تبلیغات
دنیای اخبار، الکترونیک، روباتیک، شبکه های کامپیوتری، موبایل
دنیای اخبار، الکترونیک، روباتیک، شبکه های کامپیوتری، موبایل
اولین نیستیم ...!! اما بهترینیم 
قالب وبلاگ
نظر سنجی
به نظر شما کیفیت و محتوای مطالب سایت چگونه است؟






تاریخچه :

خالص  سازی الکل و تهیه آن به صورت خالص، نخستین بار توسط دانشمند ایرانی محمدبن زکریای رازی  انجام گرفت.این دانشمند از تقطیر شراب الکل بدست آورد. گرچه تاریخ تهیه شراب به هزاران سال پیش در ایران نیز می‌رسد اما تا زمان رازی کسی الکل را خالص نکرده بود. بعدها دو شیمیدان با نام های گیبر Geber و الکندی Al- Kindi روش های تقطیر الکل را بهبود دادند

در قدیم تولید الکل به عنوان یک هنر و مهارت خاص علمی محسوب می‌گردید تا اینکه شیمی‌ دان و دانشمند معروف فرانسوی Gay-Lussac  نشان داد که گلوکز قند اصلی و آغازگر تخمیر اتانول می‌باشد و نهایتاً نقش مخمر در فرایند تخمیر در سال 1837 میلادی اثبات گردید و پس از آن لوئی پاستور خاصیت بی هوازی مخمر را کشف نموده و فرایند تولید الکل وارد مرحله صنعتی خود گردید.

اولین كارخانه الكل‌سازی در كشور، كارخانه آرارات است. این كارخانه در سال 1354 در استان تهران تأسیس گردید. ظرفیت آن 2.000.000 لیتر در سال بوده و نوع تولید آن الكل اتیلیك با درجه خلوصیت 96 درصد می‌باشد. مواد اولیه مصرفی این كارخانه ملاس چغندر است.

(در فرایند تولید شكر، ملاس حاصل می‌گردد. ملاس شربتی است كه حاوی مخلوطی از قندهای كریستال نشده، جامدات غیر قندی باقیمانده از نیشكر یا چغندر، مواد شیمیایی باقیمانده از فرایند تولید و مقداری آب است. ملاس معمولاً چهار درصد وزن چغندر یا نیشكر را تشكیل می‌دهد و یا به عبا رتی بطور متوسط (با در نظر گرفتن شكر چغندری و نیشكری) چهل درصد شكر تولیدی می‌باشد).


الكل از نظره علم شیمی

در شیمی ، الکل‌ها در شمار گروه مهمی از ترکیب‌های شیمیایی هستند و در واکنش‌های گسترده‌ای شرکت می‌کنند و بسیاری از ترکیب‌های شیمیایی از آن‌ها به دست می‌آیند، به طوری در کتاب شیمی آلی موریسن و بوید آمده‌است که اگر به شیمیدانی بگویند او را با ده ترکیب شیمیایی دریک جزیره تنها خواهند گذاشت الکل یکی از آن‌ها خواهدبود.از نظر علم شیمی هر ماده‌ای كه در فرمول شیمیایی آن عامل هیدروكسیل (OH) وجود داشته باشد، یك الكل محسوب می‌شود. الكل‌ها از مشتقات هیدروكربن‌ها می‌باشند كه در آن‌ها هر مولكول، تركیبی از چند اتم هیدروژن و كربن می‌باشد و در نهایت، یك عامل (OH) جانشین یك اتم هیدروژن می‌گردد بنابر تعداد عامل (OH) ، الكل‌ها را یك یا چند ظرفیت می‌گویند.

الف )الكل متیلیك

ساده ترین الكل ها ،الكل متیلیك است كه مبنای الكل های یك ظرفیتی می باشد .الكل متیلیك یا متانول از تقطیر چوب به دست می آید وازاین رو به آن عرق چوب نیز می گویند .این ماده مایعی است بی رنگ كه در66 درجه سانتی گراد می جوشد ،باشعله كمی آبی رنگ می سوزد وچون باآب مخلوط گردد،تقلیل حجم یافته وتولید حرارت می كند.الكل متیلیك ،درصنایع رنگ سازی كاربرد دارد .به علاوه سمی است قوی كه با شرب 8تا 10گرم آن اختلالات هاضمه واغلب كوری دست داده وتلف می كند.

 

ب)الكل اتیلیك

الكل اتیلیك یا اتانول در زمره الكل‌های یك ظرفیتی نوع اول است. اتانول كه به اختصار الكل سفید نامیده می‌شود مایعی است فرار، شفاف، قابل اشتعال و با بوی مشخص كه با هر نسبتی با آب تركیب می‌شود، به آسانی می‌سوزد و بر اثر احتراق آن، آب و گاز كربنیك حاصل می‌شود همچنین با سرعت تبخیر می‌شود و هیچ اثر زیست محیطی نامطلوب بر جا نمی‌گذارد. اتیل الكل در فشار متعارف در دمای  78/4 درجه سانتی گراد می‌جوشد و در-114/3  درجه سانتی گراد منجمد می‌شود. فرمول شیمیایی اتانول C2H5OH می‌باشد و این ماده بطور طبیعی و به مقدار بسیار كم در نان و گیاهان وجود دارد. علاوه بر مخمر و بعضی باكتری‌ها، بدن انسان نیز مقدار چشمگیری الكل تولید می‌كند كه در اكثر موارد تمام این تولید مربوط به میكروب‌های موجود در روده انسان می‌باشد .اتیل الكل مانند سایر مواد آلی می‌سوزد و از سوختن كامل آن دی اكسید كربن و آب تولید می‌شود. از آنجائی كه سوختن اتیل الكل معمولاً به طور كامل صورت می‌گیرد و همراه با تولید دوده نمی‌باشد، لذا از این ماده براحتی می‌توان به عنوان ماده سوختی در وسایط نقلیه استفاده كرد.

الكل اتیلیك یا اتانول اولین تركیب آلی است كه انسان تهیه نموده است, چرا كه قدمت صنعت الكل تقریباً به اندازه قدمت صنعت نان است      

                                                               

روش های تهیه الكل

اتانول به دو طریق مصنوعی (سنتزی) و تخمیر تولید می‌شود. در روش تولید سنتزی این ماده از مواد نفتی استحصال می‌گردد و در روش تخمیر از مواد غذایی و گیاهان حاوی قند استفاده می‌شود بیشترین اتانول تولیدی در جهان (حدود 93 درصد) از روش تخمیر و فقط حدود 7 درصد از روش مصنوعی تولید می‌گردد. لازم به ذکر است که از کل تولید الکل جهان به روش تخمیر، حدود 65 درصد از طریق تخمیر از محصولات جانبی صنایع شکر و 35 درصد دیگر از تخمیر سایر مواد قنددار مانند ذرت، گندم، خرما و غیره حاصل می‌گردد.

در ذیل فرایندهای تولید اتانول بررسی شده است.

 

