Alkohol från sågspån hemma. Produktion av etylalkohol från trä

Sågspån är en värdefull råvara för framställning av olika alkoholer som kan vara använda som bränsle.

Sådana biobränslen kan köras:

bensinmotorer för bilar och motorcyklar;
kraftgeneratorer;
hushållsbensinutrustning.

Huvudsakligt problem en som måste övervinnas vid tillverkning av biobränslen från sågspån är hydrolys, det vill säga omvandlingen av cellulosa till glukos.

Cellulosa och glukos har samma grund - kolväten. Men för omvandlingen av ett ämne till ett annat krävs olika fysikaliska och kemiska processer.

De viktigaste teknikerna för att omvandla sågspån till glukos kan delas in i två typer:

industriell kräver sofistikerad utrustning och dyra ingredienser;
hemlagad som inte kräver någon sofistikerad utrustning.

Oavsett hydrolysmetod måste sågspån krossas så mycket som möjligt. För detta används olika krossar.

Hur mindre storlek sågspån, ämnen mer effektiv det kommer att ske en nedbrytning av trä till socker och andra komponenter.

Du hittar mer information om sågspånssliputrustning här:. Ingen annan beredning av sågspån krävs.

industriellt sätt

Sågspån hälls sedan i en vertikal behållare fylld med svavelsyralösning(40 %) i viktförhållandet 1:1 och, efter att ha stängts hermetiskt, upphettas till en temperatur av 200–250 grader.

I detta tillstånd hålls sågspån i 60–80 minuter under konstant omrörning.

Under denna tid sker hydrolysprocessen och cellulosa, som absorberar vatten, bryts ner till glukos och andra komponenter.

Ämnet som erhålls som ett resultat av denna operation filtrera erhållande av en blandning av glukoslösning med svavelsyra.

Den renade vätskan hälls i en separat behållare och blandas med en lösning av krita, som neutraliserar syra.

Sedan filtreras allt och får:

giftigt avfall;
glukoslösning.

Fel denna metod i:

höga krav på det material som utrustningen är gjord av;
höga kostnader för syraregenerering,

därför användes den inte i stor utsträckning.

Det finns också en billigare metod., i vilken en lösning av svavelsyra med en styrka av 0,5–1 % används.

Effektiv hydrolys kräver dock:

högt tryck (10–15 atmosfärer);
uppvärmning till 160-190 grader.

Processtiden är 70–90 minuter.

Utrustning för en sådan process kan tillverkas av billigare material, eftersom en sådan utspädd syralösning är mindre aggressiv än den som används i den ovan beskrivna metoden.

A tryck på 15 atmosfärer är inte farligtäven för konventionell kemisk utrustning, eftersom många processer också sker vid högt tryck.

För båda metoderna använd hermetiskt tillslutna behållare av stål upp till 70 m³, fodrad med syrafast tegel eller kakel från insidan.

Detta foder skyddar metallen från kontakt med syra.

Innehållet i behållarna värms upp genom att tillföra het ånga i dem.

En dräneringsventil är installerad ovanpå, som justeras till önskat tryck. Därför strömmar överskott av ånga ut i atmosfären. Resten av ångan skapar det nödvändiga trycket.

Båda metoderna involverar samma kemiska process.. Under påverkan av svavelsyra absorberar cellulosa (C6H10O5)n vatten H2O och omvandlas till glukos nC6H12O6, det vill säga en blandning av olika sockerarter.

Efter rening används denna glukos inte bara för att få biobränslen, utan också för produktion av:

dricka och tekniska alkohol;
Sahara;
metanol.

Båda metoderna låter dig bearbeta trä av vilken art som helst, därför är de det universell.

Som en biprodukt av att bearbeta sågspån till alkohol erhålls lignin - ett ämne som klistrar ihop:

pellets;
briketter.

Därför kan lignin säljas till företag och entreprenörer som är engagerade i produktion av pellets och briketter från träavfall.

Annan en biprodukt av hydrolys är furfural. Det är en oljig vätska, ett effektivt träskyddsmedel.

Furfural används också för:

oljeraffinering;
rening av vegetabilisk olja;
produktion av plast;
utveckling av svampdödande läkemedel.

I färd med att bearbeta sågspån med syra giftiga gaser frigörs, Det är därför:

all utrustning måste installeras i en ventilerad verkstad;
arbetare måste bära skyddsglasögon och andningsskydd.

Utbytet av glukos i vikt är 40–60 % av vikten av sågspån, men med hänsyn till den stora mängden vatten och föroreningar vikten av produkten är flera gånger större än den ursprungliga vikten av råvaran.

Överskottsvatten kommer att tas bort under destillationsprocessen.

Förutom lignin är biprodukterna från båda processerna:

alabaster;
terpentin,

som kan säljas för viss vinst.

Rening av glukoslösning

Rengöring utförs i flera steg:

Mekanisk rengöring Användning av en separator tar bort lignin från lösningen.
Behandling kritmjölk neutraliserar syran.
avveckling separerar produkten till en flytande lösning av glukos och karbonater, som sedan används för att erhålla alabaster.

Här är en beskrivning av den tekniska cykeln för träbearbetning vid en hydrolysanläggning i staden Tavda (Sverdlovsk-regionen).

hemmetod

Denna metod är lättare men tar i snitt 2 år. Sågspån hälls i en stor hög och vattnas rikligt med vatten, varefter:

täcka med något
lämna spotta.

Temperaturen inuti högen stiger och hydrolysprocessen börjar, som ett resultat av vilket cellulosa omvandlas till glukos som kan användas för jäsning.

Nackdelen med denna metod Faktum är att vid en låg temperatur minskar aktiviteten i hydrolysprocessen, och vid en negativ temperatur slutar den helt.

Därför är denna metod endast effektiv i varma regioner.

Förutom, det finns en hög sannolikhet för degenerering av hydrolysprocessen till sönderfall, på grund av vilket det kommer att visa sig inte glukos, utan slam, och all cellulosa blir till:

koldioxid;
en liten mängd metan.

Ibland i hus bygger de installationer som liknar industriella. . De är gjorda av rostfritt stål, som kan motstå effekterna av en svag lösning av svavelsyra utan konsekvenser.

Värm upp innehållet sådana enheter med:

öppen eld (brasa);
spole av rostfritt stål med varmluft eller ånga som cirkulerar genom den.

Genom att pumpa in ånga eller luft i behållaren och övervaka tryckmätarens avläsningar regleras trycket i behållaren. Hydrolysprocessen startar vid ett tryck på 5 atmosfärer, men fungerar mest effektivt vid ett tryck på 7–10 atmosfärer.

Sedan, precis som i industriell produktion:

rena lösningen från lignin;
bearbetas med en lösning av krita.

Därefter sedimenteras glukoslösningen och fermenteras med tillsats av jäst.

Jäsning och destillation

För jäsning till glukoslösning tillsätt vanlig jäst som aktiverar jäsningsprocessen.

Denna teknik används både i företag och vid produktion av alkohol från sågspån hemma.

Jäsningstid 5–15 dagar, beroende på:

lufttemperatur;
träslag.

Jäsningsprocessen styrs av mängden koldioxidbubblor som bildas.

Under jäsning sker en sådan kemisk process - glukos nC6H12O6 bryts ner i:

koldioxid (2CO2);
alkohol (2C2H5OH).

Efter avslutad jäsning materialet destilleras- uppvärmning till en temperatur på 70–80 grader och kylning av avgasångan.

Vid denna temperatur avdunsta från lösningen:

alkoholer;
etrar,

medan vatten och vattenlösliga föroreningar finns kvar.

ångkylning;
alkoholkondensering

använd en spole nedsänkt i kallt vatten eller kyld med kall luft.

