Формула создания спирта питьевого отличается от технического. Спирт – главный компонент любого алкогольного напитка, без которого не обходится ни одно торжество. В мире существует их два основных вида, которые путать нельзя: метиловый, формула которого CH 3 OH, и этилового C 2 H 5 OH. Их основное отличие в том, что первый считается техническим, и к употреблению непригоден, что нельзя сказать о втором. Оба вида ничем не отличаются по внешним признакам, лишь разная формула. Так давайте разберемся, что представляет собой класс спиртов, и какие различия в их структуре.

Немного о спирте

Истоки алкоголя идут еще с библейских времен, Ной, не заметив, что сок испортился, забродил, выпил его и опьянел. Именно тогда и начинается отсчет культуры виноделия и алкогольных опытов.

Основу создания спирта составляет процесс дистилляции, отсюда и пошло название, ведь полученный продукт называли «spiritus vini».

Именно в 14 веке произошел всплеск открытий, когда в каждой точке земли получение этого продукта достигалось различными новыми методиками.

Основные этапы развития и распространения:

1. В 30-х годах 14 века алхимиком Вилльгером был получен винный спирт из вина.
2. В 80-х годах купец привез из Италии в Москву этанол.
3. В 20-х годах 16 века Парацельс выявил основное свойство этила – снотворное, проведя опыт над птицами.
4. Спустя 2 века был усыплен первый пациент, для проведения операции.
5. Примерно до 1914 года на территории СССР было около 2,5 тысячи заводов по производству, а во время войны это количество снизилось практически на 90%.
6. В 1948 году наладилось производство, были усовершенствованы старые методики и разработаны новые технологии.

Виды:

1. Технический или метиловый – его изготовляют из древесины или продуктов на основе нефти. Подвергают его кислотному гидролизу, что делает его вредным для здоровья человека.
2. Производство пищевого, медицинского или этилового – осуществляют только из продуктов, разрешенных к употреблению, т.е. из пищевого сырья. В основном используют картофель, пшеницу, просо, кукурузу и т.д. Очень редко используют плоды деревьев, и иные растения, богатые углеводами.

Как уже было сказано, отличить технический вид от питьевого достаточно сложно. Именно поэтому все чаще отравления, а то и смерти, случаются из-за незнания. Осуществляется применение технического спирта в промышленности, в изготовлении растворителей, бытовой химии, но порой его продают под видом этилового.

Основные методы определения:

1. Изготовитель. Следует приобретать напиток только в тех магазинах, что вызывают доверие, поскольку в такие магазины не осуществляют поставки поддельной продукции, что не скажешь о ларечках или подпольных магазинчиках. Употребляйте алкоголь от известных ликероводочных компаний или, в крайнем случае, медицинский спирт, тогда вы не подвергнете себя опасности.
2. Поджечь напиток. Самый легкий способ проверить качество. Цвет этилового, при поджигании – синий, метанола – зеленый.
3. Клубень картофеля. Перед употреблением напитка, бросьте в небольшую чашу кусочек картошки и залейте ее спиртом. Если цвет не изменился, то перед вами чистый настой и смело можете пить его, если приобрел розоватый оттенок – технический вид.
4. Проба медной проволокой. Ее раскаляют и помещают в чашу с жидкостью, если имеется резкий терпкий запах – метанол, запах этила вы не распознаете, его нет.

Полезные свойства:

1. Отличный антисептик и растворитель для лекарственных препаратов;
2. Используется при простудных заболеваниях, для растирания, чтобы сбить температуру.
3. Является чистым продуктом (пищевой), который не содержит в себе никаких примесей, как вино или пиво.

Кроме этого используется для создания лечебных настоек из разных трав:

• Эвкалиптовая настойка для лечения дыхательной системы;
• Настойка из розы для лечения сердечно-сосудистой системы;
• Настойку из мяты для успокоения нервов, снятия стресса;
• С календулой придаст бодрости и сил;
• Сужает рыхлые вены компресс каштановой настойки;

Отрицательное воздействие:

1. Токсическое воздействие на все органы человеческого организма;
2. Превышение индивидуальной нормы, может привести к сильному отравлению или даже к смерти. Общая смертельная доза 10 грамм на килограмм веса.
3. Способствует развитию гастрита, язвы, рака, цирроза и т.д.
4. Приводит к отмиранию клеток головного мозга – нейронов.
5. Вызывает зависимость, что приводит к алкоголизму.
6. Способствует ожирению, поскольку является очень калорийным напитком, а также вызывает аппетит.
7. Слишком высокая концентрация этанола для человека, допустимая, даже лечебная норма в день 30 мл.

Процесс производства этилового спирта

Получение этила сводится к двум основным способам:

1. Спиртовое брожение;
2. Производство в промышленных условиях;
3. Метод предков или в домашних условиях.

Первый способ подразумевает использование бактерий, верней осуществление процесса брожения, который основывается на жизнедеятельности бактерий и дрожжей. Чаще всего используют виноград, т.к. он в своем составе имеет углеводы и сахарозу. Точно так же перерабатывают кукурузу, пшеницу, ячмень.

После того как завершился процесс, в химическом составе спирта концентрация составляет 15%. Это обусловлено тем, что дрожжи гибнут в созданном спиртовом растворе. Следующий шаг – дистилляция и очищение.

Если подробней расписать процесс, то все начинается с измельчения компонентов: кукурузы, пшеницы, зерен ржи, далее производство переходит к расщеплению крахмала (процесс ферментации). Затем, уже описанный процесс накопления спирта через брожения и уничтожение дрожжей. И заключительный этап ректификация или очищение полученного сырья. Только после этого содержание этанола составляет около 96%.

Второй способ основан на гидролизе целлюлозы, т.е. используя воду, получают новый продукт, формула такова:

CH 2 =CH 2 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

Но есть и существенный минус, при переработке, в растворе образуются разные примеси, которые отрицательно воздействуют на организм человека. Именно поэтому его нельзя употреблять в таком виде, а лишь после очистки.

Процесс ректификации подразумевает полное избавление от сивушных масел, но сохранение начального состава. В процессе очистки он приобретает прозрачность, т.к. исключаются все примеси, придающие оттенок. Именно для создания питьевого вида, очистка проводится несколько раз.

Итак, перейдем к последнему способу – получение этила народным методом. Все те же компоненты, но методика совершенно другая, не автоматизированная.

Нам понадобится:

1. Ректификационный аппарат (самогонная установка);
2. Сырье.

Итак, основные этапы таковы:

1. Изготовить солод;
2. Определиться с дрожжевым затором;
3. Разобрать сырье;
4. Получить солодовое молоко;
5. Осуществить затирание основного затора;
6. Перегнать бражку;
7. Процесс очистки;
8. Проверка качества.

Итак, рассмотрим каждый этап.

Для начала нам необходимо отобрать зерно. Выбираются только лучшие зерна, срок которых не менее 2-х месяцев со дня уборки (но не более года).

Основные критерии отбора:

1. Цвет должен быть светловато-желтый;
2. Ядро – белое, рыхлое;
3. Оболочка – спелая, твердая, тонкая.
4. Должны отсутствовать примеси в зерне.

Следующий этап заключается в очистке и разделении зерен. Для начала его просеивают, чтобы избавиться от крупных кусков мусора. Далее пропускают через мелкое сито, чтобы избежать попадания семян трав и мелких частиц сора. Промывают все под водой в 50°С, чтобы избежать пыли и иных примесей, до момента кристально чистой воды.

Далее, в эмалированную чашу залить настоянную сырую воду, засыпать сырье, частями. Спустя четыре часа может избавиться от всплывших зерен (они плохого качества) и мусора. Далее, надо слить излишек воды, чтобы максимальная граница равнялась 25 см над поверхностью солода. Поднявшиеся зерна надо время от времени удалять, и менять воду каждые 6-12 часов.

Весь процесс длится, где-то, 4-5 дней, но следует опираться на критерии:

• Оболочка отходит без усилий;
• Зернышко гнется, не разваливается;
• Сосуд лопнул и из него виднеется росток;
• Если раздавить плод, им можно начертить линию.

Помещаем зерна в помещение, не сырое и вентилируемое. Их укладываем на противень, слоем в 5 см, сверху стелим слегка намоченную ткань. В течение дня, каждые 5 часов их необходимо переворачивать. Следует избежать гнилостных бактерий, следя за температурой в помещении.

Если имеются данные признаки, следует переходить к следующему этапу:

• Отростки имеют уже длину 1,5 см.
• Все ростки сцепились друг с другом.
• Зерна хрустят если их надломить или прокусить.
• Цвет такой же, как и был.
• Имеется приятный запах, похожий на аромат огурца.

