Alkohol absolutny. Przemysłowa produkcja alkoholu z surowców biologicznych

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Alkohol etylowy absolutny znalazł zastosowanie w przemyśle. Substancja ta jest niezbędna do zapewnienia reakcji syntezy organicznej. Taki płyn jest obecnie często używany w laboratoriach. Po raz pierwszy specyfikacje techniczne dla tej substancji zostały opublikowane w 37. roku. Obecnie istnieją specjalistyczne GOST i normy regulujące jakość płynu i niuanse jego przygotowania.

Informacje ogólne

Zgodnie z definicją z 1937 r. alkohol absolutny to płyn, którego zawartość szacuje się na 99,7% lub więcej ABV. Dozwolona jest obecność w każdych 100 gramach do 5 mg aldehydów. Podczas badania substancji pod kątem kwasów organicznych wszystkie takie związki należy przekształcić w kwas octowy. Stężenie nie może przekraczać mililitra na 100 ml gotowego produktu.

Wyróżniającą cechą alkoholu absolutnego jest brak suchej pozostałości. Substancja ta nie może zawierać związków alkalicznych, kwasów mineralnych. Niedozwolone jest włączenie furfuralu. Alkohol powinien być przezroczysty, bez odcienia i koloru. Nie jest nieodłącznie związany z obcymi zapachami, obecność specyficznego smaku jest niedopuszczalna.

Nuanse terminologiczne

Współcześni chemicy znają nie tylko alkohol absolutny, ale także bezwodny. Tych dwóch terminów nie można zrównać. W odmianie absolutnej, jak można wywnioskować z powyższego, może być woda, ale w niewielkich ilościach.

Rozważany związek chemiczny jest zdolny do tworzenia trwałych wiązań podczas reakcji chemicznej z benzyną. Z tego powodu alkohol absolutny jest używany w wielu krajach do produkcji paliw silnikowych. Jak wykazały badania, jeśli ten płyn zostanie zmieszany z benzyną, właściwości przeciwstukowe paliwa używanego do pracy silnika stają się bardziej znaczące. Dlatego możliwa jest większa kompresja.

Cechy i kształty

Wykwalifikowany chemik może wyjaśnić różnicę między destylatem a rektyfikacją. Destylat otrzymywany jest w procesie fermentacji i destylacji, a produkt rektyfikowany jest produktem oczyszczonym z zanieczyszczeń. Dodatkowo przy zastosowaniu techniki rektyfikacji możliwe jest uzyskanie gotowego alkoholu etylowego, którego stężenie głównej substancji wynosi do 95,7%. Takie parametry wynikają z obecności alkoholu etylowego w związkach azeotropowych, które pojawiają się podczas chemicznego oddziaływania z wodą przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym.

Zwykle obecnie używany doradzający alkohol etylowy GOST 5964-93. To on jest najbardziej poszukiwany w gospodarce narodowej. W takiej cieczy woda zawarta jest w stężeniu 4,43% lub nieco więcej. W niektórych przypadkach, aby reakcja przebiegała, konieczne jest zapewnienie obecności alkoholu, w którym praktycznie nie ma wody, a następnie uciekają się do absolutnej różnorodności. Jest to niezbędne w produkcji wyrobów farmaceutycznych, lakierów i farb. Absolutna różnorodność jest pożądana w produkcji kosmetyków, perfum. Do produkcji substancji opracowano reakcje absolutyzacji.

Błędy i nieporozumienia

Tak się złożyło, że alkohol prezentowany w aptekach to właśnie ten produkt, który przychodzi na myśl, warto wspomnieć chociaż trochę o alkoholu. Jeśli zwykli ludzie mówią o alkoholu etylowym, z reguły temat sprowadza się do dyskusji o mocy płynu, a niektórzy żałują, że nie ma absolutnego, prawdziwego alkoholu, czyli takiego, który sam w sobie byłby 100% alkoholem, bez specjalnych rozcieńczalników i dodatków. Wielu jest przekonanych, że maksymalna siła wynosi 95,6%. W rzeczywistości alkohol absolutny istnieje, tylko chemicy w większości o nim wiedzą, ponieważ to właśnie w tej branży był używany.

Niektórzy myślą: na przykład, czy jakakolwiek destylarnia Itkul używa w swojej pracy produktu absolutnego? Nie popełnij błędu: płyn absolutny nie jest przeznaczony do celów spożywczych, jest używany w przemyśle wytwórczym, ale nie do produkcji napojów.

