Destylatory alkoholu. Jak działają i jaki jest przebieg destylacji?
Data publikacji: 22 Sie 2022
Alkohol destylowany jest od tysięcy lat. Najwcześniejsze znane dowody na destylację pochodzą z 3000 r. p.n.e. z doliny Indusu w dzisiejszym Pakistanie. Destylację stosowali Babilończycy w Mezopotamii. Arabski chemik Jabir ibn Hayyan destylował alkohol już w IX wieku. Przez setki lat proces destylacji wyglądał tak samo, ale zmieniała się aparatura. Warto wspomnieć, że w destylatorach nie tylko produkowany jest alkohol, ale też benzyna, woda destylowana, nafta, parafina, a nawet gazy z powietrza jak argon, tlen i azot. Na potrzeby tego artykułu zajmiemy się urządzeniami do destylacji, wykorzystywanymi w nowoczesnych gorzelniach.
SPIS TREŚCI
- Co to jest destylacja i jak przebiega?
- Rodzaje destylatorów do produkcji alkoholu
- Destylator alembikowy – pierwszy i używany do dziś destylator
- Destylator kolumnowy – wynalazek, który zmienił historię
Co to jest destylacja i jak przebiega?
Przebieg destylacji różni się pod względem wielkości i złożoności w zależności od tego, czy mówimy o skali mikro czy skali produkcyjnej. Generalnie rzecz ujmując - destylacja to proces polegający na wytworzeniu pary, a następnie jej skropleniu. Destylację stosuje się głównie do oddzielenia cieczy od substancji nielotnych, rozpuszczonych, zawieszonych w niej lub oddzielenia jednej cieczy od drugiej o różnych temperaturach wrzenia. Ta ciecz, która wrze przy niższej temperaturze, ulatnia się jako pierwsza. Takie oddzielenie nigdy nie jest kompletne i doskonałe, dlatego musi być powtarzane kilkukrotnie. Ciecz powstała w wyniku skroplenia (kondensacji pary) to destylat.
Rodzaje destylatorów do produkcji alkoholu
Nowoczesne destylarnie wyglądają prawie tak… jakby produkowały czekoladę z filmu "Charlie i Fabryka Czekolady" z Johnnym Deppem w roli głównej. W zależności od tego, co jest produkowane, mogą to być wysokie, lśniące kolumny, połączone siecią rurek albo masywne, przysadziste, gigantyczne miedziane garnki, wyglądające nieco jak arabskie naczynia tażin. Możesz uwierzyć lub nie, ale to właśnie te pompki i zawory oraz lśniące metalowe uchwyty, przy stałej kontroli doświadczonych gorzelników, tworzą Twoje ulubione produkty: wódkę, gin lub whisky. Wspomniany miedziany garnek to destylator alembikowy, a ten wysoki to destylator kolumnowy.
Destylator alembikowy – pierwszy i używany do dziś destylator
Destylator alembikowy lub w skrócie alembik to prosty aparat do destylacji, używany od setek lat. Pierwszymi konstruktorami alembików byli Egipcjanie, a samo słowo alembik pochodzi z języka arabskiego i oznacza „spokojny” oraz od greckiego ambix tłumaczonego jako „filiżanka” lub „garnek”. Alembik opracował w IX wieku Jabir ibn Hayyan. W późniejszych wiekach alembiki znajdowały się domach szlachty, ale także mieszczan i chłopów, którzy chcieli nieco poprawić jakość swojego życia. Stosowanie ziół i korzeni niektórych roślin umożliwiło wytwarzanie leków w procesie destylacji.
Współcześnie tradycyjny alembik został zastąpiony przez bardziej wyrafinowaną aparaturę destylacyjną. Natomiast to nie oznacza, że zwyczajowe, miedziane alembiki nie są dziś używane w procesie robienia wódek, ginów czy whisky. Produkty z Wielkopolskiej Manufaktury Wódek są na to znakomitym przykładem. Głównym powodem, dla którego wciąż go używamy są: jego długa historia, tradycja i imponujący okres, w którym został opracowany i udoskonalany. Znawcy gorzelnictwa twierdzą, że kształt typowego, miedzianego alembika, wydobywa głębię ze składników i nadaje trunkom wyjątkowy, niepowtarzalny smak. Alembik przypomina w formie ogromną cebulę - kształt umożliwia łatwe uwalnianie alkoholu z zacieru, który destylujemy.
Jak zbudowany jest alembik do destylacji? Składa się on z kotła, czaszy, rury odpędowej, chłodnicy i odbieralnika. Dolna część urządzenia, czyli kocioł, odpowiada za ogrzewanie. Zbiornik wyposażony jest w termometr, zawór bezpieczeństwa i wskaźnik poziomu cieczy. To tam gotowany jest sfermentowany zacier, aż alkohol (który ma niższą temperaturę wrzenia niż woda) odparuje i trafi do czaszy. Czasza to najbardziej charakterystyczna część destylatora alembikowego. Para naturalnie się unosi i wiruje w czaszy. Stamtąd powoli przechodzi przez rurę odpędową, nazywaną niekiedy łabędzią szyją, która łączy destylator z odbieralnikiem. Kąt ramienia, średnica i materiał mają wpływ na końcowy destylat. Miedź, z której wykonany jest alembik, przyspiesza przemieszczanie się oparów, eliminuje niepożądane chemikalia i poprawia smak. Chłodnica, jak jej nazwa wskazuje, schładza parę, by następnie destylat mógł trafić do odbieralnika. Jego specjalna budowa umożliwia włożenie alkoholomierza i obserwację mocy destylatu.
Destylator kolumnowy – wynalazek, który zmienił historię
Destylator kolumnowy określa się również mianem destylatora ciągłego lub destylatorem Coffey'a (albo aparatem Coffey'a). Ten wynalazek irlandzkiego gorzelnika i innowatora Aeneasa Coffey'a zmienił historię destylacji. Czasami mówi się o Coffey'u, że był Henrym Fordem gorzelnictwa - jego pomysły doprowadziły do usprawnienia i unowocześniania produkcji destylatów, na miarę rewolucji motoryzacyjnej, którą przeprowadził Ford. Pomiędzy edukacją w Dublinie, a pracą urzędnika skarbowego ds. akcyzy, Aeneas Coffey miał wiele okazji do obserwowania działania destylatorów. Coffey zapoznał się z projektem urządzenia, różniącym się od tradycyjnego alembika miedzianego, powszechnie w tym czasie używanym. Opatentowana przez destylarnię hrabstwa Cork w 1822 roku kolumna była stosunkowo mało wydajna. Coffey wprowadził własne modyfikacje w istniejącej konstrukcji, umożliwiające recyrkulację większej ilości oparów. Rezultatem był bardziej wydajny destylator, wytwarzający spirytus o wyższej zawartości alkoholu. Aeneas Coffey opatentował swój wynalazek w 1830 roku. Wczesne destylatory Coffey'a wytwarzały alkohol o mocy ok. 60%. Współczesne, nowoczesne wersje zbliżają się do 96% zawartości alkoholu.
Jak sama nazwa urządzenia wskazuje destylator składa się z kolumn. Wykonany jest ze stali nierdzewnej, a jego wysokość może wynosić nawet kilka pięter (kilkadziesiąt metrów). To, co dzieje się w środku destylatora to fascynujący projekt inżynierski. Jak działa destylator kolumnowy? Kolumna składa się z szeregu półek, płytek lub tac. Zacier podawany jest do kolumny w pobliżu szczytu. Pod wpływem grawitacji surowiec spływa przez półki kolumny. Destylator, w tym procesie, jest stale podgrzewany od dołu. Spod kolumny wydobywają się podmuchy pary, które wchodzą w kontakt z zacierem. Ulatnia się przy tym etanol i składniki smakowe.
Im półka jest położona wyżej w kolumnie, tym jest chłodniejsza. Powoduje to niewielką kondensację oparów na każdej płytce. Ponieważ gorąca para stale krąży, skondensowane opary ponownie są destylowane. Ta szybka przemiana pary w ciecz i w parę ma miejsce w destylatorze kolumnowym w kółko. Ta reakcja, w coraz większym stopniu, oddziela etanol, który wędruje w górę kolumny i separuje się od cięższych związków jakimi są oleje fuzlowe. W rezultacie zwiększa się czystość alkoholu.
Destylacja kolumnowa wydaje się dość prosta. Włącz ogrzewanie, nastaw zacier i poczekaj, aż pojawi się alkohol. Jednak ta pozorna prostota wymaga precyzyjnej obsługi kolumny przez wykwalifikowanych operatorów. Destylatory kolumnowe muszą być stale monitorowane, ponieważ niewielka zmiana przepływu surowca, chłodzenie i inne czynniki wpływają na końcową jakość alkoholu.