För styrka ökning den färdiga produkten destilleras 2-4 gånger till, gradvis sänker temperaturen till ett värde av 50-55 grader.

Styrkan hos den resulterande produkten bestäms med alkoholmätare som uppskattar den specifika vikten av ett ämne.

Produkten från destillationen kan användas som biobränsle med en styrka på minst 80 %. En mindre stark produkt har för mycket vatten, så tekniken kommer att fungera ineffektivt på den.

Även om alkoholen som erhålls från sågspån är mycket lik månsken, är dess kan inte användas för att dricka på grund av det höga innehållet av metanol som är ett starkt gift. Dessutom förstör en stor mängd fuseloljor smaken av den färdiga produkten.

För att rengöra från metanol måste du:

den första destillationen utförs vid en temperatur av 60 grader;
töm de första 10 % av den resulterande produkten.

Efter destillation återstår:

tung terpentinfraktioner;
jästmassa, som kan användas både för jäsning av nästa omgång glukos, och för produktion av foderjäst.

De är mer näringsrika och hälsosamma än spannmålen från någon spannmålsgröda, så de köps lätt av gårdar som föder upp stora och små boskap.

Applicering av biobränsle

Jämfört med bensin har biobränslen (alkohol tillverkad av återvunnet avfall) både fördelar och nackdelar.

Här Huvudfördelar:

högt (105-113) oktantal;
lägre förbränningstemperatur;
brist på svavel;
Lägre pris.

På grund av det höga oktantalet, öka kompressionsförhållandet, vilket ökar motorns kraft och effektivitet.

Lägre förbränningstemperatur:

ökar livslängden ventiler och kolvar;
minskar motorvärmen i läget för maximal effekt.

På grund av frånvaron av svavel, biobränslen förorenar inte luften Och förkortar inte motoroljans livslängd, eftersom svaveloxid oxiderar oljan, försämrar dess egenskaper och minskar resursen.

På grund av det betydligt lägre priset (förutom för punktskatter) sparar biobränsle familjens budget.

Biobränslen har brister:

aggressivitet mot gummidelar;
lågt bränsle/luftmassaförhållande (1:9);
svag avdunstning.

biobränsle skada gummitätningar Därför byts alla gummitätningar till polyuretandelar under omvandlingen av motorn till att köras på alkohol.

På grund av det lägre bränsle-till-luftförhållandet kräver normal biobränsledrift omkonfigurering av bränslesystemet, det vill säga att installera större strålar i förgasaren eller blinka injektorstyrenheten.

På grund av låg avdunstning Svårt att starta en kall motor vid temperaturer under plus 10 grader.

För att lösa detta problem späds biobränslen med bensin i förhållandet 7:1 eller 8:1.

För att köra på en blandning av bensin och biobränsle i förhållandet 1:1 krävs ingen motormodifiering.

Om det finns mer alkohol är det önskvärt:

byt ut alla gummitätningar med polyuretan;
slipa cylinderhuvudet.

Slipning är nödvändigt för att öka kompressionsförhållandet, vilket gör det möjligt uppnå högre oktantal. Utan en sådan förändring kommer motorn att tappa kraft när alkohol tillsätts bensin.

Om biobränslen används för elektriska generatorer eller hushållsbensinapparater, är det önskvärt att ersätta gummidelar med polyuretandelar.

I sådana anordningar kan huvudslipning undvaras, eftersom en liten effektförlust kompenseras av en ökning av bränsletillförseln. Förutom, behöver konfigurera om förgasaren eller injektorn, alla specialister på bränslesystem kan göra detta.

För mer information om användningen av biobränsle och ändring av motorer för att fungera på det, läs den här artikeln (Applicering av biobränsle).

Relaterade videoklipp

Du kan se hur man gör alkohol av sågspån i den här videon:

Slutsatser

Produktion av alkohol från sågspån - svår process, vilket inkluderar en hel del operationer.

Om det finns billigt eller gratis sågspån, kommer du att spara mycket genom att hälla biobränsle i tanken på din bil, eftersom dess produktion är mycket billigare än bensin.

Nu vet du hur du får alkohol från sågspån som används som biobränsle och hur du kan göra det hemma.

Visste du också om biprodukter som uppstår vid bearbetning av sågspån till biobränslen. Dessa produkter kan också säljas för en liten men ändå vinst.

Tack vare detta blir biobränsleverksamheten från sågspån mycket fördelaktigt, särskilt om du använder bränsle för dina egna transporter och inte betalar punktskatt på försäljning av alkohol.

I kontakt med

Du är i skogen... Tjocka och tunna trädstammar trängs runt. För en kemist består de alla av samma material - trä, vars huvuddel är organiskt material - fiber (C 6 H 10 O 5) x. Fiber bildar väggarna i växtceller, det vill säga deras mekaniska skelett; ganska ren har vi det i fibrerna av bomullspapper och linne; i träd finns den alltid tillsammans med andra ämnen, oftast med lignin, av nästan samma kemiska sammansättning, men med olika egenskaper. Den elementära formeln för fiber C 6 H 10 O 5 sammanfaller med formeln för stärkelse, betsocker har formeln C 12 H 2 2O 11. Förhållandet mellan antalet väteatomer och antalet syreatomer i dessa formler är detsamma som i vatten: 2:1. Därför kallades dessa och liknande ämnen 1844 "kolhydrater", det vill säga ämnen, som om (men inte i själva verket) bestod av kol och vatten.

Kolhydratfibern har en hög molekylvikt. Dess molekyler är långa kedjor som består av enskilda länkar. Till skillnad från vita stärkelsekorn representerar fiber starka trådar och fibrer. Detta beror på den annorlunda, nu exakt etablerade, strukturella strukturen hos stärkelse- och fibermolekylerna. Ren fiber kallas tekniskt för cellulosa.

År 1811 gjorde akademiker Kirchhoff en viktig upptäckt. Han tog vanlig stärkelse, erhållen från potatis, och verkade på den med utspädd svavelsyra. Under inverkan av H2SO4 inträffade hydrolys stärkelse och det blev till socker:

Denna reaktion var av stor praktisk betydelse. Produktionen av stärkelse-sirap är baserad på den.

Men fiber har samma empiriska formel som stärkelse! Så, socker kan också erhållas från det.

År 1819 genomfördes också för första gången försockring av fiber med utspädd svavelsyra. För dessa ändamål kan även koncentrerad syra användas; Den ryske kemisten Vogel erhöll 1822 socker från vanligt papper, verkande på det med en 87% lösning av H 2 SO 4 .

I slutet av XIX-talet. Att få socker och alkohol från trä har redan blivit intressant för praktiska ingenjörer. För närvarande erhålls alkohol från cellulosa i fabriksskala. Metoden, upptäckt i en forskares provrör, utförs i stora stålapparater av en ingenjör.

Vi kommer att besöka hydrolysanläggningen... Enorma kokare (perkolatorer) är laddade med sågspån, spån eller flis. Detta är avfallet från sågverk eller träbearbetningsföretag. Tidigare har detta värdefulla avfall bränts eller helt enkelt slängts på en soptipp. En svag (0,2-0,6%) lösning av mineralsyra (oftast svavelsyra) passerar genom perkolatorerna med en kontinuerlig ström. Det är omöjligt att hålla samma syra i apparaten under lång tid: sockret som finns i den, erhållet från trä, förstörs lätt. I perkolatorer är trycket 8-10 atm, och temperaturen är 170-185°. Under dessa förhållanden fortskrider hydrolysen av cellulosa mycket bättre än under vanliga förhållanden, då processen är mycket svår. Perkolatorer producerar en lösning som innehåller cirka 4 % socker. Utbytet av sockerhaltiga ämnen under hydrolys når 85 % av det teoretiskt möjliga (enligt reaktionsekvationen).

Ris. 8. Visuellt schema för att erhålla hydrolytisk alkohol från trä.

För Sovjetunionen, som har gränslösa skogar och ständigt utvecklar syntetgummiindustrin, är produktionen av alkohol från trä av särskilt intresse. Redan 1934 beslutade bolsjevikernas 17:e kongress att på alla möjliga sätt utveckla produktionen av alkohol från sågspån och avfall från pappersindustrin. De första sovjetiska hydrolys-alkoholanläggningarna började fungera regelbundet 1938. Under åren med den andra och tredje femårsplanen byggde och lanserade vi anläggningar för produktion av hydrolysalkohol - alkohol från trä. Denna alkohol bearbetas nu alltmer till syntetiskt gummi i stora mängder. Detta är alkohol från icke-livsmedelsråvaror. Varje miljon liter hydrolyserad etylalkohol frigör cirka 3 tusen ton bröd eller 10 tusen ton potatis till mat och följaktligen cirka 600 hektar sådd yta. För att få denna mängd hydrolytisk alkohol behövs 10 000 ton sågspån med 45 % fukthalt, som kan produceras av ett sågverk med genomsnittlig produktivitet per år.

Hur får man alkohol eller annat flytande bränsle från sågspån?

i Tyskland i slutet av andra världskriget gick alla stridsvagnar till syntetiska. sågspånsbränsle. och bilar i Brasilien kör väldigt mycket på alkohol, 20% av bilarna där är på alkohol. så det är sant, du kan använda jäsning, köra om och få alkohol och du kommer att ha en bil
kanske man kan få metan med hjälp av bakterier? ännu bättre då
Jag delar med mig av min erfarenhet, så var det! I allmänhet tar du 1 kg. torkar du sågspån eller annat mycket noggrant, tillsätt sedan elektrolyt (svavelsyra) 1/3 av volymen i kolven eller något annat genom kylskåpet (det blir sublimering). man värmer upp den till en temperatur på 150 grader, och man får Metylalkohol, och på samma ställe dess estrar etc. BRÄNNBARA reaktionsprodukter. vätska kan ha olika färger. men vanligtvis blåaktig, flyktig. Ja, när du lagar mat, glöm inte att lägga till bitar av korund (aluminiumoxid) - detta är en katalysator. så snart vätskan i kärlet eller kolven blir svart, till den grad att den inte går att känna igen, byt och fyll i nästa portion. med 1 kg får du någonstans 470 ml. alkohol, men bara 700 något. Gör det på ett öppet utrymme, väl ventilerat och borta från mat Ja, glöm inte din mask och andningsskydd. Sila av den svarta (förbrukade) vätskan, och det översta lagret brinner mycket bra efter torkning. lägg det till bränslet också.
Från barrträd - dåligt. Vanligtvis erhålls hydrolysalkohol från lövträ. Här finns det faktiskt två alternativ, och båda är praktiskt taget inte implementerade hemma. Och vodka-pall är i stort sett ett skämt, eftersom produktionen är ineffektiv och användningen av slutprodukten kan vara hälsofarlig. Första alternativet. Det är nödvändigt att lägga sågspånet i en ganska stor hög på gatan, blöta den med vatten och lämna den i ett par år (exakt två år eller mer). Anaeroba mikroorganismer kommer att bosätta sig i mitten av högen, som gradvis kommer att utföra nedbrytningen av cellulosa till monomerer (socker), som redan kan fermenteras. Vidare - som ett vanligt månsken. Eller det andra alternativet, som implementeras i industrin. Sågspån kokas med en svag lösning av svavelsyra vid förhöjt tryck. I detta fall utförs hydrolysen av cellulosa på några timmar. Nästa - destillering som vanligt.
Om vi inte bara överväger etylalkohol, kan vi gå en annan väg, men återigen, det är praktiskt taget inte realiserat hemma. Detta är torr destillation av sågspån. Råvaran ska värmas i en förseglad behållare till 800-900 grader. och samla upp utströmmande gaser. När dessa gaser kyls kondenserar kreosot (huvudprodukten), metanol och ättiksyra. Gaser är en blandning av olika kolväten. Resten är kol. Det är den här typen av kol i branschen som kallas träkol, och inte från en brand. Det brukade användas inom metallurgi istället för koks. Efter ytterligare bearbetning erhålls aktivt kol. Kreosot är det harts som används för att tjära slipers och telegrafstolpar. Gas kan användas som vanlig naturgas. Nu vätskor. Metyl, eller trä, alkohol destilleras bort från vätskan vid temperaturer upp till 75 grader. Det kan passera för bränsle, men utbytet är litet och det är mycket giftigt. Nästa är ättiksyra. Vid neutralisering med kalk erhålls kalciumacetat, eller, som det tidigare kallades, grått träättikspulver. När det kalcineras får man aceton - varför inte bränsle? Det är sant, nu erhålls aceton på ett helt syntetiskt sätt.
Det verkar som att jag inte har glömt någonting. Nåväl, när öppnar vi en kreosotbutik?
"Och om vodka inte kördes från sågspån, vad skulle vi då ha, från fem flaskor?" (V.S. Vysotsky)
jäsning av sockerhaltiga ämnen. såsom cellulosa. bara för acceleration behöver du en enzymjäst. och om metylalkohol... ja, i allmänhet, vid låga doser, är det dödligt.
Sublimering.
Det är nödvändigt att jäsa cellulosan och sedan köra om

Hydrolys av växtvävnadspolysackarider i kallt vatten observeras praktiskt taget inte. När vattentemperaturen stiger över 100°C fortskrider hydrolysen av polysackarider, men så långsamt att en sådan process inte har någon praktisk betydelse. Tillfredsställande resultat erhålls endast med användning av katalysatorer, av vilka endast starka mineralsyror är av industriell betydelse: svavelsyra och, mer sällan, saltsyra. Ju högre koncentrationen av en stark syra i lösningen och reaktionstemperaturen, desto snabbare blir hydrolysen av polysackarider till monosackarider. Närvaron av sådana katalysatorer har emellertid också en negativ sida, eftersom de, samtidigt med reaktionen av hydrolys av polysackarider, också accelererar reaktionerna för sönderdelning av monosackarider, och därigenom minskar deras utbyte.

Under sönderdelningen av hexoser under dessa förhållanden bildas först oxi-metylfurfural, som snabbt sönderdelas ytterligare med bildandet av slutprodukter: levulinsyra och myrsyror. Under dessa förhållanden omvandlas pentoser till furfural.

I detta avseende, för att erhålla monosackarider från växtvävnadspolysackarider, är det nödvändigt att tillhandahålla de mest gynnsamma betingelserna för hydrolysreaktionen och minimera möjligheten för ytterligare sönderdelning av de resulterande monosackariderna.

Detta är problemet som forskare och produktionsarbetare löser när de väljer de optimala hydrolysregimerna.

Av det stora antalet möjliga alternativ för syrakoncentration och reaktionstemperatur används för närvarande endast två i praktiken: hydrolys med utspädda syror och hydrolys med koncentrerade syror. Under hydrolys med utspädda syror är reaktionstemperaturen vanligtvis 160-190°C och koncentrationen av katalysatorn i vattenlösning varierar från 0,3 till 0,7 % (H2SO4, HC1).

Reaktionen utförs i autoklaver vid ett tryck av 10-15 atm. Vid hydrolys med koncentrerade syror är koncentrationen av svavelsyra vanligtvis 70-80% och saltsyra 37-42%. Reaktionstemperaturen under dessa betingelser är 15-40°.

Det är lättare att minska förlusten av monosackarider under hydrolys med koncentrerade syror, som ett resultat av vilket utbytet av socker med denna metod kan nå nästan teoretiskt möjligt, d.v.s. 650-750 kg från 1 T absolut torra vegetabiliska råvaror.

Under hydrolys med utspädda syror är det mycket svårare att minska förlusten av monosackarider på grund av deras nedbrytning, och därför överstiger i praktiken utbytet av monosackarider i detta fall vanligtvis inte 450–500 kg per 1 g torr råvara .

På grund av den lilla förlusten av socker under hydrolys med koncentrerade syror, kännetecknas de resulterande vattenhaltiga lösningarna av monosackarider - hydrolysat av ökad renhet, vilket är av stor betydelse i deras efterföljande bearbetning.

Tills nyligen var en allvarlig brist med hydrolysmetoder med koncentrerade syror den höga förbrukningen av mineralsyra per ton producerat socker, vilket ledde till behovet av att regenerera en del av syran eller använda den i andra industrier; detta komplicerade och ökade kostnaderna för att bygga och driva sådana anläggningar.

Stora svårigheter uppstod också i valet av material för utrustningen som är resistenta mot aggressiva medier. Av denna anledning byggdes de flesta av de hydrolysanläggningar som för närvarande är i drift med hjälp av hydrolysmetoden för utspädd svavelsyra.

Den första experimentella hydrolys-alkoholanläggningen i Sovjetunionen lanserades i januari 1934 i staden Cherepovets. De första indikatorerna och den tekniska designen av denna anläggning utvecklades av Department of Hydrolysis Production vid Leningrad Forestry Academy 1931-1933. På grundval av data från driften av en pilotanläggning började byggandet i Sovjetunionen av industriella hydrolys- och alkoholanläggningar. Den första industriella hydrolys-alkoholanläggningen lanserades i Leningrad i december 1935. Efter denna anläggning under perioden 1936-1938. Bobruisk, Khorsky och Archangelsk hydrolys-alkoholanläggningar togs i drift. Under andra världskriget och efter det byggdes många stora fabriker i Sibirien och Ural. För närvarande har designkapaciteten för dessa anläggningar överskridits med 1,5-2 gånger som ett resultat av förbättrad teknik.

Den huvudsakliga råvaran för dessa anläggningar är barrved i form av sågspån och flis som kommer från närliggande sågverk, där det erhålls genom att mala sågverksavfall - plattor och ribbor - i flishuggar. I vissa fall krossas även barrved.

Schemat för att erhålla monosackarider vid sådana växter visas i fig. 76.

Hackat barrträ från råvarulagret genom transportör 1 kommer in i styrtratten 2 och längre ner i halsen

Felet hos hydrolysapparaten 3. Detta är en vertikal stålcylinder med övre och nedre koner och halsar. Den inre ytan av sådana hydrolysapparat täck med syrafasta keramiska eller grafitplattor eller tegelstenar, förstärkt på ett betongskikt 80-100 tjockt mm. Sömmarna mellan plattorna är fyllda med syrafast spackel. Hydrolysapparatens övre och nedre halsar skyddas från inverkan av varm utspädd svavelsyra av ett lager av syrabeständig brons från insidan. Den användbara volymen för sådana hydrolysapparater är vanligtvis 30-37 At3, men ibland hydrolysapparater med en volym av 18, 50 och 70 m3. Den inre diametern hos en sådan hydrolysapparat är cirka 1,5, och höjden är 7-13 m. I den övre konen av hydrolysapparaten under hydrolys genom röret 5 uppvärmd till 160-200 ° utspädd svavelsyra levereras.

Ett filter är installerat i den nedre konen 4 för valet av det resulterande hydrolysatet. Hydrolys i sådana anordningar utförs periodiskt.

Som nämnts ovan laddas hydrolysapparaten med krossade råmaterial genom en styrtratt. Vid lastning av råmaterial genom ett rör 5 utspädd svavelsyra uppvärmd till 70-90 ° levereras, som väter råmaterialet och bidrar till dess kompaktering. Med denna metod för att ladda i 1 m3 hydrolysapparaten är placerad omkring 135 kg sågspån eller 145-155 kg Flis, vad gäller absolut torr ved. Vid slutet av laddningen värms innehållet i hydrolysapparaten upp av levande ånga som kommer in i dess nedre kon. Så snart temperaturen på 150-170°C uppnåtts börjar 0,5-0,7%-ig svavelsyra, uppvärmd till 170-200°C, strömma in i hydrolysapparaten genom röret 5. Samtidigt bildas hydrolysat genom filtret 4 b. börjar släppas ut till förångaren. Hydrolysreaktionen i hydrolysapparaten varar från 1 till 3 timmar. Ju kortare hydrolystiden är, desto högre temperatur och tryck i hydrolysapparaten.

I hydrolysprocessen omvandlas träpolysackarider till motsvarande monosackarider, som löses upp i varm utspädd syra. För att skydda dessa monosackarider från sönderdelning vid höga temperaturer avlägsnas hydrolysatet som innehåller dem kontinuerligt genom filtret under hela tillagningen. 4 Och svalnade snabbt i förångaren 6. Eftersom, enligt processförhållandena, hydrolyserbara växtmaterial. in i hydrolysapparaten" måste fyllas med vätska hela tiden, den inställda nivån e upprätthålls av het syra som strömmar genom rör 5,

Denna arbetsmetod kallas perkolation. Ju snabbare perkoleringen sker, dvs ju snabbare den heta syran strömmar genom hydrolysapparaten, desto snabbare avlägsnas det resulterande sockret från reaktionsutrymmet och desto mindre sönderfaller det. Å andra sidan, ju snabbare perkoleringen fortskrider, desto mer het syra förbrukas för matlagning och desto lägre koncentration av socker i hydrolysatet erhålls och följaktligen blir ång- och syraförbrukningen för matlagning större.

I praktiken, för att erhålla tillräckligt höga utbyten av socker (vid en ekonomiskt acceptabel koncentration i hydrolysatet), måste man välja några genomsnittliga perkolationsförhållanden. Vanligtvis stannar de vid ett sockerutbyte på 45-50% av vikten av absolut torr ved med en sockerkoncentration i hydrolysatet på 3,5-3,7% - Dessa optimala reaktionsförhållanden motsvarar valet genom det nedre filtret från hydrolysatorn - att 12 -15 m3 hydrolysat per 1 T absolut torrt ved laddat i hydrolysapparaten. Mängden hydrolysat som tas ut per bryggning för varje ton hydrolyserbart råmaterial kallas utflödeshydromodulen, och det är en av huvudindikatorerna för hydrolysregimen som tillämpas vid anläggningen.

Vid perkolering uppstår en viss tryckskillnad mellan hydrolysapparatens övre och nedre hals, vilket bidrar till komprimeringen av råmaterialet när polysackariderna som finns i det löses upp.

Komprimering av råmaterialet leder till det faktum att i slutet av tillagningen upptar kvarvarande olöst lignin en volym av cirka 25% av den ursprungliga volymen av råmaterialet. Eftersom vätskan enligt reaktionsförhållandena bör täcka råmaterialet, minskar dess nivå i enlighet därmed under tillagningsprocessen. Kontroll av vätskenivån under tillagningsprocessen utförs med hjälp av en våg 30, visar förändringen i den totala vikten av råmaterial och vätska i hydrolysapparaten.

Vid slutet av tillagningen finns lignin kvar i apparaten, som innehåller 1 kg torrsubstans 3 kg utspädd svavelsyra, uppvärmd till 180-190 °.

Lignin släpps ut från hydrolysapparaten till en cyklon 22 enligt röret 21. För detta ändamål öppnas ventilen snabbt 20, förbinda det inre av hydrolysapparaten med cyklonen 22. På grund av den snabba tryckminskningen mellan ligninbitarna, kokar det överhettade vattnet som finns i det omedelbart och bildar stora volymer ånga. Den senare river sönder ligninet och för bort det i form av en suspension genom röret 21 in i en cyklon 22. Rör 21 närmar sig cyklonen tangentiellt, på grund av vilken ångstrålen med lignin, som bryter in i cyklonen, rör sig längs väggarna och gör en rotationsrörelse. Lignin kastas till sidoväggarna av centrifugalkraft och faller ner till botten av cyklonen när det tappar fart. Ligninfri ånga genom centralröret 23 släpps ut i atmosfären.

Cyklon 22 vanligtvis en vertikal stålcylinder med en volym på cirka 100 m3, med sidodörr 31 och roterande omrörare 25, som hjälper till att lossa lignin från botten av cyklonen på ett band eller en skraptransportör 24.

För att skydda mot korrosion skyddas ibland cyklonernas inre yta av ett lager av syrabeständig betong.Som redan nämnts ovan, under perkoleringsprocessen, matas uppvärmd utspädd svavelsyra in i hydrolysapparatens övre kon. Den framställs genom att blanda i en syrafast mixer. 17 överhettat vatten som tillförs genom ett rör 28, med kall koncentrerad svavelsyra som kommer från en mättank 19 genom en kolvsyrapump 18.

Eftersom kall koncentrerad svavelsyra lätt korroderar järn och gjutjärn, används dessa metaller i stor utsträckning för tillverkning av tankar, pumpar och rörledningar avsedda för lagring och transport till blandaren. Liknande material används också för att tillföra överhettad jod till mixern. För att skydda blandarens väggar från korrosion Applicera fosforbrons, grafit eller plastmassa - fluoroplast 4. De två sista används för invändig beklädnad av blandare och ger det bästa resultatet.

Det färdiga hydrolysatet från hydrolysapparaten kommer in i förångaren 6 högt tryck. Det är ett stålkärl, som arbetar under tryck och är fodrat inuti med keramiska plattor, som hydrolysatorn. I den övre delen av förångaren med en kapacitet på 6-8 l3 finns ett lock. Förångaren är trycksatt vid 4-5 atm lägre än i hydrolysapparaten. På grund av detta kokar hydrolysatet som kommer in i det omedelbart, förångas delvis och kyls ner till 130-140 °. Den resulterande ångan separeras från dropparna av hydrolysatet och genom röret 10 går in i reshofer (värmeväxlare) 11, där det kondenserar. Delvis kylt hydrolysat från förångaren 6 genom rör 7 kommer in i förångaren 8 lågt tryck, där det kyls till 105-110 ° som ett resultat av kokning vid ett lägre tryck, vanligtvis inte överstigande en atmosfär. Ångan som bildades i denna förångare genom röret 14 matas in i den andra reshofern 13, där det också kondenserar. Kondensat från reshefers 11 och 13 innehåller 0,2-0,3% furfural och används för dess isolering i speciella installationer, vilket kommer att diskuteras nedan.

Värmen som finns i ångan som kommer ut från förångarna 6 Och 8, används för att värma upp vattnet som kommer in i blandaren 17. För detta ändamål, från tanken 16 cirkulerande vattenpump 1b Varmt vatten som erhålls från destillationsavdelningen i hydrolysanläggningen matas in i lågtryckstorken 13, där den värms upp från 60-80° till 100-110°. Sen ner i röret 12 uppvärmt vatten passerar genom en högtryckstork 11, där ånga vid en temperatur av 130-140° upphettas till 120-130°. Vidare höjs vattentemperaturen till 180-200° i varmvattenkolonnen 27. Den sistnämnda är en vertikal stålcylinder med botten och topplock utformad för ett arbetstryck på 13-15 atm.

Ånga tillförs varmvattenpelaren genom ett vertikalt rör 26, i slutet av vilka 30 horisontella skivor är fixerade 2b.Ånga från ett rör 26 passerar genom springorna mellan de enskilda skivorna till en kolonn fylld med vatten. Den senare matas kontinuerligt in i kolonnen genom den nedre kopplingen, blandas med ånga, värms upp till en förutbestämd temperatur och genom röret 28 går in i mixern 17.

Hydrolysatorer installeras på en speciell grund i en rad med 5-8 st. I stora fabriker fördubblar de antalet och installerar dem i två rader. Rörledningar för hydrolysatet är gjorda av röd koppar eller mässing. Armaturer, bestående av ventiler och ventiler, är gjorda av fosforbrons eller certifierad brons.

Den ovan beskrivna hydrolysprocessen är satsvis. För närvarande testas nya konstruktioner av hydrolpz - enheter för kontinuerlig drift, i vilka, med hjälp av speciella matare, hackat trä kontinuerligt matas in, lignin och hydrolysat avlägsnas kontinuerligt.

Arbete pågår också för att automatisera batch-hydrolysapparater. Denna händelse låter dig observera det angivna tillagningsläget mer exakt och underlättar samtidigt kockarnas arbete.

Syrahydrolysat från lågtrycksförångare 8 (fig. 76) längs röret 9 matas in i utrustningen för dess efterföljande bearbetning. Temperaturen för ett sådant hydrolysat är 95-98°. Den innehåller (i%):

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

Hexos (glukos, mannos, galaktos) …………………………………………………………………….. 2,5 -2,8;

Pentos (xylos, arabinos) …………………………………………………………………………………………………. 0,8 -1,0;

Flyktiga organiska syror (myrsyra, ättiksyra) ………………………………….. 0,24-0,30;

Icke-flyktiga organiska syror (levulinsyra). . 0,2 -0,3;

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

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

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

Hydrolysat innehåller även kolloidala ämnen (lignin, dextriner), askämnen, terpener, hartser etc. Innehållet av monosackarider i växthydrolysat bestäms genom kvantitativ papperskromatografi i exakta kemiska studier.

I fabrikslaboratorier, för massuttrycksbestämningar av sockerarter, används deras förmåga i ett alkaliskt medium att återställa komplexa föreningar av kopparoxid med bildning av kopparoxid:

2 Cu (OH) 2 Cu5 O + 2 H2O + 02.

Beroende på mängden kopparoxid som bildas beräknas sam - i-matning av monosackarider i lösning.

Denna metod för att bestämma sockerarter är villkorad, alltså Såväl som samtidigt med monosackarider reduceras kopparoxid till att oxidera även furfural, hydroximetylfurfural, dextriner, kolloidalt lignin. Dessa föroreningar stör bestämningen av den verkliga sockerhalten i hydrolysat. Det totala felet här når 5-8%. Eftersom korrigeringen för dessa föroreningar kräver mycket arbete, görs det vanligtvis inte, och de resulterande sockerarterna kallas, i motsats till monosackarider, reducerande ämnen eller RV för kort. I fabriken räknas mängden socker som produceras i hydrolysatet i ton RS.

För att få etylalkohol fermenteras hexoser (glukos, mannos och galaktos) av alkoholbildande jästsvampar - saccharomycetes eller schizosaccharomycetes.

Sammanfattande ekvation av alkoholfermentering av hexoser

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

Visar att i denna process, teoretiskt, för varje 100 kg socker bör vara 51,14 kg, eller ca 64 l 100% etylalkohol och ca 49 kg koldioxid.

Under alkoholjäsning av hexos erhålls således två huvudprodukter i nästan lika stora mängder: etanol och koldioxid. För att utföra denna process måste det heta sura hydrolysatet utsättas för följande behandling:

1) neutralisering; 2) frisättning från suspenderade fasta ämnen; 3) kylning till 30°; 4) berikning av hydrolysatet med näringsämnen som är nödvändiga för jästens vitala aktivitet.

Det sura hydrolysatet har pH=1-1,2. En miljö som lämpar sig för jäsning bör ha ett pH på 4,6-5,2. För att ge hydrolysatet den nödvändiga surheten måste den fria svavelsyran och en betydande del av de organiska syrorna som ingår i det neutraliseras. Om alla syror som ingår i hydrolysatet är villkorligt uttryckta i svavelsyra, kommer dess koncentration att vara cirka 1%. Den kvarvarande surheten av hydrolysatet vid pH = 4,6-5,2 är ca 0,15%.

För att erhålla den erforderliga koncentrationen av vätejoner i hydrolysatet måste därför 0,85% av syrorna neutraliseras i det. I detta fall neutraliseras fritt svavelsyra, myrsyra och en del av ättiksyra fullständigt. Levulinsyra och en liten del ättiksyra förblir fria.

Hydrolysatet neutraliseras med mjölk av kalk, d.v.s. med en suspension av kalciumoxidhydrat i vatten med en koncentration av 150-200 g CaO per liter.

Schemat för beredning av mjölk av kalk visas i fig. 77.

Bläckkalk CaO matas kontinuerligt in i matartratten på den roterande kalktömningstrumman. 34. Samtidigt matas den erforderliga mängden vatten in i trumman. När trumman roterar övergår bränd kalk, bindande vatten, till kalciumoxidhydrat. Den senare dispergeras i vatten och bildar en suspension. Oreagerade bitar av kalk separeras i slutet av trumman från kalkmjölk och dumpas i vagnen. Kalkmjölk rinner tillsammans med sand genom röret till sandavskiljaren 35. Den senare är ett horisontellt placerat järntråg med tvärgående skiljeväggar och en längsgående axel med blad.

Kalkmjölk i denna apparat flyter långsamt från höger till vänster och längre längs röret 36 går samman till samling 2.

Sand lägger sig långsamt mellan sandavskiljarens skiljeväggar och avlägsnas från apparaten med hjälp av långsamt roterande blad. Innan mjölken av kalk kommer in i neutralisatorn, blandas den med en viss mängd ammoniumsulfat, vars lösning kommer från tanken 37. När mjölk av kalk blandas med ammoniumsulfat fortsätter reaktionen

Ca (OH) 3 + (NH4) 2 S04 -> CaS04 + 2 NH, OH, varvid en del av kalken binds av svavelsyra av ammoniumsulfat och kristaller av svårlösligt kalciumsulfatdihydrat CaS04-2H20 bildas . Samtidigt bildas ammoniak som blir kvar i kalkmjölken i upplöst tillstånd.

Små kristaller av gips som finns i mjölk av kalk under efterföljande neutralisering är centrum för kristallisering av det resulterande gipset och förhindrar bildandet av övermättade lösningar av det i det neutraliserade hydrolysatet. Denna händelse är viktig i den efterföljande destillationen av alkohol från mäsken, eftersom övermättade lösningar av gips i mäsken orsakar gips i mäskkolonnerna och snabbt sätter dem ur funktion. Denna arbetsmetod kallas neutralisering med riktad kristallisering av gips.

Samtidigt med limemjölk i neutralisatorn 5 Lätt surt vattenhaltigt extrakt av superfosfat tillförs från en mättank 38.

Salter ges till neutralisatorn med en hastighet av 0,3 kg ammoniumsulfat och 0,3 kg superfosfat för 1 m3 hydrolysat.

Omvandlare 5 (kapacitet 35-40 m 3) är en ståltank fodrad med syrafasta keramiska plattor och utrustad med vertikala omrörare och bromsvingar fästa på tankväggarna. Neutralisering vid hydrolysanläggningar utfördes tidigare periodiskt. För närvarande ersätts den av mer perfekt kontinuerlig neutralisering. På fig. 77 visar det sista diagrammet. Processen utförs i två seriekopplade neutralisatorer 5 och 6, med samma anordning. Syrahydrolysat genom rör 1 matas kontinuerligt in i den första neutralisatorn, där mjölk av kalk och näringssalter kommer in samtidigt. Kontroll över neutraliseringens fullständighet utförs genom att mäta koncentrationen av vätejoner med en potentiometer 3 med en antimon- eller glaselektrod 4. Potentiometern registrerar kontinuerligt hydrolysatets pH och justerar det automatiskt inom de angivna gränserna genom att sända elektriska impulser till en reversibel motor ansluten till en avstängningsventil på röret som levererar kalkmjölk till den första neutralisatorn. I neutralisatorer fortskrider neutralisationsreaktionen relativt snabbt och processen för kristallisation av gips från en övermättad lösning fortskrider relativt långsamt.

Därför beror vätskeflödeshastigheten genom neutraliseringsanläggningen på den andra processen, som kräver 30-40 min.

Efter denna tid kommer det neutraliserade hydrolysatet, kallat "neutraliserat", in i sumpen 7, halvkontinuerlig eller kontinuerlig drift.

Den semi-kontinuerliga processen består i det faktum att neutralisatet strömmar kontinuerligt genom sumpen, och gipset som sedimenterar till botten av den avlägsnas med jämna mellanrum, allt eftersom det ackumuleras.

Med kontinuerlig drift av sumpen utförs alla operationer kontinuerligt. Innan du går ner i avloppet, slammet 8 i mottagaren tvättas dessutom med vatten. Den senare metoden har, på grund av vissa produktionssvårigheter, ännu inte blivit utbredd.

Gipsslammet från sedimenteringstanken består vanligtvis till hälften av kalciumsulfatdihydrat och hälften av lignin och humusämnen som sedimenteras från hydrolysatet. I vissa hydrolysanläggningar torkas gipsslam, torkas och bränns, vilket gör det till byggalabaster. De torkas på trumvakuumfilter och torkas och eldas i roterande trumugnar som värms upp av rökgaser.

Neutralisatet, befriat från suspenderade partiklar, kyls i kylskåp före jäsning 10 (Fig. 77) från 85 till 30°. För detta ändamål används vanligtvis spiral- eller plattvärmeväxlare, som kännetecknas av en hög värmeöverföringskoefficient och små dimensioner. Under kylning frigörs hartsartade ämnen från neutralisatet, som lägger sig på värmeväxlarnas väggar och gradvis förorenar dem. För rengöring stängs värmeväxlarna av med jämna mellanrum och tvättas med en 2-4% varm vattenlösning av kaustiksoda, som löser harts- och humusämnen.

Neutraliserat, renat och kylt hydrolysat.

Trämusten fermenteras med speciell spinnbildande jäst som acklimatiseras i denna miljö. Jäsningen fortgår enligt en kontinuerlig metod i ett batteri av seriekopplade jäsningstankar 11 Och 12.

Jästslurry innehållande ca 80-100 g pressjäst per liter matas kontinuerligt genom ett rör 15 in i jäst 44 och sedan till toppen av den första, eller huvudet, jäsningstanken 11. Kyld trämust matas in i jästen samtidigt som jästsuspensionen. För varje kubikmeter jästsuspension kommer 8-10 m3 vört in i jäsningstanken.

Jäst som finns i mediet av hexos Sacharov, med hjälp av ett system av enzymer bryter de ner sockerarter och bildar etylalkohol och koldioxid. Etylalkohol passerar in i den omgivande vätskan och koldioxid frigörs på jästens yta i form av små bubblor, som gradvis ökar i volym, och sedan gradvis flyter upp till ytan av karet och drar med sig jästen som har fastnat på dem .

Vid kontakt med ytan spricker koldioxidbubblorna och jästen, som har en specifik vikt på 1,1, dvs. större än vörtens (1,025), sjunker ner tills de återigen lyfts upp av koldioxid till ytan. Jästens kontinuerliga rörelse upp och ner främjar vätskeflödenas rörelse i jäsningstanken, vilket skapar omrörning eller "jäsning" av vätskan. Koldioxid som frigörs på ytan av vätskan från jäsningstankarna genom röret 13 kommer in i anläggningen för produktion av flytande eller fast koldioxid, används för att erhålla kemiska produkter (till exempel urea) eller släpps ut i atmosfären.

Delvis fermenterad vedmust, tillsammans med jäst, överförs från huvudjäsningstanken till baktanken 12, Där jäsningen slutar. Eftersom koncentrationen av sockerarter i svanskärlet är låg blir jäsningen i den mindre intensiv och en del av jästen, som inte hinner bilda koldioxidbubblor, lägger sig på botten av karet. För att förhindra detta anordnas ofta tvångsblandning av vätskan i baktanken med omrörare eller centrifugalpumpar.

Fermenterad eller fermenterad vätska kallas mäsk. I slutet av jäsningen överförs mäsken till separatorn 14, arbetar enligt principen om en centrifug. Mäsken som kommer in i den, tillsammans med jästen suspenderad i den, börjar rotera med en hastighet av 4500-6000 rpm. Centrifugalkraft på grund av skillnaden i specifik vikt hos mäsk och jäst separerar dem. Separatorn delar vätskan i två strömmar: den större, som inte innehåller någon jäst, kommer in i tratten 16 och den mindre, som innehåller jäst, kommer in genom tratten in i röret 15. Vanligtvis är den första strömmen 8-10 gånger större än den andra. Med rör 15 jästuppslamningen återförs till huvudjäskärlet 11 Genom jäst 44. Den vört som kasseras och befrias från jäst samlas i en mellansamling av mäsk 17.

Med hjälp av separatorer cirkuleras jästen hela tiden i ett slutet jässystem. Produktivitet av separatorer 10- 35 m3/timme.

Under jäsning och speciellt under separation måste en del av de humuskolloider som finns i träet koagulera och bilda tunga flingor som sakta lägger sig till botten av jäsningstankarna. Beslag är anordnade i karens botten, genom vilka sedimentet periodvis sjunker ner i avloppet.

Som nämnts ovan, det teoretiska utbytet av alkohol från 100 kg fermenterade hexoser är 64 l. Dock praktiskt taget på grund av utbildning genom Sacharov biprodukter (glycerin, acetaldehyd, bärnstenssyra, etc.), och även på grund av närvaron av föroreningar som är skadliga för jäst i vörten, är alkoholutbytet 54-56 l.

För att få bra utbyte av alkohol är det nödvändigt att hålla jästen aktiv hela tiden. För att göra detta är det nödvändigt att noggrant bibehålla den inställda jäsningstemperaturen, koncentrationen av vätejoner, den nödvändiga renheten hos vörten och lämna en liten mängd hexoser, den så kallade "icke-jäsningen" i mäsken innan den kommer in separatorn (vanligtvis inte mer än 0,1 % socker i lösning). På grund av förekomsten av icke-jäsning förblir jästen i en aktiv form hela tiden.

Periodvis stoppas hydrolysanläggningen för planerade förebyggande eller större reparationer. Vid denna tidpunkt bör jästen hållas vid liv. För att göra detta förtjockas jästsuspensionen med hjälp av separatorer och hälls med kall vedmust. Vid låga temperaturer saktar jäsningen ner dramatiskt och jästen förbrukar betydligt mindre socker.

Jäsningstankar med en kapacitet på 100-200 m3 är vanligtvis gjorda av stålplåt eller, mer sällan, av armerad betong. Jäsningens varaktighet beror på koncentrationen av jäst och varierar från 6 till 10 timmar. Det är nödvändigt att övervaka renheten hos jästproduktionskulturen och skydda den från infektion av främmande skadliga mikroorganismer. För detta ändamål måste all utrustning hållas ren och steriliserad med jämna mellanrum. Den enklaste steriliseringsmetoden är att ånga all utrustning och speciellt rörledningar och pumpar med levande ånga.

Vid slutet av jäsningen och separeringen av jäst innehåller alkoholröran från 1,2 till 1,6 % etylalkohol och cirka 1 % pentos Sacharov.

Alkohol isoleras från brygden, renas och förstärks i en trekolumns bryggdestillationsapparat, bestående av en brygd 18, destillering 22 och metanol 28 kolumner (fig. 77).

Brazhka från samlingen 17 pumpas genom en värmeväxlare 41 på ölkolonnens matarplatta 18. Flytande ner på tallrikarna i den uttömmande delen av mäskkolonnen möter brygden stigande ånga på sin väg. Den senare, gradvis berikad med alkohol, passerar in i den övre, stärkande delen av kolonnen. Mäsken som rinner ner befrias gradvis från alkohol och sedan från bottensidan av kolonnen 18 längs röret 21 går till värmeväxlaren 41, där den värmer upp mäsken som kommer in i kolonnen till 60-70s. Därefter värms mäsken till 105 ° i kolonnen med levande ånga som kommer genom röret 20. Bryggan som är fri från alkohol kallas "vinasse". Med rör 42 Barda kommer ut ur den bardy värmeväxlaren 41 och skickas till jästverkstaden för att skaffa foderjäst från pentos. Denna process kommer att diskuteras i detalj senare.

Mäskpelaren i den övre förstärkningsdelen avslutas med en återloppskondensor 19, i vilken ångor av jod-alkoholblandning som kommer från kolonnens övre platta kondenseras.

Cirka 1 m3 koldioxid som bildas under jäsningen löser sig i 1 m3 mäsk vid en temperatur på 30 °. Vid uppvärmning av mäsken i värmeväxlaren 41 och med levande ånga i den nedre delen av ölkolonnen frigörs löst koldioxid och stiger tillsammans med alkoholånga till kolonnens förstärkande del och vidare till återloppskylaren 19. Icke kondenserbara gaser separeras genom luftventiler installerade på alkoholkondensatrörledningarna efter kylskåpen. Lågkokande fraktioner, bestående av alkohol, aldehyder och etrar, passerar genom deflegmatorn 19 och slutligen kondenseras i kylen 39 år Varifrån de i form av slem rinner tillbaka in i kolonnen genom en vattentätning 40. Icke kondenserbara gaser som består av koldioxid innan de lämnar kylskåpet 39 passera en extra kondensor eller tvättas i en skrubber med vatten för att fånga de sista spåren av alkoholånga.

På de övre plattorna av ölkolonnen i vätskefasen innehåller 20-40% alkohol.

Kondensat genom röret 25 kommer in i destillationskolonnens matningsbricka 22. Denna kolonn fungerar på samma sätt som ölkolonnen, men vid högre alkoholkoncentrationer. Till botten av denna kolumn genom ett rör 24 levande ånga tillförs, som gradvis kokar upp alkoholen ur alkoholkondensatet som rinner ner till botten av kolonnen. En alkoholfri vätska som kallas luther genom ett rör 23 går ner i avloppet. Alkoholhalten i stillage och luther är inte mer än 0,02 %.

En deflegmator är installerad ovanför destillationskolonnens övre platta. 26. Ångor som inte kondenseras i den kondenseras slutligen i kondensorn 26a och flyta tillbaka in i kolonnen. En del av de lågkokande fraktionerna tas genom röret 43 i form av en eteraldehydfraktion, som återförs till jäsningstankarna om den inte har någon nytta.

För frisättning av etylalkohol från flyktiga organiska syror matas kolonnen från en tank 45 10% natriumhydroxidlösning, som neutraliserar syror på mittplattorna i den förstärkande delen av kolonnen. I den mellersta delen av destillationskolonnen, där alkoholstyrkan är 45-50%, ansamlas fuseloljor som tas genom ett rör 46. Fuseloljor är en blandning av högre alkoholer (butyl, propyl, amyl) bildade av aminosyror.

Etylalkohol, befriad från estrar och aldehyder, såväl som fuseloljor, tas med en kam från de övre plattorna på förstärkningsdelen av destillationskolonnen och genom röret 27 kommer in i metanolkolonnens matningsbricka 28. Råalkoholen som kommer från destillationskolonnen innehåller cirka 0,7 % metylalkohol, som bildades vid hydrolys av växtmaterial och tillsammans med monosackarider kom in i trämusten.

Under jäsningen av hexos bildas inte metylalkohol. Enligt specifikationerna för etylalkohol som produceras av hydrolysanläggningar bör den inte innehålla mer än 0,1 % metylalkohol. Studier har visat att metylalkohol är lättast att separera från råalkohol med en minimal vattenhalt i den. Av denna anledning matas råalkohol med maximal styrka (94-96 % etanol) in i metanolkolonnen. Över 96 % etylalkohol kan inte erhållas på konventionella destillationskolonner, eftersom denna koncentration motsvarar sammansättningen av en icke-separat kokande vatten-alkoholblandning.

I metanolkolonnen är den lättkokande fraktionen metanol, som stiger till toppen av kolonnen, förstärks i deflegmatorn 29 och genom röret 30 smälter in i uppsamlarna av metanolfraktionen innehållande cirka 80 % metanol. För tillverkning av kommersiell 100 % metanol installeras en andra metanolkolonn, inte visad i fig. 77.

Etylalkohol, som rinner ner på plattorna, sjunker till botten av metanolkolonnen 28 och genom röret 33 smälter samman till mottagare av färdiga produkter. Metanolkolonnen värms upp med dövånga i en extern värmare 31, som är installerad på ett sådant sätt att, enligt principen om kommunicerande kärl, dess ring är fylld med alkohol. Vattenångan som kommer in i värmaren värmer alkoholen till en kokning, och de resulterande alkoholångorna används för att värma kolonnen. Ånga kommer in i värmaren 31, kondenserar i den och i form av kondensat tillförs renvattenuppsamlare eller dräneras ut i avloppet.

Mängden och styrkan av den resulterande etylalkoholen mäts i specialutrustning (lykta, kontrollprojektil, alkoholmätstav). Etylalkohol tillförs från mättanken med en ångpump utanför huvudbyggnaden - in i stationära tankar placerade i alkohollagret. Från dessa tankar, efter behov, hälls kommersiell etylalkohol i järnvägstankar, i vilka den transporteras till konsumtionsställen.

Den tekniska processen som beskrivs ovan gör det möjligt att erhålla från 1 T absolut torrt barrved 150-180 l 100% etylalkohol. Samtidigt, för 1 dcl alkoholkonsumtion

Absolut torr ved i kg. . . . . 55-66;

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

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

Ett par tekniska 3- och 16-atmosfäriska

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

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

Electric Grossner in kWh…………………………………………………………………….. 4,18

Den årliga kapaciteten för den medelhöga hydrolys-alkoholanläggningen för alkohol är 1-1,5 miljoner ton. gav. Vid dessa anläggningar är huvudprodukten etylalkohol. Som redan nämnts produceras samtidigt fast eller flytande koldioxid, furfural, foderjäst och ligninbearbetningsprodukter från det huvudsakliga produktionsavfallet vid hydrolys-alkoholanläggningen. Dessa produktioner kommer att diskuteras vidare.

I vissa hydrolysanläggningar som får furfural eller xylitol som huvudprodukt, efter hydrolys av hemicellulosor rika på pentoser, finns en knappt hydrolyserbar rest bestående av cellulosa och lignin och kallad cellolignin kvar.

Cellolignin kan hydrolyseras genom perkolationsmetoden som beskrivits ovan, och det resulterande hexoshydrolysatet, vanligtvis innehållande 2-2,5 % sockerarter, kan bearbetas enligt metoden som beskrivs ovan till teknisk etylalkohol eller foderjäst. Enligt detta schema bearbetas bomullsskal, majskolvar, ekskidor, solrosskal etc. En sådan produktionsprocess är ekonomiskt lönsam endast med billiga råvaror och bränsle.

Vid hydrolys-alkoholanläggningar erhålls vanligtvis teknisk etylalkohol, som används för efterföljande kemisk bearbetning. Men om det behövs, denna alkohol
relativt lätt att rengöra genom ytterligare destillation och oxidation med en alkalisk lösning av permanganat. Efter sådan rening är etylalkohol ganska lämplig för livsmedelsändamål.

Det allmänna schemat för att erhålla etylalkohol från hydrolys av "svart melass" är som följer. Det krossade råmaterialet laddas i en multimeters hydrolyskolonn av stål fodrad med kemiskt resistent keramik från insidan. En het lösning av saltsyra tillförs dit under tryck. Som ett resultat av en kemisk reaktion från cellulosa erhålls en produkt innehållande socker, den så kallade "svarta melassen". Denna produkt neutraliseras med lime och jäst tillsätts där - melass jäser. Sedan värms den upp igen och de frigjorda ångorna kondenserar i form av etylalkohol (jag vill inte kalla det "vinalkohol").
Hydrolysmetoden är det mest ekonomiska sättet att framställa etylalkohol. Om 50 liter alkohol kan erhållas från ett ton spannmål med den traditionella biokemiska metoden för jäsning, kommer 200 liter alkohol att drivas ut från ett ton sågspån, hydrolyseras till "svart melass". Som ordspråket säger: "Känn fördelarna!" Hela frågan är om "svart melass" som försockrad cellulosa kan kallas en "livsmedelsprodukt", tillsammans med spannmål, potatis och rödbetor. Personer som är intresserade av tillverkning av billig etylalkohol tycker det: "Ja, varför inte? När allt kommer omkring går bard, som resten av "svart melass", efter dess destillation till djurfoder, vilket betyder att det också är en livsmedelsprodukt. Hur kan man inte minnas F.M. Dostojevskijs ord: "En utbildad person, när han behöver det, kan verbalt motivera vilken styggelse som helst."
På 1930-talet byggdes den största stärkelsefabriken i Europa i den ossetiska byn Beslan, som sedan dess har producerat miljontals liter etylalkohol. Sedan byggdes kraftfulla fabriker för produktion av etylalkohol i hela landet, inklusive vid Solikamsk och Archangelsk massa- och pappersbruk. I.V. Stalin, som gratulerade byggarna av hydrolysanläggningar, som under kriget, trots krigstidens svårigheter, satte dem i drift före schemat, noterade att detta "gör det möjligt för staten att spara miljontals burkar spannmål"(Tidningen "Pravda" den 27 maj 1944).
Etylalkohol erhållen från "svart melass", men i själva verket från trä (cellulosa), försockrad med hydrolysmetoden, om den är väl renad, kan den inte särskiljas från alkohol erhållen från spannmål eller potatis. Enligt nuvarande standarder är sådan alkohol av "högsta renhet", "extra" och "lyx", den senare är den bästa, det vill säga den har den högsta graden av rening. Vodka beredd på basis av sådan alkohol kommer inte att förgifta dig. Smaken av sådan alkohol är neutral, det vill säga "ingen" - smaklös, det finns bara "grader" i den, den bränner bara slemhinnan i munnen. Utåt är det ganska svårt att känna igen vodka gjord på etylalkohol av hydrolytiskt ursprung, och olika smaker som läggs till sådana "vodkas" ger dem en viss skillnad från varandra.
Allt är dock inte så bra som det verkar vid första anblicken. Genetiker genomförde forskning: en sats experimentmöss sattes till kosten av äkta (spannmåls)vodka, den andra - hydrolytisk, från trä. Möss som använde "tiken" dog mycket snabbare, och deras avkomma urartade. Men resultaten av dessa studier stoppade inte produktionen av pseudo-rysk vodka. Det är som en populär låt: "Trots allt, om vodka inte drivs av sågspån, vad skulle vi då ha från fem flaskor ..."