Аэрация кислородом, опыт использования кислородного концентратора

Есть положительный опыт использования кислородного концентратора для аэрация кислородом различных дистиллятов.
В течении года продуваю кислородом дистилляты и стабильно получаю отменный результат.

Был учтен опыт описанный в мини-диссертация ЯрТур:
[сообщение #12008502] - организация газообмена
И тема sergwk:
[Аэрация крепких напитков] - аэрация крепких напитков

Существует также огромное количество патентов и книг на тему искусственного старения спиртов, ссылки на которые я не привожу. Это без труда можно найти в интернете.

Однако в моей работе есть существенное отличие, как мне кажется. По этому решил изложить свой опыт.
Концентратор получает кислород из воздуха и способен создавать небольшой поток кислорода в течении многих часов подряд.
Это и легло в основу исследования.

Проблематика:
При созревании спиртов по классической технологии в дубовых бочках происходит не только экстракция веществ из древесины дуба, но и газообмен через стенку бочки. Чем меньше бочка тем больше поверхность бочки в пересчете на литр продукта, тем быстрее протекают процессы. Однако, если бочка слишком мала 5-10л, то процессы экстракции протекают быстрее чем процессы газообмена. Исключение составляют старые бочки прошедшие несколько циклов, а не просто вымоченные водой и СС, этого не достаточно.
Кроме этого, бочки доступные в России делаются из древесины далеко не самого лучшего качества. Думаю многие согласятся, что цепа американского и французского производства, сделанная из старых коньячных и бурбоновых бочек, придает продукту гораздо лучший вкус. В этом случае для настоя на цепе вместо бочки используется стекло-тара и происходит только экстракция дуба, газообмен вовсе отсутствует.

Задача исследования:
Улучшить качество дистиллята за счет принудительного газообмена с целью воспроизвести или ускорить естественные процессы старения спирта в контакте с кислородом.

Методы исследования, цели:
1. Метод: Аэрация дистиллята предназначенного для дальнейшей выдержки на цепе или в бочке малого объема по средствам кислородного концентратора в течении нескольких часов. Цель: "Вентиляция" дистиллята для удаления следов(остатков) головной фракция, насыщение спирта кислородом для дальнейшей выдержки и постепенного окисления следов(остатков) хвостовых фракций.
2. Метод: Аэрация готового продукта прошедшего выдержку в бочке или настоянного на щепе по средствам кислородного концентратора в течении одного часа. Цель: искусственное старения спирта с целью окисления трудно растворимых экстракторов и формирование осадка.

Оборудование:
Медицинский кислородный концентратор Bitmos oxy 6000, производительность 5л/мин. Использовался в режиме 0,5л/мин.
Насадка из микропористого натурального камня для аквариумного аэратора.
Груз для насадки в виде мотка медной проволоки.
Шланг силиконовый небольшого сечения.
Открытая стеклянная тара с широким горлом, любого объема от 1 до 25 литров.

Объект исследования:
Исследование проводилось на различных дистиллятах: сидр яблочный, сидр грушевый, солодовое сусло фильтрованное(ячмень, пшеница), зерновое сусло фильтрованное(кукуруза, ячмень, пшеница), зерновое сусло густое/каша (кукуруза, рожь)
Погон густых браг производился с парогенератором, жидких прямым нагревом на электроплите.
Второй перегон дробный на тарелках с дефлегматором, крепость тела после второго перегона около 80%
Головные фракции отсекались по запаху, но не менее 5-7%.
Хвостовые фракции отсекались по вкусу и по температуре в колонне. Для фруктовых спиртов 85-57С в колонне, для зерновых не более 80-81С в колонне.
Также исследование проводилось на различных ягодных наливках типа вишневой и клюквенной и горьких настойках типа зубровки.

Описание работ:
1. Спирт подготовленный для выдержки (бочковой крепости 55-70%) заливается в подходящую по объему тару, так чтобы не было брызгоуноса. В продукт опускается насадка для аэрации с грузиком. Кислородный концентратор настраивается на режим мелких рассеянных пузырей, так чтобы не образовывалась слишком большая шапка пены и не было брызгоуноса. С моей насадкой и моим оборудованием оптимально получилось 0,5л/мин. В таком режиме и обязательно без крышки аэрация протекает от 1 до 6 часов в зависимости от качества исходного сырья и желаемого результат. Задача не только насытить спирт кислородом, но и хорошо "вентилировать" его. Хорошая и длительная "вентиляция" уносит из спирта не только остатки головных фракция но и образующиеся продукты окисления. Для того чтобы определить время обработки продукта нужно нюхать спирт, так же как мы нюхаем его при отсечении голов. Или просто оставить на максимальный срок до 6 часов. Запах сильно изменится в лучшую сторону, станет чистым и приятным, характерным для хорошо выдержанного продукта. Вкус на данной стадии оценивать нет смысла, основные изменения во вкусе происходят позже.

