Alkolü sudan ayırmak için birkaç farklı yola başvurulabilir. Alkol (etanol) ve su karışımını ayırmak için, fraksiyonel damıtma en bilinen tekniktir. Bu teknik, karışımdaki bileşiklerin farklı kaynama noktalarına sahip olması esasına dayanır. Etanol sudan daha düşük bir sıcaklıkta (78.5 santigrat derece veya 173.3 fahrenheit) kaynar bu nedenle suyun çoğunluğu sıvı halde kalırken alkol buharlaşır. İyi bir damıtma kolonu işlem sonucunda % 95 alkol ve % 5 su karışımı üretecektir. Bu oran, damıtma ile mümkün olan en saf etanol miktarıdır ve endüstride bir standart olarak kabul edilir.
Etanol / su karışımı yuvarlak tabanlı şişeye dökülür. Fraksiyonel damıtma kolonu yuvarlak tabanlı şişeye takılır ve fraksiyonel damıtma aparatı monte edilir. Yoğuşturucu damıtma kolonuna takılır ve distilatı toplamak için distilat toplama şişesi alt kısma yerleştirilir. Bunsen brülörü yuvarlak tabanlı şişenin altına yerleştirilir ve karışım etanolün kaynama noktasının üstünde (yaklaşık 80 ° C) bir sıcaklıkta ısıtılır. Kaynama sonlanasıya kadar karışım sabit sıcaklıkta tutulur. Damıtma işlemi bu şekilde tamamlanır. Genel olarak alkolü en basit damıtma işlemi bu şekilde gerçekleştirilir. Bu yöntemin detaylarını ve diğer alkolü sudan ayırma yöntemlerini detaylı olarak inceleyelim.
Alkolün Sudan Damıtılması
1.Adım: En basit damıtma sistemi; yuvarlak tabanlı bir cam şişe, yoğuşturma birimi, ayrılan sıvı veya distilat için ikinci bir cam kap gerektirir. Alkol ve suyu ayırmak için yuvarlak tabanlı cam şişe ile yoğuşturma birimi arasına fraksiyonel damıtma kolonu yerleştirilir.
- Basit damıtma sistemi, iki sıvının kaynama noktalarında büyük bir fark olması temeline dayanır.
- Basit damıtma sistemi daha az ısı gerektirir ve kurulumu daha kolaydır, ancak alkolün sudan ayrılmasında daha az doğruluk gösterir.
2. Adım: Yuvarlak tabanlı şişede alkollü su karışımı 80 ° C’ye (176 ° F) ısıtılır. Suyun kaynama noktası 100 ° C’dir (212 ° F) ve alkolün kaynama noktası 78 ° C’dir (172 ° F). Böylece alkol sudan daha hızlı buharlaşır.
- Isıtma mantosu veya bunsen brülörü gibi sıcaklığı hızla yükseltilebilen veya düşürülebilen bir ısı kaynağı kullanılır, ancak bunlar sıcaklığı kontrolünü zorlaştırabilir. Bu ısıtıcılar dışında, standart bir propan veya elektrikli ısıtma kaynağı da kullanabilir.
3. Adım: Damıtma kolonu metal halkalar, cam veya plastik boncuklarla kaplı düz bir cam silindirdir. Bu halkalar veya boncuklar, daha az uçucu olan gazların kolonun alt kısımlarında tutulmasını sağlar.
Damıtma sıvısı buharlaştıkça, sadece en uçucu bileşen kolonun üst kısmına yükselir. Alkol ve su karışımında, alkol üst halkaya ulaşır. Sistemin içindeki gazların sıcaklığını ölçmek için bir termometre yerleştirilir.
4. Adım: Buhar yoğuşma kolonuna girerken, daha serin bir ortam olacaktır. Bu serin yerde olmak sıvının yoğunlaşarak geri dönmesini sağlayacaktır.
Damıtma işlemi; ısıtma, buharlaştırma, soğutma ve son olarak yoğuşma adımlarını takip eder. Buhar, bir sıvıya yoğunlaştıkça daha ağır hale gelir. Sıvı alkol daha sonra toplama kabına düşer. Yoğuşma kolonundaki işlemi hızlandırmak için kolon soğutma suyu ile kaplanabilir.
Alkolün Dondurularak Ayrılması
1. Adım: % 5-% 15 alkol oranına sahip bir sıvı ile başlanır. Güvenli bir şekilde dondurulup çözünebileceği bir kaba alınır. 0 ° C’nin (32 ° F) altında bir yerde (genel olarak dondurucu) dondurulur. Damıtmanın temelinin farklı kaynama sıcaklıklarına dayanması benzer biçimde bu yöntem, alkol ve suyun farklı donma sıcaklıkların sahip olması temeline dayanır.
- Bu yöntem, 7. yüzyıldan beri uygulanan alkolü sudan ayırmanın eski bir tekniğidir.
- Dondurarak damıtma bazen Moğol yöntemi olarak da bilinir.
2. Adım: Alkollü sıvı bir kaba yerleştirilir. Su donarken genişlediği için kabın genişlemiş sıvıyı patlamadan tutacak kadar büyük olduğundan emin olunmalıdır. Sıvının su içeriği genişleyecektir, ancak su çıkarıldığı için alkollü içecek miktarı çok daha az olacaktır.
