صيغة الكحول غير القابلة للتلف. إنتاج الكحول الحديث

اليوم، الحقائق هي أن الكحول الإيثيلي يحتل مكانة رائدة بين منتجات التخليق العضوي. يتم استخدامه في التجميل والطب.

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الكحول في الإنتاج. لقد كان معروفًا منذ المدرسة أن C2H5OH هي تركيبة الكحول، لكن لا يعلم الجميع كيف يتم إنتاجه فعليًا.

أساليب الانتاج

الخيار الأول لإنتاج الكحول الإيثيلي هو التخمير الكحولي. وهذه الطريقة معروفة منذ زمن سحيق. دون الخوض في التفاصيل، يحدث التخمر بسبب نشاط البكتيريا والخميرة. عادة ما يستخدم العنب كمادة خام، لأنه يحتوي على الكربوهيدرات والسكروز. تتم معالجة الذرة والأرز والبطاطس بنفس الطريقة.

بعد التخمير يصل التركيز في محلول C 2 H 5 OH (الصيغة الكيميائية للكحول الإيثيلي) إلى 15٪. تفسر هذه النسبة المنخفضة بحقيقة أنه عند التركيزات الأعلى، تبدأ الخميرة في الموت في محلول الكحول الخاص بها. يتم بعد ذلك تركيز الإيثانول وتنقيته بالتقطير.

وتتميز المراحل التالية في إنتاج الكحول من المواد الأولية الغذائية:

  1. يتم سحق الذرة والقمح والبطاطس وحبوب الجاودار.
  2. تحطيم النشا إلى سكريات (التخمير)؛
  3. تراكم الكحول بسبب تخمير السكر بواسطة الخميرة.
  4. تنقية وترشيح المحلول الناتج (تصحيح).

وبعد المرور بجميع المراحل يصبح تركيز الإيثانول 95.6%.

الإنتاج الصناعي

يتم استخدام الخشب والقش المحتوي على السليلوز صناعيًا لإنتاج الكحول الإيثيلي. يتعرض السليلوز للتحلل المائي، أي أن عملية تحلل مكونات المحلول بمساعدة الماء تحدث للحصول على تكوينات جديدة. تبدو الصيغة الكيميائية للكحول التي يتم الحصول عليها عن طريق الترطيب كما يلي:

CH 2 = CH 2 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

أثناء معالجة المواد الخام، تتشكل شوائب مختلفة في الإيثانول. للاستخدام في الصناعات الصناعية والصيدلانية والغذائية، فهو يتطلب التنظيف.

تصحيح الكحول هو الاسم الذي يطلق على عملية التنقية الكيميائية للإيثانول من الشوائب الضارة. وبعد ذلك تختفي الرائحة الكريهة المميزة لزيوت الوقود. وتبقى تركيبته دون تغيير، لكنه يصبح شفافا لعدم احتوائه على جزيئات غريبة. الكحول الذي يتم تنقيته بشكل أفضل وذو جودة أعلى له قوة ودرجة أعلى (يتم إجراء التصحيح عدة مرات). الكحول الصالح للشرب هو كحول مصحح خضع لأعلى درجة من التنقية.

لقد أصبح الكحول والكحول جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. ستقدم هذه المقالة توصيات أساسية حول كيفية التمييز بين الميثيل، كما سيتم الإشارة إلى خصائصها وصيغها الكيميائية.

تاريخ اكتشاف الكحول

تم اكتشاف تركيبة الكحول بشكل أو بآخر في وقت واحد تقريبًا في العديد من مناطق العالم. في عام 1334، حصل الكيميائي الفرنسي أرنو دي ويلجر في البداية على روح النبيذ. في عام 1360، كانت الأديرة الإيطالية والفرنسية تنتج مادة تسمى "ماء الحياة". جلب التجار الجنويون الروح إلى موسكو عام 1386 لإثبات صفاتها.

تعريف

الآن دعونا نتعرف على ماهية الكحول الإيثيلي والميثيل.

تذكر أنه إذا تجاوزت الحد المسموح به، فسيصبح الكحول سمًا يضر بأعضاء جسمك وحتى بأنظمة الجسم بأكملها.

في الواقع، هنا يمكننا إنهاء المناقشة حول كيفية التمييز بين الميثيل والكحول الإيثيلي.

الصيغة الهيكلية

صيغة صحيحة أو تجريبية أو إجمالية: C2H6O

التركيب الكيميائي للإيثانول

الوزن الجزيئي: 46.069

الإيثانول(كحول الميثيل، كحول الخشب، الكاربينول، هيدرات الميثيل، هيدروكسيد الميثيل) - CH 3 OH، أبسط كحول أحادي الهيدريك، سائل سام عديم اللون. الإيثانول هو الممثل الأول للسلسلة المتماثلة من الكحولات أحادية الهيدريك.
كحول أحادي الهيدريك بالصيغة C 2 H 5 OH (الصيغة التجريبية C 2 H 6 O)، خيار آخر: CH 3 -CH 2 -OH، الممثل الثاني للسلسلة المتماثلة من الكحولات أحادية الهيدريك، في ظل الظروف القياسية كحول متطاير، قابل للاشتعال، سائل شفاف عديم اللون.
العنصر النشط في المشروبات الكحولية هو مادة مثبطة - وهي مادة ذات تأثير نفسي تعمل على تثبيط الجهاز العصبي المركزي للإنسان.
يستخدم الكحول الإيثيلي أيضًا كوقود، وكمذيب، وكمادة مالئة في موازين حرارة الكحول، وكمطهر (أو كأحد مكوناته).

إيصال

هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج الإيثانول - الميكروبيولوجية (التخمر الكحولي) والصناعية (ترطيب الإيثيلين):

التخمير

طريقة إنتاج الإيثانول، المعروفة منذ العصور القديمة، هي التخمير الكحولي للمنتجات العضوية التي تحتوي على الكربوهيدرات (العنب والفواكه وغيرها) تحت تأثير إنزيمات الخميرة والبكتيريا. تبدو معالجة النشا والبطاطس والأرز والذرة متشابهة، ومصدر كحول الوقود هو السكر الخام المنتج من القصب، وما إلى ذلك. هذا التفاعل معقد للغاية، ويمكن التعبير عن مخططه بالمعادلة: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2.
لا يحتوي المحلول الناتج عن التخمير على أكثر من 15% من الإيثانول، لأن الخميرة غير قابلة للحياة في المحاليل الأكثر تركيزًا. يحتاج الإيثانول الذي يتم الحصول عليه إلى تنقيته وتركيزه، عادة عن طريق التقطير.
لإنتاج الإيثانول بهذه الطريقة، غالبًا ما يتم استخدام سلالات مختلفة من الخميرة من نوع Saccharomyces cerevisiae، ويتم استخدام نشارة الخشب المعالجة مسبقًا و/أو المحلول الذي تم الحصول عليه منها كوسيلة مغذية.
الإنتاج الصناعي للكحول من المواد الخام البيولوجية
تشمل التكنولوجيا الصناعية الحديثة لإنتاج الكحول الإيثيلي من المواد الخام الغذائية المراحل التالية:

  • تحضير وطحن المواد الخام النشوية - الحبوب (الجاودار والقمح في المقام الأول) والبطاطس والذرة والتفاح، إلخ.
  • التخمير. في هذه المرحلة، يحدث التحلل الأنزيمي للنشا إلى سكريات متخمرة. لهذه الأغراض، يتم استخدام مستحضرات ألفا الأميليز المؤتلفة التي تم الحصول عليها عن طريق الهندسة الحيوية - الجلوكاميلاز، الأميلوسوبتيلين.
  • التخمير. بسبب تخمير السكريات بواسطة الخميرة، يتراكم الكحول في الهريس.
  • تصحيح التفاخر. يتم تنفيذها على أعمدة متسارعة.
تشتمل نفايات التخمير على ثاني أكسيد الكربون، والثابت، وجزء الأثير ألدهيد، وكحول الفوسل، وزيوت الفوسل.
الكحول القادم من وحدة تصحيح براغون (BRU) ليس لا مائي، ومحتوى الإيثانول فيه يصل إلى 95.6%. اعتمادًا على محتوى الشوائب الأجنبية فيه، يتم تقسيمها إلى الفئات التالية:
  • ألفا
  • إضافي
  • أساس
  • أعلى تنقية
  • 1st الصف
تبلغ إنتاجية معمل التقطير الحديث حوالي 30.000-100.000 لتر من الكحول يوميًا.

إنتاج التحلل المائي

على نطاق صناعي، يتم إنتاج الكحول الإيثيلي من المواد الخام التي تحتوي على السليلوز (الخشب والقش)، والتي يتم تحللها مسبقًا. يتعرض الخليط الناتج من البنتوس والسداسي للتخمير الكحولي. لم تكن هذه التكنولوجيا منتشرة على نطاق واسع في بلدان أوروبا الغربية وأمريكا، ولكن في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (الآن في روسيا) كانت هناك صناعة متطورة لخميرة الأعلاف والإيثانول المائي.

