Über das Destillieren

Die Entwicklung der Destillationstechnik

Antiker Wolldestillator
Antiker Wolldestillator
Bild: Deutsches Museum

In der Antike wurden vor allem ätherische Öle, als Riech- und Duftstoffe, destilliert. Die ältesten bei archäologischen Ausgrabungen aufgefundenen Darstellungen von Destilliergeräten stammen aus Mesopotamien, dem heutigen Irak, und werden auf ein Alter von über 5500 Jahren geschätzt. Diese ersten Geräte bestanden aus einem Gefäß mit einem Deckel, an dem sich beim Erhitzen das Destillat niederschlug.  

Damit diese Flüssigkeit nicht wieder in das Gefäß zurück tropfte, verwendete man im Deckel Schwämme oder Wollbüschel, um die Flüssigkeit aufzusaugen. Diese wurden dann einfach regelmäßig ausgepresst, um das Destillat zu erhalten.

Diese Apparatur nutzten dann auch die alten Griechen. Das wurde bereits von Aristoteles beschrieben, wie mit dieser Technik auf See Süßwasser gewonnen wurde. In einem Gefäß wurde das Salzwasser erhitzt, der Dampf stieg auf und im  aufliegende Wollbausch wurden die Dämpfe wieder verflüssigt. Die Wolle wurde ausgedrückt und man hatte Süßwasser 

Alembicus
 Alembicus
Bild: Deutsches Museum

Mit diesen einfachen Destillationsanlagen, ließen sich die flüchtigen Dämpfe nur unvollständig auffangen, so dass die Ägypter einen Destillationshelm entwickelten, an dem die Dämpfe kondensierten und in die sogenannten Vorlage geleitet wurde. Damit war die Grundlage des auch noch heute gültigen Aufbaus der Apparatur mit Destillierkolben, Destillierhelm und Vorlage geschaffen. Allerdings hatten diese Geräte, wegen der geringen Kühlung nur eine geringe Trennleistung, da sie sich die Luftkühlung auf den Helm und das Ablaufrohr beschränkte. Auch die zusätzliche Umwicklung dieser Teile mit nassen Tüchern konnte die Trennleistung nur bedingt erhöhen. Diese Apparatur wurde in späteren Epochen übernommen und aus der griechischen Bezeichnung Ambix wurde im arabischen „al-anbiq“ und lateinisch „alembicus“.

Die Araber übernahmen dann auch von den griechisch-ägyptischen Alchimisten diese Detillationstechnik, entwickelten, sie aber nur insofern weiter, als sie den Destillierkolben in einem Wasserbad erhitzten, was ein für die eingesetzten zu brennenden Stoffe, ein schonenderes Verfahren der Destillation war. Aber dennoch gelang zu dieser Zeit noch nicht die Destillation von Alkohol aus Wein oder Bier, da die Trennleistung immer noch zu gering war. So wurden die Gerätschaften zunehmend mehr dazu benutzt, Arzneien im schonenden Wasserbad zu destillieren. Der Nachteil:  die Temperatur des Wasserbades konnte nicht geregelt werden. Das konnte erst sehr viel später ausgeräumt werden.

Im 10./ 11. Jahrhundert waren große Öfen gebräuchlich, in denen viele Destillationsapparate gleichzeitig im Einsatz waren. Die Apparate waren kreisförmig um einen zentralen Ofen angeordnet, der sie beheizte. Solche Konstruktionen, die es auch mit Wasserbädern gab, hießen im lateinischen Mittelalter Galeerenöfen.

Galeerenofen
 Galeerenofen
Bild: Deutsches Museum

 

In der Folgezeit wurden die Destillationsgefäße weiterentwickelt. So wurde die Luftkühlung verbessert, wie bei z.B. der Serpente oder der Retorte

 

Serpente
  Serpente
Bild: Deutsches Museum
Retorte
Retorte
Bild: Deutsches Museum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mohrenkopf

 Mohrenkopf
Bild: Deutsches Museum

Und es wurde die Wasserkühlung entwickelt, wie beim Mohrenkopf. Bei diesem Gerät gab es eine Wasserkühlung am Helm. Damit konnten Flüssigkeiten  mit nahe beieinanderliegenden Siedepunkten abgetrennt werden, wie z.B. Alkohol aus Wein. Für die sorgfältige Trennung wurde der gesamte Apparat in einem Wasserbad erhitzt und der Helm kontinuierlich gekühlt. Der Apparat hieß deswegen Mohrenkopf, da die Kühlschüssel mit dem Helm einem maurischen Turban ähnlich sah.