• Для начала необходимо измельчить солод, но не в муку, а в крупу;
• В кастрюлю засыпать получившуюся смесь, и залить 15-ю литрами воды (50°C). Мешаем до идеальной консистенции.
• Уменьшаем огонь и варим в течение часа, избегая пригорания.
• Снимаем с огня и в таз со льдом или ледяной водой.
• Следуя инструкции, разводятся дрожжи.
• Теплую смесь переливаем в бутыль, добавляем дрожжи и мешаем.
• На горлышко надеваем гидрозатвор, и помещаем в теплое место для брожения.
• Каждый день, в течение недели перемешивать.

Должна получиться светлая смесь, с кисловатым вкусом и иметь запах спирта.

Иногда, даже не добавляют дрожжей, добавляют лишь теплую воду и сахар. Но увеличивают время брожения до 10 дней.

Теперь проводится очищение полученного раствора до состояния качественного вещества.

Применение этилового спирта

Одно из основных применений, в топливной промышленности. В двигателях ракет, внутреннего сгорания. В химической сфере, он является компонентом для многих веществ. Служит растворителем в лакокрасочной промышленности. Входит в составе антифриза, стеклоомывателей, в чистящих и моющих средствах. В пищевой промышленности он используется в качестве алкогольных напитков. Также имеется в составе уксуса.
В медицине его применение просто неописуемо. Это самая популярная сфера применения . Является антисептиком, поскольку он способен уничтожить все микробы и бактерии, способствует обеззараживанию раны и не допускает процесс гниения и разложения.

Перед тем как приступит к выполнению процедур, этилом смазывают поверхность, обеззараживают руки, просушивают. Также, во время искусственной вентиляции легких, этанол используют как пеногаситель. Он даже входит в состав наркоза и анестезии.

Как уже было сказано выше, является, отличным согревающим средством, при простудах. Также, во время жары, можно растереться раствором, это обеспечит вам прохладу.

Если вы отравились техническим спиртом, то этанол будет отличным «противоядием».

Признаки отравления:

1. Сильная головная боль;
2. Становится тяжело дышать;
3. Чувство полного ослабевания;
4. Резкая боль в животе;
5. Сильная рвота.

Несомненно, это симптомы и простой алкогольной интоксикации, но тут важно уделить им особое внимание. Если ваша доза превысила 30 мл, при неоказании медицинской помощи, возможен летальный исход. Если после первой рюмки, вам стало резко плохо, звоните в больницу, без надежды, что все пройдет само.

Стоит не забывать о фармацевтических препаратах. Его применение сводится к изготовлению настоек, экстрактов, некоторых антибиотиков и т.д.

Парфюмерия не обходится без этилового спирта. Каждый продукт имеет его в своем составе, помимо воды и парфюмерного концентрата. Его формула позволяет выступать ему в качестве растворителя.

Подводя итог, можно сделать вывод, отличать виды этой жидкости очень важно. Существуют даже определенные методики проверки качества. При употреблении минимального количества метанола, вы подвергаете свой организм опасности, даже печень не сможет справиться с таким количеством токсинов. Несомненно, потребление этилового спирта тоже не желательно, но он не наносит такого молниеносного удара по всем органам.

Важно помнить, что существенно отличается от метилового, но это единственное отличие видов. Покупайте напиток только в лицензированных и проверенных магазинах, тогда вы избежите ошибки ценою в жизнь.

Спиртами (или алканолами) называются орга­нические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп (групп -ОН), соединенных с углеводородным радикалом.

Классификация спиртов

По числу гидроксильных групп (атомности) спир­ты делятся на:

Одноатомные , например:

Двухатомные (гликоли), например:

Трехатомные , например:

По характеру углеводородного радикала выде­ляют следующие спирты:

Предельные , содержащие в молекуле лишь пре­дельные углеводородные радикалы, например:

Непредельные , содержащие в молекуле крат­ные (двойные и тройные) связи между атомами углерода, например:

Ароматические , т. е. спирты, содержащие в мо­лекуле бензольное кольцо и гидроксильную группу, связанные друг с другом не непосредственно, а через атомы углерода, например:

Органические вещества,содержащие в молекуле гидроксильные группы, связанные непосредственно с атомом углерода бензольного кольца, существенно отличаются по химическим свойствам от спиртов и поэтому выделяются в самостоятельный класс органических соединений-фенолы.

Например:

Существуют и полиатомные (многоатомные спирты),содержащие более трех гидроксильных групп в молекуле. Например, простейший шестиатомный спирт гексаол (сорбит)

Номенклатура и изомерия спиртов

При образовании названий спиртов к названию углеводорода,соответствующего спирту,добавляют (родовой) суффикс-ол.

Цифрами после суффикса указывают положение гидроксильной группы в главной цепи, а префиксами ди-, три-,тетра- и т.д.-их число:

В нумерации атомов углерода в главной цепи положение гидроксильной группы приоритетно перед положением кратных связей:

Начиная с третьего члена гомологического ряда, у спиртов появляется изомерия положения функциональной группы (пропанол-1 и пропанол-2), а с четвертого — изомерия углеродного скелета (бутанол-1, 2-метилпропанол-1). Для них характерна и межклассовая изомерия- спирты изомерны простым эфирам:

Давайте дадим название спирту, формула которого указана ниже:

Порядок построения названия:

1. Углеродная цепь нумеруется с конца к которому ближе находится группа –ОН.
2. Основная цепь содержит 7 атомов С, значит соответствующий углеводород — гептан.
3. Число групп –ОН равно 2, префикс – «ди».
4. Гидроксильные группы находятся при 2 и 3 атомах углерода, n = 2 и 4.

Название спирта: гептандиол-2,4

Физические свойства спиртов

Спирты могут образовывать водородные связи как между молекулами спирта, так и между молекулами спирта и воды. Водородные связи возникают при взаимодействии частично положительно заряженного атома водорода одной молекулы спирта и частично отрицательно заряженного атома кислорода другой молекулы.Именно благодаря водородным связям между молекулами спирты имеют аномально высокие для своей молекулярной массы температуры кипения.Так, пропан с относительной молекулярной массой 44 при обычных условиях является газом, а простейший из спиртов-метанол,имея относительную молекулярную массу 32, в обычных условиях-жидкость.

Низшие и средние члены ряда предельных одноатомных спиртов,содержащих от 1 до 11 атомов углерода-жидкости.Высшие спирты(начиная с C 12 H 25 OH) при комнатной температуре-твердые вещества. Низшие спирты имеют алкогольный запах и жгучий вкус,они хорошо растворимы в воде.По мере увеличения углеродного радикала растворимость спиртов в воде понижается, а октанол уже не смешивается с водой.

Химические свойства спиртов

Свойства органических веществ определяются их составом и строением. Спирты подтверждают общее правило. Их молекулы включают в себя углеводородные и гидроксильные группы, поэтому химические свойства спиртов определяются взаимодействием друг на друга этих групп.

Характерные для данного класса соединений свойства обусловлены наличием гидроксильной группы.

1. Взаимодействие спиртов со щелочными и щелочноземельными металлами. Для выявления влияния углеводородного радикала на гидроксильную группу необходимо сравнить свойства вещества, содержащего гидроксильную группу и углеводородный радикал,с одной стороны, и вещества,содержащего гидроксильную группу и не содержащего углеводородный радикал,-с другой. Такими веществами могут быть,например, этанол (или другой спирт) и вода. Водород гидроксильной группы молекул спиртов и молекул воды способен восстанавливаться щелочными и щелочноземельными металлами(замещаться на них)
2. Взаимодействие спиртов с галогеноводородами. Замещение гидроксильной группы на галоген приводит к образованию галогеналканов. Например:
   Данная реакция обратима.
3. Межмолекулярная дегидратация спиртов- отщепление молекулы воды от двух молекул спиртов при нагревании в присутствии водоотнимающих средств:
   В результате межмолекулярной дегидратации спиртов образуются простые эфиры. Так, при нагревании этилового спирта с серной кислотой до температуры от 100 до 140°С образуется диэтиловый (серный) эфир.
   
4. Взаимодействие спиртов с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров(реакция этерификации)
   
   Реакция этерификации катализируется сильными неорганическими кислотами. Например, при взаимодействии этилового спирта и уксусной кислоты образуется-этилацетат:
   
   
5. Внутримолекулярная дегидратация спиртов происходит при нагревании спиртов в присутствии водоотнимающих средств до более высокой температуры,чем температура межмолекулярной дегидратации. В результате образуются алкены. Эта реакция обусловлена наличием атома водорода и гидроксильной группы при соседних атомах углерода. В качестве примера можно привести реакцию получения этена (этилена) при нагревании этанола выше 140°С в присутствии концентрированной серной кислоты:
   
6. Окисление спиртов обычно проводят сильными окислителями, например, дихроматом ка­лия или перманганатом калия в кислой среде. При этом действие окислителя направляется на тот атом углерода, который уже связан с гидро­ксильной группой. В зависимости от природы спирта и условий проведения реакции могут обра­зовываться различные продукты. Так, первичные спирты окисляются сначала в альдегиды, а затем в карбоновые кислоты:
   При окислении вторичных спиртов образуются кетоны:
   
   Третичные спирты достаточно устойчивы к окислению. Однако в жестких условиях (сильный окислитель, высокая температура) возможно окисление третичных спиртов, которое происходит с разрывом углерод-углеродных связей, ближай­ших к гидроксильной группе.
7. Дегидрирование спиртов. При пропускании паров спирта при 200-300 °С над металлическим катализатором, например медью, серебром или платиной, первичные спирты превращаются в аль­дегиды, а вторичные - в кетоны:
   
   
8. Качествен­ная реакция на многоатомные спирты.
   Присутствием в молекуле спирта одновремен­но нескольких гидроксильных групп обусловлены специфические свойства многоатомных спиртов, которые способны образовывать растворимые в во­де ярко-синие комплексные соединения при взаимо­действии со свежеполученным осадком гидроксида меди (II). Для этиленгликоля можно записать:
   
   Одноатомные спирты не способны вступать в эту реакцию. Поэтому она является качествен­ной реакцией на многоатомные спирты.
   

