乙醇的七种制备方法如下。
一、制备方法
1、发酵法
糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)发酵。
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。
3、煤化工
工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得,而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术,将煤转化为合成气,直接或者间接的合成乙醇。
4、联合生物加工
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。
5、合成法
以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇,对人有麻痹作用,不宜作食品、饮料、医药和香料等。
6、分批萃取精馏法
7、分子筛固定床吸附法(简称分子筛法)
分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料
二、乙醇
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
无水乙醇指的是纯乙醇,里面不含有水或其他物质,一般在一些化学试验中用到。酒清一般是指含有一部分水,比如一般纯酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)医用酒精是75%的酒精,只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。
酒精又叫乙醇,是重要的化工原料,可制造多种有机试剂和溶剂,也是制染料、涂料、医药、香料、合成材料、洗涤剂等的原料。
(1)工艺流程:制曲—制酒母—蒸煮糊化—糖化发酵—蒸馏。 (2)工艺操作要点:①制曲:此工艺流程所用的糖化剂多为固体培养基所培养。
在麸皮中添加5%,10%谷糠或细稻皮作培养基,培养黑曲霉菌或黄曲霉菌作为糖化剂,称麸曲法。麸曲法的曲霉菌一般经试管培养、培养皿培养、制种曲和制曲等几个阶段逐步扩大培养,直至满足生产需要。
试管培养: 常用的黑曲霉菌菌种(如黑曲霉菌轻研2号)由专门研究单位提供。试管培养所用的培养基有多种,可用小米培养基。
将小米培养基分装于清洗、灭菌的试管中,每管约10毫升,间隔蒸煮灭菌三次,每次间隔1昼夜,蒸煮1小时。最后一次灭菌后,将试管斜置过夜,用接种针接人少量黑曲霉菌菌种,在30-32摄氏度的温度下,经5-7天即繁殖旺盛。
检验合格后即可提供扩大培养用。培养皿培养:可在培养皿或三角瓶中进行。
培养基可用5%-10%的谷糠或细稻皮制成,麸皮和谷糠加1—1.2倍的水浸泡2小时,上锅蒸30-40分钟后,分别装入已灭菌的培养皿或三角瓶中,装料厚度0.2-0.3厘米,继续蒸30分钟,即成培养基。培养基冷至40摄氏度以下时,在无菌室中用接种针接人少量试管培养的黑曲霉,充分搅匀,放人恒温箱中,在30—32摄氏度的温度下培养约3-5天,菌种即可繁殖旺盛。
检验合格后,将培养皿或三角瓶中的水倒出,在35-40摄氏度的温度下干燥。干燥后,存放于阴凉干燥处,保存备用。
制曲种:曲种又叫种曲,是用于制曲的曲霉菌菌种。制曲种应在专门的曲种室进行。
接种前一天,先将曲盘及工具放人室内,密封后,燃烧甲醛,进行药物杀菌,约1昼夜后敞开天窗,让药物气体逸出。制曲种的原料可为麸皮、大米、小米和高粱等。
常用的配方为:麸皮70%—80%,谷糠或稻皮10%,含水约60%的鲜酒糟20%-30%。将原料加水拌匀,加水量为料量的75%—85%,放置滋润1小时,过筛,再上锅蒸煮45-50分钟。
蒸好后出锅,冷却至37-38摄氏度,按0.1%—0.2%的接种量接人培养皿培养好的菌种,并铲匀,在32-35摄氏度下堆积4-6小时,中间翻拌一次;然后将料分装于曲盘中,厚度约1厘米,再将曲盘堆在30摄氏度左右的温度下存放;此时料温为28-30摄氏度。5-7小时后,料温逐渐升至32-34摄氏度,这时应倒换曲盘的堆迭形式;以后每隔3-4小时捣碎曲料结块三次,并保持料温不超过35-36摄氏度。
从接种起,经48-50小时,孢子已长成,料温开始下降或不再上升,即可提高室温,打开曲室天窗,在35-40摄氏度的温度下干燥5—6小时。干燥后,将曲种存放在阴凉千燥处,保存备用。
制曲:曲是可以直接投入生产使用的糖化剂。制曲应在专门的曲房中进行。
制曲的原料一般掺人5%—10%的谷糠或麸皮,也可再掺人:20%-30%的新鲜酒糟。制作时,将原料加水拌匀,加水量应由麸皮及酒糟的含水量来决定,一般可用下式计算: 加水重量=原料重量*(要求含水%-原料含水%)/(1-要求含水%) 要求含水量一般为45%-50%。
将加水拌匀的料过筛,放置1小时,使水分浸透原料,再上锅蒸煮45-50分钟,取出过筛,散开冷却至37-39摄氏度,按0.3%-0.5%的接种量接入曲种,拌匀。接种后的曲料送人曲房;在28-30摄氏度下堆积4—6小时,翻拌一次;再堆放1-2小时,拌匀,分别装人曲盘,厚度为2-2.5厘米。
再将各盘堆迭成方柱形,装盘4-5小时后;料温可升至36-37摄氏度,此时进行拉盘。所谓拉盘,是将迭成方柱形的曲盘拉开一定距离,呈晶字形,以利于空气流通及排放曲霉产生的二氧化碳。
拉盘5-7小时后,料温迅速上升;可达41-42摄氏度,此时进行扣盘。所谓扣盘是将空曲盘倒扣在装有曲料的曲盘上,然后相互翻转,使曲料由原盘落于空盘中,使原来被压在下面的曲料生长曲霉。
扣盘后,曲盘仍堆成品字形,根据料温的变化情况,适时调动曲盘位置,以保持各盘中料温基本一致。制曲过程申;曲室温度应保持在28-33摄氏度。
