酒精(乙醇)的生产方法主要有两种:生物发酵法和化学合成法。以下是具体步骤和说明:
一、生物发酵法(主要用于食用/医用酒精)
原料:含糖或淀粉的物质(如玉米、甘蔗、木薯、葡萄等)。
1. 原料处理
- 含糖原料(如甘蔗汁、糖蜜):可直接发酵。
- 含淀粉原料(如玉米、小麦):需先粉碎,通过蒸煮糊化分解淀粉结构。
2. 糖化
- 淀粉质原料需加入酶(如α-淀粉酶、糖化酶),将淀粉转化为葡萄糖:
[
\text{淀粉} \xrightarrow{\text{酶}} \text{葡萄糖}
]
3. 发酵
- 加入酵母菌(如酿酒酵母),在无氧条件下发酵葡萄糖:
[
\text{C}6\text{H}{12}\text{O}_6 \xrightarrow{\text{酵母}} 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2↑
] - 发酵液酒精浓度约为8%-15%。
4. 蒸馏
- 通过蒸馏塔加热发酵液,利用乙醇(沸点78℃)与水(沸点100℃)的沸点差异分离,得到浓度约95%的乙醇。
5. 脱水(可选)
- 若需无水乙醇(浓度>99.5%),需用分子筛或加入苯、环己烷共沸进一步脱水。
6. 稀释(根据用途)
- 医用酒精(75%):用蒸馏水稀释至所需浓度。
二、化学合成法(主要用于工业酒精)
原料:石油化工产品(如乙烯)。
1. 乙烯水化法
- 在高温高压和催化剂(磷酸)作用下,乙烯与水反应生成乙醇:
[
\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{催化剂}} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}
] - 此法成本低,但产物可能含杂质,需提纯。
关键区别
- 发酵法:用于食品、医药,纯度较高。
- 合成法:多用于工业,可能含甲醇等杂质,不可食用。
注意事项
- 安全:酒精易燃,蒸馏时需远离明火。
- 法规:自制酒精需符合当地法律法规,工业级酒精不可饮用。
- 纯度:医用酒精需严格灭菌,不可用工业酒精替代。
希望以上内容能帮助您理解酒精的制作过程!若有进一步问题,欢迎提问。