ALCOOL

Enciclopedia Italiana - I Appendice (1938)

ALCOOL (alcool etilico, etanolo: C2H5OH; II, p. 256)

Domenico Meneghini

I processi industriali di fermentazione alcoolica non hanno subito modificazioni degne di nota. Nella fermentazione dei sughi zuccherini si cerca di riutilizzare i fermenti, per ridurre al minimo la prolificazione che si ha nella prima fase della fermentazione ordinaria. In questo processo di ripresa dei lieviti (Usines de Melle) i saccaromiceti, appena terminata la fermentazione principale, vengono estratti per centrifugazione e riportati ancora in piena vitalità nei sughi zuccherini da fermentare. In tal modo viene ridotto il consumo di zucchero per l'accrescimento delle cellule e si elimina il periodo di incubazione e prolificazione dei fermenti, la capacità produttiva delle tinaie risulta aumentata e una più rapida fermentazione conduce ad alcool più puro.

Molte distillerie d'alcool, che lavorano direttamente sughi di bietole, tendono oggi a preferire sistemi di diffusione continua, in sostituzione alle batterie di diffusori in uso presso gli zuccherifici (v. zucchero, XXXV, p. 1035). Il processo che ha trovato più numerose applicazioni, specialmente in distillerie francesi e che si è introdotto anche in Italia (a Tresigallo, Ferrara) è quello realizzato da Olier. In questo processo la batteria di diffusori è sostituita da una colonna cilindrica, divisa in più tronchi verticali, raccordati fra loro ad U. La colonna è percorsa in modo continuo da una catena senza fine la quale trasporta una serie di piatti o dischi forati fra loro equidistanti. Le fettucce di bietola vengono introdotte a un estremo della colonna, fra disco e disco, e percorrono così in controcorrente con acqua a 60°-70° tutto il sistema, uscendo, completamente esaurite, dall'estremo opposto della colonna.

I consumi sempre crescenti di alcool da parte di molte industrie e in special modo come carburante, hanno condotto alla ricerca di piante capaci di fornire sostanze zuccherine o amilacee trasformabili in alcool per fermentazione. Mentre, un tempo, per la produzione dell'alcool dal saccarosio della canna da zucchero o della bietola veniva quasi esclusivamente adoperato il melasso, residuo della fabbricazione dello zucchero, oggi grandi quantità di alcool vengono ottenute dalla fermentazione diretta dei sughi di spremitura o di diffusione della canna o della bietola, e l'industria si va anche orientando verso lo sfruttamento di altre piante zuccherine, specialmente del sorgo, graminacea i cui steli di qualche varietà, ad es., del sorghum saccharatum, possono contenere circa 12 ÷ 18% di zuccheri fermentabili. Mentre la resa media in alcool per ettaro di terreno coltivato a bietola si aggira sui 25 ÷ 30 ettolitri calcolati anidri (ha.), essa può raggiungere i 35 ÷ 40 ha. per ettaro coltivato a sorgo.

La preparazione dell'alcool dal legno ha oggi applicazione industriale. Le molecole della cellulosa, che forma il 40-60% del legno, contengono, come quelle degli amidi, gruppi analoghi a quelli che costituiscono le molecole degli zuccheri fermentabili (v. cellulosio, IX, p. 669). Per la saccarificazione del legno (trasformazione della cellulosa in zuccheri fermentabili) si può impiegare l'anidride solforosa o l'acido solforico; migliori risultati si ottengono con acido cloridrico gassoso (processo Prodor) o in soluzioni concentrate (Rhenania). Il legno (trucioli, segatura) viene trattato prima in percolatori con acido cloridrico concentrato, poi si fa il vuoto per ricuperare l'acido; in tal modo la cellulosa viene idrolizzata e trasformata in zuccheri fermentabili (processo Willstatter-Zechneister-Bergius). Da una tonn. di legno si possono così ottenere fino a 2,5 ha. di alcool.

Alcool sintetico. - Il processo di riduzione con idrogeno dell'aldeide acetica, ottenuta per sintesi dall'acetilene è stato ripreso nel 1920-24 in Germania, ma è stato poi abbandonato perché antieconomico. Infatti una tonnellata di alcool dal carburo richiede un eguale peso di aldeide, cioè 625 kg. di acetilene, ossia 2 tonn. di carburo di calcio, oltre a 650 mc. di idrogeno.

