TURINYS
I.Įvadas 2
II.Etanolis 3
Etanolio poveikis sveikatai 3
III.Etilo teršalai 4
Pradinės priemaišos 4
Acetaldehidas 4
Etilo acetatas 4
Metilo acetatas 4
Akroleinas 5
Galinės priemaišos 5
Amilo alkoholis 5
Propanolis 5
Furfurolas 5
Tarpinės priemaišos 5
IV.Teršalų pašalinimas 6
Distiliacija 6
Distiliavimo metodai 6
Rektifikacija 6
Frakcinis distiliavimas 7
Vakuuminis distiliavimas 7
Rotacinio garintuvo naudojimas 7
Distiliacija vandens garais. 8
Molekulinė distiliacija. 8
V.Išvada 9
VI.Literatūros šaltiniai: 10
I.Įvadas
Apie aplinkos teršalus girdime vos ne kiekviena diena, bet ar pagalvojome, kad teršalų yra alkoholyje, kurį mes naudojame medicinoje, maisto, kosmetikos ir kitose pramonėse. Dėl bendro išprusimo turime žinoti kokie teršalai yra alkoholyje ir kaip juos pašalinti.
Darbo tikslas išsiaiškinti kokie yra etanolio teršalai ir kokie yra būdai jiems pašalinti.
Darbo uždaviniai:
Susipažinti su etilo alkoholiu
Išsiaiškinti etanolio teršalus
Sužinoti kokiais būdais šalinami teršalai
II.Etanolis
Etilo alkoholis, arba etanolis, etilo spiritas, C2H5OH.
Etanolis – bespalvis, lakus, skaidrus, lengvai užsidegantis savito kvapo ir deginančio skonio skystis. Gerai maišosi su vandeniu, acetonu, glicerinu. Grynas bevandenis etanolis vadinamas absoliutiniu alkoholiu. Etanolis gaunamas iš mielių ( ypač Sacharomyces genties ) fermentuojamu ( rauginamu ) medžiagų, kuriose yra angliavandeniu ( krakmolo, cukraus ), taip pat iš hidrolizuojamos medienos, hidratuojamo etileno. Iš etilo alkoholio gaminami alkoholiniai gėrimai. Medicinoje vartojamas 95%, 70% ir 40% etilo alkoholis. Alkoholiniuose gėrimuose ši koncentracija labai įvairi.
Etanolio poveikis sveikatai
Etanolis veikia centrinę nervų sistemą panašiai kaip migdomieji ir narkozę sukeliantys vaistai. Truputis etanolio veikia raminančiai, slopina baimę, didesnės dozės panaikina aukštesniųjų centrinės sistemos centru slopinanti poveikį žemesniems centrams, todėl mažėja savikontrolė, savikritiškumas. Žmogus darosi lengvabūdiškas, neatsargus, lengviau bendrauja, pervertina savo jėgas. Sumažėjus baimei, emocinei įtampai, atsiranda euforija ( nenatūraliai pakili nuotaika, būna ir sveikam žmogui, kai jis išgeria alkoholio, pavartoja narkotikų ar apsinuodija kai kuriomis medžiagomis ). Išgėrus daug etanolio, lėtėja suvokimas, minčių eiga, blogėja atmintis ir nuotaika, atsiranda mieguistumas, kartais agresyvumas, sutrinka judesiu koordinacija, automatiniai judesiai. Išgėrus labai daug etanolio, netenkama sąmonės, pradedami smarkiai slopinti gyvybiškai svarbus pailgųjų smegenų centrai, todėl žmogus gali mirti. Kadangi etanolis slopina centrine nervų sistema, jis gali sąveikauti su kitais ta sistema veikiančiais vaistais: stiprina centrinę nervų sistemą slopinančių vaistų ( pvz.: migdomųjų, narkozę sukeliančių, skausmą malšinančių ) ir silpnina ja jaudinančių vaistų ( pvz.: psichostimuliatorių, ****eptiku ) veikimą. Etanolis taip pat gali sukelti ir periferines nervu sistemos sutrikimu ( pvz.: nervinėse skaidulose sulėtėja nervinių impulsų perdavimo greitis).
