(CU2=CU2+H2O –C2H5OH) , осуществляется на фосфорно-кислотном
католизаторе при 280-300 С и 7,2-8,3 Мн/м (72-83 кг/см ). Так , в США
в 1976 г. было выработано около 800 тыс. тонн этонола , в т.ч. 550 тыс. тонн прямой гидротацией (остальное сбраживание пищевого сырья) . В других странах (СССР , Франция и др.) Э.С. получают также двухстадийной (сернокислотной гидраитацией этилена при : 75-80 С и 2,48 Мн/м/24,8 нес/м ) этилен взаимодействует с концетрированой серной кислотой с образованием смеси моно и диэнтилеульфатов [С2Н5OSO2ОН и (С2Н5О)2SO2] , которые затем гидрилизуясь при 100 С и 0,3-0,4 Мн/м дают Э.С. и Н2SO4 .
В ряде стран Э.С. получают также сбраживанием продуктов гидролиза растительных материалов . Очистку технических Э.С. проводят различными способами . Пищевой спирт-сырец , обычно освобождают от примесей (сивушные масла и др.) рекитификацией .
Слинтентичиский Э.С. очищают от этилового эфира , ацетальдегида и др. рекитификаций в присутствии щёлочи и гидрированием в паровой фазе на никелевых католизаторах при 105 С и 0,52 Мн/м (5,2 кгс/см)
Спирт –рекитификат представляет собой асеотропную смесь Э.С. с
Водой (95,57% спирта t кипения 78,15 С . ) . Для многих целей требуется обезвоженый , Т.Н. абсолютный , Э.С. Последний в промышленности готовят , воду в виде стройной азеотропной смеси вода-спирит-бензол (специальная добавка) , а в лабороторных условиях-химическом связыванием воды различными реагентами , окисью кальция , металлическим кальцием или магнием Э.С. , предназначеный для технических и бытовых целей , иногда денантурируют .
В природе спирты встречаются редко, чаще — в виде производных (сложные эфиры и др.), из которых они могут быть получены. Для получения спиртов важную роль играет органический синтез. Приведем некоторые способы синтеза спиртов.
1. Гидратация (присоединение воды к алкенам). Реакция проводится в присутствии катализаторов. При использовании в качестве катализатора серной кислоты (сернокислотная гидратация) реакция идет в две стадии:
H2C==CH2 + HO—SO2—OH ® H3C—CH2—OSO2—OH
этилсерная кислота
H3C—CH2—OSO2—OH + H2O ® H3C—CH2—OH + H2SO4
этиловый спирт
Если реакцию гидратации проводить при высокой температуре (300 - 350 °С) и давлении в присутствии катализатора (смеси фосфорной к вольфрамовой кислот), то реакция идет в одну стадию. Это—метод прямой гидратации. При получении этилового спирта этот метод вытеснил сернокислотную гидратацию. Гидратация алкенов имеет важное промышленное значение. Этот способ позволяет получать спирты из доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилене можно получить 1,4 т спирта. Впервые в нашей стране этиловый спирт начали получать гидратацией этилена с 1952 г. (г. Сумгаит).
2. Гидролиз моногалогенопроизводных. Реакцию проводят, нагревая галогеналкилы с водой или водным раствором щелочей:
C2H6Cl + H2O ® C2H6OH + HC
3. Получение метанола из синтез-газа. Процесс идет при 220—300 °С и сравнительно невысоком давлении с использованием катализатора из оксидов меди и цинка:
кат.
CO + 2H2 ® CH3OH
Из синтез-газа можно получать и другие спирты.
4. Восстановление альдегидов и кетонов. При восстановлении альдегидов образуются первичные, а при восстановлении кетонов — вторичные:
O
// 2H
H3C—C ® H3C—CH2OH
\ H
уксусный этиловый
альдегид спирт
2H
H3C—CO—CH3 ® H3C—CH—CH3
|
OH
ацетон изопропиловый
спирт
5. Спиртовое брожение (расщепление) моносахаридов C6H12O6 под влиянием ферментов:
зимаза
C6H12O6 —® C2H6OH + 2CO2
Для получения этилового спирта издавна пользуются различными сахаристыми веществами, например, виноградным сахаром, или глюкозой, которая путем "брожения", вызываемого действием ферментов (энзимов), вырабатываемых дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.
С6Н12О6 ® 2С2Н5ОН + 2СО2
Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном соке, при брожении которого получается виноградное вино с содержанием спирта от 8 до 16%.
Исходным продуктом для получения спирта может служить полисахарид крахмал, содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы, кукурузы. Для превращения в сахаристые вещества (глюкозу) крахмал предварительно подвергают гидролизу. Для этого муку или измельченный картофель заваривают горячей водой и по охлаждении добавляют солод – проросшие, а затем подсушенные и растертые с водой зерна ячменя. В солоде содержится диастаз (сложная смесь ферментов), действующий на процесс осахаривания крахмала каталитически. По оканчании осахаривания к полученной жидкости прибавляют дрожжи, под действием фермента которых образуется спирт. Его отгоняют, а затем очищают повторной перегонкой.