.1 تولید الکل اتیلیک به روش سنتزی

مواد اولیه‌ جهت‌ تهیه‌ الكل‌ به‌ روش‌ صنعتی‌ ، از منابع‌ طبیعی‌ نظیر نفت‌ ، گاز طبیعی‌ ، ذغال‌ سنگ‌ و توده‌های‌ زیستی‌ به‌ دست‌ می‌آید . این‌ مواد طی‌ فرایندهای‌ گوناگون‌ و احیاناً پیچیده‌ به‌ الكل‌ تبدیل‌ می‌شوند . در این‌ فرایندها ماده‌ ای‌ به‌ نام‌ استیلن‌ (CH CH) در مجاورت‌ جیوه‌ با آب‌ تركیب‌ شده‌ و ماده‌ دیگری‌ به‌ نام‌ استالدئید یا اتانال‌ به‌ دست‌ می‌آید سپس‌ ماده‌ مزبور را با هیدروژن‌ تركیب‌ و اتانول‌ یا الكل‌ اتیل‌ به‌ دست‌ می‌آورند . هم‌ چنین‌ ماده‌ دیگری‌ به‌ نام‌ اتیلن‌ ( CH2 CH2 )  را در مجاورت‌ اسید سولفوریك‌ با آب‌ تركیب‌ و از آن‌ الكل‌ اتیل‌ تهیه‌ می‌كنند . هر دو ماده‌ مزبور ( اتیلن‌ و استیلن‌ ) از فراورده‌های‌ نفتی‌ می‌باشد . هم‌ اكنون‌ روش‌ تخمیر در تهیه‌ الكل‌ كم‌ تر مقرون‌ به‌ صرفه‌ است‌ و بیشتر الكل‌ مورد نیاز صنایع‌ به‌ طریق‌ شیمیایی‌ و به‌ كمك‌ صنایع‌ نفت‌ تولید می‌گردد. ولی‌ با اتمام‌ ذخایر نفتی‌ مسلماً اهمیت‌ تخمیر در ساخت‌ الكل‌ به‌ مراتب‌ بیشتر خواهد بود.

 

2. تولید الکل اتیلیک به روش تخمیر یا فرمانتاسیون( Fermentation)

درحقیقت پدیده تخمیر جز تجزیه قند نیست .نهایت قند به صورت گوناگون درطبیعت یافت می شود: انگور, ‌كشمش, خرما, جو, برنج,سیب زمینی, ذرت, ومانند این ها به میزان زیادی قند دربردارند ولذا این گونه مواد می تواند منابع اولیه جهت تهیه مایع الكلی باشد.قارچ یا مخمر ها موجوداتی هستند كه قادرند به طریقی بی هوا زی رشد نمایند؛ یعنی درمحیط واجد اكسیژن فراوان, مخمرها موادقندی را با تنفس هوازی به گاز كربنیك وآب تجزیه می كنند و درغیاب اكسیژن, مواد قندی را تخمیر وگاز كربنیك واتانول یا الكل اتیل تولید می كنند. هم اكنون ثابت شده كه تخمیر درواقع توسط یك آنزیم به نام «زیماز»كه توسط سلول های قارچ تولید شده عملی می گردد.این آنزیم ها یك نوع كاتالیزور آلی هستند كه باعث اجرای عمل وسرعت آن شده ولی خود دخالت مستقیم نمی كنند. نتیجه فرآیند تخمیر، مایعی است كه عمدتا ًمحتوی آب والكل است كه آن را خمر مینامیم .ولی مواد دیگری چون گلیسیرین واسید سوكسینیك نیز به مقدار كم درآن یافت می شود. دركنار این، ماده ای هم به نام روغن فوزل درنتیجه تخمیر به دست می آید.به‌ هر حال‌ مایع‌ بدست‌ آمده‌ درجه‌ الكلی‌ بسیار پائینی‌ در حد تقریبی‌ 18 درصد دارد. برای‌ این‌ كه‌ غلظت‌ الكل‌ در این‌ مایع‌ را كه‌ از آن‌ به‌ درجه‌ الكلی‌ تعبیر می‌كنند، افزایش‌ دهند، از فرایند تقطیر مجزا استفاده‌ می‌كنند. اساس‌ این‌ عمل‌، تفاوت‌ دمای‌ جوش‌ الكل‌ و آب‌ است‌ . الكل‌ تقریباً در 78 درجه‌ سانتی‌ گراد می‌جوشد. درحالی‌ كه‌ آب‌ برای‌ جوشیدن‌ باید به‌ دمای‌ صد درجه‌ برسد. از این‌ تفاوت‌ نقطه‌ جوش‌ استفاده‌ كرده‌ و  مایع‌ الكلی‌ را كه‌ همان‌ خمر است‌ در دیگهایی‌ ریخته‌ و حرارت‌ می‌دهند. الكل‌ كه‌ نقطه‌ جوش‌ پایین‌تری‌ دارد سریع‌تر بخار می‌شود. بخار به‌ دست‌ آمده‌ را از لوله‌ای‌ كه‌ اطراف‌ آن‌ را هوای‌ سرد پوشانده‌ عبور می‌دهند و به‌ حالت‌ مایع‌ در می‌آورند. هر چه‌ این‌ عمل‌ را كه‌ " ركتیفیكاسیون‌ " نامیده‌ می‌شود ـ بیشتر تكرار كنند، الكل‌ درجه‌ خلوص‌ بیشتری‌ پیدا می‌كند به‌ طوری‌ كه‌ بیشتر الكلهای‌ كاربردی‌ در صنایع‌ مختلف‌ دارای‌ درجه‌ خلوص‌ 96 می‌باشند . در حالی‌ كه‌ مشروبات‌ الكلی‌ درجه‌ الكلی‌ بسیار پایین‌تری‌ دارند؛ مثلا آبجو 3 الی‌ 6 درصد ، شراب‌ 16 تا 20 درصد و عرق‌ و یا ویسكی‌ تا 40 درصد در بردارنده‌ ماده‌ سكرآور الكل‌ می‌باشند                                                     