O terminach i zjawiskach

Zanim zorientujesz się, jak wymienione produkty tego samego„Destylarnia Itkulsky” z produktu przemysłowego, rozsądne jest orientowanie się w pojęciu „twierdza” w odniesieniu do płynów zawierających alkohol. Parametr ten został wprowadzony w celu odzwierciedlenia obecności etanolu w mieszaninie alkoholu i wody. To, co ludzie zwykli nazywać alkoholem, jest zwykle związkiem z wodą, a każdy alkohol używany w przemyśle spożywczym z konieczności zawiera wodę w swoim składzie. Zawartość tej substancji jest różna.

Stężenie absolutnego alkoholu etylowego, jak wynika z obowiązujących norm, powinno wynosić 99,7% lub nawet więcej, czyli tysięczne procenta przypada na wodę w całkowitej objętości. Do rzeczywistego użytku taki produkt zwykle nie jest wymagany, stosowanie go jest nieuzasadnione ze względu na złożoność produkcji. Nawet do celów medycznych wystarczy siła 95%, nie mówiąc już o spożyciu żywności. W rzadkich przypadkach należy użyć alkoholu do hydrolizy.

Gdzie mogę to zdobyć?

Doświadczeni chemicy podpowiedzą Ci, jak zrobić alkohol. Wyspecjalizowane przedsiębiorstwa odpowiedzialne za ten proces na co dzień wytwarzają duże ilości produktu o różnym stopniu koncentracji. Istnieje kilka metod przygotowania alkoholu, a najpopularniejszą opcją jest naturalna reakcja fermentacji. Do jego realizacji konieczne jest dysponowanie produktami roślinnymi wzbogaconymi węglowodanami. Innym podejściem jest reakcja hydrolizy przy użyciu celulozy wyekstrahowanej ze słomy, drewna.

W zależności od tego, czy alkohol do hydrolizy jest potrzebny, czy nie, możesz skorzystać z reakcjihydratacja etylenu. To słowo odnosi się do gazu. Do reakcji stosuje się kwas fosforowy lub siarkowy. Oddziaływanie chemiczne zachodzące z połączeniem tych substancji jest dość złożone, reakcja wymaga udziału katalizatora, ale jego wydajność jest na tyle wysoka, aby metoda stała się szeroko rozpowszechniona na skalę przemysłową.

Reakcje i produkty

Odwołując się do opisanych wcześniej metod wytwarzania alkoholu, możesz otrzymać produkt o stosunkowo niskim stężeniu. Gotowy płyn będzie zawierał różnorodne zanieczyszczenia. Aby oczyścić substancję i zwiększyć procentową zawartość alkoholu, konieczne jest zorganizowanie destylacji. Aby to zrobić, możesz użyć tradycyjnej jednostki destylacyjnej lub kolumny destylacyjnej. Podobną instalację stosuje się w razie potrzeby do przetwarzania oleju. Na podstawie wyników takich wydarzeń można wyprodukować alkohol o mocy do 95,6%.

Alkohol prezentowany w aptece jest właśnie takim produktem, ale w przypadku niektórych operacji i reakcji to za mało i trzeba zrobić absolutny. Istnieje kilka dobrze znanych metod, ale wszystkie są dość złożone. Możesz związać wodę zawartą w składzie alkoholu, gliceryny. Inną opcją są reakcje chemiczne z metalami. Czasami uciekają się do soli gipsowych lub potasowych. Reakcja z wapnem palonym ma pewną skuteczność. Możesz użyć chlorku wapnia. W praktyce wszystkie te metody są rzadkością, ponieważ trudno je wdrożyć na skalę przemysłową, pomimo dobrego wyniku interakcji.

Co robić?

Z powyższego jasno wynika, dlaczego cena absolutnego alkoholu jest wysoka. Do uzyskania tego trudnego produktu niezbędne jest zastosowanie instalacji do odwadniania azeotropowego. System wymaga użycia dużej ilości alkoholu w wodzie. Substancję miesza się z benzenem w postaci płynnej, a następnie powstałe związki destyluje się w przeznaczonych do tego kolumnach. Opracowano kilka technik azeotropowych. Rezultatem procesu jest dość duża ilość alkoholu etylowego, którego moc waha się w granicach 99,9-100%.

Choć cena alkoholu absolutnego jest wysoka, potrzeba wykorzystania tego związku w wielu procesach chemicznych powoduje spory popyt, dlatego przedsiębiorstwa krajowe i zagraniczne wytwarzają dość duże ilości produktu absolutnego. Gotowy płyn jest zawarty w paliwie do transportu kosmicznego, używanym w samochodach oraz w produkcji szeregu produktów używanych przez zwykłych ludzi w życiu codziennym. Ale w zwykłym życiu osoba, która jest daleko od chemii i produkcji, raczej nie będzie musiała spotykać się z absolutnym alkoholem.