В настоящее время осахариванию подвергают также другой полисахарид – целлюлозу (клетчатку), образующую главную массу древесины. Для этого целлюлозу подвергают гидролизу в присутствии кислот (например, древесные опилки при 150 -170°С обрабатывают 0,1 - 5% серной кислотой под давлением 0,7 - 1,5 МПа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу и сбраживается на спирт при помощи дрожжей. Из 5500 т сухих опилок (отходы лесопильного завода средней производительности за год) можно получить 790 т спирта (считая на 100%-ный). Это дает возможность сэкономить около 3000 т зерна или 10000 т картофеля [1].
Напитки, содержащие этиловый спирт, называют алкогольные. К ним относятся спирт, водка, ликеро-водочные изделия, ром, виски, коньяки, виноградные и плодово-ягодные вина.
Промышленность вырабатывает спирт-сырец, спирт-ректификат, пить-евой спирт и спирт денатурат (технический).
Спирт для пищевой промышленности и медецины вырабатывают из зерна, картофеля, патоки (технический - из древесины, соломы, нефтепродуктов).
Технология:
1. получение солода;
2. приготовление и сбраживание сладкого затора;
3. перегонка зрелой бражки;
4. ректификация зрелого спирта.
В зависимости от исходного сырья и степени очистки спирт-ректификат делят на люкс, экстра, высшей очистки и 1 сорта.
Питьевой спирт 95% - это смесь спирта-ректификата высшей очистки, умягченной воды, профильтрованная и выдержанная.
Спирт-ректификат служит сырьём для производства водок, вин, ликеро-водочных изделий.
Водка - крепкий алкогольный напиток, содержащий 40-56% спирта.
Получают из спирта-ректификата, умягченной воды, фильтруют через активированный уголь.
Добавляют: сахар-песок, питьевую соду, уксус, лимонную кислоту, мёд, соль.
Столичная 40% - спирт-ректификат высшей очистки + сахар.
Русская 40% - спирт экстра, вода усиленной очистки.
Городня 40% - спирт-ректификат, сахар-песок, лимонная кислота.
Старый замок 40% - спирт-ректификат, сахар, хлористый калий.
Салют 40% - спирт люкс, аскорбиновая кислота.
Белые росы 40% - спирт-ректификат, сахарный сироп, лимонная кис-лота, сода гашеная уксусом.
Панский дом 40% - на кремниевой воде.
Кристалл-100 - на кремниевой воде.
Украинская горилка 45% - спирт высшей очистки + мёд.
Требования к качеству: спирт и водка должны быть бесцветные, проз-рачные, без примесей, с характерным вкусом и запахом без посторонних.
Разливают в стеклянные полимерные бутылки, крепость ± 0,2%.
Хранят 1 год.
Ликеро-водочные изделия. Эти изделия содержат красящие, ароматические и вкусовые вещества, а многие из них и значительное количество сахара.
По используемому сырью, содержанию спирта и сахара их подразделяют на следующие виды:
Настойки (горькие и бальзамы, горькие пониженной крепостью, сладкие и полусладкие, полусладкие пониженной крепостью), наливки, пунши, аперитивы, напитки десертные, ликеры (крепкие, десертные, кремы).
Для приготовления ликеро-водочных изделий используют этиловый спирт-ректификат разной степени очистки, воду умягченную, свежие и сушеные плоды и ягоды, техническое сырьё (ароматные травы, листья, почки, цветы, пряности и др.), сахар, потоку, эфирные масла, эссенции, пищевые кислоты и красители.
Производство ликеро-водочных изделий состоит из следующих процес-сов: получения полуфабрикатов, купажирования (смешивания), отстаива-ния, фильтрации и разлива. Ликеры выдерживают от 6 месяцев до 2 лет.
Полуфабрикаты вырабатывают следующие: спиртованные морсы, настои и соки, сиропы и ароматные спирты.
Спиртованные морсы и настои получают двукратным настаиванием водно-спиртовой жидкости крепостью 30-50% на свежих или сушеных плодах, ягодах, травах, кореньях и т.п.
Спиртованные соки изготавливают из свежих плодово-ягодных соков и спирта-ректификата высшей очистки (25%).
Ароматные спирты получают перегонкой спиртованных морсов или настоев. Отличаются они более высокой крепостью, тонкими вкусом и ароматом. Готовят ароматные спирты отдельно для каждого изделия.
Сиропы - соки, консервированные сахаром. Содержание сахара не менее 67%.
Выпускают более 200 наименований ликеро-водочных изделий.
Горькие настойки приготовляют купажированием спиртованных нас-тоев или ароматных спиртов, спирта-ректификата, пищевых красителей и воды.
К горьким настойкам относятся Бальзам рижский черный, Горный дубняк, Ерофеич, Зубровка, Зверобой и др.. Особыми водками называют Охотничью, Петровскую, Юбилейную особую, Старку.
Охотничья водка имеет крепость 45%. Вырабатывают её на ароматном спирте, настоянном на одиннадцати видах сырья (гвоздике, имбире, черном и красном перце, кофе и т.д.). Добавляют 20% белого портвейна и колер. Цвет водки темно-коричневый, вкус и аромат - пряные, округленные (сложные).
Старку приготовляют из спиртованного настоя листьев яблонь и груш. Добавляют коньяк, белый портвейн, ванилин, колер и сахар. Цвет светло-коричневый, вкус слегка жгучий, аромат сложный, преобладает коньячный, спирта - 43%.