ترطيب الإيثيلين

في الصناعة، جنبا إلى جنب مع الطريقة الأولى، يتم استخدام ترطيب الإيثيلين. يمكن تنفيذ الترطيب وفقًا لمخططين:

  • يتم استخدام الترطيب المباشر عند درجة حرارة 300 درجة مئوية، وضغط 7 ميجا باسكال، وحمض الأرثوفوسفوريك المطبق على هلام السيليكا، والكربون المنشط أو الأسبستوس كمحفز: CH 2 = CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
  • الترطيب خلال مرحلة إستر حمض الكبريتيك المتوسط، يليه التحلل المائي (عند درجة حرارة 80-90 درجة مئوية وضغط 3.5 ميجاباسكال): CH 2 = CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2 أوه (حمض إيثيل الكبريت).
    CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH + H 2 O → C 2 H 5 OH + H 2 SO 4.

    • هذا التفاعل معقد بسبب تكوين ثنائي إيثيل إيثر.

تنقية الإيثانول

الإيثانول، الذي يتم إنتاجه عن طريق ترطيب الإيثيلين أو التخمير، هو خليط من الماء والكحول يحتوي على شوائب. لاستخدامه الصناعي والغذائي والدستوري، من الضروري تنقيته. ينتج عن التقطير التجزيئي إيثانول بتركيز يبلغ حوالي 95.6% (بالوزن)؛ يحتوي هذا الأزيوتروب، الذي لا يمكن فصله عن طريق التقطير، على 4.4% ماء ودرجة غليانه 78.15 درجة مئوية. يحرر التقطير الإيثانول من الأجزاء المتطايرة والثقيلة من المواد العضوية (البقايا السفلية).

الكحول المطلق

الكحول المطلق هو كحول إيثيلي لا يحتوي فعليًا على ماء. يغلي عند 78.39 درجة مئوية، في حين أن الكحول المصحح الذي يحتوي على 4.43٪ على الأقل من الماء يغلي عند 78.15 درجة مئوية. يتم الحصول عليه عن طريق تقطير الكحول المائي المحتوي على البنزين وطرق أخرى، على سبيل المثال تتم معالجة الكحول بمواد تتفاعل مع الماء أو تمتص الماء، مثل الجير الحي CaO أو كبريتات النحاس المكلسة CuSO 4.

ملكيات

الخصائص الفيزيائية

المظهر: في الظروف العادية هو سائل متطاير عديم اللون ذو رائحة مميزة وطعم لاذع. الكحول الإيثيلي أخف من الماء. وهو مذيب جيد للمواد العضوية الأخرى. يجب تجنب الخطأ الشائع: غالبًا ما يتم خلط خصائص الكحول بنسبة 95.57٪ والكحول المطلق. خصائصها هي نفسها تقريبا، ولكن القيم تبدأ في الاختلاف، بدءا من الرقم المهم 3-4. خليط من 95.57٪ إيثانول + 4.43٪ ماء هو أزيوتروبي، أي أنه لا ينفصل أثناء التقطير.

الخواص الكيميائية

ممثل نموذجي للكحوليات أحادية الهيدريك. قابلة للاشتعال شديدة الاشتعال. مع وصول كافٍ للهواء، فإنه يحترق (بسبب الأكسجين) بلهب مزرق خفيف، مكونًا منتجات الأكسدة الطرفية - ثاني أكسيد الكربون والماء:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
يستمر هذا التفاعل بقوة أكبر في جو من الأكسجين النقي.
في ظل ظروف معينة (درجة الحرارة والضغط والمحفزات)، من الممكن الأكسدة الخاضعة للرقابة (سواء مع الأكسجين العنصري والعديد من عوامل الأكسدة الأخرى) إلى الأسيتالديهيد وحمض الأسيتيك وحمض الأكساليك وبعض المنتجات الأخرى، على سبيل المثال:
3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 → 3CH 2 C H O + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7 H 2 O
له خصائص حمضية خفيفة، على وجه الخصوص، يتفاعل بالمثل مع المعادن القلوية، وكذلك المغنيسيوم والألمنيوم وهيدريداتها، ويطلق الهيدروجين ويشكل إيثيلات تشبه الملح، والتي تمثل ممثلين نموذجيين للكحولات:
2C 2 H 5 OH + 2 K → 2C 2 H 5 OK + H 2.
C 2 H 5 OH + NaH → C 2 H 5 ONa + H 2
يتفاعل بشكل عكسي مع بعض المركبات غير العضوية المحتوية على الأكسجين لتكوين الإسترات:
C 2 H 5 OH + RCOOH → RCOOC 2 H 5 + H 2 O
C 2 H 5 OH + HNO2 → C 2 H 5 ONO + H 2 O
مع هاليدات الهيدروجين (HCl، HBr، HI) فإنه يدخل في تفاعلات الاستبدال النيوكليوفيلية القابلة للعكس:
C 2 H 5 OH + HX → C 2 H 5 X + H 2 O
بدون المحفزات، يكون التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك بطيئًا نسبيًا؛ أسرع بكثير - في وجود كلوريد الزنك وبعض أحماض لويس الأخرى.
بدلاً من هاليدات الهيدروجين وهاليدات الفوسفور وأكاسيد الهاليد، يمكن استخدام كلوريد الثيونيل وبعض الكواشف الأخرى لاستبدال مجموعة الهيدروكسيل بالهالوجين، على سبيل المثال:
3C2H5OH + PCl3 → 3C2H5Cl + H3PO3
يحتوي الإيثانول نفسه أيضًا على خصائص محبة للنواة. على وجه الخصوص، فإنه يرتبط بسهولة نسبيًا عند تنشيط الروابط المتعددة، على سبيل المثال:
C 2 H 5 OH + CH 2 = CH CN → C 2 H 5 OCH 2 CH 2 CN،
يتفاعل مع الألدهيدات لتكوين نصف الأسيتال والأسيتال:
RCHO + C 2 H 5 OH → RCH (OH) OC 2 H 5
RCH(OH)OC 2 H 5 + C 2 H 5 OH → RCH (OC 2 H 5)2 + H 2 O
عند تسخينه بشكل معتدل (لا يزيد عن 120 درجة مئوية) مع حامض الكبريتيك المركز أو عوامل إزالة الماء الحمضية الأخرى، يتكون ثنائي إيثيل إيثر:
2C 2 H 5 OH → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O
مع التسخين القوي بحمض الكبريتيك، وكذلك عند تمرير الأبخرة فوق أكسيد الألومنيوم المسخن إلى 350÷500 درجة مئوية، يحدث جفاف أعمق. وهذا ينتج الإيثيلين:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O
عند استخدام المحفزات التي تحتوي، إلى جانب أكسيد الألومنيوم، على فضة شديدة التشتت ومكونات أخرى، يمكن دمج عملية التجفيف مع أكسدة الإيثيلين الخاضعة للرقابة مع الأكسجين العنصري، ونتيجة لذلك يمكن تنفيذ عملية من مرحلة واحدة لـ إنتاج أكسيد الإيثيلين بإنتاجية مرضية:
2CH 3 CH 2 OH +O 2 → 2C 2 H 4 O + 2H 2 O
في وجود محفز يحتوي على أكاسيد الألومنيوم والسيليكون والزنك والمغنيسيوم، فإنه يخضع لسلسلة من التحولات المعقدة مع تشكيل البوتادين باعتباره المنتج الرئيسي (تفاعل ليبيديف):
2C 2 H 5 OH → CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 O + H 2
في عام 1932، بناءً على رد الفعل هذا، تم تنظيم أول إنتاج واسع النطاق للمطاط الصناعي في العالم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
في بيئة قلوية قليلاً يشكل اليودوفورم:
C 2 H 5 OH + 4I 2 + 6NaHCO 3 → CHI 3 + HCOONa + 5NaI + 5H 2 O + 6CO 2
هذا التفاعل له بعض الأهمية للتحديد النوعي والكمي للإيثانول في حالة عدم وجود مواد أخرى تعطي تفاعلاً مماثلاً.

خصائص النار

سائل عديم اللون شديد الاشتعال؛ ضغط البخار المشبع، كيلو باسكال: log p = 7.81158-1918.508/(252.125+t) عند درجات حرارة تتراوح من -31 إلى 78 درجة مئوية؛ حرارة الاحتراق - 1408 كيلوجول/مول؛ حرارة التكوين −239.4 كيلوجول/مول؛ نقطة الوميض 13 درجة مئوية (في بوتقة مغلقة)، 16 درجة مئوية (في بوتقة مفتوحة)؛ درجة حرارة الاشتعال 18 درجة مئوية؛ درجة حرارة الاشتعال التلقائي 400 درجة مئوية؛ حدود تركيز انتشار اللهب 3.6-17.7% حجم؛ حدود درجة الحرارة لانتشار اللهب: أقل من 11 درجة مئوية، وأعلى من 41 درجة مئوية؛ الحد الأدنى من تركيز البلغمات،٪ الحجم: CO 2 - 29.5، H 2 O - 35.7، N 2 - 46؛ الحد الأقصى لضغط الانفجار 682 كيلو باسكال؛ الحد الأقصى لمعدل ارتفاع الضغط 15.8 ميجاباسكال/ثانية؛ معدل الإرهاق 0.037 كجم/(م2ث)؛ الحد الأقصى لسرعة انتشار اللهب العادية هي 0.556 م/ث؛ الحد الأدنى من طاقة الاشتعال - 0.246 ميجا جول؛ الحد الأدنى لمحتوى الأكسجين المتفجر هو 11.1% حجم.

