اتانول مایعی شفاف و بی رنگ و از خانواده الکل ها می باشد که به الکل معروف است. اتیل الکل و الکل غلات نیز نامیده می شود، در نوشیدنی های الکلی مانند آبجو، شراب یا براندی است. سوخت اتانول شناخته شده است که از گذشته در جنگ جهانی دوم نیز مورد مصرف بوده است!
از آنجا که به راحتی می تواند در آب و سایر ترکیبات آلی حل شود، به عنوان حلالی آلی در صنایع تولیدی بسیاری مانند لوازم آرایشی و بهداشتی استفاده می گردد.
تاریخچه اتانول و استفاده به عنوان سوخت اتومبیل
در دهه۱۸۵۰، اتانول سوخت اصلی روشنایی بود. در طول جنگ های داخلی ایالات متحده، برای جمع آوری پول برای جنگ، مالیات مشروبات الکلی بر اتانول گذاشته شد. این مالیات قیمت آن را به حدی افزایش داد که دیگر نتوانست با سایر سوخت ها مانند نفت سفید رقابت کند. به دلیل این مالیات، تولید آن نیز به شدت کاهش یافت، تا اینکه مالیات در سال ۱۹۰۶ میلادی لغو شد.
در سال ۱۹۰۸، هنری فورد مدل T اتومبیل خود را، که از اولین ماشین های ساخته شده در آن زمان بود را طراحی کرد تا روی مخلوطی از بنزین و الکل کار کند.فورد این مخلوط را سوخت آینده نامید. در سال ۱۹۱۹، هنگامی که ممنوعیت شروع شد، اتانول ممنوع شد زیرا نوشیدنی الکلی محسوب می شد.
این تنها در صورت مخلوط کردن با نفت قابل فروش است. پس از پایان ممنوعیت در سال ۱۹۳۳ دوباره به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گرفت. هنگامی که نفت و منابع دیگر کمیاب بودند، استفاده از آن به طور موقت در طول جنگ جهانی دوم افزایش یافت.
در دهه ۱۹۷۰ میلادی، اتانول به عنوان سوخت حمل و نقل، افزایش قیمت نفت و افزایش وابستگی به نفت وارداتی، علاقه به سوخت های جایگزین را افزایش داد. در سال ۲۰۰۵، کنگره استاندارد سوخت های تجدید پذیر (RFS) را تصویب کرد که حداقل شرایط لازم برای استفاده از سوخت های تجدید پذیر، از جمله اتانول را تعیین می کرد.
در سال ۲۰۰۷، اهداف استفاده از سوخت های تجدید پذیر RFS تا سال ۲۰۲۲ به طور پیوسته به سطح ۳۶ میلیارد گالن افزایش می یابد. در سال ۲۰۱۸، حدود ۱۴.۴ میلیارد گالن گاز اتانول سوخت در ایالات متحده مصرف می شد.
خواص و مشخصات شناسایی اتانول چیست؟
| خواص | مشخصات |
| دانسیته(در۰C 20) (g/cm۳) ۰/۷۸۹۳ | فرمول شیمیایی C۲H۶O |
| نقطه ذوب (۰C) 144- | وزن مولکولی (g/mol) 46/06 |
| نقطه جوش (۰C) 78 | شماره (CAS No) 64-17-5 |
| حلالیت در آب محلول | نام ها: اتیل الکل، الکل میوه، الکل اتیلیک |
روش های تولید اتانول
اتانول سوخت زیستی قابل تجدید است زیرا از زیست توده ساخته می شود. یک الکل شفاف و بی رنگ است که از انواع مواد زیست توده به نام خوراک (مواد اولیه مورد استفاده در ساخت محصول) ساخته شده است.
خوراک اتانول سوختی شامل غلات و محصولاتی با نشاسته و قند زیاد مانند ذرت، سورگوم، جو، نیشکر و چغندرقند است. اتانول را می توان از چمنزارها، درختان، و باقیمانده های کشاورزی و جنگلداری از قبیل غلات و سهام ذرت، کاه برنج، خاک اره و تراشه چوب نیز تهیه کرد. اتانول از چندین طریق از این مواد خوراکی ساخته می شود.
تخمیر، رایج ترین روش برای تولید اتانول سوخت است. امروزه رایج ترین فرایندهای تولید آن استفاده از مخمر برای تخمیر نشاسته و قند موجود در ذرت، نیشکر و چغندرقند استفاده می کند. ذرت به دلیل فراوانی و قیمت پایین مواد اصلی تولید سوخت اتانول در ایالات متحده است. نشاسته موجود در هسته ذرت به شکر تخمیر می شود که سپس به الکل تخمیر می شود.
نیشکر و چغندرقند رایج ترین خوراک های مورد استفاده در ساخت سوخت آن در سایر نقاط جهان است. از آنجا که الکل با تخمیر شکر ساخته می شود، محصولات شکر ساده ترین مواد برای تبدیل به الکل هستند.
برزیل، دومین تولید کننده اتانول در جهان پس از ایالات متحده، بیشتر سوخت اتانول خود را از نیشکر ساخته تولید می کند. اکثر اتومبیل ها در برزیل می توانند با اتانول خالص یا ترکیبی از بنزین و اتانول کار کنند.
