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유용한상식
2009.09.11 13:07

발효에 의한 에탄올 제조법

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발효에 의한 에탄올제조법


술만드는 방식과 비슷한방식으로 만드시면 되는데요. 

포도당과 효모를 넣은용액을 밀봉 보관을 하시면 됩니다.

밀봉보관을 하지않으실경우 아세트산발효로인해 아세트산으로 산화될수있으니 

이것만 주의해주시기만 하시면 에탄올을 제조하실수 있습니다. 


분류하는방법은 분별증류법을 이용하여 분류하시기 바랍니다.


분별증류




1. 분별증류장치의 원리

 

분별증류의 원리는 간단합니다. 

일단 분별증류를 하려는 근본적인 이유는 어떠한 물질을 분류하려는 것입니다.

분별증류는 액체만의 고유한 특징  즉 끓는점의 차를 이용하는것입니다.  두가지 이상의 액체가 섞여있는것을 플라스크에 넣어서 끓입니다.  그러면 끓는점이 작은물질이 먼저 끓어서 기체로 변하게 됩니다.


이때 끓어서 기체가 된 물질이 작은 관을 통하여 냉각수가 흐르는 관으로 흘러들어 갑니다.

그러면 그 기체의 물질의 온도가 끓는점보다 낮게 되면 다시 액체로 변하게 됩니다.  그러면 먼저 끓은 물질은 분류되어 나오고게 됩니다.  그런데 플라스크에 남아잇는 액체혼합물은 어떻게 될까요??

 

이 때 플라스크의 남아있는 액체의 온도는 일정하게 유지됩니다.

 

예를들어 물을 끓일때 물의 온도가 차츰 올라가서 100도에 이르게 됩니다.

그러면  물이 상태변화 즉 액체에서 기체로 변하게 됩니다. 이때 물의 온도는 100도로 유지가 되는데  그이유는 물이 상태변화할때 열을 모두 흡수 하게되기 때문입니다. 

 

따라서 한가지 물질이 모두 기체상태가 될때까지 남아잇는 물질은 계속 액체로 남아 있을수 있기 때문에 분류를 할수가 있습니다. 물과 에탄올을 분류하는 경우를 생각 하면  물의 끓는점은 약 100도이고 에탄올은 약 78도 입니다. 물과 에탄올은 물과 우유처럼 잘 섞입니다.  두 물질을 섞어서 플라스크에 넣은 후 끓입니다.

 

그러면 온도가 차츰 올라가다가 78도쯤 에서 온도가 멈춥니다. 그리고 혼합물에서 기체가 끓게 됩니다. 이때 혼합물의 에탄올이 다 끓을때까지 온도는 78도로 유지하게 됩니다. 그리고 에탄올이 다 끓게되면 온도가 다시 올라가기시작해서 100도에 이르면 다시 남아있는 액체가 다 끓을 때까지 100도가 유지됩니다.

 

이런 원리로 분별증류를 할 수 있으며  한 예로 원유를 분별증류 하여 우리가 필요한 용도로 나누어 쓰게 됩니다.


 

2. 냉각수를 아래에서 위로 주입하는 이유

 

냉각수를 아래에서 넣는 방법은 기계를 사용하거나 하는 다양한 방법이 있습니다.

냉각수를 위에서 넣는 이유는 효율성에 있습니다.









목적

끊는점이 다른 2종 이상의 액체의 혼합물을 분별증류로 각각의 성분을 분리해 낸다. 
 


실험방법및 결과


 
1.  250ml 둥근 바닥플라스크에 메탄올과 에탄올을 1:1의 비율로 혼합하여 넣고 

     hempel column을 연결하여 장치한다.
(충전물은 유리공이 좋으나, 없으면 작은 유리관을 길이 1.5cm로 절단한 조각들을 사용)


  2.  온도계의 수은주가 column의 가시 약간 아래쪽에 위치하도록 코르크마개로 고정한다.

 
 3.  가열을 하면서, 1분간에 약 2ml(60방울)가 유출되는 속도로 조절한다.

 
 4.  유출분을 온도별로 구분하여 모아둔다.

 

증류는 불순물을 포함해서 액체를 정제하는데 가장 중요한 실험조작법으로 휘발성의 차이를 

이용하여 액체를 혼합물로부터 각 성분을 분리하는 조작을 말한다.


증류의 종류에는 단순증류, 분별증류, 감압증류, 진공증류가 있다.


단순증류로는 각 성분의 비점 차이가 작을 경우에는 분리가 불가능하며 분리하는데도 단순 

증류로서는 수없이 반복해야 가능한 것이다.


그러나 분류관을 사용해서 분별증류를 행하면 간단히 분리할 수 있게 된다.


이러한 경우 이 조작을 계속적으로 행해지도록 하기 위하여 분류고한이 사용된다.


분류관의 종류로는 vigreux column, hemple column, wimder column가 있다.


분류관은 증기의 부분적인 응축과 응축액의 부분적인 증기화를 계속할 수 있는 효능을 갖도록 설계된 것으로 증기와 응축액간의 접촉면이 커서 쉽게 열평형에 도달할 수 있도록 만들어진 것이다.


어떤 형태의 분류관을 사용하든간에 분류효과를 좋게 하려면 증류속도를 느리게 해서 위로 올라가는 증기와 응축해서 아래로 떨어지는 액체간에 열평형이 성립되도록 해야 한다.


단순증류에서는 액체가 조용히 끓고 보통 분당 20∼40방울(1∼2ml)의 일정한 속도로 천천히 증류되도록 가열 속도를 조절한다.


분별증류나 진공증류의 경우에는 속도를 더 느리게 한다.


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