2. Продукт слитый из бочки или со щепы продувается по методике описанной выше, но не более 1-2 часов (дольше не пробовал). Далее его нужно оставить в стекле на 1-2 недели для формирования осадка. Осадка может и не быть, это зависит от качества сырья и срока выдержки в дубе. Далее продукт сливается с осадка или фильтруется.

Результаты исследования, выводы:
1. В результате систематических исследований на различных дистиллятах было установлено, что длительная аэрация потоком 98% кислорода сразу улучшает аромат продукта и в последствии положительно сказывается на в его вкусе (при дальнейшей выдержке). Аэрация производится перед выдержкой спирта в бочке или на чипсах, либо перед настоем на ягодах/травах. Для того чтобы исключить субъективный фактор часть того же спирта созревала в аналогичных условиях без предварительной аэрации. Во время дегустации предлагался тот и другой продукт без маркировки. Выбор в 100% случаев был в пользу аэрированного продукта. Химический анализ не проводился, но судя по результатам многочисленных дегустаций, длительная продувка устраняет из дистиллята все плохо пахнущие составляющие, "выветриваются" так же и продукты окисления. В то же врем остается основной аромат, запах характерный для данного сырья (яблок,солода,зерна) в каждого конкретном случае. Важно проводить длительную аэрацию, не менее одного часа. В то же время не было такого случая, чтобы длительная аэрация повредила.

2. После слива продукта из бочки или со щепы/ягод/трав, часть спирта подвергалась повторной аэрации в течении одного часа. В половине случаев это приводило к выпадению осадка в течении 1-2 недель. При сливе наливок с ягод/трав это происходит всегда, не смотря на то что слив проводится с фильтрацией. Во фруктовых дистиллятах слитых с бочек или чипсов, осадок формируется чаще чем в солодовых/зерновых. Вероятно по тому, что хвосты у таких дистиллятов длиннее. По результатам дегустаций повторная продувка смягчает вкус, аромат становится чище и ярче. Было замечено, что повторная аэрация после выдержки не всегда оправданна. В целом наблюдается тенденция: чем лучше(дольше) проведена первая аэрация, тем меньше необходимость во второй. В то же время не было такого случая, чтобы повторная аэрация повредила.

Потери/недостатки:
К недостаткам можно отнести стоимость концентратора. Хотя возможно есть боле дешевые модели, мой использовался на 10% от максимальной мощности.
Аэрация проводилась до 6 часов подряд в таре с широким горлом и открытой крышкой.
Работы проводились как в закрытом помещении с влажностью около 60%, так и на открытом воздухе.
Значительных изменений в качестве окружающего воздуха не замечено.
Потери продукта в объеме не более 3-5%.
Потери в крепости не более 0,5 градуса.

Фото для иллюстрации оборудования и процесса внизу поста.

К недостаткам можно отнести стоимость концентратора. Хотя возможно есть боле дешевые модели, мой использовался на 10% от максимальной мощности.Илья Измайлов, 12 Апр. 16, 16:35

А электролиза не хватит для таких объемов получения кислорода?
Интересно, хотя думаю, что для правильного окисления важны процессы на мембране (дереве). Может надо в дубовой доске просверлить глухое отверстие и в него подать кислород из баллона (через редуктор) и это как аэратор погружать в дистиллят? В этом случае расход кислорода будет мизерным, а эффект может быть.

А электролиза не хватит для таких объемов получения кислорода?Zoldrax, 12 Апр. 16, 19:24

Эти аппараты бывают разные по производительности, смотреть надо. Хорошие аппараты этого класса тоже не дешевые. Можно конечно самому сделать.
Но электролиз даст не кислород, а смесь кислорода и водорода - гремучую смесь. Эта штука взрывоопасна, если накопится внутри помещения + искра - будет очень большой взрыв с образованием пара и .... вакуума! Обычно ими питают небольшие горелки, то есть смесь газов сразу сжигается.

резерв

резерв

Т.е. концетратор, это чистым кислородом продувать, как я понял. А продувка окружающим воздухом не проще? Опыты проводили?

А продувка окружающим воздухом не проще? Опыты проводили?patrikus, 12 Апр. 16, 22:32

Я не проводил, есть ссылки на коллег вверху темы.

Игрался я с такой штукой. Камушек для аквариума покрасил спирт. Хотел предупредить, что дешевые аквариумные аэраторы не подойдут для продувки спирта.

Белого цвета полагаю такого эффекта не дадут.