Получение спиртов:

Применение спиртов

Метанол (метиловый спирт СН 3 ОН) - бесцветная жидкость с характерным запахом и температурой кипения 64,7 °С. Горит чуть голубоватым пламенем. Историческое название метанола - древесный спирт объясняется одним из путей его получения способом перегонки твердых пород дерева (греч. methy - вино, опьянеть; hule - вещество, древесина).

Метанол требует осторожного обращения при работе с ним. Под действием фермента алкогольдегидрогеназы он превращает­ся в организме в формальдегид и муравьиную кислоту, которые повреждают сетчат­ку глаза, вызывают гибель зрительного нерва и полную потерю зрения. Попадание в организм более 50 мл метанола вызывает смерть.

Этанол (этиловый спирт С 2 Н 5 ОН) - бесцветная жидкость с характерным запахом и температу­рой кипения 78,3 °С. Горюч. Смешивается с водой в любых соотношениях. Концентрацию (крепость) спирта обычно выражают в объемных процентах. «Чистым» (медицинским) спиртом называют про­дукт, полученный из пищевого сырья и содержа­щий 96 % (по объему) этанола и 4 % (по объему) воды. Для получения безводного этанола - «аб­солютного спирта» этот продукт обрабатывают ве­ществами, химически связывающими воду (оксид кальция, безводный сульфат меди (II) и др.).

Для того чтобы сделать спирт, используемый в технических целях, непригодным для питья, в него добавляют небольшие количества трудноот­делимых ядовитых, плохо пахнущих и имеющих отвратительный вкус веществ и подкрашивают. Содержащий такие добавки спирт называют дена­турированным, или денатуратом.

Этанол широко используется в промышленности для производства синтетического каучука, лекар­ственных препаратов, применяется как раствори­тель, входит в состав лаков и красок, парфюмерных средств. В медицине этиловый спирт - важнейшее дезинфицирующее средство. Используется для при­готовления алкогольных напитков.

Небольшие количества этилового спирта при попадании в организм человека снижают болевую чувствительность и блокируют процессы торможе­ния в коре головного мозга, вызывая состояние опьянения. На этой стадии действия этанола увели­чивается водоотделение в клетках и, следователь­но, ускоряется мочеобразование, в результате чего происходит обезвоживание организма.

Кроме того, этанол вызывает расширение крове­носных сосудов. Усиление потока крови в кожных капиллярах приводит к покраснению кожи и ощу­щению теплоты.

В больших количествах этанол угнетает дея­тельность головного мозга (стадия торможения), вызывает нарушение координации движений. Про­межуточный продукт окисления этанола в организ­ме - ацетальдегид - крайне ядовит и вызывает тяжелое отравление.

Систематическое употребление этилового спир­та и содержащих его напитков приводит к стой­кому снижению продуктивности работы головного мозга, гибели клеток печени и замене их соедини­тельной тканью - циррозу печени.

Этандиол-1,2 (этиленгликоль) - бесцветная вязкая жидкость. Ядовит. Неограниченно раство­рим в воде. Водные растворы не кристаллизуются при температурах значительно ниже О °С, что по­зволяет применять его как компонент незамерзаю­щих охлаждающих жидкостей - антифризов для двигателей внутреннего сгорания.

Пролактриол-1,2,3 (глицерин) - вязкая сиропо­образная жидкость, сладкая на вкус. Неограниченно растворим в воде. Нелетуч. В качестве составной ча­сти сложных эфиров входит в состав жиров и масел.

Широко используется в косметике, фармацевтиче­ской и пищевой промышленностях. В косметических средствах глицерин играет роль смягчающего и успо­каивающего средства. Его до­бавляют к зубной пасте, чтобы предотвратить ее высыхание.

К кондитерским изделиям глицерин добавляют для пре­дотвращения их кристаллиза­ции. Им опрыскивают табак, в этом случае он действует как увлажнитель, предотвращаю­щий высыхание табачных листьев и их раскрошивание до переработки. Его добавляют к клеям, чтобы предохранить их от слишком быстрого высыхания, и к пластикам, особенно к целлофану. В последнем случае глицерин выполняет функции пластификато­ра, действуя наподобие смазки между полимерными молекулами и, таким образом, придавая пластмассам необходимую гибкость и эластичность.

13.12.2017 Врач Евгения Александровна Мирошникова 0

Этанол: свойства и применение

Этанол представляет собой вещество с характерным запахом и вкусом. Впервые он был получен в результате реакции брожения. Для последней использовались различные продукты: злаковые, овощи, ягоды. Затем люди освоили процессы дистилляции и способы получения более концентрированного спиртового раствора. Этанол (как и его аналоги) получил широкое распространение благодаря комплексу своих свойств. Чтобы избежать опасного воздействия на организм, следует знать особенности вещества и специфику его применения.

Этанол (второе название - винный спирт) является одноатомным спиртом, то есть содержит всего один атом. Латинское название - Aethanolum. Формула - C2H5OH. Этот спирт применяется в различных отраслях: промышленности, косметологии, стоматологии, фармоцевтике.

Этанол стал основой для производства различных алкогольных напитков. Это стало возможным за счет способности его молекулы к угнетению центральной нервной системы. Согласно нормативным документам этиловый ректификованный спирт имеет ГОСТ 5962-2013. Его следует отличать от технического варианта жидкости, который используется преимущественно в промышленных целях. Производство и хранение алкогольной продукции осуществляется под контролем государственных органов.

Польза и вред вещества

Этиловый спирт при употреблении в строго ограниченных дозировках полезен для организма. Приобрести его в аптеке можно только по рецепту врача. Цена колеблется в зависимости от объема емкости. Польза этанола проявляется в:

• нормализации функционирования пищеварительного тракта;
• профилактике заболеваний миокарда;
• нормализации кровообращения;
• разжижении крови;
• уменьшении болевого синдрома.

В результате регулярного употребления вещества в организме наблюдается кислородное голодание. Из-за быстрой гибели клеток головного мозга наступает ухудшение памяти, снижается чувствительность к боли. Отрицательное воздействие на внутренние органы проявляется в развитии различных сопутствующих заболеваний. Чрезмерное употребление алкоголя опасно сильным отравлением и наступлением комы.
Алкоголизм характеризуется развитием как физической, так и психической зависимости. При отсутствии лечения и прекращения употребления спиртосодержащих веществ происходит личностная деградация, нарушаются полноценные социальные связи.

Свойства

Этанол представляет собой естественный метаболит. Это заключается в его способности синтезироваться в организме человека.

Группу свойств винного спирта можно разделить на три категории:

1. физические;
2. химические;
3. пожароопасные.

Первая категория включает описание внешнего вида и другие параметры физического характера. В нормальных условиях этанол летуч, отличается от других веществ своеобразным ароматом и жгучим вкусом. Вес одного литра жидкости составляет 790 грамм.

Он хорошо растворяет различные органические вещества. Температура закипания составляет 78,39 °C. Плотность этанола (в результате измерения ареометром) меньше, чем у воды, поэтому он ее легче.

Этиловый спирт является горючим, способен быстро воспламеняться. При горении пламя отличается синим цветом. Благодаря данному химическому свойству этанол можно легко отличить от метилового спирта, являющегося ядом для человека. Последний при возгорании имеет зеленое пламя.

Для того, чтобы в домашних условиях определить водку, сделанную на метаноле, необходимо нагреть медную проволоку и опустить ее в водку (достаточно одной ложки). Аромат прелых яблок является признаком этилового спирта, запах формальдегида указывает на наличие метанола.

Этанол является пожароопасным веществом, так как его температура воспламенения составляет всего 18°С. Поэтому, контактируя с веществом, следует избегать его нагревания.

При злоупотреблении этанолом, он оказывает на организм вредное воздействие. Это связано с теми механизмами, которые запускает прием любого алкоголя. Смесь воды и спирта провоцирует выделение гормона эндорфина.