Etilo alkoholis veikia kraujagyslių sistemą, didina širdies susitraukimų dažnį, mažina baimę, lėtina bronchu gleivines, virpamojo epitelio veikla, nuo dideles dozes – viduriuojama, piktnaudžiaujant vystosi kepenų ciroze, skatina šlapimo išsiskyrimą, slopina lytiniu hormonu gamyba, kenkia medžiagų apykaitai, lėtina akių judesius, akyse ima dvejintis, sutrikdo erdves jutima, blogina klausa, surikdo pusiausvyra.
III.Etilo teršalai
Etanolio teršalai skirstomos į tris grupes:
Pradinės priemaišos
Galinės priemaišos
Tarpinės priemaišos
Pradinės priemaišos
Pradinės priemaišos yra lakesnės už etilo alkoholį ir nudistiliuojamos ankščiau kaip etilo alkoholis. Šioms priemaišoms priskiriama acetaldehidas, etilo acetatas, metilo acetatas, akroleinas rektifikuojat sudarantieji esterių – aldehidų frakcija. .(J. Bernatonis ir J. Venskevičius,
1963m.)
Acetaldehidas
Acetaldehidas (acto aldehidas) CH3CHO – bespalvis aštraus kvapo skystis, gerai tirpsta vandenyje, alkoholyje, eteryje. Virimo temperatūra 28 °C. Acetaldehidui būdingos aldehidų reakcijos. Acetaldehidas gaunamas, hidratuojant acetileną su gyvsidabrio druskomis (Kučerovo reakcija) arba oksiduojant etilo alkoholį. Iš acetaldehido gaminama acto rūgštis, butadienas, kai kurios kitos organinės medžiagos, aldehidiniai polimerai.
Etilo acetatas
Etilo acetatas – organinis junginys kurio formulė CH3COOCH2CH3. Šis bespalvis skystis turi būdingą saldų kvapą. Naudojamas kaip tam tikri klijai ar nagų lako valikliai. Etilo acetatas yra esteris gaunamas iš etanolio ir acto rūgšties. Naudojamas kaip tirpiklis.
Naudojamas maisto pramonėje. Etilo acetatas naudojamas kaip tirpiklis kavos pupelių ir arbatžolių dekafeinizavimui. Jo būna saldainiuose, kvepaluose, kai kuriuose vaisiuose.
Metilo acetatas
Metilo acetatas – acto rūgšties metilo esteris, kurio formulė CH3COOCH3. Tai degus malonaus kvapo skystis. Metilo acetatas kartais naudojamas kaip tirpiklis. Metilo acetatas turi 25% tirpumą vandenyje esant kambario temperatūrai. Padidintoje temperatūroje jo tirpumas vandenyje yra daug didesnis.
Akroleinas
Akroleinas (akrilo aldehidas) CH2=CH—CHO — bespalvis, lakus, nemalonaus kvapo skystis, virimo temperatūra 52,5 °C, lengvai užsiliepsnoja. Neprisotintasis aldehidas, oro deguonis oksiduoja jį į akrilo rūgštį, lengvai polimerizuojasi, gerai tirpsta alkoholiuose ir kituose organiniuose tirpikliuose. Susidaro, kaitinant riebalus, aliejus. Gaunamas, šildant gliceriną su vandenį atimančiomis medžiagomis. Vartojamas plastikų, dirbtinių dervų gamyboje, organinėje sintezėje (pvz., glicerino sintezėje). Erzina gleivinę.
Galinės priemaišos
Galinės priemaišos yra ne tokios lakios kaip etilo alkoholis ir nusidistiliuoja proceso pabaigoje. Galinėms priemaišoms priskiriama amilo, izoamilo, izobutilo, izopropilo, propilo alkoholis, įvairūs esteriai, furfurolas, terpenai. Šios priemaišos vadinamos fuzeliais.(J. Bernatonis ir J. Venskevičius,
1963m.)
Amilo alkoholis
Amilo alkoholis C5H11OH, – bespalvis skystis, kuri yra medžiagą sudarančių izomerų alkoholių mišinys. Optiškai aktyvus skystis po aktyvaus pentilo alkoholio, Izopentil alkoholio.
Propanolis
Bespalvis, degus cheminis junginys su stipriu aromatu. Cheminė formulė C3H7OH
Furfurolas
Furfurolas – , heterociklinis org. junginys C5H4O, aldehidas, bespalvis, ore tamsėjantis skystis.
