صناعة الكحول

الكحول الإثيلي: سائل عديم اللون ذو رائحة خاصة أقل كثافة من الماء يحترق بلهب أزرق ودرجة غليانه 78 درجة سليليزية.

وهو يستعمل في صناعات مختلفة منها الصناعات الكيمائية والصيدلانية ومذيب لكثير من المركبات العضوية التي لا تذوب بالماء، فضلا عن استعماله في المشروبات الكحولية وكوقود.

تحضير الكحول الاثيلي

يمكن تحضير الكحول الاثيلي من العديد من المنتجات الغذائية مثل درنات البطاطا والذرة والارز والمولاس أو عصائر بعض الفواكه مثل العنب أو مستخلص الشعير وغيرها.

يحضر الكحول الإثيلي غالبا من المولاس وهو يحتوي على 50% سكريات احادية ويتم تخفيفه بالماء ليصل تركيزه الى 14% تقريبا ليسهل عمل الخميرة التي تقوم بتحويل السكريات البسيطة الى كحول أثيلي، وتضاف بعض المواد المغذية لنمو الخميرة مثل كبريتات الامونيوم والفوسفات، ويتم ضبط الرقم الهيدروجيني على pH من 4-5 ودرجة حرارة بين 25-29 درجة سليزي. وفي حالة استعمال نشويات الذرة أو البطاطا فيجب اجراء التحليل المائي لها وذلك عن طريق الطبخ أو إضافة الاحماض أو الانزيمات لتحويل النشا الى سكريات أبسط يسهل تخمرها.

يقطر الكحول بعد التخمر ويستعمل للأغراض الصناعية والطبية والصيدلانية، أو قد تضاف له بعض المركبات العطرية ليستعمل في صناعة المشروبات الكحولية.

مراحل التصنيع

1ـ تخفيف المولاس:

يتم معالجة المولاس بعد اذابته بالماء بتركيز 14-15% سكر (300غرام ماء/لتر مولاس)، ثم يعقم المحلول بالبخار لقتل الخمائر غير المرغوب فيها ثم يبرد إلى درجة 25 درجة سليزية وينقل إلى المفاعل أو المفاعلات الرئيسية. ثم تضاف المغذيات مثل كبريتات الامونيوم او فوسفات الامونيوم اللازمة لنمو الخميرة.

2- تحضير البادئ:

تحضر الخميرة الأم مختبريا من خلية واحدة تغذى في أجهزة مختبرية بمولاس معقم مضافا إليه المواد الكيمائية اللازمة للتغذية في درجة حرارة ثابتة وبعد الحصول على الكمية المطلوبة من الخميرة الأم تنقل إلى المفاعل الرئيسي وتدعى الخميرة المستعملة لهذا الغرض (خميرة الخبز Saccharomyces cerevisiae).

3ـ إضافة البادئ:

يضاف البادئ بنسبة 5-8 %من حجم المولاس، ويتم تركه مدة 3-5 أيام حتى يتم التخمير ثم يضاف له عشرة أضعاف حجمه مولاس ويترك 3-5 أيام أخرى حتى يتم التخمير وعلى درجة حرارة 28 - 30 درجة سليزية اذ أن التخمير يتوقف عند 35-5 .40 درجة سليزية ويجب أن لا تنخفض درجة الحرارة عن 25 درجة سليزية إذ تؤدي الى خفض سرعة التخمر. وتشمل عملية التخمر تحويل المواد السكرية في المواد الغذائية الى الكحول الاثيلي وثاني أوكسيد الكربون بفعل خميرة الخبز وفي ظروف لاهوائية، ودرجة الحرارة المثلى لنشاط الخميرة أثناء التخمر الكحولي هو 8 .23 -7 .26 درجة سليزية.

التخمر لاهوائي بوجود خميرة الخبز

 C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH +2 CO₂

 ثاني أوكسيد الكربون+ كحول اثيلي→  سكر احادي  (كلوكوز)

ثم تفصل خلايا الخميرة المتكونة لنحصل على محلول نقي من الكحول الاثيلي وذلك عن طريق جهاز ترشيح مستمر مزود بطبقات من اللباد والورق المخصص للترشيح.

4- تقطير الكحول:

يتم تقطير الكحول على درجة حرارة 3 .78 درجة سليزية تحت الضغط الجوي وهي درجة غليان الكحول، ويتم التقطير بالطريقة المتقطعة المستعملة في انتاج المشروبات الكحولية. وفي مصانع الكحول تستخدم الطريقة المستمرة في تقطير الكحول من المحاليل المتخمرة كما في الشكل التاليوالكحول الناتج هو الكحول التجاري وتركيزه 80-90 % كحول اثيلي والباقي مواد غريبة.

  شكل يبين أبراج تقطير الكحول في المصانع الكبيرة

5- تكرير الكحول: يتم تكرير الكحول لاستخدامه في الأغراض الطبية والتحاليل الكيمياوية التي يستخدم فيها الكحول على درجة عالية من النقاوة تصل الى 96 % ويتم ذلك بخلط الكحول التجاري بالماء بمثل حجمه ثم يسخن الى 78 درجة سليزية تقريبا اذ يتبخر الكحول النقي ويكثف.

6ـ يعبأ في عبوات مختلفة وحسب الطلب.

وللحد من تناول الكحول كمشروب لما له من أضرار صحية واجتماعية جسيمة تضاف إليه بعض المواد السامة مثل الميثانول أو الروائح الكريهة وبعض الإضافات ويصبح الكحول غير صالح للاستهلاك البشري والاستعمال في الصناعات الصيدلانية والدوائية ولا يمكن فصل هذه الإضافات عن الكحول إلا بإجراء عمليات معقدة.

العوامل التي تؤثر في انتاج الكحول

1ـ نوع المادة الخام المستعملة في انتاج الكحول.

2ـ تركيز السكر والنشا في المادة الخام اذ يجب ان تكون نسبة المواد السكرية القابلة للتخمر 10-18% و 15% كمعدل وفي درجة 23.8–26.7 درجة سليزية.

3ـ درجة الحموضة للمحلول السكري تتراوح برقم هيدروجيني 4-5.

5ـ نوع الخميرة المستخدمة ودرجة نشاطها.

6ـ يجب ضمان عدم حدوث التلوث بالأحياء المجهرية الوحشية Microorganisu Wild.

وذلك بأجراء عملية الكبرتة (125 جزء بالمليون) لوسط التخمر، وكذلك الاهتمام بتهيئة بادئ مناسب بكميات تتراوح بين 5-10 % من محتوى وسط التخمر لتأمين حدوث عملية التخمر الكحولي المطلوبة لتحويل السكر الى كحول أثيلي.