Точка на замръзване на алкохол: формула и плътност на етанол, неговото приложение и производство. Формулата на етилов алкохол в химията

алкохоли(или алканоли) са органични вещества, чиито молекули съдържат една или повече хидроксилни групи (-ОН групи), свързани с въглеводороден радикал.

Класификация на алкохола

Според броя на хидроксилните групи(атомност) алкохолите се разделят на:

моноатомен, например:

двуатомна(гликоли), например:

Триатомен, например:

По естеството на въглеводородния радикалразграничават се следните алкохоли:

Лимитсъдържащи само наситени въглеводородни радикали в молекулата, например:

Неограниченсъдържащ множество (двойни и тройни) връзки между въглеродни атоми в молекулата, например:

ароматен, т.е. алкохоли, съдържащи бензенов пръстен и хидроксилна група в молекулата, свързани един с друг не директно, а чрез въглеродни атоми, например:

Органичните вещества, съдържащи хидроксилни групи в молекулата, директно свързани с въглеродния атом на бензеновия пръстен, се различават значително по химични свойства от алкохолите и следователно се открояват в независим клас органични съединения - феноли.

Например:

Има и многоатомни (многовалентни алкохоли), съдържащи повече от три хидроксилни групи в молекулата. Например, най-простият шестводен алкохол хексаол (сорбитол)

Номенклатура и изомерия на алкохолите

При формирането на имената на алкохолите към името на въглеводорода, съответстващ на алкохола, се добавя (родовата) наставка -. ол.

Цифрите след наставката показват позицията на хидроксилната група в главната верига, а префиксите ди-, три-, тетра-и т.н. - броят им:

При номерирането на въглеродните атоми в главната верига позицията на хидроксилната група има предимство пред позицията на множествените връзки:

Започвайки от третия член на хомоложната серия, алкохолите имат изомерия на позицията на функционалната група (пропанол-1 и пропанол-2), а от четвъртия - изомерията на въглеродния скелет (бутанол-1, 2-метилпропанол -1). Те също се характеризират с междукласова изомерия - алкохолите са изомерни на етери:

Нека дадем име на алкохола, чиято формула е дадена по-долу:

Наименование на строителния ред:

1. Въглеродната верига е номерирана от края, до който е по-близо групата -OH.
2. Основната верига съдържа 7 C атома, така че съответният въглеводород е хептан.
3. Броят на -OH групите е 2, префиксът е "di".
4. Хидроксилните групи са при 2 и 3 въглеродни атома, n = 2 и 4.

Име на алкохола: хептандиол-2,4

Физични свойства на алкохолите

Алкохолите могат да образуват водородни връзки както между алкохолни молекули, така и между алкохолни и водни молекули. Водородните връзки възникват по време на взаимодействието на частично положително зареден водороден атом на една алкохолна молекула и частично отрицателно зареден кислороден атом на друга молекула. ​​Благодарение на водородните връзки между молекулите алкохолите имат необичайно високи точки на кипене за тяхното молекулно тегло. Така, пропанът с относително молекулно тегло 44 при нормални условия е газ, а най-простият от алкохолите е метанолът с относително молекулно тегло 32, при нормални условия течност.

Долните и средните членове на серия от ограничаващи едновалентни алкохоли, съдържащи от 1 до 11 въглеродни атома - течност. Висши алкохоли (започвайки от C12H25OH)твърди вещества при стайна температура. Нисшите алкохоли имат алкохолна миризма и горящ вкус, те са силно разтворими във вода.С увеличаването на въглеродния радикал разтворимостта на алкохолите във вода намалява и октанолът вече не се смесва с вода.

Химични свойства на алкохолите

Свойствата на органичните вещества се определят от техния състав и структура. Алкохолите потвърждават общото правило. Техните молекули включват въглеводородни и хидроксилни групи, така че химичните свойства на алкохолите се определят от взаимодействието на тези групи една с друга.

Свойствата, характерни за този клас съединения, се дължат на наличието на хидроксилна група.

  1. Взаимодействие на алкохоли с алкални и алкалоземни метали.За да се идентифицира ефектът на въглеводороден радикал върху хидроксилна група, е необходимо да се сравнят свойствата на вещество, съдържащо хидроксилна група и въглеводороден радикал, от една страна, и вещество, съдържащо хидроксилна група и несъдържащо въглеводороден радикал , от друга. Такива вещества могат да бъдат например етанол (или друг алкохол) и вода. Водородът от хидроксилната група на алкохолните молекули и водните молекули може да се редуцира от алкални и алкалоземни метали (заместени от тях)
  2. Взаимодействие на алкохоли с халогеноводороди.Заместването на хидроксилна група с халоген води до образуването на халоалкани. Например:
    Тази реакция е обратима.
  3. Междумолекулна дехидратацияалкохоли-отделяне на водна молекула от две алкохолни молекули при нагряване в присъствието на средства за отстраняване на вода:
    В резултат на междумолекулна дехидратация на алкохоли, етери.Така че, когато етилов алкохол се нагрява със сярна киселина до температура от 100 до 140 ° C, се образува диетилов (сярен) етер.
  4. Взаимодействие на алкохоли с органични и неорганични киселини за образуване на естери (реакция на естерификация)

    Реакцията на естерификация се катализира от силни неорганични киселини. Например, когато етилов алкохол и оцетна киселина реагират, се образува етилацетат:
  5. Вътремолекулна дехидратация на алкохоливъзниква, когато алкохолите се нагряват в присъствието на дехидратиращи агенти до температура, по-висока от температурата на междумолекулна дехидратация. В резултат на това се образуват алкени. Тази реакция се дължи на наличието на водороден атом и хидроксилна група при съседни въглеродни атоми. Пример за това е реакцията на получаване на етен (етилен) чрез нагряване на етанол над 140 ° C в присъствието на концентрирана сярна киселина:
  6. Окисляване на алкохолобикновено се извършва със силни окислители, например калиев дихромат или калиев перманганат в кисела среда. В този случай действието на окислителя е насочено към въглеродния атом, който вече е свързан с хидроксилната група. В зависимост от естеството на алкохола и условията на реакцията могат да се образуват различни продукти. И така, първичните алкохоли се окисляват първо в алдехиди, а след това в карбоксилни киселини: Когато вторичните алкохоли се окисляват, се образуват кетони:

    Третичните алкохоли са доста устойчиви на окисляване. Въпреки това, при тежки условия (силен окислител, висока температура) е възможно окисление на третични алкохоли, което се случва с разрушаването на връзките въглерод-въглерод, които са най-близо до хидроксилната група.
  7. Дехидрогениране на алкохоли.Когато алкохолните пари преминават при 200-300 ° C върху метален катализатор, като мед, сребро или платина, първичните алкохоли се превръщат в алдехиди, а вторичните в кетони:

  8. Качествена реакция към многовалентни алкохоли.
    Наличието на няколко хидроксилни групи в една алкохолна молекула едновременно се дължи на специфични свойствамноговалентни алкохоли, които са способни да образуват водоразтворими ярко сини комплексни съединения при взаимодействие с прясна утайка от меден (II) хидроксид. За етилен гликол можете да напишете:

    Едновалентните алкохоли не могат да влязат в тази реакция. Следователно това е качествена реакция към поливалентните алкохоли.

Получаване на алкохоли:

Употребата на алкохоли

метанол(метилов алкохол CH 3 OH) е безцветна течност с характерна миризма и точка на кипене 64,7 ° C. Гори с леко синкав пламък. Историческото наименование на метанол - дървесен алкохол се обяснява с един от начините за получаването му чрез метода на дестилация на твърда дървесина (гръцки methy - вино, да се напиеш; hule - вещество, дърво).

Метанолът изисква внимателно боравене при работа с него. Под действието на ензима алкохолдехидрогеназа той се превръща в организма във формалдехид и мравчена киселина, които увреждат ретината, причиняват смърт на зрителния нерв и пълна загубавизия. Поглъщането на повече от 50 ml метанол причинява смърт.

етанол(етилов алкохол C 2 H 5 OH) е безцветна течност с характерна миризма и точка на кипене 78,3 ° C. горими Смесва се с вода във всяко съотношение. Концентрацията (силата) на алкохола обикновено се изразява като обемни проценти. "Чист" (медицински) алкохол е продукт, получен от хранителни суровини и съдържащ 96% (по обем) етанол и 4% (по обем) вода. За да се получи безводен етанол - "абсолютен алкохол", този продукт се обработва с вещества, които химически свързват вода (калциев оксид, безводен меден (II) сулфат и др.).

За да се направи алкохолът, използван за технически цели, негоден за пиене, в него се добавят и оцветяват малки количества трудноотделими отровни, неприятни и отвратителни на вкус вещества. Алкохолът, съдържащ такива добавки, се нарича денатуриран или метилов спирт.

Етанолът се използва широко в промишлеността за производство на синтетичен каучук, лекарства, използвани като разтворител, влиза в състава на лакове и бои, парфюми. В медицината етиловият алкохол е най-важният дезинфектант. Използва се за производство на алкохолни напитки.

Малки количества етилов алкохол при поглъщане намаляват чувствителността към болка и блокират процесите на инхибиране в мозъчната кора, причинявайки състояние на интоксикация. На този етап от действието на етанола се увеличава отделянето на вода в клетките и съответно се ускорява образуването на урина, което води до дехидратация на тялото.

В допълнение, етанолът причинява разширяване на кръвоносните съдове. Повишеният кръвоток в кожните капиляри води до зачервяване на кожата и усещане за топлина.

AT големи количестваетанолът инхибира мозъчната активност (етап на инхибиране), причинява нарушена координация на движенията. Междинният продукт от окисляването на етанола в организма - ацеталдехидът - е изключително токсичен и причинява тежко отравяне.

Системната употреба на етилов алкохол и съдържащите го напитки води до трайно намаляване на производителността на мозъка, смърт на чернодробните клетки и заместването им със съединителна тъкан - цироза на черния дроб.

Етандиол-1,2(етилен гликол) е безцветна вискозна течност. Отровни. Свободно разтворим във вода. Водните разтвори не кристализират при температури значително под 0 ° C, което позволява да се използва като компонент на незамръзващи охлаждащи течности - антифризи за двигатели с вътрешно горене.

Пролактриол-1,2,3(глицерин) - вискозна сиропообразна течност, сладка на вкус. Свободно разтворим във вода. Енергонезависим Като съставна част на естерите, влиза в състава на мазнините и маслата.

Широко използван в козметичната, фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост. В козметиката глицеринът играе ролята на омекотяващо и успокояващо средство. Добавя се към пастата за зъби, за да я предпази от изсушаване.

Глицеринът се добавя към сладкарските продукти, за да се предотврати тяхната кристализация. Пръска се върху тютюна, като в този случай действа като овлажнител, предотвратявайки изсъхването и натрошаването на тютюневите листа преди обработка. Добавя се към лепилата, за да не изсъхнат твърде бързо, и към пластмасите, особено към целофана. В последния случай глицеринът действа като пластификатор, действайки като лубрикант между полимерните молекули и по този начин придавайки на пластмасата необходимата гъвкавост и еластичност.


Етанол, или както се нарича още, етилов алкохол - този продукт се състои от един атом и има химична формула C 2 H 5 OH. Според GOST етанолът е безцветна течност с характерна миризма, освен това е силно запалим. Също така, този продукт е ключов компонент в производството на алкохолни напитки. Химическата формула на алкохола е следната C2H5OH.

За първи път алкохолът се споменава в библейските хроники. Така че в онези дни те се считат за официалния произход на производството на различни алкохолни напитки. През XIV век има много открития, свързани с производството на етанол.

Етапи на развитие:

  • В средата на XIV век европейският алхимик Уилгер успява да получи етанол от винена напитка.
  • В края на същия век италиански търговец, довел посланици в Русия, също взел със себе си алкохолни напитки. През 1386 г. алкохолът за първи път навлиза в Московия.
  • В началото на 16 век френският учен Парацелз идентифицира основното свойство на етанола - сънотворни. Само два века след това се провеждат първите опити за приспиване на хора по време на операции.
  • По време на Първата световна война на територията Руска империяимаше около 2,5 хиляди фабрики за производство на алкохол за пиене, но за военно времеа след революцията техният брой намалява до двеста. Въпреки това през 1948 г. производството отново е коригирано и също е подобрено.
  • В края на 20-ти век европейски учени се научиха как да проверяват качеството на алкохола в алкохолните напитки.

Касова бележка

За производство на етилов и метилов алкохолсе използват два метода: микробиологичен и синтетичен, те се наричат ​​алкохолна ферментация и етилен хидратация.

Първият метод е известен от древни времена. Ферментацията протича под въздействието на различни дрождени ензими и бактерии. Формулата на алкохола изглежда така: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Продуктът, получен в резултат на този метод, има само 15% етанол. След получаването му е необходимо да се извърши пречистване, обикновено това се прави с помощта на дестилация.

Промишлено производство на алкохол

За да създадете етилов продукт в производството, трябва да изпълните следните стъпки:

  • Подгответе суровините за производство.
  • Ферментирайте нишестето до ферментиращи захари.
  • Това е последвано от етапа на ферментация.
  • Сега остава само да се направи брагоректификация.

Полученият продукт ще съдържа до 95,6% етанол. Също така, в зависимост от примесите, присъстващи в произведения продукт, има няколко категории:

  • Алфа
  • Екстра
  • Основа
  • Върховно пречистване
  • Първи клас

Производство чрез хидролиза

В заводите за алкохол в СССР и в днешна Русиятази технология беше широко разпространена. Състои се в хидролиза на суровините, от които се произвежда алкохолният продукт, след което се подлага на ферментация.

Хидратация на етилен

Този метод на производство също е широко разпространен. Хидратацията се получава по два начина:

Първият епри хидратация при температура от почти 300 градуса по Целзий и налягане от 7 MPa, фосфорната киселина се използва като катализатор тук. Формулата за производство е следната: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Втори начинсе състои от хидратиране чрез естер на сярна киселина и нейната по-нататъшна хидролиза при температура от около 85 градуса по Целзий и налягане от 3,5 MPa. Формулата за етилов алкохол е следната: CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH.

CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4.

Алкохол без водно съдържание

Този продукт се нарича абсолютен алкохол.Всъщност почти не съдържа вода. Точката му на кипене е 78 градуса по Целзий. За производството му използвам дестилация на конвенционален воден етанол, съдържащ бензен.

Как да различим метилов алкохол от етилов

Как да се определи метилов алкохол в алкохол?Изключително трудно е да направите това у дома, тъй като те са почти сто процента еднакви, но има няколко начина:

  • За този метод ще ви е необходима медна жица. Трябва да го усучете във формата на спирала и след това да го загреете до бяло. Сега трябва да спуснете вече нагрятата жица в метилов алкохол и да я извадите след няколко секунди. След това от него ще излизат различни изпарения с миризми. Метанолът ще издаде остра неприятна миризма, а етилът ще издаде миризма на ябълка.
  • Вторият начин е да се тестват течности. За да направите това, изсипете тестовата течност във всеки метален съд и го загрейте. Веднага щом забележите, че течността започва да кипи, спуснете термометъра в нея и разберете показанията. Метанолът има точка на кипене 65 градуса, а етилът 78.
  • При този метод ще трябва да запалите алкохол и да определите дали принадлежи към метанол или етил по цвета на пламъка. Метанолът ще гори със зеленикав пламък, докато етанолът ще гори с ярък синкав пламък.
  • Също така доста просто, но ефективен методпроверете течността - това е картоф. За да направите това, трябва да вземете част от обелените плодове и да ги спуснете за няколко часа в тествания алкохол. Ако картофът промени цвета си на розов, това е метанол, но ако цветът не се промени, тогава това е етилов алкохол.

Формулата на метиловия алкохол е следната - CH3OH.

Химическата формула на етиловия алкохол е C2H5OH.

Как да проверите антифриза у дома

За да проверите качеството на закупената антифризна течност, има няколко начина:

Медицински алкохол

Този вид алкохол е един от видовете етанол. Това е най-чистият спиртен продукт, не съдържа никакви примеси, а алкохолният състав в него е приблизително 96,5%. Този продукт се използва главно в медицината, но също така, за разлика от индустриалния алкохол, той се използва широко в Хранително-вкусовата промишленост. И така, в домашни условия се разрежда и се получава алкохолна напитка с 40% алкохолно съдържание. Техническият се използва само за добавяне към различни продукти, които не могат да се пият.

За производството му се използват суровини само от хранителни продукти: пшеница, зърно, картофи, цвекло. Понякога дори използвам горски плодове или грозде.

Внимание, само ДНЕС!

Етилов алкохол или винен алкохол е широко разпространен представител на алкохолите. Известни са много вещества, които съдържат кислород заедно с въглерод и водород. Сред кислородсъдържащите съединения се интересувам преди всичко от класа алкохоли.

Етанол

Физични свойства на алкохола . Етилов алкохол C 2 H 6 O е безцветна течност със специфична миризма, по-лека от вода (специфично тегло 0,8), кипи при температура 78 °.3, разтваря добре много неорганични и органични вещества. Ректифицираният алкохол съдържа 96% етилов алкохол и 4% вода.

Структурата на молекулата на алкохола .Според валентността на елементите формулата C 2 H 6 O съответства на две структури:


За да решим коя от формулите всъщност отговаря на алкохола, нека се обърнем към опита.

Поставете парче натрий в епруветка с алкохол. Веднага ще започне реакция, придружена от отделяне на газ. Лесно е да се установи, че този газ е водород.

Сега нека поставим експеримента, така че да можем да определим колко водородни атома се отделят по време на реакцията от всяка молекула алкохол. За да направите това, добавете определено количество алкохол, например 0,1 грам-молекула (4,6 грама), в колба с малки парченца натрий (фиг. 1) капка по капка от фуния. Водородът, отделен от алкохола, измества водата от колбата с две гърла в мерителния цилиндър. Обемът на изместената вода в цилиндъра съответства на обема на отделения водород.

Фиг. 1. Количествен опит за получаване на водород от етилов алкохол.

Тъй като за експеримента е взета 0,1 грама молекула алкохол, може да се получи водород (по отношение на нормални условия) около 1.12 литри.Това означава, че натрият измества 11.2 литри, т.е. половин грам молекула, с други думи 1 грам водороден атом. Следователно само един водороден атом се измества от натрий от всяка молекула алкохол.

Очевидно в молекулата на алкохола този водороден атом е в специална позиция в сравнение с останалите пет водородни атома. Формула (1) не обяснява този факт. Според него всички водородни атоми са еднакво свързани с въглеродни атоми и, както знаем, не се изместват от метален натрий (натрият се съхранява в смес от въглеводороди - в керосин). Напротив, формула (2) отразява присъствието на един атом в специална позиция: той е свързан с въглерод чрез кислороден атом. Може да се заключи, че именно този водороден атом е по-слабо свързан с кислородния атом; той се оказва по-подвижен и се измества от натрия. Следователно структурната формула на етилов алкохол е:


Въпреки по-голямата подвижност на водородния атом на хидроксилната група в сравнение с други водородни атоми, етиловият алкохол не е електролит и не се дисоциира на йони във воден разтвор.


За да се подчертае, че молекулата на алкохола съдържа хидроксилна група - ОН, свързана с въглеводороден радикал, молекулната формула на етилов алкохол се записва, както следва:

Химични свойства на алкохола . Видяхме по-горе, че етилов алкохол реагира с натрий. Познавайки структурата на алкохола, можем да изразим тази реакция чрез уравнението:

Продуктът от заместването на водорода в алкохола с натрий се нарича натриев етоксид. Той може да бъде изолиран след реакцията (чрез изпаряване на излишния алкохол) като твърдо вещество.

При запалване във въздуха алкохолът гори със синкав, едва забележим пламък, отделяйки много топлина:

Ако етилов алкохол се нагрява в колба с хладилник с халогеноводородна киселина, например с HBr (или смес от NaBr и H 2 SO 4, която дава бромоводород по време на реакцията), тогава ще се дестилира маслена течност - етил бромид C 2 H 5 Br:

Тази реакция потвърждава наличието на хидроксилна група в алкохолната молекула.

Когато се нагрява с концентрирана сярна киселина като катализатор, алкохолът лесно се дехидратира, т.е. разделя водата (префиксът "de" показва отделянето на нещо):

Тази реакция се използва за получаване на етилен в лабораторията. При по-слабо нагряване на алкохол със сярна киселина (не по-висока от 140 °), всяка молекула вода се отделя от две молекули алкохол, в резултат на което се образува диетилов етер - летлива запалима течност:

Диетилов етер (понякога наричан серен етер) се използва като разтворител (почистване на тъкани) и в медицината за анестезия. Принадлежи към класа етери - органични вещества, чиито молекули се състоят от два въглеводородни радикала, свързани чрез кислороден атом: R - O - R1

Използването на етилов алкохол . Етиловият алкохол има голямо практическо значение. Много етилов алкохол се изразходва за производството на синтетичен каучук по метода на академик С. В. Лебедев. Чрез преминаване на пари от етилов алкохол през специален катализатор се получава дивинил:

който след това може да се полимеризира в каучук.

Алкохолът се използва за производство на багрила, диетилов етер, различни "плодови есенции" и редица други органични вещества. Алкохолът като разтворител се използва за производството на парфюмерия, много лекарства. Чрез разтваряне на смоли в спирт се приготвят различни лакове. Високата калоричност на алкохола определя използването му като гориво ( автомобилно гориво= етанол).

Получаване на етилов алкохол . Световното производство на алкохол се измерва в милиони тонове годишно.

Често срещан начин за получаване на алкохол е ферментацията на захарни вещества в присъствието на дрожди. В тези нисши растителни организми (гъбички) се произвеждат специални вещества - ензими, които служат като биологични катализатори за реакцията на ферментация.

Като изходни материали при производството на алкохол се вземат зърнени семена или картофени клубени, богати на нишесте. Нишестето с помощта на малц, съдържащ ензима диастаза, първо се превръща в захар, която след това ферментира в алкохол.

Учените са работили усилено, за да заменят хранителните суровини за производството на алкохол с по-евтини нехранителни суровини. Тези търсения бяха успешни.

AT последно времепоради факта, че много етилен се образува при крекинг на масло, стомана

Реакцията на хидратиране на етилен (в присъствието на сярна киселина) е изследвана от А. М. Бутлеров и В. Горяйнов (1873), които също предсказват нейното индустриално значение. Също така е разработен и въведен в промишлеността метод за директна хидратация на етилен чрез преминаването му в смес с водна пара върху твърди катализатори. Производството на алкохол от етилен е много икономично, тъй като етиленът е част от крекинг газовете на нефта и други промишлени газове и следователно е широко достъпна суровина.

Друг метод се основава на използването на ацетилен като изходен продукт. Ацетиленът се хидратира чрез реакцията на Кучеров и полученият ацеталдехид се редуцира каталитично с водород в присъствието на никел до етилов алкохол. Целият процес на хидратиране на ацетилена, последван от редукция на водород върху никелов катализатор до етанол, може да бъде представен чрез диаграма.

Хомоложни серии от алкохоли

В допълнение към етиловия алкохол са известни и други алкохоли, които са подобни на него по структура и свойства. Всички те могат да се разглеждат като производни на съответните наситени въглеводороди, в молекулите на които един водороден атом е заменен с хидроксилна група:

Таблица

въглеводороди

алкохоли

Точка на кипене на алкохолите в ºC

Метан CH 4 Метил СН3ОН 64,7
Етан C 2 H 6 Етил C2H5OH или СН3-СН2-ОН 78,3
Пропан C3H8 Пропил C 4 H 7 OH или CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH 97,8
Бутан C 4 H 10 Бутил C4H9OH или СН3-СН2-СН2-ОН 117

Тъй като са сходни по химични свойства и се различават един от друг в състава на молекулите от група от СН2 атоми, тези алкохоли представляват хомоложна серия. Сравнявайки физичните свойства на алкохолите, в тази серия, както и в серия от въглеводороди, наблюдаваме прехода на количествени промени в качествени промени. Общата формула на алкохолите от тази серия R е ОН (където R е въглеводороден радикал).

Известни са алкохоли, чиито молекули включват няколко хидроксилни групи, например:

Наричат ​​се групи от атоми, които определят характерните химични свойства на съединенията, тоест тяхната химична функция функционални групи.

Алкохолите са органични вещества, чиито молекули съдържат една или повече функционални хидроксилни групи, свързани с въглеводороден радикал. .

По своя състав алкохолите се различават от въглеводородите, съответстващи на броя на въглеродните атоми, чрез наличието на кислород (например C 2 H 6 и C 2 H 6 O или C 2 H 5 OH). Следователно алкохолите могат да се разглеждат като продукти на частично окисление на въглеводороди.

Генетична връзка между въглеводороди и алкохоли

Доста трудно е директно да се окисли въглеводород до алкохол. На практика е по-лесно да се направи това чрез халогенирания въглеводород. Например, за да получите етилов алкохол, започвайки от етан C 2 H 6, можете първо да получите етил бромид чрез реакцията:


и след това превръщайте етилбромида в алкохол чрез нагряване с вода в присъствието на алкали:


В този случай е необходим алкал, за да неутрализира получения бромоводород и да елиминира възможността за реакцията му с алкохол, т.е. изместете тази обратима реакция надясно.

По същия начин метиловият алкохол може да се получи по схемата:


Така въглеводородите, техните халогенни производни и алкохолите са в генетична връзка помежду си (връзки по произход).

Основната суровина за производството на водка е ректифицираният етилов алкохол. Ректифицираният етилов алкохол е прозрачна безцветна течност без чужди миризми и вкусове, специфичното тегло на безводния алкохол при 20 ° C е 0,78927 g / cm 3. Името на класа органични съединения - алкохоли идва от английското "spirt" и латинското "spirtus", или иначе алкохоли - от арабското "al-kuhl". Етилов алкохол или етанол (съгласно Международната класификация и номенклатура химични съединения) е синтезиран за първи път от етилен през 1855 г.

Общата химична формула C 2 H 6 0, отразяваща състава на етилов алкохол, е установена по-рано, през 1807 г. Първоначално етанолът се счита за етилен хидрат C 2 H 4 . H 2 0, но след това в него се разкрива наличието на радикала C 2 H 5 и OH групата. Поради това много учени го приписват на вида вода. Едва след като беше възможно да се синтезира алкохол, беше предложена неговата структурна формула:

което се изписва CH 3 CH 2 OH.

Молекулното тегло на етиловия алкохол е 46,07. Както може да се види от формулата, етанолът е наситен алкохол, въглеродно производно от алифатната серия - етан, в който един водороден атом е заменен с OH хидроксилна група.

