전통주의 명품화를 위하여(1)

김주수(양조설비전문발명가․브루앤드디스틸시스템 대표)

◈ 증류와 증류기의 원리이해

발효주를 끓이면 물과 함께 증발하는 알코올을 다시 액화하여 알코올 순도를 높임과 동시에 맛과 향에 불리한 요소를 제거하는 과정을 거쳐 원하는 맛을 가지고 있는 술이 증류주다. 증류는 발효 중에 발생한 H2S(황화 수소), 고비점물질, 발효중에 발생한 기타 미생물, 원하지 않는 향 등을 걸러내는 효과가 있다.

좋은 증류주를 만들기 위한 방법은 여러 가지가 있지만 현대과학으로 밝혀진 발효메카니즘, 기체역학, 콘덴싱, 열역학, 숙성메카니즘, 향미부여 등으로 압축된다.

◈ 증류기의 종류

◇ 상압증류기

상압증류기는 원주(증류를 위한 술)에 열을 가하여 증발시키는데 상압, 즉 자연압 상태에서 열을 가하여 증발시켜 물의 끓는 온도와 알코올의 끓는 온도의 2/3지점온도인 92~93도에서 원주의 온도를 유지하면 알코올과 물이 동시에 증발하게 되며 이를 냉각수와 열교환기에서 열교환 하여 응축시켜서 증류주 원액을 얻게 된다.

상압증류의 경우 이 온도구간인 92~93도에서 바람직한 증류주의 질을 기대한다. 참고로 물의 끓는 온도는 100도이며 순수 알코올의 경우 78도에서 끓는다. 원주에 알코올분 함유율이 높을수록 증류주에서도 알코올분의 함유율이 높아지게된다.

또한, 증류초기에 알코올분 함유율이 원주에 높으므로 증류되어 콘덴싱되는 알코올의 함유율도 높다. 증류를 계속하며 원주의 알코올분 함유율이 낮아지면서 증류되는 알코올분의 함유량도 점차 낮아지게 된다. 보통의 경우 알코올분은 85% 정도로 나오게 되며 점차 낮아지는데 알코올분 나오는 함유율이 50% 부근에서 본류 받음을 멈추고 그 이하의 증류주는 말류에 받아서 다음 증류원액에 첨가하여 증류한다.

현대의 증류기는 스팀자켓을 구비하여 스팀압력을 1~1.2Kg/cm2 정도로 유지하면 원주의 온도를 93정도로 유지하며 알코올과 물을 증발시켜 증류를 하는데 스팀의 공급을 통제하여 적정 온도를 유지하거나 스팀 압을 유지하여 스팀온도를 조정하여 증류한다.

또한 전통적인 방법으로 가스나 화염을 이용하여 가열하여 증류하기도 한다. 이 경우 증류솥 면에 높은 온도에 증류원주가 노출되어 눌러 붙거나 타는 경우가 있다. 이 경우 탄 냄새가 증류주의 향미에 부여된다.

상압증류기는 현대에도 구리를 사용하는데 값이 싸고 제작이 용이한 스테인리스 스틸을 이용하지 않고 구리를 사용하는 이유는 원주에 함유되어 있는 H2S를 제거하기 위함이다. H2S는 술에 함유되어 있으면 강한 맛을 느끼게 한다. 이 맛은 황의 맛을 보면 짐작할 수 있다. 구리는 분자식이 Cu++로 H2S에서 S가 S–로 술이 증발했을 때 H는 날아가도 CuS로 플러스2가와 마이너스 2가가 만나 결합하는 원리로 S–가 구리 표면에 흡착하게 된다.

증발상태에서 S가 얼마나 많이 혹은 적게 접촉하느냐에 따라서 증류주에 H2S가 남아 있는 양을 결정하여 증류주의 질을 결정하는 아주 중요한 요인이다. H2S의 함유량이 적을수록 강한 맛은 적어지고 단맛을 더 느끼게 한다.

물론 증류주의 맛에 특징에 영향을 주는 요소는 여러 가지가 있지만 H2S가 가장 큰 영향을 준다. 그리고 증류 중에 넘어온 고비점 물질이나 따로따로의 각각의 맛은 숙성을 통해서 부드러워지고 서로 조화를 이루며 그 증류주의 특징을 결정하게 된다.

상압에서의 증류주의 특징은 증류솥(Still)의 모양과 Swan neck, Head, lyne arm,

Condenser의 모양에 따라서 증류가스가 상부로 올라가고 수평이나 하향 혹은 상향으로 콘덴서로 이동하는 형태에 의행서 의해서 결정된다.

그림 1-1에서 다양한 모습을 볼 수 있다. 증류가스가 Swan neck, Head, lyne arm을 거쳐 상부로 올라가면서 외부는 외부공기에 노출되며 외부공기와 내부의 증류가스가 열교환하여 콘덴싱되며 아래로 흘러내리게 된다. 이를 Rectification 이라고 하며 Rectification하는 과정 중에 증류가스와 함께 콘덴서로 넘어가거나 증류솥으로 다시 떨어지는 과정으로 증류주의 특징이 결정되게 된다.

또한, 독일형 증류기는 수직형 다단식 Column으로 Rectification을 여러 단으로 나누어 2차 3차 증류한 효과를 보는 것으로 향이 넘어가는 것을 최소화한 증류기이다.

◇ 감압증류기

감압증류는 원주에 열을 가하여 증발시키는 원리는 상압과 동일하지만 증류솥 내부를 상압이 아닌 압력을 줄여서 감압하여 가열하면 낮은 온도에서 증발하게 된다. 감압정도에 따라서 낮은 온도 45~55도에서 증발하므로 고비점물질, 높은 온도에서 증발하는 물질은 증발되지 않아 증류주가 가벼운 맛이 형성된다.

그러나 감압증류를 하더라도 감압증류기의 재질이 구리가 아니면 H2S을 흡착하여 제거할 수 없다. H2S는 고비점 물질이 아니기 때문이다. 누룩을 사용하여 당화하고 발효시킨 전통주의 경유 고비점 물질이 많이 함유되어 있어 감압증류가 많이 유리하다. 다만, H2S는 그대로 넘어가서 강하고 진저리치는 맛(쓴맛과는 구별되며 옛날소주의 진저리치는 맛)을 느끼게 하기 때문에 H2S를 증발된 상태에서 구리에 접촉시켜 제거함이 좋은 증류주를 얻을 수 있다.

◇ 상압및감압 겸용증류기

구리증류기에 감압장치를 부착하여 낮은 온도에서 고비점 물질은 넘어가지 않게 하고 H2S는 구리에 흡착시켜 가벼운 맛과 강한 썰파이트 맛을 제거하여 두 가지의 장점을 취한 감압을 하되 구리로 제작하여 상압과 감압을 선택하여 증류할 수 있게 하는 증류기이다.

다만, 감압으로 하는 경우 진공펌프로 증류솥 내부의 기체를 흡입해서 배출하므로 구리와 썰파이트의 화학적결합의 시간이 부족하다. 이를 해결하기 위하여 일단 증류하여 콘덴싱된 알코올을 순환시켜 증류솥으로 다시 들어가게 하는 장치(특허:10-1693193)를 부착하여야 한다. 그림 1-3이 이를 보여준다.

그 외에 연속식증류기도 있지만 주정공장에서 사용하는 증류기로 자세한 설명은 생략한다.

사진 : 필자, 김주수 대표