Это способствует седативно-гипнотическому эффекту, то есть подавлению сознания. Последнее выражается в преобладании процессов торможения, что проявляется такими симптомами как сниженная реакция, заторможенность движений и речи. Передозировка этанолом характеризуется в начале возникновением возбуждения, которое затем сменяют процессы торможения.

Краткая история

Этанол нашел применение еще в эпоху неолита. Доказательством этого являются следы алкогольных напитков, найденные в Китае на керамике, возраст которой составляет около 9000 лет. Впервые этанол был получен в XII веке в Салерно. Он представлял собой смесь воды и спирта.

Чистый продукт был получен в 1796 году Иоганном Тобиасом Ловиц. Ученый использовал для фильтрации активированный уголь. На протяжении долгих лет подобный способ получения спирта был единственным.
Впоследствии формула этанола была вычислена Николо-Теодором де Соссюром. Описание веществу как углеродному соединению дал Антуан Лавуазье. XIX-XX века характеризуются как период тщательного изучения этанола, когда подробно были описаны его свойства. Благодаря последним он получил широкое применение в различных отраслях человеческой жизни.

В чем опасность этанола?

Этанол относится к тем вещества, незнание свойств которого может привести к негативным последствиям. Поэтому перед его использованием следует ознакомиться с тем, в чем заключается опасность винного спирта.

Можно ли пить?

Употребление спирта в составе алкогольных напитков допустимо при одном условии: пить редко и в небольшой дозе. При злоупотреблении происходит развитие физической и психической зависимости, то есть алкоголизма.

Бесконтрольное применение спиртосодержащих напитков (когда концентрация этанола составляет 12 грамм на 1 килограмм массы тела) вызывает сильную интоксикацию организма, которая при отсутствии своевременной медицинской помощи может стать причиной летального исхода.

Пить этанол в чистом виде нельзя.

Какие заболевания вызывает?

При употреблении этанола большую опасность представляют продукты его распада в организме. Одним из них является ацетальдегид, который принадлежит к токсичным и мутагенным веществам. Канцерогенные свойства становятся причиной развития онкологических патологий.

Неумеренное потребление этилового спирта опасно:

• ухудшением памяти;
• гибелью клеток головного мозга;
• нарушением функционирования пищеварительного тракта (гастрит, язва 12-типерстного кишечника);
• развитием заболеваний печени (цирроз), почек;
• нарушением функционирования миокарда и сосудов (инсульт, инфаркт);
• личностной деградацией;
• необратимыми процессами в центральной нервной системе.

Применение

Большой спектр характеристик этанола обеспечил его использование в различных направлениях. Наиболее популярны из них следующие:

1. В качестве топлива для автомобилей. Использование этилового спирта как моторного топлива связано с именем Генри Форда. Им в 1880 году был создан первый автомобиль, который работал на этаноле. После этого вещество стали использовать для работы ракетных двигателей, различных нагревательных приборов.
2. Химическая промышленность. Этанол используют для получения других веществ, например, этилена. Являясь отличным растворителем, этиловый спирт используют в производстве лака, красок, бытовой химии.
3. Фармакологическая отрасль. В данной сфере этанол используют по-разному. Обеззараживающие свойства медицинского спирта позволяют его применять для обработки операционного поля, рук хирурга. Его используют для уменьшения проявлений лихорадки, в качестве основы для компрессов, настоек. Этанол относится к противоядиям, которые помогают при отравлении метанолом и этиленгликолем. Он нашел применение в качестве пеногасителя при подаче кислорода или искусственной вентиляции легких.
4. Косметическая промышленность. Производители косметики и парфюмерии включают этанол в состав различных одеколонов, туалетной воды, аэрозолей, шампуней и других средств ухода за кожей и телом.
5. Пищевая промышленность. Этиловый спирт используется в качестве главного компонента алкогольных напитков. Он содержится в продуктах, которые были получены с помощью процессов брожения. Его используют как растворитель различных ароматизаторов и консервант при производстве хлеба, булочек, кондитерских изделий. Этиловый спирт является пищевой добавкой E1510.
6. Другие направления. Винный спирт используют для при работе с препаратами биологической природы.

Взаимодействие с другими веществами

Согласно инструкции по применению, этанол при одновременном использовании может усиливать действие лекарств, угнетающих центральную нервную систему, процессы кровообращения, центр дыхания.
Взаимодействие с некоторыми веществами указано в таблице.

Этанол в зависимости от его применения может быть как полезен, так и вреден. При регулярном употреблении алкоголя, содержащего этиловый спирт, происходит формирование зависимости. Поэтому использование крепких напитков в качестве антидепрессантов не должно превращаться в привычку.

Основным сырьем для производства водок служит спирт этиловый ректификованный. Спирт этиловый ректификованный представляет собой прозрачную бесцветную жидкость без посторонних запахов и привкусов, удельный вес безводного спирта при 20 °С — 0,78927 г/см 3 . Название класса органических соединений — спирты происходит от английского «spirt» и латинского «spirtus», или иначе алкоголи — от арабского «al-kuhl». Этиловый спирт или этанол (в соответствии с Международной классификацией и номенклатурой химических соединений) впервые был синтезирован из этилена в 1855 г.

Общая химическая формула С 2 Н 6 0, отражающая состав этилового спирта, была установлена раньше, в 1807 г. Вначале этанол рассматривали как гидрат этилена С 2 Н 4 . Н 2 0, но затем выявили в нем наличие радикала С 2 Н 5 и группы ОН. Поэтому многие ученые относили его к типу воды. Только после того, как удалось синтезировать спирт, была предложена его структурная формула:

которая пишется СН 3 СН 2 ОН.

Молекулярная масса этилового спирта составляет 46,07. Как видно из формулы, этанол является насыщенным спиртом, производным углерода алифатического ряда — этана, в котором один атом водорода замещен гидроксиль-ной группой ОН.

Так как этанол содержит одну группу ОН, он относится к одноатомным спиртам. Наличием гидроксильной группы в значительной степени обусловлены химические свойства и реакционная способность этилового спирта.

Этанол принадлежит к гигроскопичным веществам, поэтому при хранении в недостаточно герметичных емкостях происходит не только его испарение, но и поглощение влаги из воздуха, в результате чего понижается крепость. Этанол смешивается с водой в любых соотношениях. Это свойство объясняется тем, что этиловый спирт содержит небольшое количество углеродных атомов и имеет строение, близкое к строению воды. Этиловый спирт можно рассматривать и как производное углеводорода этана, и как производное воды, в молекуле которой атом Н замещен углеводородным радикалом (Н-ОН и С 2 Н 5 -ОН).

Реакция химически чистого этилового спирта нейтральная, в отличие от спирта этилового ректификованного, полученного в промышленных условиях, который содержит в незначительном количестве органические кислоты и имеет слабокислую реакцию.

Этиловый спирт относится к легко воспламеняющимся жидкостям, при его горении образуется диоксид углерода и вода. Пожарная опасность этанола характеризуется температурой вспышки (13 °С) и температурными пределами взрываемости — нижним, равным 11 °С, и верхним, равным 41 "С. Температура кипения этанола +78,3 °С, температура замерзания —117 °С. Температура замерзания водно-спиртовой смеси с содержанием спирта 40 % об. —28 °С. Пары спирта вредны для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация спирта в воздухе составляет 1 мг/дм 3 .

Требования, предъявляемые к качеству зерна при производстве спирта

Одной из наиболее важных задач, стоящих перед российскими производителями алкогольной продукции, является получение высококачественного этилового спирта. В соответствии с нормативными документами и государственными стандартами к качеству этилового спирта предъявляются высокие требования, которые касаются физико-химических и органолептических показателей.

Получение спирта этилового ректификованного из сельскохозяйственного сырья относится к биотехнологическим производствам, использующим микроорганизмы вначале для превращения субстрата, а в дальнейшем, при сложных биохимических превращениях продуктов обмена веществ, в готовый продукт — этанол.

На всех стадиях технологического процесса, начиная с приемки зерна и заканчивая процессом ректификации, происходят механические и химические процессы, каждый из которых по-своему воздействует на органолептические показатели этилового спирта.

К факторам, влияющим на органолептические показатели этилового спирта, относятся:

? сырье (виды зерна, его состояние, запах, условия хранения и т. д.);

? способ подработки (на складе, в производстве, степень помола);

? технологическая схема подготовки зерна к осахарива-нию (традиционная, механико-ферментативная);

? процесс гидролиза крахмала (осахаривающие материалы, их дозировка, состояние);

? внесение дрожжей (расы дрожжей);

? процесс сбраживания (нарастание кислотности, продолжительность брожения);

? вспомогательные материалы (дезинфицирующие и антисептические средства);

? санитарное состояние оборудования (трубопроводы, теплообменники, испарительная камера, передаточный чан).

Одним из основных факторов, влияющих на получение высококачественного спирта, является качество сырья. Положение с сырьем достаточно сложно, так как нет государственных поставок зерна, и основная часть поступает на предприятия по контрактам, заключаемым с разными поставщиками по договорной цене.

В соответствии со схемой технохимического контроля в зерне определяют влажность, сорность и крахмальность, не учитывая такие показатели, как стекловидность, наличие клейковины, кислотности и т. д.

До настоящего времени отсутствует нормативно-техническая документация (нет государственного стандарта) на зерно, используемое для производства пищевого спирта. Однако определенные требования к сырью отражены в «Регламенте на производство спирта из крахмалосодержа-щего сырья», в частности — установления сорности, содержания токсичных примесей (сорняков, семян, протравителей и т. д.), зараженности вредителями хлебных злаков.

Качество зерна в первую очередь влияет на органолеп-тические свойства вырабатываемого из него спирта. Одним из наиболее существенных показателей качества зерна является его запах. Зерна и семена всех культур способны поглощать (сорбировать) из окружающей среды пары различных веществ и газы, что объясняется капиллярно-пористой структурой каждого зерна и скважистостью зерновой массы. Зерно, зараженное амбарными вредителями, может быть заражено и продуктами их жизнедеятельности.

Так, при наличии в зерне клещей образуется специфически неприятный запах, ухудшающий вкус и цвет зерна. В результате повреждения оболочки зерна создаются условия для развития микроорганизмов, что может способствовать накоплению микотоксинов. Переработка такого зерна не вызывает затруднений, однако наличие большого числа насекомых может отрицательно сказаться на органолептичес-ких показателях спирта.

Для получения спирта зачастую используют некачественное, дефектное зерно:

? с повышенной сорностью (содержание органических и минеральных примесей от 5 % и выше);

? свежеубранное и недозрелое;

? подвергнутое самосогреванию;

? поврежденное сушкой;

? пораженное головней и спорыньей;

? пораженное фузариозом.

Переработка свежеубранного и недозрелого зерна без выдержки для дозревания часто происходит с нарушением технологии, которое выражается в интенсивном вспенивании бражки из-за повышенного содержания растворимых веществ (сахаров, аминокислот) и пониженного содержания крахмала и белков. Это часто приводит к затруднению бражки и, естественно, к снижению производительности бродильного отделения.

Кроме недозрелого, свежеубранного зерна, на переработку часто поступает зерно, поврежденное сушкой, зараженное вредными примесями и вредителями сельского хозяйства, пожелтевшее, перезимовавшее в поле, пораженное фузариозом и т. д.

Цвет эндосперма зерна, поврежденного сушкой, может измениться от кремового до светло-коричневого и черного. Зерна с черными эндоспермами при анализе сорности относят к сорной примеси, так как в горевшем зерне в поле или при хранении накапливается масляная и другие органические кислоты, отрицательно влияющие на качество дрожжей и спирта, который приобретает горечь и неприятный запах. В горелом зерне повышено содержание канцерогенных веществ, в частности бензпирена, концентрация которого, по исследованиям ВНИИЗ, может достигать 2,2мкг/кг, что отрицательно влияет на жизнедеятельность дрожжей. Поэтому его перерабатывают только в смеси со

здоровым зерном, причем горелых зерен должно быть не более 8...10%.

Очень часто на предприятия поступает зерно, пораженное головней, спорыньей и другими вредными примесями, количество которых должно быть непременно ограничено, так как они отрицательно влияют на органолептические показатели — вкус, запах, особенно вкус, придавая спирту горечь, резкость и жгучесть.

Зерно, зараженное головней и спорыньей, содержит токсичные алкалоиды (эрготамин, эргобозим, аргонин, корнутин), и само становится токсичным. Перерабатывать такое зерно можно только в смеси со здоровым зерном (зараженного зерна должно быть не более 10 %). Вредные примеси, содержащиеся в зерне и не утилизированные при переработке, крайне нежелательны, так как они придают спирту резкость, жгучесть и очень часто горечь.

Зерно, используемое для производства спирта, имеет в своем составе не только крахмал, содержание которого на абсолютно сухое вещество составляет 65...68%. Остальная часть сухих веществ включает белок, жиры, минеральные вещества, не крахмалистые полисахариды, свободные сахара, декстрины.

В приведены средние значения содержания составных частей зерна. Все указанные соединения участвуют в разнообразных биохимических реакциях на всех стадиях проведения технологического процесса получения спирта.

На первых стадиях производства происходят физико-химические превращения крахмала и его составных частей — набухание и клейстеризация. На всех последующих стадиях — тепловой обработке, осахаривании и брожении — осуществляются ферментативные процессы, приводящие к химическому изменению крахмала и всех составляющих частей зерна — Сахаров, не крахмалистых полисахаридов, пектинов, азотистых и жировых веществ.

Основной реакцией распада Сахаров (фруктозы, сахарозы) в процессе тепловой обработки является образование

Химический состав зерна используемом при производстве спирта

оксиметилфурфурола, который в свою очередь распадается до левулиновой и муравьиной кислот. Аналогичное разложение пентоз происходит с образованием фурфурола. Часть оксиметилфурфурола конденсируется, образуя красящие вещества (желто-коричневого цвета).

Вторая по интенсивности реакция разложения Сахаров в процессе тепловой обработки — это реакция образования меланоидинов (окрашенных соединений), так называемая сахароаминная реакция, протекающая очень сложным путем — переаминирования. Она инициируется гликозидным гидроксилом сахара и аминной группой аминокислот. Среди продуктов меланоидиновой реакции найдены алифатические альдегиды, фурфурол и его производные — формальдегид, метилглиоксаль, ацетоин.

Следующим фактором, влияющим на органолептичес-кие свойства готовой продукции, являются осахаривающие материалы — солод и ферментные препараты культур микроорганизмов. Осахаривающие материалы могут также

косвенно влиять на органолептические показатели спирта. Если на осахаривание поступают инфицированные ферментные препараты или с недостаточной ферментативной активностью (а эти обстоятельства не редкость), то это, как правило, приводит к инфицированному процессу сбраживания. В результате накапливаются нежелательные продукты жизнедеятельности дрожжей с субстратом, приводящие к накоплению вторичных метаболитов, сопутствующих образованию этанола — органических кислот и непредельных соединений.

При закисании бродящей жидкости окисляемость спирта снижается, и при этом ухудшается запах и вкус спирта. Это происходит в результате образования непредельных соединений (кротоновый альдегид, акролеин), а именно они влияют на показатель окисляемости. Их количество мало, но влияние на дегустационные качества спирта очень велико. Непредельные соединения в количестве 1,0...1,4мг/л уже придают спирту горечь и неприятный запах.

Появление инфекции в зерне (в основном в виде молоч-но- и уксуснокислых бактерий) является одной из причин получения некачественного по органолептическим показателям спирта. При сбраживании инфицированного сусла в спирте накапливаются продукты жизнедеятельности инфицирующих микроорганизмов и автолиза дрожжей. При закисании бражек образуется около 20 органических кислот (масляная, изомасляная, уксусная и т. д.), придающих спирту неприятный запах прогорклого масла, а также сложные эфи-ры, продукты окисления спирта и органических кислот. Помимо ухудшения запаха и вкуса спирта, появление инфекции ведет к потерям углеводов и снижению выхода спирта.

На качество спирта также оказывает влияние применение различных рас дрожжей. Правильность выбора рас дрожжей и параметров их сбраживания обеспечивает получение спирта с низким содержанием основных примесей (ацетальдегида, метилацетата, этилацетата, пропанола, изопропанола, изобутанола, бутанола, изоамилола).

Дрожжи вызывают специфический распад аминокислот, присутствующих в среде спиртового брожения, превращая их в первичные спирты:

? из лейцина — изоамиловый (СН 3) 2 СНСН2СН 2 ОН;

? из изолейцина — амиловый С 2 Н 5 СН(СН 3)СН 2 ОН;

? из валина — изобутиловый (СН 3) 2 СНСН 2 ОН.

Эти три спирта входят в состав сивушного масла и происходят из белков, которые обычно содержатся в сырье и подвергаются сбраживанию.

При производстве спирта очень важным компонентом является вода, поскольку она часть субстрата для приготовления сусла, и от чистоты используемой воды (т. е. от количества присутствующих в ней микроорганизмов, растворенных химических веществ и т. д.) зависит качество выпускаемой продукции. На некоторых заводах забор воды производится из водоемов, куда попадают сточные воды, в которых могут содержаться акролеин, пропиловый спирт, кротоновый альдегид. В связи с этим лучше использовать воду из артезианских источников. Исследования показали, что чем выше сухой остаток в спирте (а это чаще наблюдается при повышенном рН спирта — 7,8...9,0), тем хуже его органолептическая оценка. Сухой остаток при рН спирта 7,8...9,0 составляет от 0 до 24мг/дм 3 . В спирте, полученном из мелассы, сухой остаток выше из-за добавляемых в расси-ропку питательных солей.

