория.
В более продвинутом варианте мы можем использовать "правильные" спиртоустойчивые дрожжи или изготовим их самостоятельно, но это уже тема другой интересной статьи....
