آشنایی با روش های تولید اتانول یا الکل سفید

تولید اتانول یا الکل سفید به روش های مختلفی صورت می گیرد چون همیشه انسان ها در پی روش هایی برای تولید این الکل پرکاربرد بوده اند و سعی می کنند آنرا از منابع مختلف تهیه کنند. تولید اتانول یا الکل سفید حتی به صورت خانگی نیز مرسوم است هرچند گرید الکل خانکی به حد الکل تولید شده در کارخانه نمی رسد.

از اتانول به عنوان حلال در ساخت لاک و عطر ، به عنوان یک نگهدارنده برای نمونه های بیولوژیکی ،  در تهیه اسانس و طعم دهنده ها ، در بسیاری از داروها و به عنوان ضد عفونی کننده و در تنتورید و همچنین به عنوان یک افزودنی برای سوخت و بنزین استفاده می شود.

اتانول  ساده ترین عضو خانواده الکل های اولیه است و کاربردهای گسترده ای به عنوان ضد عفونی کننده دست و دستمال مرطوب پزشکی دارد. در موارد مسمومیت با اتیلن گلیکول یا مسمومیت با متیل الکل ، اتانول اغلب به عنوان پادزهر تجویز می شود. قیمت خرید و فروش اتانول یا الکل سفید بسته به درصد خلوص آن متفاوت است و بازار گسترده ای در سراسر جهان دارد. در ادامه در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می شود.

اتانول یا الکل سفید چگونه تولید می شود؟

برای تولید اتانول یا الکل سفید در حال حاضر چندین روش وجود دارد  که شامل ساخت از اتن با استفاده از بخار ، تولید از قندها و نشاسته ها توسط تخمیر ، با استفاده از مخمرها و تولید از زباله های زیست توده  با استفاده از باکتری هاست.

اگرچه روش های مختلفی برای تولید اتانول وجود دارد اما متداول ترین روش تولید این الکل از طریق تخمیر است. مراحل اساسی تولید مقادیر گسترده اتانول عبارتند از: تخمیر میکروبی (مخمر) قندها ، تقطیر ، دهیدراتاسیون  و دناتوراسیون (اختیاری).

قبل از تخمیر  برخی از محصولات به ساکاریفیکاسیون یا هیدرولیز کربوهیدرات هایی مانند سلولز و نشاسته به مواد قندی احتیاج دارند. ساكاریفیکاسیون سلولز سلولولیز ناميده می شود. در برخی روش ها از آنزیم ها برای تبدیل نشاسته به قند استفاده می شود.

در حال حاضر حجم قابل توجهی از اتانول تجدیدپذیر برای بازارهای تولید نوشیدنی و صنعتی از مواد اولیه کشاورزی مانند غلات و چغندرقند تولید می شود. اتانول تجدیدپذیر تولید شده برای این صنایع با اتانول سوخت فقط از نظر غلظت متفاوت است که بسته به نوع استفاده نهایی می تواند بین ۹۶ تا ۹/۹۹ درصد و از نظر خلوص متفاوت باشد.

شاید شناخته شده ترین مصرف کننده اتانول تجدیدپذیر – بعد از بخش حمل و نقل – صنعت نوشیدنی باشد. گرچه همه نوشیدنی های الکلی با این ترکیب تولید نمی شوند اما این یک پایه اساسی برای محبوب ترین نوشیدنی های الکلی از جمله ودکا و جین است.

 

 

روش های تولید اتانول یا الکل سفید

اتانول مصنوعی

اتن حاصل از کراکینگ  نفت است و می تواند با استفاده از بخار و کاتالیزور به اتانول تبدیل شود. این واکنش همچنین محصولات فرعی سمی تولید می کند  بنابراین اتانول مصنوعی هرگز برای مصرف انسان استفاده نمی شود. یک مرحله تصفیه بیشتر برای حذف آب و محصولات جانبی ضروری است و روشهای جدیدتر از معرف های ایمن تری استفاده می کنند. این روش به عنوان اصلی ترین روش در انگلیس برای اتانول صنعتی استفاده می شود.

اتانول تخمیر شده

تولید اتانول توسط تخمیر هزاران سال است که انجام شده و روش سنتی رایج تولید الکل است. بیشتر اتانول جهان با استفاده از محصولاتی مانند نیشکر ، چغندرقند ، برنج و ذرت با تخمیر تولید می شود. زباله های شهری همچنین می توانند به عنوان ماده اولیه برای کاهش دفع زباله و تبدیل زباله به یک محصول با ارزش به این منظور استفاده شوند.

تخمیر شامل یک سری واکنش های پیچیده است که کربوهیدرات ها ، عمدتا قندها و نشاسته ها را به اتانول و دی اکسید کربن تبدیل می کند. این روش در دمای ۲۵ تا ۳۷ درجه سانتی گراد در غیاب اکسیژن (بی هوازی) بهترین عملکرد را دارد و محلول های آبی  حاوی ۱۴ درصد اتانول تولید می کند. محتوای بیشتر الکل به تقطیر بیشتر نیاز دارد.

بیوتکنولوژی

پیشرفت های اخیر در بیوتکنولوژی منجر به توسعه فرآیندی برای تولید اتانول از زیست توده ها با استفاده از باکتری ها شده است. از باکتریهای E-coli مهندسی ژنتیک برای تبدیل قندهای گیاهی به اتانول استفاده می شود در این روش اسید اتانوئیک یا اسید لاکتیک تولید نمی شود.

این امر اجازه می دهد تا اتانول از پسماندهای جنگلی ، پوسته برنج ، باقی مانده نیشکر (که باگاس نامیده می شود) فرآوری شود و محصول اصلی را می توان به عنوان منبع غذایی پرورش داد. پیش بینی می شود به مرور زمان اتانول قادر به رقابت اقتصادی با سوخت های فسیلی باشد و نیاز به یارانه سوخت اتانول را برطرف کند.

استفاده از زباله برای تولید اتانول همچنین می تواند به حل مشکل دفع زباله ها بوجود آمده در بسیاری از مناطق جهان به دلیل نگرانی های زیست محیطی در مورد تأثیر آن  یا در مواردی که دفن زباله ها به دلیل نوع خاک امکان پذیر نیست، بسیار مفید است و همچنین در مناطقی که سوزاندن باقی مانده های محصولات ممنوع شده است می تواند یک روش جایگزین عالی باشد.

کاربردهای اتانول یا الکل سفید

اتانول یک ماده با ارزش در تولید موارد زیر است:

نوشیدنی های الکلی

اتانول الکلی خنثی (بدون طعم ، بدون بو و بی رنگ) است که از غلات ، انگور ، ملاس ، سیب زمینی و سایر مواد با منشأ کشاورزی تهیه می شود و زمینه بسیاری از نوشیدنی های غیر الکلی را فراهم می کند. به عنوان مثال می توان آنرا با ادویه ها و گیاهان دارویی ترکیب کرد.

نوشیدنی های غذایی و غیر الکلی

از اتانول به عنوان یک محصول طبیعی برای استخراج و تغلیظ  طعم ها و رایحه ها استفاده می شود  که سپس توسط صنایع غذایی و آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. در محصولات نهایی هیچ الکلی وجود نخواهد داشت.

مواد شیمیایی

از اتانول به عنوان حلال استفاده گسترده ای می شود و شما می توانید آن را در بسیاری از محصولات خانگی برای یخ زدایی یا به عنوان ضد یخ که برای پاکسازی شیشه جلو اتومبیل استفاده می کنید ، پیدا کنید. به طور فزاینده ای از اتانول به عنوان یک جایگزین تجدید پذیر برای مواد شیمیایی مبتنی بر فسیل برای ایجاد طیف وسیعی از محصولات مانند بیو پلاستیک استفاده می شود.

مواد آرایشی

اتانول در عطرها ، دئودورانت ها و سایر مواد آرایشی موجود است و کاربرد گسترده ای در این صنایع دارد.

تولید دارو

اتانول همچنین استفاده های پزشکی زیادی دارد و می توان آن را در محصولاتی مانند داروها ، دستمال مرطوب های طبی و به عنوان ضد عفونی کننده در اکثر ژل های ضدعفونی کننده دست‌ یافت.

واکنش تولید اتانول در مقیاس صنعتی

اتانول که با نام اتیل الکل نیز شناخته می شود، یک ترکیب شیمیایی بی رنگ با طعم و بوی مطبوع است. به طور طبیعی از تخمیر مواد بیولوژیکی شکر و نشاسته و مواد اولیه سلولزی از جمله چوب، نیشکر، جو، ذرت و گندم به دست می‌آید. به طور مصنوعی، این محصول از زغال سنگ، گاز طبیعی و اتیلن سنتز می شود. انتظار می رود پیشرفت روزافزون محصول برای پایدارتر کردن آن، همراه با افزایش تقاضای محصول از نوشیدنی ها، سوخت و مواد افزودنی سوخت و حلال ها، رشد بازار را تقویت کند. پیش بینی می شود.

الکل اتیل به شدت برای تولید نوشیدنی های الکلی، که شامل شراب، آبجو و نوشیدنی های سخت است، استفاده می شود. آگاهی روزافزون در میان مردم در رابطه با اثرات مضر برای سلامتی ناشی از نوشیدن الکل بر تقاضای کلی محصول تأثیر می گذارد. مصرف الکل می تواند باعث انواع بیماری ها و شرایط مزمن از جمله اختلالات روانی، سرطان، بیماری های گوارشی و بیماری های قلبی عروقی شود.

به طور معمول، الکل اتیلیک از مواد خام مبتنی بر نفت ساخته می شود که تولید آن با سطح قابل توجهی از انتشار کربن همراه است. علاوه بر این، تولید محصولات از مواد خام مبتنی بر نفت خام با انتشار کربن همراه است که پیروی از مقررات زیست محیطی تجویز شده توسط دولت های کشورهای مختلف و سازمان های بین المللی را دشوار می کند. این امر تولیدکنندگان محصول را بر آن داشته است تا بر تحقیق و توسعه و تولید از مواد خام تجدیدپذیر به دست آمده از منابع گیاهی تمرکز کنند. بنابراین، افزایش آگاهی زیست محیطی به تولید محصولات مبتنی بر زیستی و ارائه فرصت های سودآور برای رشد بازار اتانول فشار می آورد.