После брагоректификации в этиловом спирте остаются токсичные примеси, которые определяются в соответствии со стандартом на этиловый спирт из пищевого сырья — уксусный альдегид, эфиры (этилацетат, метилацетат), сивушные масла (1-пропанол, 2-пропанол, 1-бутанол, изоамилол, изобутиловый спирт) и метанол. Вместе с тем в спирте разными способами и методами обнаружены еще более 200 химических соединений, концентрацию которых очень сложно и трудно установить существующими методами, применяемыми для анализа спирта. Так, высшие эфиры, которые иногда присутствуют в спирте, придают ему еле уловимый

фруктовый запах. Диэтиловый эфир, имеющий гнилостный запах, придает спирту горечь. Высшие спирты (гепти-ловый, нониловый) снижают на 5...7 мин показатель окисляемости, а также придают спирту жгучесть и горечь во вкусе и запах прогорклого масла.

На качество и в первую очередь на органолептические показатели спирта могут влиять нетипичные примеси, пестициды, микробные и иные токсины, краун-эфиры и т. д.

Технология спирта

Получают этиловый спирт тремя способами: ферментативным (или биохимическим), химическим и синтетическим.

В первом случае происходит сбраживание сахара под действием ферментов, дрожжей:

Во втором случае вырабатывают технический спирт из растительного сырья с высоким содержанием клетчатки негидролизуемыми ферментами дрожжевой клетки (древесных опилок, соломы, торфа, мха и т. п.) и из сульфитных щелоков (отходов целлюлозно-бумажного производства), содержащих до 1,5% сахара, химическим способом воздействуя на сырье минеральными кислотами.

В третьем случае получают технический синтетический спирт путем присоединения к этилену воды в присутствии катализатора:

Спирт этиловый ректификованный пищевой получают только из пищевого сырья. Основным сырьем для производства спирта является картофель, зерно, патока.

Производство спирта этилового ректификованного состоит из следующих этапов:

? подготовительного — очистка сырья от примесей, приготовление солода;

? основного — разваривание крахмалистого сырья, оса-харивание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;

? завершающего — ректификация (повторная перегонка с целью очистки этилового спирта от примесей).

Лучшим видом растительного сырья для производства спирта является картофель. Для переработки на спирт применяют высокоурожайные технические сорта картофеля, обладающие высокой крахмалистостью, устойчивые при хранении.

Зерно применяется в качестве сырья и для получения солода — проросшего зерна, являющегося источником ферментов, которые расщепляют крахмал до сбраживаемых Сахаров. Как крахмалосодержащее сырье применяются различные зерновые культуры; качество зерна в этом случае не регламентируется. Меласса является отходом сахарного производства. Основной составной частью ее является сахароза, которая в условиях спиртового производства полностью сбраживается и превращается в спирт.

На ряде спиртовых заводов вместо солода применяют ферментативные препараты микробного происхождения и содержащие амилолитические и декстринолитические ферменты. Готовят их из плесневелых грибов аспергиллю-соризе и аспергиллюс авамори, выращиваемый на отрубях. Ферментные препараты применяются для полной замены солода, а также в смеси с солодом в различных соотношениях.

Вспомогательными материалами в производстве спирта являются кислоты — серная, соляная и ортофосфорная, соли — суперфосфат, сернокислый амоний, диаммонийфос-фат; антисептики — формалин и хлорная известь.

двух или большего числа компонентов, кипящих при различной температуре. В спиртовом производстве перегонкой называется выделение из бражки этилового спирта вместе с летучими примесями. При простой перегонке, то есть кипячении смесей и конденсации выделяемых паров, может быть достигнута крепость дистиллята 55,4 % об. Для получения конденсата более высокой крепости необходимо провести повторную (многократную) перегонку.

Для выделения спирта-сырца из бражки применяются колонны, оборудованные тарелками, на каждой из которых происходит вываривание бражки в противотоке с паром.

Спирт-сырец содержит ряд примесей, различающихся по температуре кипения. Эфиры, альдегиды, метиловый спирт имеют температуру кипения ниже, чем этиловый спирт, а сложные эфиры, высшие спирты — выше.

Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие на организм человека, и поэтому остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата и вырабатываемых из него ликерово-дочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце до 6 г/л в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.

Получение ректификованного спирта из спирта-сырца осуществляется на многоколонных установках. Каждая колонна имеет свой режим температуры и давления и осуществляет определенную функцию разделения водно-спиртовой смеси.

Брагоперегонная установка (состоит из колонны, дефлегматора и холодильника. Колонна разделена горизонтальными перегородками (тарелками), сообщающимися между собой переливными стаканами. Колонна состоит из двух частей: нижней — бражной А, верхней — спиртовой Б. Работает установка следующим образом —

Схема брагоперегонной установки:

/ — бражный насос; 2— смотровой фонарь; 3 — конденсатор; 4— бражный сепаратор; 5 — дефлегматор; 6 — холодильник; 7— фильтр для спирта 8— ротаметр; 9— контрольный фонарь; 10 — парорегулятор; // — колонна; 12 — регулятор барды

зрелая бражка насосом подается в дефлегматор 5, где подогревается до 70...75°С спиртовыми парами, поднимающимися из спиртовой колонны, и самотеком поступает на верхнюю тарелку бражной колонны. На каждой тарелке поддерживается слой бражки в 50...60 мм. В колонну снизу поступает пар, который подогревает бражку до кипения, образующиеся пары бражки поднимаются вверх. Стекая с тарелки на тарелку, бражка отдает спирт и, уходя из колонны 72, спирта не содержит и называется бардой. Для полной выпарки спирта температура в нижней части колонны поддерживается 103...104 °С.

Водно-спиртовые пары поднимаются вверх в спиртовую колонну, на тарелках которой происходит их постепенное обогащение спиртом. Пары, уходящие с верхней тарелки спиртовой колонны, поступают в дефлегматор, где частично конденсируются, нагревая бражку. Жидкость (флегма)

возвращается в колонну, а пары поднимаются в сепаратор 4 и конденсатор 3, самые крепкие — в холодильник 6, где охлаждаются до температуры 15...2СГС, представляя собой спирт-сырец. Конденсат через смотровой фонарь 2 направляется снова в колонну 77. Холодильник и конденсатор охлаждаются водой. Спирт-сырец из холодильника, проходя через фильтр 7, контрольный фонарь 9, ротаметр 8, поступает в контрольный снаряд и далее — в баки спиртоприем-ного отделения.

Типовые брагоректификационные установки (БРУ), используемые для выделения этилового спирта из бражки, включают ряд технических решений, не позволяющих глубоко очистить конечный продукт от метилового, пропило-вого, изопропилового, изобутилового, изоамилового спиртов, кротонового альдегида и некоторых других примесей, крайне отрицательно влияющих на органолептические показатели ликероводочных изделий и здоровье человека. К числу таких решений следует отнести возврат в исходную бражку сивушного спирта и промывных вод сивушного масла, подачу непастеризованного спирта на 37-ю тарелку эпюрационной колонны, использование лютерной воды для гидроселекции и некоторые другие.

Разработано и запатентовано несколько новых технологических схем брагоректификации, позволяющих значительно повысить органолептические и аналитические показатели ректификованного спирта. При этом производительность БРУ увеличивается на 10...15%, а выход конечного продукта составляет 98...98,5 %.

Указанные показатели достигаются за счет применения метода глубокой гидроселекции, предварительной очистки бражного дистиллята (до его подачи в эпюрационную колонну), разгонки промежуточных фракций в системе брагоректификации с отбором концентрата головной фракции (0,4...0,6%), концентрата пропиловых спиртов (0,3...0,4%), использования новых колонн БРУ и других технологических приемов.

Предложенные БРУ успешно работают на нескольких спиртовых заводах России. Принципиальная схема одной из таких БРУ представлена на

Принципиальная схема БРУ глубокой очистки спирта

Установка включает бражную колонну 7 с бражным подогревателем 4, водяной секцией дефлегматора 5, конденсатором 6, сепаратором диоксида углерода 2, конденсатором сепаратора диоксида углерода 3 и спиртоловушкой грязных погонов (на не показана); эпюрационную колонну 8 с дефлегматором 9, конденсатором 10, кипятильником 77 и баком умягченной горячей воды для гидроселекции 7; спиртовую колонну 77с дефлегматором, включающим бражную 18 и водяную 19 секции, конденсатором 20 и конденсатором паров сивушного масла 27; метанольную колонну 22 с дефлегматором 23, конденсатором 24 и кипятильником 25; разгонную колонну 12 с дефлегматором 13, конденсатором 14, конденсатором паров сивушного масла 15 и сивухопромывателем 16.

Исходную бражку нагревают в бражных подогревателях 18и 4 до 80...85 °С и подают в сепаратор 2, где из нее выделяют диоксид углерода, содержащий пары летучих веществ бражки. Диоксид углерода очищают конденсацией паров в конденсаторе 3 и выводят из брагоректификационной установки, а образовавшийся конденсат направляют совместно с жидкостью из спиртоловушки грязных погонов на питательную тарелку эпюрационной колонны 8.

