1.Khái quát :
– Cồn Ethanol tuyệt đối, còn gọi là ethyl alcohol, alcohol tinh khiết, là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của rượu methylic, là chất lỏng dễ bay hơi, dễ cháy, không màu. Cồn Ethanol là một trong các rượu thông thường trong thành phần đồ uống có chứa cồn.
– Công thức hóa học của nó là C2H5OH, hay CH3-CH2-OH, viết tóm tắt là C2H6O.
Tùy theo quy trình lên men của nguyên vật liệu ( từ mía hay khoai mì ), mà ta có :
a. Cồn Ethanol tuyệt đối (Cồn tuyệt đối) : loại bỏ hoàn toàn nước trong ethanol với hàm lượng 99.60
b. Cồn thực phẩm
c. Cồn công nghiệp : là cồn khi sản xuất từ khoai mì chưa loại bỏ hoàn toàn tạp chất nên sử dụng cho công nghiệp
Cồn công nghiệp 95 ( 95 % Ethanol + 5 % methanol )
Cồn công nghiệp 95 ( 95 % ethanol + 5 % IPA )
d. Cồn sinh học : sử dụng làm nguyên vật liệu
Lưu ý : Cồn công nghiệp ( rượu ethanol và 1 chất ô nhiễm ) không được sử dụng trong nước giải khát sẽ gây ngộ độc .
2.Tính chất
– Cồn Ethanol là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, có mùi đặc trưng. Khi cháy với ngọc lửa màu xanh không khói tạo thành carbon dioxide và nước.
Các đặc thù của ethanol đa phần do sự hoạt động giải trí của nhóm hydroxyl ( OH ) và do mạch Carbon ngắn. Vì có nhóm OH nên hoàn toàn có thể tham gia vào những link với phân tử hydro, làm cho nó có độ nhớt và ít bay hơi so với những hợp chất hữu cơ cùng khối lượng phân tử .
– Ethanol là một dung môi linh động, hoàn toàn có thể hòa tan trong nước với những hợp chất hữu cơ khác : acid acetic, acetone, benzene, cacbon tetraclorua, chloroform, diethyl ether, ethylene glycol, glycerin, nitromethane, pyridine, và toluene. Có thể tạo hỗn hợp với hydrocacbon béo ví dụ điển hình như pentan và hexane, và với clorua béo như trichloroethane và tetraloethylene .
– Với link hydro làm cho ethanol tinh khiết có năng lực hút ẩm trong không khí. Nhóm phân cực của hydroxyl làm ethanol hoàn toàn có thể hòa tan những hợp chất ion đặc biệt quan trọng như natri và kali hydroxit, magnesium chloride, clorua calci …. Vì những phân tử ethanol có cấu trúc không phân cực nên sẽ hòa tan những chất không phân cực, gồm có những loại tinh dầu, nhiều hương liệu, sắc tố và thành phần trong dược
– Cồn Ethanol là một loại rượu đơn chức. Nó có độ nóng chảy ở – 117,30 Cvà sôi ở 78.50 C. Nó hoàn toàn có thể hòa tan với nước với mọi tỷ suất. Ethanol và nước tạo ra hỗn hợp đẳng phí, là tạo một hỗn hợp đun sôi không đổi, nên việc tách nước trong hỗn hợp ethanol rất khó khăn vất vả .
– Việc tách nước trong ethanol để tạo thành cồn tinh khiết, ethanol tuyệt đối là không hề có được bằng cách chưng cất đơn thuần .
