Vkontakte
Pinterest




etanol, más néven etilalkohol, alkoholt innivagy gabona alkohol, gyúlékony, színtelen, enyhén mérgező vegyület, jellegzetes parfümös illattal. Leginkább az alkoholos italokban található alkoholnak nevezik. A szokásos használat során gyakran nevezik egyszerűen alkohol. Molekuláris összetételét különféleképpen képviselik: EtOH, CH3CH2OH, C2H5OH vagy C2H6O.

Fizikai tulajdonságok

Az etanol hidroxilcsoportja részt vesz a hidrogénkötésben. Molekuláris szinten a folyékony etanol hidrogénhez kötött etanolmolekula-párokból áll; ez a jelenség viszkózusabbá és kevésbé illékonyvá teszi az etanolt, mint a hasonló molekulatömegű kevésbé poláros szerves vegyületek. A gőzfázisban kevés hidrogénkötés van; az etanolgőz egyes etanolmolekulákból áll. Az etanol, akárcsak a legtöbb rövid szénláncú alkohol, gyúlékony, színtelen, erős szaga és illékony.

Az etanol törésmutatója 1,3614. Az etanol sokoldalú oldószer. Elkeveredik vízzel és a legtöbb szerves folyadékkal, beleértve a nem poláros folyadékokat, például az alifás szénhidrogéneket. Az alacsony molekulatömegű szerves szilárd anyagok általában oldódnak etanolban. Az ionos vegyületek közül sok egyértékű só legalábbis kissé oldódik etanolban, a nagy, polarizálódó ionok sói oldékonyabbak, mint a kisebb ionok sói. A többértékű ionok legtöbb sója etanolban gyakorlatilag oldhatatlan.

Ezenkívül az etanolt oldószerként használják olyan gyógyszerek, élelmiszer-aromaanyagok és színezékek feloldására, amelyek nem oldódnak könnyen vízben. Miután a nem poláros anyag feloldódott az etanolban, vizet adhatunk hozzá, hogy előállítsunk egy oldatot, amely többnyire víz. Az etanol molekula hidrofil -OH csoporttal rendelkezik, amely elősegíti a poláris molekulák és az ionos anyagok oldódását. A rövid, hidrofób szénhidrogén lánc3CH2- vonzzák a nem poláros molekulákat. Így az etanol oldhatja mind a poláris, mind a nem poláros anyagokat.

Az etanol és a víz keverékével számos szokatlan jelenség társul. Az etanol-víz keverékek kevesebb térfogattal rendelkeznek, mint az egyes alkotóelemek: Az egyenlő térfogatú etanol és víz keveréknek csak egyenletes részének etanol és víz térfogatának 95,6% -a van keverve. Még kis mennyiségű etanol hozzáadása a vízhez élesen csökkenti a víz felületi feszültségét. Ez a tulajdonság részben megmagyarázza a bor jelenség könnycseppjét: amikor a bort egy pohárba forgatják, az etanol gyorsan elpárolog az üveg falán lévő vékony borrétegből. Amint az etanol-tartalma csökken, felületi feszültsége növekszik, és a vékony film felfelé halad, és az üvegen keresztül csatornákon fut, és nem sima lapként.

Kémia

Az etanol kémiai képlete (C jelentése szén, kötőjel egyszeres kötés, H jelentése hidrogén, O jelentése oxigén).

Az etanol kémiája nagyrészt annak hidroxilcsoportjától függ.

Savas-bázis kémia

Az etanol hidroxil-protonja gyengén savas, amelynek a pKegy csak 15,9, szemben a víz 15,7-ével1 (Kegy etanol mértéke . Vegye figyelembe, hogy Kegy a víz mennyiségét a víz disszociációs állandójának elosztásával nyerik, mol2/ liter, 55,5 mol / liter moláris sűrűséggel). Az etanolt kvantitatív módon konvertálhatjuk konjugált bázissá, etoxid-ionává (CH3CH2O) alkálifémekkel, például nátriummal reagáltatva. Ez a reakció hidrogén gázt fejleszt ki:

2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
Nukleofil helyettesítés

Aprotikus oldószerekben az etanol hidrogén-halogenidekkel reagál, etil-halogenideket, például etil-kloridot és etil-bromidot állítva elő nukleofil szubsztitúcióval:

CH3CH2OH + HCl → CH3CH2Cl + H2OCH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H2O

Az etil-halogenidek előállíthatók az etanol reagáltatásával speciálisabb halogénező szerekkel, például tionil-kloriddal az etil-klorid előállításához, vagy foszfor-tribromiddal az etil-bromid előállításához.

