Alkohol fra sagflis hjemme. Produksjon av etylalkohol fra tre

Sagflis er et verdifullt råstoff for produksjon av ulike alkoholer som kan være bruk som drivstoff.

Slike biodrivstoff kan kjøre:

  • bensinmotorer for biler og motorsykler;
  • kraftgeneratorer;
  • husholdnings bensinutstyr.

Hovedproblem en som må overvinnes ved fremstilling av biodrivstoff fra sagflis er hydrolyse, det vil si omdannelsen av cellulose til glukose.

Cellulose og glukose har samme grunnlag - hydrokarboner. Men for transformasjon av ett stoff til et annet, er forskjellige fysiske og kjemiske prosesser nødvendige.

De viktigste teknologiene for å konvertere sagflis til glukose kan deles inn i to typer:

  • industriell krever sofistikert utstyr og dyre ingredienser;
  • hjemmelaget som ikke krever noe sofistikert utstyr.

Uavhengig av hydrolysemetoden, må sagflis knuses så mye som mulig. Til dette brukes ulike knusere.

Hvordan mindre størrelse sagflis, emner mer effektivt det vil være en nedbrytning av trevirke til sukker og andre komponenter.

Du finner mer informasjon om sagflisslipeutstyr her:. Ingen annen klargjøring av sagflis er nødvendig.

industriell måte

Deretter helles sagflis i en vertikal beholder fylt med svovelsyreløsning(40%) i et vektforhold på 1:1 og, etter å ha lukket hermetisk, oppvarmes til en temperatur på 200–250 grader.

I denne tilstanden holdes sagflis i 60–80 minutter under konstant omrøring.

I løpet av denne tiden foregår hydrolyseprosessen og cellulose, som absorberer vann, brytes ned til glukose og andre komponenter.

Stoffet oppnådd som et resultat av denne operasjonen filter, oppnå en blanding av glukoseløsning med svovelsyre.

Den rensede væsken helles i en separat beholder og blandes med en løsning av kritt, som nøytraliserer syre.

Så blir alt filtrert og får:

  • giftig avfall;
  • glukoseløsning.

Feil denne metoden i:

  • høye krav til materialet som utstyret er laget av;
  • høye kostnader for syreregenerering,

derfor ble det ikke mye brukt.

Det er også en rimeligere metode., der en løsning av svovelsyre med en styrke på 0,5–1 % brukes.

Effektiv hydrolyse krever imidlertid:

  • høyt trykk (10–15 atmosfærer);
  • oppvarming til 160-190 grader.

Prosesstiden er 70–90 minutter.

Utstyr for en slik prosess kan lages av rimeligere materialer, fordi en slik fortynnet syreløsning er mindre aggressiv enn den som brukes i metoden beskrevet ovenfor.

OG trykk på 15 atmosfærer er ikke farlig selv for konvensjonelt kjemisk utstyr, fordi mange prosesser også foregår ved høyt trykk.

For begge metodene bruk hermetisk lukkede beholdere av stål opptil 70 m³, foret med syrefast murstein eller fliser fra innsiden.

Denne foringen beskytter metallet mot kontakt med syre.

Innholdet i beholderne varmes opp ved å tilføre varm damp inn i dem.

En avløpsventil er installert på toppen, som justeres til ønsket trykk. Derfor slipper overflødig damp ut i atmosfæren. Resten av dampen skaper det nødvendige trykket.

Begge metodene involverer den samme kjemiske prosessen.. Under påvirkning av svovelsyre absorberer cellulose (C6H10O5)n vann H2O og blir til glukose nC6H12O6, det vil si en blanding av forskjellige sukkerarter.

Etter rensing brukes denne glukosen ikke bare til å skaffe biodrivstoff, men også til produksjon av:

  • drikking og teknisk alkohol;
  • Sahara;
  • metanol.

Begge metodene lar deg behandle tre av enhver art, derfor er de det universell.

Som et biprodukt av bearbeiding av sagflis til alkohol oppnås lignin - et stoff som kleber sammen:

  • pellets;
  • briketter.

Derfor kan lignin selges til bedrifter og gründere som driver med produksjon av pellets og briketter fra treavfall.

En til et biprodukt av hydrolyse er furfural. Det er en oljeaktig væske, et effektivt trebeskyttelsesmiddel.

Furfural brukes også til:

  • Oljeraffinering;
  • rensing av vegetabilsk olje;
  • plast produksjon;
  • utvikling av soppdrepende legemidler.

I ferd med å behandle sagflis med syre giftige gasser frigjøres, derfor:

  • alt utstyr må installeres i et ventilert verksted;
  • arbeidere må bruke vernebriller og åndedrettsvern.

Utbyttet av glukose i vekt er 40–60 % av vekten av sagflis, men tatt i betraktning den store mengden vann og urenheter vekten av produktet er flere ganger større enn den opprinnelige vekten av råvaren.

Overflødig vann vil bli fjernet under destillasjonsprosessen.

I tillegg til lignin er biproduktene fra begge prosessene:

  • alabast;
  • terpentin,

som kan selges for en viss fortjeneste.

Rensing av glukoseløsning

Rengjøring utføres i flere stadier:

  1. Mekanisk rengjøring bruk av en separator fjerner lignin fra løsningen.
  2. Behandling krittmelk nøytraliserer syren.
  3. bosetting skiller produktet til en flytende løsning av glukose og karbonater, som deretter brukes til å oppnå alabast.

Her er en beskrivelse av den teknologiske syklusen til treforedling ved et hydrolyseanlegg i byen Tavda (Sverdlovsk-regionen).

hjem metode

Denne metoden er enklere men tar i gjennomsnitt 2 år. Sagflis helles i en stor haug og vannes rikelig med vann, hvoretter:

  • dekke med noe
  • la spytte.

Temperaturen inne i haugen stiger og hydrolyseprosessen begynner, som et resultat av dette cellulose omdannes til glukose som kan brukes til gjæring.

Ulempen med denne metoden Faktum er at ved lav temperatur avtar aktiviteten til hydrolyseprosessen, og ved en negativ temperatur stopper den helt.

Derfor er denne metoden bare effektiv i varme områder.

I tillegg, det er stor sannsynlighet for degenerering av hydrolyseprosessen til forfall, på grunn av dette vil det vise seg ikke glukose, men slam, og all cellulose vil bli til:

  • karbondioksid;
  • en liten mengde metan.

Noen ganger i hus bygger de installasjoner som ligner på industrielle. . De er laget av rustfritt stål, som tåler effekten av en svak løsning av svovelsyre uten konsekvenser.

Varm opp innholdet slike enheter med:

  • åpen ild (bål);
  • spole av rustfritt stål med varmluft eller damp som sirkulerer gjennom den.

Ved å pumpe damp eller luft inn i beholderen og overvåke avlesningene til trykkmåleren, reguleres trykket i beholderen. Hydrolyseprosessen starter ved et trykk på 5 atmosfærer, men fortsetter mest effektivt ved et trykk på 7–10 atmosfærer.

Så, akkurat som i industriell produksjon:

  • rens løsningen fra lignin;
  • behandlet med en løsning av kritt.

Deretter avsettes glukoseløsningen og fermenteres med tilsetning av gjær.

Fermentering og destillasjon

For fermentering til glukoseløsning tilsett vanlig gjær som aktiverer gjæringsprosessen.

Denne teknologien brukes både i bedrifter og i produksjon av alkohol fra sagflis hjemme.

Gjæringstid 5–15 dager, avhengig av:

  • lufttemperatur;
  • typer tre.

Fermenteringsprosessen styres av mengden dannelse av karbondioksidbobler.

Under gjæring skjer en slik kjemisk prosess - glukose nC6H12O6 brytes ned til:

  • karbondioksid (2CO2);
  • alkohol (2C2H5OH).

Etter endt gjæring materialet destilleres- oppvarming til en temperatur på 70–80 grader og avkjøling av eksosdampen.

Ved denne temperaturen fordampe fra løsningen:

  • alkoholer;
  • etere,

mens vann og vannløselige urenheter blir igjen.

  • damp kjøling;
  • alkoholkondensering

bruk en spole senkes i kaldt vann eller avkjøles med kald luft.

