Какво представлява зърненият алкохол?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Зърненият алкохол е името, с което е известен етиловият алкохол, произведен от ферментацията на захари и въглехидрати, присъстващи в различни зърна като ечемик, ръж или царевица . Това е търговска форма на алкохол, която има различни приложения, които могат да бъдат както развлекателни, така и промишлени и други видове. Зърненият алкохол може да се получи с различни алкохолни съдържания, които могат да варират от най-малко 5 или 6%, до стойности до 90% или повече; въпреки това е обичайно съдържанието на алкохол да е ниско.

Характеристики и свойства на зърнения алкохол

  • Състои се от етилов алкохол или етанол, чиято молекулна формула е C 2 H 5 OH. Може също така да съдържа различни количества вода.
  • Представлява безцветна течност с проникваща алкохолна миризма.
  • Това е запалима течност. Когато е с висока степен на чистота, може да се използва като чисто гориво.
  • Използва се за приготвянето на много силни алкохолни напитки, включително водка, уиски и саке, както и по-меки като бира.

Как се получава зърнен алкохол?

Промишленият процес за получаване на зърнен алкохол се състои от няколко етапа, основните от които са ферментация и дестилация на фермента. По-долу е описана всяка от стъпките, необходими за превръщането на повечето зърнени храни в зърнен алкохол.

Етап #1: Първоначално смилане

Първата стъпка е да вземете чистите и сухи зърна и да ги смелите на фино брашно. Тази стъпка гарантира, че колкото е възможно повече от нишестето в зърната е достъпно за поредицата от биохимични реакции, които по-късно ще го превърнат в алкохол.

Етап #2: Втечняване

На този етап брашното се смесва с вода и с ензим, наречен амилаза, който разгражда нишестето чрез разрушаване на 1-4 гликозидни връзки на неговата структура. По този начин се получава каша или пивна мъст, която е богата на по-прости захари, включително малтодекстрин, както и някои свободни монозахариди като глюкоза.

Етап #3: Захаризация

В този етап се добавя втори ензим, който разгражда малтодекстрина, докато се превърне във ферментиращ монозахарид. Заедно, етапи 2 и 3 се стремят да трансформират всички въглехидрати, присъстващи в зърната, в различни форми на захари, усвоими от дрождите.

Етап #4: Ферментация

Етиловият алкохол се получава чрез процес на етилова ферментация. Това е анаеробен процес, извършван от различни видове дрожди за получаване на енергия под формата на АТФ.

Процесът на ферментация на монозахаридите, получени след озахаряване (главно глюкоза, C 6 H 12 O 6 ), включва набор от ензимно-катализирани биохимични реакции, чийто нетен ефект е разграждането на всяка захар на две молекули етанол (CH 3 CH 2 OH) и въглероден диоксид. Общата реакция е:

Какво е зърнен алкохол

Етап #5: Дестилация

Процесът на ферментация не може да произведе етилов алкохол с висока чистота, тъй като след определена концентрация алкохолът инхибира самата ферментация и става токсичен за дрождите. Следователно ферментът трябва да се дестилира с помощта на различни техники за отделяне на получения етанол както от остатъците от реакцията, така и от дрождите, използвани за ферментацията.

Какво е зърнен алкохол

Обичайно е след първата дестилация да се извършват последователни дестилации, за да се получи зърнен алкохол с по-висока степен на чистота, ако е необходимо.

Незадължителни допълнителни стъпки в зависимост от приложението

  • Дехидратация: Зърненият алкохол има различни приложения, някои от които не понасят наличието на вода в сместа. В тези случаи след дестилиране на алкохола трябва да се извърши процес на дехидратация, който се постига по различни начини. В някои случаи това се прави чрез използването на молекулярни сита, които позволяват водата да бъде отстранена, като същевременно предотвратяват преминаването на молекулите на етанола. Друга често срещана техника е азеотропната дестилация.
  • Денатурация: В случаите, когато зърненият алкохол не е предназначен за консумация от човека, денатурирането му трябва да се извърши чрез добавяне на различни добавки, които променят свойствата му. В някои случаи се добавя денатониев бензоат, който е едно от най-горчивите вещества, познати на човека. В други случаи, например когато алкохолът е предназначен да се използва като гориво, често се добавят други горива, негодни за консумация от човека.

