Witam
Miałem nie pisać i siedzieć cicho ale normalnie nie mogę...
Od paru dni odświeżam sobie trochę tematykę bo nie bawiłem się w to już około 10 lat, a sprzęt głównie stał i czekał... Byłem ciekaw co zmieniło się przez ten czas w wiadomej tematyce, i trafiłem na ten temat i trochę się zjeżyłem... nie dlatego że emanuje wiedzą bo już tak nie jest, no ale jak czytam niektóre rzeczy to aż nóż się otwiera w kieszeni... gwoli ścisłości właśnie jakieś 8 lat temu obroniłem doktorat z chemii, a potem od razu zająłem się czymś innym
Stąd wiele rzeczy które kiedyś były dla mnie oczywiste już takie nie są aczkolwiek muszę się wypowiedzieć :
Często pojawiająca się kwestia :
„Na prawdę chcesz się faszerować tą chemią?”
„Dajcie spokój z tą sodą. Lepiej pić niedobry bimber niż truć się sodą kaustyczną.”
„Ja cerpie dolę. 55% NaOH!! Toż to trucizna!”
„Myślałem, że to jakaś pomyłka. Osobiście nie przyszło by mi do głowy, że takimi mocnymi środkami można polepszać gorzałke. Nie mam żadnej teoretycznej wiedzy chemicznej, ale w praktyce miałem dużo do czynienia z kwasami i zasadami.”
Matko tak sobie myślę, czy wy chcecie to pić? Próbować? Ktoś sobie sztachnoł pozostałość po destylacji? Nie, przecież spożywany jest destylat a nie to co jest w kegu. Co więcej jestem przekonany, że nawet jak by ktoś łykną sobie trochę z kega też by się nic nie stało. Są ku temu nawet trzy powody :
- czy ktoś liczył stężenie substancji, które są dodawane czyli NaOH i KMnO4? Dodajecie 1g/1litr do kega który ma 40 litrów cieczy 50% czyli wsypać trzeba 20g NaOH. Spłaszczając wszystko do gęstości 1g/cm3 stężenie procentowe tak otrzymanego roztworu to 20g/40020*100 = 0,05%. Teraz załóżmy, że ktoś napiłby się prosto z kega 20ml (20g) takiej cieczy, to ile gram wodorotlenku by zjadł ?
0,05*20/100 = 0,01g to jest 10 miligramów, przy czym najniższą znaną dawką śmiertelną (dla szczura doustnie) to 250mg/kg masy ciała. Jak z tego widać człowiek ważący 70kg musiał by wchłonąć 70x250/1000 = 17,5g czyli praktycznie całe 40 litrów... ktoś już próbował tyle wypić ?
Dlatego pisanie i ostrzeganie o truciznach o żrących właściwościach jest dobre żeby ostrzec przed substancją samą w sobie, ale w momencie gdy ją rozcieńczamy staje sie kompletnie niegroźna, proszę pamiętać co powiedziano już wieki temu : Cóż jest trucizną? Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja nie jest trucizną(Paracelsus). O nadmanganianie nie będę się nawet wypowiadał, jeszcze z dzieciństwa pamiętam kąpiele w totalne fioletowej wodzie i nie raz wypiło jej się trochę...
- no ale zaraz chwileczkę, co się dzieje jak dodamy tą straszną żrącą sodę do kega, czy ona tam nadal jest? Czy będzie się śniła po nocach ? Otóż nie, nie będzie jej. Znika... Po dodaniu sody do kega momentalnie zachodzą reakcje chemiczne i przede wszystkim tworzą się sole – związki jonowe oraz woda. Następuje tak zwane zobojętnienie kwasów, chyba podstawowa metoda otrzymywania soli – kwas + zasada → sól + woda. Reakcja w zasadzie nieodwracalna, choć na pewno te sole kwasów karboksylowych będą ulegać hydrolizie. Zła i groźna soda zamienia się na przykład w cytrynian sodu, winian sodu, octan sodu, mrówczan sodu itd. Substancje nierzadko wykorzystywane w spożywce. I znowu ich stężenie jest minimalne...
- a trzecia i najważniejsza rzecz – nikt nie pije z kega tego co tam jest, tylko efekt destylacji. A destylacja to nic innego jak przekształcenie cieczy w stan pary, przetransportowanie par w inne miejsce a następnie jej skroplenie. Jeżeli ktoś sądzi, że jakiekolwiek ilość NaOH lub KMnO4 przeniesie się do destylatu albo jakiekolwiek sole to jest w błędzie. Są to związki jonowe, i waśnie po to stosuję się destylacje żeby oddzielić ciecz od ciał stałych, związków jonowych. Jedyne rzeczy, które powędrują razem z głównym gościem to związki organiczne, które już były w kegu wcześniej, lub te które powstały podczas obróbki chemicznej. Wszystkie sole, reszta niezobojętnionego wodorotlenku, przeróżne osady zostają w kegu i się stamtąd nie ruszają, no chyba że wam „zarzuca” kolumnę bo tak ostro gotujecie i przejdą tam fizycznie.