Til styrkeøkning det ferdige produktet destilleres 2-4 ganger til, og senker temperaturen gradvis til en verdi på 50-55 grader.

Styrken til det resulterende produktet bestemmes med alkoholmåler som estimerer egenvekten til et stoff.

Produktet fra destillasjon kan brukes som biodrivstoff med en styrke på minst 80 %. Et mindre sterkt produkt har for mye vann, så teknikken vil fungere ineffektivt på det.

Selv om alkoholen hentet fra sagflis er veldig lik måneskinn, er det kan ikke brukes til å drikke på grunn av det høye innholdet av metanol, som er en sterk gift. I tillegg ødelegger en stor mengde fuseloljer smaken av det ferdige produktet.

For å rengjøre fra metanol må du:

  • den første destillasjonen utføres ved en temperatur på 60 grader;
  • tøm de første 10 % av det resulterende produktet.

Etter destillasjon gjenstår:

  • tung terpentinfraksjoner;
  • gjærmasse, som kan brukes både til fermentering av neste batch glukose, og til produksjon av fôrgjær.

De er mer næringsrike og sunne enn kornet til noen kornavlinger, så de kjøpes lett av gårder som avler store og små husdyr.

Påføring av biodrivstoff

Sammenlignet med bensin har biodrivstoff (alkohol laget av resirkulert avfall) både fordeler og ulemper.

Her Hovedfordeler:

  • høyt (105-113) oktantall;
  • lavere forbrenningstemperatur;
  • mangel på svovel;
  • lavere pris.

På grunn av det høye oktantallet, øke kompresjonsforholdet, øker kraften og effektiviteten til motoren.

Lavere forbrenningstemperatur:

  • øker levetiden ventiler og stempler;
  • reduserer motorvarmen i maksimal effektmodus.

På grunn av fravær av svovel, biodrivstoff forurenser ikke luften og forkorter ikke motoroljens levetid, fordi svoveloksid oksiderer oljen, forverrer dens egenskaper og reduserer ressursen.

På grunn av den betydelig lavere prisen (bortsett fra avgifter), sparer biodrivstoff familiebudsjettet.

Biodrivstoff har begrensninger:

  • aggressivitet mot gummideler;
  • lavt drivstoff/luftmasseforhold (1:9);
  • svak fordampning.

biodrivstoff skade gummipakninger Derfor, under konverteringen av motoren til å gå på alkohol, endres alle gummipakninger til polyuretandeler.

På grunn av det lavere drivstoff-til-luft-forholdet, krever normal biodrivstoffdrift rekonfigurering av drivstoffsystemet, det vil si å installere større dyser i forgasseren eller blinke injektorkontrolleren.

På grunn av lav fordampning Vansker med å starte en kald motor ved temperaturer under pluss 10 grader.

For å løse dette problemet fortynnes biodrivstoff med bensin i forholdet 7:1 eller 8:1.

For å kjøre på en blanding av bensin og biodrivstoff i forholdet 1: 1, er ingen motormodifikasjon nødvendig.

Hvis det er mer alkohol, er det ønskelig:

  • erstatte alle gummipakninger med polyuretan;
  • slipe sylinderhodet.

Sliping er nødvendig for å øke kompresjonsforholdet, noe som vil tillate oppnå høyere oktan. Uten slik endring vil motoren miste kraft når alkohol tilsettes bensin.

Hvis biodrivstoff brukes til elektriske generatorer eller husholdningsbensinapparater, er det ønskelig å erstatte gummideler med polyuretan.

I slike enheter kan hodesliping unnlates, fordi et lite tap av kraft kompenseres av en økning i drivstofftilførselen. I tillegg, trenger å rekonfigurere forgasseren eller injektoren, enhver spesialist innen drivstoffsystemer kan gjøre dette.

For mer informasjon om bruk av biodrivstoff og endring av motorer for å fungere på det, les denne artikkelen (Anvendelse av biodrivstoff).

Relaterte videoer

Du kan se hvordan du lager alkohol av sagflis i denne videoen:

funn

Produksjon av alkohol fra sagflis - vanskelig prosess, som inkluderer mange operasjoner.

Hvis det er billig eller gratis sagflis, vil du spare mye ved å helle biodrivstoff i tanken på bilen din, fordi produksjonen er mye billigere enn bensin.

Nå vet du hvordan du får alkohol fra sagflis brukt som biodrivstoff og hvordan du kan gjøre det hjemme.

Visste du også om biprodukter som oppstår under bearbeiding av sagflis til biodrivstoff. Disse produktene kan også selges for en liten, men fortsatt fortjeneste.

Takket være dette er biodrivstoffvirksomheten fra sagflis i ferd med å bli svært gunstig, spesielt hvis du bruker drivstoff til egen transport og ikke betaler særavgift ved salg av alkohol.

I kontakt med

Du er i skogen... Tykke og tynne trestammer myldrer seg rundt. For en kjemiker består de alle av samme materiale - tre, hvor hoveddelen er organisk materiale - fiber (C 6 H 10 O 5) x. Fiber danner veggene til planteceller, det vil si deres mekaniske skjelett; ganske rent har vi det i fibrene av bomullspapir og lin; i trær finnes den alltid sammen med andre stoffer, oftest med lignin, av nesten samme kjemiske sammensetning, men med andre egenskaper. Den elementære formelen for fiber C 6 H 10 O 5 sammenfaller med formelen for stivelse, betesukker har formelen C 12 H 2 2O 11. Forholdet mellom antall hydrogenatomer og antall oksygenatomer i disse formlene er det samme som i vann: 2:1. Derfor ble disse og lignende stoffer i 1844 kalt "karbohydrater", det vil si stoffer, som om (men faktisk ikke) bestod av karbon og vann.

Karbohydratfiberen har stor molekylvekt. Molekylene er lange kjeder som består av individuelle ledd. I motsetning til hvite stivelseskorn, representerer fiber sterke tråder og fibre. Dette skyldes den forskjellige, nå nøyaktig etablerte, strukturelle strukturen til molekylene av stivelse og fiber. Ren fiber kalles teknisk sett cellulose.

I 1811 gjorde akademiker Kirchhoff en viktig oppdagelse. Han tok vanlig stivelse, hentet fra poteter, og virket på den med fortynnet svovelsyre. Under påvirkning av H2SO4 oppstod hydrolyse stivelse og det ble til sukker:

Denne reaksjonen var av stor praktisk betydning. Produksjon av stivelse-sirup er basert på det.

Men fiber har samme empiriske formel som stivelse! Så sukker kan også fås fra det.

I 1819 ble sakkarifiseringen av cellulose med fortynnet svovelsyre også utført for første gang. For disse formål kan konsentrert syre også brukes; Den russiske kjemikeren Vogel skaffet i 1822 sukker fra vanlig papir ved å virke på det med en 87% løsning av H 2 SO 4 .

På slutten av XIX århundre. skaffe sukker og alkohol fra tre har allerede blitt interessant for praktiske ingeniører. For tiden oppnås alkohol fra cellulose i fabrikkskala. Metoden, oppdaget i reagensrøret til en vitenskapsmann, utføres i store stålapparater til en ingeniør.

Vi skal besøke hydrolyseanlegget... Enorme kokere (perkolatorer) er lastet med sagflis, spon eller flis. Dette er avfallet fra sagbruk eller trebedrifter. Tidligere ble dette verdifulle avfallet brent eller rett og slett kastet på et deponi. En svak (0,2-0,6%) løsning av mineralsyre (oftest svovelsyre) passerer gjennom perkolatorene med en kontinuerlig strøm. Det er umulig å holde den samme syren i apparatet i lang tid: sukkeret i den, hentet fra tre, blir lett ødelagt. I perkolatorer er trykket 8-10 atm, og temperaturen er 170-185°. Under disse forholdene går hydrolysen av cellulose mye bedre enn under vanlige forhold, når prosessen er svært vanskelig. Perkolatorer produserer en løsning som inneholder omtrent 4 % sukker. Utbyttet av sukkerholdige stoffer under hydrolyse når 85 % av det teoretisk mulige (i henhold til reaksjonsligningen).