- Suyun donma noktası 0 °C (32 ° F) iken alkolün donma noktası −114 ° C’dir (−173 ° F). Başka bir deyişle, normal koşullar altında alkolün donması mümkün değildir.
- Dondurulmuş karışımdan, sıvı günde bir kez sifonlanır. Karışım ne kadar uzun süre dondurulursa, kalan sıvının alkol içeriği de o kadar yüksek olur.
- Bu işlemi büyük miktarlarda gerçekleştirmek için daha büyük kaplar kullanılır. Düşük kaliteli plastikler içecekleri kirletebileceği için gıda için uygun görülen plastik kaplar kullanılmalıdır.
3. Adım: Donmuş karışım kaptan çıkartılır. Donmuş karışımın çoğunluğu sudan oluşur ve daha yüksek bir donma sıcaklığına sahip olan alkol kapta kalmış olur.
- Kalan sıvı saf alkol olmasa da alkol içeriği yüksektir.
- Keskin bir tada sahiptir bu nedenle, sert elma şarabı (veya elma brendisi), bira veya biraya benzer alkollü içeceklerin hazırlanması için sık kullanılan bir damıtma tekniğidir.
- Elma brendisi, adını tarihde brendi olarak bilinen donarak damıtma işleminden sonra almıştır.
- Bu yöntemde ısıtılarak damıtılmada olduğu gibi safsızlıklar ayrılmaz.
Alkolün Sudan Tuzlanarak Ayrılması
1. Adım: Azeotropik damıtma yapabilmek için izopropil alkole tuz eklenir. Bu damıtma işlemi suyu dehidrasyon yoluyla alkolden ayırır. Susuz izopropil; yakıt olarak, evcil hayvanlardan pire ve kene çıkarmak, evcil hayvanlar ve insanlar için antiseptik madde olarak ve araçların ön camlarında donan buzları eritmek için kullanılabilir.
Susuz izopropil, biyodizel yakıt eldesinde önemli bir maddedir. Susuz izopropilin kullanıldığı bu işlem ekstraktif (özütleme) distilasyon olarak bilinir.
2. Adım: Suyu izopropil alkolden ayırmak için; izopropil alkol karışımına (% 50 ila% 70 izopropil alkol karışımı) ve bittiğinde ayrılan sıvıyı tutacak bir kaba, karıştırmak için geniş ağızlı 1/2 ABD galonlu (1.9 L) kavanoz ve 1 pound (450 g) iyotsuz tanecikleri küçültülmüş sofra tuzu gereklidir.
Kavanozlar ve tuz dahil tüm malzemelerinizin temiz olmalıdır. İzopropil alkol eczanelerde 470 ml’lik şişelerde reçetesiz olarak satılmaktadır. 1⁄2 US gal (1,9 L) cam kavanoz için 950 ml gerekli olacaktır.
3. Adım: Karıştırma kabının yaklaşık ¼’ü tuz ile doldurulur. İyotlu tuz kullanmamalıdır yoksa damıtma işleminde kontaminasyona neden olur. İyotlu olmadığı sürece herhangi bir tuz markasını kullanılabilir. Karışımın ¼ ‘ü bir tuz olduğu sürece, istenilen miktarda alkol ve tuz kullanılabilir.
4.Adım: Alkol karıştırma kavanozuna eklenir ve iyice çalkalanır. Çalkalamadan önce kapak sıkıca kapatılmalıdır. Çalkalama işlemi sonlandırılmadan önce tuz sıvı ile iyi bir şekilde karıştırılmalıdır. Karıştırma kavanozunda izopropil alkol ve tuz karışımı yaklaşık 3/4 oranında olmalıdır. Karışım belirtilen bu orandan daha doluysa, tuz alkolle karıştığında genişleyeceği için yer olmayabilir.
5. Adım: Karışımın içeriği ayırması için yerçekimine bırakılır. Tuzun kavanozun dibine çökmesi 15-30 dakika civarında bir süre gerektirecektir. Kavanozun tepesine yükselen sıvı, alkolde daha yukarıda olacaktır, bu susuz izopropil alkoldür. İki katmanın tekrar karışmasına izin vermemelidir. Bunun nedeni, su normalde alkol ile bağlanırken bu koşullarda tuz ile bağlanmıştır. Kavanoz açıldığında, aşırı sallanmamalıdır. Aşırı çalkalama kavanozun altındaki tuzlu içeriğini bozar ve damıtma işleminin tekrarlamasını gerektirir.
6.Adım: Karışımın bulunduğu kavanozunun üstünden damıtılmış alkolü çıkarmak için damlalık kullanılır. Karışım kabına yakın olacak şekilde damıtılmış izopropil alkol kabı etiketlenmiş olarak bulundurulmalıdır. Damlalık ile karışımın bulunduğu kavanozdan küçük parçalar halinde nazikçe izopropil alkol alınır. Damıtılmış alkolü alırken, karıştırma kavanozunu sallanmamalı, dökülmemeli ve kabın eğilmemesine dikkat edilmelidir.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