Tarpinės priemaišos
Tarpinės priemaišos yra medžiagos, kurios, atsižvelgiant į jų fizines savybes ir spirito stiprumą, gali būti priskiriamos prie pradinių arba prie galinių priemaišų. Tarpinėmis priemaišomis priskiriama etilo izobutiratas, etilo izovalerijonatas, krotono aldehidas. Šios priemaišos iš etilo alkoholio išskiriamos sunkiausiai. (J. Bernatonis ir J. Venskevičius,
1963m.)
IV.Teršalų pašalinimas
Teršalus iš spirito galma pašalinti distiliacijos metu.
Distiliacija
cheminių junginių mišinių arba tirpalų atskyrimo būdas, pagrįstas tų junginių virimo temperatūrų skirtumais. Distiliacijos prietaisas (1 pav.)
pav . Distiliacijos prietaisas
1. kaitinimo būdas (šaltinis) 
2. apvaliadugnė kolba
3. Viurco perėjimas
4. termometras
5. lybigo kondensatorius
6. šaldantis vanduo įeina
7. šaldantis vanduo išeina
8. apvaliadugnė kolba (distiliato surinkimo indas)
9. atvira ertmė (reikalinga norint išvengti sprogimo, arba vakuminiam siurbliui prijungti)
10. alonžas
Distiliavimo metodai
Rektifikacija
Procesas, kurio metu viename distiliacijos įrenginyje atliekami keli distiliacijos ciklai, vadinamas rektifikacija. Spiritas rektifikuojamas periodiniuose ir tolydiniuose rektifikavimo aparatuose. .(J. Bernatonis ir J. Venskevičius,1977m.)
Frakcinis distiliavimas
Kai atskiriamų medžiagų virimo temperatūros skiriasi nedaug (5-10 °C), prie distiliatoriaus prijungiama refrakcinė kolona, pripildyta stiklinių rutuliukų arba kitaip padidinto paviršiaus ploto, tada ir menkas garavimo greičio skirtumas per didelį garams reikalingą įveikti kelią duoda efektą, ir taip panašių virimo temperatūrų skysčiai atskiriami. Distiliuojant negalima atskirti azeotropinių mišinių.
Vakuuminis distiliavimas
Kai distiliuojamos medžiagos verda labai sunkiai, ar yra labai nestabilios ir skyla (kad ir sprogsta) prieš užvirdamos tuomet tenka naudoti vakuuminį distiliavimą. Šis metodas pagrįstas tuo kad kuo žemesnis slėgis tuo lengviau verda skysčiai. Visas distiliavimo aparatas yra hermetizuojamas ir prijungiamas prie vakuuminio siurblio iš įrangos pašalinus didesnę dalį oro siurblys išjungiamas ir pradedamas kaitinimas. Tuomet stebimi du svarbūs parametrai: slėgis ir temperatūra. Slėgiui esant pakankamai mažam kaitinti kartais gali ir visai nereikti.
Rotacinio garintuvo naudojimas
Norint, kad distiliacija vyktų greičiau ir esant galimybei tikslinga naudoti rotacinį garintuvą. Šio prietaiso esmė ta, kad pirminis indas yra nuolat sukamas dalinai panardintas į karšto skysčio vonią. Distiliuojamas mišinys nuolat “tepa” indo sieneles ir taip garuoja daug greičiau. Tuo tarpu greit virinti tiesiog smarkiai kaitinant apačią yra labai nestabilu ir neefektyvu, nes skysčio apačia įkaista smarkiai, o paviršius gerokai šaltesnis.
Distiliacija
Paprastoji distiliacija, arba tiesiog distiliacija, dažniausiai yra periodinis procesas, nors ji gali būti ir nuolatinė.Periodiškai distiliuojant iki virimo temperatūros, šildomas skystis pamažu garuoja, susidarę
garai nepertraukiamai šalinami iš sistemos ir kondensuojasi; gaunamas distiliatas. Tokios
distiliacijos metu ž v t s kiekis virintuvo likutyje arba pradiniame mišinyje mažėja, todėl ž v t kiekis
mažėja ir distiliate. Proceso arba jo atskiro ciklo pradžioje gaunamas maksimalios koncentracijos, o
pabaigoje – minimalios koncentracijos ž v t distiliatas.Paprastąją distiliaciją galima vykdyti esant atmosferos slėgiui virintuve ir sudarant virš slėgįarba vakuumą.
