Genel

Etil Alkol Nasıl Elde edilir?

Sosyal Medya Hesabında Paylaş

Etil alkol; etanol olarak da adlandırılan berrak, renksiz, hoş kokulu ve yanıcı bir sıvı özelliğine sahip alkollü içeceklerde kullanılan tek alkol türüdür. Alkollü içeceklerde kullanılan tek alkol türüdür. Ayrıca çözücü olarak kullanılmaktadır. Kimyasal formülü C2H6O olup EtOH ya da C2H5OH olarak da ifade edilmektedir. Etanol iki karbonlu bir monoalkoldür. dimetil eterin izomeridir. Etanol uçucu, renksiz bir sıvıdır. Günışığında farkedilmeyen mavi, dumansız bir alevle yanar.

Etanol veya tahıl alkolü olarak da adlandırılan etil alkol, genel adıyla alkollere verilen organik bileşiklerdir. Kimyasal formülü C2H5OH olarak bilinen etil alkolün moleküler ağırlığı 46.06844(232) g/mol olarak bilinmektedir. Önemli bir endüstriyel kimyasal olarak kullanılan bu organik bileşik, çözücü olarak diğer organik kimyasalların sentezinde, otomotiv sektöründe, kozmetik sektöründe ve tıp alanında yaygın olarak tercih edilmektedir. Etil alkol aynı zamanda insanları sarhoş edici içeceklerin yapımında kullanılmaktadır.

Etil alkol, monohidrik bir birincil alkol olarak bilinmektedir. Etanol olarak da adlandırılan bu alkol çeşidi -117.3 derece erime noktasına ve 78.5 derece kaynama noktasına sahiptir. Sı ile her oranda karışabilme özelliğine sahip etanol, sadece sudan zorlukla ayrılmaktadır. Öte yandan tamamen su içermeyen etil alkole mutlak etanol denilmektedir. Tüm alkollü içeceklerin aktif bileşeni olarak bilinen etil alkol, aynı zamanda öksürük şuruplarında, toniklerde ve tentür iyot gibi birçok ilaç yapımında iyi bir çözücü olmasından dolayı sıklıkla tercih edilmektedir. Az miktarda saf etanolün tüketilmesi öldürücü olabilmektedir.

Etil Alkol Tarihçesi

Alkol üretiminin başlangıcı üzerinde bugüne değin tüm araştırıcıların birleşebildiği kesin bir tarih saptanamamıştır. Saf ispirto üretiminin M.Ö’ ki evrelerde söz konusu edilemeyeceği kesindir. İlk elde edilen alkollü içkiler doğal olarak fermente alkollü içkilerdir. Bilinen yazılı kaynaklara göre M.Ö. 4200 yıllarında Mezopotamya’da alkol fermantasyonunun bilindiği, M.Ö. 2800 yıllarında Babil‘ de bira üretiminin yaygın olduğu, arkeolojik araştırmalar sonucu ortaya çıkmıştır.

Bazı araştırmalar göre ise biranın bundan 8000 yıl önce üretilmeye başlandığını ortaya koymaktadır. Mısır piramitlerinde yapılan çalışmalar sonunda kaplarda maya ve nişasta kalıntılarına rastlanmıştır. Bu durum eski Mısırlıların da bira üretimini bildiklerini kanıtlar niteliktedir. Bununla birlikte o evrelerde üretilen bira ile, günümüzde üretilenler arasında teknolojik yönden büyük farklılıklar vardır. Örneğin, Babil’de bira üretiminde arpa ve kaplıca buğdayı kullanılmış, bu tahıllar bir tür malt şekline dönüştürüldükten sonra malt ekmeği hazırlanmış ve ekmek gereksinim duyuldukça sulandırılıp bulamaç haline getirilmiş, daha sonra fermantasyona bırakılmıştır. Bu durum, günümüz bira teknolojisi ile uyuşmamakla birlikte, burada asıl önemli olan, insanların daha o evrelerde fermantasyonu tanımış olmaları ve bu olaydan yararlanmalarıdır.

