Diskussion: Die Schnaps – Destillation

Damit könnte man aus hochprozentigen Wein völlig legal 40 % herstellen?

Hallo

Wie funktionniert das Aussalzen?

Hallo Nico,

das ist ganz einfach. Ordentlich Salz in den Ansatz geben. Das Salz löst den Ethanol aus der Wasserstoffbrückenbindungen des Wassers, da es eine bessere Löslichkeit im Wasser hat als der Ethanol.
Ob das mit einem Wein funktioniert weiß ich nicht.
Ich benutze das für Ansätze mit 60 Vol.%. Vorher konnte ich vllt 20-30% des Ethanols abdestillieren und mit dem Aussalzen komme ich auf etwa 70%. Ich weiß aber nicht, ob die Qualität darunter leidet.

Herzliche Grüße,

Johannes

Also zumindest ich verstehe gar nicht, was du meinst.
Wenn du "Ansätze mit 60 Vol.%" destillierst, warum konntest du nur "20-30% des Ethanols abdestillieren"? Der Rest war Nachlauf? Warum? Geschmack, % oder Temperatur? Auch mit Salz wären 70% nicht so toll (bin mir nicht sicher, hab noch nie mit 60% im Kessel gebrannt).
Also du setzt sagen wir Himbeeren mit 60vol% an, fügst dann Salz hinzu, und bei der darauffolgenden Destillation holst du statt nur 20-30% mit Salz 70% des Alks als Mittellauf raus?

Wasserstoffbrückenbindungen, Löslichkeiten... Hydroxyethan hilf!

Ja, aussalzen hilft und ist eine Möglichkeit die Konzentration von EtOH zu steigern. Habe mal zu Potstillzeiten einen Bierbrand damit hochgeprügelt, allerdings hatte ich mich nicht für Kochsalz sondern für Pottasche (K2CO3) entschieden. Diese hat eine viel höhere Löslichkeit in Wasser (1120g zu 358g/l) als NaCl, klappt besser. Prinzipiell stimmt die von Johannes gegebene Erklärung.

Ethanol ist in Wasser löslich weil es ein Amphiphil ist (Polar und apolar).

Wasser ist ein polares Lösungsmittel. Der Sauerstoff im Wassermolekül ist elektrophiler, zieht also die 2 Elektrönchen von den 2 Wasserstoffatomen etwas näher an sich heran. Überhaupt brauchen tut er sie um die Schale voll zu kriegen (Orbitale/Oktettregel). Dies führt zu einer ungleichen Ladungsverteilung im Molekül, die Sauerstoffecke ist etwas negativer, die Wasserstoffbeinchen etwas positiver (Delta+ und Delta-). Diese Dipole (die H-Beinchen stehen wegen der freien Valenz des O schräg ab, Winkel 104°) richten sich jetzt zueinander aus und halten sich ein bisschen fest. Gibt ein schönes "Tetrapack" (Das ist KEINE kovalente Bindung!). Darum ist Wasser bei unseren Temperaturen überhaupt flüssig und hat so einen hohen Siedepunkt. Deswegen gibt es überhaupt Leben auf unserem Planeten ;).

Auch mit der funkt. Gruppe (OH) des EtOH können so Wasserstoffbrücken ausgebildet werden, deshalb kann man kurzkettige Alkohole und Wasser mischen. Um das apolare Ethylrestschwänzchen bildet sich eine Hydrathülle. Auch zwischen einzelnen EtOH-Molekülen klappt das (wenn auch aus verschiedenen (u.a.sterischen) Gründen nicht so gut.) Also hat EthanOL einen viel höheren Siedepunkt als Ethan.

So, haue ich jetzt Salz in die Mischung dissoziiert dieses in Ionen. Die sind schön geladen und umgeben sich mit Wassermolekülen, reissen sie sozusagen statistisch vom Alk weg und halten sie fest. Die Mischung trennt sich leichter und das Siedediagramm verschiebt sich entsprechend. Et Voila!