Ris. 8. Visuelt skjema for å oppnå hydrolytisk alkohol fra tre.

For Sovjetunionen, som har grenseløse skoger og stadig utvikler den syntetiske gummiindustrien, er produksjon av alkohol fra tre av spesiell interesse. Allerede i 1934 vedtok den 17. kongressen til bolsjevikenes kommunistparti på alle mulige måter å utvikle produksjonen av alkohol fra sagflis og avfall fra papirindustrien på alle mulige måter. De første sovjetiske hydrolyse-alkoholanleggene begynte å fungere regelmessig i 1938. I løpet av årene med andre og tredje femårsplan bygde og lanserte vi anlegg for produksjon av hydrolysealkohol – alkohol fra tre. Denne alkoholen blir nå i økende grad bearbeidet til syntetisk gummi i store mengder. Dette er alkohol fra non-food råvarer. Hver million liter hydrolysert etylalkohol frigjør omtrent 3 tusen tonn brød eller 10 tusen tonn poteter til mat og følgelig omtrent 600 hektar såareal. For å oppnå denne mengden hydrolytisk alkohol trengs 10 000 tonn sagflis med 45 prosent fuktighet, som kan produsere ett sagbruk med gjennomsnittlig produktivitet i løpet av et år.

Hvordan få alkohol eller annet flytende drivstoff fra sagflis?

  1. i Tyskland på slutten av andre verdenskrig gikk alle stridsvogner til syntetiske. sagflisdrivstoff. og biler i Brasil kjører veldig mye på alkohol, 20% av bilene der er på alkohol. så det er sant, du kan bruke gjæring, kjøre forbi og få alkohol, og du vil ha en bil
    kanskje man kan få i seg metan ved hjelp av bakterier? enda bedre da
  2. Jeg vil dele min erfaring, så får det være! Generelt tar du 1 kg. du tørker tresagflis eller andre ting veldig forsiktig, og tilsett deretter elektrolytt (svovelsyre) 1/3 av volumet til kolben eller noe annet gjennom kjøleskapet (det blir sublimering). du varmer den opp til en temperatur på 150 grader, og du får Metylalkohol, og på samme sted dens estere osv. BRENNLIGE reaksjonsprodukter. væske kan ha forskjellige farger. men vanligvis blåaktig, flyktig. Ja, når du lager mat, ikke glem å legge til biter av korund (aluminiumoksid) - dette er en katalysator. så snart væsken i karet eller kolben blir svart, til det punktet å være ugjenkjennelig, bytt og fyll i neste porsjon. med 1 kg får du et sted 470 ml. alkohol, men bare 700 noe. Gjør det på et åpent område, godt ventilert og vekk fra mat Ja, ikke glem masken og åndedrettsvernet. Sil den svarte (brukte) væsken, og det øverste laget brenner godt etter tørking. legg det til drivstoffet også.
  3. Fra bartrær - dårlig. Vanligvis oppnås hydrolysealkohol fra løvtre. Her er det faktisk to alternativer, og begge er praktisk talt ikke implementert hjemme. Og vodka-krakk er stort sett en spøk, siden produksjonen er ineffektiv og bruken av sluttproduktet kan være helsefarlig. Første alternativ. Det er nødvendig å legge sagflisen i en ganske stor haug på gaten, fukte den med vann og la den stå i et par år (nøyaktig to år eller mer). Anaerobe mikroorganismer vil sette seg i midten av haugen, som gradvis vil utføre nedbrytningen av cellulose til monomerer (sukker), som allerede kan fermenteres. Videre - som et vanlig måneskinn. Eller det andre alternativet, som er implementert i industrien. Sagflis kokes med en svak løsning av svovelsyre ved forhøyet trykk. I dette tilfellet utføres hydrolysen av cellulose i løpet av noen få timer. Neste - destillasjon som vanlig.
    Hvis vi ikke bare vurderer etylalkohol, kan vi gå en annen vei, men igjen, det er praktisk talt ikke realisert hjemme. Dette er tørr destillasjon av sagflis. Råvaren skal varmes opp i en forseglet beholder til 800-900 grader. og samle opp gasser som slipper ut. Når disse gassene avkjøles, kondenserer kreosot (hovedproduktet), metanol og eddiksyre. Gasser er en blanding av ulike hydrokarboner. Resten er kull. Det er denne typen kull i industrien som kalles trekull, og ikke fra brann. Det pleide å bli brukt i metallurgi i stedet for koks. Etter ytterligere bearbeiding oppnås aktivt karbon. Kreosot er harpiksen som brukes til å tjære sviller og telegrafstolper. Gass kan brukes som vanlig naturgass. Nå væsker. Metyl, eller tre, alkohol destilleres av væsken ved temperaturer opp til 75 grader. Det kan passere for drivstoff, men utbyttet er lite og det er veldig giftig. Neste er eddiksyre. Ved nøytralisering med kalk oppnås kalsiumacetat, eller, som det tidligere ble kalt, grått treeddikpulver. Når det kalsineres får man aceton - hvorfor ikke drivstoff? Riktignok oppnås nå aceton på en helt syntetisk måte.
    Ser ut som jeg ikke har glemt noe. Vel, når åpner vi en kreosotbutikk?
  4. "Og hvis vodka ikke ble drevet av sagflis, hva ville vi da ha fra fem flasker?" (V.S. Vysotsky)
  5. gjæring av sukkerholdige stoffer. slik som cellulose. bare for akselerasjon trenger du en enzym-gjær. og om metylalkohol ... vel, generelt, ved lave doser er det dødelig.
  6. Sublimering.
  7. Det er nødvendig å fermentere cellulosen, og deretter overta

Hydrolyse av plantevevspolysakkarider i kaldt vann er praktisk talt ikke observert. Når vanntemperaturen stiger over 100°C, går hydrolysen av polysakkarider, men så sakte at en slik prosess ikke er av praktisk betydning. Tilfredsstillende resultater oppnås bare ved bruk av katalysatorer, hvorav bare sterke mineralsyrer er av industriell betydning: svovelsyre og, mer sjelden, saltsyre. Jo høyere konsentrasjonen av en sterk syre i løsningen og reaksjonstemperaturen er, desto raskere blir hydrolysen av polysakkarider til monosakkarider. Imidlertid har tilstedeværelsen av slike katalysatorer også en negativ side, siden de, samtidig med reaksjonen av hydrolyse av polysakkarider, også akselererer reaksjonene for dekomponering av monosakkarider, og reduserer dermed utbyttet.

Under dekomponeringen av heksoser under disse forholdene dannes det først oksy-metylfurfural, som raskt spaltes videre for å danne sluttproduktene: levulinsyre og maursyre. Under disse forholdene blir pentoser omdannet til furfural.

I denne forbindelse, for å oppnå monosakkarider fra plantevevspolysakkarider, er det nødvendig å gi de mest gunstige betingelsene for hydrolysereaksjonen og minimere muligheten for ytterligere nedbrytning av de dannede monosakkaridene.

Dette er problemet forskere og produksjonsarbeidere løser når de skal velge de optimale hydrolyseregimene.

Av det store antallet mulige alternativer for syrekonsentrasjon og reaksjonstemperatur brukes i dag kun to i praksis: hydrolyse med fortynnede syrer og hydrolyse med konsentrerte syrer. Under hydrolyse med fortynnede syrer er reaksjonstemperaturen vanligvis 160-190°C og konsentrasjonen av katalysatoren i vandig løsning varierer fra 0,3 til 0,7 % (H2SO4, HC1).

Reaksjonen utføres i autoklaver ved et trykk på 10-15 atm. Under hydrolyse med konsentrerte syrer er konsentrasjonen av svovelsyre vanligvis 70-80%, og saltsyre 37-42%. Reaksjonstemperaturen under disse betingelser er 15-40°C.

Det er lettere å redusere tapet av monosakkarider under hydrolyse med konsentrerte syrer, som et resultat av at utbyttet av sukker med denne metoden kan nå nesten teoretisk mulig, dvs. 650-750 kg fra 1 t absolutt tørre vegetabilske råvarer.