M. Ö. 3000 bin yıldan daha öncesine ait yabani buğday türleri kaplıca buğdayı (Triticum monococcum )olarak adlandırılmaktadır. Kaplıca buğdayı, buğdayın en eski formu olup, öteki buğday türlerinin de kökenidir. Tarihi belgelerden çıkarılan sonuçlar, Mısırlıların bira yapmayı, Babil’den öğrendikleri şeklindedir.

Babil ve Mısır birası türünden içkiler diğer birçok uygarlıklar tarafından, örneğin Frigya ve Trakya’ da bulunan medeniyetlerce de üretilmiştir. Germenler, Galler, İspanyollar, Cenevizliler ve Patonyalıların (eski yunanlılar) da benzeri içkiler ürettikleri bilinmektedir. Yine bir alkol fermantasyon ürünü olan şarap, insanlar tarafından çok eski evrelerde keşfedilmiş alkollü bir içkidir.

Şaraba ilişkin ilk tarihi belgeler de yine Mezopotamya’dan ve daha sonraki evrelerde Mısır’dan kaynaklanmaktadır. Arkeolojik kazılarda bulunan M.Ö. 4000 yıllarına ait şarap kaplan Mezopotamya kökenlidir. Yine bilgilere göre M.Ö. 3900 3000 yıllannda Mısırda çok geniş bağ alanı bulunmakta ve 6 çeşit şarap yapıldığı bilinmektedir. Bağcılık ve şarapçılık daha sonraki yıllarda Anadolu’dan geçerek, eski Yunan ve Roma uygarlıklarıyla Avrupa’ya ulaşmıştır.

Alkol fermantasyonunun başlangıçı konusunda çoğu tarihçi aynı görüşte olmasına karşın damıtık alkollü içkilerin tarihi konusunda tam olarak bir görüş birliği yoktur. Bu yöndeki genel kanı, damıtmanın M.S’ ki yıllarda gerçekleştirildiği şeklinde ise de, damıtmanın tarihçesinin M.Ö. 800-700 yıllarına kadar indiği kesindir. Kimi araştırıcılar damıtmayı ilk olarak Mısırlı alkimistlerin (alkol kimyacısı) bulduğunu belirtirlerken, kimileri buluşun eski Yunanlı alkimistlerce, hatta İtalyan filozoflarca yapıldığını öne sürmektedirler. Damıtmanın başladığı ilk evrelerde ispirto (alkol), daha çok hekimlikte kullanılmış ve “hayal suyu”, “hayat iksiri” veya Latince “aqua vitae” şeklinde adlandırılmıştır. Günümüzde damıtmanın M.S. 11. ve 12. yy’da bilindiği ve uygulandığı yazılı belgelerle kesinlikle kanıtlanmıştır. Buna göre Avrupa’da damıtmanın başlangıcı 1050-1150 yılları arası kabul edilmektedir. Bu işlemi Avrupalılar, İspanyollar ve Haçlılar aracılığıyla Araplardan öğrenmişlerdir.
Asya anakarasında da alkol üretimi ve damıtmanın 13. yy’da bilindiği belgelerle kanıtlanmıştır.

Distile (damıtık) alkollü içki yapımında yüksek dereceli alkol elde etmek için kullanılan sistemler imbik olarak adlandırılmaktadır. Damıtma aygıtları önceleri gerçekten çok basit olup, bunlarla alkol derecesini istenildiği ölçüde yükseltebilmek için bir kez damıtma yetersiz kalmıştır. Bugün de bazı damıtık içkilerin üretiminde kullanılan imbikler, bu ilk damıtma aygıtlarının geliştirilmiş şeklidir.

1817’de Pistorius, iki katlı damıtma aygıtını geliştirmiştir. Yine de bu aygıtlarla çalışma kesikli ve zaman alıcı olduğundan, sürekli çalışan sistemler araştırılmış ve hemen aynı yıllarda ilk olarak Fransa’da 1813’te sürekli damıtma aygıtı yapılmış ve 1830’dan sonra da İngiltere’de kullanılmaya başlanmıştır. Son olarak 1880’de Barbet’in sürekli rektifikasyon aygıtını geliştirmesi ve 1901 yılında Young’ın azeotropinin esasını belirlemesi saf alkol üretimini kolaylaştırmıştır.
Hammaddelere göre ispirtoculuğun gelişimi Şaraptan alkol üretiminden sonra ispirtoculukta öncelikle kullanılan diğer hammadde tahıldır. Gerçek anlamda tahıl ispirtosu üretiminin başlangıcı 16. yy’ın başları (1507)’dır. Patates ispirtoculuğunıın başlangıcı ise tahıla oranla oldukça yenidir. Çünkü bir yeni dünya bitkisi olan patates, ancak 16. yy’da Amerika’dan Avrupa’ya getirilmiş ve tarımına başlanmıştır. Tahıl ispirtoculuğu çoğunlukla kentlerde kurulup gelişirken, patates ispirtoculuğu çiftlik işletmeleri şeklinde kalmıştır.

Günümüzde de önemli bir ispirto hammaddesi olan şeker fabrikasyonu artığı melasın ispirto üretimi için Avrupa’da ilk olarak kullanılması, 19. yy’ın başlarına rastlar. Alkol fermantasyonundan tarihin çok eski evrelerinde yararlanılmış olmasına ve damıtmanın en geç M.S. 11. yy’da bilinmesine ve uygulanmasına karşın, fermantasyonun biyokimyası 19. yy’a kadar aydınlanamamıştır. Alkolün önemini artırması, başka üretim yöntemlerinin araştırılmasına neden olmuş ve bunun sonunda sentetik yolla üretim çabaları ortaya çıkmıştır. Bu çalışmalar daha 19. yy’ın başlarında var olmakla birlikte günümüzde alkol üretimi, büyük ölçüde fermantasyon yoluyla olmakladır.

Etil alkol ilk olarak 1892 yılında karbon zincirinin adı “etan” ve “ol” bileşimlerinin bir kombinasyonu olarak ortaya çıkmıştır. Zamanla halk arasında etanol olarak adlandırılan bu bileşim kombinasyonu yüzyıllardır birçok farklı alanda kullanım imkanı doğurmuştur. Metil alkolde tıpkı etil alkol gibi aynı kuralları takip etmektedir. Sonuç olarak tüm etanoller alkol ancak tüm alkoller etanol değildir.

Etil Alkolün Elde Edilme Yöntemleri

Etil Alkol üretemi iki ana süreçten oluşmaktadır. Bunlardan ilki karbonhidratların fermantasyonu (alkollü içeceklerin yapımında kullanılan yöntem) diğeri ise etilen hidratasyon işlemidir. Fermantasyon, büyüyen maya hücreleri tarafından karbonhidratların etanole dönüşümünü içermektedir. Endüstriyel alkol üretimi için fermente edilen başlıca hammaddeler pancar ve şeker kamışı gibi şeker mahsulleri ve mısır gibi tahıl mahsüllerini kapsamaktadır. Etilenin hidrasyonu; bir etilen ve buhar karışımının yüksek sıcaklık ve basınçta asidil bir katalizör üzerinden geçirilmesiyle elde edilmektedir.

Fermantasyon veya sentez yoluyla üretilen etil alkol, seyreltik bir sulu çözelti halinde elde edilir ve fraksiyonel olarak konsantre edilmelidir. Saf etil alkol hoş bir eterik kokuya ve yakıcı tada sahip yanıcı bir sıvı özelliği taşımaktadır. (kaynama noktası 78.5 derece, 173.3 F) Orta miktarda bir etil alkol kasları gevşeterek beynin önleyici aktivitelerini azaltarak belirgin bir uyarıcı etki üretmektedir. Büyük miktarlarda kullanılması durumunda koordinasyon ve yargıyı bozarak sonunda koma ve ölüme sebep olabilmektedir.