محققان USDA مخمر را برای شروع تخمیر اتانول اضافه می کنند!
میکروبیولوژیست نانسی نیکولز و مهندس بیوشیمی، بروس دین، برای شروع تخمیر اتانول مخمر را به یک بیوراکتور اضافه می کنند. مقادیر هیبرید ذرت Bt و غیر Bt برای عملکرد اتانول مقایسه شدند. اتانول سلولزی منبع بالقوه بزرگی برای تولید سوخت آن است. اتانول با تجزیه سلولز در فیبرهای گیاهی نیز می تواند تولید شود.
این اتانول سلولزی به عنوان سوخت زیستی پیشرفته در نظر گرفته شده و فرآیند تولید پیچیده تری نسبت به تخمیر را در بر می گیرد. در حالی که منابع بالقوه بزرگی از خوراک های سلولزی وجود دارد، تولید تجاری اتانول سلولزی بسیار کم است. درختان، چمنزارها و بقایای کشاورزی منابع اولیه احتمالی تولید اتانول سلولزی هستند.
درختان و چمن ها نسبت به غلات به انرژی، کود و آب کمتری نیاز دارند و همچنین در زمین هایی که برای رشد محصولات غذایی مناسب نیستند می توان آنها را پرورش داد. دانشمندان درختانی با رشد سریع را توسعه داده اند که در ۱۰ سال به اندازه کامل رشد می کنند. چمنزارهای زیادی می توانند سالها بدون برداشت مجدد سالانه دو محصول در سال تولید کنند. یک شرکت در ایالات متحده برای ساختن اتانول سلولزی از ذرت و ذخایر گیاهان ذرت استفاده می کند.
موارد و مزایای استفاده از اتانول
محصولات مراقبت شخصی
اتانول یک ماده رایج در بسیاری از محصولات آرایشی و زیبایی است. این ماده بعنوان ماده قابض برای کمک به تمیز کردن پوست، در لوسیون ها به عنوان ماده نگهدارنده و کمک به اطمینان از جدا نشدن مواد لوسیون و در موهای زائد برای کمک به اسپری به چسبیدن موها عمل می کند.
از آنجا که در کشتن میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها مؤثر است، در بسیاری از ضد عفونی کننده های دستی یک ماده رایج است. مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری های ایالات متحده (CDC) استفاده از ضد عفونی کننده های دستی را در مواقعی که صابون و آب در دسترس نباشد توصیه می کند.
محصولات خانگی
اتانول به راحتی با آب و بسیاری از ترکیبات آلی مخلوط می شود و یک ماده حلال مؤثر برای استفاده در رنگ ها، لاک ها و لاک ها و همچنین مراقبت های شخصی و مواد تمیز کننده خانگی می کند.
به عنوان یک ماده افزودنی برای تمیز کردن محصولات و همچنین به عنوان ماده نگهدارنده استفاده می شود زیرا در حذف کردن ارگانیسم هایی که می توانند خطری برای مصرف کنندگان باشد، موثر است.
افزودنی های مواد غذایی
به عنوان یک افزودنی غذایی، می تواند به توزیع یکنواخت رنگ آمیزی مواد غذایی و همچنین تقویت طعم عصاره های غذایی کمک کند. به عنوان مثال عصاره وانیل، یک طعم دهنده مواد غذایی رایج، با تهیه و پردازش دانه های وانیلی در محلول اتانول و آب ساخته می شود. در ایالات متحده، سازمان غذا و دارو (FDA) فقط اجازه می دهد تا وانیلی را “عصاره” بنامیم که پایه الکل یا اتانول داشته باشد.
سوخت
بیش از ۹۷ درصد بنزین ایالات متحده حاوی اتانول است. به طور معمول در مخلوطی به نام E10 ، که از ۱۰ درصد اتانول و ۹۰ درصد بنزین تشکیل شده است، برای اکسیژن رسانی به سوخت و کاهش آلودگی هوا مفید است.
طبق گفته وزارت انرژی آمریکا، الکل از اکتان اکتیک بالاتری نسبت به بنزین برخوردار است و خاصیت آمیخته ترکیبی را ارائه می دهد. حداقل تعداد اکتان مورد نیاز مانع از ضربات موتور و حفظ قابلیت رانندگی می شود.
نکات ایمنی
اتانول، بسیار قابل اشتعال است و نباید در نزدیکی شعله های باز استفاده شود. مطابق CDC، استنشاق الکل می تواند باعث سرفه یا سردرد شود. FDA آن را به عنوان یک ماده معمولی که به عنوان ایمن (GRAS) شناخته می شود، به این معنی است که یک هیئت متخصص از افراد واجد شرایط تشخیص داده اند که در استفاده از محصولات غذایی بی خطر است.
از آنجا که اتانول نوعی الکل بسیار خالص است، مصرف آن در مواد غذایی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) و دفتر الکل، دخانیات و سلاح گرم تنظیم می شود. برای جلوگیری از نوشیدن اتانول خالص موجود در لوازم مراقبت های شخصی و یا محصولات تمیز کننده، معمولاً “دناتورسانت” مانند طعم دهنده تلخ اضافه می شود.
استونیتریل چیست؟ خواص، تولید و کاربرد آن به عنوان حلال صنعتی مهم!