Under hydrolyse med fortynnede syrer er det mye vanskeligere å redusere tapet av monosakkarider på grunn av deres nedbrytning, og derfor overstiger i praksis utbyttet av monosakkarider i dette tilfellet vanligvis ikke 450–500 kg per 1 g tørt råmateriale .

På grunn av det lave tapet av sukker under hydrolyse med konsentrerte syrer, utmerker de resulterende vandige løsningene av monosakkarider - hydrolysater seg av økt renhet, noe som er av stor betydning i deres påfølgende behandling.

Inntil nylig var en alvorlig mangel ved hydrolysemetoder med konsentrerte syrer det høye forbruket av mineralsyre per tonn produsert sukker, noe som førte til behovet for å regenerere en del av syren eller bruke den i andre industrier; dette kompliserte og økte kostnadene ved å bygge og drifte slike anlegg.

Det oppsto også store vanskeligheter ved valg av materialer til utstyret som er motstandsdyktig mot aggressive medier. Av denne grunn ble de fleste hydrolyseanleggene som er i drift bygget ved bruk av hydrolysemetoden for fortynnet svovelsyre.

Det første eksperimentelle hydrolyse-alkoholanlegget i USSR ble lansert i januar 1934 i byen Cherepovets. De første indikatorene og den tekniske utformingen av dette anlegget ble utviklet av Institutt for hydrolyseproduksjon ved Leningrad Forestry Academy i 1931-1933. På grunnlag av data fra driften av et pilotanlegg begynte byggingen i USSR av industrielle hydrolyse- og alkoholanlegg. Det første industrielle hydrolyse-alkoholanlegget ble lansert i Leningrad i desember 1935. Etter dette anlegget i perioden 1936-1938. Bobruisk, Khorsky og Arkhangelsk hydrolyse-alkoholanlegg ble satt i drift. Under andre verdenskrig og etter den ble det bygget mange store fabrikker i Sibir og Ural. For tiden er designkapasiteten til disse anleggene overskredet med 1,5-2 ganger som følge av forbedret teknologi.

Hovedråstoffet for disse anleggene er bartre i form av sagflis og flis som kommer fra nabosagbruk, hvor det oppnås ved å male sagbruksavfall - plater og lekter - i flishuggere. I noen tilfeller knuses også barved.

Opplegget for å oppnå monosakkarider ved slike planter er vist i fig. 76.

Oppkuttet bartre fra råvarelageret gjennom transportbånd 1 kommer inn i ledetrakten 2 og lenger ned i halsen

Feilen til hydrolyseapparatet 3. Dette er en vertikal stålsylinder med øvre og nedre kjegler og halser. Den indre overflaten av slike hydrolyse apparat dekke med syrefaste keramiske eller grafittfliser eller murstein, forsterket på et betonglag 80-100 tykt mm. Sømmene mellom flisene er fylt med syrefast sparkel. Den øvre og nedre halsen til hydrolyseapparatet er beskyttet mot virkningen av varm fortynnet svovelsyre av et lag av syrebestandig bronse fra innsiden. Det nyttige volumet til slike hydrolyseapparater er vanligvis 30-37 At3, men noen ganger hydrolyseapparater med et volum på 18, 50 og 70 m3. Den indre diameteren til et slikt hydrolyseapparat er ca. 1,5, og høyden er 7-13 m. I den øvre kjeglen til hydrolyseapparatet under hydrolyse gjennom røret 5 oppvarmet til 160-200 ° fortynnet svovelsyre leveres.

Et filter er installert i den nedre kjeglen 4 for valg av det oppnådde hydrolysatet. Hydrolyse i slike enheter utføres med jevne mellomrom.

Som nevnt ovenfor blir hydrolyseapparatet lastet med knuste råmaterialer gjennom en ledetrakt. Ved lasting av råvarer gjennom et rør 5 fortynnet svovelsyre oppvarmet til 70-90 ° leveres, som fukter råmaterialet, og bidrar til komprimering. Med denne metoden for lasting i 1 m3 hydrolyseapparatet er plassert ca. 135 kg sagflis eller 145-155 kg Flis, i form av absolutt tørt trevirke. Ved slutten av belastningen varmes innholdet i hydrolyseapparatet opp av levende damp som kommer inn i den nedre kjeglen. Så snart temperaturen på 150-170°C er nådd, begynner 0,5-0,7% svovelsyre, oppvarmet til 170-200°C, å strømme inn i hydrolyseapparatet gjennom rør 5. Samtidig dannet hydrolysat gjennom filteret 4 begynner å slippes ut til fordamperen b. Hydrolysereaksjonen i hydrolyseapparatet varer fra 1 til 3 timer. Jo kortere hydrolysetiden er, desto høyere temperatur og trykk i hydrolyseapparatet.

I hydrolyseprosessen omdannes trepolysakkarider til de tilsvarende monosakkaridene, som løses opp i varm fortynnet syre. For å beskytte disse monosakkaridene mot nedbrytning ved høye temperaturer, fjernes hydrolysatet som inneholder dem kontinuerlig gjennom filteret under hele tilberedningen. 4 Og raskt avkjølt i fordamperen 6. Siden, i henhold til prosessforholdene, hydrolyserbare plantematerialer. inn i hydrolyseapparatet" må fylles med væske hele tiden, det innstilte nivået e opprettholdes av varm syre som strømmer gjennom rør 5,

Denne operasjonsmetoden kalles perkolering. Jo raskere perkoleringen skjer, dvs. jo raskere den varme syren strømmer gjennom hydrolyseapparatet, desto raskere fjernes det resulterende sukkeret fra reaksjonsrommet og jo mindre spaltes det. På den annen side, jo raskere perkoleringen går, jo mer varm syre forbrukes til matlaging og jo lavere konsentrasjon av sukker i hydrolysatet oppnås, og følgelig er damp- og syreforbruket for matlaging større.

I praksis, for å oppnå tilstrekkelig høye utbytter av sukker (ved en økonomisk akseptabel konsentrasjon i hydrolysatet), må man velge noen gjennomsnittlige perkoleringsbetingelser. Vanligvis stopper de ved et sukkerutbytte på 45-50 % av vekten av absolutt tørr ved med en sukkerkonsentrasjon i hydrolysatet på 3,5-3,7 % - Disse optimale reaksjonsbetingelsene tilsvarer valget gjennom det nedre filteret fra hydrolysatoren - at 12 -15 m3 hydrolysat per 1 t absolutt tørt tre som er lastet inn i hydrolyseapparatet. Mengden hydrolysat som trekkes ut per brygg for hvert tonn hydrolyserbart råmateriale kalles flowout hydro-modulen, og det er en av hovedindikatorene for hydrolyseregimet som brukes ved anlegget.

Under perkolering oppstår det en viss trykkforskjell mellom øvre og nedre hals på hydrolyseapparatet, noe som bidrar til komprimering av råmaterialet når polysakkaridene som er inneholdt i det oppløses.

Komprimering av råmaterialet fører til det faktum at ved slutten av kokingen opptar det gjenværende uoppløste lignin et volum på omtrent 25% av det opprinnelige volumet av råmaterialet. Siden, i henhold til reaksjonsforholdene, skal væsken dekke råmaterialet, reduseres nivået tilsvarende under kokeprosessen. Kontroll av væskenivået under kokeprosessen utføres ved hjelp av en veier 30, som viser endringen i totalvekten av råvarer og væske i hydrolyseapparatet.

På slutten av tilberedningen forblir lignin i apparatet, som inneholder 1 kg tørrstoff 3 kg fortynnet svovelsyre, oppvarmet til 180-190 °.

Lignin slippes ut fra hydrolyseapparatet til en syklon 22 i følge røret 21. For dette formålet åpnes ventilen raskt 20, forbinder det indre av hydrolyseapparatet med syklonen 22. På grunn av den raske nedgangen i trykket mellom ligninbitene, koker det overopphetede vannet i det øyeblikkelig, og danner store dampvolumer. Sistnevnte river ligninet og fører det bort i form av en suspensjon gjennom røret 21 inn i en syklon 22. Rør 21 nærmer seg syklonen tangentielt, på grunn av hvilken dampstrålen med lignin, som bryter inn i syklonen, beveger seg langs veggene og gjør en rotasjonsbevegelse. Lignin kastes til sideveggene av sentrifugalkraft og faller ned til bunnen av syklonen ved å miste fart. Ligninfri damp gjennom sentralrøret 23 slippes ut i atmosfæren.

Syklon 22 vanligvis en vertikal stålsylinder med et volum på omtrent 100 m3, med sidedør 31 og roterende røreverk 25, som hjelper til med å losse lignin fra bunnen av syklonen til et belte eller skrapetransportør 24.

For å beskytte mot korrosjon, er den indre overflaten av syklonene noen ganger beskyttet av et lag av syrefast betong.Som allerede nevnt ovenfor, under perkoleringsprosessen, mates oppvarmet fortynnet svovelsyre inn i den øvre kjeglen til hydrolyseapparatet. Den tilberedes ved å blande i en syrefast mikser. 17 overopphetet vann tilført gjennom et rør 28, med kald konsentrert svovelsyre som kommer fra en måletank 19 gjennom en stempelsyrepumpe 18.

Siden kald konsentrert svovelsyre lett korroderer jern og støpejern, er disse metallene mye brukt til fremstilling av tanker, pumper og rørledninger beregnet for lagring og transport til blanderen. Lignende materialer brukes også for å tilføre overopphetet jod til blanderen. For å beskytte mikserens vegger mot korrosjon Påfør fosforbronse, grafitt eller plastmasse - fluoroplast 4. De to siste brukes til innvendig foring av miksere og gir best resultat.

Det ferdige hydrolysatet fra hydrolyseapparatet går inn i fordamperen 6 høytrykk. Det er en stålbeholder som arbeider under trykk og er foret innvendig med keramiske fliser, som hydrolysatoren. I øvre del av fordamperen med en kapasitet på 6-8 l3 er det et deksel. Fordamperen er satt under trykk ved 4-5 atm lavere enn i hydrolyseapparatet. På grunn av dette koker hydrolysatet som kommer inn i det øyeblikkelig, fordamper delvis og avkjøles til 130-140 °. Den resulterende dampen separeres fra dråpene av hydrolysatet og gjennom røret 10 går inn i reshofer (varmeveksler) 11, der det kondenserer. Delvis avkjølt hydrolysat fra fordamperen 6 gjennom rør 7 går inn i fordamperen 8 lavt trykk, hvor det avkjøles til 105-110 ° som et resultat av koking ved et lavere trykk, vanligvis ikke over en atmosfære. Dampen dannet i denne fordamperen gjennom røret 14 matet inn i den andre reshofer 13, hvor det også kondenserer. Kondensater fra reshefers 11 og 13 inneholder 0,2-0,3% furfural og brukes til isolering i spesielle installasjoner, som vil bli diskutert nedenfor.

Varmen som finnes i dampen som kommer ut av fordamperne 6 og 8, brukes til å varme opp vannet som kommer inn i blanderen 17. For dette formålet, fra tanken 16 sirkulerende vannpumpe 1b Varmt vann hentet fra destillasjonsavdelingen til hydrolyseanlegget mates inn i lavtrykkstørkeren 13, hvor den varmes opp fra 60-80° til 100-110°. Så ned i røret 12 oppvarmet vann passerer gjennom en høytrykkstørker 11, hvor damp ved en temperatur på 130-140° varmes opp til 120-130°. Videre økes vanntemperaturen til 180-200 ° i varmtvannssøylen 27. Sistnevnte er en vertikal stålsylinder med bunn- og toppdeksel designet for et arbeidstrykk på 13-15 atm.

Damp tilføres varmtvannssøylen gjennom et vertikalt rør 26, på slutten av disse er 30 horisontale skiver festet 2b. Damp fra et rør 26 går gjennom spaltene mellom de enkelte skivene inn i en kolonne fylt med vann. Sistnevnte mates kontinuerlig inn i kolonnen gjennom den nedre armaturen, blandes med damp, varmes opp til en forhåndsbestemt temperatur og gjennom røret 28 går inn i mikseren 17.

Hydrolysatorer er installert på et spesielt fundament i en rad på 5-8 stk. I store fabrikker dobler de antallet og installerer dem i to rader. Rørledninger for hydrolysatet er laget av rødt kobber eller messing. Armaturer, bestående av ventiler og ventiler, er laget av fosforbronse eller sertifisert bronse.

Hydrolyseprosessen beskrevet ovenfor er batchvis. For øyeblikket testes nye design av hydrolpz - enheter for kontinuerlig drift, som ved hjelp av spesialmatere kontinuerlig mates oppkuttet tre, lignin og hydrolysat fjernes kontinuerlig.

Det arbeides også med å automatisere batchhydrolyseapparater. Denne hendelsen lar deg mer nøyaktig observere den spesifiserte matlagingsmodusen og letter samtidig kokkenes arbeid.

Syrehydrolysat fra lavtrykksfordamper 8 (fig. 76) langs røret 9 mates inn i utstyret for påfølgende behandling. Temperaturen til et slikt hydrolysat er 95-98°. Den inneholder (i%):

Svovelsyre. . . ……………………………………………………………………………………………………….. 0,5 -0,7:

Heksose (glukose, mannose, galaktose)………………………………………………………………….. 2,5 -2,8;

Pentose (xylose, arabinose) …………………………………………………………………………………………………. 0,8 -1,0;

Flyktige organiske syrer (maursyre, eddiksyre) ………………………………….. 0,24-0,30;

Ikke-flyktige organiske syrer (levulinsyre). . 0,2 -0,3;

Furfural………………………………………………………………………………………………………………………. 0,03-0,05;

Hydroksymetylfurfural………………………………………………………………………………………………………. 0,13-0,16;

metanol. ……………………………………………………………………………………………………………….. 0,02-0,03

Hydrolysater inneholder også kolloidale stoffer (lignin, dekstriner), askestoffer, terpener, harpikser etc. Innholdet av monosakkarider i plantehydrolysater bestemmes ved kvantitativ papirkromatografi i presise kjemiske studier.

I fabrikklaboratorier, for masseuttrykksbestemmelser av sukker, brukes deres evne i et alkalisk medium til å gjenopprette komplekse forbindelser av kobberoksid med dannelse av kobberoksid:

2 Cu (OH) 2 Cu5 O + 2 H2 O + 02.

I henhold til mengden kobberoksid som dannes, beregnes co-i-mating av monosakkarider i løsning.

Denne metoden for å bestemme sukker er betinget, altså Så vel som samtidig med monosakkarider, reduseres kobberoksid til å oksydere også furfural, hydroksymetylfurfural, dekstriner, kolloidalt lignin. Disse urenhetene forstyrrer bestemmelsen av det sanne sukkerinnholdet i hydrolysater. Den totale feilen her når 5-8%. Siden korreksjonen for disse urenhetene krever mye arbeid, blir det vanligvis ikke gjort, og de resulterende sukkerene, i motsetning til monosakkarider, kalles reduserende stoffer eller RV for kort. I fabrikken er mengden sukker produsert i hydrolysatet tatt i betraktning i tonn RS.

For å oppnå etylalkohol blir heksoser (glukose, mannose og galaktose) gjæret av alkoholdannende gjær - saccharomycetes eller schizosaccharomycetes.

Sammendragsligning for alkoholisk gjæring av heksoser

C(i Hf, 06 - 2 C2 NG) OH + 2 CO2 Heksose etanol

Viser at i denne prosessen, teoretisk, for hver 100 kg sukker skal være 51,14 kg, eller ca 64 l 100 % etylalkohol og ca. 49 kg karbondioksid.

Under alkoholgjæring av heksose oppnås således to hovedprodukter i nesten like mengder: etanol og karbondioksid. For å utføre denne prosessen må det varme sure hydrolysatet utsettes for følgende behandling:

1) nøytralisering; 2) frigjøring fra suspenderte faste stoffer; 3) avkjøling til 30°; 4) berikelse av hydrolysatet med næringsstoffer som er nødvendige for gjærens vitale aktivitet.

