ხისგან ხის სპირტის მომზადება. როგორ მივიღოთ ალკოჰოლი ნახერხიდან: წარმოების მეთოდები

ნახერხი არის ღირებული ნედლეული სხვადასხვა სპირტის წარმოებისთვის, რომელიც შეიძლება იყოს საწვავად გამოყენება.

შემდეგი ბიოსაწვავი შეიძლება გამოყენებულ იქნას:

• ავტომობილებისა და მოტოციკლების ბენზინის ძრავები;
• ელექტრო გენერატორები;
• საყოფაცხოვრებო ბენზინის აღჭურვილობა.

მთავარი პრობლემაპრობლემა, რომელიც უნდა დაიძლიოს ნახერხიდან ბიოსაწვავის წარმოებისას, არის ჰიდროლიზი, ანუ ცელულოზის გლუკოზად გადაქცევა.

ცელულოზასა და გლუკოზას აქვთ იგივე საფუძველი - ნახშირწყალბადები. მაგრამ ერთი ნივთიერების მეორეში გადაქცევისთვის საჭიროა სხვადასხვა ფიზიკური და ქიმიური პროცესი.

ნახერხის გლუკოზად გადაქცევის ძირითადი ტექნოლოგიები შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად:

• სამრეწველო, მოითხოვს კომპლექსური აღჭურვილობადა ძვირადღირებული ინგრედიენტები;
• სახლში დამზადებული, რომელიც არ საჭიროებს რაიმე რთულ აღჭურვილობას.

ჰიდროლიზის მეთოდის მიუხედავად, ნახერხი მაქსიმალურად უნდა დაიმსხვრა. ამისთვის გამოიყენება სხვადასხვა გამანადგურებელი.

Როგორ უფრო მცირე ზომისნახერხი, უფრო ეფექტურიმოხდება ხის დაშლა შაქარად და სხვა კომპონენტებად.

იპოვე მეტი დეტალური ინფორმაციაინფორმაცია ნახერხის დაფქვის აღჭურვილობის შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ აქ: . ნახერხი არ საჭიროებს სხვა მომზადებას.

სამრეწველო მეთოდი

ნახერხი შეედინება ვერტიკალურ ბუნკერში, შემდეგ დაასხით გოგირდმჟავას ხსნარი(40%) წონით 1:1 თანაფარდობით და მჭიდროდ დალუქული, თბება 200–250 გრადუს ტემპერატურამდე.

ნახერხი ინახება ამ მდგომარეობაში 60-80 წუთის განმავლობაში, მუდმივად აურიეთ.

ამ დროის განმავლობაში ხდება ჰიდროლიზის პროცესი და ცელულოზა, რომელიც შთანთქავს წყალს, იშლება გლუკოზად და სხვა კომპონენტებად.

ამ ოპერაციის შედეგად მიღებული ნივთიერება ფილტრიგლუკოზის ხსნარისა და გოგირდმჟავას ნარევის მიღება.

გასუფთავებულ სითხეს ასხამენ ცალკე ჭურჭელში და ურევენ ცარცის ხსნარს, რომელიც ანეიტრალებს მჟავას.

შემდეგ ყველაფერი იფილტრება და ვიღებთ:

• ტოქსიკური ნარჩენები;
• გლუკოზის ხსნარი.

ნაკლიეს მეთოდი შემდეგში:

• მაღალი მოთხოვნები მასალაზე, საიდანაც მზადდება აღჭურვილობა;
• მაღალი ხარჯები მჟავას რეგენერაციისთვის,

ამიტომ ფართოდ არ გამოიყენებოდა.

ასევე არის ნაკლები ხარჯების მეთოდი , რომელშიც გამოყენებულია გოგირდმჟავას ხსნარი 0,5–1% სიძლიერით.

თუმცა ეფექტური ჰიდროლიზისთვის აუცილებელია:

• მაღალი წნევა (10-15 ატმოსფერო);
• გათბობა 160-190 გრადუსამდე.

პროცესი 70-90 წუთი სჭირდება.

ასეთი პროცესისთვის აღჭურვილობა შეიძლება დამზადდეს ნაკლებად ძვირი მასალებისგან, რადგან ასეთი განზავებული მჟავა ხსნარი ნაკლებად აგრესიულია, ვიდრე ზემოთ აღწერილი მეთოდით გამოყენებული.

ა 15 ატმოსფეროს წნევა საშიში არ არისთუნდაც ჩვეულებრივი ქიმიური აღჭურვილობისთვის, რადგან ბევრი პროცესი ასევე მაღალი წნევის დროს მიმდინარეობს.

ორივე მეთოდისთვის გამოიყენეთ ფოლადის, ჰერმეტულად დალუქული კონტეინერებიმოცულობა 70 მ³-მდე, შიგნიდან მოპირკეთებული მჟავაგამძლე აგურით ან ფილებით.

ეს საფარი იცავს ლითონს მჟავასთან კონტაქტისგან.

კონტეინერების შიგთავსი თბება მათში ცხელი ორთქლის შეყვანით.

ზემოდან დამონტაჟებულია გადინების სარქველი, რომელიც მორგებულია საჭირო წნევაზე. ამიტომ ზედმეტი ორთქლი ატმოსფეროში გადის. დანარჩენი ორთქლი ქმნის საჭირო წნევას.

ორივე მეთოდი მოიცავს ერთსა და იმავე ქიმიურ პროცესს. გოგირდმჟავას ზემოქმედებით ცელულოზა (C6H10O5)n შთანთქავს წყალს H2O და გადაიქცევა გლუკოზაში nC6H12O6, ანუ სხვადასხვა შაქრის ნარევში.