Ну да, краска растворилась. Но там ещё штуцерок пластиковый, посаженный на клей. Я минут на 10 ставил - не развалился, только краска полезла. Есть такие "камушки" из нержавейки - на алиэкспрессе видел.

кислород+спирт=ракетное топливо))). ФАУ-2 на таком летала (правда там кислород был жидким).Горит очень хорошо. Считаю данный опыт потенциально пожароопасным!

Считаю данный опыт потенциально пожароопасным!alex_ibpm, 15 Мая 16, 21:36

Ну думаю, испарения спирта при комнатной температуре практически не происходит. И кислород добывается воздуха и туда же возвращается, так что его содержание не растет. Не опаснее чем оставлять трехлитровую банку с водкой в открытом виде в комнате.

     Интересно бы было сравнить все же продувку кислородом и воздухом, тем более, что последнее не проблема.
    Причем, скажем, подавать воздуха в 5 раз больше (2,5л/мин) с учетом процента кислорода. Тогда проявится влияет ли количество кислорода или еще важно присутствие именно чистого. Правда, при этом изменится гидродинамика, что тоже возможно достаточно влияет в этих пределах (барботаж), т.к. поток больше.
    Кстати, где-то здесь есть ветка, где напротив обсуждают старение горячей выдержкой под давлением АЗОТА! Причем, приводятся данные авторитетных исследований и патентов. И якобы азот в данном случае играет отнюдь не инертную роль, а вроде вступает в какие-то хим. реакции что-ли. Так что не все так однозначно. (Правда там высокие температура и некоторое давление, т.е. совсем другой процесс)
    Еще интересно, не повлияло ли на результат у автора присутствие меди (проволочный балласт)? Понятно, что площадь мизерная, но ведь медь в зоне интенсивного барботажа, причем чистого кислорода. Можно для сравнения использовать нерж. или др. нейтральный груз.
Кстати, не ясно, не имел ли уже при дистилляции место существенный контакт с медью? Вроде при вызревании продукта следы меди тоже имеют существенное влияние. Возможно это сочетается именно с присутствием кислорода?  
    Чуть не забыл! Я б посоветовал попробовать еще продувку с обратным холодильником.
1) Уменьшилась бы "доля ангелов", т.е. потери как объема, так и градуса.
2) При сравнении качества продукта стало бы ясно, не заключается ли основной эффект в хим. связывании и преобразовании с образованием осадка и неконденсируемых газов - а это обоснование применения пункта 1 (обратный холодильник). Или все же часть спиртов-эфиров должна  быть удалена и тогда потери неизбежны а обр. холодильник - зло.

Интересно бы было сравнить все же продувку кислородом и воздухом, тем более, что последнее не проблема.buddy, 20 Мая 16, 10:10

При перегонке с укреплением специально закольцовывают ТСА, чтобы продукт не контачил с кислородом воздуха. Вроде образуются альдегиды.
В данном случае при продувке кислородом альдегиды образуются и должны улетучиваться вместе с потоком газа. Так может с этой целью проще вакуумировать емкость с дистиллятом в разумных пределах?
Есть еще цель -

насыщение спирта кислородом для дальнейшей выдержки и постепенного окисления следов(остатков) хвостовых фракцийИлья Измайлов, 12 Апр. 16, 16:35

. А сколько нужно давать кислорода, чтобы было

искусственное старения спирта с целью окисления трудно растворимых экстракторов и формирование осадка.Илья Измайлов, 12 Апр. 16, 16:35

? И как проверять "готовность" продукта?

Образуясь в бочке альдегиды видимо участвуют в дальнейшем превращении в нечто привлекательное. Однако конечно это медленный многоступенчатый  процесс.
  Возможно при рассматриваемом варианте продувки они и должны удаляться, даже при наличии дубовых чипсов... Если продукт рассматривать сразу (почти) после продувки.
  А если продувка кислородом - некоторый этап (периодический) достаточно длительного выдерживания при контакте с дубом? Как собственно и работают в "большой" технологии. Т.е. для нас это - выдерживать месяцы с дубом, периодически продувая кислородом, только в банках и проч. Возможно тогда удаление альдегидов не понадобится, и даже недопустимо?

  И еще, вроде уже было здесь - добавление непосредственно в продукт перекиси водорода. Не заменит ли? Понятно, что там атомарный кислород, т.е. не то же самое. В принципе, более активный, но возможно это неплохо, если не приводит к неприятным последствиям (ненужные хим. реакции). А так было бы неплохо: просто, выгодно, удобно. Растворяется моментально, повсеместно доступна. 

добавление непосредственно в продукт перекиси водорода. Не заменит ли?buddy, 20 Мая 16, 11:14

Не заменит и даже испортит. Атомарный кислород большое зло для органики. Как минимум обрежет "ароматы", а максиуму породит ворох свободных радикалов и хрен знает что там получится вместо "вкусняшки".

