Ostateczne oczyszczanie etanolu

[Juliusz]

Produkt powstający z uwadniania etylenu lub z destylacji fermentowanych węglowodorów (skrobia i cukier) jest mieszaniną wody i etanolu nazywaną ogólnie alkoholem/etanolem/spirytusem. Jako rozpuszczalnik czy paliwo taki etanol musi być oczyszczony. Dzięki destylacji frakcyjnej (rektyfikacji) jesteśmy w stanie skoncentrować etanol do 95.6% (WAGOWO!), 89.5 mol%. Mieszanina 95.6% etanolu i 4.4% (wagowo) wody jest azeotropem i nie może być już bardziej oczyszczona metodą tradycyjnej destylacji. Taki alkohol 95.6% (wagowo) jest jednym z najpopularniejszych rozpuszczalników chemicznych. Istnieje kilka metod otrzymania (odwadniania) mieszaniny etanol-woda w celu uzyskania zawartości etanolu wyższej niż 95.6% (wagowo - już nie będę powtarzał).

Wapno lub sól.

Po destylacji/rektyfikacji etanol 95,6% może być dodatkowo oczyszczony przez „suszenie” wapniem (tlenek wapnia) lub innego materiału higroskopijnego takiego np. jak sól kamienna. Gdy dodamy tlenek wapnia do mieszaniny etanolu i wody tworzy się wodorotlenek wapnia. Wodorotlenek wapnia można oddzielić od 'czyściejszego' już etanolu. Podobnie przepuszczając mieszaninę azeotropową etanolu i wody przez środek silnie higroskopijny np. sól kamienną, część wody zostanie pochłonięta przez sól zostawiając stopniowo coraz mniej uwodniony etanol.

Dodatek destylacyjny

Azeotrop etanol-woda może być oddzielony destylacją 'benzenową' po dodaniu do mieszaniny małej ilości benzenu. Po destylacji jako pozostałość w kociołku mamy praktycznie czysty, bezwodny etanol z minimalną ilością benzenu (kilka części benzenu na milion części etanolu). Benzen jest jednak trucizną i taki etanol nie nadaje się do użytku spożywczego.

Sito molekularne

Kolejną metodą 'doczyszczenia' azeotropu etanol+woda jest zastosowanie 'sita' molekularnego 'odsiewającego' wodę od etanolu. Takim sztucznie produkowanym 'sitem' jest wybrana substancja z grupy zeolitów. Mogą też być użyte inne, bardziej dostępne, preparaty takie jak: mąka kukurydziana, słoma czy trociny z wybranego drewna. O ile dany zeolit może być odnawiany poprzez przepuszczanie przezeń gorącego dwutlenku węgla o tyle mąka, słoma czy trociny są jednorazowego użycia. Etanol wyprodukowany tą metodą nie ma pozostałości benzenu i używany jest nawet do wzmacniania win typu port i sherry.

Oddzielanie membranowe (osmoza?)

Do oddzielania wody od etanolu używane są też specjalne membrany, które – nie działając na zasadzie równowagi para-ciecz (destylacja) - są w stanie odseparować te dwie ciecze (lub mieszaninę dwóch par). Po wstępnym skoncentrowaniu (destylacja) spirytusu stosuje się albo membranę oddzielająca pary albo taką, która dzieli ciecze. Wynikiem tej metody jest etanol absolutny bez skażeń.

Podciśnienie (próżnia).

Przy ciśnieniach niższych od atmosferycznego azeotrop etanol-woda wzbogaca się w etanol wprost proporcjonalnie do podciśnienia. Przy ciśnieniu mniejszym od 70 torów (~9,3 paskala; ~0,09 atm) zjawisko azeotropu zanika i możliwa jest destylacja (próżniowa), w wyniku której otrzymuje się bezwodny etanol. Metoda ta jest ciągle bardzo kosztowna jednak badania nad jej usprawnieniem i zmniejszeniem kosztów trwają.

Należy nadmienić, że etanol bezwodny (alkohol absolutny) jest bardzo higroskopijny – pochłania wodę z otoczenia i musi być trzymany w szczelnych naczyniach. Pozostawiony na jakiś czas (?) w naczyniu otwartym pochłonie tyle wody z otoczenia aby znów stać się azeotropem 95,6% (wagowo).

J
Źródło – wikipedia - tłumaczenie z ang.
ps. Proszę kolegów bardziej obeznanych w terminach fizyko-chemicznych o powiadomienie mnie (lub poprawienie tekstu).

[longin123]

Juliusz!
Czy dobrze kombinuję?
zrobienie filtra z trocin wymieszanych z solą i przepuszczenie destylatu 95,6 volt poprawi jego procent?

[Juliusz]

@longin123

Proszę zauważyć:

J
Źródło – wikipedia - tłumaczenie z ang.
ps. Proszę kolegów bardziej obeznanych w terminach fizyko-chemicznych o powiadomienie mnie (lub poprawienie tekstu).

Podana informacja oczywiście nie została sprawdzona praktycznie przeze mnie. Tytuł 'Ostateczne oczyszczanie etanolu' sugeruje raczej ciekawostkę niż praktyczną radę. Bardzo wątpię aby ktokolwiek z nas amatorów po uzyskaniu destylatu idealnie czystego jak można uzyskać go metodą domową starał się go jeszcze bardziej czyścić...