Отсепарированную бражку подают на верхнюю тарелку бражной колонны 7, где из нее вываривают этиловый спирт и летучие примеси. Пар с верхней тарелки бражной колонны 1 направляют в бражную 4 и водяную 5 секции ее дефлегматора. Бражным диспиллятором из теплообменников 4, 5, 6 питают эпюрационную колонну 8, в верхнюю часть которой подают из бака 7 горячую воду в таком количестве, чтобы концентрация спирта в эпюраторе составляла 16...22%об.

Это обеспечивает сильное увеличение коэффициентов испарения всех примесей этилового спирта. Компоненты сивушного масла и другие промежуточные примеси приобретают головной характер на всех тарелках гидроселекционной зоны колонны 8 и выводятся с фракцией, отбираемой из жидкой фазы тарелки над точкой ввода гидроселекционной воды и направляемой на нижнюю, питательную тарелку разгонной колонны 12. Фракция головных примесей отбирается из конденсатора 10, подается на верхнюю тарелку питания разгонной колонны 12.

Из куба колонны 8 выводят эпюрат, который направляют на тарелку питания спиртовой колонны 17. В колонне осуществляют концентрирование эпюрата и очистку спирта от сопутствующих примесей. Из паровой фазы нижних 5...11-й тарелок колонны 17отбирают фракцию сивушного масла и направляют в конденсатор 21.

Из конденсатора 20 выводят фракцию непастеризованного спирта и передают на верхнюю тарелку питания разгонной колонны 12.

Из жидкой фазы верхних тарелок укрепляющей части колонны /7отбирают ректификованный спирт и направляют на тарелку питания метанольной колонны 22, которая предназначена для глубокой очистки спирта от метанола и головных примесей. Эти примеси отбирают с метанольной фракцией из конденсатора 24 и подают на верхнюю тарелку питания разгонной колонны 12.

Разгонная колонна 12 имеет две питательные тарелки, на верхнюю из которых вводят фракции из конденсаторов 10, 20, 24 и спиртоловушки чистых погонов, вываривают из них метанол и головные примеси, концентрируют их в концентрационной части колонны 12, ее дефлегматоре 13 и отбирают из конденсатора 14 в виде концентрата головной фракции (КГФ). На нижнюю, питательную тарелку колонны 12 подают фракцию сивушного масла из конденсатора 21, промывные воды из сивухопромывателя 16 и выделяют из них промежуточные примеси отбором сивушного масла из паровой фазы нижних 5...11-й тарелок колонны 12 и концентрата пропиловых спиртов из жидкой фазы 18...20-й тарелок этой колонны. Из жидкой фазы тарелок средней зоны колонны /2 выводят фракцию этилового спирта, очищенного от головных примесей, и возвращают в бражку.

Очистка спирта-сырца от примесей с получением ректификованного спирта производится на ректификационных установках.

Ректификация представляет собой многоступенчатую перегонку. Осуществляется она паром в колоннах, состоящих из многоколпачковых тарелок, которые по разделительной способности выборки более эффективны. На ректификационных установках получают ректификованный спирт, этиловый спирт (головную фракцию), содержащий основную часть эфиров и альдегидов, то есть легколетучие компоненты, и сивушное масло — смесь высших спиртов, которые кипят при более высокой температуре. В соответствии с ходом ректификации эти примеси называют головными, промежуточными и хвостовыми.

Головные примеси кипят при температуре ниже температуры кипения этилового спирта. Это альдегиды (муравьиный, уксусный и др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксус-нометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт.

К хвостовым относятся примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, то есть высшие спирты: пропи-ловый, изопропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.

Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимые группы соединений. В зависимости от условий перегонки они также могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэти-ловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изо-валерианоизоамиловый эфиры и другие соединения.

В настоящее время основная масса ректификованного спирта вырабатывается на брагоректификационных установках непрерывного действия, которые состоят из браго-перегонной и ректификационной установок непрерывного действия (применятся трех-, четырех- и пятиколонные установки).

По своему назначению колонны называются:

? бражная — для выварки спирта и бражки;

? эпюрационная — для выделения головной фракции;

? ректификационная — для очистки и выделения ректификованного спирта;

? сивушная — для концентрации и выделения высших спиртов (сивушного масла);

? колонна окончательной очистки — для получения ректификованного спирта высшего качества.

В зависимости от степени очистки этиловый ректификованный спирт подразделяют на:

? 1-го сорта (при производстве алкогольных напитков не используется)

? «Базис»

? «Экстра»

? «Люкс»

? «Альфа»

Этиловый ректификованный спирт должен быть выработан в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51652-2000.

По органолептическим показателям этиловый ректификованный спирт должен соответствовать требованиям, указанным в табл.2.

Органолептические показатели спирта этилового ретификованного

Для изготовления водки, качество которой отвечает современным требованиям, с минимальными затратами на проведение технологических процессов, необходимо использовать спирт этиловый ректификованный с отсутствием токсичных примесей. По физико-химическим показателям этиловый ректификованный спирт должен соответствовать требованиям, указанным в.

Спирты «Люкс» и «Экстра» вырабатывают из различных видов зерна и смеси зерна и картофеля (количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35 % при выработке спирта «Люкс» и 60 % — при выработке спирта «Экстра» и «Базис»). Спирт «Экстра» предназначен для производства водки на экспорт, получают его из зерна в здоровом состоянии.

Спирт «Альфа» вырабатывают из пшеницы, ржи или смеси пшеницы и ржи. Допускается устанавливать требования к соотношению состава сырья при выработке

Физико-химические показатели качества этилового ректификованного спирта в соответствии с ГОСТ Р 51652—2000

спирта для экспорта в соответствии с условиями контракта.

Спирт высшей очистки и 1 сорта в зависимости от исходного сырья вырабатывают:

? из зерна, картофеля или зерна и картофеля;

? из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы, сахара-сырца и другого сахаро- и крахмалосодержащего сырья в различных соотношениях;

? из мелассы;

? из головной фракции этилового спирта, полученной при выработке спирта из пищевого сырья (ОСТ 10-217-98 «Фракция головная этилового спирта»).

Учет спирта ведется в безводном спирте. Расчет проводится следующим образом — определяется объем и температура спирта в мернике. Специальным ареометром (спиртомером) измеряют плотность, соответствующую определенной крепости. По специальным спиртометрическим таблицам по показаниям спиртомера и температуре находят крепость спирта (в % об.) и множитель, на который умножают объем, и получают количество безводного спирта, в нем содержащегося.

ГОСТом нормируется шесть основных физико-химических показателей безопасности, а предельные значения массовых концентраций токсичных элементов регламентируются СанПиН.

ГОСТом нормируются предельные значения массовых концентраций (в пересчете на безводный спирт) — уксусного альдегида, сивушного масла, сложных эфиров, свободных кислот, фурфурола и метилового спирта.

Наличие фурфурола не допускается вообще, а значение метилового спирта в пересчете на безводный спирт должно быть не более 0,05 %.

Срок хранения спирта не ограничен, но при этом должны соблюдаться условия его хранения согласно инструкции по приемке, хранению, отпуску, транспортированию и учету этилового спирта, утвержденной в установленном порядке.

Подлинность и показатели безопасности определяются по ГОСТ Р 51786-2001 «Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения подлинности».

Упаковка, маркировка и хранение этилового спирта

Спирт этиловый ректификованный разливают в специально оборудованные цистерны или резервуары, бочки, бутылки, канистры, которые закрывают крышками или пробками, обеспечивающими герметичность, опломбировывают или опечатывают. Бутылки упаковывают в специальные ящики или корзинки. Применение стальной оцинкованной тары запрещается.

На транспортную тару наносят следующую маркировку: наименование предприятия-изготовителя, его адрес; наименование спирта; объем, дал; масса брутто в кг; номер бочки, бутылки, канистры и партии; надпись «Легковоспламеняющаяся жидкость»; знак опасности; классификационный шифр 3212, номер ООН-1170; обозначение стандарта.

Спирт этиловый питьевой 95 % разливают в стеклянные бутылки вместимостью 1,0, 0,5 и 0,25 дм 3 , которые укупоривают корковой пробкой с прокладкой из пергаментной бумаги или полиэтиленовой пробкой, а затем алюминиевым колпачком, на котором нанесены штамп предприятия-изготовителя и объемная доля спирта.

На бутылку наклеивают этикетку с указанием наименования продукта; торговой марки; наименование и местонахождение (адреса) изготовителя, упаковщика, экспортера, импортера; наименование страны и места происхождения товара; товарного знака изготовителя (при наличии); крепости (объемной доли этилового спирта); объема, л; даты розлива (на оборотной или лицевой стороне этикетки, на

колпачках или контрэтикетках или непосредственно на потребительской таре в местах, удобных для прочтения); обозначения нормативной или технической документации, в соответствии с которыми изготовлен и может быть идентифицирован продукт; информации о сертификации.