. 3 تولید الکل از ترکیبات قنددار

هم اکنون این گروه مهمترین ماده اولیه تولید الکل در ایران است. از بین این گروه ملاس (چغندر قند و نیشکر) مهمترین منبع هیدروکربنی ارزان قیمت است. ملاس در کارخانجات تولید قندوشکراز چغندرقند و نیشکر بوجود می‌آید که حاوی حدود 36% قند قابل تبدیل به الکل است. (در مورد ملاس چغندر میزان قند 51 درصد است) در این فرآیند، ابتدا ملاس با آب رقیق شده و سپس بوسیله مخمر تخمیر و تبدیل به الکل می‌گردد.

میکروارگانیسم (مخمر) مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی تولید اتانول از ملاس، از گونه مخمر، خمیر مایه نانوایی Baker’s yeast  یاSaccharomyces cerevisiae  اســت.   

فرایند تخمیر و تولید الكل از شكر طبق رابطه زیر صورت می‌گیرد.

C6H12O6  ---> 2C2H5OH + 2CO2

از نظر تئوری، طبق رابطه فوق از  هركیلوگرم شكر موجود در ملاس، 511 گرم الكل قابل تولید است. لیكن راندمان فرآیند در عمل بخاطر تولید محصولات جانبی نظیر میكروارگانیسم‌ها و بعضی از محصولات شیمیایی دیگر كمتر بوده و بین 400 تا 460 گرم الكل از هر كیلوگرم شكر خواهد بود. بنابراین بطور تئوری می‌توان گفت كه هر 15ـ14 كیلوگرم ملاس نیشكر حدود یك كیلوگرم الكل تولید می‌نماید.

4.تولید الکل از ترکیبات نشاسته‌دار                                                                      

تولید الکل از ترکیبات نشاسته‌دار نظیر ذرت، سیب‌زمینی و گندم معمولاً در دو مرحله (همزمان و یا متوالی) صورت می‌گیرد.نشاسته یک پلیمر از منومرهای گلوکز است. واکنش مرحله اول که شکستن   این پلیمر به منومرهای اولیه آن است، به دو روش اسیدی و آنزیمی قابل انجام است. در روش اول عموماً اسید سولفوریک و روش دوم آنزیم آلفا ـ آمیلاژ برای هیدرولیز نشاسته بکار می‌رود.با توجه به قیمت مناسب آلفا ـ آمیلاژ و راندمان بالای روش آنزیمی، روش اسیدی تقریباً در دنیا منسوخ شده است .در مرحله دوم که شباهت بسیاری به فرآیند تولید الکل از ترکیبات قندی دارد، گلوکز حاصله درمرحله اول توسط مخمرها به الکل تبدیل می‌شود و ...                                                     




[ جمعه 10 آذر 1391 ] [ 12:03 ق.ظ ] [ mohammadg846 ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ


آخرین مطالب
لیست آخرین مطالب
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب

3 سوت دانلود


تماس با ما