Syrehydrolysatet har pH=1-1,2. Et miljø egnet for fermentering bør ha en pH på 4,6-5,2. For å gi hydrolysatet den nødvendige surheten, må det frie svovelsyre og en betydelig del av de organiske syrene som finnes i det nøytraliseres. Hvis alle syrene i hydrolysatet er betinget uttrykt i svovelsyre, vil konsentrasjonen være omtrent 1%. Den resterende surheten til hydrolysatet ved pH = 4,6-5,2 er ca. 0,15%.

Derfor, for å oppnå den nødvendige konsentrasjonen av hydrogenioner i hydrolysatet, må 0,85% av syrene nøytraliseres i det. I dette tilfellet er fri svovelsyre, maursyre og en del av eddiksyre fullstendig nøytralisert. Levulinsyre og en liten del av eddiksyre forblir fri.

Hydrolysatet nøytraliseres med kalkmelk, dvs. med en suspensjon av kalsiumoksidhydrat i vann med en konsentrasjon på 150-200 g CaO per liter.

Ordningen for tilberedning av kalkmelk er vist i fig. 77.

Blekkkalk CaO mates kontinuerlig inn i matetrakten til den roterende kalktrommelen. 34. Samtidig mates den nødvendige mengden vann inn i trommelen. Når trommelen roterer, går brent kalk, bindende vann, over i kalsiumoksidhydrat. Sistnevnte dispergeres i vann og danner en suspensjon. Ureagerte biter av kalk skilles i enden av trommelen fra kalkmelk og dumpes i trallen. Kalkmelk sammen med sand renner gjennom røret til sandutskilleren 35. Sistnevnte er et horisontalt plassert jerntrau med tverrgående skillevegger og en langsgående aksel med blader.

Kalkmelk i dette apparatet strømmer sakte fra høyre til venstre og videre langs røret 36 går sammen til samling 2.

Sand legger seg sakte mellom skilleveggene til sandseparatoren og fjernes fra apparatet ved hjelp av sakte roterende kniver. Før kalkmelken kommer inn i nøytralisatoren, blandes den med en gitt mengde ammoniumsulfat, hvis løsning kommer fra tanken 37. Når melk av kalk blandes med ammoniumsulfat, fortsetter reaksjonen

Ca (OH) 3 + (NH4) 2 S04 -> CaS04 + 2 NH, OH, som et resultat av at en del av kalken er bundet av svovelsyre av ammoniumsulfat og krystaller av lite løselig kalsiumsulfatdihydrat CaS04-2H20 dannes . Samtidig dannes ammoniakk som forblir i kalkmelken i oppløst tilstand.

Små krystaller av gips som er tilstede i melk av kalk under påfølgende nøytralisering er sentrene for krystallisering av den resulterende gipsen og forhindrer dannelsen av overmettede løsninger av den i det nøytraliserte hydrolysatet. Denne hendelsen er viktig i den påfølgende destillasjonen av alkohol fra mesken, siden overmettede løsninger av gips i mesken forårsaker gips i meskesøylene og setter dem raskt ut av funksjon. Denne arbeidsmetoden kalles nøytralisering med rettet krystallisering av gips.

Samtidig med limemelk inn i nøytralisatoren 5 Lett surt vandig ekstrakt av superfosfat tilføres fra en måletank 38.

Salter gis til nøytralisatoren med en hastighet på 0,3 kg ammoniumsulfat og 0,3 kg superfosfat for 1 m3 hydrolysat.

Konverter 5 (kapasitet 35-40 m 3) er en ståltank foret med syrefaste keramiske fliser og utstyrt med vertikale røreverk og bremsevinger festet til tankveggene. Nøytralisering ved hydrolyseanlegg ble tidligere utført periodisk. For tiden blir den erstattet av mer perfekt kontinuerlig nøytralisering. På fig. 77 viser det siste diagrammet. Prosessen utføres i to seriekoblede nøytralisatorer 5 og 6, med samme enhet. Syrehydrolysat gjennom rør 1 mates kontinuerlig inn i den første nøytralisatoren, hvor melk av kalk og næringssalter kommer inn samtidig. Kontroll over fullstendigheten av nøytralisering utføres ved å måle konsentrasjonen av hydrogenioner ved å bruke et potensiometer 3 med en antimon- eller glasselektrode 4. Potensiometeret registrerer kontinuerlig pH i hydrolysatet og justerer den automatisk innenfor de spesifiserte grensene ved å sende elektriske impulser til en reversibel motor koblet til en stengeventil på røret som leverer melk av kalk til den første nøytralisatoren. I nøytralisatorer går nøytraliseringsreaksjonen relativt raskt og prosessen med krystallisering av gips fra en overmettet løsning går relativt sakte.

Derfor skyldes væskestrømningshastigheten gjennom nøytraliseringsanlegget den andre prosessen, som krever 30-40 min.

Etter denne tiden går det nøytraliserte hydrolysatet, kalt "nøytralisat", inn i sumpen 7, semi-kontinuerlig eller kontinuerlig drift.

Den semi-kontinuerlige prosessen består i det faktum at nøytralisatet strømmer kontinuerlig gjennom sumpen, og gipsen som legger seg til bunnen av den fjernes med jevne mellomrom, ettersom den akkumuleres.

Ved kontinuerlig drift av sumpen utføres alle operasjoner kontinuerlig. Før du går ned i kloakken, slammet 8 i mottakeren vaskes i tillegg med vann. Sistnevnte metode, på grunn av noen produksjonsvansker, har ennå ikke blitt utbredt.

Gipsslammet fra bunnfellingstanken består vanligvis av halvparten kalsiumsulfatdihydrat og halvparten lignin og humusstoffer avsatt fra hydrolysatet. I noen hydrolyseanlegg blir gipsslam dehydrert, tørket og brent, noe som gjør det til bygningsalabast. De dehydreres på trommelvakuumfiltre, og tørkes og brennes i roterende trommelovner oppvarmet av røykgasser.

Nøytralisatet, frigjort fra suspenderte partikler, avkjøles i kjøleskap før gjæring 10 (Fig. 77) fra 85 til 30°. Til dette formål brukes vanligvis spiral- eller platevarmevekslere, som er preget av en høy varmeoverføringskoeffisient og små dimensjoner. Under avkjøling frigjøres harpiksholdige stoffer fra nøytralisatet, som legger seg på veggene til varmevekslerne og gradvis forurenser dem. For rengjøring blir varmevekslerne periodisk slått av og vasket med en 2-4% varm vandig løsning av kaustisk soda, som løser opp harpiks- og humusstoffer.

Nøytralisert, renset og avkjølt hydrolysat.

Vedmosen fermenteres med spesiell spinnformende gjær akklimatisert i dette miljøet. Fermenteringen foregår i henhold til en kontinuerlig metode i et batteri av seriekoblede gjæringstanker 11 og 12.

Gjærslam som inneholder ca. 80-100 g presset gjær per liter mates kontinuerlig gjennom et rør 15 inn i gjær 44 og deretter til toppen av den første, eller hodet, gjæringstanken 11. Avkjølt vedmost tilføres gjæren samtidig med gjærsuspensjonen. For hver kubikkmeter gjærsuspensjon kommer 8-10 m3 vørter inn i gjæringstanken.

Gjær inneholdt i mediet av heksose Sakharov, ved hjelp av et system av enzymer bryter de ned sukker, og danner etylalkohol og karbondioksid. Etylalkohol passerer inn i den omgivende væsken, og karbondioksid frigjøres på overflaten av gjæren i form av små bobler, som gradvis øker i volum, og deretter gradvis flyter til overflaten av karet, og fører med seg gjæren som har festet seg til dem. .

Ved kontakt med overflaten brister boblene av karbondioksid, og gjæren, som har en egenvekt på 1,1, dvs. større enn vørterens (1,025), synker ned til de igjen heves av karbondioksid til overflaten. Den kontinuerlige opp- og nedbevegelsen til gjæren fremmer bevegelsen av væskestrømmer i gjæringstanken, og skaper agitasjon eller "gjæring" av væsken. Karbondioksid frigjort på overflaten av væsken fra gjæringstankene gjennom røret 13 kommer inn i anlegget for produksjon av flytende eller fast karbondioksid, brukes til å skaffe kjemiske produkter (for eksempel urea) eller slippes ut i atmosfæren.

Delvis gjæret vedmost, sammen med gjær, overføres fra hodegjæringstanken til haletanken 12, Der gjæringen slutter. Siden konsentrasjonen av sukker i halekaret er lav, er gjæringen i den mindre intens, og en del av gjæren, som ikke har tid til å danne karbondioksidbobler, legger seg på bunnen av karet. For å forhindre dette er det ofte arrangert tvangsblanding av væsken i haletanken med røreverk eller sentrifugalpumper.

Fermentert eller fermentert væske kalles mos. På slutten av gjæringen overføres mosen til separatoren 14, opererer på prinsippet om en sentrifuge. Mosen som kommer inn i den, sammen med gjæren suspendert i den, begynner å rotere med en hastighet på 4500-6000 rpm. Sentrifugalkraft på grunn av forskjellen i egenvekt mellom mosen og gjæren skiller dem. Separatoren deler væsken i to strømmer: den største, som ikke inneholder gjær, kommer inn i trakten 16 og den minste, som inneholder gjær, kommer inn i røret gjennom trakten 15. Vanligvis er den første strømmen 8-10 ganger større enn den andre. Med rør 15 gjærslurryen føres tilbake til hodegjæringen 11 Gjennom gjær 44. Vørteren som kastes og frigjøres fra gjær samles i en mellomoppsamling av mos 17.

Ved hjelp av separatorer sirkuleres gjæren hele tiden i et lukket gjæringssystem. Produktivitet til separatorer 10- 35 m3/time.

Under gjæring og spesielt under separasjon må en del av humuskolloidene som finnes i treet koagulere og danne tunge flak som sakte legger seg til bunnen av gjæringstankene. Beslag er anordnet i bunnen av karene, gjennom hvilke sedimentet periodisk kommer ned i kloakken.

Som nevnt ovenfor, det teoretiske utbyttet av alkohol fra 100 kg fermenterte heksoser er 64 l. Men praktisk talt på grunn av utdanning gjennom Sakharov biprodukter (glyserin, acetaldehyd, ravsyre, etc.), og også på grunn av tilstedeværelsen av urenheter som er skadelige for gjær i vørteren, er alkoholutbyttet 54-56 l.

For å oppnå gode utbytter av alkohol, er det nødvendig å holde gjæren aktiv hele tiden. For å gjøre dette er det nødvendig å nøye opprettholde den innstilte gjæringstemperaturen, konsentrasjonen av hydrogenioner, den nødvendige renheten til vørteren og la igjen en liten mengde heksoser, den såkalte "ikke-gjæringen" i mosen før den kommer inn. separatoren (vanligvis ikke mer enn 0,1 % sukker i løsning). På grunn av tilstedeværelsen av ikke-gjæring forblir gjæren i aktiv form hele tiden.

Periodisk stoppes hydrolyseanlegget for planlagte forebyggende eller større reparasjoner. På dette tidspunktet skal gjæren holdes i live. For å gjøre dette tykkes gjærsuspensjonen ved hjelp av separatorer og helles med kald tremost. Ved lave temperaturer bremses gjæringen dramatisk og gjæren bruker betydelig mindre sukker.

Gjæringstanker med en kapasitet på 100-200 m3 er vanligvis laget av stålplate eller, mer sjelden, av armert betong. Varigheten av gjæringen avhenger av konsentrasjonen av gjær og varierer fra 6 til 10 timer. Det er nødvendig å overvåke renheten til gjærproduksjonskulturen og beskytte den mot infeksjon av fremmede skadelige mikroorganismer. For dette formålet må alt utstyr holdes rent og sterilisert med jevne mellomrom. Den enkleste steriliseringsmetoden er å dampe alt utstyr og spesielt rørledninger og pumper med levende damp.

Ved slutten av gjæringen og separasjonen av gjær inneholder alkoholmosen fra 1,2 til 1,6 % etylalkohol og ca. 1 % pentose Sakharov.

Alkohol isoleres fra brygget, renses og forsterkes i et tre-kolonne bryggdestillasjonsapparat, bestående av et brygg 18, destillasjon 22 og metanol 28 søyler (fig. 77).

Brazhka fra samlingen 17 pumpes gjennom en varmeveksler 41 på mateplaten til ølkolonnen 18. Renner ned på platene til den uttømmende delen av meskekolonnen, og brygget møter stigende damp på sin vei. Sistnevnte, gradvis beriket med alkohol, passerer inn i den øvre, styrkende delen av kolonnen. Mosen som renner ned blir gradvis frigjort fra alkohol, og deretter fra undersiden av søylen 18 langs røret 21 går til varmeveksleren 41, hvor den varmer opp mesken som kommer inn i kolonnen til 60-70s. Deretter varmes mosen opp til 105 ° i kolonnen med levende damp som kommer gjennom røret 20. Brygget frigjort fra alkohol kalles "vinasse". Med rør 42 Barda kommer ut av den bardy varmeveksleren 41 og sendt til gjærverkstedet for å hente fôrgjær fra pentose. Denne prosessen vil bli diskutert i detalj senere.

Meskesøylen i den øvre forsterkende delen ender med en tilbakeløpskondensator 19, der damper av jod-alkoholblanding som kommer fra den øvre platen av kolonnen kondenseres.

Omtrent 1 m3 karbondioksid dannet under gjæring løses opp i 1 m3 mesk ved en temperatur på 30 °. Ved oppvarming av mesken i varmeveksleren 41 og med levende damp i nedre del av ølkolonnen frigjøres oppløst karbondioksid som sammen med alkoholdamp stiger til forsterkende del av kolonnen og videre til tilbakeløpskjøleren 19. Ikke-kondenserbare gasser separeres gjennom luftventiler installert på alkoholkondensatrørledningene etter kjøleskapene. Lavtkokende fraksjoner, bestående av alkohol, aldehyder og etere, passerer gjennom deflegmatoren 19 og til slutt kondensert i kjøleskapet 39 år Fra hvor, i form av slim, strømmer de tilbake inn i kolonnen gjennom en vannforsegling 40. Ikke-kondenserbare gasser bestående av karbondioksid før de forlater kjøleskapet 39 passere en ekstra kondensator eller vaskes i en skrubber med vann for å fange opp de siste sporene av alkoholdamp.

På de øvre platene av ølkolonnen i væskefasen inneholder 20-40% alkohol.

Kondens gjennom røret 25 går inn i matebrettet til destillasjonskolonnen 22. Denne kolonnen fungerer på samme måte som ølkolonnen, men ved høyere alkoholkonsentrasjoner. Til bunnen av denne kolonnen gjennom et rør 24 det tilføres levende damp, som gradvis koker alkoholen ut av alkoholkondensatet som renner ned til bunnen av kolonnen. En alkoholfri væske kalt luther gjennom et rør 23 går i avløpet. Alkoholinnholdet i stillage og luther er ikke mer enn 0,02 %.

En deflegmator er installert over den øvre platen på destillasjonskolonnen. 26. Damper som ikke er kondensert i den, kondenseres til slutt i kondensatoren 26a og strømme tilbake inn i kolonnen. En del av de lavtkokende fraksjonene tas gjennom røret 43 i form av en eteraldehydfraksjon, som returneres til gjæringstankene hvis den ikke har nytte.

For frigjøring av etylalkohol fra flyktige organiske syrer mates kolonnen fra en tank 45 10% natriumhydroksidløsning, som nøytraliserer syrer på midtplatene i den forsterkende delen av kolonnen. I den midtre delen av destillasjonskolonnen, hvor alkoholstyrken er 45-50 %, samler det seg fuseloljer, som tas gjennom et rør 46. Fuseloljer er en blanding av høyere alkoholer (butyl, propyl, amyl) dannet av aminosyrer.

Etylalkohol, frigjort fra estere og aldehyder, så vel som fuseloljer, tas med en kam fra de øvre platene i den forsterkende delen av destillasjonskolonnen og gjennom røret 27 går inn i matebrettet til metanolkolonnen 28. Råalkoholen som kommer fra destillasjonskolonnen inneholder ca. 0,7 % metylalkohol, som ble dannet under hydrolyse av plantematerialer og sammen med monosakkarider kom inn i tremosten.