Степен на чистота на зърнен алкохол

След ферментацията и първата дестилация на етиловия алкохол се получава силно концентриран разтвор на етилов алкохол във вода, обикновено съдържащ 95 – 96% алкохол. Нито простата, нито фракционната дестилация (която се използва в индустрии, които произвеждат зърнен алкохол) е в състояние да пречисти етанол над 96%, тъй като споменатата смес съответства на азеотроп при нормално атмосферно налягане. Въпреки това, различни техники за дехидратиране, като тези, споменати по-горе, могат да се използват за допълнително пречистване на алкохола, за да се доведе до чистота над 99%.

Зърнен алкохол в алкохолни напитки

В повечето приложения за зърнен алкохол, които включват основно производството на алкохолни напитки, те се приготвят с много по-ниска концентрация на алкохол, така че не е необходимо да се пречиства над 96%. Всъщност, когато се приготвя бира, уиски или водка, всъщност се прави обратното, смесването на алкохолния дестилат с чиста вода, за да се получи желаното алкохолно съдържание.

При бирата се цели крайна алкохолна концентрация между 4% и 10% обемни. При спиртни напитки или силни алкохолни напитки крайната концентрация обикновено е между 37,5% и 60%. Въпреки това, има малък брой алкохолни напитки, които използват практически неразреден зърнен алкохол. Кралят на всички е Vodka Spirytus, най-силната алкохолна напитка в света с алкохолно съдържание от 96 обемни процента; следван плътно от Everclear 190 и Corocoro, два ликьора, които имат 95 градуса алкохол.

Зърнен спирт в спирт

В областта на здравеопазването различни алкохоли често се използват като антисептици за почистване и дезинфекция на рани или за почистване на повърхности и по този начин за борба с разпространението на инфекции. Алкохолите се използват и при приготвянето на антибактериални гелове, които станаха особено популярни с експлозията на пандемията от COVID-19. Изопропиловият алкохол се използва в много от тези приложения, но зърненият алкохол също се използва все по-често.

Както в антибактериалните гелове, така и в случая на антисептичния спирт, който можем да закупим от всяка аптека, зърненият алкохол трябва да има минимална концентрация от 70 обемни процента. Можете обаче да намерите и някои презентации, в които има степен, много близка до 100%, която е изготвена чрез разделяне на азеотропа по различни начини. Можем лесно да ги разпознаем, защото обикновено се определят като абсолютен алкохол .

Зърнен алкохол за използване като гориво

Зърненият алкохол може да се счита за устойчиво биогориво и има много превозни средства, задвижвани от двигатели с вътрешно горене, които го използват като източник на енергия. Зърното, което най-често се използва за тази цел е царевица и във всички случаи азеотропът, получен след дестилация, трябва да се отдели с помощта на молекулярни сита или азеотропна дестилация, тъй като водата пречи на горенето.

Примери за зърнен алкохол

  • Водката е алкохолна напитка, приготвена с пшеничен, ечемичен или царевичен алкохол; в някои случаи дори може да се приготви с картофи.
  • Абсолютният етанол за антисептична употреба в много случаи се приготвя чрез дестилация на зърнен алкохол. Няма конкретно зърно, което да се използва за тази цел.
  • Бирата обикновено се приготвя с алкохол от пшеница или ечемик.
  • Зърненото шотландско уиски се приготвя от малцов и немалцов ечемик. Има и такива, които са направени от царевица или пшеница, и дори има цяла гама от смесени уискита, които съдържат зърнен алкохол от различни източници.
  • Саке е алкохолна напитка от японски произход, която се приготвя с оризов алкохол.
Какво е зърнен алкохол

Препратки

Най-силните алкохолни напитки в света . (nd). Милениум. https://www.milenio.com/virales/las-bebidas-alcoholicas-mas-fuertes-del-mundo

Зърнени култури и алкохол . (2015, 12 ноември). Списание „Познавателят“. https://revistaelconocedor.com/cereales-y-alcohol/

алкохолна ферментация . (nd). Химия.е. https://www.quimica.es/enciclopedia/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3lica.html

царевица. (2007, 17 януари). Производствени системи, използвани за получаване на етанол . http://www.maizar.org.ar/vertext.php?id=246

Méndex, C., Briones, AI, Sandoval, F., & Pérez, A. (2018). Оптимизиране на озахаряването на нишестени продукти за производство на биоетанол. Вестник за технологии в индустриалните процеси , 2 (3), 27–32. https://www.ecorfan.org/taiwan/research_journals/Tecnologias_en_Procesos_Industriales/vol2num3/Revista_de_Tecnolog%c3%adas_en_Procesos_Industriales_V2_N3_4.pdf

Вина и спиртни напитки наливно. (2018, 5 декември). зърнен алкохол . https://www.vinosyalcoholes.com/producto/alcohol-de-grano/

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados