Отримання спирту, як отримати етиловий спирт

1. спиртове бродіння
2. сировина

Етиловий спирт, він же етанол, він же винний спирт являє собою безбарвну рідину з характерним запахом і не менш своєрідним смаком. Хімічна формула спирту - C2H5OH, і отримати це з'єднання можна двома способами:

• гидратацией етилену (синтетичний);
• бродінням (мікробіологічний).

Перший спосіб досить складний і рідко використовується навіть в промислових умовах, а вдома так і зовсім не варто відходити від використання натуральної сировини. Адже ми хочемо отримати якісний продукт, чи не так?

спиртове бродіння

Існує 2 основних способи отримання етанолу:

1. мікробіологічний (спиртове бродіння);
2. синтетичний (гідратація етилену).

Синтетичний шлях отримання етанолу досить складний, а в нашому випадку ще й мало цікавий, так як наша задача отримати якісний продукт виключно з натуральної сировини.

C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2 + тепло

Дана формула показує, що одна молекула цукру під дією дріжджових клітин розкладається на дві молекули етилового спирту і така ж кількість молекул вуглекислого газу, а показником успішно проходить реакції є виділення тепла. Однак кількість молекул само по собі для наших цілей не означає зовсім нічого, куди важливіше - маса одержуваних продуктів. Щоб її обчислити згадаємо молярні маси беруть участь в реакції речовин:

С = 12 г / моль

Н = 1 г / моль

О = 16 г / моль

З огляду на це наведене вище рівність в форматі мас буде виглядати наступним чином:

(12 × 6 + 1 × 12 + 16 × 6) = 2 × (12 × 2 + 1 × 5 + 16 + 1) + 2 × (12+ 16 × 2)

180 = 92 + 88

Простіше кажучи, 180 кг цукру після реакції разложатся на 92 кг спирту і 88 кг вуглекислого газу. З урахуванням того, що щільність спирту становить 0,8 кг / л, можна підрахувати, що з кілограма цукру виходить приблизно 0.64 л спирту.

сировина

Як відомо, сировиною для отримання спирту найчастіше служить не чистий цукор, а містять його продукти. Для того, щоб розрахувати вихід спирту при їх бродінні необхідно знати цукристість, яка виражається у відсотках. Наприклад, цукристість яблук 12%, а загальна частка соку від маси плода досягає 70%. Це означає, що 1 кг яблук дозволить отримати 700 гр соку, з нього, відповідно, можливе отримання 84 гр цукру, бродіння якого дасть 54 мл спирту.

Нерідко сировиною для спирту служить крахмалосодержащее сировину. В такому випадку технологічний ланцюжок повинна включати процес гідролізу (перетворення) крохмалю в цукор під впливом каталізують ферментів:

(C6H10O5) n + n × H2O + каталізатор = n × C6H12O6

Примітно, що в даній реакції 1 кг крохмалю перетворюється в 1.11 кг цукру, що і забезпечує популярність саме такої технології отримання цукру. В іншому ж розрахунок одержуваного спирту вкрай простий. Проведемо його на прикладі пшениці, що містить 60% крохмалю: з 1 кг зерен можна отримати 600 гр крохмалю, який після гідролізу перетворюється в 666 гр цукру, бродіння якого дозволить виділити 426 мг спирту.

Цікаво, що в концентрованому розчині спирту дріжджі швидко гинуть, тому на практиці вдається отримувати лише 15% розчин. Саме таким чином отримують відоме всім вино, звідси і назва - винний спирт.

Варто відзначити, що на практиці ніколи не вдається досягти теоретичних значень, причому втрати досягають 10 ... 15%. Ця ситуація пояснюється особливостями протікання хімічної реакції, в процесі якої можуть відбуватися такі явища:

• Випаровування спирту разом вуглекислим газом.
• Вторинні реакції, в результаті яких цукор перетворюється в побічні речовини.
• Неповне протікання основної реакції, в результаті чого деяка частина цукру залишається в початковому стані.

Також частина дорогоцінної рідини втрачається під час очищення, яка здійснюється шляхом перегонки або ректифікації. Це обов'язкова умова отримання дійсно якісного продукту, і уникнути втрат під час очищення не вдається навіть при виготовленні вина.

Як бачите, процес отримання спирту досить простий і цілком може бути здійснений в домашніх умовах. У промисловості технологія виробництва дещо складніше, але якихось кардинальних відмінностей все одно немає, хіба що на всіх стадіях стан суміші відстежує електроніка.