酒精(乙醇)的生产方法有哪些关键步骤和区别?

  酒精(乙醇)的生产方法主要有两种:生物发酵法化学合成法。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

  1. 安全:酒精易燃,蒸馏时需远离明火。
  2. 法规:自制酒精需符合当地法律法规,工业级酒精不可饮用。
  3. 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。

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