Тъй като етанолът съдържа една ОН група, той принадлежи към едновалентните алкохоли. Наличието на хидроксилната група до голяма степен определя химичните свойства и реактивността на етиловия алкохол.

Етанолът принадлежи към хигроскопични вещества, следователно, когато се съхранява в недостатъчно запечатани контейнери, той не само се изпарява, но и абсорбира влагата от въздуха, което води до намаляване на якостта. Етанолът се смесва с вода във всяко съотношение. Това свойство се обяснява с факта, че етиловият алкохол съдържа малко количество въглеродни атоми и има структура, подобна на тази на водата. Етиловият алкохол може да се разглежда както като производно на въглеводорода етан, така и като производно на вода, в чиято молекула Н атомът е заменен с въглеводороден радикал (Н-ОН и С 2 Н 5 -ОН).

Реакцията на химически чист етилов алкохол е неутрална, за разлика от ректифицирания етилов алкохол, получен в промишлени условия, който съдържа малко количество органични киселини и има леко кисела реакция.

Етиловият алкохол е силно запалима течност; когато гори, той произвежда въглероден диоксид и вода. Опасността от пожар на етанола се характеризира с точка на възпламеняване (13 ° C) и температурни граници на експлозия - долната, равна на 11 ° C, и горната, равна на 41 "C. Точката на кипене на етанола е +78,3 ° C, точката на замръзване е -117 ° C. Точката на замръзване на водно-алкохолната смес с алкохолно съдържание 40% по обем -28 ° C. Алкохолните пари са вредни за човешкото здраве. Максимално допустимата концентрация на алкохол във въздуха е 1 mg / dm 3.

Изисквания към качеството на зърното при производството на алкохол

Една от най-важните задачи, пред които са изправени руските производители на алкохолни напитки, е производството на висококачествен етилов алкохол. В съответствие със нормативни документии държавните стандарти за качество на етилов алкохол са обект на високи изисквания, които се отнасят до физико-химични и органолептични показатели.

Производството на ректифициран етилов алкохол от селскостопански суровини се отнася до биотехнологични индустрии, които използват микроорганизми първо за превръщане на субстрата, а по-късно, със сложни биохимични трансформации на метаболитни продукти, в крайния продукт- етанол.

Във всички етапи на технологичния процес, като се започне от приемането на зърно и се завърши с процеса на ректификация, протичат механични и химични процеси, всеки от които по свой начин влияе върху органолептичните характеристики на етиловия алкохол.

Факторите, влияещи върху органолептичните характеристики на етиловия алкохол, включват:

♦ суровини (видове зърно, неговото състояние, мирис, условия на съхранение и др.);

♦ начин на работа (в склад, в производство, степен на смилане);

♦ технологична схема на подготовка на зърното за озахаряване (традиционна, механично-ензимна);

♦ процес на хидролиза на нишесте (захарообразуващи материали, дозировка, състояние);

♦ въвеждане на дрожди (раса на дрожди);

♦ процес на ферментация (повишаване на киселинността, продължителност на ферментацията);

♦ спомагателни материали (дезинфектанти и антисептици);

♦ санитарно състояние на оборудването (тръбопроводи, топлообменници, изпарителна камера, преносен резервоар).

Един от основните фактори, влияещи върху производството на висококачествен алкохол, е качеството на суровините. Ситуацията със суровините е доста трудна, тъй като няма държавни доставки на зърно, а основната част се доставя на предприятия по договори, сключени с различни доставчици на договорена цена.

В съответствие със схемата за технохимичен контрол се определя влагата, плевелността и съдържанието на нишесте в зърното, без да се вземат предвид такива показатели като стъкловидност, наличие на глутен, киселинност и др.

Към днешна дата няма регулаторна и техническа документация (няма държавен стандарт) за зърно, използвано за производството на хранителен алкохол. Въпреки това, някои изисквания към суровините са отразени в „Правилата за производство на алкохол от суровини, съдържащи нишесте“, по-специално установяването на плевелност, съдържанието на токсични примеси (плевели, семена, дезинфектанти и др.), инфекция с вредители по зърнени култури.

Качеството на зърното влияе преди всичко върху органолептичните свойства на алкохола, произведен от него. Един от най-важните показатели за качеството на зърното е неговата миризма. Зърната и семената на всички култури могат да абсорбират (сорбират) от околен святизпарения на различни вещества и газове, което се обяснява с капилярно-порестата структура на всяко зърно и порьозността на зърнената маса. Зърното, заразено с вредители от зърнохранилищата, също може да бъде заразено с техните отпадъчни продукти.

Така че, ако в зърното има акари, се образува специфична неприятна миризма, която влошава вкуса и цвета на зърното. В резултат на увреждане на обвивката на зърното се създават условия за развитие на микроорганизми, които могат да допринесат за натрупването на микотоксини. Обработката на такова зърно не създава затруднения, но наличието на голям брой насекоми може да повлияе неблагоприятно на органолептичните свойства на алкохола.

За получаване на алкохол често се използва лошо качество, дефектно зърно:

♦ с повишена заплевеленост (съдържание на органични и минерални примеси от 5% и повече);

♦ прясно набрани и неузрели;

♦ подложени на самонагряване;

♦ повредени от изсъхване;

♦ поразени от главня и мораво рогче;

♦ засегнати от фузариум.

Преработката на прясно прибрано и неузряло зърно без отлежаване за узряване често се извършва с нарушение на технологията, което се изразява в интензивно разпенване на кашата поради високото съдържание на разтворими вещества (захари, аминокиселини) и ниското съдържание на нишесте и протеини. Това често води до трудности при пасирането и, разбира се, до намаляване на производителността на ферментационното отделение.

В допълнение към неузрелите, прясно прибрани зърна, често за преработка идват зърна, повредени от сушене, замърсени с вредни примеси и вредители. селско стопанство, пожълтели, презимували в поле, засегнато от фузариум и др.

Цветът на ендосперма на повреденото от изсушаване зърно може да се промени от кремав до светлокафяв и черен. Зърната с черни ендосперми в анализа на плевелите се наричат ​​​​плевелни примеси, тъй като маслената и други органични киселини се натрупват в изгореното зърно на полето или по време на съхранение, което влияе отрицателно върху качеството на дрождите и алкохола, който придобива горчивина и неприятна миризма . В изгорялото зърно се повишава съдържанието на канцерогенни вещества, по-специално бензпирен, концентрацията на които според изследванията на Всеруския научно-изследователски институт по здравеопазване може да достигне 2,2 µg/kg, което се отразява негативно на жизнената дейност от маята. Поради това се обработва само в смес с

здраво зърно, а изгорените зърна трябва да бъдат не повече от 8 ... 10%.

Много често предприятията получават зърно, засегнато от глави, мораво рогче и други вредни примеси, чието количество със сигурност трябва да бъде ограничено, тъй като те влияят неблагоприятно върху органолептичните показатели - вкус, мирис, особено вкус, придавайки на алкохола горчивина, суровост и парене.

Зърното, заразено със глави и мораво рогче, съдържа токсични алкалоиди (ерготамин, ергобозим, аргонин, корутин) и само по себе си става токсично. Такова зърно може да се обработва само в смес със здраво зърно (не трябва да има повече от 10% заразено зърно). Вредните примеси, съдържащи се в зърното и неизползвани по време на обработката, са крайно нежелателни, тъй като придават на алкохола острота, пикантност и много често горчивина.

Зърното, използвано за производството на алкохол, има в състава си не само нишесте, чието съдържание в абсолютно сухо вещество е 65 ... 68%. Останалата част от сухото вещество включва протеини, мазнини, минерали, нескорбялни полизахариди, свободни захари, декстрини.

B показва средните стойности на съдържанието на компонентите на зърното. Всички тези съединения участват в различни биохимични реакции на всички етапи от технологичния процес на получаване на алкохол.

В първите етапи на производството се извършват физични и химични трансформации на нишестето и неговите съставки - набъбване и желатинизация. Във всички следващи етапи – термична обработка, озахаряване и ферментация – протичат ензимни процеси, водещи до химическа промяна на нишестето и всички съставни части на зърното – захари, нескорбялни полизахариди, пектини, азотни и мастни вещества.

Основната реакция на разлагане на захарите (фруктоза, захароза) по време на топлинна обработка е образуването

Химическият състав на зърното, използвано при производството на алкохол

хидроксиметилфурфурол, който от своя страна се разлага до левулинова и мравчена киселина. Подобно разлагане на пентози се случва с образуването на фурфурол. Част от хидроксиметилфурфурола се кондензира, образувайки багрила (жълто-кафяво).

Втората по интензивност реакция на разлагане на захарите по време на термична обработка е образуването на меланоидини (оцветени съединения), така наречената захароаминова реакция, която протича по много сложен начин - трансаминиране. Инициира се от гликозидния хидроксил на захарта и аминогрупата на аминокиселините. Сред продуктите на меланоидиновата реакция са открити алифатни алдехиди, фурфурол и неговите производни - формалдехид, метилглиоксал, ацетоин.

