Allmänt
Det mesta av etanolen som framställs idag (90-95%) erhålles
genom syrakatalyserad hydrering av eten.
Eten finns tillgängligt i stora mängder inom petroleumindustrin
till ett mycket lågt pris. Etanol som framställts på detta
vis används inte som dryck, utan som lösningsmedel, rengöringsmedel
eller råvara inom kemisk-teknisk industri. Spolarvätska och Rödsprit
har troligtvis framställts på detta vis.
(Smuggelsprit som beslagtagits av tullen kan återanvändas
som t ex spolarvätska
och T-röd efter omdestillation och denaturering.)
Jäsning
Endast 5-10% av all etanol framställs genom "vanlig" jäsning.
Vid alkoholjäsning sker i stora drag: Glukos eller druvsocker bryts ner,
via flera reaktionssteg i den så kallade glykolysen, till pyrovat.
Då syre är närvarande bryts pyrovatet ned via flera reaktioner
i den så kallade citronsyracykeln, till koldioxid, vatten och energi. Då syre inte
är närvarande bryts pyrovatet i stället ned till etanol och
koldioxid. Etanoljäsningen är egentligen bara en nödlösning
för vissa organismer t ex jästsvampar för att överleva
då syret tryter. Vi människor och de flesta djur har en liknande
nödlösning vid syrebrist, men i stället för etanol och
koldioxid bildas laktat (mjölksyra). På grund av denna nödlösning
är det viktigt att mäsken inte får ha kontakt med luftens
syre annars bildas bara koldioxid och vatten.
Vissa råvaror måste förbehandlas.
Vid jäsning av sockerrika råvaror som t. ex. sockerrörssaft,
melass eller fruktsaft behöver endast jästsvampar (Saccharomyces
spp.) tillsättas för att starta jäsningen.
Vid jäsning av druvsaft till vin och brandy behöver inte jäst
tillsättas därför att den finns naturligt på druvans
skal och följer med saften då druvan pressas. Men idag väljer
de flesta vinproducenterna att tillsätta kulturjäst till druvmusten
eftersom alla mikroorganismer, jästsvampar såsom skadliga bakterier,
som finns på druvorna dödas med svaveldioxid i samband med druvpressningen.
Sulfitlut
Etanol kan även
framställas av sulfitluten som erhålles som biprodukt vid
papperstillverkning.
När man framställer sulfitmassa på pappersbruk utgår man från träflis, vanligtvis
från gran men även träflis från lövträd kan användas, samt en vätska, även kallad
koksyra eller kokvätska, bestående av kalcium-, natrium-
eller magnesiumvätesulfit, svaveldioxid och vatten.
Flis och kokvätska blandas i stora cylindriska cicterner och värms
upp till kokning. Under kokningen sönderdelas träet till dess
beståndsdelar, cellulosafibrer frigörs, hartser och oljor avsätts som en oljelik hinna
och vattenlösliga ämnen löses upp i kokvätskan. Under kokningen sönderdelas
även lite cellulosa, närmare bestämt hemicellolusa, till enklare sockerarter. Efter
ca 15 timmar avbryts kokningen och den frigjorda cellulosan tas till vara för vidare
massa- och pappersproduktion.
Den kvarvarande bruna till svarta vätskan kallas
sulfitlut (trots att den inte är basisk). Sulfitluten kan användas till olika ändamål.
Det går t ex att indunsta den och använda de fasta beståndsdelarna till bränsle men
det går även att jäsa det upplösta sockret till etanol. För att jäsa sulfitluten måste först
lutens pH höjas genom tillsats av något basiskt ämne och därefter
tillsätts även jästnäring i form av ammoniumsalter och fosfater samt en jästkultur.