一般由接种开始,经40-45小时,即可出曲。已制好的麸曲应立即投入生产使用,不宜长时间存放。
②制酒母:酵母菌的扩大培养一般分试管培养、三角瓶培养、卡氏罐培养和制酒母等阶段。试管培养:先将大麦用冷水浸泡24小时,中间换三次水,然后摊在竹帘上或竹筛里,在室温下任其发芽。
待叶芽长度与大麦粒相等时,碾碎,加1.5-2倍水,在60摄氏度的温度下糖化1-3小时,再用布袋过滤。调节糖度到12-13度,加硫酸调节pH为0.2-0.4小将糖液分别装入试管中,每管约5毫升,蒸煮灭菌约1小时,每昼夜灭菌一次,共进行三次。
最后一次灭菌,放置过夜,同时无菌接人少量试管中培养好的酵母菌,在25-26摄氏度的温度下,培养22-24小时。经检验合格后,即可提供扩大培养用。
三角瓶培养:可在三角瓶和烧瓶中进行。所用培养液及培养方法均与试管培养相同,只是扩大培养倍数为8-10。
卡氏罐培养:先将红薯粉与其2倍的水搅拌成浆液,再将红薯粉重量的3倍的水放人锅中煮沸,此时倒入红薯粉浆液,搅拌蒸煮40分钟。出料后,用粗布过滤,即可得糊化醪。
将糊化。
根据综合性的了解,应该有三种方法。
工业上大量生产乙醇是用石油裂解气(petroleum pyrolysis gas)中的乙烯做原料。
一种方法是把乙烯在100℃吸收于浓硫酸中,然后水解。此法优点是乙醇产率高,但要用大量硫酸,对设备有强烈的腐蚀作用,还存在对废酸的回收利用问题。
另一种方法在烯烃酸催化下加水时,用磷酸做催化剂,在300℃和7MPa压力下,把水蒸气通人乙烯中,此法步骤简单,没有硫酸腐蚀及废酸的回收利用问题,但需用高浓度的乙烯,且在高压下操作,生产设备要求很高,且一次转化成乙醇的量很少,要反复循环,消耗能量较大。
上述两法,成本差别不是很大,由于乙烯可大量地从石油加工得到,受到各国重视。
生产乙醇的第三种方法叫做发酵法(fermentation method),这是与上述方法完全不同的,是通过微生物进行的一种生物化学方法。饮用的酒就是用这种方法生产的。中国的乙醇发酵是用干薯、马铃薯及其它含淀粉的物质做主要原料,这些原料先和黑曲霉作用进行糖化,即把淀粉转变成单糖,然后,加入培养的酵母发酵,把糖变为酒和二氧化碳。二氧化碳是副产品,产率均为95%,可将之降温,压缩装入钢瓶中,并成为固体,叫做干冰,在常压下即成为二氧化碳气体。在酵母的作用下把糖变为酒是一个很复杂的过程,现在对这个过程已经有了很清楚的了解,它是许多专一反应共同作用的结果,不过各专一反应都是由特殊作用的酶进行的,目前,从酵母复合酶中已分离出12种酶。酶是一种专一而又活性极高的有机催化剂。在制酒的发酵过程中,还产生少量戊醇的两个异构体及少量丁二酸,这些产物不是来自淀粉,而是由原料中所含蛋白质的发酵产生的。
人类最早制取酒精就是酿酒法。用植物发酵可以获得低浓度的酒精,然后用蒸馏法获得更高浓度的酒精,最后把无法用蒸馏去除的水分用化学方法去除可以获得高浓度乃至无水的酒精。
上世纪随着石化产业的发达,用乙烯催化制取酒精可以获得很大规模的产能。发酵法由于主要用粮食作物生产酒精,这样出现与人争食的情况,国家不鼓励使用生物方法制取酒精。
从理论上说,也可以直接用煤炭和水为原料制造出乙醇,但步骤较多,一般不采用(但甲醇用这个方法制造的很多,因为甲醇是一碳化合物分子结构简单容易制造)。
现在普遍提倡环保,而且粮食也不存在短缺问题,同时乙烯随着石油价格的扶摇直上飞涨,重新使用生物方法制取酒精是一个价格低廉、环保、资源可循环利用的好方法。例如用高产的甘蔗进行发酵生产酒精。
工业酒精:即工业上使用的酒精,也称变性酒精、工业火酒。工业酒精的纯度一般为95%和99%。主要有合成和酿造(玉米或木薯)两种方式生产,合成的一般成本低,甲醇含量高,所以价格便宜;酿造的工业酒精一般乙醇含量大于或等于95%,甲醇含量低于0.01%,价格比较贵。
工业乙醇含量为95%(化学式C2H5OH)
相对密度(20℃/4℃):0.793
凝固点:-114℃,
沸点:78.32℃
闪点(开口):16℃
燃点:390-430 ℃
折射率:1.3614
粘度(20℃):1.41mPa·s
表面张力(20 ℃):22.27*10ˆ-3N/m
比热容(20 ℃):2.42kJ/(kgK)
蒸气压(20 ℃):5.732kPa
溶解度参数δ=12.7。
工业乙醇为无色透明、易燃易挥发液体。有酒的气味和刺激性辛辣味。
溶于水、甲醇、乙醚和氯仿。能溶解许多有机物和若干无机物。具有吸湿性,能与水形成共沸混合物。
与铬酸、次氯酸钙、过氧化氢、硝酸、硝酸铂、过氮酸盐及氧化剂反应剧烈,有发生爆炸的危险。易挥发,极易燃烧,火焰淡蓝色。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限4.3-19.0%(体积)。
毒性:微毒,有麻醉性,饮入乙醇中毒剂量75-80g。致死剂量为250-500g。空气中最高容许浓度1880mg/立方米。
但是,工业酒精里往往含有少量甲醇、醛类、有机酸等杂质,这大大增加了它的毒性。饮用工业酒精后会引起中毒,甚至死亡。我国明令禁止使用工业酒精生产各种酒类。
酒精的工业生产方法 可分为发酵法和化学合成法两大类;
(1)发酵法 是利用淀粉质原料或糖质原料,在微生物的作用下生成酒精,根据原料的不同,又可分为:
A。淀粉质原料发酵生产酒精 这是我国当前生产酒精的主要方法,它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料,在微生物的作用下将淀粉水解为葡萄糖,再进一步发酵生成酒精。
整个生产过程包括原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。