Kuru Üzümden Alkol Üretimi

1. Öğütme :

Üzümler elevatörler ile kıyma makinaları gibi çalışan parçalama değirmenlerine gönderilir.Üzümlerin değirmene bulaşmaması ve topaklanmaması için az miktarda su sürekli olarak verilir. Kıyılarak parçalanan üzümler özel mayşeleme kazanlarına (melanjör) gönderilir.

2. Mayşeleme :

Karıştırma, soğutma ve ısıtma düzenlerine sahip olan melanjörlerde yapılır.Melanjöre alınan her bir birim üzüm için dört birim su ilave edilir. Mayşeleme sıcaklığı 22-25°C’a ayarlanır ve bu sıcaklıkta devamlı karıştırılmak suretiyle 30 dakika tutulur. Elde edilen mayşenin şeker konsantrasyonu 15-16 balling’e ayarlanır ve fermentasyon kaplarına gönderilir.

3. Fermentasyon:

Fermentasyon kaplarına (5-50 tonluk ) gelen mayşe bekletilmeden hemen daha önce hazırlanmış olan maya ile aşılanır. Fermentasyonun gidişi balling veya benzeri bir areometre ile kontrol edilir ve balling derecesi 6-6.5’e düşünce, hazırlanan ikinci parti mayşe katılır.Bu işlem kap doluncaya kadar sürdürülür. Toplam fermentasyon süresi 50-60 saat,
fermentasyon sıcaklığı 28-32°C dir. Fermentasyonu bitiren % 8 alkollü mayşe, kaba tortunun dibe çökmesi için 8-10 saat dinlendirilir ve sonra damıtmaya gönderilir.

4. Damıtma:

Fermantasyonu tamamlamış alkollü sıvıda yaklaşık % 7-10 alkol bulunur. Bu kadar düşük konsantrasyonda bulunan alkolün konsantrasyonunun yükseltilmesi ve aynı zamanda saflaştırılması için, fermente olmuş sıvıdan ayrılması gerekir. Bu ise fermente olmuş sıvının damıtılmasıyla gerçekleştirilir. Damıtma ile kaynama noktaları birbirinden farklı, fakat birbiri içerisinde kolayca çözünen maddeleri birbirinden ayırmak mümkündür.

Melastan Alkol Üretimi

Melas; şeker fabrikalarında şeker pancarı ve şeker kamışı üretiminde fabrikasyon kademesinde şekerin fabrikasyona geri alınamayan son şurubudur. Melas; alkol, maya ve yem sanayinde temel hammadde durumundadır, ayrıca ucuz olduğu için sitrik asit fermentasyonunda hammadde olarak da kullanılır.

Ortalama % 80 kurumadde, % 50 şeker içeren ve pH ‘sı yüksek olan melas sulandırılıp, asitlendirilerek mayaların çalışabileceği bir ortam haline getirilmelidir. Ayrıca melasta bulunan tortu yapıcı maddelerin uzaklaştırılması, inhibe edici maddelerin ve zararlı mikroorganizmaların ısıtılarak yok edilmesi veya azaltılması gereklidir.

Melas önce ön depoya alınır. Buradan hazırlama kabına alınarak % 60 kurumaddeye sulandırılır, asitlendirilir ve kaynatılır. Kaynatmada ayrılan kireç ve protein çökeltisi kabın dibinde toplanır. Melas kabın yan yüzündeki seviye musluklarından alınır. Bu şekilde hazırlanan melas mayşeleme kazanında %25-33 kuru maddeye sulandırılır. Maya çoğaltma ön ve asıl fermentasyon için melas farklı derecelerde sulandırılır. Maya bu seyreltik şıra içinde hava verilerek ve besin maddeleri katılarak çoğaltılır.

