mini|Störbrenner mit mobiler Schnapsbrennerei: (von rechts nach links) Dampfkessel, zwei Brennhäfen, Gegenstromkühler Das Abtrennen von Alkohol zu Genusszwecken aus einer Maische durch Destillation bezeichnet man als Brennen und das Produkt häufig als Brand. Im Gegensatz zur Destillation im Kontext mit der Isolierung und Reinigung von Chemikalien ist hierbei nicht die Gewinnung eines möglichst reinen Stoffs das Ziel, sondern die Gewinnung einer wohlschmeckenden Lösung aus Alkohol, Wasser und Aromastoffen.
Geschichte
Man vermutet, dass die Destillation von Wein zur Herstellung hochprozentiger Branntweine in größerem Maßstab zuerst um etwa 1000 n. Chr. im Byzantinischen Reich betrieben wurde.Westermeyer J.: Cross-cultural studies on alcoholism. In: Goedde HW: Alcoholism: Biomedical and genetic aspects. Pergamon Press, New York, S. 305–311. Die Alchemisten des Mittelalters verbesserten die Kühlleistung der verwendeten Apparaturen und damit die Ausbeute, indem sie sehr lange Kühlrohre verwendeten. Die damit erzielten Alkoholprodukte wurden aqua ardens.Gundolf Keil: „Aqua ardens“. Vom Kurztraktat zum Beruf des Branntweinbrenners. In: Hagen Keller, Christel Meier, Thomas Scharf (Hrsg.): Schriftlichkeit und Lebenspraxis im Mittelalter. Erfassen, Bewahren, Verändern. Akten des Internationalen Kolloquiums 8.–10. Juni 1995. Wilhelm Fink, München 1999 (= Münstersche Mittelalter-Schriften. Band 76), S. 267–278. „brennendes Wasser“ (vgl. Feuerwasser), genannt; sie enthielten immer noch hohe Wasseranteile.
Später gelang es, durch wiederholtes Destillieren Alkohol in höheren Konzentrationen herzustellen. Der erste Beleg hierzu findet sich im 13. Jahrhundert in der Schrift De virtutibus aquae vitae („Von den Tugenden des Lebenswassers“) des Florentiner Arztes und Gelehrten Taddeo Alderotti, der die hierzu notwendige Methode sehr eingehend beschreibt: .
Nach sieben derartigen Destillationen heißt das Wasser perfecta und nach zehn Destillationen perfectissima. Da diese mühselige Prozedur sehr kostspielig war, begnügte man sich in der Regel mit der viermaligen Destillation. In der darauffolgenden Zeit wurden von mehreren Praktikern der Alchemie auf dieselbe Art und Weise das aqua ignea rectificata (gereinigtes Feuerwasser) und letztlich das aqua vitae rectificata (gereinigtes Lebenswasser), das allein für medizinische Zwecke brauchbar ist, hergestellt.
Da Alkohol im Ruf stand, gegen die Pest zu helfen, bemühte sich nach dem großen Pestausbruch zwischen 1347 und 1350 jeder nach besten Kräften, das Wunderwasser auf eigene Faust herzustellen; dies häufig nicht nur aus medizinischen Gründen, sondern auch zum Vergnügen. So sahen sich im ausgehenden Mittelalter viele Länder und Reichsstädte gezwungen, Gesetze gegen die Trunksucht zu erlassen.
Der Straßburger Arzt Hieronymus Brunschwig (1450 bis 1513) verfasste zahlreiche Destillationsbücher, wie das sogenannte „Große Destillierbuch“ aus dem Jahre 1512, ein umfangreiches Werk von mehr als 600 Seiten. Es enthält Rezepte zur Herstellung pflanzlicher Extrakte sowie Vorschriften zur Anwendung im Krankheitsfalle und Abbildungen von Destillationsapparaten.
Ein Vertreter des Schrifttums zur Alkoholdestillation bzw. zur Branntweinherstellung des Spätmittelalters war Gabriel von Lebenstein.Vgl. Wolfram Schmitt: Gabriel von Lebenstein. In: Die deutsche Literatur des Mittelalters. Verfasserlexikon. 2. Auflage. Band 2, Berlin / New York 1980, Sp. 1035–1037.
Im alten China wurde der Branntwein Shao chiu hergestellt.Gustav Thurm: Shao chiu. Gebrannter Wein im alten China (= Alkoholindustrie. Sonderheft). Karlstein am Main 1978.