Nuanse uzyskiwania

Obecnie alkohol etylowy jest szeroko stosowany w biologii. Ta substancja jest niezbędna do konserwacji różnych leków. Często biolodzy używają formy absolutnej. Jednocześnie bierze się pod uwagę, że konwencjonalna destylacja nie może oczyścić produktu do wymaganego poziomu, ponieważ powstaje wrząca mieszanina, której nie można oddzielić przy użyciu klasycznej jednostki destylacyjnej. Temperaturawrzący alkohol o mocy 95,6% to 78,15 stopni Celsjusza, a dla absolutu ta liczba to 78,37 stopni.

Zauważa się, że prawie bezwodny alkohol do celów biologicznych jest czasami otrzymywany przez naleganie na rektyfikację proszku siarczanu miedzi przez długi czas - taki produkt jest wytwarzany przez kalcynację siarczanu miedzi. Dzięki soli woda prawie całkowicie opuszcza główną mieszankę, a proszek nie rozpuszcza się w alkoholu. Jeśli weźmiesz kalcynowane wapno i gotujesz je w alkoholu przez kilka godzin, wynik reakcji będzie jeszcze lepszy. Ostatnim etapem takiego procesu jest destylacja, podczas której należy wykluczyć oddziaływanie z powietrzem zawierającym wilgoć.

Punkty techniczne

Etanol to bezwonna i bezbarwna ciecz. Ma ostry smak i specyficzny zapach. Etanol wrze po podgrzaniu do 78,4 w skali Celsjusza, topi się w temperaturze -114,15 w tej samej skali pomiarowej. Gęstość substancji szacuje się na 0,794 t/m.

Wymieszanie alkoholu etylowego i wody, gliceryny i różnych innych alkoholi, niektórych eterów i rozpuszczalników organicznych nie będzie trudne. Substancje można mieszać w dowolnym stężeniu i proporcji. Z niektórymi substancjami metylokarbinol tworzy mieszaninę azeotropową. Obserwuje się to podczas interakcji nie tylko z wodą, ale także z chloroformem. Związek azeotropowy powstaje, gdy alkohol etylowy miesza się z octanem etylu, benzenem. Etanol ma zdolność tworzenia alkoholanów, jeśli substancja wchodzi w interakcje z solami magnezu, wapnia.

Alkohol: co się dzieje?

Zwyczajowo dzieli się alkohol na żywność, techniczną. Definicja przynależności do kategorii zależy od tego, co zostało użyte do uzyskania płynu. Chemicy odpowiedzialni za produkcję substancji doskonale zdają sobie sprawę z różnicy między destylatem a rektyfikacją, cech różnych kategorii. Rektyfikacja jest czystszym produktem, w przeciwieństwie do destylatu, który ma charakterystyczny zapach.

Możliwości wykorzystania alkoholu określa jego moc, jakość rektyfikacji. Powyżej rozważono alkohol absolutny, który jest niezbędny ze względów technicznych, ale dość ciekawym tematem jest jedzenie. Taki płyn jest wytwarzany z produktów roślinnych, żywności. Aby uzyskać alkohol etylowy, używa się ziemniaków, niektórych jagód i owoców. Możesz użyć zbóż. Najtańszą opcją jest alkohol pochodzący z ziemniaków.

W przypadku alkoholu przemysłowego jako surowiec można wziąć drewno. Czasami uzyskuje się go podczas pracy z produktami przemiany oleju. W produkcji alkoholu technicznego surowiec umieszczany jest w zakładzie, w którym odbywa się hydroliza. W alkoholu przemysłowym zanieczyszczenia niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego występują w obfitości. Z tego powodu nie może być stosowany w przemyśle spożywczym.

Cechy procesu produkcyjnego

Wysokiej jakości alkohol uzyskuje się, gdy proces pracy przebiega przy użyciu niezawodnych surowców, przestrzegana jest technologia, a destylacja prowadzona jest z wysoką jakością, podczas której usuwane są szkodliwe związki. Stopień oczyszczenia jest podstawą klasyfikacji produktówdo określonej odmiany.

Im wyższy stopień alkoholu, tym mniej szkodliwych związków zawiera. Dodatkowo pokazuje jego siłę. Alkohol etylowy stosowany w przemyśle spożywczym otrzymuje się poprzez rozcieńczenie rektyfikowanego produktu, który został poddany wysoce wydajnej procedurze oczyszczania. Do rozcieńczania używana jest zmiękczona woda.