észterezést

Savkatalizált körülmények között az etanol reagál karbonsavakkal etil-észterek és víz előállításához:

RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O

A fordított reakció, az így kapott észter etanol és karbonsavvá történő hidrolízise korlátozza a reakció mértékét, és a magas hozamok szokatlanok, kivéve ha a reakcióelegyből vizet lehet eltávolítani annak formájában. Az észterezés elvégezhető továbbá a karbonsav reaktív származékai, például acil-klorid vagy sav-anhidrid felhasználásával. Az etanol nagyon általános észtere az etil-acetát, amely megtalálható például a körömlakk-eltávolítóban.

Az etanol észtereket is képezhet szervetlen savakkal. Az etanol kénsavval és foszforsavval történő reagáltatásával előállított dietil-szulfát és trietil-foszfát egyaránt hasznos etilálószerek a szerves szintézisben. Az etil-nitrit, amelyet az etanol nátrium-nitrittel és kénsavval való reakciójából állítottak elő, korábban széles körben alkalmazott diuretikum volt.

Kiszáradás

Erős savak, például kénsav, katalizálhatják az etanol dehidrációját dietil-éter vagy etilén előállításához:

2 CH3CH2OH → CH3CH2OCH2CH3 + H2OCH3CH2OH → H2C = CH2 + H2O

Noha a kénsav katalizálja ezt a reakciót, a savval a képződött víz hígítja, ami a reakciót hatástalanná teszi. A pontos reakciókörülményektől függ, hogy melyik termék, dietil-éter vagy etilén - túlsúlyban van.

Oxidáció

Az etanolt oxidálhatják acetaldehiddé, majd ecetsavvá tovább oxidálhatják. Az emberi testben ezeket az oxidációs reakciókat enzimek katalizálják. A laboratóriumban az erősen oxidáló szerek, például krómsav vagy kálium-permanganát vizes oldatai az etanolt ecetsavvá oxidálják, és nehéz az acetaldehid esetében nagy reakcióval megállítani a reakciót. Az etanolt ecetsavval való túlzott oxidáció nélkül acetaldehiddé oxidálhatjuk, piridinium-króm-kloriddal reagáltatva.

Az égés
Etanol, amely párologtató edény határán éget el

Az etanol elégetésekor szén-dioxid és víz képződik:

C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Termelés

94% denaturált etanol, palackban háztartási felhasználásra

Az etanolt petrolkémiai anyagként, etilén hidratálásával és biológiailag cukor élesztővel történő erjesztésével állítják elő.

Etilén hidratáció

Az ipari alapanyagként használt etanolt leggyakrabban petrolkémiai alapanyagból állítják elő, jellemzően az etén savval katalizált hidratálásával, amelyet a kémiai egyenlet képvisel

C2H4 + H2O → CH3CH2OH

A katalizátor leggyakrabban foszforsav, porózus hordozóra, például diatómaföldre vagy faszénre adszorbeálva; ezt a katalizátort először 1947-ben a Shell Oil Company alkalmazta nagyszabású etanolgyártásban.2 Szilárd katalizátorokat, többnyire különféle fém-oxidokat is említettek a kémiai szakirodalomban.

Egy régebbi folyamatban, amelyet először ipari méretekben 1930-ban az Union Carbide gyakorolt,2 de most már szinte teljesen elavult, az etént közvetett módon hidratáltuk tömény kénsavval reagáltatva etil-szulfát képződéséhez, amelyet hidrolizálva etanolt kaptunk, és a kénsavat regeneráltuk:

C2H4 + H2ÍGY4 → CH3CH2ÍGY4HCH3CH2ÍGY4H + H2O → CH3CH2OH + H2ÍGY4

Erjesztés

Az alkoholtartalmú italokban történő felhasználásra szánt etanol és az üzemanyagként használt etanol túlnyomó részét erjesztéssel állítják elő: amikor bizonyos élesztőfajok (ami a legfontosabb, Saccharomyces cerevisiae) metabolizálja a cukrot oxigén hiányában, etanolt és szén-dioxidot termel. Az élesztő által végzett teljes kémiai reakciót a kémiai egyenlettel reprezentálhatjuk

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

Az élesztő tenyésztésének folyamatát alkohol előállítása céljából főzésnek nevezik. A sörfőzés csak etanol viszonylag híg koncentrációját képes előállítani vízben; a koncentrált etanol oldatok mérgezőek az élesztőre. Az élesztő leginkább etanol-toleráns törzsei kb. 15 térfogat% etanolban képesek életben maradni.

Az erjedési folyamat során fontos, hogy megakadályozzuk az oxigén bejutását az etanolba, mivel egyébként az etanol ecetsavvá (ecetré) oxidálódik. Ezenkívül oxigén jelenlétében az élesztő aerob légzésben megy keresztül, hogy pusztán szén-dioxidot és vizet nyerjen, etanol előállítása nélkül.

Az etanol előállítása keményítőtartalmú anyagokból, például gabonamagvakból, a keményítőt először cukrokra kell bontani. A sörfőzés során ezt hagyományosan úgy hajtják végre, hogy a gabona csírázhat vagy maláta alakuljon ki. A csírázás során a vetőmag enzimeket termel, amelyek keményítőit cukrokba bonthatják. A tüzelőanyag-etanol esetében a keményítő glükózzá történő hidrolízisét híg kénsavval, gombás amiláz enzimekkel vagy a kettő valamilyen kombinációjával történő kezeléssel gyorsabban meg lehet valósítani.

Nyersanyagokat

Jelenleg az Egyesült Államokban az etanol előállításának fő alapanyaga a kukorica. Körülbelül 2,8 liter etanol (10 liter) előállítható egy 35 literes kukoricacélból. Noha a kukorica nagy része etanolré alakul, addig a kukorica részekben melléktermékeket is előállítanak, például DDGS-t (desztillátorok szárított gabona oldódású anyagokkal), amelyek felhasználhatók az állatok táplálékának egy részéhez. Egy bokor kukorica körülbelül 18 font DDGS-t termel.3 Az etanol mint üzemanyag kritikái eldöntik, hogy a kukoricát etanol előállításához használják-e, mivel a kukorica energiaigényes növény, amelyhez kőolajból származó műtrágyák szükségesek; azonban a kukorica alkohol előállítása révén a gazdák számára további kőolajmegtakarítást eredményezhet, ha a gazdálkodók a mellékterméket állattenyésztéssel táplálják, és ha az állatok ürülékeit ezután műtrágyaként használják a kukorica számára.4 Noha a legtöbb erjesztő üzem a kukoricát termelő régiókban épült, a cirok szintén fontos alapanyag az alföldi államok etanol előállításához. A gyöngy köles etanol alapanyagként ígéretet mutat az Egyesült Államok délkeleti részén

Európa bizonyos részeiben, különösen Franciaországban és Olaszországban, a bort a hatalmas túlkínálat miatt alapanyagként használják.5 Japán azt reméli, hogy a rizsbort (kedvéért) etanolforrásként fogja használni.6

Az olyan kőolajárakhoz hasonlóan, mint amelyek az 1990-es évek nagy részén uralkodtak, az etilénhidratálás határozottan gazdaságosabb folyamat volt, mint a tisztított etanol előállítására szolgáló erjesztés. A kőolaj későbbi emelkedése, valamint a mezőgazdasági árak évenkénti bizonytalansága párhuzamosan megnehezíti a fermentált anyag petrolkémiai etanolhoz viszonyított relatív termelési költségeinek előrejelzését.

Tesztelés

A sörfőzdékben és a bioüzemanyag-üzemben a jelen lévő etanol mennyiségét a két módszer egyikével kell mérni. Az infravörös etanol-érzékelők az oldott etanol vibrációs frekvenciáját a CH-sáv felhasználásával mérik 2900 cm-nél-1. Ez a módszer viszonylag olcsó szilárdtest-érzékelőt használ, amely összehasonlítja a CH-sávot a referencia-sávmal az etanol-tartalom kiszámításához. Ez a számítás a Beer-Lambert törvényt használja.

Alternatív megoldásként a kiindulási anyag sűrűségének és a termék sűrűségének mérésével, hidrométer segítségével, az erjesztés során bekövetkező gravitációs változást használják az alkoholtartalom meghatározására. Ez egy olcsó és közvetett módszer, de a sörgyártás területén hosszú története van.

Tisztítás

A folyékony etanol infravörös spektruma közel.

Az etilén hidratáció vagy a főzés terméke etanol-víz keverék. A legtöbb ipari és üzemanyag-felhasználásnál az etanolt meg kell tisztítani. A frakcionált desztillációval az etanolt 95,6 tömeg% -ra (89,5 mól%) koncentrálhatjuk. A 95,6% etanol és 4,4% víz (tömegszázalék) keveréke egy azeotróp, amelynek forráspontja 78,2 ° C, és desztillációval nem tisztítható tovább. Ezért a 95% -os etanol vízben meglehetősen általános oldószer.