Under fermenteringen av heksose dannes det ikke metylalkohol. I henhold til spesifikasjonene for etylalkohol produsert av hydrolyseanlegg skal den ikke inneholde mer enn 0,1 % metylalkohol. Studier har vist at metylalkohol lettest skilles fra råalkohol med et minimum vanninnhold i seg. Av denne grunn mates råalkohol med maksimal styrke (94-96 % etanol) inn i metanolkolonnen. Over 96 % 'etylalkohol kan ikke oppnås på konvensjonelle destillasjonskolonner, siden denne konsentrasjonen tilsvarer sammensetningen av en ikke-separat kokende vann-alkoholblanding.

I metanolkolonnen er den lettkokende fraksjon metanol, som stiger til toppen av kolonnen, styrker seg i deflegmatatoren 29 og gjennom røret 30 smelter inn i samlerne av metanolfraksjonen som inneholder ca. 80 % metanol. For produksjon av kommersiell 100 % metanol er det installert en andre metanolkolonne, ikke vist i fig. 77.

Etylalkohol, som renner nedover platene, synker til bunnen av metanolkolonnen 28 og gjennom røret 33 smelter sammen til mottakere av ferdige produkter. Metanolkolonnen varmes opp med døvdamp i en ekstern varmeovn 31, som er installert på en slik måte at dens ringrom er fylt med alkohol i henhold til prinsippet om kommuniserende kar. Vanndampen som kommer inn i varmeren varmer alkoholen til en byll, og de resulterende alkoholdampene brukes til å varme opp kolonnen. Damp kommer inn i varmeren 31, kondenserer i den og i form av kondensat tilføres rentvannsoppsamlere eller dreneres i kloakken.

Mengden og styrken av den resulterende etylalkoholen måles i spesialutstyr (lanterne, kontrollprosjektil, alkoholmålepinne). Etylalkohol tilføres fra måletanken med damppumpe utenfor hovedbygningen - inn i stasjonære tanker plassert i alkohollageret. Fra disse tankene helles kommersiell etylalkohol etter behov i jernbanetanker, der den transporteres til forbrukssteder.

Den teknologiske prosessen beskrevet ovenfor gjør det mulig å oppnå fra 1 t absolutt tørt bartre 150-180 l 100 % etylalkohol. Samtidig for 1 dcl alkohol inntak

Absolutt tørr ved i kg. . . . . 55-66;

TOC o "1-3" h z svovelsyre - moaoidrate inn kg … . 4,5;

Bløtkalk, 85 % in kg…………………………………………………. 4,3;

Et par teknologiske 3- og 16-atmosfæriske

i megakalorier. ………………………………………………………………………………….. 0,17-0,26;

Vann i m3………………………………………………………………………………………………………………………. 3,6;

Elektrisk Grossner inn kWh…………………………………………………………………….. 4,18

Den årlige kapasiteten til det middels kapasitets hydrolyse-alkoholanlegget for alkohol er 1-1,5 millioner tonn. ga. Ved disse anleggene er hovedproduktet etylalkohol. Som allerede nevnt, produseres det samtidig fast eller flytende karbondioksid, furfural, fôrgjær og ligninforedlingsprodukter fra hovedproduksjonsavfallet ved hydrolyse-alkoholanlegget. Disse produksjonene vil bli diskutert videre.

I noen hydrolyseanlegg som får furfural eller xylitol som hovedprodukt, etter hydrolyse av hemicelluloser rike på pentoser, gjenstår en knapt hydrolyserbar rest bestående av cellulose og lignin og kalt cellolignin.

Cellolignin kan hydrolyseres ved perkoleringsmetoden som beskrevet ovenfor, og det resulterende heksosehydrolysatet, som vanligvis inneholder 2-2,5 % sukker, kan behandles i henhold til metoden beskrevet ovenfor til teknisk etylalkohol eller fôrgjær. I henhold til denne ordningen behandles bomullsskall, maiskolber, eikebelger, solsikkeskall osv. En slik produksjonsprosess er økonomisk lønnsom bare med billige råvarer og drivstoff.

Ved hydrolyse-alkoholanlegg oppnås vanligvis teknisk etylalkohol, som brukes til etterfølgende kjemisk prosessering. Men om nødvendig, denne alkoholen
relativt lett å rengjøre ved ytterligere destillasjon og oksidasjon med en alkalisk løsning av permanganat. Etter slik rensing er etylalkohol ganske egnet for matformål.

Det generelle opplegget for å oppnå etylalkohol fra hydrolyse "svart melasse" er som følger. Det knuste råmaterialet lastes inn i en multimeter stålhydrolysekolonne foret med kjemisk motstandsdyktig keramikk fra innsiden. En varm løsning av saltsyre tilføres dit under trykk. Som et resultat av en kjemisk reaksjon fra cellulose oppnås et produkt som inneholder sukker, den såkalte "svarte melasse". Dette produktet nøytraliseres med lime og gjær tilsettes der - melasse fermenteres. Deretter varmes den opp igjen, og de frigjorte dampene kondenserer i form av etylalkohol (jeg vil ikke kalle det "vinalkohol").
Hydrolysemetoden er den mest økonomiske måten å produsere etylalkohol på. Hvis 50 liter alkohol kan oppnås fra ett tonn korn ved den tradisjonelle biokjemiske gjæringsmetoden, blir 200 liter alkohol utstøtt fra ett tonn sagflis, hydrolysert til "svart melasse". Som det sies: "Føl fordelene!" Hele spørsmålet er om «svart melasse» som forsukket cellulose kan kalles et «matprodukt», sammen med korn, poteter og rødbeter. Personer som er interessert i produksjon av billig etylalkohol mener det: "Vel, hvorfor ikke? Tross alt, bard, som resten av "svart melasse", etter destillasjonen går til å fôre husdyr, noe som betyr at det også er et matprodukt. Hvordan kan man ikke huske ordene til F.M. Dostojevskij: "En utdannet person, når han trenger det, kan verbalt rettferdiggjøre enhver vederstyggelighet."
På 1930-tallet ble det største stivelsesanlegget i Europa bygget i den ossetiske landsbyen Beslan, som har produsert millioner av liter etylalkohol siden den gang. Da ble det bygget kraftige fabrikker for produksjon av etylalkohol over hele landet, inkludert ved Solikamsk og Arkhangelsk tremasse- og papirfabrikker. I.V. Stalin, som gratulerte byggerne av hydrolyseanlegg, som under krigen, til tross for vanskelighetene i krigstiden, satte dem i drift før tidsplanen, bemerket at dette «gjør det mulig for staten å spare millioner av kornputer»(Avis «Pravda» av 27. mai 1944).
Etylalkohol oppnådd fra "svart melasse", men faktisk fra tre (cellulose), forsukket ved hydrolysemetoden, hvis den selvfølgelig er godt renset, kan ikke skilles fra alkohol oppnådd fra korn eller poteter. I henhold til gjeldende standarder er slik alkohol av "høyeste renhet", "ekstra" og "luksus", sistnevnte er den beste, det vil si at den har den høyeste rensingsgraden. Vodka tilberedt på grunnlag av slik alkohol vil ikke forgifte deg. Smaken av slik alkohol er nøytral, det vil si "ingen" - smakløs, den har bare én "grader", den brenner bare slimhinnen i munnen. Utad er det ganske vanskelig å gjenkjenne vodka laget på grunnlag av etylalkohol av hydrolytisk opprinnelse, og forskjellige smaker lagt til slike "vodkaer" gir dem en viss forskjell fra hverandre.
Imidlertid er ikke alt så bra som det ser ut ved første øyekast. Genetikere utførte forskning: en gruppe eksperimentelle mus ble lagt til dietten av ekte (korn) vodka, den andre - hydrolytisk, fra tre. Mus som brukte "tispa" døde mye raskere, og avkommet deres degenererte. Men resultatene av disse studiene stoppet ikke produksjonen av pseudo-russisk vodka. Det er som en populær sang: "Tross alt, hvis vodka ikke er drevet fra sagflis, hva ville vi da ha fra fem flasker ..."

Slik deler du med venner:
Lignende innlegg
© 2022 Alle rettigheter reservert