3.Điều chế
– Cồn Ethanol được sản xuất bằng cả công nghiệp hóa dầu, thông qua công nghệ hydrat hóa ethylene, và phương pháp sinh học, bằng cách lên men đường hay ngũ cốc với men rượu
a. Hydrat hóa ethylene
– Ethanol được sử dụng như là nguyên vật liệu công nghiệp và thường thì nó được sản xuất từ những nguyên vật liệu dầu mỏ, đa phần là trải qua giải pháp hydrat hóa ethylene bằng xúc tác acid, được trình diễn theo phản ứng hóa học sau. Cho ethylene hợp nước ở 300 độC, áp suất 70-80 atm với chất xúc tác là acid wolframic hoặc acidphosphoric :
H2C = CH2 + H2O → CH3CH2OH
– Chất xúc tác thường thì là acid phosphoric, được hút bám trong những chất có độ xốp cao ví dụ điển hình như điatamit ( đất chứa tảo cát ) hay than củi ; chất xúc tác này đã lần tiên phong được công ty dầu mỏ Shell sử dụng để sản xuất ethanol ở mức độ công nghiệp năm1947. Các chất xúc tác rắn, đa phần là những loại oxit sắt kẽm kim loại khác nhau, cũng được đề cập tới trong những sách vở hóa học .
– Trong công nghệ tiên tiến cũ, lần tiên phong được triển khai ở mức độ công nghiệp vào năm 1930 bởi Union Carbide, nhưng ngày này gần như đã bị vô hiệu thì ethylen tiên phong được hyđrat hóa gián tiếp bằng phản ứng của nó với acid sulfric đậm đặc để tạo ra ethyl sulfat, sau đó chất này được thủy phân để tạo thành ethanol và tái tạo axít sulfuric :
H2C = CH2 + H2SO4 → CH3CH2OSO3H
CH3CH2OSO3H + H2O → CH3CH2OH + H2SO4
– Cồn Ethanol để sử dụng công nghiệp thông thường là không phù hợp với mục đích làm đồ uống cho con người (“biến tính”) do nó có chứa một lượng nhỏ các chất có thể là độc hại (chẳng hạn methanol) hay khó chịu (chẳng hạn denatonium- C21H29N2O•C7H5O2-là một chất rất đắng, gây tê). Ethanol biến tính có số UN là UN 1987 và ethanol biến tính độc hại có số là UN 1986.
b. Lên men
– Cồn Ethanol để sử dụng trong đồ uống chứa cồn cũng như phần lớn Ethanol sử dụng làm nhiên liệu, được sản xuất bằng cách lên men: khi một số loài men rượu nhất định chuyển hóa đường trong điều kiện không có oxy (gọi là yếm khí), chúng sản xuất ra ethanol và cacbon dioxit CO2. Phản ứng hóa học tổng quát có thể viết như sau:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2
– Quá trình nuôi cấy men rượu theo những điều kiện kèm theo để sản xuất rượu được gọi là ủ rượu. Men rượu hoàn toàn có thể tăng trưởng trong sự hiện hữu của khoảng chừng 20 % rượu, nhưng nồng độ của rượu trong những loại sản phẩm ở đầu cuối hoàn toàn có thể tăng lên nhờ chưng cất .
– Để sản xuất cồn Ethanol từ những nguyên vật liệu chứa tinh bột như hạt ngũ cốc thì tinh bột tiên phong phải được chuyển hóa thành đường. Trong việc ủ men bia, theo truyền thống lịch sử nó được tạo ra bằng cách cho hạt nảy mầm hay ủ mạch nha. Trong quy trình nảy mầm, hạt tạo ra những enzym có công dụng phá vỡ tinh bột để tạo ra đường. Để sản xuất ethanol làm nguyên vật liệu, quy trình thủy phân này của tinh bột thành glucoza được thực thi nhanh gọn hơn bằng cách giải quyết và xử lý hạt với acid sulfuric loãng, enzym nấm amylas, hay là tổng hợp của cả hai giải pháp .
– Về tiềm năng, glucoza để lên men thành Ethanol hoàn toàn có thể thu được từ cenluloza. Việc triển khai công nghệ tiên tiến này hoàn toàn có thể giúp chuyển hóa một loại những phế thải và phụ phẩm nông nghiệp chứa nhiều xenluloza, ví dụ điển hình lõi ngô, rơm rạ hay mùn cưa thành những nguồn nguồn năng lượng tái sinh. Cho đến gần đây thì giá tiền của những enzym cellulas hoàn toàn có thể thủy phân cenluloza là rất cao. Hãng Iogen ở Canada đã đưa vào quản lý và vận hành nhà máy sản xuất sản xuất ethanol trên cơ sở cenluloza tiên phong vào năm 2004 .