Sulfitlut innehåller ca 3-4%
socker och räknat på massakvantiteter så ger ett ton sulfitmassa mellan 70 - 130 liter
96% etanol. Spritframställning från sulfitlut är förövrigt en
svensk uppfinning, utarbetad av de svenska
ingenjörerna Gustaf Ekström och Hugo Wallin. V&Ss akvavit
O.P. Andersson (nr: 42) har framställts genom sulfitlutsjäsning.
Det finns även en annan massaframställningsmetod som kallas sulfatkokning. I den
används en stark basisk kokvätska. I sulfatkokningen frigörs även socker men det
sockret sönderdelas under kokningen till mindre beståndsdelar. Kvaravarande lut
går därför inte att jäsa etanol ur.
Spannmål
Vid öl-, whisky- och i vissa fall vodkajäsning ur korn, måste
kornen genomgå en process som kallas mältning. Korn innehåller
till största del stärkelse som inte kan brytas ned till etanol
direkt, utan måste omvandlas till glukos. Detta sker genom att man låter
kornet gro. I processen omvandlas stärkelse, under inverkan av enzymet
amylas, till sockret maltos som i sin tur hydrolyseras till glukos. Kornets
grodd stannas genom uppvärmning. I whiskyproduktionen i Skottland utförs
uppvärmningen i speciella ugnar där röken kommer i kontakt med groddarna.
Detta ger den skotska whiskyn dess speciella rökiga smak. Då grodden
avbrutits mals den ned och blandas med vatten för vid mältningsprocessen
bildas även enzymer som kan bryta ner cellulosa till enklare sockerarter.
Blandningen upphettas till 60°C och omvandlningen av stärkelse till
enklare sockerarter fortsätter. Då omvandligen är klar kyls
blandningen ned och jäst tillsätts så att jäsningen
påbörjas.
Potatis
Potatisväxtens (Solanum tuberosum) rotknölar, de så kallade potatisarna, är
mycket rika på stärkelse och är därför mycket lämpliga att jäsa alkohol ur,
dock är processen lite
mer komplicerad än ovanstående tillvägagångssätt.
Att framställa brännvin ur potatis är en ganska sen företeelse. Potatisen kommer
ursprungligen från Sydamerika där den odlades långt innan europeerna anlände
1492. Vid mitten av 1500-talet kom den dock till Europa och spreds sedan ganska
långsamt över kontinenten. Först 1658 odlades potatis för första gången i Sverige
men då enbart som en prydnadsväxt av den svenske naturforskaren Olof Rudbeck
(1630-1708). Något senare började man i Europa att få upp ögonen för potatisen
som matväxt, I Sverige brukar denna förtjänst något felaktigt tillskrivas
industrimannen Jonas Alströmer (1685-1761).
Alströmer har länge betraktats som den
svenska potatisodlingens fader och han påbörjade visserligen en potatisodling år
1723 men den fick inte många efterföljare. En noggrannare granskning av
Alströmer visar snarare att han var en skojare, vissa källor gör gällande att den berömda
potatisodlingen grundlades genom att han stal två säckar potatis från ett
hamnmagasin i England och blev som följd av detta jagad av Royal Navy, men lyckades
ta sig själv och tjuvgodset till säkerhet i Stockholm.
Den person som verkligen fick fart på potatisodligen i Sverige var grevinnan Eva
Ekeblad (1721-1771), född De La Gardie, som år 1746 skrev till Kungliga
Vetenskapsakademien och redogjorde för potatisens användande för framställning av
potatismjöl, puder och sist men inte minst brännvin. Speciellt brännvinsframställningen
var mycket uppskattad eftersom spannmål kunde användas till mat i stället för att
jäsas till brännvin. Potatis var även mycket mer effektivt då man fick ut tre gånger
så mycket brännvin ur potatis än motsvarande mängd spannmål. Denna utmärkta
förtjänst gjorde att grevinnan Ekeblad som första kvinna valdes in som ledamot i
Vetenskapsakademien år 1748. Att introducera potatisen som matväxt i Sverige
gjordes lite senare av de hemvändande svenska soldaterna efter kriget i Pommern,
där de under kriget lärde sig att uppskatta potatis som mat.
Potatis innehåller, till skillnad mot spannmål inga eller mycket
små mängder enzymer som kan omvandla stärkelse till glukos.
Potatisens stärkelse är dessutom inneslutet inom växtcellernas väggar.
Stärkelsen utvinns genom att man kokar potatisen i tryckkokare (3-4 ggr
atmosfärstryck 150°C ). Då kokningen avbryts och trycket
återgår till normalt atmosfärstryck, spricker cellerna och
stärkelsen frigörs. Sedan blandas potatis-vatten smeten med krossat
mältat korn där maltets amylas även kan
omvandla potatisens stärkelse till enklare sockerarter och efter jäsning
erhålles etanol.
Vatten
Vatten är trots allt bland en av de viktigaste ingredienserna i sprit och
den viktigaste råvaran vid spritframställning. En flaska 40% sprit
innehåller faktiskt drygt 60% procent vatten och en flaska vin innehåller
ungefär 70-90% vatten beroende på vintyp. Innan mäskjäsningen
startar blandas råvaror och jäst i vatten. Vatten är en förutsättning för allt liv, inklusive jästsvampar.
Vatten som används till mäsk bör vara rikt på mineraler som magnesium och kalium.
Dessa mineraler fungerar som näringsämnen för jästsvamparna då de omvandlar socker
till etanol. Vatten som används till att späda ut destillerad sprit skall
vara mineralfattigt, speciellt på kalcium- och järnjoner, annars kan det bildas
oönskade fällningar i spriten. Vid vodkaframställning körs alltid vatten
genom jonbytarfilter för att avlägsna mineralerna.
Destillering
Överstiger etanolhalten 14% under jäsningsprocessen dör normalt jästsvamparna
och ytterligare etanoljäsning upphör. Vill man ha en dryck med högre etanolhalt
måste mäsken destilleras. Destillering kan lite populärvetenskapligt
beskrivas såhär; Man har två vätskor, etanol och vatten,
med olika kokpunkter i blandning. Etanol har kokpunkt vid 78°C och vatten
har kokpunkten vid 100°C. Värms mäsken till 78 grader avdunstar
etanolen men vattnet stannar kvar (detta är egentligen inte sant, se
avsnittet om destillering).
Etanolångorna samlas upp i rör
och kyls i en kylare tills etanolen återfått vätskeform.
Inom sprittillverkningen används två sorters destillationspannor,
enkel panna även kallad 'pot-still' och kolonnapparat.
Pot-still
Pot still är en destillationsapparat av gammal typ. Den består i princip
av ett kokkärl, där mäsken värms upp, och en upp och nervänd tratt som
samlar upp ångorna från mäsken och leder dem till en kylare. I kylaren
kondenseras ångorna till vätska (destillat) som tas till vara. Destillatet
kommer att ha en alkoholhalt på 40-60%. Önskar producenten starkare och
renare sprit kan destillatet återdestilleras, vilket man gör vid cognac- och
whiskyframställning. Den dubbeldestillerade spriten har en alkoholhalt
på 70-80%. Vid whiskeyframställning på Irland trippeldestilleras spriten innan
den lagras på fat.
Etanolen som erhålles blir inte absolut rent, utan har en etanolhalt
mellan 40-60%. De övriga delarna i destillatet utgörs till mesta
del av vatten men även smak- och aromämnen från mäsken,
som bidrar till att ge spriten karaktär av råvaran. Whisky, eau-de-vie,
tequila och (mörk) rom är exempel på spritsorter som destillerats
i pot-stills. I Frankrike kallas pot-still apparaten för 'alambic'.
I gamla pot-stills värmdes kannan med att elda ved under den, dvs. man 'brände' det.
Destillerades vin erhölls då 'brändt vin' som med åren blev brännvin.
