Obținerea Alcoolului

Alcoolul etilic (etanolul) este produs pe plan mondial , in cea mai mare parte prin fermentarea lichidelor care conţin zahăr ,cu ajutorul drojdiei. Etanolul obţinut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sinteză. Produsul final obţinut din fabricile de alcool poartă denumirea de alcool etilic rafinat.

Materii prime şi auxiliare.

Materiile prime folosite la producerea alcoolului prin fermentaţie se pot clasifica astfel :

1. Materii prime amidonoase.

2. Materii prime zaharoase.

3. Materii prime celulozice.

4. Materii prime care conţin inulină şi lichenină.

Din grupa materiilor prime amidonoase fac parte : cerealele (porumbul, secara , orzul, ovăzul , orezul etc.) , cartofii , rădăacinile şi tuberculii unor plante tropicale (rădăcini de manioc, tuberculi de batate etc.). Din grupa materiilor prime zaharoase fac parte sfecla şi trestia de zahăr , melasa din sfeclă şi trestie de zahăr, strugurii , fructele, tescovinele dulci etc.În grupa materiilor prime celulozice intră deşeuri de brad , molid, fag etc. precum şi leşiile bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei. În grupa materiilor prime care conţin inulină şi lichenină intră tuberculii de topinambur ,rădăcinile de cicoare, muşchii de Islanda. În ciuda existenţei acestei game de materii prime , în practică cele mai folosite materii prime sunt cerealele ,cartofii şi melasa.

Compoziţia chimică a materiilor prime influenţează rezultatele procesului de producţie astfel că este necesară cunoaşterea compoziţiei chimice a fiecărei grupe de materii prime. În cele ce urmează este prezentată compoziţia chimică a materiilor prime.

1. Cerealele.

Compoziţia chimică a cerealelor variază în funcţie de soi , condiţiile pedoclimatice şi agrotehnica aplicată. În tabelul 1. este prezentată compoziţia chimică medie a principalelor soiuri de cereale folosite la producerea alcoolului ,iar in tabelul 2. compoziţia chimică a cartofilor.

Tabelul 1. Compoziţia chimică medie a unor cereale folosite la fabricarea etanolului.

Compusul Porumb Secară Grâu Orz Ovăz

Umiditate % 13,3 13,4 13,6 13,0 13,0

Substanţe extractive neazotoase, din care amidon % 67,9

59,1 68,1

58,0 67,9

60,0 65,7

55,0 58,5

40,0

Proteine% 9,6 12,9 12,4 11,8 10,9

Lipide % 5,1 2,0 1,8 2,3 4,7

Celuloză % 2,6 1,7 2,5 4,4 9,5

Substanţe minerale % 1,5 1,9 1,8 2,8 3,4

Tabelul 2. Compozţia chimică a cartofilor

Compusul Valori medii Limite de variaţie

Umiditate % 75,0 68,0 – 85,0

Substanţe extractive neazotoase, din care amidon % 20,85

18,0 19,5 – 23,0

14,0 – 22,0

Proteine % 2,0 0,7 – 3,7

Lipide % 0,15 0,04 – 1,0

Celuloză % 1,0 0,3 – 3,5

Substanţe minerale % 1,0 0,5 – 1,0

La recepţia cerealelor şi cartofilor se determină conţinutul în amidon prin metoda polarimetrică , în cazul cerealelor, şi cu ajutorul balanţelor de amidon ,în cazul cartofilor. În locul conţinutului în amidon se foloseşte , în prezent, substanţa fermentescibilă , prin hidroliza totală a materiei prime cu enzime adecvate şi determinarea glucozei prin metoda enzimatică.

2. Melasa

Compoziţia chimică a melasei variază în funcţie de materia primă folosită la fabricarea zahărului (sfeclă sau trestie de zahăr) şi de procesul tehnologic aplicat în fabricile de zahăr . În tabelul 3. este prezentată ,comparativ, compoziţia chimică a celor două tipuri de melasă.

Tabelul 3. Compoziţia chimică a melasei din sfeclă şi trestie de zahăr.

Compusul Provenienţa melasei

Sfecla de zahăr Trestia de zahăr

Apă % 20 – 25 15 – 20

Substanţă uscată % 75 – 80 80 – 85

Zahăr total % 44 – 52 50 – 55

Zahăr invertit % 0,1 – 0,5 20 – 23

Rafinoză % 0,6 – 1,8 -

Azot total ( N x 6,25) % 1,2 – 2,4 0,3 – 0,6

Substanţe minerale % 7,6 – 12,3 10 – 12

pH 6,0 – 8,6 < 7

3. Materiile auxiliare.

Materiile auxiliare folosite la fabricarea alcoolului sunt malţul verde, preparatele enzimatice microbiene, sărurile nutritive şi factorii de creştere, acidul sulfuric,antispumanţii ,antisepticele şi dezinfectanţii.

Malţul verde este folosit ca agent de zaharificare a plămezilor din cereale şi cartofi , datorită conţinutului său în enzime amilolitice. Se obţine după o tehnologie asemănătoare cu cea de producere a malţului pentru bere, cu deosebirea că durata de germinare e mai lungă , urmărindu-se acumularea unei cantităţi maxime de amilaze.

Preparatele enzimatice microbiene se obţin prin cultivarea în condiţii absolut pure a unor tulpini de bacterii şi mucegaiuri pe medii de cultură adecvate, urmată de purificarea preparatului brut rezultat. În comparaţie cu malţul verde, ele prezintă urmatoarele avantaje:

- activitate enzimatică standardizată ,care se modifică puţin la depozitare ;

- α-amilaza bacteriană se caracterizează printr-o termorezistenţă mult mai ridicată (până la 110°C)

- sunt mai sărace în microorganisme dăunătoare

- se obţin randamente mai ridicate în alcool , deoarece pot hidroliza şi alte poliglucide

- sunt necesare spaţii mai reduse la depozitare şi transport

- se economisesc cheltuielile legate de producerea şi mărunţirea malţului verde.