Birinci aşama mayaların çoğaltılmasıdır. Melasta bulunan şekeri parçalamak için alkol mayaları kullanılmaktadır. Yani birinci aşamamız alkol mayalarının çoğaltılmasıdır. Alkol mayaları çoğaltıldıktan sonra ikinci aşama, melasta bulunan şekerin mayalar tarafından fermantasyonudur. Fermantasyon sonucu kazanlarda yüzde 5 ila yüzde 8 arasında alkol oluşmaktadır. Oluşan alkol, üçüncü aşamada distilasyon dairesine gitmektedir. Distilasyonda değişik kolonlardan geçtikten sonra bu sıvı, yüzde 96’lık olarak tepeden etil alkol alınmaktadır. Saflık derecesi oldukça yüksektir. İçindeki yabancı maddelerin oranı da 0,5 ile 0,8’i geçmemelidir.

Etil Alkol Kullanım Alanları Nelerdir?

Endüstriyel Kullanım

Etanol (etil alkol) endüstriyel olarak etil esterler, asetik asit, dietil eter ve etil aminlerin üretiminde kullanılmaktadır. Etil alkol hem polar hemde polar olmayan bileşikleri çözme kabiliyeti sayesinden yaygın bir şekilde iyi bir çözücü olarak kullanılmaktadır. Erime noktası -114.1 derece olmasından dolayı çeşitli laboratuvarlarda soğutma banyolarında bir bileşen olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda birçok termometrede aktif sıvı görevi göstermektedir.

Etanol, kozmetik ve güzellik ürünleri endüstrisinde cilde yardımcı olmak için koruyucu losyonlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Etili bir çözücü olmasından dolayı boyalarda koruyucu olarak kullanılmaktadır ayrıca organizmaların ihlalini önlemek için temizlik malzemelerinde sıklıkla tercih edilmektedir. Bazı karışımlara renk katkısı olarak kullanılabileceği gibi bazı gıdalarda lezzetlendirici olarak tercih edilmektedir.

Çözücü Olarak Etil Alkol

Etil alkol: mutfak özleri, uçucu yağlar, tentürler ve konsantreler gibi farklı ürün grupları için güvenli bir şekilde çözücü olarak kullanılabilmektedir. Gıda sınıfında bir dezenfekte olarak kullanılabilen bu bileşen, ekstrakları ve tentürleri kirletebilecek safsızlıkları en aza indirgemektedir. Etil alkol genellikle BHO ve CO2 ekstraksiyonları yapılırken son yıkama işlemi olarak kullanılmaktadır.

Tıp Alanında Etil Alkol

Antibakteriyel ve antifungal özelliklere sahip etil alkol, birçok el dezenfektanın da ve tıbbı mendillerde kullanılmaktadır. Etanol (etil alkol) aynı zamanda antisptik ve dezenfektan olarak da kullanılmaktadır. Etil alkol, etilen glikol zehirlenmesi veya metil alkol zehirlenmesi durumlarında panzehir olarak kullanılmaktadır. Suda çözünmeyen birçok ilaç genellikle etil alkol içerisinde kolaylıkla çözülmektedir. Örneğin etil alkol (%1 ila %25 arasında değişen konsantrasyonlarda) bazı analjezikler ve ağız gargaralarında çözücü olarak kullanılmaktadır.   Etil alkol, kaygıyı azaltarak insanlarda öfori hissi yaratan psikoaktif bir ilaç görevi üstlenmektedir. Bunun beraberinde bilişsel fonksiyonları bozarak merkezi sinir sistemi (CNS) depresanı olarak işlev göstermektedir.

Alkol genellikle tıp alanında antiseptik veya dezenfektan olarak kullanılmaktadır. Yaygın olarak tercih edilen alkol, tıbbi mendiller ve antibakteriyel el dezenfektanları, bakterilerin hastanelerde ve ilgili tesislerde yayılmasını önlemeye yardımcı olmak için yaygın olarak tercih edilmektedir. Alkol aynı zamanda enjeksiyondan önce cildi sterilize etmek için de kullanılmaktadır. Hastaneler ve tıbbi klinikler kullanımdan önce ve sonra çeşitli tıbbi cihazları sterilize etmek için alkol bulundurmaktadır. Tıp alanında kullanılması önerilen alkol türü etil ve izopropil alkoldür.