Migliori prospettive economiche presenta la sintesi dell'alcool dall'etilene, quando questa produzione sia collegata alla fabbricazione del solfato ammonico da ammoniaca sintetica, prodotta da idrogeno dei gas di cokerie, i quali contengono da 1 a 3% di etilene. Nella separazione dell'idrogeno, per la sintesi dell'ammoniaca, si arriva a un miscuglio gassoso col 20-30% di etílene, che viene fatto reagire su acido solforico concentrato, contenente acido etilsolforico (C2H5 HSO4) preformato come catalizzatore:

L'acido etilsolforico, per diluizione con acqua, saponifica:

dando alcool e acido solforico diluito. Quest'ultimo dovrebbe essere riconcentrato per tornare in ciclo nella (1), ma questa operazione riesce troppo costosa e con perdite di SO2. La reazione (2) può essere realizzata (processo Usines de Béthune) in una colonna a piatti, percorsa in controcorrente da vapor d'acqua e ammoniaca gassosa. L'acido solforico viene fissato come solfato ammonico e l'alcool costituisce un sottoprodotto della sintesi dell'ammoniaca. Da 1 tonn. di carbone si ottengono 19-20 litri d'alcool al 100%.

Alcool assoluto. - Le costanti fisiche più importanti dell'alcool etilico puro anidro sono: peso specifico: 0,7894 a 20°/4°; 0,7942 a 15°/4°. Punto di ebollizione: 78°,32. Temperatura di infiammazione: 12°. Tensione di vapore in mm. di Hg: a 0°: 12; a 20°: 44 ; a 80°: 812,91; a 100°: 1697,55; a 150°: 7318. Calore specifico in calorie: a 0°: 0,548; a 80°: 0,769. Calore di evaporazione in cal/g.: a 0°: 220,9; a 40°: 218,7; a 80°: 206,4.

I metodi industrialmente adottati per ottenere alcool "assoluto" (> 99,6%) cioè praticamente anidro, partendo da alcool rettificato a 95% o da spirito greggio, o direttamente dai liquidi fermentati (vini), possono essere divisi in due gruppi, secondo che vengono utilizzati, come prodotti disidratanti, materiali solidi o liquidi.

Como mezzi solidi per la disidratazione viene utilizzata la calce viva (processo Merck-Darmstadt) oppure il solfato di calcio semidrato (processo I. G. Farbenindustrie). Con la calce il processo è discontinuo e si applica ad alcool greggio o rettificato, almeno a 94%. Per 100 l. di alcool assoluto si consumano circa 25 kg. di calce. Usando invece il solfato di calcio semidrato (ottenuto dal gesso crudo per riscaldamento a 175°-185°) il processo è continuo e può essere applicato anche con alcool greggio a 90%. Lo spirito da disidratare viene vaporizzato e i vapori d'alcool e d'acqua passano in un cilindro dove incontrano in controcorrente polvere di gesso semidrato, il quale fissa l'acqua trasformandosi in bi-idrato (CaSO4•2H2O) che viene rigenerato in un secondo cilindro rotante, con aria surriscaldata (a 180°), e rientra in ciclo. Le perdite di gesso sono di 1-1,5 kg. per 100 l. d'alcool assoluto.

I processi di disidratazione con mezzi liquidi si possono pure dividere in due gruppi secondo che il liquido aggiunto agisce per azeotropismo (v. distillazione, XIII, p. 38), oppure esercita sullo spirito una diretta azione disidratante. Nei processi che lavorano per azeotropismo il liquido trascinante è costituito da miscele di benzina e benzolo, o benzina ed esaidrobenzolo (cicloesano), oppure da tricloroetilene stabilizzato (Drawinol). Questi liquidi trascinanti devono avere basso calore di vaporizzazione, devono presentare una miscibilità minima verso l'alcool ed elevata verso l'acqua, per la loro tensione superficiale si devono separare con facilità dall'alcool e non devono esercitare azioni corrosive sui metalli degli apparati di distillazione né azioni chimiche con l'alcool da disidratare.

Nel processo Ricard-Allenet, largamente applicato dall'industria, il liquido trascinante è costituito da benzina e benzolo. Lo spirito da disidratare entra in una colonna principale dove distilla la miscela acquoso-alcoolica con benzina-benzolo. Dalla sommità della colonna si eliminano i vapori del miscuglio azeotropico con tutta l'acqua, mentre l'alcool anidro defluisce dalla base della colonna. Il miscuglio azeotropico, dopo condensazione, si separa in due strati. Nello strato inferiore si concentra praticamente tutta l'acqua, mentre quello superiore, più leggiero, specialmente ricco in benzina-benzolo, ritorna in ciclo nella colonna principale. Lo strato inferiore acquoso passa invece in una colonna ausiliaria, dalla quale, superiormente, escono i vapori di benzina-benzolo (che rientrano in ciclo nella colonna principale), mentre il liquido acquoso-alcoolico che defluisce dalla base della colonna ausiliaria passa in una terza colonna per essere ricondotto a 94-95% e rientrare così nella colonna principale. In tal modo dalla base di questa si ha continuamente l'alcool assoluto, mentre l'acqua viene eliminata dalla base della terza colonna. Secondo recentí brevetti di E. Merck, la distillazione può anche effettuarsi sotto pressione, fino a 10 atm.

Fra i molti liquidi disidratanti per azione diretta che sono stati proposti hanno trovato pratica applicazione industriale: la glicerina anidra sola o con il 25% di K2CO3 anidro (processo Mariller), che viene successivamente disidratata per evaporazione sotto vuoto, prima di rientrare in ciclo, oppure soluzioni alcooliche di acetato e laurinato potassico. Larga applicazione ha trovato anche il processo Hiag (Holzverkohlungsindustrie A. G.) che utilizza una miscela di acetato potassico (70%) e acetato sodico (30%) anidri. Nel processo Hiag lo spirito da disidratare arriva, preriscaldato, nella parte inferiore di una colonna di distillazione e disidratazione, avente alla base un corpo evaporante a fascio tubolare. I vapori d'alcool e d'acqua incontrano nella colonna, in controcorrente, la soluzione alcoolica di acetato sodico-potassico che si idrata. Dalla testa della colonna escono i vapori d'alcool anidro, che passano a un'eventuale colonna di rettifica e al refrigerante, mentre la soluzione salina che si è idratata esce dalla base della colonna principale per passare in una colonna secondaria, a piatti, riscaldata a vapore indiretto, dove si libera dai vapori d'alcool e flemme che rientrano nella colonna principale. La miscela degli acetati idrati viene portata in un disidratatore, dove viene resa anidra per riscaldamento a 300°-350° con vapore indiretto surriscaldato, dal quale, ridisciolta in alcool assoluto, rientra in ciclo in testa alla colonna principale.

Alcool carburante. - V. carburanti, App.

Produzione. - Fino a pochi anni or sono in Italia l'alcool veniva prodotto prevalentemente dal melasso, e solo una minima parte veniva consumato come combustibile nei motori a carburazione.

I primi provvedimenti legislativi italiani per l'uso dell'alcool carburante furono provocati dalla sovrabbondante produzione vinicola del 1929. Per collocare grandi partite di vino trasformate in alcool, il 25%. della produzione d'alcool avrebbe dovuto essere ceduta agl'importatori di benzina (r. decr. legge 14 febbraio 1930). Le difficoltà di ottenere miscele stabili con l'alcool al 95% hanno condotto alla legge 18 giugno 1931 n. 874, la quale prescrisse che l'alcool da mescolare alla benzina dovesse essere prima disidratato fissandone il prezzo.

Il problema dell'impiego dell'alcool come carburante è entrato in fase risolutiva nel 1935-36. L'assedio economico attuato ai danni dell'Italia e le necessità della guerra etiopica hanno fatto accelerare la realizzazione del programma predisposto dalle corporazioni competenti, secondo il quale l'alcool carburante doveva essere prodotto direttamente ed esclusivamente dalle bietole, lasciando agli ordinarî consumi l'alcool ottenuto dalle altre materie prime (vino, melasso, mais, ecc.).

La legge 17 febbraio 1936, n. 342 fa obbligo di tenere a disposizione dei produttori o importatori di benzina tutto l'alcool ottenuto direttamente dalle bietole, previa disidratazione. In via di massima venne stabilita l'aggiunta del 20% in vol. di alcool assoluto alla benzina prodotta o importata. Queste disposizioni sono state poi estese all'alcool ottenuto dal sorgo. (v. anche carburanti, App.).

La produzione di alcool assoluto da bietole da 131.376 ha. del 1935, passò a 361.226 ha. nel 1936. Vennero costruiti nuovi impianti; distillerie esistenti vennero ampliate; la potenzialità di produzione giornaliera in alcool disidratato si elevò nello stesso 1936 da 1500 a 8500 ha., per salire a 14.200 ha. nel 1937. Le distillerie italiane che lavorano direttamente bietole per produrre alcool assoluto sono in totale 23, di cui 10 nell'Emilia, 8 nel Veneto e 1 rispettivamente in Lombardia, Marche, Umbria, Abruzzo e Campania.

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