Этанол. Что такое этанол?

1.

Этанол
Выполнили студенты 12-ТПС группы: Клемяционок
М.А., Никитин К.А., Рыжиков С.С., Лебедев М.Д.

2.

Что такое этанол?
Этанол — органическое соединение,
относящееся к классу одноатомных спиртов.
При стандартных условиях этанол — это
летучая, горючая, бесцветная прозрачная
жидкость с характерным запахом и жгучим
вкусом. Этанол является действующим
компонентом алкогольных напитков. Также
он может быть депрессантом —
психоактивным веществом, угнетающим
центральную нервную систему человека.
Этанол используется как топливо, в качестве
растворителя, как сырьё в химической
промышленности, в медицине — как
дезинфицирующее средство и др.

3.

Этанол как источник энергии
Этанол является одним из наиболее широко используемых видов биотоплива в мире. Он может
использоваться в качестве источника энергии для двигателей внутреннего сгорания,
биоэнергетических установок, а также в промышленности и бытовых целях.
Этанол получается в результате биохимического процесса ферментации из растительного сырья,
такого как кукуруза, пшеница, сахарный тростник, сахарный сироп и др. После этого этанол
проходит процесс дистилляции и ректификации для получения чистого спирта. Этанол имеет
высокую энергетическую эффективность и может быть использован как альтернативный
источник энергии для снижения зависимости от нефтепродуктов. При сжигании этанола
выделяется меньше углекислого газа, что позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу.
Однако, существуют определенные проблемы с производством и использованием этанола как
источника энергии, такие как конкуренция с продовольственной отраслью за растительное
сырье, а также проблемы экологического следа от производства этанола. В целом, этанол может
быть важным компонентом перехода к более устойчивой и экологически чистой энергетике.

4.

Производство этанола
Основными этапами промышленного
производства биоэтанола являются:
микробная (дрожжевая) ферментация
сахаров, дистилляция, дегидратация и
денатурирование. Перед
ферментацией некоторые культуры
требуют осахаривания или гидролиза
углеводов, таких как целлюлоза и
крахмал, до сахаров. Ферменты
используются для превращения
крахмала в сахар.

5.

Ферментация
Этанол производится путем микробной ферментации сахара. Микробная
ферментация в настоящее время работает только с сахарами. Два основных
компонента растений — крахмал и целлюлоза — сделаны из сахаров - и
могут быть преобразованы в сахара для ферментации. В настоящее время
только сахар (например, сахарного тростника) и крахмал (например,
кукурузы) могут быть экономически эффективны преобразованы в
биотопливо.

6.

Дистилляция
Чтобы этанол можно было использовать в качестве топлива, необходимо
удалить твердые вещества дрожжей и большую часть воды. После
брожения сусла нагревают так, что этанол испаряется. Этот процесс,
известный как дистилляция, отделяет этанол, но его чистота ограничена
95–96% из-за образования низкокипящего азеотропной смеси вода-этанол.
Эта смесь называется водным этанолом и может использоваться в
качестве топлива в отдельности, но в отличие от безводного этанола,
такой этанол не смешивается с бензином во всех соотношениях, поэтому
фракция воды обычно удаляется при дальнейшей обработке для сжигания
в сочетании с бензином в бензиновых двигателях.

7.

Дегидратация
Существует три процесса дегидратации для удаления воды из азеотропной смеси этанол-вода. Первый
процесс, используемый на многих ранних заводах по производству топливного этанола, называется
азеотропной перегонкой и состоит в добавлении в смесь бензола или циклогексана. Когда эти
компоненты добавляются в смесь, она образует гетерогенную азеотропную смесь, которая при
перегонке образует безводный этанол в нижней части колонны и паровую смесь воды, этанола и
циклогексана/бензола.Другой метод, называемый экстрактивной дистилляцией, состоит в добавлении
тройного компонента, который увеличивает относительную летучесть этанола. Когда тройная смесь
перегоняется, в верхнем потоке колонны образуется безводный этанол.Поскольку все большее
внимание уделяется экономии энергии, было предложено много способов, которые полностью
исключают перегонку для дегидратации. Из этих способов появился третий метод, который был
принят большинством современных заводов по производству биоэтанола. Этот новый процесс
использует молекулярные сита для удаления воды из топливного этанола. В этом процессе пары
этанола под давлением проходят через слой шариков молекулярного сита. Поры гранулы имеют
размеры, позволяющие адсорбировать воду, исключая этанол. Через некоторое время слой
регенерируют в вакууме или в потоке инертной атмосферы для удаления адсорбированной воды.

8.

Применение этанола. Пищевая промышленность
Этиловый спирт традиционно
используется для производства
целого граммы спиртовых
напитков – от водки до коньяка.
Последний получается
выдерживанием этилового
спирта в дубовых бочках долгое
время.

9.

Применение этанола. Медицина
Спирт в медицине широко используется в
качестве антисептика в виде этанола 96.
Больше не получается. Если нужно
достигнуть концентрации спирта 100%, то
необходимы дополнительные химические
реакции для удаления остатков воды. В
любом случае даже состав этанола с водой в
70 процентов считается неплохим выбором
для семей – такой спирт неплохо
дезинфицирует раны.

10.

Применение этанола. Бытовая химия
Чистый спирт также широко применяется
химическом производстве в самых
разнообразных качествах. В нем высоко
ценится растворяющий компонент или
пластифицирующий агент. С применением
данного типа ингредиента получается
различная лакокрасочная продукция,
моющие вещества и средства бытовой
химии.

11.

Применение этанола. Топливо
Спирт отлично служит и в качестве
топлива. В некоторых мастерских
используется спирт для заправки ракет
– получается экологично и безопасно.
Но в последнее время био-этанол стал
пользоваться большим спросом и в
Европе – он позволяет добиться куда
более чистого выхлопа, а спиртовая
добавка позволяет добиться меньшей
нефтяной зависимости тех стран,
которые не имеют нефтяных
месторождений!

12.

Выводы
Этанол, несомненно, играет важную роль в современном мире. Как мы узнали, он является
не только основой алкогольных напитков, но и перспективным источником энергии,
сырьем для химической промышленности и ценным компонентом в медицине и
фармацевтике. Сочетание инноваций, ответственного подхода и грамотного
управления ресурсами позволит нам максимально эффективно использовать
возможности, которые нам предлагает этанол.