Етиловий спирт (етанол, винний або харчовий спирт) С2Н5 – ОН.

Метиловий спирт (метанол, або деревинний спирт) СН3 – ОН.

Дуже отруйна речовина – кілька грамів метанолу (≈ 10 мл), потрапивши в організм людини, викликає важке порушення зору і навіть сліпоту, вживання 30-50 мл цього спирту можуть бути смертельними. Отруйні властивості метанолу викликані його здатністю окислюватись в організмі людини до формальдегіду, мурашиної кислоти, які руйнують білкові молекули, викликають дегенерацію зорового нерва. Випадки отруєння метанолом непоодинокі. Часто вони трапляються внаслідок хімічної неграмотності та халатності працівників різних сфер, яким доводиться стикатися під час роботи з метанолом, які часто використовують метиловий спирт як харчовий замість етилового.

Вперше метанол був одержаний під час сухої перегонки деревини, тому й називають його деревинний. Метанол міститься і в деревному димові. Але в основному добувають метанол синтетичним способом із суміші монооксиду Карбону та водню, яку пропускають при 350 ⁰С і тискові 250 атм над каталізатором (оксидом цинку, хромом, тощо):

СО + 2Н₂ → СН₃ – ОН

Метиловий спирт використовують в різних галузях промисловості: з нього получають формальдегід, пластмаси, він використовується як розчинник, як паливо, а також для денатурування етилового спирту.

Це безбарвна рідина з характерним запахом, специфічним смаком, горить ледь помітним полум’ям. Змішується з водою в будь-яких співвідношеннях – при цьому відбувається зменшення загального об’єму. Етанол діє на організм людини як наркотик і у невеликій кількості викликає сп’яніння (в печінці на початку метаболізму етанолу утворюється ацетальдегід, який і є однією з причин стану сп’яніння), а у великих дозах може призвести до смерті.

Концентрацію (міцність) спирту виражають у вагових та об’ємних процентах. Об’ємні проценти називають градусами. Концентрацію спирту в спиртово-горілчаних напоях визначають спеціальними ареометрами – спиртометрами, градуйованих в градусах. Міцність чистого спирту – ректифікату становить ≈ 96 % (вміст води відповідно – 4 %). В промисловості, окрім ректифікату, використовують абсолютний спирт і денатурат. Абсолютний спирт − це безводний спирт (вміст води ≈ 0,4 – 0,5 %). Його одержують або шляхом хімічної обробки ректифікату водозабірними речовинами, або так званою азеотропною перегонкою. Денатурат − це спирт, штучно забруднений різними шкідливими хімічними речовинами з неприємним запахом, часто кольоровими. Такий спирт використовують лише як технічний, його не можна використовувати в харчовій промисловості. Тому його і підфарбовують, щоб не сплутати з харчовим спиртом.

Одержують етиловий спирт біохімічними і хімічними методами.

1. Біохімічний метод – спиртове бродіння глюкози, яка міститься в овочах і фруктах. Переважно для цього використовують цукровий буряк, картоплю, виноград, хлібні злакові культури тощо). В першу чергу проводять вицукрення цих продуктів за допомогою ферменту діастази. Під дією діастази крохмаль перетворюється на дисахарид мальтозу:

(С₆Н₁₀О₅)n + Н₂О → nС₁₂Н₂₂О₁₁

Цей процес проводять в заторних апаратах. Далі мальтозу гідролізують водою в присутності ферменту мальтози до глюкози:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

Потім глюкозу піддають бродінню в спеціальних чанах біологічним каталізатором зимазою (фермент дріжджів) в спирт:

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅ – ОН + 2СО₂ + 113 кДж

Глюкоза етиловий спирт

Спиртове бродіння завжди відбувається з виділенням теплоти. Сам процес бродіння триває біля трьох діб. Рідина, що перебродила, бражка, містить біля 15-18 % спирту, а також побічні продукти: оцтовий альдегід, кислоту та ін. Бражку переганяють, і після цього получають так званий спирт-сирець, що містить приблизно 90 % спирту. Його очищують (ректифікують) шляхом фракційної перегонки, при цьому спочатку відганяють альдегід, потім – спирт, потім – сивушні масла. В середньому з 12 т картоплі або 5 т зерна одержують близько 1 т спирту. Шляхом бродіння одержують не лише спирт високої концентрації, але й багато напоїв із значно меншим вмістом спирту: вино з виноградного соку, що містить від 8 до 16 % спирту, пиво, яке містить 3,6 % спирту, кумис – до 2,5 % спирту.

2. Гідролізний спосіб. Це спосіб одержання етилового спирту з деревини. Сировиною є відходи деревообробної промисловості. Як відомо, до складу деревини входить клітковина (целюлоза), яка також побудована із залишків глюкози.

Клітковину за допомогою сульфатної чи хлоридної кислоти піддають гідролізу, внаслідок чого утворюється глюкоза. А глюкоза так само як і в попередньому прикладі, піддається спиртовому бродінню під впливом дріжджів. З 10 т деревини одержують 1 т гідролізного спирту. Застосування цього способу дозволяє замінити дорогу харчову сировину для виробництва спирту (картоплю, злакові культури) на досить дешеву (відходи деревини). Цей спосіб є більш економічно вигідним, але менш екологічно чистий. Гідролізний спирт містить ряд домішок та має специфічний запах від деревинних порід, з якого його виробляють. Такий спирт в основному застосовують як технічний.

3. Синтетичний спосіб – найбільш досконалий спосіб виробництва етилового спирту. Синтез етанолу проводять шляхом гідратації етилену водяним паром під тиском в присутності каталізатора:

СН₂ = СН₂ + Н – ОН → СН₃ – СН₂ – ОН

Етилен етанол (етиловий спирт)

1 т етилену дає 1,4 т спирту, собівартість етилового спирту, одержаного в такий спосіб в три рази дешевше, ніж харчового.

Етиловий спирт дуже важливий продукт для різних галузей промисловості. Він широко використовується для синтезу різних хімічних речовин, є гарним розчинником, використовується як пальне. В медицині його використовують як дезінфікуючий засіб, для приготування різноманітних ліків, настоянок. В парфумерії – для виготовлення одеколонів та інших парфумів. Важливим є використання спирту в харчовій промисловості:

· Для виробництва лікеро-горілчаних виробів (горілок, коньячних виробів, лікерів, вин, слабоалкогольних напоїв, пива та ін.).

· В кондитерській промисловості як компонент наповнювачів до карамельних, помадних, лікерних цукерок. Для заспиртовування фруктів з подальшим їх використанням як наповнювачів до цукерок, тістечок, тортів.

· Спирт використовується як розчинник при екстрагуванні окремих харчових барвників (антоціанів вишень, слив, винограду синіх сортів, чорниці, смородини та ін., хлорофіл петрушки, листя берези).

· Етанол є сировиною для синтезу фруктових есенцій, оцтової кислоти та інших речовин.

· Етиловий спирт в залишкових кількостях міститься в кисломолочних продуктах, бере участь у формуванні специфічного смаку та аромату хлібобулочних виробів.

Дата добавления: 2014-11-29