 

Destillationsappaerat Zeichnung
Verbesserter Destillationsapparat
 Bild: Deutsches Museum

Eine andere Methode der Kühlung bestand darin, das Abflussrohr zwischen Helm und Vorlage zu verlängern und durch ein mit Wasser gefülltes Gefäß zu leiten

Diese verbesserten Destillationsapparate ermöglichten erstmals auch die Alkoholdestillation.

Das erste bekannte Rezept einer solchen Destillation stammt  von Magister Salernus ( gestorben 1165 ). Der Alkohol in dieser Zeit hatte viele Bezeichnungen, wie „aqua ardens“ ( brennbares Wasser )oder auch „aqua vitae“ ( Wasser des Lebens ). Daher leitet sich der heutige Name Aquavit für einen Kornbrand mit Kümmelzusätzen ab.

Der Name Alkohol wurde erst im 16. Jahrhundert durch Parcelsus ( 10.11.1493 – 24.11.1541) eingeführt. Dieser Name leitet sich vom vom sumerischen / altbabylonischen „guhlu“ab und wurde im Arabischen zu al-kuhl, was soviel wie das „ Feinste“ bedeutet.

Bei seiner Entdeckung im 12. Jahrhundert war der Alkohol eine Substanz mit bis dahin unbekannten Eigenschaften. Es handelte sich hierbei um „Wasser“, das Feuer fing. Eine Eigenschaft, die damals schon an Zauberei grenzte.

 

Destillationsanlage 18.Jahrhundert
Destillationsanlage 18. Jhrd
Bild: Deutsches Museum

Der Alkoholgehalt wurde durch die Brennbarkeit bestimmt, indem ein Lappen in das Destillat getaucht und angezündet wurde. Brannte der Lappen nur mühsam, so war der Alkoholgehalt niedrig und es wurde nochmals destilliert. Bei mittleren Alkoholgehalt brannte das Destillat.  Aber der Lappen wurde durch den Wasseranteil  geschützt. Erst bei einem Alkoholgehalt von über 90% verbrannte der Lappen mit.

Dieser Alkohol fand vor allem in der Medizin in zwei Formen, als reiner Alkohol (simplex) und mit allen möglichen Zusätzen (compositus) Verwendung. Letzteres war reiner Alkohol mit verschiedenen Zutaten wie Kräuterzusätzen und Zucker. Dabei wurden die Kräuter zusammen mit dem Alkohol destilliert. Das entsprich der heutigen Produktion von einem „ Geist“.

Mit dem wertvollem Zucker entstand ein Likör, der unter anderen als Heilmittel gegen Pest und Cholera Verwendung fand. Diese Tradition hat sich in der Gestalt der Klosterliköre bzw. Magenbitter bis heute erhalten.

 

Destillationsanlage 19 Jhrd mit Wasserkühlung
 Obstbrennerei von 1760
Bild: Deutsches Museum

Für die Heilmittel wurde der Alkohol nur drei bis viermal gebrannt, da seine Herstellung sonst zu kostspielig gewesen wäre. Im Anschluss an die Pestepidemie von 1348  verbreitete sich die Herstellung und Anwendung des Weingeistes rasch. Da aber in vielen Ländern Wein sehr teuer war, begann man den Alkohol aus vergorenem Obst und Getreide zu destillieren. So entstanden nun auch die „ ersten“ Obstbrände. Durch diese neue Technik wurde der Alkohol billiger und damit auch zum Genussmittel für die breite Bevölkerung. Die Nachfrage nach diesem Produkten war so groß, dass sich Mitte des 14. Jahrhunderts eine gewerbliche Alkoholherstellung herauszubilden begann. Der neue Beruf wurde von Fürsten und von den freien Reichstädten privilegiert und es wurde vielfach eine Alkoholsteuer erhoben. Dieser Beruf des Brenners wurde in dieser Zeit vielfach von Frauen ausgeübt.

Allerdings wurden nicht viel später auch die ersten Produktionsverbote erlassen. Hintergrund war einmal die zunehmende Alkoholsucht in der Bevölkerung aber auch die vielen Todesfälle auf Grund des Alkoholgenusses, da die Technik des Abtrennens von Vor-. Mittel- und Nachlauf nur bedingt geläufig war. Dafür gab es aus damaliger Sicht auch keine Notwendigkeit, war damals doch nicht bekannt, das bei der Destillation unterschiedlich Alkoholika, schädliche und unschädliche, entstanden.

Festzuhalten bleibt, dass bis zu Beginn des 19. Jahrhunderts nur durch mehrmalige Destillation möglich war, hochprozentige Destillate herzustellen. Erst Pistorius gelang es um 1815, unter Verwendung von hintereinandergeschalteten Blasen und Verstärkerteilen, in einem Arbeitsgang über 80porzentige Destillate zu gewinnen.

