酒友们的疑惑:己酸乙酯沸点超过160℃,白酒蒸馏却只有百来度,它是怎么进入酒中的?关于这个问题,首先可以明确的是,酒在蒸馏过程中,沸点超过100℃的己酸乙酯以及其他高沸点酯类、醇类确实能够一同被蒸馏出来。这一现象在白酒固态蒸馏工艺中尤为显著。
在白酒的生产过程中,固态蒸馏技术并不按照物质的物理化学性质进行分离,因此酒中高沸点的醇酯,包括低沸点的醇酯都会保留在酒中。这意味着在固态蒸馏白酒的原酒里,高于100℃的醇类、酯类,如己酸乙酯,是可以被蒸馏出来的,而且含量丰富。这一现象背后的原理已经被天津科技大学邹海燕和陈志娟老师所阐述,他们的文章《高沸点的醇和酯是如何蒸入酒中的》对此有详尽的专业解释。
除了自然蒸馏出来的酒中含有的己酸乙酯外,也存在添加己酸乙酯的情况。特别是在液态酒的生产中,由于采用的是精馏技术,许多成分如酸、酯、醛、醇等都被剔除。当使用这种酒精作为基酒时,酒中就没有了己酸乙酯。为了呈现出特定的风味,部分己酸乙酯会被添加到酒中,这就是我们常说的“勾兑酒”。
那么,为什么高沸点的醇类、酯类能够进入酒中呢?这并非简单的物理现象。实际上,多组分混合溶液在蒸馏时,各组分挥发的决定因素并非各自在纯态时的沸点,而是溶液中各组分间的分子引力。例如,异戊醇虽然沸点较高,但在酒精发酵醪中由于大量水的存在,其挥发情况会有所不同。因为水分子对乙醇和异戊醇都有氢键吸引力,但由于异戊醇分子较大,其与水分子的氢键缔合强度减弱,使得它在酒精蒸馏中比乙醇更容易挥发。这也意味着发酵醪中的杂醇油都能通过醪塔进入精馏塔。
己酸乙酯等高沸点物质在白酒中的存在是通过固态蒸馏工艺自然产生的,同时也存在添加的情况。自然蒸馏出来的酒与添加己酸乙酯的酒在香气上会有显著差异,因为前者含有上千种复杂的微量成分,而后者通常只有二三十种。对于白酒的酿造和品鉴来说,深入了解这些化学和工艺知识是非常有趣的。在水的存在丰富时,水分子对分子量较小的甲醇的氢键作用强于乙醇。在稀溶液中,甲醇相较于乙醇更难挥发。当溶液中的水分减少时,水分子的影响力随之减弱,各化学物质的挥发性更多地依赖于它们的分子量大小。这一规律在同系物中尤其明显。
在酒精蒸馏过程中,我们可以观察到甲醇的特殊行为:它倾向于聚集在高浓度乙醇溶液的两端,即塔底或精馏塔冷凝器的排醛管中排出。相较之下,乙醇和异戊醇的挥发性有所不同,乙醇更容易挥发,而异戊醇则在酒度适中的区域聚集,主要位于精馏塔的中部。
除了用分子间作用力来解释这些现象,我们还可以借助水蒸汽蒸馏理论。例如,酒中的一些高沸点物质,如己酸乙醋,虽然难溶于水,但当混合液加热至沸腾时,它们依然能够被蒸馏出来。这是因为当两种不能互溶的液体混合液被加热时,每种组分都有自己独立的蒸汽分压。当溶液的蒸汽压与大气压相等时,两种组分会同时沸腾。混合溶液的沸点往往低于单一组分的沸点。
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以异戊醇为例,虽然它在水中的溶解度很小,但可以与乙醇以任意比例互溶。当异戊醇与水混合液加热至沸腾时,异戊醇的蒸气分压与溶液中的浓度无关。当这两种液体的蒸汽压力之和等于大气压时,混合溶液开始沸腾。在蒸馏过程中,只要溶液中异戊醇的浓度不超过22.5%,它便会随蒸汽上升。
另一方面,异戊醇与乙醇的互溶性使得它们在蒸馏过程中遵循拉乌尔定律。由于异戊醇的分子量大、挥发性较小,所以在蒸馏过程中,气相中的乙醇浓度总是高于液相中的,而异戊醇则更倾向于留在塔的下部。尽管一些酯的沸点很高,但如果它们不溶于水,仍然可以很容易地进入酒中。例如乳酸乙醋虽然溶于水,但却很难通过蒸馏进入白酒中。
以上内容主要参考自邹海燕、程志娟在黑龙江发酵(1981年第二期)的研究。
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