14 - 12 - 2018

Химия - Брожение: от сахара к спирту

 

Этиловый спирт (он же этанол или винный спирт) - С2Н5ОН – можно получить двумя способами - синтетическим (гидратацией этилена) и через сбраживание простых сахаров.

Синтетический способ получения этилового спирта из газа этилена, широко применяемый в промышленности, технически сложен и дает в результате технический спирт, содержащий примеси.

Другой способ получения спирта путем сбраживания простых сахаров дрожжами более доступен, именно так получается обычное виноградное вино. Упрощенная химическая формула этого процесса выглядит так:

С6Н12О6 = 2 * С2Н5ОН + 2 * СО2 + ТЕПЛО

То есть, с помощью дрожжевых бактерий из одной молекулы сахара получается две молекулы этанола, две молекулы углекислого газа и выделяется тепло. Если подставить в формулу массы (в молях) атомов водорода Н=1, углерода С=12 и кислорода O=16, то мы получим следующее соотношение масс:

6*12 + 12*1 + 6*16 = (2*12 + 5*1 + 16 + 1) * 2 + (12 + 2*16) * 2

180 = 92 + 88

Отсюда видно, что из 180 кг сахара получает 92 кг спирта и 88 кг углекислого газа. То есть, из сахара теоретически выходит этилового спирта - 92/180=0,511 кг/кг, или, с учетом плотности спирта (0,8 кг/л) - 0,639 л/кг.

1 кг сахара => 0,639 л спирта

Если этанол получают не из сахара, а из сахаросодержащих фруктов и овощей (виноград, яблоки, сахарная свекла и т. д.), то исходя из сахаристости сырья можно рассчитать выход спирта. Например, если содержание сахара в яблоках составляет 10%, то теоретически выход спирта из этого сырья составит 64 мл/кг:

1 кг яблок => 0,1 кг сахара => 0,064 л спирта

Тут, правда, необходимо учесть, что при получении яблочного сока извлечь весь содержащийся сахар не получится, часть останется в отжиме.

Кроме того, практический выход спирта всегда на 10-15% меньше теоретического и связано это со следующими причинами:
- неполное сбраживание сахара (часть его остается в бражке и не превращается в спирт);
- неправильный процесс брожения (часть сахара превращается не в спирт, а в какие-то другие вещества);
- прямые потери, когда часть спирта теряется при перегонке или просто улетучивается при брожении.

Ниже приведена таблица с примерным содержанием сахаров и практическим выходом спирта из различного сахаросодержащего сырья (при 15% потерь относительно теоретического выхода, но без учета неполного извлечения сахара, в мл на кг сырья).

 
Сырье Сахар, % Спирт, мл/кг
Сахар
Изюм
Меласса
Курага
Чернослив сушеный
Вишня сушёная
Виноград
Сахарная свекла
Яблоки
Груши
Крыжовник
Слива
Вишня
Айва
Малина
Рябина черноплодная
Абрикосы
Брусника
100
65-68
48-62
35-40
30-35
28-32
14-22
12-18
9-11
8-16
8-10
7-12
7-11
6-7
6-7
6-7
5-6
4-5
543
353-369
261-337
190-217
163-190
152-174
76-119
65-98
49-60
43-87
43-54
38-65
38-60
33-38
33-38
33-38
27-33
22-27


Спирт можно получать также и из крахмалосодержащего сырья (см. статью Химия - От крахмала к спирту).

  

Отзывы и обсуждение: Химия - Брожение: от сахара к спирту

Пока никто ничего не написал. Вы можете стать первым!