Podnikatelský plán 

Vyrábí se alkohol z pilin? Výroba etylalkoholu z pilin

Dnes vyrábí domácí likér poměrně hodně lidí, ale některé nápoje vyžadují přítomnost alkoholického prvku. Výroba alkoholu doma není příliš pracná. K tomu je potřeba znát a brát v úvahu některé aspekty a principy výroby metylalkoholu.

Výroba metanolu vyžaduje především přítomnost obilí. V roli obilných plodin v v tomto případě může být přítomna kukuřice a pšenice. Můžete použít i brambory a škrob. Ale jak je známo, při interakci s látkou škrob nereaguje. K výrobě chemického prvku se používá metoda cukrování. A k jeho cukrování jsou zapotřebí určité enzymy, které jsou přítomny ve sladu. Výrobou etanolu z obilí bez chemických nečistot je pozorována výtěžnost přírodního produktu.

Technologie výroby metanolu

Technologie výroby alkoholových chemikálií doma se může skládat z několika fází.

Níže jsou uvedeny ty nejdůležitější:

  1. Výroba metanolu pomocí sladu. Zrna pěstovaných rostlin musí klíčit v malých nádobách a jsou rozházená v jedné vrstvě, asi do tří centimetrů. Nezapomeňte, že předklíčená zrna musí být ošetřena roztokem manganistanu draselného. Po zpracování se semena umístí do nádoby a navlhčí vodou. Je třeba vzít v úvahu, že přítomnost sluneční paprsky, nebo dostatek světla přímo závisí na rychlosti klíčení zrna. Nádoba by měla být pokryta polyetylenovým materiálem nebo tenkým sklem, to znamená, že by měla být dostatečně průhledná. Pokud dojde k poklesu množství vody, je nutné ji přidat.
  2. Další fáze: zpracování škrobu. Nejprve extrahujeme škrob z produktu, který je vybrán pro výrobu etanolu. V tomto případě jsou to brambory. Mírně zkažené brambory se musí vařit, dokud se z vody nezačne tvořit pasta. Dále počkáme, až výrobek vychladne, mezitím umeleme slad. Dále smíchejte oba produkty. Poté dojde k postupu štěpení škrobu, který musí být proveden při teplotě alespoň 60˚ C. Nyní se směs vloží do misky s horkou vodou a nechá se 1 hodinu. Po uplynutí času se produkt zcela ochladí.
  3. Fáze fermentace. Jak je známo, fermentace je charakterizována přítomností prvků obsahujících alkohol. Mash však nelze nazvat alkoholickým nápojem. Po vychladnutí směsi se přidají kvasnice, které mohou reagovat i při pokojové teplotě. Pokud však teplota stoupne výše, bude produkt přirozeně kvasit rychleji. V případě výrazného tepla se fermentační procedura po třech dnech ukončí. Zároveň je z produktu cítit jemná vůně obilí.
  4. Další fází je destilace. Jak se vyrábí? K tomu se používá speciální zařízení na domácí výrobu alkoholu.
  5. Poslední fází je technologie čištění. Můžeme říci, že metylalkohol je připraven, ale bylo zjištěno, že kapalina není průhledná. Proto se provádí čištění. Provádí se přidáním roztoku manganistanu draselného. Nechte metylalkohol v této formě jeden den, poté přefiltrujte - produkt je připraven.

Jak vidíte, technologie výroby domácího alkoholu je poměrně jednoduchá a nevyžaduje další úsilí.

Výroba etanolové látky z pilin

V posledních letech výrazně ubylo fosilních surovin, které lze použít k výrobě ethylalkoholu. Je nedostatek obilí. Výroba alkoholu z pilin však není nejhorší možností, protože tato surovina se v průběhu let neustále obnovuje.

Výroba látky z pilin však vyžaduje určité dovednosti a navíc musí mít výrobce speciální zařízení, bez kterého bude výroba etanolu pracná. Výroba alkoholu z pilin doma je velmi populární a nevyžaduje vysoké náklady.

Jak víte, váš vlastní vyrobený etanol není srovnáván s tovární verzí. Produkty vyrobené v komerčních podmínkách jsou kvalitnější, protože každá složka je jedinečná. Z pilin je mnohem jednodušší vyrobit alkohol!

Jak vyrobit alkoholický produkt doma?

Výroba ethylalkoholu doma se provádí pomocí speciálního zařízení. Toto zařízení je schopno provádět postup štěpení určitých prvků a také mezi nimi provádět chemické reakce. Běžné zařízení na výrobu alkoholických nápojů může vypadat jako mini továrny. Můžete si z nich vyrobit jakýkoli druh alkoholické nápoje.

Je poměrně jednoduché studovat technologii přípravy ethylové látky a produkt se ukazuje jako vysoce kvalitní. Co z toho můžete získat? Za prvé se jedná o alkoholické výrobky s vysoká kvalita a za druhé, ke zpětné úhradě vlastních nákladů je zapotřebí speciální aparát;

Například při použití 20 kg cukru vznikne až 12 litrů alkoholu. V tomto případě dosahuje procento metanolu až 96 %. Tento výpočet dává 25 půllitrových lahví vodky. Kromě toho bude elektřina spotřebovaná zařízením spotřebována asi 25 kW.

Takové zařízení je schopno používat všechny naložené produkty pro zamýšlený účel. Nepitný produkt vyrobený prvním ošetřením lze použít jako čistič skleněných ploch a oken. Takové zařízení můžete také nainstalovat sami pomocí potřebná schémata a kresby. Takové zařízení se snadno vyrovná s výrobou metylalkoholu.

Zařízení na výrobu alkoholických výrobků má některé principy svého fungování. Zařízení má speciální hrdlo, které naplní nádrž potřebnou kapalinou. Ve formě takové kapaliny může působit rmut. Pomocí topných hořáků se produkt zahřeje na bod varu. Poté musí být zařízení a vybavení převedeno do normálního režimu.

Dále probíhá chlazení přes chladicí oddíl s dodatečným čištěním páry od zbytečných nečistot. Vyčištěná látka vstupuje do nádrže a páry vstupují do chladničky, kde se ochladí do kapalného stavu. Zařízení na výrobu alkoholu je schopno vyrobit zavedenou normu. Výsledkem tohoto postupu je vysoce kvalitní alkohol.

V dnešní době ví mnoho lidí, jak si vyrobit metanol i vlastníma rukama doma. Z pilin také připravují líh. Právě výroba lihu z pilin je považována za nejjednodušší a nejekonomičtější ze všech ostatních dnes známých metod. Přitom se to jen na první pohled zdá složité a časově náročné. Ve skutečnosti bude opakování tohoto procesu docela jednoduché i pro začátečníka. Hlavní věc je znát všechny základní principy výroby metylalkoholu a také vzít v úvahu některé triky postupu, které profesionálové odhalí všem. Standardní technologie výroby příslušné chemikálie doma se obvykle skládá z několika hlavních kroků. Nejprve se z obilných plodin získává slad, poté se z mírně zkažených brambor uvaří pasta, což vede ke zpracování škrobu.

Další fází je fermentace. Na něm se již do předem připravené směsi přidá kvásek. Čím vyšší je teplota životní prostředí, tím rychleji bude možné překonat projednávanou etapu. Ale je schopen dokončit sám i za normálních přírodních podmínek. Samozřejmě pokud byl vybrán kvalitní kvásek. Předchozí poslední stadium nazývaná "destilace". Lze jej nazvat nejnáročnějším a časově nejnáročnějším. Tato fáze vždy vyžaduje speciální zařízení, které, mimochodem, moderní řemeslníci mohou snadno vyrobit vlastníma rukama. A nakonec zbývá jen úklid. Jedná se o úplně poslední fázi výroby alkoholu doma. Produkt je téměř hotový, ale chybí mu požadovaná průhlednost. Toho lze dosáhnout pomocí nejběžnějšího manganistanu draselného, ​​kterým je kapalina napuštěna po dobu 24 hodin. Nakonec zbývá pouze filtrovat produkt.

Vzhledem k tomu, že v poslední době začalo postupně ubývat množství fosilních surovin vhodných pro domácí výrobu alkoholu, je potřeba hledat nové možnosti. Jak víte, obilí je nedostatek, takže bylo nutné najít vhodnou alternativu. A rychle se to našlo – byly to piliny. Dnes je tato surovina nejdostupnější pro každého. Najít to není těžké. A co je důležité, piliny jsou levné. A v některých případech je najdete zcela zdarma. Není divu, že diskutované suroviny jsou velmi oblíbené mezi všemi, kdo se v domácí výrobě alkoholu zabývají. Je pravda, že výroba této látky vyžaduje určité dovednosti od člověka a také pořízení nějakého dalšího vybavení.