طلب

وقود

أول من استخدم الإيثانول كوقود للمحركات كان هنري فورد، الذي ابتكر في عام 1880 أول سيارة تعمل بالإيثانول. تم عرض إمكانية استخدام الكحول كوقود للسيارات أيضًا في عام 1902، عندما تم عرض أكثر من 70 محركًا مكربنًا يعمل على خليط الإيثانول والإيثانول والبنزين في مسابقة في باريس. يمكن استخدام الإيثانول كوقود، بما في ذلك محركات الصواريخ (على سبيل المثال، تم استخدام 75٪ من الإيثانول المائي كوقود في أول صاروخ باليستي تسلسلي في العالم - الصاروخ الألماني V-2 والصواريخ السوفيتية المبكرة التي صممها كوروليف - من R -1 إلى R -5)، ومحركات الاحتراق الداخلي، وأجهزة التدفئة المنزلية والتخييم والمختبرات (ما يسمى "المصابيح الروحية")، ومنصات التدفئة للسياح والعسكريين (الأكسدة الذاتية التحفيزية على محفز البلاتين). يتم استخدامه بدرجة محدودة (بسبب استرطابيته) في خليط مع الوقود السائل البترولي الكلاسيكي. يتم استخدامه لإنتاج وقود عالي الجودة ومكون بنزين - إيثيل ثالثي بوتيل إيثر، وهو أكثر استقلالية عن المواد العضوية الأحفورية من مادة MTBE.

الصناعة الكيميائية

  • بمثابة مادة خام لإنتاج العديد من المواد الكيميائية، مثل الأسيتالديهيد، ثنائي إيثيل الإيثر، رباعي إيثيل الرصاص، حمض الأسيتيك، الكلوروفورم، أسيتات الإيثيل، الإيثيلين، وما إلى ذلك؛
  • يستخدم على نطاق واسع كمذيب (في صناعة الطلاء والورنيش، في إنتاج المواد الكيميائية المنزلية والعديد من المجالات الأخرى)؛
  • هو أحد مكونات التجمد وغسالات الزجاج الأمامي.
  • وفي المواد الكيميائية المنزلية، يستخدم الإيثانول في منتجات التنظيف والمنظفات، وخاصة للعناية بالزجاج والسباكة. وهو مذيب للطاردات.

الدواء

  • من حيث تأثيره، يمكن تصنيف الكحول الإيثيلي على أنه مطهر؛
  • كعامل مطهر وتجفيف خارجيا؛
  • تُستخدم خصائص التجفيف والدباغة للكحول الإيثيلي بنسبة 96٪ في علاج المجال الجراحي أو في بعض التقنيات لعلاج أيدي الجراح؛
  • مذيب للأدوية، ولتحضير الصبغات، ومستخلصات المواد النباتية، وما إلى ذلك؛
  • مادة حافظة للصبغات والمستخلصات (الحد الأدنى للتركيز 18%)؛
  • مزيل الرغوة عند توفير الأكسجين والتهوية الاصطناعية.
  • في الكمادات الدافئة.
  • للتبريد الجسدي أثناء الحمى (للفرك)؛
  • مكون التخدير العام في حالات نقص الأدوية.
  • كعامل مضاد للوذمة الرئوية في شكل استنشاق محلول 33٪.
  • الإيثانول هو ترياق للتسمم ببعض الكحوليات السامة، مثل الميثانول والإيثيلين جلايكول. يرجع تأثيره إلى حقيقة أن إنزيم هيدروجيناز الكحول، في وجود عدة ركائز (على سبيل المثال، الميثانول والإيثانول)، يقوم فقط بالأكسدة التنافسية، والتي بسببها، في الوقت المناسب (على الفور تقريبًا، بعد الميثانول / جلايكول الإيثيلين) عند تناول الإيثانول، ينخفض ​​​​التركيز الحالي للأيضات السامة (للميثانول - الفورمالديهايد وحمض الفورميك، للإيثيلين جلايكول - حمض الأكساليك).

العطور ومستحضرات التجميل

وهو مذيب عالمي لمختلف المواد والمكون الرئيسي للعطور والكولونيا والهباء الجوي وما إلى ذلك. وهو جزء من مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك معاجين الأسنان والشامبو ومنتجات الاستحمام وما إلى ذلك.

الصناعات الغذائية

جنبا إلى جنب مع الماء، فهو المكون الرئيسي للمشروبات الكحولية (الفودكا، النبيذ، الجن، البيرة، إلخ). يوجد أيضًا بكميات صغيرة في عدد من المشروبات التي يتم الحصول عليها عن طريق التخمير، ولكن لا يتم تصنيفها على أنها كحولية (الكفير، الكفاس، الكوميس، البيرة غير الكحولية، إلخ). محتوى الإيثانول في الكفير الطازج لا يكاد يذكر (0.12٪)، ولكن إذا ظل قائما لفترة طويلة، خاصة في مكان دافئ، فيمكن أن يصل إلى 1٪. يحتوي الكوميس على 1-3٪ إيثانول (في الإيثانول القوي يصل إلى 4.5٪)، كفاس - من 0.5 إلى 1.2٪.
مذيب للنكهات الغذائية. يمكن استخدامه كمادة حافظة لمنتجات المخابز، وكذلك في صناعة الحلويات.
مسجل كمضاف غذائي E1510.
تبلغ قيمة الطاقة للإيثانول 7.1 كيلو كالوري / جرام.

استخدام الإيثانول كوقود للسيارات

ينقسم وقود الإيثانول إلى الإيثانول الحيوي والإيثانول الذي يتم الحصول عليه بطرق أخرى (من النفايات البلاستيكية، المصنعة من الغاز، وما إلى ذلك).
الإيثانول الحيوي عبارة عن وقود سائل يحتوي على الإيثانول يتم إنتاجه بواسطة مصانع خاصة من النشا أو السليلوز أو المواد الخام المحتوية على السكر باستخدام نظام التقطير القصير (يسمح لنا بالحصول على جودة كافية لاستخدامها كوقود). يحتوي على زيوت الميثانول والفيوسيل، مما يجعله غير صالح للشرب على الإطلاق. يتم استخدامه في شكله النقي (على وجه التحديد باعتباره الأزيوتروب 96.6٪)، وفي كثير من الأحيان في خليط مع البنزين (ما يسمى جاسوهول) أو وقود الديزل. يتزايد إنتاج واستخدام الإيثانول الحيوي في معظم البلدان حول العالم كبديل أكثر خضرة وأكثر تجديدًا للنفط.
فقط السيارات ذات المحرك المناسب أو ذات الوقود المرن العالمي (القادرة على استهلاك خليط البنزين/الإيثانول بأي نسبة) هي القادرة على استخدام الإيثانول الحيوي بشكل كامل. محرك البنزين قادر على استهلاك البنزين مع إضافة الإيثانول بنسبة لا تزيد عن 30%، ومن الممكن أيضًا تحويل محرك بنزين تقليدي، لكن هذا ليس مجديًا اقتصاديًا.
تكمن المشكلة في عدم امتزاج البنزين ووقود الديزل بالإيثانول بشكل كافٍ، ولهذا السبب غالبًا ما يتقشر الأخير (دائمًا عند درجات حرارة منخفضة). هذه المشكلة ذات أهمية خاصة بالنسبة لروسيا. لم يتم العثور على حل لهذه المشكلة في الوقت الراهن.
ميزة مخاليط الإيثانول مع أنواع أخرى من الوقود على الإيثانول "النقي" هي قابلية الاشتعال بشكل أفضل بسبب انخفاض محتوى الرطوبة، في حين أن الإيثانول "النقي" (الدرجة E100، مع المحتوى العملي C 2 H 5 OH 96.6٪) هو مادة أزيوتروبية. التي لا يمكن فصلها بالتقطير. الانقسام بطرق أخرى غير مربح. عند إضافة الإيثانول إلى البنزين أو الديزل، ينفصل الماء. وفي الولايات المتحدة، ينص قانون الطاقة، الذي وقعه الرئيس بوش في أغسطس/آب 2005، على إنتاج 30 مليار لتر من الإيثانول من الحبوب و3.8 مليار لتر من السليلوز (سيقان الذرة وقش الأرز ونفايات الغابات) بحلول عام 2012.
إن إدخال إنتاج الوقود الحيوي عملية مكلفة، ولكنها توفر فوائد للاقتصاد في وقت لاحق. على سبيل المثال، بناء مصنع للإيثانول بسعة 40 مليون جالون يعطي الاقتصاد (باستخدام مثال الولايات المتحدة الأمريكية):

  • استثمار بقيمة 142 مليون دولار أثناء البناء؛
  • 41 وظيفة في المصنع، بالإضافة إلى 694 وظيفة في جميع أنحاء الاقتصاد؛
  • زيادة أسعار الحبوب المحلية بمقدار 5 إلى 10 سنتات للبوشل؛
  • يزيد دخل الأسرة المحلية بمقدار 19.6 مليون دولار سنوياً؛
  • يولد ما متوسطه 1.2 مليون دولار من الضرائب؛
  • العائد على الاستثمار 13.3% سنويا.
في عام 2006، ساهمت صناعة الإيثانول في الاقتصاد الأمريكي بما يلي:
  • 160.231 فرصة عمل جديدة في كافة القطاعات، منها 20.000 وظيفة في قطاع البناء؛
  • زيادة دخل الأسرة بمقدار 6.7 مليار دولار؛
  • تم توليد 2.7 مليار دولار من الضرائب الفيدرالية و2.3 مليار دولار من الضرائب المحلية.
    • في عام 2006، تمت معالجة 2.15 مليار بوشل من الذرة لتحويلها إلى إيثانول في الولايات المتحدة، وهو ما يمثل 20.5% من إنتاج الذرة السنوي. أصبح الإيثانول ثالث أكبر مستهلك للذرة، بعد الماشية والصادرات. تتم معالجة 15% من محصول الذرة الرفيعة في الولايات المتحدة وتحويله إلى إيثانول.

أسطول من المركبات يعمل بالإيثانول

يُشار إلى خليط الإيثانول والبنزين بالحرف E. ويشير الرقم المجاور للحرف E إلى نسبة الإيثانول. E85 يعني خليط من 85% إيثانول و 15% بنزين. يمكن استخدام مزيج يصل إلى 20% من الإيثانول في أي مركبة. ومع ذلك، فإن بعض شركات تصنيع السيارات تحد من الضمان عند استخدام خلطات تحتوي على أكثر من 10% من الإيثانول. تتطلب الخلطات التي تحتوي على أكثر من 20% من الإيثانول في كثير من الحالات إجراء تعديلات على نظام الإشعال في السيارة. تنتج شركات صناعة السيارات سيارات يمكن تشغيلها بالبنزين وE85. تسمى هذه السيارات "Flex-Fuel". في البرازيل، تسمى هذه السيارات "الهجينة". لا يوجد اسم باللغة الروسية. تدعم معظم السيارات الحديثة استخدام هذا الوقود محليًا، أو اختياريًا عند الطلب. في عام 2005، كان هناك أكثر من 5 ملايين سيارة في الولايات المتحدة مزودة بمحركات هجينة. وفي نهاية عام 2006، كان هناك 6 ملايين مركبة مزودة بمثل هذه المحركات قيد الاستخدام في الولايات المتحدة. ويبلغ إجمالي أسطول المركبات 230 مليون مركبة. 1200 محطة وقود تبيع E85 (مايو 2007). في المجمل، تبيع حوالي 170 ألف محطة وقود وقود السيارات في الولايات المتحدة. وفي البرازيل، تبيع حوالي 29 ألف محطة وقود الإيثانول.

اقتصادية

تكلفة الإيثانول البرازيلي (حوالي 0.19 دولار أمريكي للتر الواحد في عام 2006) تجعل استخدامه مجديًا اقتصاديًا.

الجوانب البيئية

غالبًا ما يوصف الإيثانول الحيوي كوقود بأنه "محايد" باعتباره مصدرًا للغازات الدفيئة. يحتوي على توازن ثاني أكسيد الكربون صفر لأن إنتاجه من خلال التخمير والاحتراق اللاحق يطلق نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون التي تم أخذها سابقًا من الغلاف الجوي بواسطة النباتات المستخدمة لإنتاجه. ومع ذلك، يتطلب تصحيح الإيثانول استهلاكًا إضافيًا للطاقة، يتم توليده بإحدى الطرق "التقليدية" (بما في ذلك احتراق الوقود الأحفوري). وفي عام 2006، أدى استخدام الإيثانول في الولايات المتحدة إلى خفض انبعاثات نحو 8 ملايين طن من الغازات الدفيئة (ما يعادل ثاني أكسيد الكربون)، وهو ما يعادل تقريباً الانبعاثات السنوية لـ 1.21 مليون سيارة.

السلامة والتنظيم

  • الإيثانول مادة قابلة للاشتعال، وخليط أبخرتها وهوائها قابل للانفجار.
  • يتم تضمين الكحول الإيثيلي الاصطناعي، من الدرجة التقنية والغذائية، غير المناسب لإنتاج المشروبات الكحولية، في قائمة المواد السامة لأغراض المادة 234 ومواد أخرى من القانون الجنائي للاتحاد الروسي.
  • منذ عام 2005، تم حظر بيع الكحول بالتجزئة في روسيا (باستثناء أقصى الشمال).

تأثير الإيثانول على جسم الإنسان

اعتمادًا على الجرعة والتركيز وطريق الدخول إلى الجسم ومدة التعرض، يمكن أن يكون للإيثانول أيضًا تأثيرات مخدرة وسامة. يشير الفعل المخدر إلى قدرته على التسبب في الغيبوبة، والذهول، وعدم الإحساس بالألم، وتثبيط وظائف الجهاز العصبي المركزي، والإثارة الكحولية، والإدمان، بالإضافة إلى تأثيره المخدر. تحت تأثير الإيثانول، يتم إطلاق الإندورفين في النواة المتكئة (Nucleus Accumbens)، وفي أولئك الذين يعانون من إدمان الكحول، أيضًا في القشرة الأمامية الحجاجية (المجال 10). ومع ذلك، من الناحية القانونية، لا يتم الاعتراف بالكحول الإيثيلي كمخدرات، لأن هذه المادة غير مدرجة في القائمة الدولية للمواد الخاضعة للرقابة في اتفاقية الأمم المتحدة لعام 1988. في جرعات معينة لوزن الجسم وتركيزاته يؤدي إلى التسمم الحاد والوفاة (جرعة واحدة مميتة - 4-12 جرام من الإيثانول لكل كيلوغرام من وزن الجسم). المستقلب الرئيسي للإيثانول، الأسيتالديهيد، سام ومطفر ومسرطن. هناك أدلة على تسبب الأسيتالديهيد في الإصابة بالسرطان في التجارب على الحيوانات؛ وبالإضافة إلى ذلك، فإن الأسيتالديهيد يدمر الحمض النووي. يمكن أن يسبب استهلاك الإيثانول على المدى الطويل أمراضًا مثل تليف الكبد والتهاب المعدة وقرحة المعدة وسرطان المعدة وسرطان المريء، أي. هو مادة مسرطنة، وأمراض القلب والأوعية الدموية. يمكن أن يسبب استهلاك الإيثانول ضررًا مؤكسدًا للخلايا العصبية في الدماغ، بالإضافة إلى موتها بسبب تلف الحاجز الدموي الدماغي. تعاطي الكحول يمكن أن يؤدي إلى الاكتئاب السريري وإدمان الكحول. يمكن تصنيع الإيثانول بكميات صغيرة في تجويف الجهاز الهضمي نتيجة لتخمير الأطعمة الكربوهيدراتية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة (الكحول الداخلي المشروط). يعتبر وجود تفاعلات كيميائية حيوية مع تخليق الإيثانول في أنسجة الجسم البشري (الكحول الداخلي المنشأ حقًا) أمرًا ممكنًا، لكن لم يتم إثباته حتى الآن. نادرا ما تتجاوز كمية الكحول الداخلي 0.18 جزء في المليون، وهو ما يقع في حدود حساسية أحدث الأدوات. ولا يمكن لجهاز قياس الكحول العادي تحديد هذه الكميات.

أنواع وعلامات الإيثانول

  • الكحول المصحح (بتعبير أدق، الكحول المصحح) هو كحول إيثيلي منقى بالتصحيح، يحتوي على 95.57%، الصيغة الكيميائية C2H5OH. يمكن إنتاجه وفقًا لـ GOST 18300-72 (Gosstandart of the USSR، الكحول الإيثيلي المعدل، الشروط الفنية) وGOST 5964-82؛ غوست 5964-93. اعتمادًا على درجة التنقية، يتم إنتاج الكحول الإيثيلي التقني المصحح بدرجة "إضافية" وفي درجتين: الممتاز والأول
  • الكحول الإيثيلي المطلق - محتوى الكحول أكبر من 99.9%.
  • الكحول الطبي - نسبة الكحول 96.4-96.7%.

أصل الأسماء

يتم استخدام عدة أسماء للإشارة إلى هذه المادة. من الناحية الفنية، المصطلح الأكثر صحة هو الإيثانول أو الكحول الإيثيلي. ومع ذلك، أصبحت أسماء الكحول أو روح النبيذ أو ببساطة الكحول منتشرة على نطاق واسع، على الرغم من أن الكحوليات أو الكحوليات هي فئة أوسع من المواد.

أصل مصطلح "الإيثانول"

تشير أسماء الإيثانول والكحول الإيثيلي إلى أن هذا المركب يحتوي على الإيثيل، وهو جذر الإيثان. علاوة على ذلك، تشير كلمة الكحول (اللاحقة -ol) في الاسم إلى محتوى مجموعة الهيدروكسيل (-OH) المميزة للكحولات.

أصل اسم "الكحول"

اسم الكحول يأتي من اللغة العربية. الكحل: الكحل: مسحوق ناعم يتم الحصول عليه بالتسامي، مسحوق الأنتيمون، مسحوق لتلوين الجفون. جاءت كلمة "الكحول" إلى اللغة الروسية من خلال نسختها الألمانية. الكحول. ومع ذلك، في اللغة الروسية تم الحفاظ عليها في شكل عفا عليها الزمن، على ما يبدو، كمرادف لكلمة "الكحول" في معنى "مسحوق ناعم".

