اتانول Ethanol

اتانول ، الکل ، اتیل الکل و الکل میوه نیز نامیده می شود ، یک مایع شفاف ، بی رنگ ،‌ قابل اشتعال و فرار است که براحتی می تواند در آب و سایر ترکیبات آلی حل شود و بخاطر همین خاصیت در صنایع کاربرد بسیاری دارد . اتانول با فرمول با فرمول شیمیایی C₂H₅OH شناخته می شود .

این ماده مورد استفاده در صنایع شیمیایی ، دارویی یا آرایشی به عنوان یک محصول واسطه می باشد .اتانول به طور طبیعی از تخمیر قند توسط مخمرها و یا از طریق پتروشیمی تولید می شود .

همچنین دارای کاربردهای پزشکی به عنوان ضد عفونی کننده و ضد عفونی کننده است . این ترکیب به طور گسترده ای به عنوان یک حلال شیمیایی یا برای آزمایش شیمیایی علمی یا در ترکیب سایر ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می گیرد و ماده ای حیاتی است که در بسیاری از انواع مختلف صنایع تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان منبع سوخت پاک استفاده می شود .

 

تولید اتانول

دو فرایند اصلی برای تولید اتانول وجود دارد: تخمیر کربوهیدرات ها  و هیدراتاسیون از اتیلن . تخمیر شامل رشد کربوهیدرات ها به اتانول با رشد سلول های مخمر است. مواد اولیه اصلی که برای تولید الکل صنعتی تخمیر می شوند ، محصولات شکر مانند چغندر ، نیشکر و محصولات دانه ای مانند ذرت (ذرت) هستند. هیدراتاسیون اتیلن با عبور مخلوطی از اتیلن و مقدار زیادی بخار در دمای بالا و فشار بیش از یک کاتالیزور اسیدی حاصل می شود .

هنری فورد و الکساندر گراهام بل نخستین کسانی بودند که تشخیص دادند که قندهای فراوان موجود در گیاهان به راحتی و به راحتی به سوختهای تمیز کننده الکلی قابل تمیز تبدیل می شوند.

در حالی که مفهوم امروز مانند گذشته است ، صنعت اتانول از آن روزها بسیار طولانی شده است . امروزه ، پالایشگاه های پیشرفته سوخت تجدیدپذیر با استفاده از فناوری های پیشرفته برای تبدیل غلات ، نوشیدنی ها و مواد زائد مواد غذایی ، زیست توده سلولزی و سایر محصولات به نام خوراک اولیه به اتانول با راندمان بالا تبدیل می شوند. 

 

تولید اتانول در صنایع

اتانول با استفاده از هیدراتاسیون مستقیم کاتالیزوری اتر در حضور بخار ، با استفاده از اسید فسفریک جذب شده بر روی سطح یک جامد (سیلیس)
به عنوان یک کاتالیزور در یک راکتور بستر ثابت تولید می شود . واکنش برگشت پذیر و گرمازا است :

از معادله تعادل می توان دریافت که تبدیل مواد اولیه به اتانول با درجه حرارت پایین ، فشار زیاد و غلظت بخار بالا طرفداری می کند.

برای دستیابی به نرخ واکنش قابل قبول ، از دمای حدود ۵۰۰ K در حضور کاتالیزور استفاده می شود. افزایش فشار واکنش را به سمت محصول سوق می دهد اما باعث پلیمریزاسیون اتیل نیز می شود. فشارهای بالاتر همچنین به معنای افزایش سرمایه و هزینه های عملیاتی است. در عمل ، این فرآیند به طور کلی با فشار ۶۰-۷۰ اتمسفر انجام می شود.

مراحل تولید

ناخالصی های فرار ( به عنوان مثال ، اتوکسی اتیان) در ستون های ۱ و ۲ برداشته می شوند .

مخلوط اززوتروپیک (۹۵٪ اتانول) در ستون ۳ تولید می شود .

سایر نا خالصی های ( به عنوان مثال ، بوتانول ) با تقطیر حذف می شوند .

 

با استفاده از آب اضافی (بخار) می توان تبدیل اتیل بالاتر را بدست آورد. اما در فشارهای زیاد ، کاتالیزور آب را به خود می گیرد ، فعالیت آن کاهش می یابد و رقیق می شود و از حمایت کاتالیزور دور می شود. نسبت مول به آب: اتر در حدود ۰٫۶: ۱ معمولاً استفاده می شود.

برای به حداقل رساندن میزان انتشار اتانول از گیاه ، همراه با مقادیر کمی از فرآورده های جانبی که تولید می شوند ، به طور عمده اتانال (استالدهید) و دی اتیل اتر ، مراقبت های زیادی انجام می شود.

با شرایط فوق حدود ۵٪ تبدیل در هر پاس بدست می آید. برای به دست آوردن عملکرد ۹۵٪ به دست آمده ، اتر بدون واکنش از محصولات مایع جدا شده و بازیافت می شود.

این محصول حاوی مقدار زیادی آب است و برای تولید محلول اتانول ۹۵٪ (وزنی / وزنی) مقطر است.

 

کاربرد های متداول اتانول

حلال

از آنجا که به راحتی با آب و بسیاری از ترکیبات آلی دیگر مخلوط می شود ، یک حلال ایده آل برای این محصولات می باشد. این یک حلال رایج در محصولات مراقبت شخصی است. همچنین در مواد افزودنی غذایی مانند رنگ آمیزی مواد غذایی و طعم دهنده ها یافت می شود. رنگ ها ، لاک ها همچنین اتانول را به عنوان یکی از اجزای آنها دارا هستند .

سوخت

پزشکی و دارو سازی

ضد عفونی کننده

اتانول در دستمال های پزشکی و معمولاً در ژل ضد باکتری ضد عفونی کننده دست به عنوان ضد عفونی کننده برای اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی استفاده می شود. اتانول موجودات می کشد توسط دناتوره خود پروتئین و حل آنها چربی و در برابر مؤثرتر است باکتری و قارچ ، و بسیاری از ویروس ها . با این حال ، اتانول در برابر اسپورهای باکتریایی بی اثر است .

۷۰٪ اتانول به ویژه به دلیل فشار اسمزی مؤثرترین غلظت است . اتانول مطلق ممکن است میکروب ها را بدون از بین بردن غیرفعال کند زیرا الکل قادر به نفوذ کامل غشای میکروب نیست .

اتانول همچنین می تواند به عنوان ضد عفونی کننده و ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار گیرد زیرا با مختل کردن تعادل اسمزی در غشای سلولی باعث کم آبی بدن می شود ، بنابراین آب سلول را از سلول خارج می کند که منجر به مرگ سلول می شود.

پادزهر

اتانول ممکن است به عنوان یک پادزهر برای متانول و مسمومیت با اتیلن گلیکول استفاده شود .

حلال دارویی

اتانول ، اغلب در غلظت های بالا ، برای حل بسیاری از داروهای محلول در آب و ترکیبات مرتبط استفاده می شود.

 

نکات ایمنی

اتانول بسیار قابل اشتعال است و نباید در نزدیکی شعله های باز استفاده شود. مطابق CDC ، استنشاق آن می تواند باعث سرفه یا سردرد شود.