    Ну почему, есть же ветка, на которой ссылки на применение даже озона.
Впрочем, действительно, это надо именно там обсуждать, а здесь собственно не о применении кислорода, а о источнике его получения (кисл. концентратор).

Интересно бы было сравнить все же продувку кислородом и воздухом, тем более, что последнее не проблема.
    Причем, скажем, подавать воздуха в 5 раз больше (2,5л/мин) с учетом процента кислорода. Тогда проявится влияет ли количество кислорода или еще важно присутствие именно чистого. Правда, при этом изменится гидродинамика, что тоже возможно достаточно влияет в этих пределах (барботаж), т.к. поток больше.buddy, 20 Мая 16, 10:10

Согласен. Сравнить интересно. Но пока не нашел времени это сделать, мне слишком сильно нравиться мой текущий результат )))
Из опыта 2,5л/мин не реально, начинается дикий унос продукта брызгами. Напомню - горловина обязательно широкая и заполнена почти доверху иначе "очистка" идет хуже.

Кстати, где-то здесь есть ветка, где напротив обсуждают старение горячей выдержкой под давлением АЗОТА!buddy, 20 Мая 16, 10:10

У меня его точно нет, фильтр снимает. При настройке на 10% от мощности идет 98-99% кислорода.

Кстати, не ясно, не имел ли уже при дистилляции место существенный контакт с медью?buddy, 20 Мая 16, 10:10

При перегонке зерновых браг присутствует, из нее сделан барботер. При перегонки фруктовых нет, это бессмысленно как мне кажется. Медь связывает серу, во фруктовых брагах она не образуется.

Или все же часть спиртов-эфиров должна  быть удалена и тогда потери неизбежны а обр. холодильник - зло.buddy, 20 Мая 16, 10:10

Думаю что долю надо отдать, именно в этом весь смысл. Как бы то не происходило, долго в бочке или быстро с ускоренным методом. В бочке ведь тоже испаряются в первую очередь высшие спирты и альдегиды и все что летучее.

В данном случае при продувке кислородом альдегиды образуются и должны улетучиваться вместе с потоком газа. Так может с этой целью проще вакуумировать емкость с дистиллятом в разумных пределах?POLE, 20 Мая 16, 10:51

Вполне возможно. Думаю это даст хороший эффект. Но дело в том, что опытным путем было доказано качество продукта улучшается не только сращу после "продувки", но и по истечении времени. При этом не обработанный спирт не улучшается за то же время. Значит в продукте идут не только физические но и химические изменения. Вакуум это не обеспечит, думаю эффект будет но частично. Что то типа вакуумной перегонки после основной перегонки.

. А сколько нужно давать кислорода, чтобы былоPOLE, 20 Мая 16, 10:51

Тут ответа нет. Точнее так - чем больше тем лучше, пока жаба не задавит терять продукт. Измерить содержание кислорода я не умею, может кто подскажет. Ясно одно, чем ниже температура жидкости, тем лучше растворимость газов, пока на лоджии было холодно продувал спирт там. Жидкость не возьмет больше чем может. Отрицательного эффекта от передозировки не замечено, может не достиг предела )) В патентах на старение спирта есть упоминания о передозировке, но там идет периодическая продувка сразу в контакте с дубом и при нагреве до 40-50С. Возможно компоненты дуба окисляются, я же предпочитаю основательно "продувать" спирт до заливки в бочку. В это и есть основная разница в моей методике.

Образуясь в бочке альдегиды видимо участвуют в дальнейшем превращении в нечто привлекательное. Однако конечно это медленный многоступенчатый  процесс.
  Возможно при рассматриваемом варианте продувки они и должны удаляться, даже при наличии дубовых чипсов... Если продукт рассматривать сразу (почти) после продувки.
  А если продувка кислородом - некоторый этап (периодический) достаточно длительного выдерживания при контакте с дубом? Как собственно и работают в "большой" технологии. Т.е. для нас это - выдерживать месяцы с дубом, периодически продувая кислородом, только в банках и проч. Возможно тогда удаление альдегидов не понадобится, и даже недопустимо?buddy, 20 Мая 16, 11:14

Конечно выдержка в бочке от 500л и более в течении 3-5 лет дает несколько другой продукт. Хим. реакции идут по другому в условиях задержки физ. процессов газообмена и экстракции. Вполне возможно, что при этом образуются более сложные и лучшие ароматы и вкусы. Тольку купить подобный продукт сегодня нет никакой возможности. Марочные коньяки и виски даже за 15т.р./л. это купаж. В таком купаже выдержанного спирта всего несколько процентов. Все остальное это ректификат или спирты низкого качества и малого срока выдержки.