A desztilláció után az etanolt tovább tisztíthatjuk mész vagy só alkalmazásával "szárítva". Amikor a mész (kalcium-oxid) és a víz etanolban keverednek, kalcium-hidroxid képződik. A kalcium-hidroxidot ezután elválaszthatjuk az etanoltól. A száraz só feloldja az etanol víztartalmának egy részét, amikor áthalad, így tiszta alkohol marad.7

Az abszolút etanol előállításához többféle megközelítést alkalmaznak. Az etanol-víz azeotróp kis mennyiségű benzol hozzáadásával megbontható. A benzol, az etanol és a víz hármas azeotrópot képez, forráspontja 64,9 ° C. Mivel ez az azotróp illékonyabb, mint az etanol-víz azeotróp, frakcionálisan ledesztillálható az etanol-víz keverékből, és lényegében az eljárás összes vizét extrahálhatja. Az ilyen desztilláció fenékét vízmentes etanol tartalmazza, több millió ppm maradék benzollal. A benzol mérgező az emberekre, és a ciklohexán nagyrészt helyettesítette a benzol szerepét, mint ebben a folyamatban részt vevő anyag.

Alternatív megoldásként egy molekuláris szita is felhasználható a víz szelektív abszorpciójára a 95,6% -os etanolos oldatból. Használható pellet alakú szintetikus zeolit, valamint különféle növényi eredetű abszorbensek, beleértve a kukoricadara, a szalma és a fűrészpor. A zeolitágy lényegében korlátlan számú alkalommal regenerálható forró széndioxid-robbantással szárítva. A kukoricadara és más növényi eredetű abszorbensek nem regenerálódnak könnyen, de ahol az etanolt gabonafélékből állítják elő, gyakran alacsony áron kaphatók. Az így előállított abszolút etanolnak nincs maradék benzolja, és felhasználható port és sherry megerősítésére a hagyományos pincészet során. A membránok felhasználhatók az etanol és a víz elválasztására is. A membrán megbonthatja a víz-etanol azeotrópot, mert az elválasztás nem a gőz-folyadék egyensúlyon alapul. A membránokat gyakran használják az úgynevezett hibrid membrándesztillációs folyamatban. Ez az eljárás egy elválasztási lépésként egy koncentrátum előtti desztillációs oszlopot használ. A további elválasztást ezután egy membránnal végezzük, amelyet gőzáteresztő vagy pervaporációs üzemmódban működtetünk. A gőzáteresztő képesség gőzmembrán betáplálást, a pervaporáció pedig folyékony membrán betáplálást használ.

A légköri nyomásnál alacsonyabb nyomáson az etanol-víz azeotróp összetétele nagyobb etanolban gazdag keverékekre változik, és 70 torr (9,333 kPa) alatti nyomáson nincs azeotróp, és az abszolút etanolt le lehet desztillálni egy etanol-víz keverék. Míg az etanol vákuumdesztillálása jelenleg nem gazdaságos, a nyomás-lengő desztilláció a jelenlegi kutatás témája. Ebben a technikában a csökkentett nyomású desztilláció először etanol-víz keveréket eredményez, amely több mint 95,6% etanolt tartalmaz. Ezután a keverék atmoszférikus nyomáson végzett frakcionált desztillációjával a 95,6% azeotrópot ledesztilláljuk, vízmentes etanolt hagyva az alján.

Leendő technológiák

Etanolos erjesztésre alkalmas glükóz szintén előállítható cellulózból. A közelmúltig azonban a cellulóz enzimek költségei, amelyek képesek hidrolizálni a cellulózt, megfizethetetlenek voltak. Az Iogen kanadai cég 2004-ben hozta üzembe az első cellulóz-alapú etanolüzemet.8 Az elsődleges fogyasztó eddig a kanadai kormány volt, amely az Egyesült Államok kormányával (különösen az Energiaügyi Minisztérium megújuló energia laboratóriumával) millió dollárt fektetett be a cellulózos etanol kereskedelmének támogatására. Ennek a technológiának a megvalósítása számos cellulóztartalmú mezőgazdasági melléktermékből, például kukoricacsutából, szalmából és fűrészporból megújuló energiaforrásokká alakul.