Yakıt Olarak Etil Alkol

Etil alkol, yakıt maddesi ve motor yakıtı olarak yazygın bir kullanım alanına sahiptir. Bazı benzin formlarının %25’e kadar etil alkol içerdiği bilinmektedir. Bu bileşik bazı bipropellant roketlerinde roket yakıtı olarak da kullanılmaktadır. Etil alkol yakıtta kullanıldığında karbon monosit ve azot oksit emisyonlarını azalttığı bilinmektedir.

İçecek Olarak Etil Alkol

Etil alkol eğlence amaçlı ağız yoluyla tüketilen birçok alkollü içeceğin ana bileşeni olarak kullanılmaktadır. (bira, şarap, viski, vodka, rakı)

Etil alkol, alkollü içeceklerde kullanılan ana malzemeler arasında yer almaktadır. Alkollü içecekler; etanol, tahıllar, meyveler ve diğer şeker kaynaklarının fermantasyonu sonucunda oluşmaktadır. Alkollü içecekler az miktarda tüketilmesi durumunda kaygıyı azalttığı fakat bireyde sersemlik ve uyuşukluk yaptığı bilinmektedir. Ülkemizde alkollü içeceklerin tüketilmesi veya satın alınması 18 yaşının üstü bireyler için uygun görülmektedir.

Metanol ve İzopropil Alkol

İzopropil alkol genellikle dezenfektan veya dezenfekte işlemlerinde sıklıkla kullanılan alkol türüdür. İzopropil alkol genellikle petrol ve kömür gibi fosil yakıtlarından gelen propandan oluşmaktadır. İzopropil alkol denatüre edilmektedir yani tüketimi önlemek için toksik bir madde eklenmektedir. Alkol olarak değil çözücü olarak kullanılması önerilen bu alkol türü yanlış kullanımda ciddi sonuçlar doğurabilmektedir.

 

Metanol (metil alkol) ve izopropil alkol diğer alkol türleri arasında yer almaktadır. Metanolün formülü CH3OH iken izopropil alkolün formülü C3H8O olarak bilinmektedir. Alkol, doymuş karbon atomuna bağlı OH fonksiyonel grubuna (hidroksil) sahip olan herhangi bir kimyasal anlamına gelmektedir. Bazı durumlarda bir alkol grubu diğerleriyle değiştirilebilir veya alkol karışımında kullanabilmektedir.

Beraberinde her alkol kendi erime noktası, kaynama noktası, reaktivite, toksisite ve diğer özellikleriyle birbirinden farklı moleküllere sahiptir. Herhangi bir karışım için yalnızca doğru olan alkol çeşidinin kullanılması gerekmektedir. Özellikle gıdalarda, ilaçlarda ve kozmetik ürünlerinde bu durum son derece önemlidir.

Canlılar Alkolden Nasıl Etkilenir?

Büyük miktarda etanol tüketilmesi durumunda metabolizmada süreç ciddi oranda yavaşlamaktadır. Aynı zamanda merkezi sinir sistemi bastırılmaktadır. Bu durum nihayetinde koordinasyon azalmasına, uyuşukluğa ve sersemliğe vb. neden olmaktadır. Bazen alkol tüketimi canlılarda kısa süre içerisinde ölüme sebebiyet verebilmektedir. Az miktarda metanol kullanımı, tıpkı etanolde olduğu gibi ölüme yol açabilmektedir. Metanol karaciğere ulaştığında oksitlenmektedir. Metanol, insan vücudunun hücreleriyle hızlı şekilde reaksiyona girerek pıhtılaşmalara ve protoplazmanın pıhtılaşmasına neden olmaktadır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.