تولید الکل از راه تخمیر!

[nafasam 305]

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر میکند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج میکند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند میشود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C۶H۱۲O۶ است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل میدهد (تهیه شراب).

 

تهیه الکل از گلوکز

آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده میشود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دیاکسید کربن یا گاز کربونیک بدست میآید.

 

گاز کربونیک + الکل

C۶H۱۲O۶ → ۲C۲H۵OH + CO۲

این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت میگیرد.

 

تهیه الکل از مواد نشاسته دار

برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل میکند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل میکند، گاز کربونیک و الکل میدهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)

 

گلوکز

این واکنش در حضور اسیدسولفوریک ۲% صورت میگیرد.

 

 

محلولهای الکلی که از تخمیر بدست میآید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، ۱۰% و در آبجو ۶% و در عرق بیش از ۳۰% تا ۵۰% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفاتها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست میآید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلسیرین است. مثلا در مجاورت بیسولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO۳ معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:

 

گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن

 

C۶H۱۲O۶ → CH۳CHO + C۳H۵(OH)۳ +CO۲

 

 

تهیه الکل از شراب

نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست میآورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست میآورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربندار) انجام میگیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قندیها (پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره میگیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانههای قند و... هم به عنوان ماده اولیه میتوان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.

 

تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی

ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) میکند و به گلوکز و لولز تبدیل مینماید.

 

لولز + گلوکز

C۶H۱۲O۶ + H۲O → C۶H۱۲O۶ + C۶H۱۲O۶

 

این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

 

C۶H۱۲O۶ → ۲C۲H۵OH + CO۲

این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

 

 

 

تهیه الکل از راه سنتز

تهیه الکل از اتیلن

نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.

 

سولفات هیدروژن اتیل

C۲H۴ → C۲H۵HSO۴

 

الکل + اسیدسولفوریک

C۲H۵HSO۴ + H۲O → H۲SO۴ + C۲H۵OH

 

 

تهیه الکل از استیلن

الکل را بیشتر در صنعت از اثر احیا کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست میآورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره میگیرند:

 

استالدئید

C۲H۲ + H۲O → CH۳CHO

در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.

 

الکل اتیلیک

در این واکنش از نیکل احیا شده استفاده شده است.