Más enzimgyártók géntechnológiával módosított gombákat fejlesztenek ki, amelyek nagy mennyiségű celluláz, xilanáz és hemicellulaz enzimeket állítanak elő, amelyek felhasználhatók olyan mezőgazdasági maradványok átalakítására, mint a kukoricaütő, a desztilláló szemek, a búza szalma és a cukornád bagassza, valamint az energianövények, például a Switchgrass erjeszthetők. cukrok, amelyek felhasználhatók cellulózos etanol előállítására. 9

A cellulózos anyagok a cellulóz mellett tipikusan más poliszacharidokat is tartalmaznak, beleértve a hemicellulózt. Hidrolizáláskor a hemicellulóz többnyire öt széntartalmú cukrokra, például xilózra bomlik. S. cerevisiae, az etanol előállításához leggyakrabban használt élesztő, nem képes metabolizálni a xilózt. További élesztőket és baktériumokat vizsgálnak a xilóz metabolizmusáért, és így javítják a cellulóz anyagból származó etanol-hozamot.10

Az anaerob baktérium Clostridium ljungdahlii, amelyet nemrégiben fedeztek fel a kereskedelmi csirkehulladékokban, előállíthat etanolt egyszén-forrásokból, ideértve a szintézisgázt, a szén-monoxid és a hidrogén keverékét, amely akár fosszilis tüzelőanyagok, akár biomassza részleges égéséből állhat elő. Ezen baktériumok felhasználása etanol előállítására szintézisgázból a kísérleti üzem szakaszába haladt az arkansasi Fayetteville-ben, a BRI Energia Üzemben.11

Egy másik leendő technológia a zárt hurkú etanolüzem. A kukoricából előállított etanolnak számos kritikusa van, akik azt sugallják, hogy ez elsősorban újrahasznosított fosszilis tüzelőanyagok, mivel a gabonatermesztéshez és etanolmá történő átalakításához szükséges energia miatt. A zárt hurkú etanolüzem azonban megpróbálja kezelni ezt a kritikát. Egy zárt hurkú üzemben a lepárláshoz szükséges energia erjesztett trágyából származik, amelyet olyan szarvasmarhákból állítanak elő, amelyeket a lepárlás melléktermékei etettek. A megmaradt trágyát ezután a gabonatermesztéshez használt talaj trágyázására használják. Egy ilyen eljárásnak várhatóan sokkal alacsonyabb a fosszilis tüzelőanyag igény.12 Az általános termodinamikai megfontolások azonban azt mutatják, hogy az ilyen növények teljes hatékonysága a cellulóz / cukor előállításával együtt viszonylag alacsony marad.

Az etanol típusai

Denaturált szesz

A legtöbb jogrendben az etanol tiszta anyagként vagy alkoholtartalmú ital formájában történő értékesítése súlyosan adóköteles. Annak érdekében, hogy megkönnyítsék a nem italgyártó iparágakat ezen adóteher alól, a kormányok meghatározzák a denaturált alkohol összetételét, amely különféle adalékanyagokkal kevert etanolból áll, hogy az emberi fogyasztásra alkalmatlanná tegye. Ezek az adalékanyagok, úgynevezett denaturáló szerek, általában mérgezőek (például metanol), vagy kellemetlen ízűek vagy szaguk (például denatónium-benzoát).

A speciális denaturált alkoholok olyan denaturált alkoholkészítmények, amelyeket kifejezetten ipari felhasználásra szántak, és amelyek denaturálószereket tartalmaznak, amelyeket úgy választottak meg, hogy ne zavarják ezt a felhasználást. Amíg nem adóztatják, a speciális denaturált alkohol vásárlóinak a felhasznált készítményhez kormányzati engedélyeknek kell lenniük, és be kell tartaniuk más előírásokat.

A teljesen denaturált alkoholok olyan készítmények, amelyeket bármilyen jogi célra meg lehet vásárolni engedély, kötvény vagy egyéb szabályozási előírások betartása nélkül. Arra tervezték, hogy nehéz lenne elválasztani az emberi fogyasztásra alkalmas terméket teljesen denaturált alkoholtól. Például az Egyesült Királyságban használt teljesen denaturált alkoholkészítmény (térfogatszázalékban) 89,66% etanolt, 9,46% metanolt, 0,50% piridint, 0,38% benzint tartalmaz és lila színe metil-ibolyával festett.13

Abszolút etanol

Az abszolút vagy vízmentes alkohol általában tisztított etanolra vonatkozik, amely legfeljebb egy százalék vizet tartalmaz.

