Этиловый спирт — бесцветная жидкость с характерным запахом

Этиловый спирт (этанол, винный спирт) — это бесцветная жидкость с характерным запахом. Получается сбраживанием пищевого сырья, гидролизом растительных материалов и синтетически — гидратацией этилена. Очищается ректификацией.

Синтетический путь получения этанола достаточно сложен, а результатом является технический спирт-ректификат, содержащий большое количество не отделяемых ректификацией примесей. Этот путь широко применяется в промышленности.

Этиловый спирт — винный спирт

Другой путь получения спирта более доступен и связан с технологией сбраживания простых сахаров дрожжами. Именно так получается обычное вино и именно поэтому первое имя этилового спирта — винный спирт. Химическая формула этого превращения в очень упрощенном виде выглядит так:

C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 СО2 + ТЕПЛО.

Т.е. из одной молекулы сахара с помощью дрожжевых клеток образуется две молекулы этилового спирта, две молекулы углекислого газа и выделяется приличное количество тепла.

Для определения соотношения массовых превращений достаточно подставить в предыдущую химическую формулу мольные массы атомов: водорода Н=1, углерода С=12 и кислорода O=16:

(12*6+1*12+16*6) = 2*(12*2+1*5+16+1) + 2*(12+ 16*2),
или 180 = 92 + 88;

и тогда можно сделать вывод, что из 180кг сахара получается 92кг этилового спирта и 88кг углекислого газа. Таким образом, теоретический выход спирта из сахара составляет 0.511кг/кг, а учитывая плотность этилового спирта (р = 0,8кг/л), будет равен 0,64л/кг.

Определение выхода этилового спирта из сахаросодержащего и крахмалосодержащего сырья

Если этиловый спирт получают не из сахара, а из сахаросодержащего сырья (виноград, сахарная свекла, топинамбур и т.д.), тогда, зная сахаристость продукта, легко определить выход из него спирта. Так, например, если яблоки содержат 12% сахара, то теоретический выход спирта из сока этого сырья (выход сока из яблок составляет 70%) будет равен 54мл/кг

(0,7*0,12%)=0,084*0,64=0,054 л.
1кг (яблоки) = 0,7 кг (сок) = 0,084кг (сахар) => 0,054л (спирт).

Чаще всего этиловый спирт получают из крахмалосодержащего сырья (картофель, зерно и т.д.). Тогда в технологической цепочке приготовления спирта появляется процесс осахаривания крахмала — превращение (гидролиз) крахмала сырья под воздействием определенных ферментов в сахар

(C6H10O5)n+ n*Н2О+ ФЕРМЕНТ = n*С6 Н12О6,

а затем производится его сбраживание.

Расчёт выхода этилового спирта из того или иного продукта

Как и в предыдущем случае можно рассчитать, что из 1кг крахмала теоретически получается 1,11кг сахара. Зная содержание крахмала в сырье можно легко определить выход спирта из того или иного продукта. Так, например, если в пшенице содержится 60% крахмала, то теоретический выход спирта из такого зерна составит 0,426л/кг:

0,6кг (крахмал) *1,11=0,666 (сахар) *0,64=0,426 (спирт)
1кг (пшеница) => 0,6 кг (крахмал) => О,666кг (сахар) => 0,426л (спирт).

Практический выход этилового спирта всегда на 10…15% меньше теоретического. Такие потери считаются нормальными и, главным образом, связаны с:

— «недобродом», то есть с ситуацией, когда часть сахара оседает в процессах или отходах бражения и не превращается в спирт;
— «неправильным брожением», то есть когда часть сахара превращается не в спирт, а в некоторые другие вещества примеси;
— прямыми потерями, когда часть спирта просто улетучивается вместе с углекислым газом в процессе брожения, или теряется при перегонке и ректификации.