B。糖蜜原料发酵生产酒精 直接利用糖蜜中的糖分,经过稀释并添加部分营养盐,借酒母的作用发酵生成酒精。
C。亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精
造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后,废液中含有六碳糖,这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精,主要是工业酒精。
(2)化学合成法生产酒精 是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料,经化学合成反应而制成酒精。
生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种,目前工业上普遍采用后者。
A。间接水合法 又称硫酸水合法,它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂,再进行水解,生成乙醇和硫酸。
此法的缺点是对设备腐蚀严重,酸消耗较多,优点是对原料气体的纯度要求不高,设备简化,易与上马。
B。直接水合法 乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下,在高压高温下可直接发生加成反应,生成酒精。
此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气,需要采用特出的方法分离裂解其中各种组分,对设备、材料都提出了较高的要求,但此法步骤简单,无腐蚀问题。
扩展资料
酒精制造
酒精制造指用玉米、小麦、薯类等淀粉质原料或用糖蜜等含糖质原料,经蒸煮、糖化、发酵及蒸馏等工艺制成酒精产品的生产活动。
方式分类
包括
—粮食发酵酒精;
—糖蜜发酵酒精。
不包括
—合成酒精,列入2614(有机化学原料制造);—木材水解酒精制造,列入2663(林产化学产品制造)。
工业制法
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯的水化法制取乙醇
1、酒精行业发展要与农业特粮的发展相结合,坚持以“市场需求为主”的方针,围绕着提高质量和经济效益做文章,产品坚持优质、多品种、低消耗,
走综合发展的道路,以高速产品结构、企业结构和扩大出口并发展重点,以高新技术的开发利用等发展方向,人才发展规模经济。管理利用外资,促进酒精工业再上新台阶。
2、以提高经济效益等目的,加快以规模经济大型化等方向的骨干企业的发展,将污染治理与新资源开发利用结合起来,努力探索治理污染、保护环境、提高效益的新途径,加强节约能源,粮食、
提高自动化水平的技术改造,努力降低成本,提高产品质量,以增加出口与饲料生产等突破口,大力开发新苗种、新产品、调整企业产品结构,走多元化发展的道路。
3、酒精生产企业必须加强自身建设,加快科技进步,提高职工素质,提高管理水平,才能提高经济效益,在竞争中求得生存,努力赶超世界先进水平。
参考资料: 百度百科-酒精制造
乙醇的七种制备方法如下。
一、制备方法 1、发酵法 糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)发酵。 发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。
这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。 2、乙烯水化法 乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH 此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。
3、煤化工 工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得,而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术,将煤转化为合成气,直接或者间接的合成乙醇。 4、联合生物加工 利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。
联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。 5、合成法 以乙烯为原料生产乙醇。
该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇,对人有麻痹作用,不宜作食品、饮料、医药和香料等。 6、分批萃取精馏法 7、分子筛固定床吸附法(简称分子筛法) 分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料 二、乙醇 乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。
乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。 无水乙醇指的是纯乙醇,里面不含有水或其他物质,一般在一些化学试验中用到。
酒清一般是指含有一部分水,比如一般纯酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)医用酒精是75%的酒精,只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。
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