乙醇是怎样制造的?
乙醇,就是我们通常说的酒精。纯乙醇的沸点为78.5℃,很容易燃烧,在世界面临能源危机的今天,开发利用乙醇作动力燃料,正受到人们越来越多的关注。
有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用,称为醇汽油,效率甚至比单用汽油还高。产糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇开动的汽车,已经在圣保罗的大街上奔驰了。
生产乙醇的主角是大名鼎鼎的酵母菌。它能够在缺氧的条件下,开动体内的一套特殊装置——酶系统,把碳水化合物转变成乙醇。近些年来人们又陆续发现,微生物王国中能够制造乙醇的菌种还不少,比如有一种叫酵单孢菌的,它的本领比酵母菌还高,不仅发酵速度快,生产效率高,而且能更充分地利用原料,产出的乙醇要比酵母菌高出8倍多,是更为理想的乙醇制造者。
在相当长的一段时间里,微生物用来生产乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物,现在人们找到了一种廉价的原料,这就是纤维素。
纤维素也是碳水化合物,而且在自然界里大量存在,许多绿色植物及其副产品,如树枝树叶、稻草糠壳等,几乎有一半是纤维素,用它们做原料可以说是取之不尽,用之不竭。当然,用纤维素做原料对酵母菌来说,将发生极大的困难,也就是说很难施展它的发酵本领。
不过有办法,人们早就从牛、羊等牲畜能吸收纤维素的研究中发现,微生物中的球菌、杆菌、黏菌和一些真菌、放线菌,会分泌出一种能催化纤维素分解的酶,叫纤维素酶。
用这种纤维素酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子,然后酵母菌就能把葡萄糖发酵变成乙醇。
更令人赞叹不已的是,有一种叫嗜热梭菌的微生物,它们居然能一边“吃”纤维素,一边“拉”出乙醇来,那就更简单了。在日本和韩国等地,利用木霉和酵母菌协同作战,也成功地用纤维素生产出了乙醇。微生物利用纤维素做原料生产乙醇,为乙醇登上新能源的宝座铺平了道路。由于这些原料都来自绿色植物,所以有人把乙醇称为绿色的汽油。
工业制备乙醇的方法:
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。发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。
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。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
以煤基合成气为原料,经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线。
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。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。
制备原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶,衍生产品为盐酸乙醇液、二硫化硒、环氧乙烷、对二乙基苯、联苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三联苯、乙醛、甲醛、乙醇钠、乙醚、乙酸乙酯、乙醇(无水)、复盆子酮等。
扩展资料:
应用领域
溶剂;有机合成;各种化合物的结晶;洗涤剂;萃取剂。
食用酒精可以勾兑白酒;用作粘合剂;硝基喷漆;清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料、还可以做防冻剂、燃料、消毒剂等。
70%~75%的酒精用于消毒。这是因为,过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低,虽可进入细菌,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死。其中75%的酒精消毒效果最好。
参考资料:百度百科—乙醇
淀粉
的农产品如谷类、薯类等或
野生植物
果实经水洗、粉碎后,进行加压蒸煮,使淀粉糊化,再加入一定量的水,冷却至60
℃左右并加入
淀粉酶
,使淀粉依次水解为
麦芽糖
和
葡萄糖
,然后加入酵母菌进行发酵制得
乙醇
。
发酵液中乙醇的
质量分数
约为6%~10%,并含有
乙醛
、高级醇、酯类等
杂质
,经精馏得质量分数为95%的
工业乙醇
并副产
杂醇油
。
糖厂
副产物
糖蜜
含有
蔗糖
、葡萄糖等糖类50%~60%(质量分数),是发酵法制乙醇的良好
原料
。糖蜜经
用水
稀释,酸化和加热灭菌处理后,加入
硫酸铵
、
磷酸盐
、镁盐等酶的
营养盐
以及酵母菌,便可发酵生成乙醇。
以含
纤维素
的工、农业副产物如
木屑
、植物茎秆等为原料时,需先用
盐酸
或硫酸加压、加热处理,使纤维素水解为葡萄糖,中和后再用酵母菌发酵。
造纸厂
的亚硫酸废液中含有可发酵糖,也可用于发酵制乙醇。这两种
过程
由于
技术经济指标
差,在工业上没有得到推广应用。
发酵法
就是人们熟知的酿酒,几千年以前人类已学会酿酒。发酵法可采用各种含糖、淀粉或纤维素的农产品、林产品、工业副产、农业副产及野生植物为原料,整个生产过程分为原料蒸煮、糖化剂制备、糖化(水解)、酵母制备、发酵及蒸馏等工序。每吨乙醇需消耗3吨多粮食或5吨多白薯干。在一些农副产品丰富的国家,发酵法至今仍是生产乙醇的主要方法。
合成法
是以乙烯为原料生产乙醇。1825年俄国人发现乙烯和硫酸经酯化、水解可合成乙醇,1930年该法首次在美国实现工业化。随着石油化工的迅速发展,合成法生产的乙醇产量越来越大,但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。所以,即使在石油化工发达的国家,发酵法乙醇仍占有一定比例。
目前工业上采用的合成法主要是乙烯直接水合法,即将乙烯在浸渍有磷酸的固体催化剂上进行水合反应。所得稀乙醇溶液需经过精馏提纯以除去部分水和副产物。用普通的精馏法得到的乙醇浓度最高只有95.6%,工业上可进一步加工最后制得纯度为99.5%的无水乙醇。
还有你说的,此外还有
利用合成气(氢气、一氧化碳)制取法,卤代乙烷水解法等方法。
望采纳,谢谢
发酵
熟知酿酒几千前类已酿酒发酵采用各种含糖、淀粉或纤维素农产品、林产品、工业副产、农业副产及野植物原料整产程原料蒸煮、糖化剂制备、糖化(水解)、酵母制备、发酵及蒸馏等工序每吨乙醇需消耗3吨粮食或5吨白薯干些农副产品丰富家发酵至今仍产乙醇主要
合
乙烯原料产乙醇1825俄发现乙烯硫酸经酯化、水解合乙醇1930该首美实现工业化随着石油化工迅速发展合产乙醇产量越越该产乙醇夹杂着异构高碳醇麻痹作用宜作食品、饮料、医药香料等所即使石油化工发达家发酵乙醇仍占定比例
目前工业采用合主要乙烯直接水合即乙烯浸渍磷酸固体催化剂进行水合反应所稀乙醇溶液需经精馏提纯除部水副产物用普通精馏乙醇浓度高95.6%工业进步加工制纯度99.5%水乙醇
说外
利用合气(氢气、氧化碳)制取卤代乙烷水解等
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酒精的另一部分副产物则是酒精发酵过程中醪液被杂菌污染反致,如乙酸、丁酸、乳酸等。
对于酒精发酵来说,酒精发酵的目的是将糖更多地转化为酒精,副产物的产生直接消耗了原料,降低了原料酒精的得率,因此副产物产生越少越好。控制好发酵条件,控制好不染菌是发酵的关键技术之一。
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