Abszolút frakcionált desztillációval nem lehet abszolút alkoholt előállítani, mivel egy keverék, amely körülbelül 95,6% alkoholt és 4,4% vizet tartalmaz, állandó forráspontú keverékké válik (azeotrop keverék). Az abszolút alkohol előállítására szolgáló egyik általános ipari módszerben kis mennyiségű benzolt adnak a tisztított alkoholhoz és az elegyet ezután desztillálják. Abszolút alkoholt kapunk a harmadik frakcióban, amely 78,2 ° C-on (351,3 K) desztillál.

Mivel a felhasznált benzol kis része marad az oldatban, az ezen módszerrel előállított abszolút alkohol nem alkalmas fogyasztásra, mivel a benzol karcinogén.

Van abszolút alkohol-előállítási eljárás glicerin alkalmazásával végzett kiszáradással is. Az ezen módszerrel előállított alkoholt spektroszkópikus alkoholnak nevezzük, azaz azért, mert a benzol hiánya miatt oldószerré teszi a spektroszkópiát.

Jelenleg a legnépszerűbb tisztítási módszer a 95,6% -nál nagyobb tisztaság mellett a kiszáradás olyan adszorbensekkel, mint keményítő vagy zeolitok, amelyek előnyösen vizet adszorbeálnak. Az azeotrop desztilláció és az extraháló desztillációs technikák szintén léteznek.

A tiszta etanolt 200 bizonyítéknak tekintik az Egyesült Államokban, ami 175 fokosnak felel meg a (ma ritkán használt) brit rendszerben.

Semlegesített etanol

A semlegesített etanolt bizonyos analitikai célokra használják. A pH-indikátorok sav / bázis molekulák, amelyek megváltoztatják színét, és bizonyos mennyiségű sav vagy bázis megkövetelik. Semlegesített etanolt használunk e hiba kompenzálására. Az indikátort (például fenolftaleint) adjuk először az etanol oldószerhez, és KOH-t addig, amíg az oldat színe halvány rózsaszínűvé nem válik. Az így kapott "semlegesített etanolt" ezután hozzáadjuk a titrálási célhoz, amely tiszta szerves sav mintája lehet. A titrálás leáll, ha ugyanaz a halvány rózsaszín szín érkezik. Ily módon kiküszöbölhető az indikátor semlegesítési hiba.

Használat

Üzemanyagként

New York City tulajdonában lévő "Ford Taurus", amelyet "tiszta égő etanol táplált".

Az etanol legnagyobb felhasználása motoros üzemanyagként és üzemanyag-adalékanyagként történik. A legnagyobb nemzeti üzemanyag-etanol-ipar Brazíliában létezik (a Brazíliában értékesített benzin legalább 20% etanolt tartalmaz, és a hidrogén-etanolt üzemanyagként is használják).14 Annak érdekében, hogy az etanol alkalmas legyen a tiszta benzin helyettesítésére, azt használat előtt legalább 70-80 térfogatszázalékra kell desztillálni. A benzin adalékanyagaként való felhasználáshoz szinte az összes vizet el kell távolítani, különben elkülönül a keverékről, és az üzemanyag-tartály aljára válik, és az üzemanyag-szivattyú vizet vezet a motorba, ami a motor leállását okozza. .15

Manapság a brazil autók csaknem 50% -a képes 100% etanolt használni üzemanyagként, amely magában foglalja a csak etanolos motorokat és a rugalmas üzemanyaggal működő motorokat. A flexibilis üzemű motorok képesek működni az összes etanollal, minden benzintel vagy ezek keverékével, így a vevő választhat a tökéletes egyensúly között az ár / teljesítmény kérdése között. Ez csak a hatékony cukornádgyártás képessége miatt volt lehetséges. A cukornád nemcsak nagyobb szacharózkoncentrációval rendelkezik (kb. 30% -kal több, mint kukorica), hanem sokkal könnyebben kinyerhető. A folyamat során előállított bagassokat nem pazarolják, és az erőművekben használják meglepően hatékony villamosenergia-forrássá. A 2015-ös etanol-termelés világszerte 24,7 milliárd gabonát tett ki, a világ kínálatának 88% -a Brazíliából és az Egyesült Államokból származik.16

Az előállítás egyik módja a cukor erjedése. Az etanol nagyon kevés szennyeződést okoz égetéskor. Több millió hektáros földterületre van szükség, ha etanolt akarunk használni a benzin pótlására. A tiszta etanol alacsonyabb energiatartalommal rendelkezik, mint a benzin (körülbelül 30% -kal kevesebb energiát tartalmaz egységnyi térfogatra). A benzinkutakon az etanolt az etanol és a benzin keverékében tartják, más néven gasoholnak. Az Egyesült Államokban a sárga szín (a kukorica színét szimbolizálja) összekapcsolódott az üzemanyaggal, és általánosan használták az üzemanyag-szivattyúkon és a címkéken. Az Egyesült Államokban Gasohol (legfeljebb 10% etanol) és E85 (85% etanol) etanol / benzin keverékeket használnak.