Nejprve si budete muset připravit piliny. Například 1 kilogram původního produktu. Je velmi důležité, aby byly piliny důkladně nasekány. Než začnete s výrobou metanolu, budou muset být důkladně vysušeny. Pro tento účel je nejlepší jej nepoužívat. trouba a další podobné možnosti. Bude stačit nasypat tenkou vrstvu pilin na čisté noviny v tmavé, dobře větrané místnosti a nechat několik dní tak. Suroviny by samozřejmě také neměly obsahovat žádné nečistoty a nečistoty. Odborníci poznamenávají, že pro tento proces se nejlépe hodí piliny z tvrdého dřeva. Suroviny z jehličnanů je ale lepší nepoužívat.

Přes chladničku, ve které se bude provádět sublimace a elektrolyt, pro který je dokonalá kyselina sírová, se důkladně vysušené piliny posílají do vhodné baňky nebo jiné podobné nádoby. Měly by ji naplnit 2/3 celkového objemu. Dále je třeba zahřát hmotu na 150 stupňů. Hotová tekutina má obvykle lehce namodralý odstín. Samozřejmě bychom neměli zapomínat na použití kvalitního katalyzátoru. Můžete například použít oxid hlinitý - části korundu. Další porci můžete nalít do nádoby, kterou používáte, ihned poté, co tekutina v ní zčerná. Je velmi důležité chránit si dýchací orgány pomocí respirátoru nebo speciální masky. Nejlepší je zvážit také odolné rukavice. Místnost, ve které se vyrábí pilinový líh, musí být prostorná a důkladně větraná. To by se nemělo dělat v kuchyni, protože tam jsou potraviny.

Hotovou látku lze použít jako palivo a pro jakékoli jiné podobné účely. Ale nedoporučuje se výsledný alkohol konzumovat vnitřně a používat jej k další přípravě alkoholických nápojů. Z pouhého jednoho kilogramu sušených pilin lze získat přibližně půl litru (o něco méně) hotového metanolu.

Hydrolýza polysacharidů rostlinné tkáně ve studené vodě prakticky není pozorována. Když teplota vody stoupne nad 100°, dochází k hydrolýze polysacharidů, ale tak pomalu, že takový proces nemá praktický význam. Uspokojivých výsledků se dosáhne pouze při použití katalyzátorů, z nichž průmyslového významu mají pouze silné minerální kyseliny: sírová a méně často kyselina chlorovodíková. Čím vyšší je koncentrace silné kyseliny v roztoku a reakční teplota, tím rychleji dochází k hydrolýze polysacharidů na monosacharidy. Přítomnost takových katalyzátorů však také má negativní strana protože současně s hydrolyzační reakcí polysacharidů také urychlují rozkladné reakce monosacharidů, čímž odpovídajícím způsobem snižují jejich výtěžek.

Když se hexózy za těchto podmínek rozkládají, vzniká nejprve hydroxy-methylfurfural, který se rychle dále rozkládá za vzniku konečných produktů: kyseliny levulové a mravenčí. Pentózy se za těchto podmínek přeměňují na furfural.

V tomto ohledu je pro získání monosacharidů z polysacharidů rostlinné tkáně nutné zajistit co nejpříznivější podmínky pro hydrolyzační reakci a minimalizovat možnost dalšího rozkladu vzniklých monosacharidů.

To je problém, který výzkumníci a výrobci řeší při volbě optimálních režimů hydrolýzy.

Z velkého počtu možné možnosti koncentrace kyseliny a reakční teplota, v současnosti se prakticky používají pouze dvě: hydrolýza zředěnými kyselinami a hydrolýza koncentrovanými kyselinami. Při hydrolýze zředěnými kyselinami je reakční teplota obvykle 160-190° a koncentrace katalyzátoru ve vodném roztoku se pohybuje od 0,3 do 0,7 % (H2S04, HC1).

Reakce se provádí v autoklávech pod tlakem 10-15 bankomat. Při hydrolýze koncentrovanými kyselinami je koncentrace kyseliny sírové obvykle 70-80% a kyseliny chlorovodíkové 37-42%. Reakční teplota za těchto podmínek je 15-40 °C.

Snazší je snížit ztráty monosacharidů při hydrolýze koncentrovanými kyselinami, v důsledku čehož výtěžnost cukru touto metodou může dosáhnout téměř teoreticky možných, tj. 650-750 kg od 1 T absolutně suché rostlinné materiály.

Při hydrolýze zředěnými kyselinami je mnohem obtížnější snížit ztráty monosacharidů jejich rozkladem, a proto praktický výtěžek monosacharidů v tomto případě obvykle nepřesahuje 450-500 kg z 1 g suché suroviny.

Vzhledem k malým ztrátám cukru při hydrolýze koncentrovanými kyselinami se výsledné vodné roztoky monosacharidů - hydrolyzáty - vyznačují zvýšenou čistotou, která má velký význam pro jejich následné zpracování.

Vážným nedostatkem metod hydrolýzy koncentrovanými kyselinami byla donedávna vysoká spotřeba minerální kyseliny na tunu vyrobeného cukru, což vedlo k nutnosti část kyseliny regenerovat nebo ji použít v jiných průmyslových odvětvích; to ztěžovalo a prodražovalo výstavbu a provoz takových zařízení.

Velké potíže nastaly také při výběru materiálů pro zařízení, která byla odolná vůči agresivnímu prostředí. Z tohoto důvodu byla většina hydrolytických zařízení v současné době v provozu postavena metodou hydrolýzy zředěnou kyselinou sírovou.

První experimentální zařízení na hydrolýzu-líh v SSSR bylo spuštěno v lednu 1934 v Čerepovci. Počáteční ukazatele A technický projekt tohoto závodu byly vyvinuty oddělením výroby hydrolýzy Leningradské lesnické akademie v letech 1931-1933. Na základě dat z provozu poloprovozu byla zahájena výstavba průmyslových hydrolýz a lihových závodů v SSSR. První průmyslový závod na hydrolýzu-líh byl spuštěn v Leningradu v prosinci 1935. Po tomto závodě v období 1936-1938. Byly uvedeny do provozu závody na hydrolýzu alkoholu Bobruisk, Khorsky a Archangelsk. Během druhé světové války a po ní bylo na Sibiři a Uralu postaveno mnoho velkých továren. V současné době je projektová kapacita těchto závodů v důsledku zdokonalování technologie překročena 1,5-2krát.

Hlavní surovinou pro tyto závody je jehličnaté dřevo ve formě pilin a štěpků, pocházející ze sousedních pil, kde se získává mletím pilařského odpadu - bram a latí - ve štěpkovačích. V některých případech se štípe i jehličnaté palivové dříví.

Schéma pro získání monosacharidů v takových rostlinách je znázorněno na Obr. 76.

Drcené jehličnaté dřevo ze skladu surovin vstupuje do vodící nálevky přes dopravník 1 2 a dále do krku

Vinný hydrolyzér 3. Jedná se o vertikální ocelový válec s horním a spodním kuželem a hrdlem. Vnitřní povrch takové hydrolyzační zařízení pokrytý kyselinovzdornými keramickými nebo grafitovými dlaždicemi nebo cihlami upevněnými na vrstvě betonu tloušťky 80-100 mm.Švy mezi dlaždicemi jsou vyplněny kyselinovzdorným tmelem. Horní a dolní hrdlo hydrolyzéru je zevnitř chráněno před působením horké zředěné kyseliny sírové vrstvou kyselinovzdorného bronzu. Užitný objem takových hydrolyzátů je obvykle 30-37 At3, ale někdy se používají i hydrolyzáty o objemu 18, 50 a 70 m3. Vnitřní průměr takových hydrolyzačních zařízení je asi 1,5 a výška je 7-13 m V horním kuželu hydrolyzačního zařízení během hydrolýzy potrubím 5 dodává se zředěná kyselina sírová zahřátá na 160-200°.

Ve spodním kuželu je instalován filtr 4 pro výběr výsledného hydrolyzátu. Hydrolýza v takových zařízeních se provádí periodicky.

Jak již bylo zmíněno výše, do hydrolyzačního zařízení se plní rozdrcenými surovinami přes vodicí nálevku. Při nakládání surovin potrubím 5 dodává se zředěná kyselina sírová zahřátá na 70-90°, která smáčí surovinu a podporuje její zhutňování. S tímto způsobem načítání v 1 m3 zařízení pro hydrolýzu se vejde asi 135 kg piliny nebo 145-155 kgŠtěpky, počítáno jako absolutně suché dřevo. Po dokončení plnění se obsah hydrolyzačního zařízení zahřeje ostrou párou vstupující do jeho spodního kužele. Jakmile je dosaženo teploty 150-170°, začne potrubím 5 proudit do hydrolyzačního zařízení 0,5-0,7% kyselina sírová, zahřátá na 170-200°. Současně vzniklý hydrolyzát přes filtr 4 se začne vypouštět do výparníku b. Hydrolyzační reakce v hydrolyzačním zařízení trvá 1 až 3 hodiny. Čím kratší je doba hydrolýzy, tím vyšší je teplota a tlak v hydrolyzačním zařízení.

Během procesu hydrolýzy se dřevěné polysacharidy přeměňují na odpovídající monosacharidy, které se rozpouštějí v horké zředěné kyselině. K ochraně těchto monosacharidů před rozkladem během vysoká teplota hydrolyzát, který je obsahuje, je kontinuálně odstraňován přes filtr během procesu vaření 4 A rychle vychladnout ve výparníku 6. Protože v závislosti na podmínkách procesu dochází k hydrolýze rostlinných surovin. hydrolyzační přístroj musí být neustále naplněn kapalinou, specifikovaná hladina e je udržována horkou kyselinou vstupující potrubím 5,

Tento způsob práce se nazývá perkolace. Čím rychleji dochází k perkolaci, tj. čím rychleji horká kyselina protéká hydrolyzačním aparátem, tím rychleji je výsledný cukr odstraňován z reakčního prostoru a tím méně se rozkládá. Na druhou stranu, čím rychleji perkolace probíhá, tím více horké kyseliny se spotřebuje na vaření a tím nižší je koncentrace cukru v hydrolyzátu, a tedy i větší spotřeba páry a kyseliny na vaření.

V praxi je pro získání dostatečně vysokých výtěžků cukru (při ekonomicky přijatelné koncentraci v hydrolyzátu) nutné zvolit nějaké průměrné perkolační podmínky. Obvykle se zastaví na cukernatosti 45-50% hmotnosti absolutně suchého dřeva s koncentrací cukru v hydrolyzátu 3,5-3,7% - Tyto optimální podmínky reakce odpovídají selekci přes spodní filtr z hydrolyzačního přístroje - ta 12-15 m3 hydrolyzát na 1 T absolutně suché dřevo naložené do hydrolyzéru. Množství hydrolyzátu odebraného při vaření na každou tunu hydrolyzované suroviny se nazývá odtokový hydromodul a je jedním z hlavních ukazatelů režimu hydrolýzy používaného na provozovně.

Při procesu perkolace vzniká mezi horním a dolním hrdlem hydrolyzačního aparátu určitý tlakový rozdíl, který přispívá ke stlačení suroviny při rozpouštění polysacharidů v ní obsažených.

Slisování suroviny vede k tomu, že na konci vaření zaujímá zbývající nerozpuštěný lignin objem asi 25 % původního objemu suroviny. Vzhledem k tomu, že podle reakčních podmínek musí kapalina pokrývat surovinu, její hladina se během procesu vaření odpovídajícím způsobem snižuje. Sledování hladiny kapaliny během procesu vaření se provádí pomocí měřiče hmotnosti 30, ukazující změnu celkové hmotnosti surovin a kapaliny v hydrolyzačním zařízení.

Na konci vaření zůstává v přístroji lignin obsahující 1 kg sušina 3 kg zředěná kyselina sírová, zahřátá na 180-190°.

Lignin se vypouští z hydrolyzačního zařízení do cyklonu 22 přes potrubí 21. Za tímto účelem rychle otevřete ventil 20, propojení vnitřního prostoru hydrolyzačního aparátu s cyklonem 22. V důsledku rychlého poklesu tlaku mezi kousky ligninu se přehřátá voda v něm obsažená okamžitě vaří a produkuje velké objemy páry. Ten rozbíjí lignin a nese ho ve formě suspenze potrubím 21 do cyklonu 22. Trubka 21 se k cyklonu přibližuje tangenciálně, díky čemuž se parní paprsek s ligninem, řítící se do cyklonu, pohybuje po stěnách a vykonává rotační pohyb. Lignin je odstředivou silou vymrštěn směrem k bočním stěnám a se ztrátou rychlosti padá na dno cyklónu. Centrálním potrubím se pára uvolňuje od ligninu 23 vypuštěny do atmosféry.

Cyklón 22 obvykle vertikální ocelový válec o objemu asi 100 m3, vybavena bočními dveřmi 31 a rotačním míchadlem 25, který pomáhá při vykládání ligninu ze dna cyklónu na pásový nebo škrabkový dopravník 24.

Pro ochranu proti korozi je vnitřní povrch cyklonů někdy chráněn vrstvou kyselinovzdorného betonu Jak již bylo zmíněno výše, během procesu perkolace se do horního kužele hydrolyzačního zařízení přivádí zahřátá zředěná kyselina sírová. Připravuje se rozmícháním v mixéru odolném vůči kyselinám 17 přehřátá voda přiváděná potrubím 28, se studenou koncentrovanou kyselinou sírovou vycházející z odměrky 19 přes pístové čerpadlo kyseliny 18.

Vzhledem k tomu, že studená koncentrovaná kyselina sírová mírně koroduje železo a litinu, jsou tyto kovy široce používány pro výrobu nádrží, čerpadel a potrubí určených pro její skladování a dopravu do míchačky. Podobné materiály se používají k dodávání přehřátého jódu do mísiče. K ochraně stěn míchadla před korozí se používá fosforový bronz, grafit nebo plastová hmota - fluoroplast 4 Poslední dva se používají na vnitřní obložení míchadel a poskytují nejlepší výsledky.

Hotový hydrolyzát z hydrolyzátu vstupuje do výparníku 6 vysoký tlak. Jedná se o ocelovou nádobu, která pracuje pod tlakem a je uvnitř obložena keramickými dlaždicemi, stejně jako hydrolyzační zařízení. V horní části výparníku je víko o objemu 6-8 l3. Tlak ve výparníku se udržuje na 4-5 bankomat nižší než v hydrolyzačním zařízení. Díky tomu se hydrolyzát, který do něj vstupuje, okamžitě vaří, částečně se odpařuje a ochladí se na 130-140 °. Vzniklá pára se odděluje od kapek hydrolyzátu a potrubím 10 vstupuje do reshoferu (výměníku tepla) 11, kde kondenzuje. Částečně ochlazený hydrolyzát z výparníku 6 potrubí 7 vstupuje do výparníku 8 nízký tlak, kde se ochlazuje na 105-110 ° v důsledku varu při nižším tlaku, obvykle nepřesahujícím jednu atmosféru. Pára generovaná v tomto výparníku potrubím 14 napájet druhého řidiče 13, kde také kondenzuje. Kondenzáty z výměníků 11 a 13 obsahují 0,2-0,3 % furfuralu a používají se pro jeho izolaci ve speciálních instalacích, o kterých bude řeč níže.

Teplo obsažené v páře, která opouští výparníky 6 A 8, slouží k ohřevu vody vstupující do mixéru 17. Pro tento účel z nádrže 16 oběhové vodní čerpadlo 1b Teplá voda získaná z destilačního oddělení hydrolýzy je dodávána do nízkotlakého resellera 13, kde se ohřeje z 60-80° na 100-110°. Pak podél potrubí 12 ohřátá voda prochází vysokotlakým resellerem 11, kde se pára o teplotě 130-140° zahřívá na 120-130°. Poté se teplota vody v koloně pro ohřev vody zvýší na 180-200° 27. Poslední jmenovaný je vertikální ocelový válec se spodním a horním krytem určený pro pracovní tlak 13-15 bankomat.

Pára je přiváděna do sloupce horké vody vertikálním potrubím 26, na jehož konci je upevněno 30 vodorovných kotoučů 2b. Pára z potrubí 26 prochází štěrbinami mezi jednotlivými disky do sloupce naplněného vodou. Ten je kontinuálně přiváděn do kolony spodní armaturou, smíchán s párou, zahřátý na danou teplotu a potrubím 28 vstupuje do mixéru 17.

Zařízení na hydrolýzu se instalují na speciální základ v řadě 5-8 kusů. Ve velkých továrnách se jejich počet zdvojnásobuje a jsou instalovány ve dvou řadách. Potrubí pro hydrolyzát je vyrobeno z červené mědi nebo mosazi. Kování sestávající z vrat a klapek je vyrobeno z fosforového nebo pasového bronzu.

Výše popsaný způsob hydrolýzy je vsázkový. V současné době se testují nové konstrukce hydrolpů – kontinuálních zařízení, do kterých se pomocí speciálních podavačů kontinuálně přivádí drcené dřevo a průběžně se odstraňuje lignin a hydrolyzát.

Probíhají také práce na automatizaci dávkových hydrolyzátorů. Tato akce umožňuje přesněji dodržovat stanovený režim vaření a zároveň usnadňuje práci kuchařů.

Kyselý hydrolyzát z nízkotlakého odpařovače 8 (obr. 76) potrubím 9 vloží do zařízení pro jeho následné zpracování. Teplota takového hydrolyzátu je 95-98 °C. Obsahuje (v %):

Kyselina sírová. . . ………………………………………………………………………………………………………………………….. 0,5 – 0,7:

Hexózy (glukóza, manóza, galaktóza)……………………………………………………….. 2,5 -2,8;

Pentóza (xylóza, arabinóza)………………………………………………………………………………………………. 0,8 - 1,0;

Těkavé organické kyseliny (mravenčí, octová) ………………………………….. 0,24-0,30;

Netěkavé organické kyseliny (kyselina levulová). . 0,2 - 0,3;

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

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

methanol. ………………………………………………………………………………………………………………………….. 0,02–0,03

Hydrolyzáty dále obsahují koloidní látky (lignin, dextriny), popelovité látky, terpeny, pryskyřice aj. Obsah monosacharidů v rostlinných hydrolyzátech se při přesných chemických studiích zjišťuje kvantitativní papírovou chromatografií.

V továrních laboratořích se pro hromadná rychlá stanovení cukrů využívá jejich schopnosti v alkalickém prostředí redukovat komplexní sloučeniny oxidu měďnatého za vzniku oxidu měďného:

2 Cu (OH) 2 Cu50 + 2 H20 + 02.

Na základě množství vytvořeného oxidu měďného se vypočítá ko-i-štěpení monosacharidů v roztoku.

Tato metoda pro stanovení cukrů je podmíněná, takže Spolu s monosacharidy je oxid měďnatý také redukován na oxid furfuralem, hydroxymethylfurfuralem, dextriny a koloidním ligninem. Tyto nečistoty narušují stanovení skutečného obsahu cukru v hydrolyzátech. Celková chyba zde dosahuje 5-8 %. Vzhledem k tomu, že korekce na tyto nečistoty vyžaduje hodně práce, obvykle se nedělá a výsledné cukry se na rozdíl od monosacharidů nazývají redukční látky nebo zkráceně RS. V továrních podmínkách se množství vyrobeného cukru v hydrolyzátu zaznamenává v tunách radioaktivních látek.

K výrobě ethylalkoholu se hexózy (glukóza, manóza a galaktóza) fermentují kvasinkami produkujícími alkohol - Saccharomyces nebo Schizosaccharomycetes.

Souhrnná rovnice pro alkoholové kvašení hexóz

C(i Hf, 06-2 C2NG)OH + 2 C02 Hexóza ethanol

Ukazuje, že s tímto procesem, teoreticky pro každých 100 kg cukr by měl být 51,14 kg, nebo kolem 64 l 100% ethylalkohol a asi 49 kg oxid uhličitý.

Během alkoholového kvašení hexóz se tak získávají dva hlavní produkty v téměř stejném množství: ethanol a oxid uhličitý. K provedení tohoto procesu musí být horký kyselý hydrolyzát podroben následujícímu zpracování:

1) neutralizace; 2) uvolňování z nerozpuštěných látek; 3) ochlazení na 30°; 4) obohacení hydrolyzátu živinami nezbytnými pro život kvasinek.

Kyselý hydrolyzát má pH=1-1,2. Médium vhodné pro fermentaci musí mít pH = 4,6-5,2. Pro dodání potřebné kyselosti hydrolyzátu je nutné neutralizovat v něm obsaženou volnou kyselinu sírovou a významnou část organických kyselin. Pokud jsou všechny kyseliny obsažené v hydrolyzátu konvenčně vyjádřeny v kyselině sírové, bude její koncentrace asi 1 %. Zbytková kyselost hydrolyzátu při pH = 4,6-5,2 je asi 0,15 %.

Proto, aby se získala požadovaná koncentrace vodíkových iontů v hydrolyzátu, musí být neutralizováno 0,85 % kyselin. V tomto případě se volná síra, mravenčí a část kyseliny octové zcela neutralizují. Kyselina levulová a malá část kyseliny octové zůstávají volné.

Hydrolyzát zneutralizujte vápenným mlékem, tj. suspenzí hydrátu oxidu vápenatého ve vodě o koncentraci 150-200 g CaO na litr.

Schéma přípravy vápenného mléka je na Obr. 77.

Nehašené vápno CaO je kontinuálně přiváděno do násypky rotačního hasicího bubnu na vápno 34. Současně je buben přiváděn požadované množství voda. Když se buben otáčí, nehašené vápno váže vodu a mění se na hydrát oxidu vápenatého. Ten se disperguje ve vodě za vzniku suspenze. Nezreagované kousky vápna se oddělí od vápenného mléka na konci bubnu a vysypou se do vozíku. Vápenné mléko spolu s pískem proudí potrubím do odlučovače písku 35. Poslední jmenovaný je vodorovně umístěný železný žlab s příčnými přepážkami a podélným topůrkem s lopatkami.

Vápenné mléko v tomto zařízení pomalu proudí zprava doleva a dále podél potrubí 36 sloučí do sbírky 2.

Písek se pomalu usazuje mezi přepážkami separátoru písku a je odstraňován ze zařízení pomocí pomalu rotujících lopatek. Než vápenné mléko vstoupí do neutralizátoru, smíchá se s daným množstvím síranu amonného, ​​jehož roztok pochází z nádrže 37. Když se vápenné mléko smíchá se síranem amonným, dojde k reakci

Ca (OH)3 + (NH4)2 S04-> CaS04 + 2 NH, OH, v důsledku čehož je část vápna vázána kyselinou sírovou síranu amonného a vznikají krystaly špatně rozpustného dihydrátu síranu vápenatého CaS04-2H20 . Současně se tvoří čpavek, který zůstává ve vápenném mléce v rozpuštěném stavu.

Malé krystalky sádry přítomné ve vápenném mléce při následné neutralizaci jsou centry krystalizace výsledné sádry a chrání před tvorbou jejích přesycených roztoků v neutralizovaném hydrolyzátu. Tento děj je důležitý při následné destilaci alkoholu z rmutu, protože přesycené roztoky sádry v rmutu způsobují sádrování sloupců rmutu a rychle je vyřazují. Tento způsob práce se nazývá neutralizace se směrovou krystalizací sádry.

Současně s vápenným mlékem do neutralizátoru 5 Z odměrky se podává mírně kyselý vodný extrakt superfosfátu. 38.

Soli se přidávají do neutralizátoru rychlostí 0,3 kg síranu amonného a 0,3 kg superfosfát na 1 m3 hydrolyzát.

Neutralizér 5 (kapacita 35-40 m 3) je ocelová nádrž obložená kyselinovzdornými keramickými dlaždicemi a vybavená vertikálními míchadly a brzdovými lopatkami pevně namontovanými na stěnách nádrže. Neutralizace v hydrolyzačních zařízeních byla dříve prováděna periodicky. V současnosti je nahrazována pokročilejší kontinuální neutralizací. Na Obr. 77 ukazuje poslední schéma. Proces se provádí ve dvou sériově zapojených neutralizátorech 5 a 6, které mají stejné zařízení. Kyselý hydrolyzát je kontinuálně přiváděn potrubím 1 do prvního neutralizátoru, kam se současně dodává vápenné mléko a výživné soli. Úplnost neutralizace se sleduje měřením koncentrace vodíkových iontů pomocí potenciometru 3 s antimonovou nebo skleněnou elektrodou 4. Potenciometr průběžně zaznamenává pH hydrolyzátu a automaticky jej upravuje ve stanovených mezích vysíláním elektrických impulsů do reverzního motoru připojeného k uzavíracímu ventilu na potrubí přivádějícím vápenné mléko do prvního neutralizátoru. V neutralizátorech probíhá neutralizační reakce poměrně rychle a proces krystalizace sádry z přesyceného roztoku probíhá poměrně pomalu.

Proto je rychlost průtoku kapaliny neutralizačním zařízením určena druhým procesem, který vyžaduje 30-40 min.

Po uplynutí této doby neutralizovaný hydrolyzát, nazývaný „neutralizát“, vstupuje do semikontinuální nebo kontinuální usazovací nádrže 7.

Semikontinuální proces spočívá v tom, že neutralizátor protéká usazovací nádrží nepřetržitě a sádra, která se usadí na dně, je periodicky odstraňována, jak se hromadí.

Při nepřetržitém provozu usazovací nádrže jsou všechny operace prováděny nepřetržitě. Před vypuštěním kalu do kanalizace 8 v přijímači se navíc omyje vodou. Poslední metoda kvůli určitým výrobním obtížím není dosud široce používán.

Sádrový kal z usazovací nádrže se obvykle skládá z poloviny dihydrátu síranu vápenatého a z poloviny ligninu a huminových látek usazených z hydrolyzátu. V některých provozech hydrolýzy se sádrový kal odvodňuje, suší a vypaluje na stavební alabastr. Jsou dehydratovány na bubnových vakuových filtrech a sušeny a vypalovány v rotačních bubnových pecích vyhřívaných spalinami.

Neutralizovaný produkt zbavený suspendovaných částic se před fermentací ochladí v lednici. 10 (obr. 77) od 85 do 30°. K tomuto účelu se obvykle používají spirálové nebo deskové výměníky, vyznačující se vysokým součinitelem prostupu tepla a malými rozměry. Při chlazení se z neutralizátoru uvolňují látky podobné dehtu, které se usazují na stěnách výměníků tepla a postupně je kontaminují. Pro čištění se výměníky periodicky vypínají a promývají 2-4% horkým vodným roztokem louhu sodného, ​​který rozpouští pryskyřičné a huminové látky.

Neutralizovaný, vyčištěný a ochlazený hydrolyzát.

Dřevní mladina je fermentována speciálními spnrttvornými kvasinkami aklimatizovanými v tomto prostředí. Fermentace probíhá kontinuálním způsobem v baterii fermentačních tanků zapojených do série 11 A 12.

Suspenze droždí, obsahující asi 80–100 g lisovaného droždí na litr, se přivádí kontinuálním proudem potrubím 15 do kvásku 44 a poté do horní části první, neboli hlavy, fermentační nádrže 11. Vychlazená dřevní mladina se přivádí do kvasu současně s kvasnicovou suspenzí. Na každý krychlový metr kvasnicové suspenze se do fermentační nádrže dostane 8-10 m3 mladiny.

Kvasinky obsažené v hexózovém médiu Sacharov, Pomocí systému enzymů štěpí cukry za vzniku ethylalkoholu a oxidu uhličitého. Ethylalkohol přechází do okolní kapaliny a na povrchu kvasu se uvolňuje oxid uhličitý ve formě malých bublinek, které postupně zvětšují svůj objem, poté postupně vyplavují na povrch kádě a odnášejí droždí, které přilnulo. jim.

Když se dostanou do kontaktu s povrchem, bublinky oxidu uhličitého prasknou a kvasinky, které mají specifická gravitace 1,1, tj. větší než u mladiny (1,025), klesají, dokud nejsou opět vytaženy na povrch oxidem uhličitým. Nepřetržitý pohyb kvasinek nahoru a dolů podporuje pohyb proudů kapaliny ve fermentační nádrži, čímž dochází k míchání nebo "kvašení" kapaliny. Oxid uhličitý uvolněný na povrch kapaliny z fermentačních nádrží potrubím 13 se dodává do závodu na výrobu kapalného nebo pevného oxidu uhličitého, používá se k výrobě chemických produktů (například močoviny) nebo se uvolňuje do atmosféry.

Částečně zkvašená dřevní mladina spolu s kvasinkami se převádí z hlavní fermentační nádrže do ocasní nádrže 12, Kde fermentace končí. Protože koncentrace cukrů v ocasní kádi je malá, kvašení v ní je méně intenzivní a část kvasinek, aniž by měla čas tvořit bublinky oxidu uhličitého, se usadí na dně kádě. Aby se tomu zabránilo, je v odkalovací nádrži často uspořádáno nucené míchání kapaliny pomocí míchadel nebo odstředivých čerpadel.

Fermentovaná nebo fermentovaná kapalina se nazývá kaše. Na konci fermentace se rmut převede do separátoru 14, pracující na principu odstředivky. Rmut, který se do něj dostane, spolu s kvasnicemi v něm suspendovanými se začne otáčet rychlostí 4500-6000 ot./min. Odstředivá síla způsobená rozdílem specifická gravitace odděluje je kaše a droždí. Separátor rozděluje kapalinu na dva proudy: ten větší, který neobsahuje kvasinky, vstupuje do nálevky 16 a menší, obsahující kvasnice, proudí nálevkou do potrubí 15. Typicky je první tok 8-10krát větší než druhý. Přes trubku 15 kvasnicová suspenze se vrací do hlavní fermentační nádrže 11 Přes kvasnice 44. Sladina, vyřazená a zbavená kvasinek, se shromažďuje v mezisběru rmutu 17.

Pomocí separátorů kvasinky neustále cirkulují v uzavřeném systému fermentačního zařízení. Produktivita separátoru 10- 35 m3/hod.

Během fermentace a zejména při separaci se část huminových koloidů obsažených v dřevní mladině sráží a tvoří těžké vločky, které se pomalu usazují na dně fermentačních nádrží. Na dně kádí jsou armatury, kterými je sediment periodicky vypouštěn do kanalizace.

Jak bylo uvedeno výše, teoretický výtěžek alkoholu na 100 kg fermentovaných hexóz je 64 l. Prakticky však kvůli vzdělání kvůli Sacharov vedlejších produktů (glycerin, acetaldehyd, kyselina jantarová atd.), jakož i v důsledku přítomnosti nečistot škodlivých pro kvasinky v mladině je výtěžnost alkoholu 54-56 l.

Pro získání dobrých výtěžků alkoholu je nutné udržovat kvasinky stále aktivní. K tomu byste měli pečlivě udržovat danou fermentační teplotu, koncentraci vodíkových iontů, požadovanou čistotu mladiny a ponechat malé množství hexóz, tzv. „low-grade“ (obvykle ne více než 0,1% cukr v roztoku), v rmutu před jeho vstupem do separátoru. Díky přítomnosti nezkvašených kvasnic zůstává kvásek po celou dobu v aktivní formě.

Periodicky je zařízení hydrolýzy zastavováno podle plánu - preventivně popř velká rekonstrukce. Během této doby by měly být kvasinky udržovány naživu. K tomu se kvasnicová suspenze zahustí pomocí separátorů a nalije se studenou dřevní mladinou. Při nízkých teplotách se kvašení prudce zpomalí a kvásek spotřebuje výrazně méně cukru.

Fermentační nádrže o objemu 100-200 m3 jsou obvykle vyrobeny z ocelového plechu nebo méně často z železobetonu. Doba kvašení závisí na koncentraci kvasinek a pohybuje se od 6 do 10 hodin. Je nutné sledovat čistotu produkční kultury kvasinek a chránit ji před infekcí cizími škodlivými mikroorganismy. Za tímto účelem musí být veškeré vybavení udržováno v čistotě a pravidelně sterilizováno. Nejjednodušší metodou sterilizace je napařování všech zařízení a zejména potrubí a čerpadel ostrou párou.

Na konci kvašení a oddělení kvasinek obsahuje lihová kaše od 1,2 do 1,6 % ethylalkoholu a asi 1 % pentózy Sacharov.

Alkohol se z rmutu izoluje, čistí a posiluje v třísloupcovém rektifikačním přístroji sestávajícím z rmutu 18, náprava 22 a methanol 28 sloupy (obr. 77).

Mash ze sbírky 17 čerpané přes výměník tepla 41 na podávací desce rmutového sloupce 18. Rmut stéká po deskách vyčerpávající části sloupce rmutu a na své cestě naráží na stoupající páru. Ten postupně obohacovaný alkoholem přechází do horní, zpevňující části kolony. Rmut stékající dolů se postupně zbavuje alkoholu a poté z klidné strany kolony 18 přes potrubí 21 jde do výměníku tepla 41, kde ohřívá rmut vstupující do kolony na 60-70 °C. Dále se rmut zahřeje na 105° v koloně proudem živé páry 20. Rmut zbavený alkoholu se nazývá výpalky. Přes trubku 42 Výpalky opouštějí výměník tepla výpalků 41 a je odeslána do kvasnicové dílny k získání krmných kvasnic z pentóz. Tento proces bude podrobně popsán později.

Sloupec rmutu v horní výztužné části je zakončen zpětným chladičem 19, ve kterém kondenzují páry směsi jód-alkohol přicházející z horní desky kolony.

V 1 m3 rmutu při teplotě 30° se rozpustí asi 1 m3 kysličníku uhličitého vzniklého při kvašení. Při ohřevu nálevu ve výměníku tepla 41 a s ostrou párou ve spodní části rmutové kolony se uvolňuje rozpuštěný oxid uhličitý a spolu s alkoholovými parami stoupá do zpevňující části kolony a dále do zpětného chladiče 19. Nekondenzovatelné plyny jsou oddělovány odvzdušňovacími otvory instalovanými na potrubí lihového kondenzátu za chladničkami. Nízkovroucí frakce obsahující alkohol, aldehydy a ethery procházejí zpětným chladičem 19 a nakonec zkondenzovat v lednici 39u Odtud proudí zpět do kolony ve formě refluxu přes vodní uzávěr 40. Nezkondenzovatelné plyny sestávající z oxidu uhličitého před opuštěním chladničky 39 projdou přídavným kondenzátorem nebo se promyjí v pračce vodou, aby se zachytily poslední zbytky alkoholových par.

Na horních deskách rmutového sloupce obsahuje kapalná fáze 20-40% alkoholu.

Kondenzát přes potrubí 25 vstupuje do přívodní desky destilační kolony 22. Tato kolona funguje podobně jako rmutovací kolona, ​​ale při vyšších koncentracích alkoholu. Na dno tohoto sloupce potrubím 24 Přivádí se živá pára, která postupně vaří alkohol z lihového kondenzátu proudícího na dno kolony. Kapalina zbavená alkoholu, zvaná luther, potrubím 23 jde do odpadu. Obsah alkoholu ve výpalcích a lutheru není vyšší než 0,02 %.

Nad horní deskou destilační kolony je instalován zpětný chladič 26. Páry, které v něm nezkondenzovaly, nakonec kondenzují v kondenzátoru 26a a proudí zpět do kolony. Část nízkovroucích frakcí se odebírá potrubím 43 ve formě ether-aldehydové frakce, která se v případě nevyužití vrací zpět do fermentačních tanků.

Aby se ethylalkohol zbavil těkavých organických kyselin, přivádí se do kolony z nádrže. 45 10% roztok hydroxidu sodného, ​​který neutralizuje kyseliny na středních deskách výztužné části kolony. Ve střední části destilační kolony, kde je obsah alkoholu 45-50%, se hromadí fuselové oleje, které jsou odváděny potrubím 46. Fusel oleje jsou směsí vyšších alkoholů (butyl, propyl, amyl) tvořené z aminokyselin.

Ethylalkohol zbavený esterů a aldehydů a také fuselové oleje se vybírá hřebenem z horních desek zpevňující části destilační kolony a potrubím 27 vstupuje do přívodní desky metanolové kolony 28. Surový líh vycházející z destilační kolony obsahuje cca 0,7 % metylalkoholu, který vznikl při hydrolýze rostlinných materiálů a spolu s monosacharidy se dostal do dřevní mladiny.

Při kvašení hexóz nevzniká metylalkohol. Podle Technické specifikace u ethylalkoholu vyrobeného v hydrolýzních závodech by neměl obsahovat více než 0,1 % methylalkoholu. Výzkum ukázal, že metylalkohol se nejsnáze oddělí od surového alkoholu, když je jeho obsah vody minimální. Z tohoto důvodu je do metanolové kolony přiváděn surový alkohol o maximální síle (94-96% ethanol). V konvenčních destilačních kolonách není možné získat ethylalkohol vyšší než 96 %, protože tato koncentrace odpovídá složení neodděleně vroucí směsi voda-alkohol.

V methanolové koloně je nízkovroucí frakcí methanol, který stoupá do horní části kolony a je zesílen v zpětném chladiči 29 a přes potrubí 30 se vypouští do sběrů methanolové frakce obsahující asi 80 % methanolu. Pro výrobu komerčního 100% metanolu je instalována druhá metanolová kolona, ​​která není znázorněna na obr. 77.

Ethylalkohol stékající po deskách padá do spodní části metanolové kolony 28 a přes potrubí 33 sloučí do přijímačů hotové výrobky. Metanolová kolona je vyhřívána tichou párou v dálkovém ohřívači 31, který je instalován tak, že podle principu komunikujících nádob je jeho mezitrubkový prostor naplněn lihem. Vodní pára vstupující do ohřívače zahřeje alkohol k varu a vzniklé alkoholové páry se použijí k ohřevu kolony. Pára vstupuje do ohřívače 31, v něm kondenzuje a ve formě kondenzátu je přiváděn do sběren čisté vody nebo odváděn do kanalizace.

Množství a síla výsledného etylalkoholu se měří ve speciálním zařízení (baterka, kontrolní střela, lihoměr). Z odměrné nádrže je líh dodáván parním čerpadlem mimo hlavní budovu - do stacionárních nádrží umístěných ve skladu lihu. Z těchto cisteren se podle potřeby stáčí komerční líh do železničních cisteren, ve kterých se dopravuje do míst spotřeby.

Popsáno výše technologický postup umožňuje přijímat od 1 T absolutně suché jehličnaté dřevo 150-180 l 100% ethylalkohol. Zároveň do 1 dkl konzumace alkoholu

Absolutně suché dřevo v kg. . . . . 55-66;

TOC o "1-3" h z kyselina sírová - moaoidrát v kg … . 4,5;

Nehašené vápno, 85% v kg…………………………………………………. 4,3;

Dvojice technologických 3- a 16-atmosférických

V megakaloriích. ………………………………………………………………………………………………….. 0,17-0,26;

Voda v m3………………………………………………………………………………………………. 3,6;

Elekgrozner v kWh…………………………………………………………………….. 4,18

Roční kapacita zařízení na hydrolýzu-líh s průměrnou kapacitou na líh je 1-1,5 mil. dal. V těchto továrnách je hlavním produktem ethylalkohol. Jak již bylo naznačeno, z hlavního výrobního odpadu na hydrolýze-líhu se současně vyrábí pevný nebo kapalný oxid uhličitý, furfural, krmné kvasnice a produkty zpracování ligninu. O těchto inscenacích se bude dále diskutovat.

V některých hydrolyzačních závodech, které produkují furfural nebo xylitol jako hlavní produkt, po hydrolýze hemicelulóz bohatých na pentózu zůstává obtížně hydrolyzovatelný zbytek, sestávající z celulózy a ligninu a nazývaný cellolinin.

Celolignin lze hydrolyzovat perkolační metodou, jak je popsáno výše, a výsledný hydrolyzát hexózy, obvykle obsahující 2-2,5 % cukrů, lze zpracovat podle způsobu popsaného výše na technický ethylalkohol nebo krmné kvasnice. Podle tohoto schématu se zpracovávají bavlněné slupky, kukuřičné klasy, dubové slupky, slunečnicové slupky atd. Tento výrobní proces je ekonomicky rentabilní pouze s levnými surovinami a palivem.

Hydrolyzační lihoviny obvykle vyrábějí technický líh, který se používá pro následné chemické zpracování. V případě potřeby však tento alkohol
Poměrně snadno se čistí dodatečnou rektifikací a oxidací alkalickým roztokem manganistanu. Po takovém čištění je ethylalkohol docela vhodný pro potravinářské účely.

Obecné schéma pro získání ethylalkoholu z hydrolytické „černé melasy“ je následující. Drcená surovina se nakládá do mnohametrové ocelové hydrolyzační kolony, zevnitř vyložené chemicky odolnou keramikou. Pod tlakem se tam přivádí horký roztok kyseliny chlorovodíkové. V důsledku chemické reakce vzniká z celulózy produkt obsahující cukr, tzv. „černá melasa“. Tento produkt se neutralizuje vápnem a ke fermentaci melasy se přidávají kvasnice. Poté se znovu zahřeje a uvolněné páry kondenzují ve formě etylalkoholu (nechci tomu říkat „víno“).
Metoda hydrolýzy je nejekonomičtější metodou výroby ethylalkoholu. Jestliže tradiční biochemická fermentační metoda dokáže vyrobit 50 litrů alkoholu z jedné tuny obilí, pak se z jedné tuny pilin destiluje 200 litrů alkoholu, který se hydrolyticky přemění na „černou melasu“. Jak se říká: "Pociťte výhody!" Celá otázka je, zda lze „černou melasu“ jako zcukernatou celulózu nazvat „potravinářským produktem“ spolu s obilím, bramborami a řepou. Zájemci o výrobu levného lihu uvažují takto: „Proč ne? Ostatně výpalky, stejně jako zbytek „černé melasy“, se po destilaci používají ke krmení dobytka, což znamená, že potravinářský výrobek" Jak si nevzpomenout na slova F. M. Dostojevského: "Vzdělaný člověk, když to potřebuje, dokáže slovně ospravedlnit jakoukoli ohavnost."
Ve 30. letech minulého století byla v osetské vesnici Beslan postavena největší továrna na výrobu škrobu v Evropě, která od té doby vyrobila miliony litrů etylalkoholu. Poté byly po celé zemi vybudovány silné továrny na výrobu etylalkoholu, včetně celulózky a papíren Solikamsk a Archangelsk. I.V. Stalin blahopřál stavitelům hydrolýzních zařízení, kteří je během války, navzdory válečným potížím, uvedli do provozu s předstihem, poznamenal, že „umožňuje státu ušetřit miliony kousků chleba“(Pravda noviny, 27. 5. 1944).
Ethylalkohol získaný z „černé melasy“ a vlastně ze dřeva (celulózy) zcukernatělého hydrolýzou, pokud je ovšem dobře vyčištěn, nelze odlišit od alkoholu získaného z obilí nebo brambor. Podle aktuální normy takový alkohol se dodává v „nejvyšší čistotě“, „extra“ a „luxus“, druhý je nejlepší, to znamená, že má nejvyšší stupeň čištění. Vodkou vyrobenou z tohoto alkoholu se neotrávíte. Chuť takového alkoholu je neutrální, to znamená „ne“ - bez chuti, obsahuje pouze „stupně“, pouze pálí sliznici úst. Navenek je poměrně obtížné rozpoznat vodku vyrobenou z ethylalkoholu hydrolytického původu a různá dochucovadla přidávaná do takových „vodek“ je navzájem odlišují.
Ne vše je však tak dobré, jak se na první pohled zdá. Genetici provedli výzkum: jedna várka experimentálních myší přidala do své stravy pravou (obilnou) vodku, druhá – hydrolyzovanou vodku vyrobenou ze dřeva. Myši, které konzumovaly „uzel“, zemřely mnohem rychleji a jejich potomci degenerovali. Ale výsledky těchto studií výrobu pseudoruských vodek nezastavily. Je to jako v populární písni: „Koneckonců, když se vodka nedestiluje z pilin, co bychom pak dostali z pěti lahví...“

Kapalinou získanou za použití tohoto popisu je methanol. Je také známý jako methyl (dřevěný) alkohol a má vzorec - CH 3 OH.

Metanol v čisté formě se používá jako rozpouštědlo a jako vysokooktanová přísada do motorového paliva i přímo jako vysokooktanové palivo (oktanové číslo => 115).

Jedná se o stejný „benzín“, který se používá k plnění nádrží závodních motocyklů a automobilů.

Jak ukazují zahraniční studie, motor na metanol vydrží mnohonásobně déle než při použití benzínu, na který jsme zvyklí, a jeho výkon se při konstantním pracovním objemu zvyšuje o 20 %.

Výfukové plyny z motoru běžícího na toto palivo jsou šetrné k životnímu prostředí a při testování na toxicitu nebyly zjištěny žádné škodlivé látky.

Malé zařízení na výrobu tohoto paliva se snadno vyrábí, nevyžaduje speciální znalosti ani vzácné díly a je v provozu bezproblémové. Jeho výkon závisí na různých důvodech, včetně rozměrů.

Zařízení, jehož schéma a popis montáže je uveden níže, s průměrem reaktoru pouhých 75 mm, produkuje tři litry hotového paliva za hodinu. Celá konstrukce navíc váží asi 20 kg a má přibližně tyto rozměry: 20 cm na výšku, 50 cm na délku a 30 cm na šířku.

Chemie procesu

Nebudeme se hlouběji zabývat variantami chemických procesů a pro jednoduchost výpočtů budeme předpokládat, že kdy normální podmínky(20 °C a 760 mmHg) syntézní plyn se získává z metanu podle následujícího vzorce:

2CH 4 + O 2 -> 2CO + 4H 2 + 16,1 kcal,

ze 44,8 litrů metanu a 22,4 litrů kyslíku vyjde 44,8 litrů oxidu uhelnatého a 89,6 litrů vodíku, pak se z těchto plynů získá methanol podle vzorce:

CO + 2H 2<=>CH30H

z 22,4 l oxidu uhelnatého a 44,8 l vodíku vyjde: 12 g (C) + 3 g (H) + 16 g (O) + 1 g (H) = 32 g methanolu.

To znamená, že podle aritmetických zákonů z 22,4 litrů metanu vyjde 32 g metanolu, tedy přibližně: z 1 kubického metru metanu se syntetizuje 1,5 kg 100% methanolu(to je ~ 2 litry).

Reálně z důvodu nízké účinnosti v domácích podmínkách od 1 kubického metru. zemního plynu získáte méně než 1 litr finálního produktu (u této varianty je limit 1 l/h!).

Pro rok 2011 je cena 1 metr krychlový. plyn pro domácnost v Rusku je 3,6-3,8 rublů a neustále se zvyšuje. Vzhledem k tomu, že metylalkohol má dvojnásobnou výhřevnost než benzín, dostaneme ekvivalentní cenu 7,5 rublů. a nakonec zaokrouhlit na 8 rublů. na ostatní výdaje - email. energie, voda, katalyzátory, čištění plynu – stále to vyjde mnohem levněji než benzín a znamená to, že „hra stojí za svíčku“ v každém případě!

V ceně tohoto paliva nejsou zahrnuty náklady na instalaci (při přechodu na alternativní pohledy paliva vždy vyžadují dobu návratnosti), v tomto případě se cena bude pohybovat od 5 do 50 tisíc rublů, v závislosti na produktivitě, automatizaci procesů a čích silách bude vyrobena.

Na vlastní montáž, bude stát minimálně 2 a maximálně 10 tr. Většina peněz bude vynaložena na soustružení a svářečské práce, dále na přípravu kompresorů (může být z vadné lednice, pak to vyjde levněji) a na materiály, ze kterých je tato jednotka sestavena.

Upozornění: Metanol je jedovatý. Je to bezbarvá kapalina s bodem varu 65°C, má vůni podobnou vůni běžného pitného alkoholu a je ve všech ohledech mísitelná s vodou a mnoha organickými kapalinami. Pamatujte, že 50 mililitrů vypitého metanolu je v menším množství smrtelné, otrava produkty rozkladu metanolu způsobuje ztrátu zraku!

Princip činnosti a funkce zařízení

Funkční schéma zařízení je na Obr. 1.

Voda z vodovodu je připojena k „přívodu vody“ (15) a dále se dělí na dva proudy: jeden proud (vyčištěný od škodlivých nečistot filtrem) a přes kohout (14) a otvor (C) vstupuje do mixéru. (1) a druhý proud přes kohout (4) a otvor (G) jde do chladničky (3), prochází skrz kterou voda ochlazující syntézní plyn a kondenzát metanolu vystupuje otvorem (Y).

Domácí zemní plyn, očištěný od sirných nečistot a zapáchajících odorantů, je napojen na potrubí „Gas Inlet“ (16). Dále plyn vstupuje otvorem (B) do směšovače (1), ve kterém se po smíchání s vodní párou ohřeje na hořáku (12) na teplotu 100 - 120°C. Potom z mísiče (1) otvorem (D) ohřátá směs plynu a vodní páry vstupuje otvorem (B) do reaktoru (2).

Reaktor (2) je naplněn katalyzátorem č. 1, hmotnostní frakce: 25 % NiO (oxid niklu) a 60 % Al 2 O 3 (oxid hlinitý), zbytek 15 % CaO (pálené vápno) a další nečistoty, aktivita katalyzátoru - zbytkový objemový podíl methanu při přeměně uhlovodíkového plynu (methanu) parou, zcela vyčištěného od sloučenin síry, obsahujícího metan nejméně 90 %, s objemovým poměrem pára:plyn = 2:1, ne více než:

při 500 °C - 37 %
při 700 °C - 5 %.

V reaktoru se vlivem teploty asi 700 °C tvoří syntézní plyn, získaný ohřevem hořákem (13). Dále ohřátý syntézní plyn vstupuje otvorem (E) do chladničky (3), kde se musí ochladit na teplotu 30-40 °C nebo nižší. Poté ochlazený syntézní plyn opouští chladničku otvorem (I) a otvorem (M) vstupuje do kompresoru (5), který lze použít jako kompresor z jakékoli domácí chladničky.

Následuje stlačený syntézní plyn o tlaku 5-10 atm. otvorem (H) opouští kompresor a otvorem (O) vstupuje do reaktoru (6). Reaktor (6) je naplněn katalyzátorem č. 2 sestávajícím z 80 % mědi a 20 % zinku.

V tomto reaktoru, který je nejdůležitější jednotkou zařízení, se tvoří methanolové páry. Teplota v reaktoru by neměla překročit 270°C, kterou lze regulovat teploměrem (7) a nastavovat kohoutkem (4). Je vhodné udržovat teplotu v rozmezí 200-250°C nebo nižší.

Pak páry methanolu a nezreagovaný syntézní plyn opouštějí reaktor (6) otvorem (P) a otvorem (L) vstupují do chladničky (W), kde páry methanolu kondenzují a otvorem (K) vystupují z chladničky.

Dále vstupuje kondenzát a nezreagovaný syntézní plyn otvorem (U) do kondenzátoru (8), kde se hromadí hotový metanol, který opouští kondenzátor otvorem (P) a kohoutem (9) do nádoby.

Otvor (T) v kondenzátoru (8) slouží k instalaci tlakoměru (10), který je nezbytný pro sledování tlaku v kondenzátoru. Udržuje se v rozmezí 5-10 atmosfér nebo více, hlavně pomocí kohoutku (11) a částečně kohoutkem (9).

Otvor (X) a kohout (11) jsou nutné pro výstup nezreagovaného syntézního plynu z kondenzátoru, který je recirkulován zpět do směšovače (1) otvorem (A), ale jak ukázala praxe, výstupní plyny musí být spáleny. v knotu a neutíkat zpět do systému. Ano, snižuje to efektivitu, ale výrazně to zjednodušuje nastavení.

Kohout (9) je nastaven tak, aby neustále vycházel čistý kapalný metanol bez plynu.

Bude lepší, když se hladina metanolu v kondenzátoru zvýší, než sníží. Ale nejoptimálnější případ je, když je hladina metanolu konstantní (což lze kontrolovat vestavěným sklem nebo nějakou jinou metodou).

Kohout (14) je nastaven tak, aby v methanolu nebyla žádná voda a v mixéru se tvořila pára, s výhodou méně než více.

Spuštění zařízení

Přístup plynu je otevřen, voda (14) je prozatím uzavřena, hořáky (12), (13) fungují. Kohout (4) je zcela otevřen, kompresor (5) je zapnutý, kohout (9) je zavřený, kohout (11) je zcela otevřený.

Poté otevřete kohout (14) pro přístup k vodě a pomocí kohoutu (11) regulujte požadovaný tlak v kondenzátoru a sledujte jej pomocí manometru (10). Ale v žádném případě nezavírejte kohoutek (11) úplně!!!

Poté, asi po pěti minutách, použijte kohout (14) a zapálený hořák (21) pro zvýšení teploty v reaktoru (6) na 200-250 °C. Poté hořák (21) zhasne, je potřeba pouze pro předehřívání, protože; methanol se syntetizuje za uvolnění tepla. Poté mírně otevřete kohout (9), ze kterého by měl vytékat proud metanolu. Pokud teče neustále, otevřete kohout (9) trochu více, pokud teče metanol smíchaný s plynem, otevřete kohout (14).

Obecně platí, že čím vyšší produktivitu zařízení nastavíte, tím lépe.

Je vhodné vyrobit toto zařízení z nerezové oceli nebo železa. Všechny díly jsou vyrobeny z měděných trubek, které lze použít jako tenké spojovací trubky. V chladničce je nutné zachovat poměr X:Y=4, to znamená, že například když X+Y=300 mm, pak by se X mělo rovnat 240 mm a Y podle toho 60 mm. 240/60=4. Čím více závitů se vejde do lednice na jednu nebo druhou stranu, tím lépe.

Všechny závitníky jsou použity z plynových svařovacích hořáků. Místo kohoutků (9) a (11) můžete použít redukční ventily z domácích plynových lahví nebo kapiláry z domácích chladniček.

Směšovač (1) a reaktor (2) se ohřívají ve vodorovné poloze (viz obrázek).

No, to je asi vše. Na závěr dodávám, že v letech 1992-93 byl v několika číslech časopisu Priority publikován progresivnější design pro domácí výrobu pohonných hmot:
№1-2 — obecná informace o výrobě metanolu ze zemního plynu.
č. 3-4 - výkresy závodu na zpracování metanu na metanol.
č. 5-6 - instalace, bezpečnostní opatření, ovládání, návod k zapnutí zařízení.


Obrázek 1 - Schematický diagram zařízení


Obrázek 2 - Mixér


Obrázek 3 - Reaktor


Obrázek 4 - Chladnička


Obrázek 5 - Kondenzátor


Obrázek 6 - Reaktor

Dodatky od Igora Kvasnikova

Na Vaši publikaci jsem náhodou narazil ve vyhledávači a velmi mě zaujal její obsah. Po krátké recenzi okamžitě vypluly na povrch nepřesnosti, kterých se autor dopustil.

Informace o "metanolu" byly zveřejněny v časopise "Priorita" za rok 1991, 92, 93. , ale úplně hotový projekt nebyl nikdy zveřejněn (slíbené katalyzátory pro předplatitele byly zmáčknuty).

Tato čísla obsahovala výkresy reaktoru s elektrické schéma ovládání a provedení chladiče, načež se pan Vaks (autor článku) zdvořile omluvil s tím, že další zveřejňování bude zastaveno na žádost bezpečnostních složek SSSR a pro ty, kteří si chtějí tuto instalaci zopakovat, je pole kreativity neomezené. Obrázek 1(a) - Upravené schéma zařízení

1. stupeň - jak již bylo zmíněno dříve, plyn a voda musí být čištěny (domácím filtrem, nebo ještě lépe destilátorem), aby okamžitě neotrávily katalyzátory reaktorů 2 a 6. Přesněji dodržet poměr pára : plyn 2 : 1. Nemělo by docházet k návratu nezreagovaných produktů do 1. stupně.

2. stupeň - konverze metanu začíná při t=~400°C, ale při takto nízké t°C je procento přeměněného plynu nízké, nejoptimálnější t=700°C, je vhodné řídit pomocí termočlánku.

Instalace za reaktorem a lednicí obsahuje manometr (10) a redukční ventil (11) nastavený na tlak 25-35 atm (volba tlaku závisí na stupni opotřebení katalyzátoru). Pro načerpání dostatečného tlaku syntézního plynu je lepší použít dva kompresory z chladničky.

Doporučuji vyrobit kondenzátor (8) ne válcový, ale kónický (to se provádí za účelem snížení oblasti odpařování metanolu) a s oknem pro sledování hladiny metanolu. Zreagované produkty jsou přiváděny nad kužel pomocí trubice (u) Ø 8 mm.

Trubka je spuštěna do kónické nádoby 10 mm pod škrticím výstupem (P).

Nezreagovaný syntézní plyn je odváděn trubicí (x) Ø 5 mm, která je přivařena k vrcholu kužele, plyn unikající touto trubicí je na jejím konci spálen, aby se zabránilo úniku plamene do kuželové nádoby, konec trubky je vycpán měděným drátem.

Hladina metanolu je udržována ve 2/3 celkové výšky nádoby, proto je lepší vytvořit průhledné okno. Pro zajištění 100% bezpečnosti můžete výstupní knot vybavit termočlánkem, jehož signál (kvůli nepřítomnosti plamene) automaticky uzavře přívod plynu do instalace, je pro tyto účely vhodný jakýkoli regulátor z moderních plynových sporáků .

Katalytická metoda výroby metanolu ( dřevný líh) ze zemního plynu je podrobně popsán.