Etwa seit dem 15. Jahrhundert begann in den meisten europäischen Ländern eine gewerbsmäßige Herstellung häufig lokalcharakteristischer destillierter Getränke. So wurde 1411 in Südfrankreich das „brennende Wasser“ aus Wein gebrannt: der heute noch geschätzte Armagnac, benannt nach der dortigen Landschaft. Etwa ein Jahrhundert später begann man in Caen und anderen Städten der Normandie aus vergorenem Apfelsaft den Calvados zu destillieren. Anfang des 16. Jahrhunderts wurde schließlich im kleinen Städtchen Cognac im Südwesten Frankreichs der gleichnamige Weinbrand hoher Qualität erzeugt, der heute noch weltberühmt ist. Einer der Begründer der holländischen Alkoholindustrie war Lucas Bols, der 1575 am Stadtrand von Amsterdam die erste mit Torf beheizte Destillierblase aufstellte und damit den Grundstein für den Genever legte, aus dem wiederum zwei Jahrhunderte später in London der Gin hervorging.
Man konzentrierte sich im Weiteren auf die immer präzisere Trennung der verschiedenen Stoffe durch mehrstufige Reaktoren, die Entfernung unerwünschter Bestandteile wie Fuselöle und der Entwicklung großindustrieller Verfahren, wie die fortlaufenden Destillationsverfahren.
Grundlagen miniatur|Schnapsbrennkessel Maische enthält ca. 3 bis 12 Vol.-% Alkohol (mit modernen Hefekulturen auch bis zu 20 Vol.-%), weitere Bestandteile sind Aldehyde, Ester, höhere Alkohole von Fuselölcharakter und flüchtige organische Säuren wie Essigsäure. Diese sind wichtige Aromakomponenten für Obstbrände.
Die Destillation einer vergorenen Maische soll den enthaltenen Alkohol Ethanol weitgehend abtrennen und konzentrieren. Typische, wertbestimmende Aromakomponenten flüchtiger Natur sollen mit in das Destillat überführt werden, während qualitätsmindernde Nebenbestandteile der alkoholischen Gärung oder unerwünschte Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen möglichst im Destillatrückstand, der Schlempe, verbleiben sollen. Die Schlempe kann als Viehfutter, Dünger oder in Biogasanlagen verwendet werden.
Bestandteile einer Maische Bestandteile einer Maische lassen sich ganz grob in flüchtige und nichtflüchtige Stoffe einteilen: Nichtflüchtige Maischestoffe sind solche, die während einer Destillation nicht dampfförmig werden. Zu ihnen gehören alle festen Maischebestandteile, wie Kerne, Schalen, Fruchtfleischreste, Hefezellen und andere Mikroorganismen. Flüssige oder gelöste Stoffe sind Nebenprodukte der alkoholischen Gärung wie Glycerin und Bernsteinsäure, unerwünschte Produkte der Hefe (Eiweiß, Aminosäuren), unerwünschte Inhaltsstoffe des Obstes wie nichtflüchtige Fruchtsäuren, Pektine, Mineralstoffe, phenolische Stoffe, Farbstoffe usw. Flüchtige Bestandteile gehen beim Erhitzen in den dampfförmigen Zustand über und bilden das Destillat. Es lässt sich in drei Fraktionen (Abschnitte) einteilen: Zuerst verdampfen leicht flüchtige Stoffe wie Acetaldehyd, der giftige Alkohol Methanol und niedrig siedende Ester. Diese erste Fraktion bildet den ungenießbaren Vorlauf. Danach folgt der hochwertige Mittellauf, auch „Herzstück“ genannt, aus dem die Spirituose gewonnen wird. Abschließend folgt der höhersiedende Nachlauf, den die Fuselöle kennzeichnen. Die Destillation kann beim Erreichen dieser Fraktion abgebrochen werden, um Brennstoff zu sparen.
Destillationsverfahren Es gibt zwei unterschiedliche Hauptarten der Destillation, die kontinuierliche und die diskontinuierliche Destillation.
Kontinuierliches Brennen Beim kontinuierlichen Brennen wird der Alkohol aus der mit Maische gefüllten Brennblase verdampft und in dem sich anschließenden Kühler kondensiert. Der Brennvorgang wird ohne Unterbrechung durch kontinuierliche Zufuhr neuer Maische durchgeführt und ist für die Herstellung großer Mengen ökonomischer. Als Kühler wird zumeist eine Kolonne mit Glockenböden benutzt, die mit guter Trennleistung eine hohe Alkoholkonzentration im Destillat ermöglicht. Die kontinuierliche Destillation eignet sich besonders für die Herstellung von großen Mengen Agraralkohol.
Der Erfinder der Destillationskolonne ist der belgische Ingenieur Jean Baptiste Cellier-Blumenthal (1768–1840); er meldete dafür auch das Patent an.