Vita

Amint arról a "A kukorica etanol energetikai egyensúlya: frissítés" című cikk szerepel17 az Egyesült Államokban a kukoricából előállított etanolhoz felhasznált energia (EROEI) hozama 1,34 (ez 34 százalékkal több energiát eredményez, mint az előállításához szükséges). A bemeneti energia magában foglalja a földgáz alapú műtrágyákat, a mezőgazdasági berendezéseket, a kukoricából vagy más anyagokból történő átalakítást és a szállítást.

Az olaj történelmileg sokkal magasabb EROEI-vel rendelkezik, főleg a nyomástartó területeken, de a tenger alatt is, ahol csak tengeri fúróberendezések férhetnek hozzá. Emellett például az Egyesült Államok működtetéséhez szükséges etanolmennyiség meghaladja a saját mezőgazdasági földterületének termelését, még akkor is, ha az élelmiszerekhez használt mezőket kukoricamezőkké alakítják. Ezen okok miatt sok ember nem látja önmagában az etanolt megoldásként a hagyományos olaj helyett. Mások azonban nem értenek egyet ezzel, és rámutattak, hogy az etanoltermelésnek nem feltétlenül a kukoricatenyésztésből kell származnia. Például az Ohio folyékony üzemanyagai etanolt termelnek lejárt élelmiszerekből.

A politika jelentős szerepet játszott ebben a kérdésben. A búza-, kukorica- és cukortermelők támogatói sikeresek voltak az etanol elfogadását ösztönző szabályozási beavatkozás lobbitására,18 ösztönözni kell a vitát arról, hogy ki lesz az etanol fokozott használatának fő kedvezményezettje. Néhány kutató figyelmeztette, hogy a mezõgazdasági alapanyagból elõállított etanol globális élelmiszerhiányt fog okozni, hozzájárulva az éhezéshez a harmadik világban.19

Ez olyan alternatív termelési módszerek kifejlesztéséhez vezetett, amelyek olyan alapanyagokat használnak fel, mint kommunális hulladék vagy újrahasznosított termékek, rizshéjak, cukornád-bagasszelet, kis átmérőjű fák, faforgács és kapcsolófű. Ezek a módszerek még nem érték el a kereskedelem szakaszát.

A kutatások azt mutatják, hogy az üzemanyag-fogyasztás növekszik az üzemanyag-keverékben található etanol koncentrációjával. Egy ausztráliai tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy egy 10% -os etanol-keverék (E10) 2,6–2,8% -os növekedést eredményezett a fogyasztásban.

A legfeljebb 10% -ot tartalmazó keverékeket általában biztonságos maximálisnak kell tekinteni egy olyan gépjárműnél, amelyet kőolaj működtetésére terveztek. Azonban az etanol-keverékek akár 85% -ot is elérhetnek, ha a kifejezetten rugalmas, üzemanyaggal működő járművekben működnek.

A Consumer Reports, 2006. október megkérdezi a rugalmas üzemanyagú járművek üzemanyag-fogyasztását. Konkrétan a jelentés megjegyzi, hogy az üzemanyag-fogyasztás csökken, amikor egy autó E-85-ös járművet használ.

Rakéta üzemanyag

Az etanolt tüzelőanyagként használták a bipropellenáns rakétajárművekben, oxidálószerrel együtt. Például a második világháború német V-2 rakéta etanol-üzemanyagot használt.

Alkoholos italok

Az alkoholtartalmú italok etanol-tartalma és az előállított élelmiszerekben jelentősen eltérnek. A legtöbb alkoholtartalmú italok széles körben kategorizálhatók erjesztett italokként, élesztők által cukros élelmiszerekre hatással előállított italokként vagy desztillált italokként, olyan italokként, amelyek előállítása során az etanolt erjesztett italokban desztillációval koncentrálják. Az italok etanoltartalmát általában az italban lévő etanol térfogataránya alapján mérik, százalékban vagy alkoholtartalmú egységekben kifejezve.