გაწმენდის შემდეგ, ეს გლუკოზა გამოიყენება არა მხოლოდ ბიოსაწვავის წარმოებისთვის, არამედ წარმოებისთვის:

• სასმელი და ტექნიკური ალკოჰოლი;
• საჰარა;
• მეთანოლი.

ორივე მეთოდი საშუალებას იძლევა ნებისმიერი სახეობის ხის დამუშავება, ამიტომ არის უნივერსალური.

როგორც ნახერხის ალკოჰოლში გადამუშავების ქვეპროდუქტი, მიიღება ლიგნინი - წებოვანი ნივთიერება:

• მარცვლები;
• ბრიკეტები

აქედან გამომდინარე, ლიგნინი შეიძლება გაიყიდოს საწარმოებსა და მეწარმეებზე, რომლებიც აწარმოებენ მარცვლებსა და ბრიკეტებს ხის ნარჩენებისგან.

სხვა ჰიდროლიზის ქვეპროდუქტია ფურფურალი.ეს არის ცხიმიანი სითხე, ეფექტური ანტისეპტიკური ხის დამუშავებისთვის.

Furfural ასევე გამოიყენება:

• ზეთის გაწმენდა;
• მცენარეული ზეთის გაწმენდა;
• პლასტმასის წარმოება;
• სოკოს საწინააღმდეგო პრეპარატების შექმნა.

ნახერხის მჟავით დამუშავებისას გამოიყოფა მომწამვლელი აირები, Ამიტომაც:

• ყველა მოწყობილობა უნდა იყოს დამონტაჟებული ვენტილირებადი სახელოსნოში;
• მუშებმა უნდა ატარონ დამცავი სათვალეები და რესპირატორები.

გლუკოზის გამოსავალი წონით არის ნახერხის წონის 40-60%, მაგრამ დიდი რაოდენობით წყლისა და მინარევების გათვალისწინებით. პროდუქტის წონა რამდენჯერმე აღემატება ნედლეულის თავდაპირველ წონას.

ჭარბი წყალი მოიხსნება დისტილაციის პროცესში.

ლიგნინის გარდა, ორივე პროცესის ქვეპროდუქტებია:

• ალაბასტრი;
• ტურპენტინი,

რომელიც შეიძლება გაიყიდოს გარკვეული მოგებით.

გლუკოზის ხსნარის გაწმენდა

დასუფთავება ხორციელდება რამდენიმე ეტაპად:

1. მექანიკური გაწმენდასეპარატორის გამოყენებით ის ხსნის ლიგნინს ხსნარიდან.
2. მკურნალობაცარცის რძე ანეიტრალებს მჟავას.
3. ადვოკატირებაპროდუქტს ჰყოფს გლუკოზის და კარბონატების თხევად ხსნარში, რომლებიც შემდეგ გამოიყენება ალაბასტრის მისაღებად.

აქ არის ხის დამუშავების ტექნოლოგიური ციკლის აღწერა ჰიდროლიზის ქარხანაში ქალაქ თავდაში ( სვერდლოვსკის რეგიონი).

სახლის მეთოდი

ეს უფრო მარტივი გზა, მაგრამ საშუალოდ 2 წელი სჭირდება. ნახერხს ასხამენ დიდ გროვაში და უხვად რწყავენ, რის შემდეგაც:

• დაფარავს რაღაცას;
• დარჩა ლპობა.

გროვის შიგნით ტემპერატურა იმატებს და იწყება ჰიდროლიზის პროცესი, რის შედეგადაც ცელულოზა გარდაიქმნება გლუკოზად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას დუღილისთვის.

ამ მეთოდის მინუსიფაქტია, რომ დაბალ ტემპერატურაზე ჰიდროლიზის პროცესის აქტივობა მცირდება, უარყოფით ტემპერატურაზე კი მთლიანად ჩერდება.

ამიტომ ეს მეთოდი ეფექტურია მხოლოდ თბილ რეგიონებში.

გარდა ამისა, დიდია ჰიდროლიზის პროცესის დაშლაში გადაგვარების ალბათობა, რის გამოც ეს იქნება არა გლუკოზა, არამედ შლამი და მთელი ცელულოზა გადაიქცევა:

• ნახშირორჟანგი;
• არა დიდი რიცხვიმეთანი

ზოგჯერ სახლებში შენდება სამრეწველო მსგავსი დანადგარები . ისინი დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს სუსტი გოგირდმჟავას ხსნარის ეფექტს შედეგების გარეშე.

გააცხელეთ შიგთავსიასეთი მოწყობილობების გამოყენებით:

• ღია ცეცხლი (კოცონი);
• უჟანგავი ფოლადის ხვეული ცხელი ჰაერით ან ორთქლით, რომელიც ცირკულირებს მასში.

ორთქლის ან ჰაერის კონტეინერში გადატუმბვით და წნევის მრიცხველის ჩვენების მონიტორინგით, კონტეინერში წნევა რეგულირდება. ჰიდროლიზის პროცესი იწყება 5 ატმოსფეროს წნევით, მაგრამ მიედინება ყველაზე ეფექტურად 7-10 ატმოსფერო წნევის დროს.

შემდეგ, ისევე, როგორც სამრეწველო წარმოებაში:

• გაასუფთავეთ ხსნარი ლიგნინისგან;
• დამუშავებული ცარცის ხსნარის გამოყენებით.

ამის შემდეგ, გლუკოზის ხსნარი წყდება და დუღდება საფუარის დამატებით.

დუღილი და დისტილაცია

გლუკოზის ხსნარში ფერმენტაციისთვის დაამატეთ ჩვეულებრივი საფუარირომლებიც ააქტიურებენ დუღილის პროცესს.

ეს ტექნოლოგია გამოიყენება როგორც საწარმოებში, ასევე სახლში ნახერხიდან ალკოჰოლის წარმოებისას.

დუღილის დრო 5-15 დღე, დამოკიდებულია:

• ჰაერის ტემპერატურა;
• ხის სახეობები.

დუღილის პროცესი კონტროლდება წარმოქმნილი ნახშირორჟანგის ბუშტების რაოდენობით.

დუღილის დროს ხდება შემდეგი ქიმიური პროცესი - გლუკოზა nC6H12O6 იშლება:

• ნახშირორჟანგი (2CO2);
• ალკოჰოლი (2C2H5OH).

დუღილის დასრულების შემდეგ მასალა გამოხდილია- გათბობა 70-80 გრადუსამდე ტემპერატურაზე და გამონაბოლქვი ორთქლის გაგრილება.

ამ ტემპერატურაზე აორთქლება ხსნარიდან:

• ალკოჰოლები;
• ეთერები,

და რჩება წყალი და წყალში ხსნადი მინარევები.

• ორთქლის გაგრილება;
• ალკოჰოლის კონდენსაცია

გამოიყენეთ კოჭაჩაეფლო ცივ წყალში ან გაცივდეს ცივი ჰაერით.

ამისთვის მზარდი ძალა დასრულებული პროდუქტიმას ახდენენ კიდევ 2-4-ჯერ გამოხდისას, თანდათან ამცირებენ ტემპერატურას 50-55 გრადუსამდე.

შედეგად მიღებული პროდუქტის სიძლიერე განისაზღვრება ალკოჰოლის მრიცხველის გამოყენებით,ვინც აფასებს სპეციფიკური სიმძიმენივთიერებები.

დისტილაციის პროდუქტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბიოსაწვავად სიმტკიცით მინიმუმ 80%. სუსტი პროდუქტი შეიცავს ძალიან ბევრ წყალს, ამიტომ მოწყობილობა მასზე ეფექტურად არ იმუშავებს.

მიუხედავად იმისა, რომ ნახერხისაგან მიღებული ალკოჰოლი ძალიან ჰგავს მთვარის ნათებას, ის არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასმელადმეთანოლის მაღალი შემცველობის გამო, რომელიც ძლიერი შხამია. გარდა ამისა, დიდი რაოდენობით ფუზელის ზეთები აფუჭებს მზა პროდუქტის გემოს.

მეთანოლის გასასუფთავებლად საჭიროა:

• პირველი დისტილაცია ტარდება 60 გრადუს ტემპერატურაზე;
• გადაწურეთ მიღებული პროდუქტის პირველი 10%.

დისტილაციის შემდეგ რჩება:

• მძიმე ტურპენტინის ფრაქციები;
• საფუარის მასა, რომელიც შეიძლება გამოვიყენოთ როგორც გლუკოზის შემდეგი პარტიის დუღილისთვის, ასევე საკვების საფუარის წარმოებისთვის.

ისინი უფრო მკვებავი და ჯანსაღი არიან, ვიდრე მარცვლეულის მარცვლეული, ამიტომ ისინი ადვილად ყიდულობენ ფერმებიმსხვილი და წვრილფეხა პირუტყვის მოშენება.

ბიოსაწვავის გამოყენება

ბენზინთან შედარებით, ბიოსაწვავს (გადამუშავებული ნარჩენებისგან დამზადებულ ალკოჰოლს) აქვს როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი მხარეები.

Აქ ძირითადი უპირატესობები:

• მაღალი (105–113) ოქტანური რიცხვი;
• წვის დაბალი ტემპერატურა;
• გოგირდის ნაკლებობა;
• დაბალი ფასი.

მაღალი ოქტანური რიცხვის წყალობით შეგიძლიათ შეკუმშვის კოეფიციენტის გაზრდაძრავის სიმძლავრისა და ეფექტურობის გაზრდა.

წვის დაბალი ტემპერატურა:

• ზრდის მომსახურების ხანგრძლივობასსარქველები და დგუშები;
• ამცირებს ძრავის გათბობასმაქსიმალური სიმძლავრის რეჟიმში.

გოგირდის არარსებობის გამო, ბიოსაწვავი არ აბინძურებს ჰაერსდა არ ამცირებს მომსახურების ხანგრძლივობას ძრავის ზეთი , რადგან გოგირდის ოქსიდი აჟანგებს ზეთს, აუარესებს მის მახასიათებლებს და ამცირებს მის ექსპლუატაციას.

საგრძნობლად დაბალი ფასის გამო (აქციზის გარეშე) ბიოსაწვავი სერიოზულად ზოგავს ოჯახის ბიუჯეტს.

ბიოსაწვავი აქვს ხარვეზები:

• აგრესიულობა რეზინის ნაწილების მიმართ;
• საწვავის/ჰაერის მასის დაბალი თანაფარდობა (1:9);
• დაბალი ცვალებადობა.

ბიოსაწვავი აზიანებს რეზინის ლუქებსმაშასადამე, ძრავის სპირტზე მუშაობისას გადაყვანისას, ყველა რეზინის ბეჭდები იცვლება პოლიურეთანის ნაწილებით.

საწვავის ჰაერის დაბალი თანაფარდობის გამო, საჭიროა ბიოსაწვავზე ნორმალური მუშაობა საწვავის სისტემის ხელახალი კონფიგურაცია,ანუ კარბურატორში უფრო დიდი ჭავლების დაყენება ან ინჟექტორის კონტროლერის განახლება.

დაბალი აორთქლების გამო ცივი ძრავის გაშვების სირთულეპლუს 10 გრადუსზე დაბალ ტემპერატურაზე.

ამ პრობლემის გადასაჭრელად ბიოსაწვავი გაზავდება ბენზინით 7:1 ან 8:1 თანაფარდობით.

ბენზინისა და ბიოსაწვავის ნარევზე მუშაობისთვის 1:1 თანაფარდობით, არ არის საჭირო ძრავის ცვლილებები.

თუ მეტი ალკოჰოლია, მაშინ სასურველია:

• შეცვალეთ ყველა რეზინის ბეჭედი პოლიურეთანის ბეჭდით;
• გახეხეთ ცილინდრის თავი.

დაფქვა აუცილებელია შეკუმშვის კოეფიციენტის გასაზრდელად, რაც საშუალებას მისცემს გააცნობიერე უფრო მაღალი ოქტანური რიცხვი. ასეთი ცვლილებების გარეშე, ძრავა დაკარგავს ძალას ბენზინზე ალკოჰოლის დამატებისას.

თუ ბიოსაწვავი გამოიყენება ელექტრო გენერატორებისთვის ან საყოფაცხოვრებო ბენზინის ტექნიკისთვის, მაშინ სასურველია რეზინის ნაწილების შეცვლა პოლიურეთანით.

ასეთ მოწყობილობებში შეგიძლიათ გააკეთოთ თავის დაფქვის გარეშე, რადგან ენერგიის უმნიშვნელო დანაკარგი ანაზღაურდება საწვავის მიწოდების ზრდით. გარდა ამისა, კარბურატორის ან ინჟექტორის ხელახალი კონფიგურაცია დასჭირდება, საწვავის სისტემების ნებისმიერ სპეციალისტს შეუძლია ამის გაკეთება.

დამატებითი ინფორმაციისთვის ბიოსაწვავის გამოყენებისა და მასზე მუშაობისთვის ძრავების გარდაქმნის შესახებ, წაიკითხეთ ეს სტატია (ბიოსაწვავის გამოყენება).

ვიდეო თემაზე

როგორ გააკეთოთ ალკოჰოლი ნახერხიდან, შეგიძლიათ იხილოთ ამ ვიდეოში:

დასკვნები

ნახერხიდან ალკოჰოლის წარმოება - რთული პროცესი, რომელიც მოიცავს უამრავ ოპერაციას.

თუ არის იაფი ან უფასო ნახერხი, მაშინ თქვენი მანქანის ავზში ბიოსაწვავის ჩასხმით ბევრს დაზოგავთ, რადგან მისი წარმოება ბენზინზე ბევრად ნაკლები ღირს.

ახლა თქვენ იცით, როგორ მიიღოთ ალკოჰოლი ბიოსაწვავად გამოყენებული ნახერხიდან და როგორ შეიძლება ამის გაკეთება სახლში.

გარდა ამისა, თქვენ შეიტყვეთ ქვეპროდუქტები, რომლებიც წარმოიქმნება ნახერხის ბიოსაწვად გადამუშავებისას. ამ პროდუქტების გაყიდვაც შესაძლებელია, თუმცა მცირე, მაგრამ მაინც მოგების მიღება.

ამის წყალობით ხდება ნახერხის ბიოსაწვავის ბიზნესი ძალიან მომგებიანიგანსაკუთრებით თუ საწვავს იყენებთ საკუთარი ტრანსპორტისთვის და არ იხდით აქციზს ალკოჰოლის გაყიდვაზე.

კონტაქტში

ციმბირელი მეცნიერები შიდა ბიოეთანოლის წარმოების ტექნოლოგიაზე მუშაობენ

IN საბჭოთა დრო, რომელსაც დღემდე ახსოვს, ნახერხისაგან დამზადებული ალკოჰოლის თემაზე ბევრს ხუმრობდნენ. გავრცელდა ჭორები, რომ ომის შემდეგ იაფფასიან არაყს ნახერხის სპირტით ამზადებდნენ. ამ სასმელს პოპულარულად უწოდებენ "ბიჭი".

ზოგადად, ნახერხიდან ალკოჰოლის წარმოებაზე საუბარი, რა თქმა უნდა, არ გაჩენილა. ასეთი პროდუქტი ფაქტობრივად იწარმოებოდა. მას ეწოდა "ჰიდროლიზის ალკოჰოლი". მისი წარმოებისთვის ნედლეული მართლაც იყო ნახერხი, უფრო სწორედ, ცელულოზა, რომელიც მოპოვებული იყო ტყის მრეწველობის ნარჩენებიდან. მკაცრად მეცნიერულად რომ ვთქვათ - არასაჭმელი მცენარეული მასალისგან. უხეში გათვლებით, დაახლოებით 200 ლიტრის მიღება შეიძლებოდა 1 ტონა ხისგან. ეთილის სპირტი. სავარაუდოდ, ამან შესაძლებელი გახადა 1,5 ტონა კარტოფილის ან 0,7 ტონა მარცვლეულის შეცვლა. უცნობია იყენებდნენ თუ არა ასეთ ალკოჰოლს საბჭოთა დისტილერებში. იგი წარმოებული იყო, რა თქმა უნდა, წმინდა ტექნიკური მიზნებისთვის.

უნდა ითქვას, რომ ორგანული ნარჩენებისგან ტექნიკური ეთანოლის წარმოება დიდი ხანია ააღელვებს მეცნიერთა ფანტაზიას. შეგიძლიათ იპოვოთ მე-19 საუკუნის ლიტერატურა, რომელიც განიხილავს ალკოჰოლის წარმოების შესაძლებლობებს სხვადასხვა ნედლეულისგან, მათ შორის არასასურსათო მასალისგან. მე-20 საუკუნეში ეს თემა დაიწყო ახალი ძალა. 1920-იან წლებში საბჭოთა რუსეთში მეცნიერებმა სპირტის დამზადებაც კი შესთავაზეს... განავლისგან! დემიან ბედნის იუმორისტული ლექსიც კი იყო:

ისე დადგა დრო
ყოველ დღე სასწაულია:
არაყი გამოხდილია ნამწვისგან -
სამი ლიტრი ფუნტზე!

რუსული გონება მოიგონებს
მთელი ევროპის შური -
მალე არაყი შემოვა
უკანალიდან პირში...

თუმცა, განავლით იდეა ხუმრობის დონეზე დარჩა. მაგრამ ცელულოზას სერიოზულად მოეკიდნენ. დაიმახსოვრე, "ოქროს ხბოში" ოსტაპ ბენდერი უცხოელებს უყვება "სკამზე მთვარის" რეცეპტის შესახებ. ფაქტია, რომ ცელულოზა "ქიმიურად" ხდებოდა მაშინაც. უფრო მეტიც, უნდა აღინიშნოს, რომ მისი მოპოვება შესაძლებელია არა მხოლოდ ტყის მრეწველობის ნარჩენებისგან. საშინაო სოფლის მეურნეობაყოველწლიურად ტოვებს ჩალის უზარმაზარ მთებს - ეს ასევე ცელულოზის შესანიშნავი წყაროა. არ დაუშვათ სიკეთე ფუჭად. ჩალა არის განახლებადი წყარო, შეიძლება ითქვას უფასო.

ამ საკითხში მხოლოდ ერთი დაჭერაა. გარდა აუცილებელი და სასარგებლო ცელულოზისა, მცენარეთა ლიგნიფიცირებული ნაწილები (ჩალის ჩათვლით) შეიცავს ლიგნინს, რაც ართულებს მთელ პროცესს. ხსნარში იგივე ლიგნინის არსებობის გამო, თითქმის შეუძლებელია ნორმალური "ბადაგის" მიღება, რადგან ნედლეული არ არის საქარიფიცირებული. ლიგნინი აფერხებს მიკროორგანიზმების განვითარებას. ამ მიზეზით, საჭიროა "კვება" - ჩვეულებრივი საკვები ნედლეულის დამატება. ყველაზე ხშირად, ამ როლს ასრულებს ფქვილი, სახამებელი ან მელასი.

რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ ლიგნინის მოშორება. რბილობისა და ქაღალდის ინდუსტრიაში ეს ტრადიციულად კეთდება ქიმიურად, როგორიცაა მჟავა დამუშავება. ერთადერთი კითხვაა სად უნდა დააყენო მერე? პრინციპში, კარგი მყარი საწვავის მიღება შესაძლებელია ლიგნინისგან. კარგად იწვის. ამრიგად, SB RAS-ის თერმოფიზიკის ინსტიტუტმა ლიგნინის დაწვის შესაბამისი ტექნოლოგიაც კი შეიმუშავა. მაგრამ, სამწუხაროდ, ლიგნინი, რომელიც რჩება ჩვენი რბილობისაგან და ქაღალდის წარმოებიდან, საწვავად უვარგისია მასში შემავალი გოგირდის გამო (ქიმიური დამუშავების შედეგები). თუ დავწვავთ, მივიღებთ მჟავე წვიმა.

არსებობს სხვა გზებიც - ნედლეულის დამუშავება ზედმეტად გახურებული ორთქლით (ლიგნინი მაღალი ტემპერატურადნება), განახორციელეთ ექსტრაქცია ორგანული გამხსნელებით. ზოგან ზუსტად ამას აკეთებენ, მაგრამ ეს მეთოდები ძალიან ძვირია. გეგმურ ეკონომიკაში, სადაც ყველა ხარჯს სახელმწიფო იღებდა, შესაძლებელი იყო ამ გზით მუშაობა. თუმცა პირობებში საბაზრო ეკონომიკაგამოდის, რომ თამაში, ფიგურალურად რომ ვთქვათ, სანთლად არ ღირს. ხარჯების შედარებისას კი გამოდის, რომ ტრადიციული საკვები ნედლეულისგან ტექნიკური ალკოჰოლის (თანამედროვე ტერმინით - ბიოეთანოლის) წარმოება გაცილებით იაფია. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია თქვენ მიერ ასეთი ნედლეულის რაოდენობაზე. ამერიკელებს, მაგალითად, აქვთ სიმინდის ჭარბი წარმოება. გაცილებით ადვილი და მომგებიანია ჭარბი ალკოჰოლის წარმოებისთვის გამოყენება, ვიდრე მისი სხვა კონტინენტზე ტრანსპორტირება. ბრაზილიაში, როგორც ვიცით, ჭარბი შაქრის ლერწამი ასევე გამოიყენება როგორც ნედლეული ბიოეთანოლის წარმოებისთვის. პრინციპში, მსოფლიოში საკმაოდ ბევრი ქვეყანაა, სადაც ალკოჰოლი იღვრება არა მხოლოდ კუჭში, არამედ მანქანის ავზშიც. და ყველაფერი კარგად იქნება, თუ ზოგიერთი ცნობილი მსოფლიო მოღვაწე (კერძოდ, კუბის ლიდერი ფიდელ კასტრო) არ იტყვის ხმას სოფლის მეურნეობის პროდუქტების ამგვარი „არასამართლიანი“ გამოყენების წინააღმდეგ იმ პირობებში, როდესაც ზოგიერთ ქვეყანაში ადამიანები განიცდიან არასრულფასოვან კვებას, ან თუნდაც შიმშილით კვდებიან.

ზოგადად, ფილანტროპული სურვილების ნახევრად დასაკმაყოფილებლად, ბიოეთანოლის წარმოების სფეროში მომუშავე მეცნიერებმა უნდა ეძებონ არასასურსათო ნედლეულის გადამუშავების უფრო რაციონალური, უფრო მოწინავე ტექნოლოგიები. დაახლოებით ათი წლის წინ ქიმიის ინსტიტუტის სპეციალისტებმა მყარიდა SB RAS-ის მექანიკურმა ქიმიამ გადაწყვიტა სხვა მარშრუტის გატარება - ამ მიზნებისათვის მექანიკური ქიმიური მეთოდის გამოყენება. ნედლეულის ცნობილი ქიმიური დამუშავების ან გათბობის ნაცვლად, დაიწყეს სპეციალური მექანიკური დამუშავების გამოყენება. რატომ შეიქმნა სპეციალური წისქვილები და აქტივატორები? მეთოდის არსი ეს არის. მექანიკური გააქტიურების გამო ცელულოზა კრისტალური მდგომარეობიდან ამორფულში გადადის. ეს აადვილებს ფერმენტების მუშაობას. მაგრამ აქ მთავარი ის არის, რომ ნედლეული პროცესშია დამუშავებაიყოფა სხვადასხვა ნაწილაკებად - სხვადასხვა (მეტ-ნაკლებად) ლიგნინის შემცველობით. შემდეგ - მადლობა სხვადასხვა აეროდინამიკური მახასიათებლებიეს ნაწილაკები - მათი ადვილად გამოყოფა შესაძლებელია სპეციალური დანადგარების გამოყენებით.

ერთი შეხედვით, ყველაფერი ძალიან მარტივია: გახეხეთ და ამით დასრულდა. მაგრამ მხოლოდ ერთი შეხედვით. ყველაფერი მართლაც ასე მარტივი რომ ყოფილიყო, მაშინ ჩალა და სხვა მცენარეული ნარჩენები დაფქვავდნენ ყველა ქვეყანაში. რაც ნამდვილად საჭიროა აქ არის სწორი ინტენსივობის პოვნა, რათა ნედლეული ცალკეულ ქსოვილებად გაიყოს. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ერთფეროვანი მასა დაგემართებათ. მეცნიერთა ამოცანაა აქ საჭირო ოპტიმუმის პოვნა. და ეს ოპტიმალური, როგორც პრაქტიკა გვიჩვენებს, საკმაოდ ვიწროა. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გადააჭარბოთ. ეს, უნდა ითქვას, მეცნიერის საქმეა: ოქროს შუალედის ამოცნობა. უფრო მეტიც, აქ აუცილებელია ეკონომიკური ასპექტების გათვალისწინება - კერძოდ, ტექნოლოგიის შემუშავება ისე, რომ ნედლეულის მექანიკური და ქიმიური დამუშავების ხარჯებმა (რაც არ უნდა იაფი იყოს იგი) არ იმოქმედოს წარმოების ღირებულებაზე.

ლაბორატორიულ პირობებში უკვე მიღებულია ათობით ლიტრი მშვენიერი ალკოჰოლი. ყველაზე შთამბეჭდავი ის არის, რომ ალკოჰოლი მიიღება ჩვეულებრივი ჩალისგან. უფრო მეტიც, მჟავების, ტუტეების და გადახურებული ორთქლის გამოყენების გარეშე. აქ მთავარი დახმარება ინსტიტუტის სპეციალისტების მიერ შექმნილი "სასწაული წისქვილებია". პრინციპში, არაფერი გვიშლის ხელს, გადავიდეთ სამრეწველო დიზაინებზე. მაგრამ ეს სხვა თემაა.

აი ეს არის - პირველი შიდა ბიოეთანოლი ჩალისგან! ჯერ კიდევ ბოთლებში. დაველოდებით, სანამ ტანკებში დაიწყებენ მის წარმოებას?

ტყეში ხარ... ირგვლივ ხის სქელი და წვრილი ტოტებია. ქიმიკოსისთვის, ისინი ყველა შედგება ერთი და იგივე მასალისგან - ხისგან, რომლის ძირითადი ნაწილია ორგანული ნივთიერებები - ბოჭკოვანი (C 6 H 10 O 5) x. ბოჭკოვანი ქმნის მცენარეთა უჯრედების კედლებს, ანუ მათ მექანიკურ ჩონჩხს; ის საკმაოდ სუფთა გვაქვს ბამბის ქაღალდისა და სელის ბოჭკოებში; ხეებში ის ყოველთვის გვხვდება სხვა ნივთიერებებთან ერთად, ყველაზე ხშირად ლიგნინთან, თითქმის იგივე ქიმიური შემადგენლობა, მაგრამ განსხვავებული თვისებებით. C 6 H 10 O 5 ბოჭკოს ელემენტარული ფორმულა ემთხვევა სახამებლის ფორმულას, ჭარხლის შაქარს აქვს ფორმულა C 12 H 2 2O 11. წყალბადის ატომების რაოდენობის თანაფარდობა ჟანგბადის ატომების რაოდენობასთან ამ ფორმულებში იგივეა რაც წყალში: 2:1. ამიტომ, ამ და მსგავს ნივთიერებებს 1844 წელს უწოდეს "ნახშირწყლები", ანუ ნივთიერებები ერთი შეხედვით (მაგრამ არა რეალურად) შედგება ნახშირბადისა და წყლისგან.

ნახშირწყლების ბოჭკოს აქვს მაღალი მოლეკულური წონა. მისი მოლეკულები გრძელი ჯაჭვებია, რომლებიც შედგება ცალკეული რგოლებისგან. თეთრი სახამებლის მარცვლებისგან განსხვავებით, ბოჭკოვანი არის ძლიერი ძაფები და ბოჭკოები. ეს აიხსნება სახამებლისა და ბოჭკოვანი მოლეკულების განსხვავებული, ახლა ზუსტად დადგენილი, სტრუქტურული სტრუქტურით. სუფთა ბოჭკოს ტექნიკურად ცელულოზას უწოდებენ.

1811 წელს აკადემიკოსმა კირხჰოფმა მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გააკეთა. კარტოფილისგან მიღებული ჩვეულებრივი სახამებელი აიღო და განზავებული გოგირდის მჟავით დაამუშავა. H 2 SO 4 გავლენის ქვეშ იყო ჰიდროლიზისახამებელი და გადაიქცა შაქარად:

ამ რეაქციას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა ჰქონდა. მასზეა დაფუძნებული სახამებლისა და სიროფის წარმოება.

მაგრამ ბოჭკოს აქვს იგივე ემპირიული ფორმულა, როგორც სახამებელი! ეს ნიშნავს, რომ მისგან შაქრის მიღებაც შეგიძლიათ.

მართლაც, 1819 წელს ასევე პირველად განხორციელდა ბოჭკოს საქარიფიკაცია განზავებული გოგირდმჟავას გამოყენებით. ამ მიზნებისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონცენტრირებული მჟავა; რუსმა ქიმიკოსმა ვოგელმა 1822 წელს მიიღო შაქარი ჩვეულებრივი ქაღალდისგან, რომელიც მასზე მოქმედებდა H 2 SO 4 87% ხსნარით.

მე-19 საუკუნის ბოლოს. პრაქტიკოსი ინჟინრები უკვე დაინტერესდნენ ხისგან შაქრისა და ალკოჰოლის მოპოვებით. ამჟამად სპირტი იწარმოება ცელულოზისგან ქარხნული მასშტაბით. მეცნიერის მიერ საცდელ მილში აღმოჩენილი მეთოდი შემდეგ ხორციელდება ინჟინრის დიდ ფოლადის აპარატში.

მოვინახულოთ ჰიდროლიზის ქარხანა... ნახერხი, ნამსხვრევები ან ხის ჩიპები იტვირთება უზარმაზარ დიჯესტერებში (პერკოლატორებში). ეს არის სახერხი საამქროების ან ხის გადამამუშავებელი საწარმოების ნარჩენები. ადრე ამ ძვირფას ნარჩენს წვავდნენ ან უბრალოდ ნაგავსაყრელზე ყრიდნენ. მინერალური მჟავის (ყველაზე ხშირად გოგირდის) სუსტი (0,2-0,6%) ხსნარი გადის პერკოლატორებში უწყვეტი დენით. ერთი და იგივე მჟავას აპარატში დიდხანს შენახვა შეუძლებელია: მასში შემავალი ხისგან მიღებული შაქარი ადვილად ნადგურდება. პერკოლატორებში წნევა 8-10 ატმ-ია, ტემპერატურა კი 170-185°. ამ პირობებში ცელულოზის ჰიდროლიზი ბევრად უკეთ მიმდინარეობს, ვიდრე ნორმალურ პირობებში, როდესაც პროცესი ძალიან რთულია. პერკოლატორები აწარმოებენ ხსნარს, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 4% შაქარს. შაქრიანი ნივთიერებების გამოსავლიანობა ჰიდროლიზის დროს აღწევს თეორიულად შესაძლოს 85%-ს (რეაქციის განტოლების მიხედვით).

ბრინჯი. 8. ხისგან ჰიდროლიზური სპირტის წარმოების ვიზუალური დიაგრამა.

საბჭოთა კავშირისთვის, რომელსაც აქვს უზარმაზარი ტყეები და სტაბილურად ანვითარებს სინთეზური რეზინის მრეწველობას, ხისგან ალკოჰოლის მიღება განსაკუთრებულ ინტერესს იწვევს. ჯერ კიდევ 1934 წელს, გაერთიანებული კომუნისტური პარტიის (ბოლშევიკების) XVII კონგრესმა გადაწყვიტა სრულად განევითარებინა ალკოჰოლის წარმოება ნახერხიდან და ქაღალდის მრეწველობის ნარჩენებისგან. პირველი საბჭოთა ჰიდროლიზურ-ალკოჰოლური ქარხნები რეგულარულად დაიწყეს ფუნქციონირება 1938 წელს. მეორე და მესამე ხუთწლიანი გეგმის წლებში ავაშენეთ და გავუშვით ქარხნები ჰიდროლიზის სპირტის - ხისგან ალკოჰოლის წარმოებისთვის. ეს ალკოჰოლი ახლა სულ უფრო და უფრო მუშავდება სინთეზურ რეზინაში. ეს არის ალკოჰოლი არასასურსათო ნედლეულისგან. ყოველი მილიონი ლიტრი ჰიდროლიზური ეთილის სპირტი ათავისუფლებს დაახლოებით 3 ათას ტონა პურს ან 10 ათას ტონა კარტოფილს და, შესაბამისად, დაახლოებით 600 ჰექტარს კულტივირებულ ფართობს საკვებისთვის. ამ რაოდენობის ჰიდროლიზური სპირტის მისაღებად საჭიროა 10 ათასი ტონა ნახერხი 45 პროცენტიანი ტენიანობით, რომელსაც შეუძლია აწარმოოს საშუალო პროდუქტიულობის ერთი სახერხი ქარხანა მუშაობის წელიწადში.

როგორ მივიღოთ სპირტი ან სხვა თხევადი საწვავი ნახერხიდან?

1. გერმანიაში მეორე მსოფლიო ომის ბოლოს ყველა ტანკი მუშაობდა სინთეზურზე. ნახერხი საწვავი. ბრაზილიაში კი მანქანები ალკოჰოლზე მუშაობენ. ასე რომ, მართალია, შეგიძლიათ გამოიყენოთ დუღილი, გამოხდით და მიიღოთ ალკოჰოლი და გექნებათ მანქანა
   იქნებ მეთანი ბაქტერიების დახმარებით მიიღოთ? მაშინ კიდევ უკეთესი
2. მე გავუზიარებ ჩემს გამოცდილებას, ასეც იყოს! ზოგადად, თქვენ იღებთ 1 კგ. ნახერხს ან სხვას ძალიან ფრთხილად აშრობ, მერე მაცივრის მეშვეობით კოლბაში ელექტროლიტის მოცულობის 1/3 (გოგირდმჟავა) ან სხვა რამე (იქ იქნება სუბლიმაცია)... გირჩევ იყიდო მაცივარი 450. Labtech-ისგან და ნუ იდარდებთ. გაათბეთ 150 გრადუს ტემპერატურამდე და მიიღებთ მეთილის სპირტიდა არის მისი ეთერები და სხვა აალებადი რეაქციის პროდუქტები. სითხე შეიძლება იყოს სხვადასხვა ფერის. მაგრამ ჩვეულებრივ მოლურჯო, ძალიან არასტაბილური. დიახ, როცა ამზადებთ, არ დაგავიწყდეთ კორუნდის (ალუმინის ოქსიდის) ნაჭრების დამატება, ეს არის კატალიზატორი. როგორც კი ჭურჭელში ან კოლბაში არსებული სითხე გაუფერულდება, შეცვალეთ იგი და შეავსეთ შემდეგი ნაწილი. 1 კგ-დან მიიღებთ დაახლოებით 470 მლ. ალკოჰოლი, მაგრამ მხოლოდ 700 რაღაც. გააკეთეთ ეს ღია ადგილას, კარგად ვენტილირებადი და საკვებისგან მოშორებით დიახ, არ დაივიწყოთ ნიღაბი და რესპირატორი. შავი (გამოყენებული) სითხე გადაწურეთ და ზედა ფენა გაშრობის შემდეგ ძალიან კარგად იწვის. ესეც დაამატეთ საწვავს.
3. დან წიწვოვანი სახეობები-ცუდად. როგორც წესი, ჰიდროლიზის ალკოჰოლი მიიღება ფოთლოვანი ხეებიდან. აქ, ფაქტობრივად, ორი ვარიანტია და ორივე პრაქტიკულად შეუძლებელია სახლში განხორციელება. მაგრამ სკამზე არაყი ზოგადად ხუმრობაა, რადგან წარმოება არაეფექტურია და საბოლოო პროდუქტის მოხმარება შეიძლება ჯანმრთელობისთვის საშიში იყოს. პირველი ვარიანტი. თქვენ უნდა მოაყაროთ ნახერხი ქუჩაში საკმაოდ დიდ გროვაში, დაასველოთ წყლით და გააჩეროთ რამდენიმე წელი (ზუსტად ორი წელი ან მეტი). გროვის ცენტრში დასახლდებიან ანაერობული მიკროორგანიზმები, რომლებიც თანდათან აფუჭებენ ცელულოზას მონომერებად (შაქარებად), რომლებიც უკვე შეიძლება ფერმენტირებული იყოს. შემდეგი - ჩვეულებრივი მთვარის მსგავსი. ან მეორე ვარიანტი, რომელიც დანერგილია ინდუსტრიაში. ნახერხს ადუღებენ გოგირდმჟავას სუსტი ხსნარით მაღალი წნევით. ამ შემთხვევაში, ცელულოზის ჰიდროლიზი ხდება რამდენიმე საათში. შემდეგი - დისტილაცია, როგორც ყოველთვის.
   თუ გავითვალისწინებთ არა მარტო ეთილის სპირტს, მაშინ შეგვიძლია სხვა გზით წავიდეთ, მაგრამ, ისევ და ისევ, ის პრაქტიკულად არ იყიდება სახლში. ეს არის ნახერხის მშრალი დისტილაცია. ნედლეული უნდა გაცხელდეს დახურულ ჭურჭელში 800-900 გრადუსამდე. და შეაგროვეთ გამომავალი აირები. როცა ეს აირები გაცივდება, კრეოზოტი (მთავარი პროდუქტი), მეთანოლი და ძმარმჟავა. აირები სხვადასხვა ნახშირწყალბადების ნაზავია. დარჩენილი - ნახშირი. სწორედ ასეთ ნახშირს უწოდებენ მრეწველობაში ნახშირს და არა ხანძრისგან. ადრე მას კოქსის ნაცვლად მეტალურგიაში იყენებდნენ. მისი დამატებითი დამუშავების შემდეგ ვიღებთ გააქტიურებული ნახშირბადი. კრეოზოტი არის ფისი, რომელიც გამოიყენება კურის შპალებისა და ტელეგრაფის ბოძებისთვის. გაზის გამოყენება შესაძლებელია როგორც ჩვეულებრივი ბუნებრივი აირი. ახლა სითხეები. მეთილის, ანუ ხის, ალკოჰოლის გამოხდა სითხიდან 75 გრადუსამდე ტემპერატურაზე. საწვავზე შეიძლება გაიაროს, მაგრამ მოსავლიანობა მცირეა და ძალიან შხამიანია. შემდეგი არის ძმარმჟავა. კირით განეიტრალებისას მიიღება კალციუმის აცეტატი, ან, როგორც ადრე უწოდებდნენ, ნაცრისფერი ხის ძმრის ფხვნილი. როცა კალცინდება, მიიღება აცეტონი - რატომ არა საწვავი? მართალია, ახლა აცეტონი მიიღება მთლიანად სინთეზურად.
   როგორც ჩანს, არაფერი დამავიწყდა. მაშ, როდის ვხსნით კრეოზოტის მაღაზიას?
4. ”და თუ არაყს ნახერხიდან არ გამოვხდით, მაშინ რას ვიზამთ ხუთ ბოთლთან?” (V.S. ვისოცკი)
5. შაქრიანი ნივთიერებების დუღილი. მაგალითად ცელულოზა. მხოლოდ აჩქარებისთვის გჭირდებათ ფერმენტ-საფუარი. და მეთილის სპირტის შესახებ... ისე, რეალურად, მცირე დოზებით, ის სასიკვდილოა.
6. სუბლიმაცია.
7. ცელულოზა უნდა იყოს ფერმენტირებული და შემდეგ გამოხდილი