Oczywiście możliwości są ale ja tu nie umiem nic radzić - tu potrzebny jest chemik, ekspert od etanolu.

J

[artaks]

Eee, ostateczne to chyba przez żołądek i nerki ; ) Przepraszam z OT

[longin123]

Chyba macie rację,po pierwszym psoceniu na kolumnie metodą VM osiągam prawie 96 v , ale jest słaby zapaszek owoców z nastawu,myślę że drugie psocenie po rozcieńczeniu destylatu do 50% da zadowalający efekt.Pozdrawiam

[pluton]

95.6% etanolu i 4.4% (wagowo)

Wydaje mi się, że jednak chodzi tutaj o procent objętościowy, tzw. ABV (alccohol by volume).

Ale to nie jest tak bardzo istotne. Ważniejsze wydaje mi się namawianie wszystkich, żeby nigdy nie próbowali zrobić etanolu bezwodnego. Nawet jeżeli jest to w zasięgu możliwości i wykonalne domowym sposobem.

Alkohol bezwodny jest tak silną trucizną, że spożycie z dużym prawdopodobieństwiem skończy się zejściem.

pozdrawiam
pluton

[pokrec]

Skąd masz takie info, Plutonie? Osobiście piłem bezwodny etanol i żyję. Walnąłem tyle, co mały kieliszek i potem szybko goniłem do kranu, żeby przepić, potem miałem chrypkę do końca dnia. Nie miałem żadnych kłopotów zdrowotnych. Z wyjątkiem drapania w gardle, które mi przeszło samo. Może to był efekt połaczenia działania alkoholu z silnym działaniem odwadniającym bezwodnego spirytusu?
Za to po takim terningu zaszokowałem znajomych tym, że na imprezie sylwestrowej spirytus przepiłem wódką, kiedy oni każdą banieczkę czystej musieli soczkiem.
To było jakieś 10 lat temu, dziś nie wpadłbym na pomysł tak bezdennie głupi, jak picie sklepowego świństwa. Nie cierpię kaca po prostu.
A odwodnić spirytus nie jest tak bardzo trudno, trzeba absolut zadać wapnem palonym (uwaga: palonym, nie hydratyzowanym, czy jakims suchogaszonym wynalazkiem) w zamkniętym naczyniu, poczekac jakis czas (nie wiem, z dzień?), żeby wapno zamieniło się z wodą w wodorotlenek wapnia i destylować. Wiązanie wody najwygodniej przeprowadzić w kolbie, z której potem będziemy destylować.
Można też odwadniać bezwodnym chlorkiem wapnia albo nawet wypalonym gipsem.

Bezwodny etanol nie jest bardziej trujący od takiego 40% (w przeliczeniu na masę czystego spirytusu), to slady benzenu sa szkodliwe. I też nie otruja na miejscu, zdarzyło mi się kiedys oblizać przypadkowo wargi ochlapane kroplą benzenu. I zyję do dziś. ten ppm benzenu nikogo nie zabije, jadąc samochodem wchłaniamy tego świństwa dużo więcej.

Ja piłem etanol klasy sp. cz. - czyli spektralnie czysty. Oznacza to, że była to substancja składająca się ze miliona ppm etanolu. Kropka. Spektralnie czysty oznacza, że jakichkolwiek obcych substancji tam nie ma w ilościach wykrywalnych nawet najczulszymi metodami. Nie musze mówić, że ten drink nie był jakiś specjalnie tani, ale czego się nie robi dla nauki? Taka półlitrowa flaszka kosztuje tyle, że akcyza na niej jest tyle warta w stosunku do ceny, co koszt wytworzenia pół litra wódki w cenie flaszki "Wyborowej" w sklepie... Taki etanol sp. cz. to jeden z droższych trunków na świecie.

[Zygmunt]

Niebezpieczny jest dlatego, że jest mega silnie higroskopijny. Wciąga wilgoć nawet z otoczenia, więc picie alkoholu sp.cz z butelki, która nie była otwarta w specjalny sposób w specjalnej komorze tak naprawdę nie jest piciem takiego alkoholu:)

Wypicie alkoholu bezwodnego jest niebezpieczne, bo nie dość, że denaturuje boleśnie nabłonki, to jeszcze wyciągnie wodę ze śluzówki.

[pluton]

Skąd masz takie info, Plutonie? ... Taki etanol sp. cz. to jeden z droższych trunków na świecie.

pluton - przez małe 'p'. Nic nie szkodzi, literówka może się zdażyć każdemu Co do sp.cz. to właśnie taki powinniśmy robić w domowych zaciszach. A przynajmniej cz.d.a (czysty do analiz).
Co do właściwości trujących - odpowiedział poniżej kol. Zygmunt. Ja właśnie to miałem na myśli - poważne uszkodzenie błon śluzowych przewodu pokarmowego.
Może piłeś kilka chwil po nalaniu do kieliszka i zdążył się już uwodnić ?

pozdrawiam
pluton

[pokrec]

Rację przyznaję, nieźle przypalił gardło. Chrypkę i drapanie w gardle miałem do wieczora. Ale poza tym nie spowodował żadnych trujących reperkusji. Istotnie, picie bezwodnego etanolu to szczęśliwy pomysł nie jest.