Следващият фактор, влияещ върху органолептичните свойства на готовия продукт, са озахаряващите материали - малц и ензимни препарати от култури от микроорганизми. Захарообразуващите материали също могат

косвено влияят върху органолептичните свойства на алкохола. Ако за озахаряване се доставят заразени ензимни препарати или с недостатъчна ензимна активност (и тези обстоятелства не са необичайни), това, като правило, води до заразен процес на ферментация. В резултат на това нежеланите отпадъчни продукти от дрождите се натрупват със субстрата, което води до натрупване на вторични метаболити, съпътстващи образуването на етанол - органични киселини и ненаситени съединения.

Когато ферментиращата течност се подкиселява, окисляваемостта на алкохола намалява, миризмата и вкусът на алкохола се влошават. Това се случва в резултат на образуването на ненаситени съединения (кротоналдехид, акролеин), а именно те влияят на индекса на окисляемост. Техният брой е малък, но ефектът върху вкусовите качества на алкохола е много голям. Ненаситените съединения в количество от 1,0 ... 1,4 mg / l вече придават алкохолна горчивина и неприятна миризма.

Появата на инфекция в зърното (главно под формата на млечнокисели и оцетнокисели бактерии) е една от причините за получаване на алкохол с лошо качество по отношение на органолептичните показатели. По време на ферментацията на заразена пивна мъст, отпадъчните продукти от заразяване на микроорганизми и автолиза на дрожди се натрупват в алкохола. При вкисване на кашата се образуват около 20 органични киселини (маслена, изомаслена, оцетна и др.), Придаващи на алкохола неприятна миризма на гранясало масло, както и естери, продукти на окисление на алкохол и органични киселини. В допълнение към влошаването на миризмата и вкуса на алкохола, появата на инфекция води до загуба на въглехидрати и намаляване на добива на алкохол.

Качеството на алкохола също се влияе от използването на различни видове дрожди. Правилният избор на дрожди и параметрите на тяхната ферментация осигуряват производството на алкохол с ниско съдържание на основните примеси (ацеталдехид, метилацетат, етилацетат, пропанол, изопропанол, изобутанол, бутанол, изоамилол).

Дрождите причиняват специфично разграждане на аминокиселините, присъстващи в алкохолната ферментационна среда, превръщайки ги в първични алкохоли:

♦ от левцин - изоамил (CH 3) 2 CHCH2CH 2 OH;

♦ от изолевцин - амил C 2 H 5 CH (CH 3) CH 2 OH;

♦ от валин - изобутил (CH 3) 2 CHCH 2 OH.

Тези три алкохола са част от състава на фузеловото масло и идват от протеини, които обикновено се намират в суровините и претърпяват ферментация.

При производството на алкохол водата е много важен компонент, тъй като тя е част от субстрата за приготвяне на пивната мъст, а качеството на произведените продукти зависи от чистотата на използваната вода (т.е. броя на микроорганизмите, присъстващи в него, разтворени химикали и др.). В някои заводи водата се взема от резервоари, където влизат отпадъчни води, които могат да съдържат акролеин, пропилов алкохол, кротоналдехид. В тази връзка е по-добре да се използва вода от артезиански източници. Проучванията показват, че колкото по-висок е сухият остатък в алкохола (и това се наблюдава по-често при повишено pH на алкохола - 7,8 ... 9,0), толкова по-лоша е неговата органолептична оценка. Сухият остатък при pH на алкохола 7,8...9,0 варира от 0 до 24 mg/dm 3 . В алкохола, получен от меласа, сухият остатък е по-висок поради хранителните соли, добавени към rassir-roka.

След брагоректификацията в етиловия алкохол остават токсични примеси, които се определят в съответствие със стандарта за етилов алкохол от хранителни суровини - ацеталдехид, естери (етилацетат, метилацетат), фузелни масла (1-пропанол, 2-пропанол, 1- бутанол, изоамилол, изобутилов алкохол) и метанол. Въпреки това, в алкохола различни начинии методи са открити повече от 200 химични съединения, чиято концентрация е много трудна и трудно може да се установи чрез съществуващите методи, използвани за анализ на алкохол. И така, висшите естери, които понякога присъстват в алкохола, му придават фин

плодов аромат. Диетиловият етер, който има гниеща миризма, придава горчивина на алкохола. Висшите алкохоли (хептил, нонил) намаляват индекса на окисляемост с 5-7 минути, а също така придават на алкохола парещ и горчив вкус и мирис на гранясало масло.

Нетипични примеси, пестициди, микробни и други токсини, краун етери и др. могат да повлияят на качеството и на първо място на органолептичните характеристики на алкохола.

Алкохолна технология

Етиловият алкохол се получава по три начина: ензимен (или биохимичен), химичен и синтетичен.

В първия случай ферментацията на захарта се извършва под действието на ензими, дрожди:

Във втория случай индустриалният алкохол се произвежда от растителни суровини с високо съдържание на фибри чрез нехидролизируеми ензими на дрождеви клетки (стърготини, слама, торф, мъх и др.) и от сулфитни течности (отпадъци от производството на целулоза и хартия), съдържащи до 1,5% захар, химически действащи върху суровините с минерални киселини.

В третия случай техническият синтетичен алкохол се получава чрез добавяне на вода към етилен в присъствието на катализатор:

Ректифицираният хранителен етилов алкохол се получава само от хранителни суровини. Основните суровини за производството на алкохол са картофи, зърно, меласа.

Производството на ректифициран етилов алкохол се състои от следните етапи:

♦ подготвителна — пречистване на суровините от примеси, подготовка на малц;

♦ основната е смилането на нишестени суровини, озахаряването на нишестето, ферментацията на озахарената маса, дестилацията на кашата и производството на суров алкохол;

♦ крайна - ректификация (многократна дестилация с цел пречистване на етилов алкохол от примеси).

Най-добрият вид растителна суровина за производство на алкохол са картофите. За преработка в алкохол се използват високодобивни технически сортове картофи, които имат високо съдържание на нишесте и са стабилни при съхранение.

Зърното се използва като суровина и за производството на малц - покълнало зърно, което е източник на ензими, които разграждат нишестето до ферментиращи захари. Като суровини, съдържащи нишесте, се използват различни зърнени култури; качеството на зърното в този случай не се регулира. Меласата е отпадъчен продукт от производството на захар. Основният му компонент е захарозата, която в условията на производство на алкохол е напълно ферментирала и се превръща в алкохол.

В редица дестилерии вместо малц се използват ензимни препарати от микробен произход, съдържащи амилолитични и декстринолитични ензими. Приготвят се от плесенясали гъби Aspergillus sorise и Aspergillus awamori, отглеждани върху трици. Ензимните препарати се използват за пълно заместване на малца, както и смесени с малц в различни пропорции.

Помощни материали при производството на алкохол са киселини - сярна, солна и ортофосфорна, соли - суперфосфат, амониев сулфат, диамониев фосфат; антисептици - формалин и белина.

два или повече компонента, кипящи при различни температури. При производството на алкохол дестилацията е отделяне на етилов алкохол от кашата заедно с летливи примеси. С проста дестилация, т.е. кипене на смеси и кондензиране на освободените пари, силата на дестилата от 55,4% vol. За да се получи кондензат с по-висока якост, е необходимо да се извърши повторна (многократна) дестилация.

За извличане на суров алкохол от кашата се използват колони, оборудвани с плочи, на всяка от които кашата се вари в противоток с пара.

Суровият алкохол съдържа редица примеси, които се различават по точка на кипене. Естерите, алдехидите, метиловият алкохол имат точка на кипене по-ниска от етиловия алкохол, а естерите, висшите алкохоли - по-висока.

Примесите са вторични и странични продукти от алкохолната ферментация. Повечето от тях имат вредно въздействие върху човешкото тяло, поради което остатъчното количество и съставът на примесите влияят върху качеството на ректифицирания алкохол и алкохолните напитки, произведени от него. При общо съдържание на примеси в суровия алкохол до 6 g/l, в състава му са идентифицирани повече от 50 съединения, които могат да бъдат причислени към една от четирите групи химикали: алдехиди и кетони, естери, висши алкохоли (фюзелови масла). ) и киселини.

Получаването на ректифициран алкохол от суров алкохол се извършва на многоколонни инсталации. Всяка колона има собствен режим на температура и налягане и изпълнява специфична функция за разделяне на водно-алкохолна смес.

Брагодистилационен агрегат (състои се от колона, обратен хладник и хладилник. Колоната е разделена от хоризонтални прегради (плочи), свързани помежду си с преливни чаши. Колоната се състои от две части: долната е кашата А, горната е алкохол Б. Устройството работи по следния начин -

Схема на дестилационна инсталация:

/ - помпа за каша; 2— лампа за наблюдение; 3 - кондензатор; 4 - сепаратор на каша; 5 - дефлегматор; 6 - хладилник; 7—филтър за алкохол;8—ротаметър; 9— контролна лампа; 10 - регулатор на парата; // - Колона; 12 - бард регулатор

Зрялата каша се изпомпва към дефлегматора 5, където се нагрява до 70...75 ° C от алкохолни пари, издигащи се от алкохолната колона, и тече гравитационно към горната плоча на колоната за каша. Върху всяка плоча се поддържа слой каша от 50...60 mm. Парата влиза в колоната отдолу, която загрява кашата до кипене, получената каша се изпарява нагоре. Преливайки от плоча в плоча, кашата отделя алкохол и излизайки от колона 72, не съдържа алкохол и се нарича дистилация. За пълно изпаряване на алкохола температурата в долната част на колоната се поддържа 103...104 °C.