Surenkant distiliatą tam tikrais periodais, gaunamos skirtingos sudėties frakcijos. Šios rūšies distiliacija vadinama frakcine.Pradinis mišinys supilamas į virintuvą, kuriame tirpalui pašildyti ir virinti įrengtas sočiaisiais vandens garais šildomas gyvatukas. Virintuve susidarę garai kondensuojami šilumokaityje –kondensatoriuje, jame taip pat iki nurodytos temperatūros ataušinamas distiliatas, kuris patenka į vieną iš rinktuvų. Pabaigus distiliacijos procesą, likutis išleidžiamas iš virintuvo ir įpylus naują pradinio mišinio porciją, distiliacija kartojama.
Paprastosios distiliacijos metu susidarę garai išteka iš aparato. Tariame, kad kiekvienu laiko momentu garai yra pusiausviri su virintuve pasiliekančiu skysčiu.
Distiliacija vandens garais.
Kai yra sumaišyti du tarpusavyje netirpūs skysčiai, kiekvienas iš jų išlaiko visas jo savybes. Toks mišinys nusodinant lengvai perskiriamas į komponentus. Šilumos sąnaudos, distiliuojant garais, tomis pačiomis sąlygomis didesnės nei paprastai distiliuojant tuo šilumos kiekiu, kurį išneša garai. Vandens garais distiliuojama tada, kai reikia išskirti iš palyginti nelakaus komponento terpės lakius komponentus, kurie, esant kambario temperatūrai, nesimaišo su vandeniu.
Molekulinė distiliacija.
Molekulinė distiliacija naudojama gana aukštos virimo temperatūros termiškai neatspariems mišiniams perskirti. Procesas atliekamas temperatūrose, žemesnėse už perskiriamojo mišinio temperatūrą, dideliame vakuume. Tokiomis sąlygomis garų tankis labai sumažėja, o molekulių laisvo judėjimo kelias gerokai pailgėja. Jeigu atstumas tarp garavimo ir kondensavimo paviršių trumpesnis už laisvo judėjimo kelią, tai nuo garavimo paviršiaus atitrūkusios ž v t s molekulės patenka tiesiog ant kondensavimo paviršiaus ir čia pasilieka. Taigi, 3 garų ir skysčio tarpusavio pusiausvyra nenusistovi, kadangi susidarę garai tuojau pat pasišalina nuogaravimo paviršiaus.Susidaręs kondensatas – distiliatas pasišalina iš aparato pro antgalį, o virintuvo likutis – propiltuvą. Atstumas tarp garavimo ir kondensavimo paviršių turi būti nuo 20 iki 30 mm, jų temperatūra turi skirtis ne mažiau kaip 100 ºC (K.Montrimaitė, 2014)
V.Išvada
Etanolis – bespalvis, lakus, skaidrus, lengvai užsidegantis savito kvapo ir deginančio skonio skystis. Gerai maišosi su vandeniu, acetonu, glicerinu. Grynas bevandenis etanolis vadinamas absoliutiniu alkoholiu. Etanolio teršalai yra skirstomi į tris grupes t. y. pradinės, galutinės ir tarpinės priemaišos. Pradinės priemaišas sudaro: acetaldehidas, etilo acetatas, metilo acetatas, akroleinas. Galutines priemaišas sudaro: amilo, izoamilo, izobutilo, izopropilo, propilo alkoholis, įvairūs esteriai, furfurolas, terpenai ir tarpines priemaišas sudaro: etilo izobutiratas, etilo izovalerijonatas, krotono aldehidas. Šių visų išvardytų teršalų geriausiais pašalinimo būdas yra distiliacija, kurios metu yra gaunamas grynas etilo alkoholis.
VI.Literatūros šaltiniai:
J. Bernatonis ir J. Venskevičius „Bendroji maisto produktų technologija 2‘‘ 1963m.
J. Bernatonis ir J. Venskevičius „Bendroji maisto produktų technologija‘‘ 1977m.
Dėstytojos K. Montrimaitės paskaitų teorija, 2014