Откуда берется спирт как химическое вещество

Этиловый спирт (этанол, винный спирт) — C₂H₅OH — 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.

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 CO2 + 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 О=16:

(12· 6+1·12+16·6) = 2· (12·2+1·5+16+1) + 2· (12+ 16· 2),.

или180 = 92 + 88;

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

Если 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:

1 кг (яблоки) =>0.7 кг (сок) => 0.084кг (сахар) => 0.054л (спирт).

Чаще всего 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· H2O + ФЕРМЕНТ = n· C6 H12O6,

Как и в предыдущем случае можно рассчитать, что из 1 кг крахмала теоретически получается 1,11 кг 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:

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

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

недобродом, то есть с ситуацией, когда часть сахара остается в бражке 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.