Dobra kolejna rzecz która mi się spodobała – „dodałem chemie do zacieru i nagle uciekły mi procenty, już nigdy nie dodam...”
Ehhh, że tak powiem. Wróćmy do naszego kega z 40 litrami 50% czegoś tam... Jak łatwo policzyć znajduje się tam 20 litrów duszka, to jest z 18 KILO, a ile dodajecie nadmanganianu? 20 gram? To jest prawie 1000 razy mniej. Przypomnę nadmanganian bierze udział w reakcji, nie jest katalizatorem, to oznacza że się zużywa.
Co więcej dodajemy nadmanganian głównie żeby utlenić aldehydy, co oznacza, że część nadmanganianu zostanie zużyta na nie w pierwszej kolejności, to nawet jak by zostało 10g nadmiaru, to ten nadmiar (nie chce mi się tu pisać reakcji, nie wiem nawet czy dałbym jeszcze radę, z niej wynikłoby dokładnie ile) utleni maksymalnie 50g alkoholu, z 18 KILO.. to tak jak byś odlał kieliszek i go wylał... Zauważona zmiana gęstości (procentów) na alkoholomierzu jest dla mnie związana albo z samą próbą pomiarową, która była przeprowadzona błędnie (np. zmiana temperatury) albo z utlenieniem związków organicznych o znacznej gęstości, przez co ich zanik wpływa na gęstość całej mieszaniny.
Teraz moje przemyślenia i praktyka. Zawsze wspomagałem się chemią, bez niej to nie to samo, i nie mówię przekornie. Akurat w tym przypadku pasuje idealnie. Przede wszystkim jak to działa.
Podczas pracy drożdży powstają między innymi następujące rzeczy alkohole, kwasy, aldehydy, estry. Z tej mieszkanki najlepiej było by oddzielić tylko pierwszy składnik a reszty się pozbyć.
Najprościej pozbyć się kwasów, które jako kwasy organiczne nierzadko albo są destylowalne, albo w azeotropach albo z parą wodną przejdą nam do destylatu. No to bach zmieniamy je w sole, związki jonowe których oddestylować się nie da. Czyli dodajemy wodorotlenku. Moim zdaniem powinno się ten proces kontrolować chociaż papierkiem lakmusowym, do lekko zasadowego.
Zostają nam więc alkohole, aldehydy i estry. I tu wchodzi nadmanganian potasu. Jest to jak wiadomo środek silnie utleniający, wszystko co napotka zaraz utlenia. Ale proces ten można kontrolować i zrobić tak żeby KMnO4 był selektywny. Przede wszystkim przez dobór środowiska w jakim zachodzi utlenianie. Najbardziej utleniające właściwości są w środowisku kwasowym, ale przecież wcześniej zobojętniliśmy już kwasy, i mamy środowisko zasadowe. Utlenianie wtedy zachodzi selektywnie, i już nie z taką mocą. W kegu jest naprawdę dużo związków organicznych, które konkurują o pierwszeństwo utlenienia, i mają różną reaktywność, mamy alkohole pierwszo i drugorzędowe i aldehydy, jeżeli dobrze pamiętam w środowisku zasadowym pierwsze polegną aldehydy i utlenią się do kwasów a te UWAGA momentalnie zmienią się w sole, bo przecież mamy nadmiar NaOH. Nawet jeżeli utlenią nam się jakieś alkohole, to jak pamiętamy z chemii utlenią się do aldehydów a te do kwasów a z kwasów znowu mamy sole.
Pozostaje jeszcze kwestia utlenienia 2 rzędowych alkoholi do ketonów z którymi nic nie zrobimy.
Także w mieszaninie zostały alkohole i estry. To te ostanie dają te zapachy, warto było by coś z nimi zrobić. Estry - połączenie alkoholu i kwasu, najlepiej zhydrolizować, i znowu z pomocą przychodzi wodorotlenek, reakcja hydrolizy estru w środowisku zasadowym jest nieodwracalna, powstaje alkohol i kwas który zamieni się znowu w sól w reakcji z NaOH. Tym sposobem z głównych związków w mieszaninie pozostały tylko alkohole, część z nich, tych bardziej reaktywnych pewnie utleni się ostatecznie do kwasów z których powstaną sole.
Teraz trochę o technice, reakcje jonowe w roztworze przebiegają bardzo szybko, dodajemy NaOH i już mamy zobojętnione kwasy. Reakcje utleniania – tu jeżeli dobrze pamiętam różnie bywa, w naszym przypadku kłaczki – czyli dwutlenek manganu powstaje w zasadzie po 10-30 min, i co to już po reakcji, barwa nadmanganianu znika, on znika, pozostają produkty reakcji. Dlatego moim zdaniem odstawianie czegoś na 1-3 dni, czekanie, mija się z celem, po co skoro reakcja już się zakończyła, pewnie przebiegła w 95%. Chcemy ją dokończyć to dostarczmy energię, czyli zagrzejmy wszystko. Zwiększenie temperatury może zwiększyć szybkość reakcji wykładniczo. Energia przyda się też do hydrolizy estrów. W zawiązku z tym ja po prostu najpierw dodaje roztwór NaOH mieszam całość, czekam chwile, a następnie dodaje roztwór KMnO4, i zaczynam powoli składać sprzęt. W tym czasie co ma się utlenić to się utleni, a reszta dojdzie podczas gotowania. Nie widzę również większego sensu w czekaniu aż wszystko się sklaruje, potem żmudnego sączenia a na końcu mycia osadzonego tlenku manganu. W czym on niby przeszkadza podczas gotowania? Ciało stałe, nierozpuszczalne w wodzie, bez zapachu z temperaturą topnienia >500C, a nich się tam gotuje, do destylatu nie ma prawa przejść. Z moich obserwacji wynika, że po około 20 min po dodaniu odczynników zapach od razu znacznie się poprawia, czy też, że wzmacnia się znacznie zapach duszka, nie jest on taki przytłoczony innymi zapachami.
Czy widzę jakieś zagrożenia... ciężko jednoznacznie powiedzieć, na pewno na ten temat powstało wiele prac badawczych. Niektórzy piszą że po destylacji wyczuwali jakieś „chemiczne” zapachy. Teoretycznie bzdura, cała chemia która wlaliśmy zmieniła się w coś innego coś czego nie da się wydestylować. Ale, przecież zrobiła swoje zadanie, czyli przemieniła jedne związki w inne. Mogą być różne sytuacje, wszystko zależy od sposobu fermentacji, drożdży, każdemu powstaje inna mieszanina różniąca się zawartością związków chemicznych. Dodanie chemikaliów przez to może mieć różny wpływ, np. u jednego dodana ilość zobojętni wszystkie kwasy i utleni aldehydy, podczas gdy u kogoś innego po zobojętnieniu kwasów zostaną w mieszaninie jakieś aldehydy, których zapach lub smak będzie bardziej podkreślony i wyraźny niźli był z wcześniej występującymi kwasami. I ta osoba powie że dzieło wyszło jej gorsze a przecież praktycznie jest czystsze. Dodanie odczynników może po prostu zaburzyć naturalny skład mieszaniny, do którego zapachu i smaku jesteśmy przyzwyczajeni, i wyostrzyć bardziej inne smaki i zapachy. Może nie wszystkie estry do końca zhydrolizowały bo dodano za mało NaOH a wtedy te co pozostały, te których zapach do tej pory był "przykryty" tymi poprzednim nagle się wyostrzy powodując negatywne skutki organoleptyczne. Jak by chcieć zrobić wszystko tiptop, to należało by oznaczyć skład ilościowy i jakościowy mieszaniny przed dodaniem chemii i wtedy policzyć ile czego dodać. Ja mam same dobre wrażenia, a zawsze lałem na oko, poprawa smaku była znacząca. Pamiętać należy również aby używać dobrych odczynników, nie o jakości technicznej a cz.d.a ilość substancji obcych jest tam na prawdę minimalna. Jakoś bardziej boje się używać zmywaków (choć używałem), których nikt tak na prawdę nie zbadał dokładnie (na prawdę znany jest w 100% skład drutu z jakiego są zrobione? czy wiemy czy uwalniane są jakieś jony kadmu, ołowiu? bo na pewno jakieś są, skąd bierze się zapach metaliczny, zapach = jakaś cząsteczka za niego odpowiedzialna itd...) niż dodać odczynia.
A tak poza tym to taka luźna wrzuta... pewnie gdzieś tam mijam się z rzeczywistością i jak to w życiu jest zupełnie na odwrót...
Mam nadzieję że nikt nie jest na tyle głupi żeby sobie chlupnąć takiej mikstury bezpośrednio! 
Po prostu przepuszczam jeszcze raz jak coś pójdzie "nie tak". Ale przyłożenie się do procesu destylacji, pozwoli uniknąć błędów i otrzymania super trunku.
.
