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Die Destillation

Destillieren mit einer schottischen Pot Still

In diesem Artikel geht es um den Betrieb der Brennblasen. Natürlich gibt es Unterschiede im Betrieb zwischen den Brennblasen einzelner Brennereien. Die einen erhitzen schnell und brennen anschließend langsam und andere wiederum erhitzen und brennen schnell. Nicht nur die geometrische Form einer Brennblase bestimmt den Geschmack des Rohwhiskys, es ist vor allem die Destillationsprozedur, die sich erheblich auf den Geschmack bzw. die im Rohwhisky vorhandenen Aromen auswirkt.

Glenfiddich - Brennhaus

Das folgende Schaubild zeigt den prinzipiellen Aufbau einer schottischen Malt Whisky Brennerei mit zwei Brennblasen. Brennereien mit dreifach Destillation und drei Brennblasen erweitern sich sinngemäß um eine Stufe. Viele größere Brennereien haben vier, sechs oder noch mehr Brennblasen, die jedoch nicht nacheinander sondern paarweise parallel zueinander betrieben werden.

Die Verschaltung der Brennblasen kann noch komplexer sein, wenn z.B. das erste Destillat aus mehreren Wash Stills oder mehreren Produktionsläufen einer einzelnen Wash Still auf eine einzige Spirit Still geleitet wird. Auch das Verhältnis 3:2 oder 4:3 von Wash zu Spirit Stills ist üblich. Man kann auch auf zwei Brennblasen dreifach destillieren, indem man das Endprodukt der zweiten Destillation in der Spirit Still, als ganzes der leeren Spirit Still erneut zuführt.

Das Schaubild zeigt eine einfache Brennerei mit einer Wash und einer Spirit Still.

Funktions-Diagramm einer Pot Still Brennerei

Das Prinzip der Destillation

Das Prinzip der Destillation war bereits den Ägyptern bekannt. Durch unterschiedliche Verdampfungstemperaturen lassen sich Stoffe durch Erhitzung von einander trennen. Die bei niedrigen Temperaturen zuerst verdampfenden Stoffe lassen sich auffangen und so vom Rest trennen. Doch die Ägypter kannten die Destillation nur zur Parfümherstellung. Erst im Mittelalter wurde von keltischen Mönchen die Herstellung von Whisky - des Lebenswassers - entdeckt.

Durch die alkoholische Gärung enthält das Wash (Bier) rund 8 bis 10% Alkohol (Ethanol = Ethyl-Alkohol). Die Höhe des Alkoholgehalts richtet sich nach der verwendeten Hefe und der Dauer der Gärung.

Erhitzt man das Wash, so verdunsten mit steigender Temperatur die Substanzen aus dem Bier, die früher als das Wasser sieden. Dabei erhitzt sich das Wash nicht über diese jeweilige Verdunstungs-Temperatur des am niedrigsten siedenden Stoffes hinaus. Sämtliche zugeführte Wärmeenergie wird von der den Aggregatzustand wechselnden Substanz (Wechsel von flüssig in dampfförmig) aufgenommen und so kann man die Flüssigkeit nicht weiter erhitzen. Erst wenn alle zu dieser jeweiligen Temperatur siedenden Stoffe in die gasförmige Phase übergetreten sind, kann die in der Brennblase verbliebene Flüssigkeit heißer werden.

Ethanol verdampft bei normalem Luftdruck (1013 hPa) bei 78,5 Grad Celsius.

 

Die Wash Still

Royal Lochnagar - Wash Still

Die Aufgabe der Wash Still ist schnell beschrieben. Sie dient der ersten Destillation des Washs oder landläufig gesagt: des Biers. Meist sind die Fassungsvermögen der Brennblase und des Gärbehälters (Wash Back) aufeinander abgestimmt. 15.000 bis 30.000 Liter sind die Regel.

Mit dem Einleiten von Heißdampf in die Heizzylinder der Wash Still beginnt sich das Wash zu erhitzen. Durch die Wärmebewegung (Konvektion) im Inneren der Still wälzt sich das Wash um. An den warmen Bereichen der Heizzylinder steigt das Wash auf, um an den kühleren Stellen wieder nach unten abzusinken.

Nach rund einer halben Stunde ist es dann soweit. Über den Heizzylindern beginnt die Flüssigkeit zuerst zu sieden und leichte Substanzen (vor allem Aroma tragende Ester) steigen in den Luftraum über dem Flüssigkeitsspiegel auf.

Der ständige Nachschub an gasförmigen Stoffen führt zu einem leichten Überdruck in der Brennblase und die Gase steigen in den Hals der Brennblase auf. Doch weit währt ihre Reise nicht. Zu kalt ist noch die Wand der Brennblase und die verdampften Substanzen schlagen sich an der Wand der Brennblasen in kleinen Tröpfchen nieder. Mit der Zeit sammeln sich mehr und mehr Tröpfchen an der Wand und vereinigen sich zu größeren Tropfen, die der Schwerkraft folgend wieder in den Kessel der Wash Still zurückfließen.

Mit steigender Energiezufuhr beginnt das gesamte Wash bei einer Temperatur von ca. 78 Grad zu kochen. Die ganze Brennblase heizt sich auf und die Oberfläche der Flüssigkeit wird unruhig. Durch die hohe Wärmezufuhr bilden sich mächtige Blasen und die Flüssigkeit schäumt auf und spritzt bis in den oberen Hals der Wash Still.

Macallan - Schauglas einer Wash Still

Nur in den Wash Stills befinden sich im Hals deshalb Glasfenster, hinter denen man das sprudelnde Wash beobachten kann. Denn kocht man das Wash zu hoch, so kann Flüssigkeit über den Lynearm in den Kondensator gelangen. Das wäre an sich nicht so schlimm, wenn nicht das Wash noch feste Bestandteile der Gerstenkörner enthalten würde, die die dünnen Röhrchen der Kondensatoren verstopfen.

Große Aufmerksamkeit ist deshalb vom Stillman gefordert. In Brennereien, die sich nicht ausreichend Zeit für diese Überwachung des Siedens nehmen wollen, wird deshalb Seife dem Wash zugesetzt, die die Oberflächenspannung des Washs auflöst und das Überkochen wirksam unterbindet. Da die Seife bei 50 - 60 Grad flüssig wird und erst bei weit über 100 Grad siedet besteht keine Gefahr, dass Seifenmoleküle in das Destillat übertreten.

Die erste Destillation in der Wash Still benötigt in der Regel etwa 4 bis 7 Stunden. Die Temperatur der Wash Still beträgt dabei rund 78 Grad. Das ist die Temperatur bei der Ethanol verdampft. Die gesamte Wärmezufuhr zur Pot Still über Heißdampf wird für das Verdampfen des Alkohols aufgebraucht.

Nach meist 4 Stunden ist die Destillation dann beendet. Bis auf etwa 1 Vol. % ist sämtlicher Alkohol verdampft und in dem Low Wines Receiver - einem Sammelbehälter - aufgefangen worden.

Mannochmore - Low Wines & Spirit Receiver

In diesem Low Wines Receiver befindet sich nicht nur reiner Alkohol. Alle Stoffe mit niedrigerem Siedepunkt als Alkohol sind in ihm enthalten. Auch etwas höher siedende Stoffe wurden durch die stark sprudelnde Flüssigkeit aus dem Molekülverbund gerissen und mit den leichten Alkoholmolekülen in die Low Wines hinüber gezogen. Zu diesen Molekülen gehört in großer Menge auch Wasser, das mit dem Alkohol ein Azeotrop bildet. Nach der ersten Destillation haben die Low Wines einen typischen Alkoholgehalt von 20 bis 25%.

Nach Ende der Destillation verbleibt in der Wash Still das Pot Ale (auch Spent Wash genannt) mit einem Restalkoholgehalt von etwa 1 Vol. %. Doch nicht nur Alkohol bleibt in der Flüssigkeit zurück. Auch wertvolle Proteine und Mineralien aus dem Getreidekorn finden sich im Pot Ale. Deshalb wird das Pot Ale nach dem Ablassen eingedickt und als hochwertiges Tierfutter verkauft.

Glenfarclas - Eindampfungsanlage für Pot Ale

Nur wenige Brennereien haben solche Eindampfungsanlagen, da sie mit hohen Investitionen verbunden sind. Die Stadt Rothes in der Speyside betreibt eine solche Anlage gemeinsam für alle Brennereien in der näheren Umgebung. Um die Restwärmeenergie im Pot Ale, immerhin ist es noch rund 70 Grad warm, während des Tankwagentransports nicht zu verlieren, erfolgt das Ablassen des Pot Ales meist über einen Wärmetauscher, der die Wärmeenergie einem kommenden Destillationsprozess wieder zuführt.

Dallas Dhu - Pot Ale Receiver (Spent Wash Tank) & Wärmetauscher

Die großen Brennblasen haben eine nur wenige Millimeter dicke Wandstärke. Sie sind deshalb sehr empfindlich gegen Über- und Unterdruck. Der größte anzunehmende Unfall einer Brennblase ist das Kollabieren durch Unterdruck. Wenn die Destillation stoppt, das Pot Ale abgelassen wird und die Brennblase sich abkühlt, entsteht im Inneren ein Unterdruck. Wird dieser Unterdruck zu stark, so beult sich die Brennblase mit einem lauten Knall ein. Da dies in der Vergangenheit bereits mehr als einmal passiert ist, ist an jeder Brennblase heute ein automatisches Über- und Unterdruck-Sicherheitsventil angebracht, das für den Druckausgleich mit der Umgebung sorgt. Für das Befüllen und Entleeren der Brennblasen gibt es ein weiteres Be- und Entlüftungsventil, das heutzutage meist automatisch mit den Pumpen betätigt wird.

Fettercairn - Automatisches Über- und Unterdruck-Sicherheitsventil (oben) sowie manuelles Be- und Entlüftungsventil (unten)

 

Die Destillationsbilanz der Wash Still Destillation ist in der folgenden Tabelle zusammen gestellt.


Wash

Low Wines

Spent Wash

Liter Total

30.000

11.212

18.748

Vol. % Alkohol

10%

25%

1%

Liter Alkohol

3.000

2.813

187

 

Die Zahlen in der Destillationsbilanz zeigen, dass die Verringerung der Wassermenge vom Wash zu den Low Wines die zweite Destillationsmenge für die Spirit Still deutlich reduziert.

Zusammenfassend dient die erste Destillation ausschließlich der Reduzierung der Flüssigkeitsmenge auf 1/3 und dem Zurückhalten von festen Bestandteilen der Getreidekörner, die sich noch im Wash befanden.

Meist nur vier Stunden dauert diese erste, heftige Destillation. Der Einfluss auf den Geschmack des endgültigen Whiskys ist deshalb gering. Die extreme Erhitzung des Washs und die stark kochende Flüssigkeit sorgen dafür, dass neben dem Alkohol und einer größeren Menge Wasser auch viele, schwere Fuselöle in die Low Wines übergehen.

 

Die Spirit Still

Die zweite Destillation in den kleineren Spirit Stills erfolgt viel vorsichtiger und langsamer. Typischerweise benötigt man für die zweite Destillation etwa 8 Stunden. Da dies doppelt so lange wie die erste Destillation ist, fängt man im Low Wines Receiver oft das Ergebnis von zwei Wash Destillationen gemeinsam auf und führt sie als Ganzes der Spirit Still zu.

Royal Lochnagar - Spirit Still

Wie im ersten Teil dieses Artikels beschrieben, hat die Spirit Still den größeren Einfluss auf den Geschmack des Rohwhiskys. Damit sich Alkohol und Aromastoffe besser vom Wasser trennen erfolgt die zweite Destillation viel vorsichtiger. Aus diesem Grund benötigen die Spirit Stills auch keine Fenster zum Beobachten des kochenden Low Wines.

Der Destillationsvorgang als solches läuft genauso wie bei der Wash Still ab. Die Low Wines werden erhitzt und vor Erreichen der Verdampfungstemperatur von Ethanol (78 Grad) steigen zuerst die früher verdampfenden und leicht flüchtigen Foreshots auf. Diese Foreshots sind überwiegend leichte Verbindungen wie Ethylacetat und flüchtige Ester, die ein scharfes Aroma aufweisen.

 

Der Spirit Safe

Die aggressiven Foreshots sind im Rohwhisky unerwünscht und werden deshalb über eine Umschaltung des Destillationsflusses im Spirit Safe nicht in den Auffangbehälter geleitet. Das Prinzipbild von oben ist zur genauen Verfolgung der Aufgabe des Spirit Safes hier noch einmal gezeigt.

Funktions-Diagramm einer Pot Still Brennerei

Dieser Spirit Safe hat eine lange Geschichte und eine besondere Aufgabe. Mit der Destillation schreibt die britische Zollbehörde eine Verplombung sämtlicher Brennblasen und Rohrleitungen vor. Der Stillman hat deshalb keine Möglichkeit den Rohwhisky zu probieren. Wie stellt er also fest, wann die Foreshots durchgelaufen sind und das gutschmeckende Herzstück der Destillation begonnen hat?

Glenfarclas - Spirit Safe mit Spindeln und Thermometern

Die Erfahrung lehrt dem Stillman als ersten Anhaltspunkt die Zeit der Aufheizung bis zum Erscheinen des Middle Cuts (Herzstück). Zunächst erfolgt eine lange Zeit der Aufheizung, bis das erste Destillat im Spirit Safe sichtbar wird. Immerhin müssen Tausende Liter auf über 70 Grad erhitzt werden. Rund 20 Minuten laufen dann die Foreshots. Um den Umschaltzeitpunkt zum Auffangen des Herzstücks sauber zu bestimmen, enthält der Spirit Safe mehrere Glasbehälter, in denen das Destillat aufgefangen werden kann und Instrumente zu schwimmen beginnen. Fängt man das Destillat auf und misst seine Dichte mit dem Auftrieb einer Spindel, so kann man den Alkoholgehalt über eine Tabelle bestimmen. Während die Foreshots laufen, sinkt der Alkoholgehalt des Destillats von rund 85 Vol. % auf 75 Vol. %.

Glenfarclas - Spirit Safe mit Umschaltern für den Destillatfluss

Doch dies ist nicht das einzige Instrument, das beobachtet werden muss. Die Dichte der Flüssigkeit hängt sehr stark von ihrer Temperatur ab. Deshalb wird ebenfalls die Temperatur der Flüssigkeit gemessen und die Dichte damit korrigiert. Über die Dichte und die Temperatur lässt sich dann der Alkoholgehalt des Destillats aus einer neben dem Spirit Safe hängenden Tabelle ablesen.

Was geschieht mit den Foreshots? Sie werden nicht etwa weg gegossen sondern wieder zurück in den Low Wines Receiver geleitet. Doch die Foreshots reichern sich nicht durch diesen ständigen Rückfluss an. Hier kommt nun die wahre Magie der Destillation zum Tragen. Durch katalytische Reaktionen mit dem Kupfer der Spirit Still werden die aggressiven Foreshots in angenehm aromatische Substanzen umgewandelt. Dies ist ein sich ständig wiederholender Prozess und so bleibt die Menge an Foreshots in der Spirit Still konstant.

