Các phương pháp sản xuất cồn khô

Cồn khô được sử dụng rất rộng rãi trong các nhà hàng, khách sạn hay trong gia đình bởi giá thành của cồn khô khá rẻ, chi phí ban đầu thấp hơn nhiều các loại sản phẩm tạo nhiệt khác, đặc biệt cồn khô sử dụng còn an toàn và linh động không gây cháy nổ như các loại bình ga mini.

1, Phương pháp điều chế cồn khô có sử dụng Calci acetat bão hoà

Khi trộn Calci acetat bão hòa trong dung môi nước với rượu thì sẽ tạo thành cồn khô dưới dạng keo Calci acetat. Kết quả trên có thể được giải thích bằng “phương pháp thay dung môi”: Khi thông số trạng thái thay đổi làm cho hóa thế cấu tử tồn tại trong môi trường phân tán trở nên lớn hơn ở trạng thái cân bằng, do đó xu hướng của quá trình sẽ diễn ra theo chiều chuyển về trạng thái cân bằng, tức là pha mới được tạo ra. Trong phương pháp này dung môi được thay thế, tức là thay đổi thành phần môi trường. Do vậy, Calci acetat bão hòa trong môi trường nước, nhưng nó trở thành quá bão hoà trong môi trường rượu - nước (Calci acetat không tan trong rượu) nên quá trình ngưng tụ sẽ xảy ra.

Hình 1.1 : Quy trình điều chế cồn khô bằng phương pháp Calci acetat bão hòa
 

Trong phương pháp này cồn khô được điều chế từ 75 ml rượu Etylic (Etanol)và 10 ml Calci acetat bão hoà (được điều chế từ 3g Calci acetat và 10ml nước)17 tương ứng với tỷ lệ 7,5:1. Và từ 40ml Etanol và 10 ml Calci acetat bão hoà.

2, Phương pháp điều chế cồn khô có sử dụng acid béo và kiềm

  2.1 Trong alcol nóng, acid béo được hòa tan tốt hơn và phản ứng nhanh với kiềm tạo thành một tác nhân tạo gel là xà phòng acid béo và nước.

C17H35COOH + NaOH -----> C17H35COONa +H2O
Natri stearat được tạo thành sẽ hòa tan một phần trong nước và hình thành một lớp vỏ cứng. Khi đó rượu sẽ thấm vào lớp vỏ cứng này và tạo thành cồn khô
  2.2 Sản phẩm
 =>  Sản phẩm thu được có các ưu điểm sau:
+ Không bị hoá lỏng trong suốt quá trình cháy.
+ Vẫn duy trì được hình dạng ban đầu của nó.
+ Sản phẩm cháy sạch, không có bồ hóng.
+ Khi cháy không có khói, không mùi và ngọn lửa có thể nhìn thấy được.

Trong thành phần của nhiên liệu cồn khô dạng gel này cũng có thể được trộn vào một số chất mà vẫn không có ảnh hưởng bất lợi đến tính chất của sản phẩm. Các chất đó có thể là: thuốc nhuộm (như Phenolphtalein, Rose Bengal) dùng để chỉ thị hoặc để gia tăng giá trị thẩm mỹ cho sản phẩm; những chất dùng để tạo màu ngọn lửa như muối Natri và muối Kali của Nitrat và Clorat, cũng như các muối của Li, Bo, Cu…Những thành phần này chỉ được sử dụng với một lượng nhỏ, thường thì sử dụng không vượt quá 1% khối lượng và thích hợp nhất là 0,5%.
 
3, Phương pháp điều chế cồn khô có sử dụng dẫn xuất Cellulose với một lớp ngăn chặn sự hydrat hóa.

Ở vùng pH của dung dịch nhỏ, chính các nhóm ion được ion hoá gây tác dụng qua lại làm cho mạch phân tử có phần bị co lại, nên độ nhớt cũng giảm. Khi tăng pH của dung dịch thì mạch phân tử của các chất cao phân tử điện li giãn ra do sự ion hoá tăng lên, nên độ nhớt của dung dịch cũng tăng lên. Do đó khi trộn lẫn các thành phần nước, cồn, Hydroxypropyl methyl cellulose được thực hiện bằng cách hạ thấp độ pH của hỗn hợp. Sau đó độ pH của hỗn hợp được tăng lên làm tăng độ nhớt và cồn được chuyển sang dạng gel.
(1): Trước tiên trộn 200 ml cồn với 50 ml nước.
(2): Sau đó 10g Methocel J75 MS được thêm vào, thu được dung dịch sệt có chứa nước.
(3): Đỗ dung dịch sệt này vào vật chứa có chứa sẵn một lượng chất kiềm đủ để tăng pH đến 8 hoặc trên 8 (lượng Natri hydroxid sử dụng là từ 2 đến 4 gram). Sự tạo gel sẽ lập tức xảy ra.

Hình 1.2 Sơ đồ điều chế cồn khô có sử dụng dẫn xuất Cellulose với một lớp ngăn chặn sự hydrat hóa
 

Nhiên liệu cồn khô được điều chế theo phương pháp này gồm có:
+ 10g Methocel J75 MS
+ 50g nước
+170g rượu
+ 2-4g NaOH
+ Và một lượng rất ít Alumin trihydrat được thêm vào để ngăn chặn
      => Sản phẩm được tạo thành có các đặc điểm như:
+ Hạn chế sinh ra thành phần độc hại khi cháy.
+An toàn và tiện lợi khi vận chuyển và sử dụng

4, Phương pháp điều chế cồn khô có sử dung nhiên liệu vô cơ

   4.1 -  Cho 72g Silic dioxid và 1,2g Calci hydroxid vào 2 874g Etanol và khuấy nhanh khoảng 1,5 phút.
+ Sau đó thêm vào 54g Hydroxypropyl cellulose và trộn đều.
Hỗn hợp này sẽ đông đặc dần cho đến khi giống như một khối gel đồng nhất (khoảng 1,5 giờ).

  4.2 -  Cho 6g Silic dioxid, 6g Titan dioxid và 0,1g Calci hydroxid vào 2898g
+ Sau đó thêm vào 90g Hydroxypropyl cellulose và trộn đều.

  4.3 - Cho 6g Silic dioxid, 6g Nhôm oxid vào 1 026g Etanol.
+ Cho vào 84g Metylhydroxybutyl và trộn khoảng 10 phút (với vận tốc
+ Sau đó thêm vào 374g nước.
+ Sau 20 phút cho vào thêm 1 504g Etanol sẽ thu được khối gel đồng nhất.

Để có cồn 100% ta phải tìm cách loại nước khỏi dung dịch cồn. Trên thị trường hiện có bán loại cồn nồng độ 90%. Để tách được nước thì đơn giản nhất là dùng phương pháp hóa học với các hóa chất sẵn có. Cách đơn giản nhất là dùng muối đồng sulfat khan (tinh thể màu trắng) để hấp thụ nước có trong cồn. Tiến hành loại nước nhiều lần để loại bỏ nước trong cồn triệt để.

Xét về nguyên lý cấu tạo, cồn khô được làm từ rượu Etylic và các phụ gia khác.  Nếu làm đúng như công thức này, cồn khô thực sự là một thứ chất đốt hữu hiệu và an toàn. Nhưng hiện nay vì mục đích kinh tế mà một số người bất chấp tới sức khỏe của người tiêu dùng trộn rượu Metylic vào để sản xuất cồn khô, do giá thành của rượu Metylic rẻ hơn rất nhiều so với rượu Etylic, và chủ yếu là cồn khô không nhãn mác, không rõ nguồn gốc xuất xứ. Vì khi đốt lên, metylic sẽ bị cháy ít nhiều, làm giảm nguy cơ độc hại với cơ thể. Phần không cháy hết bị bốc hơi mới là tác nhân chính gây hại cho cơ thể.