Ареометр Стеклоприбор АСП-3 40-70%. Правильному напитку правильную крепость.

Наверняка все слышали, что своей традиционной крепостью в 40 градусов русская водка обязана знаменитому отечественному ученому-химику Дмитрию Ивановичу Менделееву, однако в действительности это всего лишь красивый миф. На самом деле, Д.И.Менделеев в 1865 году представил в физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета научный труд «РАЗСУЖДЕНІЕ О СОЕДИНЕНІИ СПИРТА СЪ ВОДОЮ» для получения степени доктора химии, в котором провел исследование физико-химических свойств водно-спиртовых растворов, но
никаких выводов об употреблении внутрь этих самых растворов Менделеев не делал и тем более ничего про водку в своем труде, к сожалению, не писал.

Откуда же взялись всем известные 40 градусов?
(Все довольно полно изложено в Википедии, я лишь выложу цитаты и дополню их своими комментариями)
1. Хлебное вино
Для ответа на этот вопрос нужно углубиться в историю нашей страны еще дальше в XV век, в котором находятся первые упоминания о хлебном вине — дистилляте, приготовляемом «из бражки или перебродившего с дрожжами хлебного сусла, получаемого, подобно пивному суслу и квасу, при посредстве солода и хлебной муки». Согласно Далю, простое хлебное вино перегонялось в кубе из заквашенного хлебного затора и называлось «водка», «горячее вино», «зелено вино», «горелка», «ординарная», «винище», «полугар», «сивуха», «кабачное», «запойное», а лучшее — «пенник».
2. Полугар.
Хлебное вино не подвергалось выдержке в бочках, поэтому оно должно было особенно тщательно очищаться, чтобы в конечном продукте оставалось как можно меньше посторонних примесей. Традиционно это достигалось следующими путями: многократной перегонкой спирта с отсечением головных и хвостовых фракций, а также различными дополнительными обработками. Фильтрация через слой специально приготовленного угля – основной способ очистки, придающий хлебному вину особенный вкус и запах, знакомый всем нам по водке.
Для проверки крепости («доброты») простого хлебного вина использовался метод «отжига», законодательно закрепленный в 1698 году: «…В той бочке, взяв стопку небольшую жестяную, каковы образцы посланы с метками которыя значат части, на сколько доль та стопка разделена, и наполня тем вином, вылить в малой железной или медной ковшик, и подогреть вино, зажечь и дать гореть пока угаснет и больше гореть нестанет, и остатки от того жженаго вина вылить опять в туж стопку, и смотреть по меткам половина ль угорела, или больше или меньше из всей стопки сколько доль убыло…». И если «учнет у горенья оставаться воды многим больше половины», то такое вино «по дорогим уставным ценам взять нельзя». Тем же указом предписывалось определять качество хлебного вина, чтобы оно «дымом и пригаром не отзывалось».
«Метод отжига просуществовал в России бессменно до 1811 года. От него произошли стандарты крепости для хлебного вина — полугарный, оставлявшего после окончания горения половину своего объема, и трёхпробный, или трёхпузырьковый, оставлявшего одну треть объема». Чеканное определение полугарного вина или просто полугара было дано в «Условиях для содержания питейных сборов» (1830): «Вино полугарное должно быть узаконенной доброты, которая определяется таким образом, чтобы влитая в казенную заклейменную отжигательницу проба онаго, при отжиге, выгорела в половину». Таким образом, смесь спирта с водой, которая теряла половину объёма при отжиге (около 38 % алкоголя) называлось полугаром и долгое время служила эталоном питейной крепости в России.
3. Стандартные крепости
Однако развитие науки и одной из ее дисциплин метрологии требовали иных методов стандартизации крепости алкогольной продукции, так как это была серьезная статья доходов государства российского и ее учет должен был вестись особо тщательно.
В то время в России продавались несколько сортов хлебного «вина»:

В 1863 году, после введения в 1861 году акцизной системы продажи алкоголя, официальное использование градуса Гесса прекратилось, а измерение крепости алкоголя стало производиться в объёмных процентах при температуре +15,56 °C.
К этому времени, как нельзя кстати, и появился труд Д.И.Менделеева. Результаты проделанных Менделеевым опытов и расчетов очень скоро были использованы при корректировании спиртометрических таблиц в Голландии, Пруссии и Австрии; спустя много лет А. М. Бутлеров, говоря в Академии наук о научных заслугах Менделеева, подчеркнул «капитальное прикладное значение» его докторской диссертации, в которой он доказывал важность точного учета содержания безводного спирта в спиртоводочной продукции, так как от этого зависела величина акцизного налога, составляющего около трети бюджета Российской Империи.
Итак, 38-градусная крепость русского хлебного вина (водки) — это узаконенная фактическая крепость полугара. Но почему вдруг появилась цифра 40?
Заглянем в «Дело Государственного Совета Департамента Экономии об установлении обязательной крепости для продаваемого вина», начинающееся с представления министра финансов М.Х. Рейтерна от 19 октября 1866 г. Анализ сведений, запрошенных министерством от губернских акцизных управлений, показал, что, несмотря на введенную (временно) с 1863 г. обязательную крепость продажного вина, не только в великороссийских губерниях, но и в западных и малороссийских, где «народ привык издавна к употреблению вина высшей крепости» (40⁰), напитки на самом деле продаются гораздо меньшей крепости, даже до 25⁰, и нередко сдабриваются вредными примесями для придания им «мнимой крепости и вкуса». В результате народ платил больше, чем стоил продукт, казна получала меньше, чем могла бы, а виноторговцы имели колоссальные прибыли от продажи некачественного вина. Поэтому на будущее, с целью увеличения казенных доходов и сохранения народного здравия, министр предлагал сохранить обязательную крепость продажного вина в 38⁰ и даже повысить ее на 2 градуса для мест оптовой продажи и хранения вина, т к. при хранении и транспортировке «вино утрачивает часть своей крепости, виноторговцы же, по незнанию и неумению употреблять спиртомеры, подвергаются за сие взысканиям без всякой умышленной с их стороны вины». В заключение Рейтерн предложил новую редакцию статьи об обязательной крепости Устава о питейных сборах:
«Крепость вина, водок и других питей, получаемых из вина и спирта, в продаже не должна быть ниже: в губерниях великороссийских, Ставропольской и сибирских для продажи питей из заводских подвалов и оптовых складов — сорока градусов, а из мест раздробительной продажи — тридцати восьми градусов… „
Эта редакция была принята в Общем собрании Госсовета и Высочайше утверждена 6 декабря 1866 г.
© Л.Б. Бондаренко “ИЗ ИСТОРИИ РУССКОЙ СПИРТОМЕТРИИ»

В настоящее время крепость (спиртуозность) выражают в «градусах» — процентах, соответствующих отношению объёма растворённого безводного спирта к объёму всего напитка. Одним из средств измерения крепости является спиртометр (одна из разновидностей ареометра) — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на Законе Архимеда. Спиртометр представляет из себя стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость.
Для измерения крепости водно-спиртовых растворов в нашей стране применяются следующие типы ареометров:
1. АСП-1 — диапазон измерения 10%, цена деления 0,1%. Полный комплект для измерения водно-спиртовых растворов в диапазоне 0-100 % состоит из 10 штук.
2. АСП-2 — диапазон измерения 5%, цена деления 0,1%. Полный комплект для измерения водно-спиртовых растворов в диапазоне 11-100 % состоит из 18 штук. Это наиболее точный ареометр для спиртовых растворов
3. АСП-3 — диапазон измерения 30-40%, цена деления 1%. Полный комплект для измерения водно-спиртовых растворов в диапазоне 0-100 % состоит из 3 штук. Это наиболее популярный у самогонщиков тип ареометра, так как при минимальном количестве ареометров позволяет произвести замер во всем диапазоне с достаточной в бытовых условиях точностью.
4. АСП-Т — диапазон измерения 40-60%, цена деления 1%. Полный комплект для измерения водно-спиртовых растворов в диапазоне 0-100 % состоит из 2 штук.
К приобретению ареометра типа АСП рано или поздно приходит любой самогонщик, так как бытовые спиртометры 0-100%, продающиеся в хозмагах и даже комплекты из трех спиртометров 0-40, 40-70, 70-100% производства китайской промышленности не обеспечивают желаемой точности измерения, более того спиртометры из одного набора врут друг-другу на границе измеряемого диапазона в 40%.
Вот например снимок с тремя китайскими и одним бытовым спиртометром

Как мы видим они все показывают разную спиртуозность, будучи опущенными в один сосуд. Вроде бы разница в их показаниях несущественная всего каких-то 3%, но напитки в 40% и 38% иногда бывают совершенно разными на вкус. Я например для себя выбрал оптимальной все-таки величину в 38%, так как 40% напиток мне кажется чересчур жестким, причем пришел я к этому совершенно случайно, так как начал замечать, что разбавляя спирт, полученный одним и тем же способом на одном и том же оборудовании до одних и тех же 40%, получаю разный вкус напитка, даже не вкус, а питкость, он получается то жестче, то мягче. Сначала я грешил на воду, которой разбавляю спирт, но смена фильтрованной воды на покупную умягченную, хоть и улучшила результат, но не намного. Как оказалось все дело было в температуре напитка при которой производились измерения его спиртуозности. Для того чтобы показания спиртометра были верными эта температура должна быть ровно 20⁰С, а у меня она была зачастую чуть выше — комнатная. Разумеется я знал, что замеренная крепость пропорционально зависит от температуры, чем выше температура — тем выше показания ареометра, но даже и не мог предположить, что эти 2% являются для меня той самой границей жесткости и мягкости получаемого напитка. С тех пор разбавление спирта я произвожу до 38%, приводя к этому значению водно-спиртовую смесь по таблице зависимости от температуры, которую и разработал Д.И.Менделеев.

Вернемся к обозреваемому ареометру АСП-3.
Поставляется ареометр в картонном цилиндрическом футляре с бумажным формуляром.

Ареометр представляет из себя стеклянную колбу длиной 210 мм

Диаметр в широкой части 17 мм

Тютелька-в-тютельку ареометр входит в 50 мл мерный цилиндр

Верхняя часть колбы сужена, в ней находится отградуированная в % спирта шкала

В данном случае диапазон измерения ареометра 40-70%, в покупке двух других ареометров из набора АСП-3 0-40% и 70-10% я для себя большого смысла не вижу, так как мне он требуется лишь в двух случаях: для определения спиртуозности спирта-сырца (на моем оборудовании она как раз получается 40-45%) и при финишном разведении готового напитка до 38%, а с поправкой на температуру это как раз чуть больше 40%. Какой спиртуозности у меня получается продукт после второй перегонки мне не особенно важно, замер китайским спиртометром меня вполне устраивает.
С обратной стороны шкалы указан ГОСТ, температура при которой необходимо производить измерения — 20⁰С и единица измерения — объемная доля спирта, она же градус.

В нижней части ареометра находится мелкая металлическая дробь, ее количество подбирают так, чтобы уровень вытесненной ареометром жидкости соответствовал показаниям шкалы.

Дробь залита сверху чем-то похожим на сургуч

В формуляре указаны назначение изделия, пределы и точность измерения, условия хранения, а также одна важная информация, о которой не все знают.

Это правильное снятие показаний с ареометра. При опускании ареометра в жидкость вокруг прибора образуется мениск – канавкообразное облегание водно-спиртовой смесью, вызванное поверхностным натяжением жидкости. Некоторые модели рассчитаны на снятие показаний по нижнему краю этого мениска, а некоторые – по верхнему. Данный нюанс обязательно указывается в инструкции. В случае с АСП-3 делать это нужно по нижнему краю мениска.

С обратной стороны формуляра давно забытый нашей промышленностью штамп ОТК и информация о межповерочном интервале, (здесь он 4 года) и гарантийном сроке эксплуатации — 24 месяца.

Протестировать на точность измерения ареометр АСП-3 я не могу, поскольку именно его считаю эталоном измерения в своей коллекции спиртометров, а она у меня уже скопилась приличная

Зато могу наглядно продемонстрировать важность проведения замера спиртуозности в паре с замером температуры. Проведем первый замер дистиллята при комнатной температуре, снимать показания с ареометра для обзора я буду неправильно — по верхней риске мениска, так как сфотографировать нижнюю границу одновременно с показаниями градусника невозможно. Итак, температура 24,7⁰С при спиртуозности 38,5%. Запомним снятые показания.

Для второго опыта поднимем температуру спиртового раствора. Чтобы сделать это быстро, ставим бокал с дистиллятом на плиту в кастрюлю на водяную баню

И через несколько минут повторяем измерения. Температура дистиллята выросла до 29,1⁰С

Вслед за ней выросли и показания ареометра до 41%, при условии, что содержимое бокала осталось тем же.

Для третьего опыта охладим напиток, ставим бокал в морозилку и проведем еще одно измерение. Температура дистиллята опустилась до 14⁰С

За ней и опустились показания ареометра — чуть ниже 35%

Проведенный опыт наглядно показывает, что показаниям даже поверенного ареометра можно доверять только в случае точного соблюдения температурного режима использования, указанного в его характеристиках. Однако для получения нужного процента спирта вовсе не требуется охлаждать или подогревать водно-спиртовой раствор, достаточно воспользоваться таблицей зависимости показаний ареометра от температуры

Данная таблица позволяет определить истинную крепость водно-спиртового раствора по одновременно замеренным параметрам термометром и ареометром. Подставляем в таблицу результаты всех трех опытов и строим пересечение со столбцом 20⁰С.

Как вы можете видеть, все три линии сошлись на одном и том же значении 37%, что и является истинным значением спиртуозности данного раствора (похоже я дал маху при разведении в прошлый раз).
Этим ареометром можно достоверно измерять спиртуозность только растворов спирта с водой, если же в составе присутствуют какие-то другие вещества (сок ягод или дубовый экстракт), то измерение будет не точным, так как плотность такого раствора отличается от водно-спиртового. Например если измерить спиртуозность коньяка с заявленной крепостью 42% при комнатной температуре, получим значение даже меньшее чем 40%, хотя по всем расчетам она должна быть выше 42%.

Наливки, настойки и прочие напитки этим ареометром достоверно измерить не получится.
Ну и по традиции: берегите себя, покупайте качественный алкоголь в проверенных магазинах, либо перенимайте мой опыт и тогда алкоголь будет не только вреден, но и немножечко полезен, главное знать меру.