Az erjesztett italok széles körben osztályozhatók azon élelmiszer alapján, amelyből erjesztik őket. A söröket gabonamagvakból vagy más keményítőtartalmú anyagokból, borokból és almaborokból gyümölcsléből, mézből pedig mézből készülnek. A kultúrák szerte a világon számos más élelmiszerből készítettek erjesztett italokat, és a különféle erjesztett italok helyi és nemzeti elnevezései rengeteg. Az erjesztett italok legfeljebb 15-25 térfogat% etanolt tartalmazhatnak, a felső határt az élesztő etanol toleranciája vagy a kiindulási anyag cukortartalma határozza meg.

A desztillált italokat erjesztett italok desztillálásával állítják elő. A desztillált italok széles kategóriájába tartozik a fermentált gabonamagvakból desztillált whisky; erjedt gyümölcslevekből desztillált pálinkák és erjesztett melaszból vagy cukornádból desztillált rum. A vodkát és a hasonló semleges szemüveget bármilyen erjesztett anyagból le lehet desztillálni (a gabona vagy a burgonya a leggyakoribb); ezeket a szeszes italokat annyira alaposan desztillálják, hogy az adott kiindulási anyagból nem maradnak ízek. Számos egyéb alkoholtartalmú szeszes ital és likőr készül el azáltal, hogy a gyümölcsökből, a gyógynövényekből és a fűszerekből származó ízesítményeket desztillált alkoholtartalmú italokká infuzálják. Hagyományos példa a gin, a borókabogyók infúziója semleges szemű alkoholba.

Néhány italban az etanolt desztillációtól eltérő módon koncentrálják. Az Applejack-et hagyományosan fagyasztva végzett desztillációval állítják elő: a vizet fagyasztják az erjesztett almaborból, így egy etanolban gazdagabb folyadék marad hátra. Az Eisbier-t (leggyakrabban az eisbock-t) fagyasztva desztillálják, alapvető italként sört használnak. A dúsított borokat úgy készítik, hogy pálinkát vagy más desztillált alkoholt adnak hozzá részben erjedt borokhoz. Ez megöli az élesztőt, és megőrzi a cukor egy részét a szőlőlében; az ilyen italok nem csak etanolban gazdagabbak, hanem gyakran édesebbek, mint más borok.

Az alkoholtartalmú italokat időnként az ételekhez adják a főzés során, nemcsak jellegzetes ízük miatt, hanem azért is, mert az alkohol feloldja az ízvegyületeket, amelyeket a víz nem képes.

Etanolból származó vegyi anyagok

Etil-észterek

Savas katalizátor (tipikusan kénsav) jelenlétében az etanol reagál karbonsavakkal etil-észterek előállítására:

CH3CH2OH + RCOOH → RCOOCH2CH3 + H2O

A két legnagyobb mennyiségű etil-észter az etil-akrilát (etanolból és akrilsavból) és etil-acetát (etanolból és ecetsavból). Az etil-akrilát egy monomer, amelyet akrilát polimerek előállításához használnak bevonatokban és ragasztókban. Az etil-acetát általános oldószer a festékekben, a bevonatokban és a gyógyszeriparban; a legismertebb alkalmazása háztartásban oldószerként szolgál a körömlakkhoz. Számos más etil-észtert sokkal kisebb mennyiségben használnak mesterséges gyümölcs aromaként.

Ecet

Az ecet egy ecetsav híg oldata, amelyet az alábbiak szerint állítanak elő Aceíobacter baktériumok etanol oldatokon. Noha hagyományosan alkoholtartalmú italokból készülnek, beleértve a bort, az almaborot és a ki nem sört sört, az ecetet ipari etanol oldatokból is elő lehet készíteni. A desztillált etanolból készült ecetet „desztillált ecetnek” nevezik, és általában az élelmiszer-pácolásnál és fűszerként használják.

etil-amint

Szilikagélen vagy alumínium-oxiddal hordozott nikkel-katalizátoron 150–220 ° C-ra hevítve az etanol és az ammónia etilamin előállításához reagálnak. A további reakció dietil-aminhoz és trietil-aminhoz vezet:

CH3CH2OH + NH3 → CH3CH2NH2 + H2O
CH3CH2OH + CH3CH2NH2 → (CH3CH2)2NH + H2O
CH3CH2OH + (CH3CH2)2NH → (CH3CH2)3N + H

Nézd meg a videót: La realidad sobre el Etanol I Tixuz Autos (Február 2020).

Vkontakte
Pinterest