تهیه الکل از سیب زمینی

تاریخچه پیدایش سیب زمینی

سیب زمینی به عنوان مهم ترین ماده غذایی بشر در طول سالیان طولانی شناخته شده است. این ماده غذایی برای اولین بار در کوه های آند آمریکای جنوبی یافت شد. اسپانیایی ها اولین قومی بودند که سیب زمینی را به اروپا آوردند و از آن به بعد بود که سیب زمینی به عنوان یک ماده غذایی اصلی بر سر سفره های مردم اروپا سر برآورد. چرا که دسترسی به آن را قابل اطمینان تر از گندم می دانستند. در ایران نیز اولین بار میرزا ملکم خان سیب زمینی را وارد کشور کرده است.

سیب زمینی به عنوان مهم ترین ماده غذایی بشر

ارزش غذایی سیب زمینی

سیب زمینی متعلق به یک خانواده 2000 گونه ای است. در بین این خانواده تنها 8 گونه به عنوان کشت استفاده می شود. از بین این 8 گونه، گونه ای بسیار بیشتر از بقیه و اکثرا در مناطق معتدل و مرطوب قابل کشت است به نام گونه‌ي Solanum tuberosum.

بر خلاف تصور برخی از مردم که سیب زمینی را بدون ارزش غذایی خاصی می دانند، باید گفت اتفاقا این ماده غذایی سرشار از مواد مغذی کربوهیدرات هستند و منبع خیلی خوبی برای ذخیره انرژی است. نشاسته که مهم ترین ماده اصلی تشکیل دهنده سیب زمینی است، معمولا بین 9 تا 25 درصد آن را شامل می شود. در ضمن این ماده بالاترین مقدار پروتئین (در حدود 2 درصد) را در میان محصولات ریشه ای هم خانواده خود دارد. جالب است بدانید سيب‌‌زميني سرشار از ويتامين C نيز است.

کاربرد سیب زمینی در تهیه الکل

امروزه الکل را بیشتر از غلات تخمیری مانند ذرت، برنج و گندم تهیه می کنند. اما روش های دیگری نیز برای تهیه الکل وجود دارند که خیلی مرسوم نیستند مانند تهیه الکل از سیب زمینی، میوه یا حتی قند میوه.

بيواتانول C2H5OH

الکل ها خانواده بزرگی را تشکیل می دهند. در این میان بیواتانول یکی از اعضای خانواده الکل هاست که دارای قابلیت حل شوندگی در آب و حلال های آلی می باشد. نقطه انجماد این الکل 115- درجه سانتی گراد و نقطه جوش آن 78 درجه سانتی گراد است. اتانول يا بيواتانول الکلی است که می توان آن را از سیب زمینی تهیه کرد. این الکل پتانسیل آن را دارد که به عنوان سوخت خودرو ها جای بنزین مصرفی را بگیرد. بيواتانول به علت داشتن مقادیر بالای عدد اکتان در موتورهای مشتعل شونده جرقه ای به کار می رود.

کاربرد هاي الکل تولید شده از سیب زمینی

کاربرد به عنوان حلال و پاک کننده رنگ نقاشی، لاک ناخن و …

کاربرد در صنعت دارویی و پزشکی به عنوان الکل ضدعفونی

کاربرد در صنعت اتانول (استالدئيک) و اسيد اتانوئيک (اسيد استيک)

کاربرد به‏عنوان سوخت (به‏ طور خالص يا مخلوط با بنزين و گازوئيل)

کاربرد به‏ عنوان سيال در ترمومترها

کاربرد در نگهداری از نمونه های بيولوژيکي در موزه ها

تهیه الکل از سیب زمینی

برای تولید الکلی که از محصولات زمین های کشاورزی تهیه می شود، به مقادیر زیادی از زمین های حاصل خیز  که دارای آب کافی و خاک مناسب می باشد، نیاز داریم. در نتیجه ایده تهیه الکل از سیب زمینی برای برخی کشورها که با محدودیت منابع طبیعی و کشاورزی مواجه می باشند، مانند برخی کشورهای اروپای غربی، منطقی و عاقلانه نیست. مثلا در کشوری مانند آلمان که سبک زندگی آن ها منجر به مصرف مقادیر بالایی از سوخت های فصیلی شده، اگر تمام سطح کشور نیز با غلات پوشیده شود باز هم پاسخگوی نیاز به سوخت نیست.

الکل تولید شده از سیب زمینی

البته ایده بسیار کاربردی و جذاب این است که به جای در نظر گرفتن زمین های کشاورزی وسیع و بکر از زائدات زمین های کشاورزی و دامپروری مانند ساقه نیشکر، کاه و جوب ذرت که دور ریختنی می باشند، برای ساخت الکل استفاده شود.

برای آشنا شدن با طرز تهیه الکل از سیب زمینی ابتدا باید بدانید که به مواد قندي، مواد نشاسته اي و مواد ليگنو سلولزي نیاز داریم. دو مرحله خیلی مهم در این فرایند وجود دارد که در اینجا به ذکر آن می پردازیم:

هيدروليز

طی واکنشی شیمیایی به نام هیدرولیز، پلی ساکاریدهای پیچیده ای که در مواد خام اولیه وجود دارند به قندهای ساده ای از جمله فروکتوز و گلوکوز تبدیل می شوند. اسید ها و آنزیم ها در فرآيند تبدیل بيوماس به بيواتانول به عنوان کاتاليزگر عمل می کنند. با کشف و تکامل آنزيم هايی که مقاومت زیادی نسبت به دما‌هاي بالا دارند، هيدروليز آنزيمي جای هيدروليز اسيدي نشاسته را که يک روش سنتي در این زمینه بود گرفته است.

تخمير

تخمیر به واکنش های شیمیایی تبدیل کننده قندها به الکل (بیواتانول) می گویند. واکنش تخمير به کمک یک سری مخمرها و باکتري ها اتفاق می افتد. بيواتانول و دي ا‌کسيدکربن مواد تولید شده در این واکنش شیمیایی هستند. یکی از اصلی ترین باکتری های موردنیاز برای تخمیر قندهای 6 کربنه ساکارومايسس سرويزيه1 نام دارد.

فواید الکل

برزیل از جمله اولین کشورهایی بود که ایده استفاده از الکل به عنوان سوخت مصرفی اتومبیل ها را سرلوحه کار خود قرار داد. کمبود منابع سوخت های فسیلی در این کشور باعث شد به فکر چاره ای برای جبران این مشکل بیفتند.

جایگزینی الکل به جای سوخت های فسیلی

ژاپنی ها هم که به دنبال افزایش روز افزون قیمت نفت در جهان و بی ثباتی ارزش آن، بیش از هر زمان دیگر به فکر راه چاره ای برای کاهش وابستگی خود به نفت افتادند. آن ها به روش هایی برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر و پاک، از جمله تهیه الکل از سیب زمینی و سایر غلات روی آوردند.
یکی از فواید ساخت الکل از سیب زمینی یا سایر محصولات کشاورزی، فواید محیط زیستی و اقتصادی است. سوخت حاصل از الکل چه به صورت خالص باشد و چه ترکیبی، اثرات سوء سوخت های فسیلی را بر محیط زیست ندارد.
در میان الکل ها، متانول و اتانول را می توان از نفت خام یا گاز تهیه کرد و هر دو قابلیت جایگزینی با سوخت های فسیلی را دارند. اما اتانول به دلیل اینکه از مواد آلی که تجدید پذیرند مانند دانه های گیاهی و یا چغندر قند نیز به دست می آید، برای کشورهات اهمیت بیشتری دارد.

الکل طبیعی با الکل صنعتی متفاوت است. الکل طبیعی کاملا شفاف و سفید است و فواید الکل طبیعی در ضدعفونی کردن دست هاست. الکل طبیعی را حتما باید از مراکز بهداشتی تهیه کرد. الکل صنعتی رنگی و بدبو است و برای مصارفی همچون روشن کردن آتش از آن استفاده می شود. لذا مصرف خوراکی الکل صنعتی به میزان کم هم خطرات جبران ناپذیری مانند نابینایی فرد یا حتی مرگ او را به همراه دارد.

حرف آخر

از آنجا که سوخت های فسیلی مانند بنزین، تجدید پذیر نیستند و مسائل زیست محیطی را برای جوامع به همراه دارند و بسیار به قیمت ارز و واردات و صادرات وابسته هستند، هم چنین با توجه به اینکه هر ساله حجم عظیمی از سیب زمینی در کشور ما به عنوان ضایعات دور ریخته می شوند، این یک فرصت است برای تهیه الکل از سیب زمینی به عنوان جایگزین سوخت های فسیلی.باشد که غنیمت شماریم.