Nachdem die Foreshots wieder im Low Wines Receiver angekommen sind, schaltet der Stillman den Destillatfluss im Spirit Safe um und leitet das Herzstück in den Spirit Receiver zur späteren Fassabfüllung. Macht er das zu früh, so schmeckt der Whisky zu aggressiv. Macht er es zu spät, so schadet das nicht, denn die Flüssigkeit, die in den Low Wines Receiver geleitet wird, fällt erneut bei der nächsten Spirit Destillation an. Kein Alkohol wird so verschwendet.

Aberfeldy - Spirit Receiver und Fassabfüllung

Die Destillation des Herzstücks muss langsam und vorsichtig vonstatten gehen. Heizt man die Brennblase zu hoch auf, so kann der Rückfluss kondensierender, höhersiedender Stoffe an der Brennblasenwand bis zum Lynearm nicht richtig funktionieren und auch höher siedende Substanzen wie z.B. Fuselöle gelangen hinüber in den Auffangbehälter.

Während des Auffangens des Herzstücks (Middle Cut) über rund drei Stunden Destillationszeit sinkt der Alkoholgehalt von 75 Vol. % auf 60 Vol. %. Trotzdem destilliert man nach dem Umschalten bei 60 Vol. % weiter. Die jetzt erscheinenden Fuselöle (Faints) werden erneut in den Low Wines Receiver zu kupferkatalytischen Umwandlung bei der nächsten Destillation geleitet. Die Destillation der Faints läuft lange Zeit weiter und wird erst bei einem Restalkoholgehalt von 1 Vol. % in der Brennblase beendet, um nicht wertvollen Alkohol mit der in der Spirit Still verbleibenden Flüssigkeit (Spent Lees) zu verlieren.

Selten hat man die Möglichkeit, den Low Wines Receiver einmal von innen zu betrachten. Er enthält ein milchig-grau-weißes Alkohol-Wasser-Gemisch auf dem die dünne ölige Schicht der Fuselöle (Faints) schwimmt.

Damit ist eine vollständige Destillation abgeschlossen. Die Destillationsbilanz für die zweite Destillation in der folgenden Tabelle zeigt die entstehende Menge an Rohwhisky. Bei dem angenommenen Beispiel von 30.000 Litern Wash mit 10 Vol. % Alkohol entspricht die mit der Destillation erhaltene Alkoholmenge von rund 2.780 Litern einer Ausbeute von 92,6%.


Low Wines

Rohwhisky

Spent Lees

Faints & Foreshots

Liter Total

11.252

4.117

3.376

3.759

Vol. % Alkohol

25%

67,5%

1%


Liter Alkohol

2.813

2.279

34


 

Besondere Aufmerksamkeit in der Bilanz ist auf die zur Redestillation zurückgeführten Faints & Foreshots zu richten. Sie erhöhen sowohl die Flüssigkeitsmenge der Low Wines als auch deren Alkoholgehalt. Da sie ein fortwährend durchlaufender Posten von einer zur nächsten Destillation sind, wird ihnen in der Bilanz keine Bedeutung zugemessen. Dieser anfänglich verwirrende Sachverhalt lässt auch den Alkoholgehalt der Low Wines in der Literatur und bei der Nennung in der Brennerei in einem Bereich von 20 bis 27% schwanken. Für unsere beispielhafte Bilanz sind wir einfach von durchschnittlich 25 Vol. % im ersten Destillat und 67,5 Vol. % im zweiten Durchgang ausgegangen. Auch dass die Spent Lees im Volumen 30% der ersten Destillatmenge beträgt ist ein Beispiel und muss, wie alle die in den Bilanzen angegebenen Werte, mehr als ein Anhaltspunkt, denn als ein Kennwert angesehen werden.

 

Wenn Sie nun mehr wissen wollen über die geometrische Form der Pot Stills und deren technischen Herstellung, besuchen Sie den folgenden Artikel.