Diskussion: Die Schnaps – Destillation

Ein freundliches Hallo in die Runde, das scheint ja richtig spannend zu werden hier...auch wenn es am Thread-thema langsam vorbeischiesst. Daher erst mal ein paar Worte dazu:

Lieber Linus!
Jeder, der eine Destille baut, stellt sich früher oder später die Frage der Dimensionierung der Kondensatoreinheit. Der Grund, warum diese Frage ungern beantwortet ist, ist einfach folgender: Da spielen viele Faktoren eine Rolle! Und den wichtigsten hast Du nicht genannt:

WIE HOCH IST DEINE HEIZLEISTUNG?

!!!DIE BRENNBLASENGRÖSSE IST (fast) NICHT AUSSCHLAGGEBEND!!!

So, jedem physikalisch Kundigen ist somit klar, dass Du die Zusammenhänge noch nicht wirklich begriffen hast, eine knappe Erklärung mangels Verständnisses ins Leere schießt und somit verschwendete Zeit ist. Nach dem 3. Mal hat man einfach keinen Bock mehr... Diese Information hättest Du übrigens in diesem Forum mehrfach finden können. Du hast also noch nicht genug gelesen, alle benötigten Informationen sind im Netz frei zugänglich (leider mehr Scheiss als Gold, Englischkenntnisse helfen allerdings). Es ist kein Lehrbuch notwendig (wenn auch hilfreich), und auch kein naturwissenschaftlicher Titel. Ich weiss ja, dass es äußerst mühselig ist, sich speziell in diesem Forum durch hunderte alte Beiträge zu quälen und die Spreu vom Weizen zu trennen, aber unterschätze den Lerneffekt nicht, den Du dabei hast! Klar, ich bekomme auch lieber alles auf dem Silbertablett serviert, ohne die - ach - so kostbare Zeit investieren zu müssen und profitiere gerne von anderer Leute Arbeit, aber was hilft mir das, wenn ich es nicht verdauen kann? Das soll kein Vorwurf sondern Hilfe sein, auch ich investiere gerade Freizeit um Dir das zu schreiben. Reiner Altruismus, habe ich nix davon. (Außer dass ich nachher womöglich angekekst werde.) Wundere Dich also nicht über Beiträge im Sinne von "also ich machs so und so..", die nicht wirklich weiterhelfen.
So, jetzt als konkreter Denkansatz:
- Was Du unten an Energie reinsteckst, muss oben größenordnungsmässig abzüglich Strahlungs-, Konvektions- und Trennungsverluste niedergehauen werden.

- Die jeweilig beteiligten FLÄCHEN sind ausschlaggebend, in Vebindung mit der Wärmekapazität

http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmekapazit%C3%A4t

oder besser: spezifischen Wärmekapazität

http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_W%C3%A4rmekapazit%C3%A4t

der beteiligtem Medien. Alo vor allem in Deinem Fall Kühlmedien. Auf diesen Seiten findest Du übrigens quasi frei Haus die für Dich interessanten Werte von Wasser, Kupfer, Luft!

Weiter interessant: Der Wärmedurchgangskoeffizient

http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmedurchgang

Dann noch die freiwerdende Kondensationswärme:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensationsw%C3%A4rme

Und alle Aspekte, die sich daraus ergeben. Lies genau, Du musst es nicht unbedingt nachrechnen können, danach wirst Du Wasser mit ganz anderen Augen sehen und z.B. begriffen haben, warum das so ein ganz besonderer Stoff ist:

http://de.wikipedia.org/wiki/Wasser

Hast Du begriffen, warum Wasser (Wasserstoffbrückenbindungen) so viel mehr Kondensationswärme frei setzt als Ethanol, bist Du schon mal einen ganzen Schritt weiter. Und verstehst auch, warum es so einen riesen Unterschied macht, ob Du mit Deinem Kühler 95,6% EtOH nach Refluxrektifikation oder 40%-70% im Pot-stillverfahren kondensieren willst. Oder dest. Wasser herstellen möchtest. Und hast gleichzeitig noch begriffen, warum es besser ist, H2O als Kühlmedium zu benutzen.

So, jetzt noch Umgebungstemperatur berücksichtigen (35 Grad Tropen oder 0 Grad in der Garage), Wind, Luftdruck (Großglockner oder totes Meer)und Partialdrücke, Wassertemperatur (s.o.), Dampfdruck des Azeotrops (Siedediagramm), Strömungswiderstände und -Geschwindigkeiten (Hagen-Poiseuillsches Gesetz)

http://de.wikipedia.org/wiki/Hagen-Poiseuillesches_Gesetz

und noch so einige wichtige Nebensächlichkeiten.
Dir brummt der Schädel? Sehr gut, Du hast was gelernt. Er brummt Dir nicht? Dann hast Du mal wieder beschlossen, NICHT zu lesen, was ich Dir an Silbertablett serviert habe und bist immer noch auf der Suche nach der schnellen Lösung, die Dir von irgend jemandem abgenommen wird. Viel Spass beim Blindflug, mein Getippsel war (mal wieder) umsonst.

Was Deine Frage des Durchmessers betrifft, sollte die somit auch beantwortet sein. Bedenke: zu geringe Radien (wie bei Dir höchstwahrschenlich - abhängig von Deiner HEIZLEISTUNG - der Fall, haben großen Einfluss auf das Siedediagramm und mithin die Effizienz Deines Maschinchens. Genauer: p*V=n*R*T

http://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Zustandsgleichung_idealer_Gase

Da liegt der Hase im Pfeffer, auch wenn die Herleitung hinkt und jeder Physiker/Physiologe grün werden würde, der das liest.
Klar, man kann auch mit einer Konservendose destillieren, aber ob das Sinn macht?

Luftkühlung ist übrigens durchaus möglich, und, da simpel, elegant! (Beachte jedoch obiges!)

Noch ein paar Anmerkungen:
Ich empfehle DRINGEND die Lektüre der 3 Hauptsätze der Thermodynamik, auch wenn vielleicht nur ein Bruchteil hängen bleibt!

http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik

Dies ist speziell an Schuppenbrenner gerichtet, 2. Hauptsatz der Thermodynamik, wobei ihn seine Entschuldigung ehrt und wenigstens von meiner Wenigkeit angenommen wird. Auch ich bin Skeptiker und stehe Pauschalaussagen grundsätzlich zweifelnd gegenüber, bin jedoch sehr vorsichtig, wie weit ich mich da aus dem Fenster lehne. Eine der ersten Lektionen, die ich dazumal an der Uni im naturwissenschaftlichen Bereich schmerzhaft lernen musste. Jetzt hab ich einen Doktor und weiss immer noch nix... Und klar sind oft finanzielle Interessen im Spiel und wird versucht, den grössten Mumpitz an "Dumme" zu verkaufen, die es nicht besser wissen.

Für Fragen zu Steigrohr/Kolonnendimensionierungen verweise ich freundlichst auf meinen Beitrag in "Dephlegmator bauen" von Lutz:

http://www.schnapsbrennen.at/diskussion/20121117192553-01.html#20121117192553-01

und meine Antworten an "Secret Factory" in seinem Thread: "Fragen zu einer Reflux-destille"

http://www.schnapsbrennen.at/diskussion/20121010153000-01.html#20121010153000-01

Jetzt noch was zu den Thread-fremden Punkten:

- Wildhefen funktionieren (Maische einfach (offen)stehen lassen), sind aber ein Glücksspiel und nicht sehr ertragsreich, da meist ziemlich aerob

- Reinzuchthefen sind besser, aber oft VIEL zu überteuert, die richtige Quellen finden, die gibts!

- Einfache Backhefe liefert stabil geschmacklich überzeugende Ergebnisse, ist aber nicht sehr ertragsreich, da meist ziemlich aerob. Klar, da für Triebstärke gezüchtet. Der Teig soll schnell fluffig werden (CO2) und nicht nach Alk schmecken.

- Turbohefen sind vor allem bei reinen Zuckermaischen empfehlenswert, da sie mit den hier unumgänglichen zusätzlichen Nährstoffen geliefert werden, sehr schnell und sehr ertragreich sind. Diese Hefen NICHT komplett ans Limit fahren (Oechsle, Temperatur), bei der Temperatur ist die Größe des Maischefasses unbedingt zu beachten! Volumen/Oberflächenverhältnis! Die Packungsangaben beziehen sich auf 25 Liter! Sonst bremsen! (Eis, weniger Starthefe, Kühlkreislauf,...) Dann liefert auch die so verschrieene Alcotec Turbohefe super Ergebnisse, auch für Aromabrenner. Prestige ziehe ich trotzdem vor. Sonst: Böckser, Schwefel, Brack/Papparoma...Google Funktion L-Cystein im Hefestoffwechsel, Biochemie.

- Und warum nicht von der Lieblingshefe einfach eine Kultur anlegen, ist simpel, funktioniert immer, wenig Arbeit, selbst einfrieren geht, spart Geld

Was die Nährstoffe angeht:
Bei vielen (Frucht)maischen tatsächlich nicht notwendig. Bei Heidelbeer z.B. schon! Übrigens gesetzlich reguliert, wer was drauf gibt. Und: Viel hilft NICHT IMMER Viel! So viel wie genug ist das Geheimnis. Wer Nährsalze auf diversen Webseiten überteuert kauft, ist selbst schuld und hat zu viel Kohle. So als Tipp: Hefenährsalz oder Gärsalz bei EBAY eingegeben spart schon um den Faktor 3. Und da Du ja aufgrund Recherche inzwischen weisst, wofür Diammoniumphosphat (DAP), Urat und Magnesiumsulfat normalerweise verwendet wird, taperst Du in den nächsten landwirtschaftlichen Düngemittelladen und Du wirst Dir nie wieder Sorgen um den Preis machen. Selbst simple NPK-Dünger, organisch oder anorganisch in der richtigen Mischung aus dem Baumarkt wirken Wunder und liefern oft auch noch so wichtige Spurenelemente wie Zink, Chrom, Kupfer, Molybdän, Eisen... Die biochemisch versierten sollten mal über Zink-Orotat nachdenken. Will hier aber keinen Glaubenskrieg lostreten.

Vitamine: Hier besonders interessant natürlich das Thiamin und das Tetrahydrofolat. (Nicht die ganze B-Latte, B-Komplex tuts aber). Aldi und DM lösen das Problem ohne teure Apotheke, sogenannte Nahrungsergänzungsmittel, es empfiehlt sich sehr, Preise zu vergleichen und Inhaltsangaben zu Konzentrationen zu lesen. In Apotheken explizit nach IV-Phiolen von Generikaherstellern fragen.

pH-Wert: Biogen M ist meist nicht nötig, funktioniert aber gut, wenn nötig. Der Literpreis lässt mich allerdings schmunzeln. Wir machen uns also mal wieder erst mal schlau und schaffen die Basis:

http://de.wikipedia.org/wiki/PH-Wert

Jetzt wissen wir, was der pH wert ist und was er NICHT ist, nämlich linear und eine Konzentrationsangabe

Nun schauen wir noch schnell bei den Puffern vorbei,

http://de.wikipedia.org/wiki/Pufferl%C3%B6sung

und versuchen ein Verständnis für pKs-Werte zu erlangen

http://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4urekonstante

Die "Comfort-Zone"-werte für unsere YeastieBeasties kennen wir, welch Wunder, sie mögens leicht sauer, das ist nämlich auch der pH-Wert ihrers natürlichen Habitates und hält ihnen Konkurrenten vom Leib. INTRAZELLULÄR muss dieser Wert sehr genau reguliert werden und ist leicht basisch, ca. 7,4 wenn ich nicht irre, wie beim Menschen übrigens auch, EXTRAZELLULÄR hat die Hefe so ihre Möglichkeiten. Und weil dies so wichtig ist, tut sie etwas dafür. Sie bildet CO2, was in Lösung geht und einen Bikarbonatpuffer bildet

http://de.wikipedia.org/wiki/Bicarbonatpuffer

So, wir wissen jetzt:
So gut wie alle Maischen sind von vorneherein aufgrund der Fruchtsäuren, deren pKs-werte sehr gut passen, im tolerablen Bereich. Den Rest übernehmen Puffersysteme.

In reinen Zuckerlösungen hilft jedoch anfangs ein erniedrigter pH-Wert, da keine Fruchtsäuren und noch wenig CO2 und ein ziemlich hoher osmotischer Stress bei hohen Oechslewerten vorliegt. Außerdem begünstigt ein saures Milieu die hydrolytische Invertierung der Disacharide.

Welche Möglichkeiten haben wir:

Starke anorganische Säuren wie z.B HCl, die zu 100% dissoziieren und keine Pufferwirkung wie z.B Phosphorsäure haben. Mögen wir nicht, da das Chlor Probleme bereitet. Jeder gesunde menschliche Magen hat übrigens einen pH-Wert von 1-2, eben durch Salzsäure, aus vielen Gründen.

H3PO4 hat Pufferwirkung und geht, ist auch nicht ungesund, da in der Maische und nicht im Destillat, nur in geringen Mengen nötig, und zugelassener Lebensmittelzusatzstoff (siehe E-Nummern)

Aber wir wollen es simpel und entscheiden uns für organische Säuren, möglichst welche mit hohem Siedepunkt und keinen geschmacklichen und gesundheitlichen Effekten. Ameisensäure und ein Stück weit Essigsäure scheiden also aus.

Bleibt die Milchsäure, die wohl auch Biogen M enthält. Gut selbst herzustellen, wer mag, oder günstig zu beziehen, man schaue mal im Imkerladen vorbei.

Ich schwöre ja bei Zuckermaischen auf ca 1 TL Zitronensäuremonohydrat auf 50L, ist unbedenklich und Cent-artikel, überall zu beziehen und auch gut zum Sirup machen, entoxidieren, kochen und entkalken zu gebrauchen. Als Pulver geschlossen unbegrenzt haltbar.

Brauchen wir also nur noch Lackmuspapier oder ein Billig-China-pH-Meter für um 12 €, bitte MIT Kalibrierflüssigkeit.

Problem gelöst! Schuppenbrenner hat also ein Stück weit Recht, wenn er sagt, dass der ganze Schmuhu nicht nötig ist. Und es geht noch einfacher, wenn man weiss, wo welche Stoffe enthalten sind: Vollkornbrot für B und ess. Fettsäuren, Tomatenmark für u.a. E-lyte, UNGESCHWEFELTER Fruchtsaft, auch für den pH, Katzenfutter für Stickstoff, vor hundert Jahren war ein bisschen Schlachtblut mal in Mode, Hefeabfälle aus der Brauerei für B-Latte und N, oder einfach den Hefe-Trester aus der Vorcharge.

Es führen also viele Wege nach Rom.

So, das wars von mir, konstruktive, BEGRÜNDETE Kritik wird gerne angenommen, mit freundlichem Gruß,
Hydroxyethan