اتانول

اتانول که با نام اتیل الکل، الکل دانه و الکل میوه نیز شناخته می‌شود، دارای فرمول شیمیایی C2H6O می‌باشد. مایعی شفاف، بی‌رنگ و قابل اشتعال است که در بسیاری از محصولات روزمره مانند داروها و محصولات مراقبت شخصی، کاربرد دارد. اولین استفاده از اتانول به قرن سیزدهم باز می‌گردد، و برای قرن‌ها به عنوان منبع سوخت مورد استفاده قرار گرفته است. اتانول عمدتاً از طریق تخمیر قندهای موجود در محصولاتی مانند ذرت، نیشکر و گندم تولید می‌شود و یک منبع انرژی تجدیدپذیر می‌باشد.

ساختار مولکولی

اتانول ( C2H6O )، از دو اتم کربن، شش اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. وزن مولکولی آن 46.07 گرم بر مول است که آن را به یک مولکول نسبتا کوچک تبدیل می‌کند. اتانول یک مولکول ساده است، اما آرایش ساختاری آن اجازه می‌دهد تا خواص و کاربردهای متنوعی داشته باشد. مهمترین ویژگی ساختاری اتانول، گروه هیدروکسیل آن (OH-) می‌باشد که به یکی از اتم‌های کربن موجود در مولکول متصل است. این گروه هیدروکسیل مسئول خواص شیمیایی اتانول می‌باشد. اتانول بدلیل وجود گروه هیدروکسیل، بسیار قطبی بوده، یعنی یک سر مولکول دارای بار مثبت و انتهای دیگر دارای بار منفی است. این قطبیت اتانول را به یک حلال همه‌کاره تبدیل کرده، که در حلال‌های قطبی و غیر قطبی حل می‌شود. این گروه هیدروکسیل به راحتی با مولکول‌های دیگر  پیوندهای هیدروژنی ایجاد می‌کند و یک جزء مهم در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی می‌باشد.

اتانول، الکل نوع یک است. این نوع الکل، دارای یک گروه هیدروکسیل متصل به اتم کربن نوع یک می‌باشد. این ویژگی باعث می‌شود اتانول بتواند انواع مختلفی از واکنش‌ها از جمله اکسیداسیون و استری شدن را که فرآیندهای مهمی در تولید سوخت، مواد دارویی و پلاستیک هستند، انجام دهد.

خواص فیزیکی و شیمیایي

از نظر ظاهری، اتانول مایعی شفاف و بی‌رنگ با رایحه‌ای ملایم و شیرین است. یکی از خواص فیزیکی مهم اتانول فشار بخار بالای آن می‌باشد. در دمای اتاق به سرعت و به راحتی تبخیر می‌شود، به همین دلیل برای استفاده به عنوان سوخت ایده‌آل می‌باشد.

نقطه جوش آن 173.1 درجه فارنهایت (78.37 درجه سانتیگراد) می‌باشد و این ویژگی به آن اجازه می‌دهد تا به سرعت تبخیر شده و بخاری قابل اشتعال تولید کند. اتانول همچنین دارای نقطه انجماد نسبتاً پایین 174.3 درجه فارنهایت (-114.1 درجه سانتیگراد) است و حلال مفیدی برای حذف آب از سایر مواد می‌باشد، زیرا اتانول یخ نمی‌زند و به شکل مایع باقی می‌ماند.

سطح PH: اتانول دارای سطح pH حدود 7 است که آن را به یک ماده خنثی تبدیل می‌کند. این ماده نه اسیدی است و نه بازی، بنابراین می‌توان آن را به محلول‌ها اضافه کرد تا سطح pH آنها را بدون تغییر خواص شیمیایی، تنظیم کند. این ویژگی در کاربردهای دارویی بسیار اهمیت دارد.

حلالیت: اتانول با مولکول‌های آب، پیوندهای هیدروژنی تشکیل داده و به راحتی در آب حل می‌شود. این خاصیت اتانول را به یک حلال با ارزش برای طیف وسیعی از مواد از جمله اسانس ها، رزین‌ها و سایر ترکیبات آلی تبدیل کرده است.

واکنش پذیری: اتانول به دلیل ساختار شیمیایی خود یک ترکیب بسیار واکنش پذیر بوده و به راحتی در واکنش‌های شیمیایی مختلف شرکت می‌کند. می‌تواند برای تولید دی اکسید کربن و آب تحت احتراق قرار گیرد یا برای تشکیل اسید استیک، اکسید شود. همچنین می‌تواند به عنوان یک عامل کاهنده برای تجزیه برخی ترکیبات استفاده شود. این واکنش‌ها اتانول را به یک ماده اولیه با ارزش برای تولید بسیاری مواد شیمیایی تبدیل کرده است.

اتانول همچنین ظرفیت گرمایی ویژه بالایی دارد، یعنی می‌تواند مقدار زیادی گرما را بدون تغییر دما، به میزان قابل توجهی جذب و آزاد کند. این ویژگی اتانول در فرآیندهای صنعتی که کنترل دقیق دما ضروری است، مفید می‌باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی اتانول آن را به یک ماده بسیار ارزشمند در صنایع مختلف تبدیل کرده است.