Phản ứng thủy phân cellulose gồm những bước :
Bước 1, thủy phân xenluloza thànhmantoza dưới tácdụng của men amylaza .
( C6H10O5 ) n -> C12H22O11
Bước 2, thủy phân tiếp mantoza thành glucoza hoặc fructoza dưới công dụng của menmantaza .
C12H22O11 -> C6H12O6
Bước 3, phản ứng lên men rượu có xúc tác là men zima .
C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2
– Với giá dầu mỏ tương tự như như những mức giá của những năm thập niên 1990 thì công nghệ tiên tiến hyđrat hóa êtylen là kinh tế tài chính một cách đáng kể hơn so với công nghệ tiên tiến lên men để sản xuất ethanol tinh khiết. Sự tăng cao của giá dầu mỏ trong thời hạn gần đây, cùng với sự không không thay đổi trong giá thành nông phẩm theo từng năm đã làm cho việc dự báo giá thành sản xuất tương đối của công nghệ tiên tiến lên men và công nghệ tiên tiến hóa dầu là rất khó .
c. Làm tinh khiết
– Đối với hỗn hợp Ethanol và nước, điểm sôi hỗn hợp ( azeotrope ) cực lớn ở nồng độ 96 % ethanol và 4 % nước. Vì nguyên do này, chưng cất phân đoạn hỗn hợp ethanol-nước ( chứa ít hơn 96 % ethanol ) không hề tạo ra ethanol tinh khiết hơn 96 %. Vì vậy, 95 % ethanol trong nước là dung môi phổ cập nhất .
4.Ứng dụng :
a. Nhiên liệu hoặc phụ gia xăng dầu :
– Ethanol hoàn toàn có thể sử dụng như nguyên vật liệu ( thường thì trộn lẫn với xăng ) và dùng trong những tiến trình công nghiệp khác
– Hỗn hợp xăng ( 90 % ) và cồn ethanol ( 10 % thường thu được bằng cách lên men nông sản ) hoặc xăng dầu ( 97 % ) và methanol hoặc rượu .
– Ethanol được sử dụng trong những mẫu sản phẩm chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp của nó .
b. Đồ uống có cồn :
– Ethanol là thành phần chính của đồ uống có cồn, khi uống, ethanol chuyển hóa như 1 nguồn năng lượng phân phối chất dinh dưỡng
c. Nguyên liệu :
– Cồn Ethanol là thành phần quan trọng trong công nghiệp và sử dụng thoáng rộng như một hợp chất hữu cơ khác, gồm có ethyl halogenua, ethyl ester, diethyl ether, acid acetic, ethylamin, …
d. Thuốc sát trùng :
– Cồn Ethanol được sử dụng trong y tế và chống vi trùng
– Dung dịch chứa 70 % ethanol hầu hết được sử dụng như chất tẩy uế. Nó là hiệu suất cao trong việc chống lại phần nhiều những loại vi trùng và nấm cũng như nhiều loại virus, … nhưng không hiểu quả trong việc chống lại những bào tử vi khuẩn
e. Làm dung môi :
– Có thể hòa tan trong nước và các dung môi khác. Cồn Ethanol có trong sơn, cồn thuốc, các sản phẩm chăm sóc cá nhân như nước hoa và chất khử mùi…
f. Dược :
– Về mặt y dược, ethanol là thuốc ngủ, mặc dù nó ít độc hại hơn so với các rượu khác, cái chết thường xảy ra nếu nồng độ cồn trong máu vượt quá khoảng 5%.
– Có thể giảm thị lực, bất tỉnh nhân sự sẽ xảy ra ở nồng độ thấp hơn .
Tags : Mua bán cồn ethanol, cồn ethanol giá rẻ, Sản xuất cồn ethanol ,