Patentbrennverfahren Das Patentbrennverfahren (engl. patent still distilling, continuous distilling (kontinuierliches Brennen), column still distilling (Säulenbrennverfahren) oder Coffey still distilling (Coffeybrennverfahren)) ist ein kontinuierlicher Brennvorgang nach Aeneas Coffey, der bei der Herstellung von Grain Whisky zum Einsatz kommt. Dabei werden gemälzte und ungemälzte Getreidesorten vermischt und daraus in einem relativ billigen und schnellen Verfahren Whisky produziert. Die Destillation erfolgt in einem Patent- oder Coffey-Destillationsgerät (wegen der Kupfersäulen auch Kolonnenapparat genannt), und das Destillat wird mit einem höheren Alkoholgehalt abgezogen.
Das Verfahren wurde vom Schotten Robert Stein erfunden und 1826 erprobt, in den folgenden Jahren durch den Iren Aeneas Coffey verbessert. Mit den Brennsäulen wird ein Destillat mit einem maximalen Alkoholgehalt von 94,8 Volumenprozent hergestellt, die durch kontinuierliches Brennen einen immensen Kostenvorteil erbringen.
Diskontinuierliches Brennen Beim diskontinuierlichen Brennen wird die Maische portionsweise in die Brennblase gefüllt und der Alkohol und die Aromen daraus abdestilliert.
Doppelbrand Beim Doppelbrand werden zwei, teils auch drei komplette Brenndurchgänge durchlaufen. Zuerst wird beim Roh- oder Raubrand (veraltet: Rauhbrand) der gesamte Alkohol aus der Maische gewonnen. Beim zweiten, entscheidenden Brennen, dem Feinbrand, wird der Raubrand, bestehend aus Wasser, etwa 25 bis 35 Vol.-% Alkohol, Aromen und Fuselöl zum zweiten Mal destilliert. Hierbei werden durch langsame Temperaturerhöhung drei Fraktionen gewonnen: Der bei niedriger Temperatur siedende Vorlauf enthält unerwünschte und teilweise giftige Inhaltsstoffe wie beispielsweise Methanol, Aceton und Acetaldehyd. Eine vollständige Abtrennung des Methanols ist in den üblicherweise verwendeten Brennanlagen nicht möglich. Aus diesem Grund kann und darf nach Verordnung (EG) Nr. 110/2008 (Spirituosenverordnung) beispielsweise ein Williamsbirnenbrand bis zu 13,5 g Methanol pro Liter reinem Alkohol enthalten..Dieter Osteroth: Taschenbuch für Lebensmittelchemiker und -technologen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58220-2, S. 340 (). Dies entspricht bei einem Ethanolgehalt von 40 Vol.-% einem Gehalt von etwa 5,4 g Methanol pro Liter Williamsbirnenbrand. Vergiftungen mit Methanol sind im Wesentlichen auf das Panschen von Spirituosen mit Methanol zurückzuführen. Bei höherer Temperatur siedet der wertvolle Mittellauf mit Ethanol, Wasser und den Aromastoffen. Der Mittellauf beginnt mit 70 bis 80 Vol.-% Alkohol und sinkt mit dem Brennverlauf langsam ab. Das Ende des Feinbrandes ist bei Kernobst zwischen 45 und 50 %, bei Steinobst bei 50 bis 55 Vol.-% Alkohol erreicht. Bei weiterer Erhöhung der Siedetemperatur fällt der höher siedende Nachlauf mit den Fuselalkoholen Propanol, Butanol, Hexanol, Isoamylalkohol, Isobutylalkohol oder Pentanol an. Der Nachlauf ist der Anteil, der unter 45 % abläuft. Zur Erzeugung hochwertigen Feinbrandes ist es wichtig, dass langsam angeheizt wird, damit die leicht flüchtigen unerwünschten Stoffe im Vorlauf abgeschieden werden. Wird zu stark angeheizt, gehen mit den unerwünschten leicht flüchtigen Stoffen auch die vollwertigen fruchtigen Aromastoffe in den unbrauchbaren Vorlauf und sind somit verloren. Aus 100 Liter Raubrand erhält man 25 bis 35 Liter Feinbrand.
Einfacher Brand Beim einfachen Brennen ist der Ausgangsstoff immer die Maische selbst. Die Vorgangsweise entspricht der des Feinbrandes beim Doppelbrand, der Alkoholgehalt im Destillat ist niedriger, der Aromagehalt jedoch hoch. Mit Hilfe einer Rektifikationskolonne kann man aber auch beim Einfachbrand bereits hochprozentige Alkohole gewinnen. Durch Erhöhung der Zuckerkonzentration in der Maische kann unter Verwendung alkoholresistenter Hefen eine hochprozentige Maische (bis 20 Vol.-% Alkohol) gewonnen werden, was mit einfachem Brand die Herstellung von Edelbrand mit über 40 Vol.-% Alkohol erlaubt.https://www.schnapsbrennen.at/prodbeschreibung.php#turbo Bettina Malle und Helge Schmickl Schnapsbrennen als Hobby
Pot-Still-Verfahren miniatur|Destillationapparate in der Brennerei Auchentoshan