Kolonnapparat
Kolonnapparaten består liksom pot-still apparaten av ett kokkärl där
mäsken värms upp men i stället för en tratt har kolonnapparaten en lång hög
pelare, en kolonn, som ångan leds igenom. I kolonnen finns beroende på konstruktion,
ett antal bottnar eller "våningar" av perforerat kolonngods. Under ångans färd uppför kolonnen
kondenseras ångan (ångan blir vätska) och droppar ned på närmaste botten.
Väskan som bildas återgår snabbt till ånga igen och fortsätter sin färd uppåt.
Det som sker i kolonnen är flera "minidestillationer" och antalet destillationer
är lika med antalet bottnar i kolonnen. En destillation i en kolonnapparat
med 10 bottnar motsvarar alltså 10 destillationer i en pot-still,
vilket är enormt resurssparande.
Sprit som destillerats i kolonnapparat kännetecknas av mycket hög
renhet, upp till 95%. Detta innebär att destillatet saknar de karakteristiska
arom- och smakämnena som finns i råvaran så spriten blir
mycket ren och neutral. I vissa kolonnapparater kan destillering ske kontinuerligt
därför lämpar sig denna apparater mycket väl i industriell
tillverkning av sprit. Vodka och grain whisky är exempel på spritsorter
som destillerats i kolonnapparat.
Rening
Vill man avlägsna fler aromämnen eller föroreningar efter
destillationen måste spriten renas ytterligare. Detta görs vanligtvis
med att låta spriten passera ett filter bestående av kol, s k
aktivt kol. Aktivt kol består av helt vanligt kol som förbehandlats
så att varje kolkorn innehåller en massa håligheter eller
porer. Det aktiva kolet har en mycket stor yta, ungefär 500-1200 m2/g.
De oönskade smakämnena, vanligtvis sk 'finkelolja', fastnar på
kolkornens yta medans etanolen passerar och rinner igenom filtret.
Vodka och Tennesse Whiskey är exempel på spritsorter som filtreras genom
kolfilter.
Finkelolja
Finkeloljor kallas de illaluktande, illasmakande och giftiga ämnen som
finns i 'finkel' (dåligt renad sprit). De misstänks vara den största
orsaken till baksmälla eller 'dagen efter' effekt. Kemiskt sett är
finkeloljorna också alkoholer dock högre sådana. De består
främst av pentanoler (amylakloholer) men även av propanoler och
butanoler. Finkeloljorna bildas i liten utsträckning av sockerråvaran
men den största boven i dramat är aminosyrorna som finns i jästen
i form av proteiner. Tillexempel bildas finkeloljabeståndsdelen 3-metyl-butanol
(isoamylalkohol) ur aminosyran leucin.
På samma sätt bildas finkeloljan 2-metyl-1-butanol ur isoleucin och isobutylalkohol (2-metyl-1-propanol) ur valin.
Finkeloljor är inte alltid av ondo. Det är allmänt känt
att alkoholer bildar väldoftande och välsmakande estrar tillsammans
med karboxylsyror dessa som i sin tur bidrar till att förhöja kvaliten
och karaktären på den slutliga produkten. Detta är speciellt
viktigt vid vinframställning där fruktsafterna innehåller
många olika fruktsyror som reagerar med finkeloljorna och kan ge en
mycket fin karaktär på vinet.
Lagring
Nydestillerad sprit från pot-stills har vanligtvis en mycket skarp
och 'oslipad' smak. För att mogna smakmässigt måste spriten
lagras. Detta sker oftast i ekfat. Under lagringen får spriten karaktär av
ämnen i ekfatets porer. Spriten, som efter destillationen är färglös,
får en brunaktig färg under lagringen.
Observera att mognadsprocessen för destillerad sprit stannar då den tappas på flaska, tillskillnad mot vin
som kan mogna även efter det den tappats på flaska.
[Kents Spritskola]
Uppdaterad 2005-08-08
© Kent Persson 1996-2005
