硫酸,磷酸在酒精生产中有什么作用
硫酸系主要用于调节各种培养液、糖化醪、发酵醪的pH值,使pH值控制在酵母菌、曲霉菌生长、繁殖、代谢所需的范围内,保持适宜的酸度,促使生产用菌种的良好生长和发酵,抑制生产中有害微生物--细菌的生长和繁殖。一般情况下,硫酸的添加量大约为原料量的0.05一0.3%。也可根据“调原料的pH值实验”和估算求得硫酸的添加量(估算方法见后面工艺计算题)。但主要是以控制醪液中的pH值在4.0一5.0之间来确定硫酸的添加量。
磷酸中的磷元素,是酵母菌、曲霉菌的菌体细胞组成物之一,特别是对腺嘌呤核苷酸的组成,在细胞中起着传递电子和能量的作用。同时磷酸在醪液中与其它物质结合的磷酸盐,又是重要的pH值缓冲剂。当酵母和曲霉细胞中缺少磷时,就可能影响细胞的出芽和酶的形成,对原料的糖化和发酵将产生影响。所以,磷酸也可归纳为生产用菌种的营养料之一,各种培养液、发酵醪中必须具有一定的含磷化合物或添加磷酸。一般酵母、曲霉菌对磷的需要量大约在0.005一0.01M(克分子浓度)之间。生产中其添加量一般控制为醪液体积的0.03一0.06%。对于含磷较多的原料,可以不另添加。
酒精生产的原料是什么?其特点是什么?名称特点淀粉质原料(木薯、马铃薯……)1. 原料以大分子的淀粉为主,原料需处理、将其转化成可发酵的糖2. 含H2O量低,便于储存3. 原料中含有丰富的蛋白质组分,须分离调整糖类原料(甜菜、甘蔗……)1. 主要含糖类物质,可以直接发酵2. 含水分高不便于储存3 工业酒精一般是用乙烯+硫酸催化水合,得到乙醇.然后通过蒸馏分离得到95%左右的工业酒精.如果要含量更高,通常采用加苯蒸馏除水,最后得到浓度超过99%的无水酒精. 食用酒精主要原料是粮食,如红薯 玉米 高梁 等
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
按原料来源,乙醇的工业生产主要有两类:以糖类、淀粉和纤维素等碳水化合物为原料的发酵法和以乙烯为原料的水合法.
(1)发酵法 将富含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:
C6H12O6→2CH3CH2OH+2CO2
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.
(2)乙烯水合法 工业上有两种方法,一种是以硫酸为吸收剂的间接水合法;另一种是乙烯催化直接水合法.
①间接水合法 也称硫酸酯法,反应分两步进行.首先,将乙烯在一定温度、压力条件下通入浓硫酸中,生成硫酸酯,再将硫酸酯在水解塔中加热水解而得乙醇,同时有副产物乙醚生成.间接水合法可用低纯度的乙醇作原料、反应条件较温和,乙烯转化率高,但设备腐蚀严重,生产流程长,已为直接水合法取代.
②直接水合法 在一定条件下,乙烯通过固体酸催化剂直接与水反应生成乙醇:
CH2=CH2+H2O=CH3CH2OH
上述反应是放热、分子数减少的可逆反应.理论上低温、高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动,但实际上低温、高压受到反应速率和水蒸气饱和蒸气压的限制.工业上采用负载于硅藻土上的磷酸催化剂,反应温度260℃~290℃,压力约7MPa,水和乙烯的物质的量比为0.6左右,此条件下乙烯的单程转化率仅5%左右,乙醇的选择性约为95%,大量乙烯在系统中循环.主要副产物是乙醚,此外尚有少量乙醛、丁烯、丁醇和乙烯聚合物等.乙醚与水反应能生成乙醇,故将其返回反应器,以提高乙醇的产率.
在硫酸工厂上班的人,长期接触到酸性物质,有可能会导致酸性物质对皮肤造成损伤;酒精有挥发性,在空气中溶度过高是很容易中毒。
化工厂主要是指一些生产化学物质的工厂,虽然化学物质被广泛应用于各个领域,但是也不能够否认,如果人体长期接触化学物质的话,会给身体带来巨大危害。
不论是固体、半固体、液体发酵法,都是利用淀粉作原料,经过微生物发酵转化为糖.再由糖转化为酒精.在转化过程中发生一系列极其复杂的生化反应.
在转化时原料中的可溶性淀粉.在糖化酶的作用下,将可溶性淀粉转化为可发酵的糖,再在酒化酶作用下,将糖水解成酒精并放出二氧化碳.
根据淀粉水解方程式,可以推算出100kg100%的淀粉,可产95%(容量)的酒精61.49kg,能产100%的酒精56.78Kg.
(二)化学合成法
随着近代有机工业的发展.可利用石油裂解所得的乙烯来合成酒精.化学合成法生产酒精的方式有间接水合法和直接水合法两种.
1.间接水合法(又称硫酸水合法) 硫酸与乙烯经加成作用生成硫酸氢乙酯:
2.直接水合法 乙烯与水蒸气在有磷酸催化剂存在下,经高温、高压作用、可直接发生加成反应生成酒精
酒精的主要成分有乙醇。
酒精是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,分子量46,分子中的-OH叫做羟基,是醇的官能团。酒精分子中有两个碳原子,顾学名成为乙醇。
根据酒精中杂质含量的多少及浓度的高低而将酒精分为高纯度酒精、精馏酒精、医药用酒精、工业酒精、无水酒精、试剂酒精等。
我国于1981年12月将酒精标准实现了系列化,分为四级:一级酒精相当于原来的精馏酒精;二级酒精适合配制各种饮料酒,它介于精馏酒精和普通医药酒精之间的一个新类别;三级酒精与原来的医药酒精相同;四级酒精为工业酒精。
扩展资料
酒精的用途
酒精用途非常广泛,工业、农业、医药卫生、日常生活中都需要它,现在分述如下:
医药卫生方面:千百种药品的制造过程中都需要酒精,例如各种酊剂、消毒剂、片剂、中药的各种药酒,都离不开酒精。
食品工业方面:利用酒精配制加工成各种饮料酒。如兑酒便是用酒精同其他液体按不同比例勾兑而成。
国防工业:利用酒精制造炸药、雷汞等。
化学工业方面:许多重要化工产品的原料是酒精,利用它可以制造合成橡胶,冰醋酸、乙醚、聚乙烯、乙二醇、有机酸和各种脂类等。
农业方面:利用酒精制造农药。
溶剂方面:酒精是最常用的有机溶剂,香料、染料、树脂、油漆等工业部门均采用它做溶剂。
燃料方面:有些国家缺乏汽油,而以酒精为代替燃料,是一种既不污染空气而可保持环境洁净的新能源。
酒精可作为洗涤剂,抽提剂,冷冻剂等。
参考资料来源:百度百科-乙醇
浓硫酸和酒精反应(浓硫酸的氧化性和脱水性)C2H5OH+2H2SO4=2C+2SO2+5H2O 继而C会跟浓硫酸反应C+2H2SO4=CO2+2SO2+2H2O
(1)乙醇脱水生成乙烯,浓H2SO4是催化剂:C2H5OH ——H2SO4、170℃—→ CH2=CH2 ↑ + H2O(2)乙醇脱水生成乙醚:2C2H5OH ——H2SO4、140℃—→ C2H5OC2H5 + H2O(3)乙醇和浓H2SO4直接酯化生成硫酸二乙酯:2C2H5OH + H2SO4 ——△—→ C2H5O-SO2-OC2H5 + 2H2O