Водно-алкохолните пари се издигат нагоре в алкохолната колона, върху чиито плочи постепенно се обогатяват с алкохол. Парите, напускащи горната плоча на алкохолната колона, влизат в обратния хладник, където частично се кондензират, загрявайки кашата. Течност (храчки)

се връща в колоната, а парите се издигат до сепаратора 4 и кондензатора 3, най-силните - до хладилника 6, където се охлаждат до температура от 15 ... 2 CGS, представляваща суров алкохол. Кондензатът през наблюдателната лампа 2 се изпраща обратно в колона 77. Хладилникът и кондензаторът се охлаждат с вода. Суровият алкохол от хладилника, преминавайки през филтъра 7, контролната лампа 9, ротаметъра 8, влиза в контролния снаряд и след това в резервоарите на отделението за получаване на алкохол.

Типичните дестилационни инсталации (BRU), използвани за изолиране на етилов алкохол от кашата, включват редица технически решения, които не позволяват дълбоко пречистване на крайния продукт от метилов, пропилов, изопропилов, изобутилов, изоамилов алкохол, кротоналдехид и някои други примеси, които имат изключително негативно влияние върху органолептичните показатели на алкохолните напитки и човешкото здраве. Такива решения включват връщане на фузелов алкохол и промивни води на фузелово масло към оригиналната каша, подаване на непастьоризиран алкохол към 37-та плоча на епурационната колона, използване на лютена вода за хидроселекция и някои други.

Разработени и патентовани са няколко нови технологични схеми за брагоректификация, които позволяват значително повишаване на органолептичните и аналитичните параметри на ректифицирания алкохол. В същото време производителността на BRU се увеличава с 10...15%, а добивът на крайния продукт е 98...98,5%.

Тези показатели се постигат чрез използването на метода на дълбока хидроселекция, предварително пречистване на дестилата на кашата (преди да се подаде в епурационната колона), дестилация на междинни фракции в дестилационната система за варене с селекция на концентрата на основната фракция (0,4 ... 0,6%), концентрат на пропилов алкохол (0,3 ... 0,4%), използването на нови BRU колони и други технологични методи.

Предложените DRU успешно работят в няколко дестилерии в Русия. Схематична диаграма на един от тези BRU е представена на

Принципна схема на BRU за дълбоко пречистване на алкохол

Инсталацията включва колона за бира 7 с нагревател за бира 4, водна секция на дефлегматор 5, кондензатор 6, сепаратор на въглероден диоксид 2, кондензатор на сепаратор на въглероден диоксид 3 и капан за мръсно рамо (не е показано); изпарителна колона 8 с дефлегматор 9, кондензатор 10, котел 77 и резервоар за омекотена гореща вода за хидроселекция 7; алкохолна колона 77 с обратен хладник, включваща каша 18 и водна 19 секция, кондензатор 20 и кондензатор за пари на фузелово масло 27; колона за метанол 22 с обратен хладник 23, кондензатор 24 и котел 25; ускоряваща колона 12 с дефлегматор 13, кондензатор 14, кондензатор на парите на фюзелово масло 15 и шайба за фюзел 16.

Изходната каша се нагрява в нагревателите на кашата 18 и 4 до 80 ... 85 ° С и се подава в сепаратора 2, където се освобождава въглероден диоксид, съдържащ парите на летливите вещества на кашата. Въглеродният диоксид се пречиства чрез кондензация на пари в кондензатор 3 и се отстранява от дестилационната инсталация, а полученият кондензат се изпраща заедно с течността от алкохолния капан на мръсните презрамки към хранителната плоча на епурационната колона 8.

Отделената каша се подава към горната плоча на кашовата колона 7, където от нея се изваряват етилов алкохол и летливи примеси. Парата от горната плоча на кашата колона 1 се насочва към кашата 4 и водата 5 секциите на нейния дефлегматор. Дестилаторът от топлообменниците 4, 5, 6 захранва епурационната колона 8, в горната част на която се подава гореща вода от резервоара 7 в такова количество, че концентрацията на алкохол в епуратора е 16 ... 22% об.

Това осигурява силно увеличение на коефициентите на изпарение на всички примеси на етилов алкохол. Компонентите на фюзеловото масло и други междинни примеси придобиват характер на глава върху всички плочи на зоната за хидроселекция на колона 8 и се отстраняват с фракция, взета от течната фаза на плочата над входната точка на водата за хидроселекция и се изпращат към долната , захранваща плоча на ускоряващата колона 12. Фракцията от примеси от главата се взема от кондензатора 10, подава се към горната захранваща плоча на ускоряващата колона 12.

От куба на колона 8 се отстранява епуретът, който се изпраща към хранителната плоча на алкохолната колона 17. Епуретът се концентрира в колоната и алкохолът се пречиства от съпътстващите примеси. Фракция от фузелово масло се взема от парната фаза на долните 5...11-ти плочи на колона 17 и се изпраща в кондензатор 21.

Фракция непастьоризиран алкохол се отстранява от кондензатора 20 и се прехвърля към горната захранваща плоча на бустерната колона 12.

Ректифицираният алкохол се взема от течната фаза на горните плочи на усилващата част на колоната /7 и се изпраща към захранващата плоча на метаноловата колона 22, която е предназначена за дълбоко пречистване на алкохол от метанол и примеси от главата. Тези примеси се вземат с метаноловата фракция от кондензатора 24 и се подават към горната захранваща плоча на бустерната колона 12.

Ускорителната колона 12 има две захранващи плочи, в горната част на които се въвеждат фракции от кондензатори 10, 20, 24 и алкохолни уловители от чисти презрамки, метанолът и примесите от главата се изваряват от тях, те се концентрират в концентрационната част на колона 12, нейния дефлегматор 13 и взет от кондензатора 14 под формата на концентрат от основната фракция (KGF). Част от фюзеловото масло от кондензатора 21, промивната вода от фюзелната шайба 16 се подават към долната хранителна плоча на колоната 12 и междинните примеси се отделят от тях чрез избиране на фюзеловото масло от парната фаза на долната 5 . .. 11-та плоча на колона 12 и концентрат на пропилов алкохол от течната фаза 18...20-та плоча на тази колона. От течната фаза на плочите на средната зона на колоната /2 се отстранява фракцията етилов алкохол, пречистена от примеси от главата, и се връща в кашата.

Пречистването на суров алкохол от примеси за получаване на ректифициран алкохол се извършва в дестилационни инсталации.

Ректификацията е многоетапна дестилация. Извършва се с пара в колони, състоящи се от тарелки с много капачки, които са по-ефективни по отношение на разделителния капацитет на пробата. Ректифициран алкохол, етилов алкохол (главна фракция), съдържащ основната част от естери и алдехиди, т.е. летливи компоненти, и фузелово масло, смес от висши алкохоли, които кипят при по-висока температура, се получават в дестилационни инсталации. В съответствие с хода на дестилацията тези примеси се наричат ​​глава, междинен продукт и опашка.

Главните примеси кипят при температура под точката на кипене на етилов алкохол. Това са алдехиди (мравчен, оцетен и др.), естери (мравчен етил, метилацетат, етилацетат и др.), метилов алкохол.

Отпадъците включват примеси, кипящи при температура над точката на кипене на етилов алкохол. Това са главно фузелни масла, т.е. висши алкохоли: пропил, изопропил, бутил, изобутил, амил, изоамил и др. Остатъчни примеси включват също фурфурал, ацетали и някои други вещества.

Междинните примеси са най-трудните за разделяне групи съединения. В зависимост от условията на дестилация, те също могат да бъдат както глава, така и опашка. Тази група примеси включва изомаслен етил, изовалерианоетил, ацетицизоамил, изовалерианоизоамил естери и други съединения.

Понастоящем по-голямата част от ректифицирания алкохол се произвежда в дестилационни инсталации с непрекъсната дестилация, които се състоят от инсталации за непрекъсната дестилация и дестилация (ще се използват инсталации с три, четири и пет колони).

Според предназначението си колоните се наричат:

♦ каша - за изваряване на спирт и каша;

♦ епурация - за изолиране на фракцията на главата;

♦ дестилация — за пречистване и изолиране на ректифициран алкохол;

♦ фюзел - за концентриране и изолиране на висши алкохоли (фюзел);

♦ колона за окончателно пречистване - за получаване на ректифициран алкохол най-високо качество.

В зависимост от степента на пречистване ректифицираният етилов алкохол се разделя на:

♦ 1 клас (не се използва в производството на алкохолни напитки)

♦ "Основа"

♦ "Екстра"

♦ "Лукс"

♦ Алфа

Етиловият ректифициран алкохол трябва да се произвежда в съответствие с изискванията на GOST R 51652-2000.

Според органолептичните показатели ректифицираният етилов алкохол трябва да отговаря на изискванията, посочени в таблица 2.

Органолептични характеристики на рафиниран етилов алкохол

За производството на водка, чието качество отговаря на съвременните изисквания, с минимални разходи за технологични процеси, е необходимо да се използва ректифициран етилов алкохол без токсични примеси. По физични и химични показатели ректифицираният етилов алкохол трябва да отговаря на изискванията, посочени в чл.

Алкохолите "Лукс" и "Екстра" се произвеждат от различни видове зърно и смес от зърно и картофи (количеството на картофено нишесте в сместа не трябва да надвишава 35% при производство на алкохол "Лукс" и 60% - при производство на алкохол " Екстра“ и „Основа“). Алкохолът "Екстра" е предназначен за производство на водка за износ, получава се от зърно в здраво състояние.

Алкохол "Алфа" се произвежда от пшеница, ръж или смес от пшеница и ръж. Позволено е да се установят изисквания за съотношението на състава на суровините по време на производството

Физически и химични показатели за качеството на етилов ректифициран алкохол в съответствие с GOST R 51652-2000

алкохол за износ в съответствие с условията на договора.

Алкохолът с най-висока чистота и клас 1, в зависимост от суровината, произвежда:

♦ от зърно, картофи или зърно и картофи;

♦ от смес от зърно, картофи, захарно цвекло и меласа, сурова захар и други суровини, съдържащи захар и нишесте в различни пропорции;

♦ от меласа;

♦ от основната фракция на етилов алкохол, получена при производството на алкохол от хранителни суровини (OST 10-217-98 "Главна фракция на етилов алкохол").

Отчитането на алкохола се извършва в безводен алкохол. Изчислението се извършва по следния начин - определят се обемът и температурата на алкохола в мерителната чашка. Специален хидрометър (спиртомер) измерва плътността, съответстваща на определена крепост. Според специални алкохолометрични таблици, според показанията на алкохоломера и температурата, се намира силата на алкохола (в% об.) И множителят, по който се умножава обемът, и се получава количеството безводен алкохол, съдържащ се в него .

GOST стандартизира шест основни физични и химически показатели за безопасност, а граничните стойности на масовите концентрации на токсични елементи се регулират от SanPiN.

GOST стандартизира граничните стойности на масовите концентрации (по отношение на безводен алкохол) - оцетен алдехид, фузелово масло, естери, свободни киселини, фурфурол и метилов алкохол.

Наличието на фурфурол изобщо не се допуска, а стойността на метиловия алкохол по отношение на безводния алкохол трябва да бъде не повече от 0,05%.

Срокът на годност на алкохола не е ограничен, но трябва да се спазват условията за неговото съхранение в съответствие с инструкциите за приемане, съхранение, разпределяне, транспортиране и отчитане на етилов алкохол, одобрени по предписания начин.

Показателите за автентичност и безопасност се определят съгласно GOST R 51786-2001 „Водка и етилов алкохол от хранителни суровини. Газохроматографски метод за определяне на автентичността.

Опаковане, етикетиране и съхранение на етилов алкохол

Ректифицираният етилов алкохол се налива в специално оборудвани резервоари или резервоари, бъчви, бутилки, кутии, които се затварят с капаци или тапи, за да се осигури херметичност, запечатани или запечатани. Бутилките се опаковат в специални кутии или кошници. Използването на поцинковани стоманени съдове е забранено.

Върху транспортния контейнер се нанася следната маркировка: име на производителя, неговия адрес; името на алкохола; обем, даде; бруто тегло в кг; варел, бутилка, туба и партиден номер; надпис "Запалима течност"; знак за опасност; класификационен код 3212, UN номер 1170; стандартно обозначение.

Питейният етилов алкохол 95% се налива в стъклени бутилки с вместимост 1,0, 0,5 и 0,25 dm 3, които се затварят с коркова запушалка с подплата от пергаментова хартия или полиетиленова тапа, а след това с алуминиева капачка, върху която се поставят указанията на производителя. нанася се печат и обемна фракция алкохол.

Към бутилката е прикрепен етикет, указващ името на продукта; търговска марка; име и местонахождение (адреси) на производителя, опаковчика, износителя, вносителя; наименование на страната и мястото на произход на стоките; търговска марка на производителя (ако има такава); крепост (обемна част от етилов алкохол); обем, l; дати на бутилиране (на гърба или на предната страна на етикета, на

капачки или задни етикети или директно върху потребителската опаковка на удобни за четене места); обозначения на нормативна или техническа документация, в съответствие с която продуктът е произведен и може да бъде идентифициран; информация за сертифициране.

Бутилките с алкохол се поставят в дървени кутии, върху които с незаличима боя се нанася следната информация: наименование на производителя; името на алкохола; брой и вместимост на бутилките; брутно тегло; дата на бутилиране, стандартно обозначение; надписи "Запалимо", "Отгоре" и "Внимание - стъкло".

Ректифицираният етилов алкохол в цистерни и резервоари се съхранява извън производствените помещения, а в бъчви, бутилки и бидони - в спиртохранилището. Бутилките и кутиите се поставят в един ред, а бъчвите - не повече от две по ширина и височина във всяка купчина. Етиловият алкохол е летлива, запалима течност, според степента на въздействие върху човешкото тяло принадлежи към 4-ти клас на опасност. Максимално допустимата концентрация на алкохолни пари във въздуха на помещенията не трябва да надвишава 1000 mg/m 3 . За да се избегне експлозия, резервоарите, оборудването, свързано с технологията, съхранението и движението на етилов алкохол, трябва да бъдат защитени от статично електричество.

Срокът на годност на алкохола не е ограничен.

Формулата за създаване на алкохол за пиене е различна от техническата. Алкохолът е основният компонент на всяка алкохолна напитка, без който не може нито едно празненство. В света има два основни вида, които не трябва да се бъркат: метил, чиято формула е CH 3 OH, и етил C 2 H 5 OH. Основната им разлика е, че първият се счита за технически и неподходящ за употреба, което не може да се каже за второто. И двата вида не се различават само по външен вид различна формула. Така че нека да разберем какъв е класът алкохоли и какви са разликите в тяхната структура.

Малко за алкохола

Произходът на алкохола се връща към библейските времена, Ной, без да забелязва, че сокът се разваля, ферментира, изпи го и се напи. Тогава започва обратното броене на културата на винопроизводството и експериментите с алкохол.

Основата за създаването на алкохол е процесът на дестилация, откъдето идва и името, тъй като полученият продукт се нарича "spiritus vini".

През 14-ти век има вълна от открития, когато във всяка точка на земята производството на този продукт е постигнато чрез различни нови методи.

Основните етапи на развитие и разпространение:

  1. През 30-те години на 14 век алхимикът Уилгер получава винен спирт от вино.
  2. През 80-те години търговецът донесе етанол от Италия в Москва.
  3. През 20-те години на 16 век Парацелз разкрива основното свойство на етил - сънотворните, като провежда експеримент върху птици.
  4. След 2 века първият пациент е евтаназиран за операцията.
  5. До около 1914 г. на територията на СССР е имало около 2,5 хиляди производствени предприятия, а по време на войната този брой е намалял с почти 90%.
  6. През 1948 г. производството е коригирано, старите методи са подобрени и са разработени нови технологии.

Видове:

  1. Технически или метил - той е направен от дърво или продукти на петролна основа. Те го подлагат на киселинна хидролиза, което го прави вредно за човешкото здраве.
  2. Производството на хранителни, медицински или етилови продукти се извършва само от продукти, които са разрешени за консумация, т.е. от хранителни суровини. Използват се предимно картофи, жито, просо, царевица и др. Много рядко използвайте плодовете на дърветата и други растения, богати на въглехидрати.

Както вече споменахме, разграничете технически изгледот пиене е доста трудно. Ето защо все повече отравяния, а дори и смърт се случват поради незнание. Техническият алкохол се използва в промишлеността, при производството на разтворители, домакински химикали, но понякога се продава под прикритието на етилов алкохол.

Основни методи за определяне:

  1. производител. Трябва да купувате напитка само в онези магазини, които вдъхват доверие, тъй като такива магазини не доставят фалшиви продукти, което не може да се каже за сергии или подземни магазини. Пийте алкохол от известни производители на алкохол или в краен случай медицински алкохол, тогава няма да се излагате на опасност.
  2. Запалете напитката. Най-лесният начин да проверите качеството. Цветът е етилов, при запалване - син, метанолът - зелен.
  3. Картофена грудка. Преди да пиете, хвърлете парче картоф в малка купа и го напълнете с алкохол. Ако цветът не се е променил, тогава имате чиста инфузия пред себе си и можете спокойно да я изпиете, ако е придобила розов оттенък - технически вид.
  4. Тествайте с медна жица. Загрява се и се поставя в купа с течност, ако има остра тръпчива миризма - метанол, не разпознавате миризмата на етил, няма го.

