Этиловый спирт (этанол, винный спирт) - C₂H₅OH – бесцветная жидкость с характерным запахом. Существует 2 основных способа получения этанола — микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена). Синтетический путь получения этанола достаточно сложен, а в нашем случае ещё и мало интересен, так как наша задача получить качественный продукт исключительно из натурального сырья.

Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением: C₆H₁₂O₆ > 2C₂H₅OH + 2CO₂ + тепло;

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Именно так получается обычное вино, поэтому первое имя этилового спирта – винный спирт.
Т.е. из одной молекулы сахара с помощью дрожжевых клеток образуется две молекулы этилового спирта, две молекулы углекислого газа и выделяется определенное количество тепла. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции или ректификации. Для определения соотношения массовых превращений подставим в предыдущую формулу мольные массы атомов: водорода Н=1, углерода С=12 и кислорода О=16: (12×6+1×12+16×6) = 2×(12×2+1×5+16+1) + 2×(12+ 16×2), или 180 = 92 + 88; отсюда следует, что из 180кг сахара получается 92кг спирта и 88кг углекислого газа. Таким образом, теоретический выход спирта из сахара составляет 0.511кг/кг, а учитывая плотность этилового спирта (p = 0,8кг/л), будет равен 0,64л/кг.

Если спирт получают не из сахара, а из сахаросодержащего сырья (виноград, сахарная свекла, топинамбур и т.д.), тогда, зная сахаристость продукта, легко определить выход из него спирта. Так, например, если яблоки содержат 12% сахара, то теоретический выход спирта из сока этого сырья (выход сока из яблок составляет 70%) будет равен 54мл/кг:
1кг (яблоки) =>0.7 кг (сок) => 0.084кг (сахар) => 0.054л (спирт).

Чаще всего спирт получают из крахмалосодержащего сырья (картофель, зерно и т.д.). Тогда в технологической цепочке приготовления спирта появляется процесс осахаривания крахмала – превращение (гидролиз) крахмала сырья под воздействием определенных ферментов в сахар (C₆H₁₀O₅)n + n×H₂O + ФЕРМЕНТ = n×C₆H₁₂O₆, а затем производится его сбраживание.
Из 1кг крахмала теоретически получается 1,11кг сахара. Зная содержание крахмала в сырье можно легко определить выход спирта из того или иного продукта. Так, например, если в пшенице содержится 60% крахмала, то теоретический выход спирта из такого зерна составит 0,426л/кг: 1кг (пшеница) => 0,6 кг (крахмал) => 0,666кг (сахар) => 0,426л (спирт).

Практический выход спирта всегда на 10…15% меньше теоретического. Такие потери считаются нормальными и, главным образом, связаны с:
1. Недобродом, ситуация, когда часть сахара остается в бражке и не превращается в спирт;
2. Неправильным брожением, когда часть сахара превращается не в спирт, а в другие вещества-примеси;
3. Прямыми потерями, когда часть спирта испаряется вместе с углекислым газом в процессе брожения, или теряется при перегонке и ректификации;

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:
1. Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т. п;
2. Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров;
3. Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в бражке спирта;
4. Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец» или «ДокторГубер»);