إيثانول

الإيثانول

(المحتوى الفني الكامل للاستخدام في الموقع الإلكتروني والكتالوج)

مقدمة عن الإيثانول

الإيثانول (المعروف أيضًا بالكحول الإثيلي) هو سائل متطاير، قابل للاشتعال، عديم اللون ذو رائحة مميزة. وهو نفس نوع الكحول الذي يُستهلك في المشروبات الكحولية، لكن استخداماته تمتد إلى ما هو أبعد من ذلك. الإيثانول هو مورد متجدد يُنتج أساسًا من تخمير السكريات أو النشويات المستخلصة من المواد النباتية مثل الذرة وقصب السكر والقمح. بالإضافة إلى دوره في صناعة المشروبات، يمتلك الإيثانول تطبيقات هامة في إنتاج الوقود، والصناعات الدوائية، ومستحضرات التجميل، والتعقيم، والمواد المذيبة.

أنواع الإيثانول

يمكن تصنيف الإيثانول بناءً على نقاوته والغرض من استخدامه:

(أ) إيثانول الوقود (الإيثانول لأغراض الوقود)
التعريف: هو الإيثانول الذي يُنتج ويُستخدم خصيصًا كوقود حيوي في المركبات والآلات الأخرى.
التركيز: يحتوي عادةً على محتوى ماء أعلى مقارنةً بالإيثانول الصناعي ويُمزج مع البنزين.
الخلائط الشائعة:

• E10: 10% إيثانول و90% بنزين

• E85: 85% إيثانول و15% بنزين
  المصادر: يُستخرج أساسًا من محاصيل مثل الذرة وقصب السكر.

(ب) الإيثانول الصناعي (الإيثانول الخالي من الماء أو المطلق)
التعريف: إيثانول خالٍ تقريبًا من الماء (عادةً نقاوته 99% أو أكثر).
الاستخدامات: يُستخدم كمذيب في تطبيقات صناعية متعددة، بما في ذلك تصنيع منتجات العناية الشخصية والدهانات والطلاءات.
النقاء: يُنتج الإيثانول الخالي من الماء باستخدام تقنيات مثل المناخل الجزيئية أو التقطير الأزيوتروبي.

(ج) الإيثانول المنزوع
التعريف: إيثانول مختلط بكمية صغيرة من مواد التنظيف (مثل الميثانول أو الأيزوبروبانول) لجعله غير صالح للاستهلاك البشري.
الاستخدامات: يُستخدم بشكل رئيسي في التطبيقات الصناعية، مثل التنظيف، وإنتاج الوقود، والمذيبات، دون خطر التسمم.

(د) إيثانول المشروبات
التعريف: إيثانول يُنتج خصيصًا للاستهلاك في المشروبات الكحولية مثل النبيذ والبيرة والمشروبات الروحية.
النقاء: يُخفف عادة إلى حوالي 40% إلى 50% من محتوى الكحول لأغراض الشرب (مثل الفودكا والويسكي).
الإنتاج: يتم تخميره من السكريات الطبيعية والحبوب مثل الشعير والعنب والذرة.

تطبيقات الإيثانول

يُستخدم الإيثانول في مجموعة واسعة من الصناعات بسبب خصائصه المتعددة:

(أ) صناعة السيارات

• الوقود: يُستخدم الإيثانول كبديل أو مضاف للبنزين، خاصة في شكل E85 (85% إيثانول، 15% بنزين). يُعتبر وقودًا حيويًا متجددًا يقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

• مضافات الوقود: يُضاف الإيثانول إلى البنزين لتحسين رقم الأوكتان وتقليل انبعاثات أول أكسيد الكربون.

(ب) الصناعات الدوائية والرعاية الصحية

• مذيب: يُستخدم الإيثانول كمذيب في تحضير العديد من المستحضرات الصيدلانية، بما في ذلك الصبغات، والخلطات، والشراب الفموي.

• مطهر: بسبب خصائصه المعقمة، يُستخدم الإيثانول بشكل شائع في معقمات اليدين والمطهرات.

• مادة حافظة: يُستخدم للحفاظ على المركبات الطبية والمستخلصات.

(ج) العناية الشخصية ومستحضرات التجميل

• قابض: في مستحضرات التجميل، يُستخدم الإيثانول في منتجات مثل التونر، ورذاذ الشعر، والعطور، وما بعد الحلاقة بسبب خصائصه القابضة.

• مذيب: هو مذيب شائع في تحضير اللوشن، ومزيلات العرق، والشامبو.

(د) الصناعة والتصنيع الكيميائي

• مذيب: يُستخدم الإيثانول كمذيب للدهانات واللكر والورنيش والطلاءات الأخرى. ويُستخدم في عمليات التصنيع الكيميائي كمذيب في إنتاج المواد الكيميائية وصياغة المنظفات الصناعية المختلفة.

• عامل استخراج: يُستخدم في استخراج الزيوت الأساسية والنكهات من النباتات، وفي تصنيع المواد الكيميائية الحيوية مثل حمض الأسيتيك.

(هـ) الأغذية والمشروبات

• نكهة: يُستخدم الإيثانول في المنتجات الغذائية كحامل للنكهات والألوان.

• حفظ: في بعض الحالات، يُستخدم الإيثانول كمادة حافظة في المنتجات الغذائية والمشروبات.

الخصائص الكيميائية والفيزيائية للإيثانول

(أ) الخصائص الكيميائية

• الصيغة الجزيئية: C₂H₅OH

• الوزن الجزيئي: 46.07 جم/مول

• رقم CAS: 64-17-5

• الحموضة: حمضيته طفيفة، مع درجة حموضة حوالي 7 عند التخفيف.

• القابلية للاشتعال: قابل للاشتعال بشدة، مع نقطة وميض تقارب 13 درجة مئوية.

• القطبية: مذيب قطبي، مما يسمح له بإذابة مجموعة واسعة من المواد (المذابة في الماء والدهون).

• نقطة الغليان: 78.37 درجة مئوية

• نقطة الانصهار: -114 درجة مئوية

• ضغط البخار: 59 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية.

(ب) الخصائص الفيزيائية

المعايير والمواصفات

الإيثانول، خصوصًا عند استخدامه في الوقود أو التطبيقات الصناعية، يخضع لمعايير مختلفة لضمان النقاء والسلامة والجودة:

(أ) ASTM (الجمعية الأمريكية لاختبار المواد)

• ASTM E1250: دليل لأخذ عينات المواد الصناعية (بما في ذلك الإيثانول).

• ASTM D4806: المواصفة القياسية للإيثانول المزيل للسمية للخلط مع البنزين.

• ASTM D5501: طريقة اختبار لتحديد محتوى الماء في وقود الإيثانول باستخدام تحليل كارل فيشر.

(ب) ISO (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي)

• ISO 17025: المتطلبات العامة لكفاءة المختبرات في الفحص والمعايرة.

• ISO 14187: معيار لتحديد محتوى الإيثانول في المشروبات ووقود الإيثانول.

(ج) المعايير الأوروبية (EN)

• EN 15376: إيثانول الوقود المستخدم في المركبات الآلية — المتطلبات وطرق الاختبار.

• EN 15493: الإيثانول المستخدم كمضاف وقود — المواصفات والاختبارات للخلط مع البنزين.

(د) مراقبة جودة الإيثانول الصناعي

• النقاء: يجب أن يكون الإيثانول الخالي من الماء نقاءه 99% على الأقل.

• محتوى الماء: غالبًا ما يُختبر الإيثانول الصناعي لمحتوى الماء ويجب أن يحتوي على أقل من 0.5% ماء لاستخدامه في التطبيقات الكيميائية.

الأثر البيئي للإيثانول

(أ) مصدر متجدد
الإيثانول المنتج من الكتلة الحيوية (مثل الذرة وقصب السكر أو المنتجات الزراعية الأخرى) يُعتبر وقودًا حيويًا متجددًا، مما يجعله بديلًا جذابًا للوقود الأحفوري للحد من انبعاثات الكربون وتعزيز مصادر الطاقة المستدامة.

(ب) البصمة الكربونية
انبعاثات الكربون المرتبطة بإنتاج الإيثانول أقل مقارنةً بالبنزين نظرًا لأصله الحيوي، على الرغم من أن التأثير البيئي الكلي يختلف حسب المحصول المستخدم ومدخلات الطاقة وطرق الإنتاج.

(ج) القابلية للتحلل الحيوي
الإيثانول قابل للتحلل الحيوي بسرعة في البيئة دون ترك بقايا ضارة.

مزايا الإيثانول

• متجدد: يُنتج من مصادر متجددة مثل المحاصيل، مما يجعله وقودًا أكثر استدامة مقارنة بالوقود الأحفوري.

• يقلل الغازات الدفيئة: كوقود حيوي، يساعد في تقليل البصمة الكربونية للبنزين والديزل عن طريق خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

• قوة مذيب: الإيثانول مذيب فعال في العمليات الصناعية ومواد التنظيف والأدوية.

• رقم أوكتان مرتفع: عند استخدامه في خلطات البنزين، يزيد من رقم الأوكتان، مما يحسن أداء المحرك.

• احتراق نظيف: يحترق الإيثانول بشكل أنظف من البنزين، مما يقلل من الانبعاثات الضارة مثل أول أكسيد الكربون والجسيمات.

الاتجاهات الحالية في استخدام الإيثانول

• إنتاج الوقود الحيوي: صناعة الإيثانول كوقود حيوي في تزايد، مع زيادة استخدام خلطات E85، والمركبات متعددة الوقود (FFVs)، والجهود الوطنية لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

• الإيثانول من الجيل الثاني: يكتسب البحث في الإيثانول السيلولوزي، المستخلص من المواد النباتية غير الصالحة للأكل (مثل الخشب والأعشاب ومخلفات الزراعة)، زخمًا كمصدر وقود حيوي أكثر استدامة وكفاءة.

• الإيثانول في الصناعات الدوائية ومستحضرات التجميل: من المتوقع زيادة استخدام الإيثانول في الأدوية ومنتجات العناية الشخصية بسبب الطلب المتزايد على البدائل الطبيعية والقابلة للتحلل الحيوي للمواد الكيميائية الصناعية.