روش های تولید اتانول

اتانول را می‌توان در آزمایشگاه یا در مقیاس صنعتی تولید کرد.

در آزمایشگاه، اتانول را می‌توان با تخمیر قندها تولید کرد. این فرآیند توسط مخمرها که قارچ‌های تک سلولی هستند انجام می‌گیرد. تخمیر یک فرآیند متابولیک است که در آن، مخمر، قندها را به اتانول و دی اکسید کربن تبدیل می‌کند.

در این فرآیند شکر را با آب و مخمر مخلوط کرده و اجازه می‌دهند تا تخمیر شوند. فرآیند تخمیر معمولاً چند روز طول می‌کشد. هنگامی که پروسه تخمیر کامل شد، اتانول جهت خالص‌سازی تقطیر می‌شود. در این فرآیند، اتانول حرارت داده می‌شود تا تبخیر شود، سپس بخار دوباره به مایع تبدیل شده و ناخالصی‌ها حذف می‌شوند. سپس اتانول مقطر آبگیری می‌شود تا آب باقیمانده از آن حذف شود.

C6H12O6 + Yeast → 2 C2H5OH + 2 CO2

 

اتانول را می‌توان از اتیلن نیز تولید کرد. اتیلن یک گاز هیدروکربنی است که از گاز طبیعی یا نفت تولید می‌شود. اتیلن در حضور کاتالیزور با آب واکنش داده و اتانول تولید می‌کند. این فرآیند به عنوان هیدراتاسیون شناخته می‌شود.

تولید صنعتی اتانول یک فرآیند پیچیده است که شامل چندین مرحله است. در زیر یک نمای کلی ازاین پروسه ارائه شده است.

1- آسیاب کردن: ذرت را آسیاب می‌کنند تا به قطعات کوچکتر تقسیم شود.

2- پخت: ذرت آسیاب شده در آب پخته می‌شود تا نشاسته ژلاتینه شود.

3- هیدرولیز آنزیمی: آنزیم‌هایی به نشاسته ژلاتینه شده اضافه می‌شود تا به قندها تجزیه شود.

4- تخمیر: قندها توسط مخمر تخمیر می‌شوند تا اتانول تولید شود.

5- تقطیر: مایع تخمیر شده، تقطیر شده، تا اتانول از سایر اجزا جدا شود.

6- آب زدایی: اتانول، آبگیری شده تا آب باقیمانده حذف شود. اتانول تولید شده توسط این فرآیند می‌تواند به عنوان سوخت، حلال یا در نوشیدنی‌ها استفاده شود.

انتخاب مواد اولیه بستگی به در دسترس بودن، هزینه و ملاحظات زیست محیطی دارد.

گریدهای مختلف اتانول

اتانول بر اساس خلوص و وجود ناخالصی درجه‌بندی می‌شود. گریدهای مختلف اتانول برای برآوردن نیازهای خاص کاربردهای مختلف، تولید می‌شوند.

درجات مختلف اتانول عبارتند از:

اتانول درجه غذایی

خلوص: 95-96٪

ناخالصی‌ها: مقادیر کمی متانول، استون سایرترکیبات آلی فرار(VOCs)

در طعم دهنده‌های غذا و عصاره‌ها استفاده می‌شود. برای اطمینان از خلوص و بی‌خطر بودن، باید در تولید آن استانداردهای ایمنی دقیقی رعایت شود.

اتانول درجه دارویی

خلوص: 99-100٪

ناخالصی‌ها: سطوح بسیار کم ناخالصی‌هایی مانند متانول، استون، و سایر ترکیبات(VOCs)

اتانول درجه دارویی در ساخت داروها، لوازم آرایشی و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد. باید استانداردهای کنترل کیفیت دقیق را رعایت کند تا نیازهای خلوص بالای این برنامه‌ها را برآورده کند.

اتانول گرید صنعتی

خلوص: 95-96٪

ناخالصی‌ها: حاوی سطوح بالاتری از ناخالصی‌ها مانند متانول، استون و ترکیبات VOCs  

اتانول درجه صنعتی در فرآیندهای مختلف صنعتی از جمله به عنوان حلال در رنگ‌ها، پوشش‌ها و محصولات تمیزکننده استفاده می‌شود. همچنین به عنوان سوخت موتورها و در سیستم‌های گرمایشی کاربرد دارد.

اتانول دناتوره شده

خلوص: 95-96٪

ناخالصی‌ها: دناتوره شده با مواد سمی مانند متانول یا پیریدین

اتانول دناتوره شده به دلیل وجود ناخالصی‌های سمی، برای مصرف انسان مناسب نیست. در کاربردهای صنعتی که پتانسیل مصرف انسانی آنها کم است، مانند ضد یخ استفاده می‌شود.

اتانول سوخت

اتانول مورد استفاده به عنوان سوخت حمل و نقل معمولاً با بنزین مخلوط می‌شود تا مخلوطی به نام مخلوط اتانول و بنزین ایجاد شود.