أصل كلمة "الكحول"

اسم كحول نبيذ الإيثانول يأتي من اللاتينية. سبيريتوس فيني (روح النبيذ). جاءت كلمة "الكحول" إلى اللغة الروسية من خلال نسختها الإنجليزية. روح. في اللغة الإنجليزية، تم استخدام كلمة "الكحول" بهذا المعنى بالفعل في منتصف القرن الثالث عشر، وبدءًا من عام 1610 فقط، بدأ الكيميائيون في استخدام كلمة "الكحول" للإشارة إلى المواد المتطايرة، وهو ما يتوافق مع المعنى الأساسي لـ كلمة "spiritus" (التبخر) باللاتينية. بحلول سبعينيات القرن السابع عشر، ضيّق معنى الكلمة إلى "السوائل التي تحتوي على نسبة عالية من الكحول"، وسميت السوائل المتطايرة بالإيثرات.

ليس سراً أن الكحول الإيثيلي المصحح يستخدم كمواد خام رئيسية لإنتاج منتجات الفودكا. وهذا منتج مهم في هذا المجال. المزيد عن هذا أدناه.

وصف المادة

المصحح هو سائل شفاف عديم اللون وليس له أي روائح أو أذواق غريبة. من هذا المنتج عند 20 درجة مئوية يساوي 0.78927 جم / سم 3. تم تصنيع الإيثانول، أو الكحول الإيثيلي، لأول مرة في عام 1855 من الإيثيلين. هذه المادة هي سائل قابل للاشتعال. وعندما يحترق يتكون الماء وثاني أكسيد الكربون. أبخرة الكحول ضارة بالصحة. الحد الأقصى المسموح به لتركيزه في الهواء هو 1 ملجم / ديسيمتر مكعب. درجة تجمده هي -117 درجة مئوية، ودرجة غليانه: +78.2 درجة مئوية.

الكحول الإيثيلي - الصيغة

وهذا هو المهم أن نعرف. الصيغة الكيميائية العامة للكحول الإيثيلي: C2 -H 5 -OH. يعبر عن تركيبة المنتج وتم تأسيسه عام 1807. ولكن فقط بعد أن أصبح من الممكن تصنيع الكحول الإيثيلي، تم اشتقاق الصيغة الهيكلية. هو مكتوب على النحو التالي: CH 3 CH 2 OH.

الإيثانول هو كحول مشبع، وبما أنه يحتوي على مجموعة OH واحدة فقط، فإنه يصنف على أنه أحادي الهيدريك. إن وجود مجموعة الهيدروكسيل يحدد الخواص الكيميائية للمادة، وكذلك ضعف التفاعل لمنتج معين.

عند تخزينه في حاويات غير مغلقة، يتبخر الكحول الإيثيلي ويتم امتصاص الرطوبة من الهواء. يحدث هذا نتيجة لأن الإيثانول مادة استرطابية. نظرًا لأن هذا المنتج له بنية قريبة من الماء، فيمكن خلطه معه بأي نسبة.

المصحح الذي تم الحصول عليه في ظل الظروف الصناعية له تفاعل حمضي قليلاً. هذه حقيقة موثوقة. أنه يحتوي على الأحماض العضوية بكميات صغيرة. تفاعل الكحول الإيثيلي النقي كيميائيًا يكون متعادلًا. يجب أن نتذكر هذا.

متطلبات جودة الحبوب

المهمة الرئيسية التي تواجه مصنعي المشروبات الكحولية هي الحصول على الكحول الإيثيلي بأعلى جودة. تفرض معايير الدولة والوثائق التنظيمية الأخرى متطلبات عالية على هذا، مما يؤثر على المؤشرات الفيزيائية والكيميائية والحسية. يتم الحصول على الكحول الإيثيلي من مواد خام طبيعية مختلفة.

إن إنتاج هذه المادة من المواد الخام الزراعية هو إنتاج تقني حيوي يستخدم الكائنات الحية الدقيقة لتحويل النشا إلى سكريات قابلة للتخمير ثم إلى المادة النهائية - الإيثانول. تحتوي جميع المراحل بدءًا من قبول الحبوب وحتى تصحيحها على عدد كبير من العمليات الكيميائية والميكانيكية. كل واحد منهم يؤثر على الخصائص الحسية للكحول الإيثيلي. وسوف تناقش هذا أبعد أدناه.

العوامل المؤثرة على الخصائص الحسية

في هذه الحالة هو:

  • الحالة الصحية لمعدات الإنتاج (خطوط الأنابيب، غرفة التبخر، المبادلات الحرارية، ضريبة القيمة المضافة).
  • جودة المواد الخام (نوع الحبوب، ظروف التخزين، الحالة، الرائحة، إلخ).
  • يستخدم تحضير المواد الخام (الميكانيكية الأنزيمية والتقليدية).
  • طريقة المعالجة (درجة الطحن، في المستودع، في الإنتاج).
  • أنواع الخميرة المستخدمة.
  • مسار عملية التخمير (المدة، زيادة الحموضة).
  • المواد المساعدة المستخدمة (المطهرات والمطهرات).

أحد أهم العوامل هو جودة المواد الخام المستخدمة. الوضع معها صعب للغاية، حيث لا يوجد إمدادات حكومية من الحبوب. ولذلك، يتم تسليم الجزء الأكبر من المواد الخام المستخدمة إلى الشركات بموجب عقود. يتم إبرامها مع موردين مختلفين بأسعار متفاوض عليها.

حتى الآن، لا يوجد معيار حكومي أو وثائق تنظيمية وفنية أخرى من شأنها أن تحدد بوضوح جميع متطلبات الحبوب المستخدمة لتصنيع المنتج المحدد. ومع ذلك، فإن بعضها منصوص عليه في "لوائح إنتاج الكحول من المواد الخام التي تحتوي على النشا". من بينها محتوى الشوائب السامة المختلفة (البذور والأعشاب الضارة وما إلى ذلك)، وإصابة آفات الحبوب، وكذلك تحديد الأعشاب الضارة.

يتطلب استخدام الكحول في إنتاج المشروبات الكحولية جودة عالية للمنتج الناتج. تعتمد الخصائص الحسية للمادة المحددة التي يتم الحصول عليها منها بشكل مباشر على حالة الحبوب المستخدمة. أهم مؤشر على المادة الخام هو رائحتها. نظرًا للبنية المسامية الشعرية للحبوب ومسامية الكتلة المقابلة، فهي قادرة على امتصاص (امتصاص) الغازات والأبخرة المختلفة من البيئة. قد تحتوي أيضًا المواد الخام المصابة بآفات الحظيرة على نفاياتها. إذا كان هناك عث في الحبوب، فإن لونها وطعمها يتدهور، وتتكون رائحة كريهة معينة. الأضرار التي لحقت بقشرة هذه المادة الخام تخلق ظروفًا مواتية لتطور الكائنات الحية الدقيقة وتراكم السموم الفطرية. يمكنك استخدام هذه الحبوب للإنتاج. ومع ذلك، فإن وجود عدد كبير من الحشرات يؤثر سلبا على الخصائص الحسية للكحول الناتج.

بالنسبة لتصنيع هذا المنتج، غالبا ما يتم استخدام الحبوب ذات الجودة المنخفضة والمعيبة، بما في ذلك الحبوب غير الناضجة والطازجة، التالفة بالتجفيف، المعرضة للتسخين الذاتي، المتأثرة بالإرغوت والتفحم، وكذلك الفيوزاريوم. هذه حقيقة موثوقة. عند معالجة الحبوب المحصودة حديثًا دون الاحتفاظ بها للنضج، يحدث انتهاك للتكنولوجيا، مما يؤدي إلى صعوبة الهرس، ونتيجة لذلك، انخفاض كبير في إنتاجية القسم المقابل.

قد يتغير لون هذه المادة الخام، التي تضررت بسبب التجفيف، من البني الفاتح إلى الأسود. وهذا هو المهم أن نعرف. تصنف الحبة السوداء على أنها نجاسة قمامة. ونتيجة لذلك، لا تتم معالجته إلا عن طريق خلطه مع الأطعمة الصحية. وفي هذه الحالة يجب ألا تزيد النسبة المسموح بها للحبوب المحروقة عن 10%. إن استخدام الكحول لإنتاج منتجات الفودكا عالية الجودة إذا تم تجاوز هذا المؤشر أمر غير مقبول.

تصبح المواد الخام الملوثة بالإرغوت والتفحم سامة لأنها تحتوي على قلويدات مختلفة (الأرجونين والإرغوتامين والكورتونين وغيرها). الشوائب الضارة غير مرغوب فيها للغاية، لأنها تؤثر على الخواص الحسية للكحول وتعطيه قسوة ومرارة ونفاذة. ومع ذلك، يمكن معالجة هذه المادة الخام بخلطها مع الحبوب الصحية. ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون محتواه أكثر من 8-10٪.

تتكون الحبوب المستخدمة لإنتاج الكحول من النشا (65 - 68% على أساس جاف تمامًا)، بالإضافة إلى البروتين والدهون والسكريات الحرة والعناصر المعدنية والسكريات والدكسترين. تشارك جميع المركبات المدرجة في مراحل مختلفة من العملية التكنولوجية في تفاعلات كيميائية حيوية مختلفة.

هناك عامل آخر يؤثر على الخواص الحسية للمنتج النهائي وهو تحضيرات الشعير والإنزيم لمزارع الكائنات الحية الدقيقة (المواد المُسكرة). وينبغي أيضا أن يؤخذ هذا في الاعتبار. في كثير من الأحيان، يمكن استخدام الأدوية الملوثة في الإنتاج. ويحدث أيضًا أنها تأتي مع نشاط إنزيمي غير كافٍ. وفي هذه الحالة تحدث عملية تخمير مصابة. ونتيجة لذلك، يحدث تراكم منتجات نفايات الخميرة غير المرغوب فيها. وبالتالي تقل أكسدة الكحول. وبسبب هذا تتدهور رائحته وطعمه.

تعتمد جودة الكحول الناتج بشكل مباشر على أنواع الخميرة المختلفة المستخدمة. إن اختيارهم الصحيح، فضلاً عن التحديد الكفء لمعلمات تخميرهم، يسمح لنا بالحصول على المنتج المحدد بمحتوى منخفض من الشوائب الرئيسية.

يعتبر الماء أيضًا عنصرًا مهمًا في إنتاج الكحول. تعتمد جودة المنتج على نقائه (عدد الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه، وكذلك المواد الكيميائية المختلفة الذائبة فيه). من الأفضل استخدام المياه القادمة من الينابيع الارتوازية.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه بعد التنظيف تبقى شوائب سامة مختلفة في هذا المنتج. يمكن للإسترات الأعلى، الموجودة أحيانًا في المشروبات الروحية المنتجة، أن تضفي رائحة فاكهية خفيفة بالكاد ملحوظة. هذه حقيقة موثوقة. لكن وجود ثنائي إيثيل إيثر يعطي المنتج المحدد مرارة ورائحة متعفنة.

تتأثر أيضًا جودة هذه المادة وخصائصها الحسية بمختلف الشوائب غير النمطية والسموم الميكروبية وغيرها والمبيدات الحشرية وما إلى ذلك.

تكنولوجيا إنتاج الكحول

دعونا نفكر في هذه النقطة بمزيد من التفصيل. يمكن إنتاج الكحول الإيثيلي المُصحح بثلاث طرق: كيميائية وصناعية وكيميائية حيوية (إنزيمية). يعتمد اختيارهم على النهج الفردي.

يتم إنتاج الكحول الإيثيلي المصحح حصريًا من المواد الخام المناسبة. المكونات الرئيسية المستخدمة في ذلك هي الحبوب ودبس السكر والبطاطس. يتم الحصول على الكحول الإيثيلي التقني المصحح من نفس المواد الخام. ومع ذلك، قد تحتوي على شوائب مختلفة غير مقبولة لصناعة المواد الغذائية.

يتم إنتاج الكحول الإيثيلي على ثلاث مراحل

ومن أفضل أنواع المواد الخام النباتية التي تستخدم في إنتاج هذا المنتج هي البطاطس. ولهذا الغرض، يتم استخدام الأصناف التي تحتوي على نسبة عالية من النشويات وتكون أيضًا مستقرة جدًا أثناء التخزين. هذا شرط مهم أثناء الإنتاج.

يجب أن تعلم أيضًا أن الحبوب لا تستخدم فقط كمادة خام، ولكن أيضًا لإنتاج الشعير، وهو مصدر للإنزيمات التي تحلل النشا إلى سكريات قابلة للتخمر. ذلك يعتمد على الرغبة الفردية. تستخدم بعض المصانع المستحضرات الأنزيمية ذات الأصل الميكروبي بدلاً من الشعير. يتم الحصول عليها من فطريات العفن. يمكن أن تكون مستحضرات الإنزيم بديلاً كاملاً للشعير أو تستخدم معه بنسب مختلفة.

خصائص الكحول تحدد تكنولوجيا الإنتاج. يحتوي الحليب الخام على عدد من الشوائب التي تختلف في درجة غليانها. وهي منتجات ثانوية للتخمر. تؤثر الكمية المتبقية وتكوينها على جودة الكحول الناتج والمشروبات الكحولية المنتجة. هذه حقيقة مهمة.

المعدات اللازمة

للحصول على المنتج المحدد من الكحول الخام، يتم استخدام المنشآت متعددة الأعمدة. استخدامها مهم. يؤدي كل عمود من هذا التثبيت وظيفة محددة تتمثل في فصل الخليط المقابل عند درجات حرارة وضغوط مختلفة. تفاعلات الكحول وخصائصها الفيزيائية والكيميائية تجعل من الممكن التخلص من الشوائب المختلفة. وهذا له أهمية كبيرة في هذه الحالة. فهي غير مقبولة في إنتاج الكحول الغذائي. حاليًا، هناك العديد من المخططات التكنولوجية الجديدة الحاصلة على براءة اختراع لتنقية وإنتاج المواد الخام، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير الخصائص التحليلية والحسية للمنتج المحدد. وفي الوقت نفسه، تزداد إنتاجية تصحيح الهريس بنسبة 15٪. العائد من المنتج النهائي يقترب من 98.5٪. اليوم، في إنتاج هذه المادة، يتم استخدام محطات التقطير المستمر، والتي يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى خمسة أعمدة. وهي مختلفة وتنقسم حسب الغرض منها إلى:

تنظيف عميق

التصحيح هو نوع من التقطير متعدد المراحل. يتم تنفيذها في أعمدة باستخدام ألواح البخار والأغطية المتعددة. تنتج هذه التركيبات المادة المحددة، بالإضافة إلى مكونات شديدة التقلب وزيت الوقود، وهو عبارة عن خليط من الكحوليات الأعلى. ووفقا لعملية التصحيح تنقسم هذه الشوائب إلى:

  • ذيول.وتشمل هذه عادةً تلك العناصر التي تكون درجة غليانها أعلى من درجة غليان الكحول الإيثيلي. هذه وغيرها من المواد أيضا. على سبيل المثال، الفورفورال، والأسيتال، وما إلى ذلك.
  • تلك الرأس.وتشمل هذه الشوائب التي تغلي عند درجة حرارة أقل من الكحول الإيثيلي. في هذه الحالة، هذه هي الاسترات والألدهيدات.
  • الشوائب المتوسطة والكحوليات المشبعة. هم الأكثر صعوبة في فصل مجموعات المركبات. اعتمادًا على ظروف التقطير المختلفة، يمكن أن تكون إما ذيلًا أو رأسًا.

أصناف

اعتمادًا على درجة التنقية ينقسم المنتج المحدد إلى:

  • 1st الصف. لقد وجد هذا الكحول الإيثيلي تطبيقًا في الطب. ومع ذلك، لا يتم استخدامه لإنتاج المشروبات الكحولية.
  • "لوكس".
  • "إضافي".
  • "أساس".
  • "ألفا".

لإنتاج منتجات الفودكا التي تلبي جميع متطلبات الجودة الحديثة، تحتاج إلى استخدام الكحول الخالي من الشوائب السامة. يجب أن يفي بالمتطلبات المحددة في GOST R 51652-2000.

الكحول الإيثيلي - التطبيق

في هذا الصدد، كل شيء بسيط جدا وواضح. استخدام الكحول متنوع للغاية. ومع ذلك، غالبا ما يتم استخدامها للأغراض الطبية، لإنتاج المشروبات الكحولية، وكذلك في الصناعة.

ميزات التصنيع

يتم الحصول على أنواع مختلفة من هذه المادة من مواد خام مختلفة. يسمى:

  • يتم إنتاج الكحول "ألفا" من القمح أو الجاودار. أو في هذه الحالة يتم استخدام خليط منهم.
  • يتم الحصول على كحول "لوكس" و"إضافي" من أنواع مختلفة من محاصيل الحبوب، وكذلك من خليطها أو البطاطس. هذا يعتمد على الاختيار الفردي للمواد الخام. يتم الحصول على الكحول "الإضافي" حصريًا من الحبوب الصحية. الغرض منه هو إنتاج الفودكا التي يتم تصديرها.
  • يتم إنتاج الكحول من الدرجة الأولى من خليط البطاطس والحبوب أو بشكل منفصل. وفي هذه الحالة أيضًا يمكن استخدام بنجر السكر ودبس السكر. يساهم استخدام الكحول في الصناعة في إنتاج هذا النوع من الكحول.

يتم إجراء حسابات المنتج المحدد من خلال تحديد حجم ودرجة حرارة المادة في كوب القياس. يتم استخدام جهاز خاص (مقياس الكحول) لتحديد كثافة مادة معينة. وهو يتوافق مع قوة معينة. باستخدام جداول خاصة، يتم تحديد القوة بنسبة % (دوران الكحول الإيثيلي) بناءً على القراءات التي تم الحصول عليها ودرجة الحرارة. يتم أيضًا تعيين المضاعف المقابل هنا. وهو مؤشر مهم. وعند ضرب حجم المادة المحددة بها، يتم حساب كمية الكحول اللامائي التي تحتوي عليها.

تحدد GOST ستة معايير رئيسية للسلامة الفيزيائية والكيميائية. تم تحديد القيم الحدية لتركيزات العناصر السامة في SanPiN. وجود فورفورال غير مسموح به على الإطلاق. الكحول غير محدود. ومع ذلك، يجب استيفاء كافة الشروط المحددة.

وضع العلامات والتعبئة والتخزين

يتم تعبئة المنتج المحدد في خزانات أو عبوات أو براميل أو زجاجات أو خزانات مجهزة خصيصًا. يجب أن تكون محكمة الغلق بأغطية أو سدادات. الحاوية مختومة أو مختومة. يتم تعبئة الزجاجات في سلال أو صناديق متخصصة. في هذه الحالة، يحظر استخدام الحاويات الفولاذية المجلفنة.

يتم تعبئة مشروب الكحول الإيثيلي 95٪ في زجاجات زجاجية بأحجام مختلفة، وهي محكمة الغلق بسدادة من الفلين أو البولي إيثيلين. يتم وضع غطاء من الألومنيوم في الأعلى، ويتم وضع ختم الشركة المصنعة عليه. يشار أيضًا إلى جزء حجم الكحول هناك.

يتم لصق الملصق مباشرة على الزجاجة، والذي يحتوي على اسم المنتج، واسم وموقع الشركة المصنعة، والعلامة التجارية، وبلد منشأ المنتج، وقوة وحجم وتاريخ التعبئة. ويجب أن تكون معلومات الشهادة موجودة هنا أيضًا. تحتوي هذه العلامة أيضًا على تسميات للوثائق الفنية أو التنظيمية التي يمكن من خلالها تحديد المنتج.

ثم يتم وضع الزجاجات في صناديق خشبية. يجب تطبيق المعلومات التالية عليها مع طلاء لا يمحى: اسم الشركة المصنعة، اسم الكحول، تسمية المعيار. يشار هنا أيضًا إلى الوزن الإجمالي وعدد الزجاجات وقدرتها. يجب أن تكون هناك أيضًا علامات "الحذر! زجاج!"، "قابل للاشتعال"، "أعلى".

يتم تخزين الكحول الإيثيلي المصحح، المعبأ في صهاريج وخزانات، خارج مباني الإنتاج الخاصة بالمؤسسة. يتم تخزين هذا المنتج في براميل وعبوات وزجاجات في منشأة تخزين متخصصة. الكحول الإيثيلي هو سائل متطاير قابل للاشتعال. من حيث درجة التأثير على البشر فهو ينتمي إلى الفئة الرابعة. ولذلك، يتم فرض متطلبات خاصة على ظروف التخزين الخاصة به. في مخزن الكحول، يجب وضع الزجاجات والعلب في صف واحد، ولكن يجب ألا يزيد ارتفاع البراميل وعرضها عن اثنتين. من أجل تجنب الانفجار، من الضروري حماية المعدات والخزانات من الكهرباء الساكنة. العمر الافتراضي في هذه الحالة غير محدود.

الحد الأدنى

بعد أن تعرفت على ما سبق، يمكنك التعرف بشكل كامل على كيفية إنتاج الكحول الإيثيلي، والذي يتراوح سعره، اعتمادًا على نوع المنتج وحجم الحاوية التي يوجد بها، من 11 إلى 1500 روبل.

لا تكتمل عطلة واحدة بدون المشروبات الكحولية. وبالطبع يعلم الجميع أن أي مشروب قوي يحتوي على شرب الكحول الإيثيلي. وهذه المادة هي التي تجلب للإنسان شعوراً بالنشوة اللطيفة والاسترخاء، وأشد أعراض التسمم في حالة الإفراط في استخدامها. لكن بعض الكحول يجلب معه الموت.

ويرجع ذلك إلى إنتاج الكحول البديل، الذي لا يستخدم الكحول الإيثيلي، ولكن كحول الميثيل، وهو منتج سام وسام للغاية. كلا النوعين من المركبات لا يختلفان عمليا في المظهر، فقط تركيبهما الكيميائي مختلف. دعونا نتعرف على صيغة شرب الكحول في الكيمياء وما الفرق بينه وبين كحول الميثيل.

لتجنب التسمم القاتل، يجب التمييز بين الكحول الإيثيلي وكحول الميثيل

تعود أصول التعرف على الكحول إلى الماضي الكتابي الأسطوري. نوح، بعد أن ذاق عصير العنب المخمر، شعر بالمخلفات لأول مرة. منذ هذه اللحظة تبدأ المسيرة المنتصرة للمنتجات الكحولية وتطور ثقافة النبيذ والعديد من تجارب الكحول.

Spiritus vini هو الاسم الذي يطلق على شرب الكحول، والذي تم إنشاؤه عن طريق التقطير. أي تقطير السائل وتبخيره، ثم ترسيب البخار على شكل سائل.

تم إنشاء صيغة الإيثانول في عام 1833

كانت نقطة البداية لصناعة النبيذ وإنتاج الكحول في القرن الرابع عشر.. منذ هذا الوقت بدأ إنتاج السائل "السحري" في بلدان مختلفة مع إنشاء وتطوير العديد من التقنيات. المراحل المهمة في انتشار الإيثانول كما يسمى شرب الكحول علميا، ويشتمل تطوره على السنوات التالية:

  1. القرن الرابع عشر (الثلاثينيات). تم اكتشاف كحول النبيذ لأول مرة من قبل الكيميائي الفرنسي أرنو دي فيلجر، وتمكن العالم من عزله عن النبيذ.
  2. القرن الرابع عشر (الثمانينات). قدم تاجر إيطالي مركب الكحول الإيثيلي إلى السلاف القدماء، وبذلك جلب هذه المادة إلى موسكو.
  3. القرن السادس عشر (العشرينيات). بدأ الطبيب والكيميائي السويسري الأسطوري باراسيلسوس في دراسة خصائص الإيثانول واكتشف قدرته الرئيسية على جعل الناس ينامون.
  4. القرن الثامن عشر. لأول مرة، تم اختبار الخصائص المنومة للكحول الإيثيلي على البشر. وبمساعدته، تم لأول مرة الموت الرحيم لمريض كان يستعد لإجراء عملية معقدة.

منذ تلك اللحظة، بدأ النمو السريع لصناعة الكحول والفودكا. في بلدنا وحده، حتى بداية الثورة، كان أكثر من 3000 مصنع للكحول يعمل بنشاط. صحيح أن عددهم انخفض بشكل حاد خلال الحرب العالمية الثانية بنسبة 90٪ تقريبًا. بدأ النهضة فقط في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي. بدأوا في تذكر التقنيات القديمة وتطوير تقنيات جديدة.

أنواع الكحول

يحتوي الكحول على العديد من التعديلات المختلفة. بعض أنواع الكحوليات على اتصال وثيق بالتقنيات الغذائية، والبعض الآخر سام. لمعرفة عملهم وتأثيرهم على جسم الإنسان، يجب أن تفهم خصائصهم الرئيسية.

الطعام (أو الشرب)

أو الكحول الإيثيلي. يتم الحصول عليه عن طريق التصحيح (عملية فصل المخاليط متعددة المكونات باستخدام التبادل الحراري بين السائل والبخار). وتستخدم أنواع مختلفة من الحبوب كمواد خام لتحضيرها. الصيغة الكيميائية لشرب الكحول الإيثيلي هي كما يلي: C2H5OH.

كيف يعمل الكحول الإيثيلي؟

يُنظر إلى الكحول الغذائي، وهو جزء من الكحول، في معظم الحالات على أنه فودكا. وهذا هو بالضبط ما يسيء إليه العديد من الأفراد، مما يؤدي بهم إلى الإدمان المستمر على الكحول.

يحتوي الإيثانول الغذائي أيضًا على أصنافه الخاصة (تعتمد على أنواع المواد الخام المستخدمة). تصنيف شرب الكحول له الأنواع التالية:

كحول من الدرجة الأولى (أو طبي)

لا يستخدم لإنتاج المشروبات الكحولية. هذا المركب مخصص للاستخدام حصريًا للأغراض الطبية كمطهر وتطهير غرف العمليات والأدوات الجراحية.

ألفا

مركب كحولي عالي الجودة. لإنتاجها، يتم أخذ القمح أو الجاودار المختار عالي الجودة. على أساس كحول ألفا يتم إنتاج المشروبات الكحولية فائقة الجودة. على سبيل المثال:

  • باكاردي رم؛
  • فودكا صافية؛
  • ويسكي جاك دانييلز.
  • جوني ووكر ويسكي.

لوكس

لإنتاج الإيثانول الصالح للشرب بهذا المستوى يتم استخدام البطاطس والحبوب، مع مراعاة ألا يتجاوز حجم إنتاج نشا البطاطس 35%. يتم تمرير مركب الكحول عبر عدة مراحل من الترشيح. يتم إنتاج الفودكا الممتازة منه. مثل:

  • أجش؛
  • قوس المطر؛
  • بيلوجا.
  • الماموث.
  • نيميروف.
  • ستوليشنايا.
  • الذهب الروسي.
  • معيار الروسية.

تتمتع مشروبات الفودكا هذه بعدة درجات من الحماية. لديهم شكل زجاجة خاص، وصور ثلاثية الأبعاد مصممة خصيصًا، وغطاء فريد.

كيفية التحقق من جودة منتجات الفودكا

إضافي

على أساسها، يتم تصنيع الفودكا الكلاسيكية والمألوفة لقطاع السعر المتوسط. يتم تخفيف هذا الكحول الشرب (قوته في شكل غير مخفف حوالي 95٪) بالإضافة إلى أنه يخضع لتنقية إضافية. يحتوي المنتج النهائي على نسبة أقل من الاسترات والميثانول. يعتبر الكحول المعتمد على هذا المركب منتجًا صديقًا للبيئة، على الرغم من أنه ليس باهظ الثمن مثل الكحول المعتمد على ألفا أو لوكس.

أساس

عمليا ليست أقل شأنا من إيثانول الفودكا إكسترا وألفا. لديها نفس القوة العالية (حوالي 95٪). الفودكا المصنوعة من كحول الشرب هذا هي المنتج الأكثر شعبية، لأنها الأكثر سهولة في الوصول إليها (قطاع السعر المتوسط ​​في السوق). يتم إنتاج هذه العلامة التجارية من الكحول من البطاطس والحبوب، مع مراعاة ألا تتجاوز نسبة نشا البطاطس في المنتج الناتج 60%.

يستخدم الكحول الإيثيلي على نطاق واسع في الطب

الكحول من أعلى فئة تنقية

يتم تصنيعه من خليط من المنتجات التالية:

  • حبوب ذرة؛
  • البطاطس؛
  • دبس السكر؛
  • شمندر سكري.

أثناء العملية التكنولوجية، يخضع هذا المركب للحد الأدنى من المعالجة والتصفية من الشوائب المختلفة وزيوت الوقود. يتم استخدامه لصنع الفودكا الرخيصة من الدرجة الاقتصادية والصبغات والمشروبات الكحولية المختلفة.

كحول الميثيل (أو الفني)

مادة عديمة اللون وشفافة، تشبه في رائحتها الإيثانول الكلاسيكي. ولكن، على عكس الأخير، الميثانول مركب شديد السمية. الصيغة الكيميائية للميثانول (أو كحول الخشب) هي CH3OH. وإذا دخل هذا المركب إلى جسم الإنسان يسبب تسمماً حاداً. ولا يمكن استبعاد النتيجة القاتلة.

ما هو كحول الميثيل

ووفقا للإحصاءات، يتم تشخيص حوالي 1500 حالة تسمم بالكحول الميثيلي سنويا. كل حالة تسمم خامسة تؤدي إلى وفاة شخص.

لا علاقة لكحول الميثيل بإنتاج المشروبات الكحولية وصناعة المواد الغذائية. لكن غالبًا ما يتم تخفيف الكحول البديل بهذا المنتج الرخيص من أجل تقليل تكلفة المنتج الناتج. عند التفاعل مع الهياكل العضوية، يتحول الميثانول إلى سم رهيب، والذي دمر بالفعل العديد من الأرواح.

كيفية التمييز بين الكحول

من الصعب للغاية التمييز بين الكحول الصناعي السام وشرب الكحول. ولهذا السبب تحدث حالات التسمم القاتل. عندما يتم استخدام الميثانول تحت ستار الإيثانول لإعداد المشروبات الكحولية.

ولكن لا يزال من الممكن التمييز بين مركبات الكحول. هناك طرق بسيطة للقيام بذلك يمكنك تطبيقها في المنزل.

  1. بمساعدة النار. هذه هي أسهل طريقة للتحقق. فقط أشعل النار في مشروب كحولي. يحترق الإيثانول بلهب أزرق عند احتراقه، لكن لون الميثانول المحترق يكون أخضر.
  2. استخدام البطاطس. يُسكب الكحول على قطعة من البطاطس النيئة ويُترك لمدة 2-3 ساعات. إذا لم يتغير لون الخضار، فإن الفودكا ذات نوعية ممتازة ويمكن استهلاكها بأمان للغرض المقصود منها. ولكن في حالة اكتسبت البطاطس لونًا ورديًا، فهذا نتيجة لوجود الكحول الصناعي في الكحول.
  3. باستخدام الأسلاك النحاسية. يجب تسخين السلك إلى اللون الأحمر الساخن وخفضه في السائل. إذا كانت هناك رائحة نفاذة ومثيرة للاشمئزاز عند فورانه، فهذا يعني وجود ميثانول في الكحول. لن رائحة الكحول الإيثيلي على الإطلاق.
  4. قياس درجة الغليان. يجب عليك استخدام مقياس حرارة عادي لقياس درجة غليان الكحوليات. يرجى ملاحظة أن الميثانول يغلي عند +64 درجة مئوية، والإيثانول - عند +78 درجة مئوية.
  5. استخدام الصودا واليود. صب الكحول المراد اختباره في وعاء شفاف. أضف قليلًا من الصودا العادية إليها. يقلب جيدا ويضاف إليه اليود. الآن أمسك السائل حتى يصل إلى الضوء. وإذا كان فيه رواسب فهذا دليل على "طهارة" الكحول. عند تفاعل الإيثانول مع اليودوفورم (اليود + الصودا) فإنه يعطي تعليقًا مصفرًا. لكن الميثانول لا يتغير على الإطلاق ويظل شفافا.
  6. باستخدام برمنجنات البوتاسيوم. أضف بضع بلورات من برمنجنات البوتاسيوم إلى الكحول الذي يتم اختباره. بمجرد أن يذوب ويتحول السائل إلى اللون الوردي، قم بتسخينه. إذا بدأت فقاعات الغاز في الانطلاق عند تسخينها، فهذا يعني أن لديك كحول الميثيل السام.

ولكن تجدر الإشارة إلى أن كل هذه الأساليب المنزلية وما شابهها لن تنجح إذا تم خلط الكحول الصناعي في البداية مع الإيثانول في منتج واحد. في هذه الحالة، الفحص الكيميائي فقط يمكن أن يساعد. والنهج المسؤول لشراء الكحول.

إذا لم يتم تقديم المساعدة، تحدث الوفاة بسبب التسمم بالميثانول بعد 2-3 ساعات

لتجنب شراء الكحول الذي يحتمل أن يكون خطيرًا، قم بشراء الكحول فقط في الأماكن الموثوقة والمتاجر المتخصصة التي تبعث الثقة. تجنب المحلات التجارية تحت الأرض والأكشاك الصغيرة. وهذا هو المكان الذي تنتشر فيه المنتجات المقلدة غالبًا.

طرق استخدام الإيثانول

يستخدم الكحول الإيثيلي ليس فقط في صناعة الكحول المحبوبة. استخداماته متنوعة ومثيرة للاهتمام للغاية. تحقق من عدد قليل من الاستخدامات الرئيسية للإيثانول:

  • الوقود (محركات الاحتراق الداخلي الصاروخية) ؛
  • مادة كيميائية (قاعدة لتصنيع العديد من الأدوية المختلفة)؛
  • صناعة العطور (عند إنشاء تركيبات ومركزات العطور المختلفة)؛
  • الطلاء والورنيش (كمذيب، مدرج في مضاد التجمد، ومواد التنظيف الكيميائية المنزلية، وغسالات الزجاج الأمامي)؛
  • الغذاء (باستثناء إنتاج الكحول، يتم استخدامه بنجاح في إنتاج الخل والنكهات المختلفة)؛
  • الطب (مجال التطبيق الأكثر شيوعًا كمطهر لتطهير الجروح أثناء التهوية الاصطناعية للرئتين كمضاد للرغوة هو جزء من التخدير والتخدير والصبغات الطبية المختلفة والمضادات الحيوية والمستخلصات).

بالمناسبة، يستخدم الكحول الإيثيلي أيضا كترياق للتسمم بالميثانول. هذا ترياق فعال في حالة التسمم بالكحول الصناعي. قد يكون من المفيد أن نتذكر العلامات الرئيسية للتسمم ببدائل الكحول:

  • صداع حاد؛
  • القيء المنهك الغزير.
  • ثقب الألم في البطن.
  • الشعور بالضعف التام وعدم القدرة على الحركة.
  • اكتئاب الجهاز التنفسي، وفي بعض الأحيان لا يستطيع الشخص حتى التنفس.

بالمناسبة، من الممكن أن تواجه نفس الأعراض تمامًا في حالة التسمم بالكحول العادي. لذلك، يجب الانتباه إلى كمية الكحول المستهلكة. يسبب الكحول الصناعي تطور هذه الأعراض عندما يدخل جسم الإنسان حتى بكميات صغيرة (من 30 مل، هذا هو الحجم القياسي للزجاج العادي).

في هذه الحالة يجب عليك استدعاء سيارة الإسعاف على الفور. تذكر أنه إذا لم يتم تقديم المساعدة المؤهلة، فإن خطر الوفاة مرتفع للغاية.

لتلخيص ذلك، يمكننا أن نفهم أن القدرة على فهم أنواع الكحول وتمييز المركب السام الناتج عن شرب الإيثانول أمر مهم للغاية. لا تنس أنه حتى لو كنت تستهلك كمية صغيرة من الميثانول السام، فإنك تعرض حياتك للخطر وتصل بجسمك إلى نقطة مميتة.