Полезни свойства:

  1. Отличен антисептик и разтворител за лекарства;
  2. Използва се при настинки, за разтривки за сваляне на температура.
  3. Това е чист продукт (храна), който не съдържа никакви примеси, като вино или бира.

Освен това се използва за създаване на лечебни тинктури от различни билки:

  • Тинктура от евкалипт за лечение на дихателната система;
  • Розова тинктура за лечение на сърдечно-съдовата система;
  • Тинктура от мента за успокояване на нервите, облекчаване на стреса;
  • С невен ще даде жизненост и сила;
  • Стеснява отпуснатите вени компрес от тинктура от кестени;

Отрицателно въздействие:

  1. Токсичен ефект върху всички органи на човешкото тяло;
  2. Превишаването на индивидуалната норма може да доведе до тежко отравяне или дори смърт. Общата смъртоносна доза е 10 грама на килограм телесно тегло.
  3. Подпомага развитието на гастрит, язва, рак, цироза и др.
  4. Стига се до смъртта на мозъчни клетки – неврони.
  5. Предизвиква зависимост, която води до алкохолизъм.
  6. Допринася за затлъстяването, тъй като е много калорична напитка, а също така предизвиква апетит.
  7. Твърде висока концентрация на етанол за човек, приемлива, дори терапевтична скорост на ден от 30 ml.

Процес на производство на етилов алкохол

Получаването на етил се свежда до два основни начина:

  1. Алкохолна ферментация;
  2. Производство в индустриални условия;
  3. Родов метод или у дома.

Първият метод включва използването на бактерии или по-скоро осъществяването на процеса на ферментация, който се основава на жизнената активност на бактериите и дрождите. Най-често се използва грозде, т.к. съдържа въглехидрати и захароза. По същия начин се обработват царевица, пшеница, ечемик.

След приключване на процеса концентрацията в химичния състав на алкохола е 15%. Това се дължи на факта, че дрождите се убиват в създадения алкохолен разтвор. Следващата стъпка е дестилация и пречистване.

Ако опишете процеса по-подробно, тогава всичко започва със смилане на компонентите: зърна от царевица, пшеница, ръж, след което производството преминава към разграждането на нишестето (процес на ферментация). След това вече описаният процес на натрупване на алкохол чрез ферментация и унищожаване на дрождите. И последният етап е ректификация или пречистване на получените суровини. Едва след това съдържанието на етанол е около 96%.

Вторият метод се основава на хидролизата на целулозата, т.е. използвайки вода, вземете нов продукт, формулата е следната:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

Но има и значителен минус, по време на обработката в разтвора се образуват различни примеси, които влияят неблагоприятно на човешкото тяло. Ето защо не трябва да се консумира в този вид, а само след почистване.

Процесът на ректификация включва пълно изхвърляне на сивушни масла, но запазване на първоначалния състав. В процеса на почистване става прозрачен, т.к. всички примеси, които дават сянка, са изключени. За да се създаде пиещ вид, почистването се извършва няколко пъти.

Така че, нека да преминем към последния метод - получаване на етил народен метод. Всички същите компоненти, но техниката е напълно различна, не е автоматизирана.

Ще ни трябва:

  1. Дестилационни апарати (самогон);
  2. Суров материал.

И така, основните стъпки са:

  1. Направете малц;
  2. Решете каша от мая;
  3. Разглобете суровините;
  4. Вземете малцово мляко;
  5. Извършете смесването на основното задръстване;
  6. Изпреварване на кашата;
  7. процес на почистване;
  8. Проверка на качеството.

Така че нека да разгледаме всяка стъпка.

Първо трябва да изберем зърното. Избират се само най-добрите зърна, чийто период е не по-малко от 2 месеца от датата на прибиране на реколтата (но не повече от една година).

Основни критерии за избор:

  1. Цветът трябва да е светложълт;
  2. Сърцевината е бяла, рехава;
  3. Черупката е узряла, твърда, тънка.
  4. В зърното не трябва да има примеси.

Следващата стъпка е почистване и отделяне на зърната. Първо се пресява, за да се отърве големи парчетабоклуци. След това се прекарва през фино сито, за да се избегне попадането на тревни семена и малки частици отпадъци. Изплакнете всичко под вода при 50°C, за да избегнете прах и други примеси до кристално чиста вода.

След това изсипете влива сурова вода в емайлирана купа, изсипете суровините на части. След четири часа може да се отърве от плаващи зърна (те са с лошо качество) и отломки. След това трябва да източите излишната вода, така че максималната граница да е 25 см над повърхността на малца. Порасналите зърна трябва да се отстраняват от време на време, а водата да се сменя на всеки 6-12 часа.

Целият процес продължава някъде 4-5 дни, но трябва да разчитате на критериите:

  • Черупката се отделя без усилие;
  • Зърното се огъва, не се разпада;
  • Съдът се спука и от него се вижда кълн;
  • Ако смачкате плода, можете да начертаете линия с него.

Поставяме зърната в помещение, което не е влажно и проветриво. Поставяме ги върху лист за печене, със слой от 5 см, поставете леко навлажнена кърпа отгоре. През деня те трябва да се обръщат на всеки 5 часа. Гнилостните бактерии трябва да се избягват чрез наблюдение на стайната температура.

Ако тези признаци са налице, трябва да преминете към следващата стъпка:

  • Процесите вече са с дължина 1,5 см.
  • Всички кълнове са заплетени един в друг.
  • Зърната са хрупкави, ако се начупят или прегризат.
  • Цветът е същият както беше.
  • Има приятна миризма, подобна на аромата на краставица.
  • Първо трябва да смилате малца, но не в брашно, а в зърнени култури;
  • Изсипете получената смес в тенджера и налейте 15 литра вода (50 ° C). Разбъркваме до идеална консистенция.
  • Намалете топлината и оставете да къкри за един час, като избягвате изгарянето.
  • Отстранете от котлона и в купа с лед или ледена вода.
  • Маята се разрежда според инструкциите.
  • Изсипете топлата смес в бутилка, добавете маята и разбъркайте.
  • Поставяме воден затвор на врата и го поставяме на топло място за ферментация.
  • Разбърквайте всеки ден в продължение на една седмица.

Трябва да се получи светла смес, с кисел вкус и мирис на алкохол.

Понякога те дори не добавят мая, а само добавят топла водаи захар. Но увеличете времето за ферментация до 10 дни.

Сега полученият разтвор се пречиства до състояние на качествено вещество.

Използването на етилов алкохол

Едно от основните приложения в горивна индустрия. В ракетни двигатели, вътрешно горене. В химическата област той е компонент на много вещества. Служи като разтворител в бояджийската и лаковата промишленост. Включва се в състава на антифриз, средства за измиване на предното стъкло, почистващи и почистващи препарати. В хранително-вкусовата промишленост се използва като алкохолна напитка. Среща се и в оцета.
В медицината приложението му е просто неописуемо. Това е най-популярната област на приложение. Това е антисептик, тъй като е в състояние да унищожи всички микроби и бактерии, допринася за дезинфекцията на раната и предотвратява процеса на гниене и разлагане.

Преди да продължите с процедурите, повърхността се смазва с етил, ръцете се дезинфекцират и изсушават. Също така, по време на механична вентилация етанолът се използва като пеногасител. Включва се дори в състава на анестезия и упойка.

Както бе споменато по-горе, той е отличен затоплящ агент при настинки. Също така по време на горещините можете да се натриете с разтвор, това ще ви осигури прохлада.

Ако сте отровени индустриален алкохол, тогава етанолът ще бъде отличен "противоотрова".

Признаци на отравяне:

  1. Силно главоболие;
  2. Става трудно да се диша;
  3. Усещане за пълен релакс;
  4. Остра болка в корема;
  5. Силно повръщане.

Несъмнено това са симптоми на проста алкохолна интоксикация, но е важно да им обърнете специално внимание. Ако Вашата доза надвишава 30 ml, при липса на медицинска помощ е възможен фатален изход. Ако след първата чаша се почувствате рязко зле, обадете се в болницата, без да се надявате, че всичко ще мине от само себе си.

Не забравяйте фармацевтичните продукти. Използването му се свежда до производството на тинктури, екстракти, някои антибиотици и др.

Парфюмерията не е пълна без етилов алкохол. Всеки продукт го има в състава си, освен вода и парфюмен концентрат. Формулата му позволява да действа като разтворител.

Обобщавайки, можем да заключим, че е много важно да се разграничат видовете тази течност. Има дори определени методи за контрол на качеството. Когато използвате минимално количество метанол, излагате тялото си на опасност, дори черният дроб не може да се справи с толкова много токсини. Несъмнено консумацията на етилов алкохол също не е желателна, но не причинява такъв светкавичен удар на всички органи.

Важно е да запомните, че той се различава значително от метила, но това е единствената разлика между видовете. Купувайте напитка само в лицензирани и доверени магазини, тогава ще избегнете грешка с цената на цял живот.

Споделете с приятели или запазете за себе си:

Зареждане...