Бутылки со спиртом укладывают в деревянные ящики, на которых несмываемой краской наносят следующую информацию: наименование предприятия-изготовителя; наименование спирта; количество и вместимость бутылок; масса брутто; дата розлива, обозначение стандарта; надписи «Огнеопасно», «Верх» и «Осторожно — стекло».

Спирт этиловый ректификованный в цистернах и резервуарах хранят вне производственных помещений, а в бочках, бутылях и канистрах — в спиртохранилище. Бутыли и канистры размещают в один ряд, а бочки — не более двух по ширине и высоте в каждом штабеле. Этиловый спирт — летучая, легковоспламеняющаяся жидкость, по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности. Предельно допустимая концентрация паров спирта в воздухе помещений не должна превышать 1000мг/м 3 . Во избежание взрыва, резервуары, оборудование, связанное с технологией, хранением и перемещением этилового спирта, необходимо защищать от статического электричества.

Срок хранения спирта не ограничен.

Рассмотрим формулу такого вещества, как спирт этиловый, кто и когда ее вывел. Американский художник Марк Келлер заметил, что у спирта много лиц. Ведь это и продукт питания, и жидкое топливо, и медицина. Те, кто увлекается наукой об элементах, уже догадались, что речь идёт о самом древнем веществе – этаноле. Считается, что появился этанол или около четырёх тысяч лет назад в давних государствах с высоким уровнем цивилизации – Древний Египет и Вавилон. У него очень много родственников и большая популярность в мире.

Экскурс в прошлое этанола

Предлагаем окунуться в мир химии и узнать больше об одном из известнейших элементов. Вдруг окажется, что вы знаете не так много о нём?

Первым спиртом, который человек открыл и начал использовать, был этанол. К сожалению, история не сохранила для потомков имени этого человека. Легенды говорят о том, что впервые вещество было получено из виноградного сока, а случилось открытие в XI столетии. Позже изобретатели алкоголя были удивлены его чудесными свойствами. Такие качества нового открытия подтолкнули их к мысли назвать вещество «благородный».

С давних времён этанол можно было найти в напитках, лекарствах. В проведении некоторых религиозных обрядов его тоже использовали. В стране пирамид перерабатывали растительные продукты, добывая это вещество. Но так получался только его раствор. Чтобы увеличить его насыщенность, древние китайцы начали перегонять вещество. Открыли этот процесс более девяти тысяч лет тому назад. Около десяти тысяч лет назад открытием этанола на территории стран Востока послужил виноград. Подтверждение этому – надписи на табличках-кирпичиках Междуречья.

В Средние века алкоголь был главной основой в приготовлении различных лекарств. На латыни средневековые учёные-химики называли его «живая вода».

Только в конце XVIII века русскому учёному-химику Ловицу удалось провести химический эксперимент, получив чистый этанол. В начале XIX столетия швейцарский учёный получил химическую формулу этилового спирта, а через пятьдесят лет профессор из Швейцарии предложил его химическое строение и это, безусловно, был большой прорыв в науке.

Формула вещества или немного науки

Химическое название этого вещества – этиловый спирт, а латинское название – этанол.

Общая химическая формула вещества – С 2 H 5 OН.

О чём говорит для непосвященных в этой науке химическая формула?

Его химический состав – три молекулы:

С – углерод и два его атома.

Н – водород и пять атомов.

ОН – гидроксильная группа.

Позже была предложена структурная формула этилового вещества: CH 3 CН 2 OH. Эта химическая формула говорит о том, что этанол – насыщенное вещество.

За физическими качествами этиловый спирт – жидкость без цвета, легко испаряется, имеет характерный запах, палящий вкус.

Химические качества его таковы:

• легко загорается, выделяя при этом тепло; при большом количестве воздуха пламя окрашивается в голубоватый цвет;
• вступает в реакцию отщепления молекул воды с серной кислотой;
• реагирует с классом карбоновых кислот, образуя сложные эфиры;
• взаимодействует со щелочными металлами.

Как же получают этанол?

Перечислим основные способы:

• брожение продуктов органики, например, винограда. Под действием бактерий получается около 15% этанола;
• производство в современной промышленности даёт возможность добыть более 95% этанола. Для такого синтеза используют растения, состав которых крахмал, пшеница, картофель, кукуруза;
• также вещество получают из древесины, целлюлозы, используя химическую реакцию их взаимодействия с водой.

Где используют этанол?

Наверное, трудно назвать какую-либо отрасль, где бы ни упоминался химический состав С 2 H 5 OН, ведь это вещество имеет огромный спектр применения. В медицине он просто незаменим, выполняя роль и консерванта, и растворителя. Для уничтожения инфекций это вещество – уникальное средство во время проведения хирургических операций. Некоторые настойки, например, валерьянка, сохраняются длительное время именно благодаря С 2 H 5 OН.

Ракетные двигатели не могут эффективно работать без этилового спирта. Ведь топливом для них служит С 2 H 5 OН.

В промышленности он – химический состав для растворителей, лаков, в некоторых бытовых средствах для чистки сантехники в составе тоже присутствует С 2 H 5 OН.

Как известно, одна из проблем современного человечества – автомобильные выхлопные газы. Так вот в Бразилии эту проблему учёные-химики разрешили таким образом: к автомобильному горючему добавляют этанол. В этой стране почти половина всех автомобилей работает на чистом этаноле, который получают с помощью микроорганизмов из сахарного тростника.

Не обходится и косметика без этилового спирта. В таких косметических средствах, как одеколон, духи, дезодоранты, на этикетках найдётся в химическом составе этиловый спирт.

Этанол – это и различный алкоголь. Но в некоторые напитки, для изготовления которых используют брожение, в . Речь идёт о квасе, кефире, безалкогольном пиве. Содержание алкоголя в них меньше 0,2 %. Находясь долгое время в тёплом месте, состав алкоголя в них возрастает даже до 2%.

Конечно, теперь все знают, что в состав почти всех кондитерских изделий входят консерванты. Эту роль исполняет С 2 H 5 OН.

Этанол для человека: вред или польза?

Спирт, попадая в организм человека через органы пищеварения, быстро всасывается. Через пять минут он распространяется, действуя негативно на все органы человека.

• Точный удар по нервам:

В больших количествах может подавлять действие нервной системы.

Хроническое употребление этанола вызывает нехватку так называемого гормона счастья – серотонина.

Действие этилового элемента понижает остроту зрения и слуха, изменяет координацию движений человека, угнетает эмоциональное состояние.

• Уничтожение лёгких:

Ярко выраженное токсическое действие. Защитные функции организма уменьшаются, поэтому поражаются лёгкие и развивается лёгочная инфекция.

Возникает патология бронхов, которая может перерасти в воспаление лёгких. Отмечается при этом большая часть смертельных исходов после этих осложнений.

• Простой способ избавления от желудка:

Уже через некоторое время после попадания в организм вызывает воспаление слизистой оболочки желудка, похожее происходит и с двенадцатиперстной кишкой. Степень поражения печени напрямую зависит от количества выпитого алкоголя. Его последствия – патологическая жировая дистрофия печени, развитие алкогольного цирроза печени. Международные исследования подтвердили, что алкоголь влечёт за собой образование злокачественных опухолей.

• Прямое попадание в сердце:

Особенно чувствительны к влиянию веществам этанола люди с сердечно-сосудистыми болезнями. Такие люди, выпив даже небольшое количество алкоголя, могут умереть. После длительного употребления появляются патологические изменения сердца. Стенки сосудов утолщаются, нарушается питание сердечной мышцы. Многие алкоголики умирают от обширных инфарктов через отмирание сердечной мышцы.

Послушаем мнение экспертов.

Во всём мире давно существует химический способ производства этанола. Это ценное вещество используют во многих сферах жизни. Публикуются тысячи научных работ, в которых речь идёт о пользе и вреде С 2 H 5 OН. С одной стороны, небольшие дозы этанола приносят пользу организму человека: улучшают кровоснабжение, расширяют сосуды. Но только небольшое количество. С другой стороны, можно ещё раз вспомнить о том, что от пьющих родителей рождаются умственно отсталые дети, что тот же спирт – медленная смерть для человека.

Кто-то заметил, что после того, как химик Д. Менделеев разбавил С 2 H 5 OН с водой в определённых пропорциях, многое изменилось. Английский профессор Г.Эдвардс заметил, что алкоголь везде одинаков.

Неважно, какой алкоголь вам нравится: дорогой или дешёвый. Негативный исход зависит от того, какое количество его вы употребили и насколько часто пьёте.

Американские учёные исследовали, что автомобили на этаноле выбрасывают в воздух озон. Это основной ингредиент смога. Чем больше смога в воздухе, тем больше его негативное влияние на здоровье человека.

Эксперт А. Флеминг этиловый спирт остроумно называет «прекрасный яд». Бесспорно, мнения об этаноле разные. Польза или вред любого вещества зависит, для чего и с какой целью оно применяется. Но эксперты подводят к выводу: чем меньше употребляется алкоголя, тем лучше для государства и самого человека.