 

Gleich- Und Gegenstrom Brennerei
Prinzip der Gleich- ( a.) )und Gegenstromdestillation ( b.)

Im Verlaufe der letzten Jahrzehnte hat in der Obstbrennerei - vor allem aus wirtschaftlichen Gründen - die Destillation in einem Arbeitsgang unter Verwendung von speziellen Verstärkern immer mehr Eingang gefunden. Die bessere Anreicherung des Alkohols gelingt deshalb, weil die entstehenden Dämpfe, im Gegensatz zur Gleichstromdestillation, nur teilweise als Destillat gewonnen, und zum Teil  in die Blase. bzw. auf die so genannten Glockenböden zurückgeführt werden. Dabei kommt es zu einem intensiven Stoff- und Wärmeaustausch zwischen dem zurückfließenden Kondensat und den aufsteigenden Dämpfen (Gegenstromdestillation, Abb. 28b). Solche Verstärker bestehen meist aus 2-4 Glockenböden und einem Dephlegmator. Sie können sowohl über als auch neben der Brennblase angeordnet sein.

Brennerei Verstärker
Verstärker mit integriertem,
 zuschaltbaren Katalysator

Ein Dephlegmator ist ein Kondensator der Dämpfe kondensiert und sie vor dem eigentlichen Kondensator dem Kessel bzw. den Glockenböden wieder zuführen. Dephlegmatoren sind als Wasserkasten- oder Röhrendephlegmatoren ausgelegt, wobei auch Kombinationen dieser beiden Typen möglich sind. Der Wasserkastendephlegmator besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gefäß mit Kühlwasserzufluss und -abfluss, welches den aufsteigenden Dämpfen nur wenig Platz lässt und deswegen eine teilweise Kondensation bewirkt (Abb. 28b). Beim Röhrendephlegmator werden die Dämpfe durch zahlreiche parallele Röhren geleitet, welche ihrerseits von einem zylindrischen Behälter mit Kühlwasserzufluss und -abfluss umgeben sind.

Seit einigen Jahrzehnten werden auch Brenngeräte angeboten, bei welchen an verschiedenen Stellen des Verstärkerteils (oder auch im Geistrohr) ein wahlweise zuschaltbarer Cyanidabscheider (» Katalysator«) eingebaut ist. Dieser besteht aus Kupfer-Lamellen oder -Füllkörpern mit großer Oberfläche, welche für einen zusätzlichen, intensiven Kontakt mit den passierenden Dämpfen sorgt (Abb. Verstärker). Dadurch wird die in den Dämpfen enthaltene Blausäure weitgehend als Kupfer/Cyanid-Komplex gebunden und gelangt somit nicht ins Destillat. Auf diese Weise besteht ein geringes Risiko erhöhter Ethylcarbamat(EC)-Gehalte, da Blausäure als Vorläufersubstanz zur Bildung von EC praktisch nicht zur Verfügung steht. Um wirksam zu bleiben, muss die Katalysatoroberfläche jedoch regelmäßig gereinigt werden.

Brennerei
 Wasserbadbrennerei mit Kugelhelm, angebauter Überkocheinrichtung
sowie seitlich stehender Verstärkersäule mit Dephlegmator und Doppelkühlsystem

Dem Brenner kommt nun die Aufgabe zu, je nach Rohstoffart und Beschaffenheit der Maische zu entscheiden, in welchem Ausmaß er die Verstärkungseinrichtungen einsetzen soll, um ein optimales Destillat zu erhalten. Konkret bedeutet dies die Ausschaltung eines oder mehrerer Böden sowie die Regulierung der Kühlwassertemperatur und damit des Rücklaufs im Dephlegmator oder Vorkühler. Grundsätzlich werden Geiste und Kräuterextrakte ohne Verwendung von Glockenböden, Vorkühler und Dephlegmator gebrannt. Bei dieser Art von Destillation wird ja bereits ein rektifizierter und höherprozentiger Alkohol mitverwendet, so dass auf die Abscheidung von Fuselöl weitgehend verzichtet werden kann. Rohstoffe wie Weinhefe, Trester und Obstwein erfordern dagegen den Einsatz aller Verstärkungseinrichtungen. Vor allem bei Steinobst (Kirschen!), aber auch bei Williams werden zwecks Aromaschonung höchstens 1-2 Glockenböden in Betrieb genommen, während der Dephlegmator mit reduzierter Wirkung gefahren wird (wo möglich nur teilweise gefüllt oder anstelle von Kaltwasser beispielsweise mit Kühlwasser von 35°C). Selbstverständlich kann die Wirkung des Verstärkers auch während der Destillation nachreguliert werden.