ALKOHOL (arap. al kuhl; etilni alkohol, etanol, spiritus vini), C₂H₅OH, najvažniji spoj iz skupine alkohola. Stvara se alkoholnim vrenjem iz ugljikohidrata. U tragovima dolazi u atmosferi, oborinama i tlu. Normalno ga ima nešto u životinjskom tkivu i krvi, a dolazi i u bilju i u nekim plodovima.

Alkoholna su pića poznavali ljudi već u prethistorijsko doba (vino, pivo i dr.), no alkohol ili špirit znali su priređivati istom alkemisti oko g. 900 pos. Kr., kad su naučili »peći« rakiju i destilirati alkoholne tekućine. U 13. st. upotrebljavali su ga već kao lijek i nazivali aqua ardens, a kasnije spiritus vini (njem. Weingeist). Ime alkohol dao mu je Paracelsus u 16. st. prema arapskoj riječi al-kohol, kojom su Arapi nazivali općenito fini prašak.

A. je u čistom, bezvodnom stanju, bezbojna, žitka i upaljiva tekućina, koja lako hlapi i jako lomi svijetlo. Ugodna je mirisa. Miješa se s vodom u svakom omjeru i pritom se zagrije uz smanjenje obujma (kontrakcija volumena). Iz 52 cm³ alkohola i 48 cm³ vode nastaje samo 96,3 cm³ razvodnjenog alkohola. Specifična težina čistog, bezvodnog alkohola iznosi 0,79425 kod 15° C. Čisti alkohol vri kod 78,3° C pod tlakom od 760 mm Hg, a ledi se kod —112,3° C. Vrelište smjesâ vode i alkohola leži između vrelišta čistih komponenata. Zagrijavanjem takvih smjesa, radi lakše hlapljivosti alkohola, sadržavat će pare i destilat više alkohola. Na tom se osniva dobivanje visokopostotnog alkohola iz alkoholnih tekućina putem destilacije. Ponovnom destilacijom dobiva se alkohol s najviše 97% vol. Ako hoćemo dobiti 100%-tni t. zv. apsolutni alkohol, moramo se služiti posebnim kemijskim ili fizikalno-kemijskim metodama.

Etilni alkohol djeluje antiseptički, napose 70%-tni. Ako se uživa umjereno i u razrijeđenom stanju (alkoholna pića), nije štetan po organizam i potiče probavu. U većim je koncentracijama jak otrov za sva niža i viša živa bića.

Čisti alkohol prerađuju samo djelomice u žestoka pića (oko 15% troši industrija likera, ruma, voćnih rakija i esencija). Najveći dio alkohola troši se kao pogonski materijal (miješanje s benzinom ili čist), za rasvjetu, kao topilo u industriji lakova, kao sredstvo za ekstrakciju, kao sirovina za proizvodnju etilklorida, etilacetata, kloroforma etera i t. d., za proizvodnju octa, za boje, celuloid, celon, uljne esencije, umjetnu kožu, u farmaceutskoj industriji i ljekarnama, u industriji mirisa, u industriji eksploziva i t. d.

Alkohol se dobiva najvećim dijelom alkoholnim vrenjem. Tako se priređuju goleme količine alkoholnog pića i alkohola. Svjetska je produkcija u g. 1939 iznosila: 200 milijuna hl piva, 150 milijuna hl vina i 20 milijuna hl čistog alkohola. Otud će nam biti jasno veliko gospodarsko značenje alkoholnog vrenja.

Alkohol potječe: 1. iz sirovina, koje sadržavaju alkohola, kao što su alkoholna pića, ostaci od vina i piva, provreli voćni sokovi i t. d., 2. iz sirovina, koje imaju šećera, kao na pr. šećerna repa, šećerna trska, melasa šećerne trske i repe, slatki voćni plodovi i sl., 3. iz sirovina, koje sadržavaju škroba, kao krumpir, kukuruz, ječam, žito i sl., 4. iz celuloze (drva), 5. iz sulfitne ocjedine kod dobivanja celuloze, 6. sintetskim putem iz acetilena i vode uz nazočnost živinih soli kao katalizatora (stvara se najprije acetaldehid, koji se katalitički reducira vodikom i niklom u etilni alkohol).

1. Priređivanje komine u komovnjacima (sl. 1). a) Sirovine, koje imaju šećera, razrijede se vodom (melasa), ili se nakon drobljenja u mlinu pomiješaju s vodom (voće), ili se u posebnim aparatima (difuzeri) izluče vodom (šećerna repa). Dobivenu tekućinu zovemo slatkom kominom ili komom. b) Sirovine, koje imaju škroba (krumpir, kukuruz, žito), moraju se nakon prethodnog pomnog čišćenja raskuhati pomoću pare u posebnim kotlovima, koje zovemo Henze-parila (sl. 1.). U to parilo dolazi sirovina u zdrobljenom stanju, pomiješana s malo vode, i kuha se s pomoću pare kod 2—4 atm. Kad je proces rastvaranja gotov (netopivi škrob preveden je u topivi), sadržaj parila dolazi u komovnjak. Dobivena se kaša ohladi na 55° C i pomiješa se sa zdrobljenim, vodom nakvašenim zelenim sladom od ječma. Taj zeleni slad sadržava ferment dijastazu, koji pretvara škrob u slador maltozu (slatki kom). Zeleni slad dobiva se klijanjem zrelog ječma u posebnim aparatima ili na klijalištima. c) Sirovine od celuloze (drvo) moraju se obrađivati razređenom sumpornom kiselinom kod 170—180° i povišenim tlakom u posebnim spravama (postupak Scholler-Tornesch). Pritom se celuloza pretvara u šećer. To pretvaranje ide i s koncentriranom solnom kiselinom bez povišenog tlaka (postupak po Bergiusu). d) Otpaci kod dobivanja celuloze postaju slatkim komom tek onda, kada se neutraliziraju živim vapnom ili kalcijevim karbonatom. Usitnjeno drvo kuha se s otopinom natrijeva sulfita, pa se dobije celuloza. Nakon odstranjenja celuloze zaostaje sulfitna ocjedina, koja sadržava šećera.

2. Vrenje priređene komine u vreonicima. Vreonici su okrugle ili četverouglaste drvene ili limene, zatvorene ili otvorene posude. Po veličini variraju od 10 do 2.000 hl. Danas najviše služe zatvoreni, okrugli vreonici od željeznog lima. Priređena komina iz komovnjaka siše se u vreonike, u koje je prije toga dodano matičnoga kvasca. Komina počinje vreti, pa je nakon 36—72 sata provrela. Množina kvasca, koji se dodaje, zavisi o vrsti sirovine i količini šećera.

3. Dobivanje sirovog alkohola. Provrela ili zrela komina siše se u rezervoare, iz kojih teče u spravu za destiliranje. Budući da vrelišta vode (100°) i alkohola (78°) nisu vrlo razdaleko, treba za destilaciju upotrebljavati takve sprave, u kojima se kondenzacija destilata i isparivanje više puta ponavlja. Takvih sprava ima danas dvije vrste: a) periodske i b) kontinuirane destilacijske sprave (sl. 2). One pod a) imaju jedan kotao s podovima za iskuhavanje, u koji dolazi prevrela komina. Svaki pod vrši funkciju jednog kotla. Kad se zagrijavanjem (putem pare ili na ognjištu) alkohol iskuha, ostaje u kotlu džibra, koja ima sve hranive sastojine sirovina, osim — naravno — šećera ili škroba, koji su vrenjem prešli u alkohol. Džibra (ako se prerađuje žito) spravlja se u posebne posude, te služi kao izvrsno hranivoza tovljenje blaga (sadržava bjelančevine, masti, jantarne kiseline i mineralnih tvari). Džibra, koja se dobiva kod prerađivanja melasa, služi za dobivanje miješanih gnojiva, potaše, cijanovih spojeva, masti za cipele i t. d. Sprave pod b) rade bez prekida tako, da u sredini stupa (kolone) ulazi komina, a na glavi izlazi para, koja se kondenzira. Destilat, koji se s glave dobije, zove se sirovi alkohol, sadržava do 90% alkohola i raznih nečistoća od vrenja.

4. Dobivanje čistog alkohola (rafiniranje, sl. 3). Sirovi alkohol se ponovnom destilacijom u periodskim ili kontinuiranim aparatima s kolonama (deflegmatorima) frakcionira u tri dijela: t. zv. prvi, srednji i zadnji tok. Srednji tok je čisti alkohol ili t. zv. rafinada (do 95% alkohola). Ima aparata, u kojima se rafinada može dobiti jednom destilacijom izravno iz provrele komine. Prvi tok sadržava lako hlapljivi acetaldehid i acetale, a zadnji tok patočna ulja (butilne i amilne alkohole) i male količine viših alkohola, furfurola, masnih kiselina i njihovih estera.

5. Dobivanje bezvodnog, apsolutnog alkohola: običnom destilacijom ne možemo dobiti bezvodni alkohol, već najviše 97%-tni (mjereno u vol. %). Bezvodni se alkohol priređuje kemijskim sredstvima, koja oduzimaju vodu na pr. živim vapnom. Živo vapno (CaO) veže vodu i prelazi u gašeno vapno Ca(OH)₂, a alkohol se ponovo destilira. U novije se vrijeme dobiva bezvodni alkohol fizikalno-kemijskom metodom, zvanom azeotropija (Young). Ako naime pomiješamo 97%-tni alkohol s benzolom, dolazi do zanimljive pojave sniženja vrelišta. I ako voda vri kod 100° C, benzol kod 80,4°, a alkohol kod 78,3° C, njihova smjesa vri već kod 64,85° C. Ta temperatura ostaje tako dugo, dok ima vode u kotlu, a smjesu zovemo ternarnom smjesom. Kad sva voda izađe, temperatura poraste na 68,25° C, a destilira alkohol i benzol (binarna smjesa). Kad se sav benzol prodestilirao, temperatura poraste, a u kotlu konačno preostaje apsolutni alkohol.

Kod nas se danas proizvodi alkohol u dva tipa tvornica, u t. zv. industrijskim i poljoprivrednim pecarama. Poljoprivredne pecare pored određenoga kompleksa zemljišta, koji moraju imati, vlastitog ili zadružnog, ako je pecara zadružna, moraju za svaki hektolitar alkohola držati na hrani kroz deset mjeseci određeni broj stoke (volova, krava, konja, junadi, svinja i t. d.). Poljoprivredne pecare mogu prerađivati samo poljoprivredne produkte, i to prvenstveno sa vlastitog zemljišta (kukuruz, žito, repa, krumpir i t. d.). Melasa se u njima ne smije prerađivati. Cjelokupna godišnja potrošnja alkohola u državi iznosi 1.700 vagona (dijeli se sa 70% na industrijske i sa 30% na poljoprivredne tvornice).

Industrijskih tvornica ima u državi 9, a poljoprivrednih oko 45. Banovina Hrvatska ima na svom teritoriju 4 industrijske i 28 poljoprivrednih tvornica. Najveća je tvornica alkohola u Zagrebu s osnovnim godišnjim kontingentom 216,62 vagona. Kapacitet joj je znatno veći. Zatim su po veličini tvornice u S. Marofu, Sisku i Brčkomu. V. K-n.

Denaturirani alkohol (špirit). Za alkohol, koji služi za uživanje, plaća se visok porez, i zato se za industrijske, ogrjevne i t. d. svrhe alkohol denaturira. Dodaje mu se sirova drvna žesta (→ metilni alkohol), piridinske baze i dr. Tako denaturiran nije podesan za uživanje, jer je neugodna mirisa i okusa.

Analitičko dokazivanje etilnog alkohola. Tekućine, u kojima želimo dokazati alkohol, destiliramo na pari; prvi dio destilata uhvatimo i kušamo: 1. S otopinom joda i natrijeve lužine uz grijanje nastaje miris i žuti kristalići jodoforma (Liebigova jodoform-reakcija). Istu reakciju daje i aceton.

2. Dodatkom natrijeva acetata i konc. sumporne kiseline razvija se grijanjem miris po etilnom acetatu.

3. Najsigurnije dokazujemo alkohol u razređenim otopinama s benzoil-kloridom C₆H₅. COCl i natrijevom lužinom. Stvara se etilni benzoat, ester posebna mirisa, koji se može s esterom ekstrahirati. Jakost se a. određuje iz specifičnih težina. M. D-ć.

Alkoholometrija je određivanje sadržine alkohola u smjesi etilni alkohol-voda (žesta i žestoka pića). To mjerenje vrše često organi financijske kontrole, koji se služe najjednostavnijom metodom, aerometrijskom, a ta se osniva na mjerenju specifičnih težina (točnija je piknometrijska metoda). Apsolutni alkohol ima kod 15° C specifičnu težinu 0,79425, a smjese alkohola i destilirane vode imaju specifične težine između 1,0000 i 0,79425. Zbog kontrakcije volumena ne mijenjaju se specifične težine smjesa alkohola i vode pravilno. Zato su izrađene posebne tablice, iz kojih prema nađenoj specifičnoj težini pročitamo jakost alkohola u postocima (Gay-Lussac, Tralles, Windisch, Mendeljejev).

Izrađene su i tablice za ispravak rezultata mjerenja, ako se mjerenje ne vrši kod propisane normalne temperature (15° C).

U praksi se često služimo posebnim areometrima, zvanim alkoholometri, koji mjesto specifične težine imaju u svojoj ljestvici upisane jakosti u postocima. Mjerenja su točna samo kod destilata, koji nemaju pepela ni ekstrakta, a patoke najvise 0,5%. Alkoholometrom ne možemo mjeriti sadržaj alkohola u vinu, pivu i likerima. U takvim slučajevima moramo destilirati točno odmjereni volumen tekućine i destilat čistom vodom nadopuniti do prvobitnog volumena, a onda u njemu odrediti sadržinu alkohola alkoholometrom.

Jakost alkohola izražava se u volumnim postocima, t. j. litrama alkohola na 100 litara tekućine, u uteznim postocima, t. j. kilogramima alkohola na 100 kg tekućine ili kilogramima alkohola na 100 litara tekućina. Zbog stezanja volumena pri miješanju vode i alkohola, koje je za različite omjere miješanja različito, a može doseći 3,7%, nema između jakosti, izraženih na ta tri načina, pravilnosti, pa se za njihovo upoređivanje moramo služiti empirijskim tablicama, na pr. po Windischu.

Količina alkohola, napose pri odmjerivanju trošarine, izražava se »hektolitarnim stupnjevima«. Hektolitarni stupanj (njem. »Hektolitergrad«, 1 hl°) isto je što i 1 litra apsolutnog alkohola u 100 litara tekućine.

Alkoholno vrenje ili fermentacija biokemijska je promjena, koja se zbiva u otopinama nekih sladora posredovanjem kvaščevih gljivica (Saccharomyces). Sladori (heksoze) C₆H₁₂O₆ prelaze pritom većim dijelom u alkohol: C₂H₅OH i ugljični dioksid: CO₂. Ovu važnu promjenu možemo prikazati jednostavnom kemijskom jednadžbom, koja nam označuje samo početno i konačno stanje alkoholnog vrenja sladora, kako se ono formuliralo već početkom 19. st. (Gay-Lussac, 1815):

Gornja jednadžba ne obuhvaća cijelu zamršenu promjenu, koja se zbiva kod vrenja i ništa ne kazuje o tvarima, koje se za vrijeme te promjene stvaraju i razgrađuju. Već je L. Pasteur znao, da samo 94—95% sladora redovno prelazi vrenjem u alkohol i CO₂, a ostatak u glicerin (oko 3%) i dr.

Dok je J. Liebig (1844) držao, da je vrenje kemijska promjena, koja nije izravno vezana uz životni proces i rast gljivica kvasca, L. Pasteur (1857) dokazuje egzaktnim istraživanjima, da bez tih gljivica nema alkoholnog vrenja. Ti mikroorganizmi dolaze u slatke otopine iz zraka i tako prouzrokuju vrenje, dok sterilizirane otopine, bez klica, ne mogu provreti. Kvasac je organizirani ferment, a vrenje je anaerobno disanje, jer teče bez pristupa zraka (anaerobioza). Kasnije je E. Buchner (1897) dokazao, da alkoholno vrenje izaziva organska tvar, koja se nalazi u stanicama kvasca. On je naime satro kvasac kremenim pijeskom i iscijedio iz tako raskidanih stanica sok, u kojem nije više bilo ni jedne žive stanice kvasca, a ipak je taj sok izazvao vrenje. Time je dokazao, da za alkoholno vrenje nije potreban »organizirani« ferment, već neorganizirani encim, koji je nazvao »cimaza« (Zymase). Kasniji su istraživaoci našli, da fermentni sustav alkoholnog vrenja ne sastoji samo iz jednog encima, već iz više njih, od kojih su naročito važni kocimaza (žuti oksidacijski ferment) i karboksilaza. Cimaza je neosjetljiva prema antiseptičkim sredstvima (na pr. salicilnoj kiselini), a može se i osušiti, pa ne izgubi svoje djelovanje.

Sladori kod alkoholnog vrenja ne prelaze neposredno u alkohol i ugljični dioksid, već nastaje niz prelaznih tvari. Harden i Young našli su (1906), da u prvom stupnju vrenja sudjeluje ester t. zv. »cimofosfat«. U novije je vrijeme uspjelo utvrditi, da se kod alkoholnog vrenja doista stvaraju esteri fosforne kiseline. Najviše su razjasnili zamršeni mehanizam kemijskih reakcija kod alkoholnog vrenja C. Neuberg (1913), G. Embden (1933) i u novije vrijeme Meyerhof i Nilsson. Na osnovi njihovih istraživanja možemo glavne faze alkoholnog vrenja prikazati ovako:

Najprije se cijepa 1 molekula grožđanog sladora (d-glukoze), u obliku estera s fosfornom kiselinom, u 2 molekule glicerin-aldehid-fosforne kiseline (spoj sa 3 C-atoma):

Stvoreni aldehid prelazi u glicerinfosfornu kiselinu i fosfo-glicerinsku kiselinu. Onda nastaje iz fosforiliranih glicerinskih kiselina: pirogrožđana kiselina, CH₃. CO . COOH, koja se djelovanjem encima karboksilaze rastvara u acetaldehid i CO₂:

Acetaldehid se encimatski reducira u etilni alkohol, a istodobno oksidira (dehidrira) fosforilirani glicerin-aldehid u kiselinu:

Kod alkoholnog vrenja zbiva se istodobno niz hidriranja i dehidriranja, t. j. vodik prelazi od donatora (koji daje vodik) na neki drugi spoj, koji se pritom hidrira. H. v. Euler i O. Warburg su dokazali, da se prijenos vodika vrši s pomoću kocimaze (dio fermentnog sistema kvasca). Kocimaza prima vodik od donatora, koji se dehidrira (donatori su glukoza, glicerinaldehid-fosforna kiselina). Hidrirana kocimaza predaje vodik acetaldehidu, koji se reducira u etilni alkohol.

Po gornjoj je shemi razumljivo i stvaranje glicerina u procesu alkoholnog vrenja, koji nastaje cijepanjem estera glicerin-fosforne kiseline. Ako se alkoholno vrenje zbiva u nazočnosti natrijeva bisulfita ili sulfita, otima se acetaldehid redukciji, jer se veže sa sulfitom u stalni spoj, a aktivni vodik djeluje na glicerin-aldehid, pa ga reducira u glicerin. Tako se »sulfitnim vrenjem« dobiva veća količina glicerina (Neuberg, Connstein i Lüdecke).

Najvažniji su sporedni produkti alkoholnog vrenja: acetaldehid, acetal, glicerin, butilni i amilni alkoholi (patoka) i jantarna kiselina. Patoka i jantarna kiselina ne nastaju iz sladora, već se stvaraju posebnim vrenjem iz aminokiselina, koje potječu iz bjelančevine, kvasca i hranjivih tvari.

U tehnici se redovno dobiva alkohol na veliko iz sirovina, koje sadržavaju škroba. Škrob se prije alkoholnog vrenja mora pretvoriti u slador. To pretvaranje teče u dva maha. Najprije se škrobu dodaje slada (proklijalog ječma), koji sadržava encim-dijastazu. Taj encim rastvara hidrolitički škrob u disaharid-maltozu:

Otopini maltoze dodaje se kvasac, koji uz cimazu ima i ferment »maltazu«. Taj ferment pretvara maltozu u grožđani slador:

Nakon toga djeluju na grožđani slador ostali encimi, koje skupnim imenom zovemo cimaza, pa počinje alhokolno vrenje, kako je gore opisano.

LIT.: E. i H. Buchner-M. Hahn, Die Zymasegährung, 1903; H. v. Euler, Chemie der Enzyme, München, 1922—28; T. Bersin, Kurzes Lehrbuch der Enzymologie, 1938; J. Burdon Sanderson Haldane, Enzymes, New York, 1930; E. Kayser, Microbiologie apliquée à la transformation des produits agricoles; G. Foth, Handbuch der Spiritusfabrikation; M. Delbrück, Brennereilexikon; M. Mohaček, Agrikulturna kemija, I. sv., 1930; M. M.