Küchenversuch: 1/3 Spiritus mit 2/3 Wasser mischen. Die Lösung erwärmt sich, weil sich Wasserstoffbrücken und Hydrathüllen ausbilden und die herumflitzenden Wassermoleküle dadurch abgebremst werden. Ich erhöhe die Entropie! Die Energie wird als Wärme abgegeben. Kennt jeder vom herunterdünnen. Feuerzeug dran und man sieht dass man NICHTS sieht. jetzt zu dieser Mischung Pottasche bis zum Sättigungspunkt. Das obig erklärte passiert, oben (geringere Dichte) bildet sich eine Alkoholphase die aufgrund des unterschiedlichen Brechungsindex auch schön zu sehen ist. Wieder Feuerzeug dran und - HURRA! - es brennt! Quod erad demonstrandum. Bisschen aufpassen natürlich, sonst neue Frisur...

Der obige Prozess ist übrigens auch dafür verantwortlich, dass 1/2 Liter Wasser und 1/2 Liter EtOH eben NICHT 1 Liter ergeben, sondern WENIGER! Die Packungsdichte steigt sozusagen...

Aussalzen ist mit ziemlich hohem Materialeinsatz verbunden, daher eher eine Sonderlösung für kleine Mengen. Bei der Destillation bleibt das Salz dann im Kessel. Destilliere ich nicht, ist das Zeug zwar gesundheitlich unbedenklich, aber nicht wirklich lecker. Scheidetrichter reicht also nicht. Mithin kein Workaround um die Gesetzeslage. Da böte sich ein Molekularsieb an oder ausfrieren, klappt ganz gut z.B. bei Äppelwoi. Damit - gute Gefriertruhe vorausgesetzt - sind Prozente bis in den Likörbereich möglich. Gut für die Haltbarkeit/Lagerbarkeit.

Link zum "Entwässern":
http://www.schnapsbrennen.at/diskussion/20121004191511-01.html#20121004191511-01

Link zum "Ausfrieren":
http://www.schnapsbrennen.at/diskussion/20131016094904-01.html#20131016094904-01

PS: Auch Azeotroprektifikation (also über den Azeotroppunkt hinaus) basiert auf ähnlichen Effekten. Um 100%(!) reinen Sprit herzustellen, wird dabei meist Toluol oder Cyclohexan verwendet.

MFG Euer Hydroxyethan

Lieber Hydroxyethan

Was für Auswirkungen hat das auf das Siedediagramm genau?
Ist der Siedepunkt höher, da ja Salzwasser höher siedet, den gemeinsamen Siedepunkt also nach oben drückt, und nun der Dampf bei zB 93°C nicht mehr wie sonst 55%, sondern vielleicht 65% entspricht? Wenn man sonst sensorisch bei 93°/55% den Mittellauf beendet hätte, würde man ihn nun sensorisch erst bei 95°/55% beenden? Und hat dann dabei eine höhere Ausbeute, da man durch den höheren Siedepunkt und den größeren Abstand zwischen den Siedepunkten von Ethanol und Salzwasser den Ml zB zwar vielleicht 0.5°C später beginnt, aber 2°C später beendet, man also 1.5°C Mittellauflänge gewinnt?

Für Refluxbrenner ist das wahrscheinlich irrelevant, da ja nur die erste Destillation betroffen ist und der geringe Effekt wahrscheinlich schon nach der zweiten nicht mehr messbar ist? Für Doppeltbrennen daher wahrscheinlich auch irrelevant?
Hast du eine Einschätzung, was mit wie viel erreichbar ist? Du hattest damals Bier (5%?) in einem Aufwasch brennen können? Mit wieviel Pottasche und mit welcher Edelbrandausbeute? Und geschmacklich?

Auf homedistiller wird diese Sache abgelehnt, erstens weil auch viel Salz kaum was bringen soll (im Gegensatz dazu, was Johannes hier schreibt) und zweitens weil eine hohe Salzkonzentration sehr korrosiv auf Edelstahl wirkt.
Außerdem wird das meiste dort ja doppelt gebrannt.

Gruß, der wo

PS.: Wenn der Zusatz nur die erste Destillation betrifft, wie bekommt man dann 100% hin. Stellt man zuerst ohne Zusatz 95% her und macht dann unverdünnt einzelne Destillationen mit jeweils frischen Zusätzen um sich an die 100% anzunähern?

@ da wer:
Ich benutze eine Glasdestille, wie sie im Labor benutzt wird. Deswegen habe ich mit Korrosion kein Problem. Mit Edelstahl und Kupfer ist das allerdings anders. Kupfer ist sehr anfällig gegen Salz und sogar Edelstahl fängt über kurz oder lang an zu korodieren. Insofern ist die Methode mit K2CO3 besser. Da hatte ich nicht drüber nachgedacht.
Von meinem ursprünglichen 1000 ml Ansatz, der 60 Vol.% hat, habe ich maximal 200 ml abdestillieren können. Durch den Einsatz von Salz erhöht sich die Ausbeute auf 400 - 450 ml Destillat.
Ich habe das Salz auch erst hinzugefügt, als nichts mehr unter normalen Bedingungen raus kam.
Ich habe also zuerst ohne Salz den Ansatz destilliert und erst danach Salz hinzugegeben und dann nochmals destilliert.
Die Ausbeute des Mittellaufs stieg dann eben auf die 400 - 450 ml an.
Der Siedepunkt des Ethanols müsste sogar etwas sinken meine ich, da nicht mehr soviel Energie erforderlich ist um ihn aus der Verbindung mit dem Wasser zu lösen.
Ich hoffe ich habe ein wenig zur Aufklärung beigetragen.Gruß,
Johannes

Lieber Joe!

Du hast Dich also gegen Ende wieder in den effektiven Bereich geschossen, interessant... und heiß war die Plörre da ja auch schon... Stichwort Löslichkeit. Interessante Sache übrigens, dass NaCl sich da ziemlich untypisch verhält, heiß geht da zwar mehr, aber längst nicht so viel wie bei anderen Salzen.

Auf den ersten Blick kommt mir Deine "Erstausbeute" ein bisschen wenig vor, deshalb wirkt die Steigerung so massiv...

Auf jeden Fall ein Fleiß-Sternchen für Kreativität, kommt nicht oft vor, dass Leute wirklich mitdenken und selbst Lösungen suchen, Respekt!

Zitat:
Der Siedepunkt des Ethanols müsste sogar etwas sinken meine ich, da nicht mehr soviel Energie erforderlich ist um ihn aus der Verbindung mit dem Wasser zu lösen."

Diese A/B Verknüpfung ist definitiv falsch. A ist falsch, Ethanol hat nur einen Siedepunkt. Selbst wenn Du Ethanol mit "Homogenes Azeotrop" ersetzt, klappt das nicht, da Energie nicht notwendigerweise mit Temperatur gleichgesetzt werden kann, sind verschiedene Einheiten. B an sich stimmt wohl irgendwie, wenn Du denn zugeführte Masse und unterschiedliche Lösungsenthalpien unberücksichtigt lässt. Ach, der ganze Satz ist irgendwie Murks, der Konjunktiv war angebracht ;)

Das mit der Korrosion ist mindestens genauso kompliziert..., gut, kein Halogen in der Pottasche, aber besserer Leitwert wohl? Allerdings basischer... also weniger böse Protönchen als Elektronen"Transporteur"... und dann bei welchem Metall in der Spannungsreihe? Und Schleppeffekte aus der Brennblase bei Phasenübergang?

Fakt ist: Kupferdächer haben in Meeresnähe eine andere Patinafarbe als sonst. Macht das Kochsalz. Und was wir hier als "Grünspan" auf den Dächern bezeichnen, ist alles andere, nur kein Kupferacetat.

OK, ich gebe auf... Noch so viel zu verstehen, die Welt ist einfach ZU komplex... und nur so wenig Zeit, Hilfe!!!

Cogito ergo dumm, Gruß, Hydroxyethan

Nun, ich versuch´s mal "einzudampfen":

1. Das Siedediagramm
gibt das "Konzentrationsverhältnis" (X) eines Stoffgemisches abgetragen auf die Temperatur (Y) an. Die eine Kurve ist die Siedekurve, die andere die Taupunktkurve. Am Azeotrop-punkt (wenn es denn einen gibt, muss nicht sein) berühren sich die zwei Kurven, das heißt: bei diesem Stoffverhältnis geht von beiden Stoffen gleich viel in die dampfförmige Phase über. Oder: Der Siedepunkt des Gemisches liegt UNTER den Siedepunkten der Einzelkomponenten. Es herrscht keine Konzentrationsdifferenz mehr zwischen flüssiger und dampfförmiger Phase, eine Trennung ist nicht mehr möglich. Sieht man sich das Siedediagramm für Alkohol und Wasser an, so erkennt man, dass es einen "Optimalbereich" gibt, in der die Trennung am effektivsten fluppt, das sind so zwischen 20 und 70 Gewichtsprozent Mischungsverhältnis. Mit einem resultierenden Siedetemperaturbereich von roundabout 84-88°c. Na, passt ja. Jetzt wird auch klar, warum es mit einem 5% Bier (das eine Ende der Kurve) so schlecht mit der Aufkonzentration klappt. Und auch, warum die letzten Prozente bis zum Azeotrop-punkt die fiesen, schwierigen sind. Da brauche ich schon viiile HTU/HETP um weiterzukommen. Oder auch, warum Potstiller mit einer hochgradigen Maische glücklicher sind. Soweit mal dazu.

2. Das Salz
macht eigentlich nix anderes, als physikalisch (fast) nur das Wasser im Kessel etwas zurückzuhalten. Deshalb hat Salzwasser einen höheren Siedepunkt. Und jetzt wird's haarig. An der Taukurve verändere ich nichts, die bleibt. Auch die Siedekurve bleibt wie sie ist, also das Siedediagramm. ich verrücke aber das "Stoffverhältnis". Die komplette Siedelinse wird horizontal verschoben. Verhält sich also so, als hätte die Suppe etwas mehr Prozente. Wie Wasser raus nehmen. Also steigt die Effektivität.

3. Für Pot-stiller
(eine theoretische Platte) kommen also auch hinten mehr Prozente raus, weil sie in den optimaleren/effektiveren Bereich kommen.

4. Für Rektifizierer
erhöht sich damit ein bisschen die Höhe ihrer Kolonne, sie gewinnen vielleicht eine virtuelle Platte.

5. Dummerweise lässt dieser Salzeffekt bei steigender Temperatur nach, da kommt einfach zu viel Bewegung/Unordnung in die Suppe, die Hydrathüllen werden sozusagen zerfetzt. Wie beim Billard. Wieder so ne Entropiesache. Hängt auch vom verwendeten Salz ab, in wie viele Ionen es dissoziiert, wie die Löslichkeitskurve bei steigenden Temperaturen verläuft,...

Fazit:

- Bringt was, aber nicht die Welt.
- Für Pot-Leute interessanter.
- Man braucht VIEL Salz, idealerweise mehr, als sich bei 20° löst.
- Die Entsorgung gestaltet sich schwierig, Kompost ist dann nicht mehr.
- Schwer einzuschätzen, was das Salz sonst noch so macht, je nach Salz, z.B. über den pH.
- Korrosion wird durch erhöhten Leitwert begünstigt, wie ja von Dir erwähnt.
- Ist teuer

Was mein damaliges Experiment betraf: Das ist eeeeewig her, ich weiß nur noch, dass es tatsächlich was gebracht hat, war nach einer Destillation trinkbar. Ausgangsprozente? Handelsübliches Gösser Osterbock. Pottaschemenge? Was der Apotheker noch hatte, ein paar Kilo. Auf welche Biermenge? Sorry, weiß ich nicht mehr, einige Liter. Endprozente muss ich ebenfalls passen. War damals mehr interessierter Laie, aus heutigem Sichtwinkel. Hielt mich aber für so was von schlau... jugendliche Naivität, hi, hi... Aber kram doch mal Deinen alten Pot-Kopf aus und mach ein standardisiertes Kleinmengenexperiment mit ein paar Liter Zuckerplörre, wenn Du magst. Die Ergebnisse würden mich durchaus interessieren. Vllt NaCl und K2CO3 im Vergleich?

So, mehr fällt mir dazu nicht ein, vielleicht kann ja unser Whiskyleerer (als alter Chemiedidaktiker) oder Sergej eine griffigere/allgemeinverständliche Erklärung liefern. Oder Fehler in meinen "hingerotzten" Überlegungen korrigieren :)

mit Kopfweh, das Hydroxyethan

PS: Azeotroprektifikation findet in einem geschlossenen Kreislauf HINTER der stattgefundenen normalen Rektifikation statt, gibt irgendwo im Netz eine nette Prozessgrafik dazu (von Wilfried Cordes aus Oldenburg, ist in meinem alten Homedistillerthread verbastelt...)

Addendum an Johannes:
Da Du wohl ein (bisschen) mehr darfst als unser-eins bzw direkt an der Quelle sitzt (und Apothekerpreise sind in dem Fall ja kein Argument) :) Alte Skripte von der Uni über Destillation rauskramen, eine fertige Vigreuxkolonne im Normschliff auf Deinen Rundkolben hauen und: lay back and enjoy! Oder geht es Dir um die Schleppwirkung bei "Schwersiedern"? Könnte bei Phyto-Mazeraten im therapeutischen Bereich ein Argument sein...

Hy

Lieber Johannes,
Danke für die Rückmeldung... aber meine einzige Frage hast du leider nicht beantwortet:
?WARUM? holst du nur max 200ml raus? Schmeckts danach schlecht? Oder richtest du dich stur nach Dampftemperatur/Alkoholgehalt, welche dein (eventuell nicht überprüftes?) Thermometer/Alkoholmessgerät anzeigt?

Lieber Hydroxyethan,
"horizontal verschoben" und "als hätte die Suppe etwas mehr Prozente" bedeutet also, daß die 10% statt bei 93° bei 92° kochen und diese 92° "wie immer" 58% produzieren. Dann haben wir statt 93°/55% mit Salz nun 92°/58%, was am Ende ja durchaus auf eine Verstärkung/höhere Ausbeute herausläuft (wohl aber auch mit den Nachteilen, die Schmickelsche ohne Steigrohr-Potstillbrenner vermuten müssten). Also obwohl der Siedepunkt von Salzwasser höher ist als der von Wasser, ist der von Salzwasseralkohol niedriger als der von Wasseralkohol? Zumindest am Anfang der Linse (1 vol% Alk im Kessel) fände ich das sehr seltsam, sollte da der höhere Siedepunkt von Salzwasser nicht den anderen Effekt überwiegen? Dann wäre die Linse doch verzerrt.
Auch nach dieser Theorie ist der Spaß nach der ersten Platte vorbei. Und nach der dritten Platte merkt man nicht mehr, ob man nach der ersten 55 oder 58% hatte:
Aus 55 wird 81, dann 87.5%.
Aus 58 wird 82.1, dann 87.9%.

Ich sehe auch nur einen Grund für so etwas bei einem Bierbrand mit Potstill. Und mache lieber meine Getreideversuche zur Zeit als solch eine "reine Wissenschaft"...außerdem, wozu gibt es denn all die Potstillbrenner hier...

Ich versteh nicht, wie Johannes auf so ein schlechtes Ergebnis ohne Salz kommen kann bei 60!%. Vielleicht klärt er uns oder es sich noch auf.

Gruß, der wo

Hallo Hydroxyethan,
super Diskussion...Danke Schön ;) Da macht es richtig Spaß sich weiter Gedanken zu machen. Mit dem Aussalzen werde ich es erstmal lassen und mich weiter an meiner Gin-Rezeptur versuchen, bis sie passt.
Vielen Dank jedenfalls!!!