رایج‌ترین گریدهای اتانول سوخت عبارتند از: ‏

E10 حاوی حداکثر 10٪ اتانول

 ‏E15 حاوی حداکثر 15٪ اتانول

 ‏ E85حاوی حداکثر 85٪ اتانول 

 درجه اتانول مورد استفاده برای سوخت به سازگاری موتور خودرو با غلظت اتانول بالاتر بستگی دارد.

کاربردهای صنعتی و آزمایشگاه

کاربردهای صنعتی

تولید شیمیایی

اتانول به عنوان ماده اولیه برای تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله استالدهید، اسید استیک، اتیل استات و بوتانول عمل می‌کند. همچنین در ساخت رنگ، پوشش و پلاستیک کاربرد دارد.

داروسازی

اتانول به عنوان حلال و عامل عصاره‌گیری در تولید مواد دارویی و آرایشی استفاده می‌شود. همچنین یک ماده فعال در ضدعفونی‌کننده‌های دست، دهان‌شویه‌ها و سایر ضدعفونی‌کننده‌ها می‌باشد.

افزودنی‌های سوخت

اتانول با بنزین ترکیب می‌شود تا آلایندگی خودرو را کاهش دهد و رتبه اکتان سوخت را بهبود بخشد. ترکیب‌پذیری بالای آن با بنزین امکان تولید سوخت‌های جایگزین مانند: E10) اتانول10% ) و: E85) اتانول 85٪) را فراهم می‌کند.

صنعت نساجی

اتانول به عنوان ماده پاک‌کننده و حلال رنگ در صنعت نساجی استفاده می‌شود و به حل شدن ناخالصی‌ها و بهبود ثبات رنگ پارچه‌ها کمک می‌کند.

کاربردهای آزمایشگاهی

حلال اتانول یک حلال عالی برای طیف وسیعی از ترکیبات آلی از جمله چربی‌ها، موم‌ها، روغن‌ها و آلکالوئیدها می‌باشد. اتانول در استخراج آزمایشگاهی، تصفیه و تبلور مجدد استفاده می‌شود. معرف اتانول در واکنش‌های شیمیایی مختلف مانند واکنش‌های ردوکس و تیتراسیون اسید-باز شرکت می‌کند. خلوص بالا و فراریت کم، آن را به یک معرف قابل اطمینان برای روش‌های تحلیلی تبدیل کرده است.

ضدعفونی کننده

اتانول به عنوان ماده ضدعفونی کننده در محیط‌های آزمایشگاهی استفاده می‌شود. اتانول باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها را با مختل کردن غشای سلولی آنها از بین می‌برد. اتانول برای تمیز کردن ظروف و تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می‌شود.

مواد نگهدارنده

اتانول را به نمونه‌های بیولوژیکی مانند DNA و RNA اضافه می‌کنند تا از تخریب آنها جلوگیری شود. خواص باکتریواستاتیک آن به جلوگیری از آلودگی کمک می‌کند.

خطرات اتانول

در حالی که اتانول فواید زیادی دارد، استفاده از آن معایبی نیز دارد. تولید اتانول به مقدار قابل توجهی انرژی و منابع نیاز دارد. فرآیند تولید همچنین باعث ایجاد گازهای گلخانه‌ای می‌شود که به آلودگی هوا کمک می‌کند. علاوه بر این، به دلیل تقاضای زیاد برای محصولات مورد استفاده برای تولید اتانول، نگرانی‌هایی در مورد تأثیر آن بر قیمت مواد غذایی و امنیت غذایی وجود دارد.

استفاده بیش از حد یا نامناسب از اتانول می‌تواند خطرات قابل توجهی برای سلامتی ایجاد کند. اتانول عملکرد مغز را مختل کرده و منجر به اختلال در قضاوت، هماهنگی، زمان واکنش و هوشیاری می‌شود. مصرف بیش از حد اتانول می‌تواند مرکز تنفسی در مغز را مختل و باعث کند شدن یا حتی توقف تنفس شود. اتانول می‌تواند ضربان قلب، فشار خون و خطر بیماری قلبی، سکته مغزی و کاردیومیوپاتی را افزایش دهد. همچنین می‌تواند به سلول‌های کبد آسیب رسانده و منجر به التهاب، اسکار و شرایط بالقوه کشنده مانند سیروز و نارسایی کبد شود. اتانول می‌تواند پوشش معده را تحریک کرده و باعث التهاب و زخم معده شود.

حمل و نگهداری ایمن

اتانول یک مایع قابل اشتعال و فرار است. باید با اقدامات احتیاطی مناسب حمل و نگهداری شود. از تماس با شعله باز یا جرقه خودداری شود. هنگام کار با اتانول در مناطق بسته باید از تهویه مناسب استفاده شود. هنگام کار با اتانول باید از دستکش محافظ و عینک ایمنی استفاده کرد. اتانول باید در مکانی خنک و دارای تهویه مناسب و دور از اکسیدکننده‌ها، نگهداری شود.

قیمت و خرید اتانول

این محصول در غلظت های مختلف و حجم های مختلف عرضه می گردد. برای سفارش اتانول با مناسب‌ترین قیمت، با شماره‌های زیر تماس بگیرید: