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집에서 나무 알코올. 부엌에서 메틸알코올 섭취하기

일반 계획"검은 당밀"을 가수분해하여 에틸알코올을 얻는 방법은 다음과 같습니다. 분쇄된 원료는 내부부터 내화학성 세라믹으로 마감된 멀티미터 강철 가수분해 컬럼에 적재됩니다. 뜨거운 염산 용액이 압력하에 공급됩니다. 화학 반응의 결과로 셀룰로오스는 소위 "검은 당밀"이라고 불리는 설탕을 함유한 생성물을 생성합니다. 이 제품을 석회로 중화시킨 후 효모를 첨가하여 당밀을 발효시킵니다. 그런 다음 다시 가열하면 방출된 증기가 에틸 알코올 형태로 응축됩니다("와인"이라고 부르고 싶지 않습니다).
가수분해법은 에틸알코올을 생산하는 가장 경제적인 방법이다. 전통적인 생화학적 발효 방법으로 곡물 1톤에서 50리터의 알코올을 생산할 수 있다면, 톱밥 1톤에서 200리터의 알코올을 증류해 가수분해를 통해 '검은 당밀'로 변환합니다. 그들이 말했듯이 "이점을 느껴보세요!" 전체적인 질문은 당화된 셀룰로오스인 "검은 당밀"이 곡물, 감자, 사탕무와 함께 "식품"이라고 부를 수 있는지 여부입니다. 값싼 에틸알코올 생산에 관심이 있는 사람들은 이렇게 생각합니다. “안 될 이유가 무엇일까요? 결국, 증류된 잔여물은 "검은 당밀"의 나머지 부분과 마찬가지로 가축 사료로 사용되며 이는 식품이기도 함을 의미합니다." F.M.의 말을 어떻게 기억하지 못할 수 있습니까? "교육받은 사람은 필요할 때 어떤 혐오스러운 일이라도 말로 정당화할 수 있습니다."
지난 세기 30년대, 유럽 최대의 전분 정밀 공장이 오세티아 마을 베슬란에 건설되었으며, 이후 수백만 리터의 에틸 알코올을 생산했습니다. 그런 다음 Solikamsk 및 Arkhangelsk 펄프 및 제지 공장을 포함하여 전국에 에틸 알코올 생산을 위한 강력한 공장이 건설되었습니다. I.V. 스탈린은 전쟁 중에 전쟁의 어려움에도 불구하고 예정보다 일찍 가동에 들어간 가수분해 공장 건설자들을 축하하면서 다음과 같이 말했습니다. “국가에서 수백만 개의 빵을 절약하는 것이 가능해졌습니다”(Pravda 신문, 1944년 5월 27일).
"검은 당밀"과 실제로 가수분해로 당화된 목재(셀룰로오스)에서 얻은 에틸 알코올은 물론 잘 정제된 경우 곡물이나 감자에서 얻은 알코올과 구별할 수 없습니다. 현행 기준에 따르면 이러한 알코올은 '고순도', '엑스트라', '럭셔리'로 분류될 수 있으며, 후자가 가장 좋습니다. 즉, 가장 높은 정제도를 가지고 있습니다. 이 알코올로 만든 보드카에는 중독되지 않습니다. 이러한 알코올의 맛은 중성, 즉 "아니오"입니다. 맛이 없으며 "도"만 포함하고 입의 점막만 태웁니다. 외부 적으로는 가수 분해 기원의 에틸 알코올로 만든 보드카를 인식하기가 매우 어렵고 이러한 "보드카"에 다양한 향료를 첨가하면 서로 약간의 차이가 있습니다.
그러나 언뜻보기에 모든 것이 좋은 것은 아닙니다. 유전학자들은 연구를 수행했습니다. 한 무리의 실험용 쥐는 식단에 진짜(시리얼) 보드카를 추가했고, 다른 한 무리는 나무로 만든 가수분해 보드카를 추가했습니다. "매듭"을 섭취한 쥐는 훨씬 더 빨리 죽었고, 그들의 자손은 퇴화되었습니다. 그러나 이러한 연구 결과로 인해 유사 러시아 보드카 생산이 중단되지는 않았습니다. 인기가요에 나오는 것과 같습니다. "결국 보드카가 톱밥으로 증류되지 않는다면 다섯 병으로 무엇을 얻을 수 있겠는가..."

냉수에서 식물 조직 다당류의 가수분해는 실제로 관찰되지 않습니다. 수온이 100° 이상으로 올라가면 다당류의 가수분해가 발생하지만 너무 느리게 진행되므로 이러한 과정은 실질적인 의미가 없습니다. 만족스러운 결과는 산업적으로 중요한 강산(황산 및 덜 흔하게는 염산)만 사용하는 촉매를 사용할 때만 얻을 수 있습니다. 용액의 강산 농도와 반응 온도가 높을수록 다당류가 단당류로 가수분해되는 속도가 빨라집니다. 그러나 이러한 촉매의 존재는 다당류의 가수분해 반응과 동시에 단당류의 분해 반응을 가속화하여 그에 따라 수율을 감소시키기 때문에 부정적인 측면도 있습니다.

이러한 조건에서 육탄당이 분해되면 하이드록시-메틸푸르푸랄이 먼저 형성되고, 이는 빠르게 더 분해되어 최종 생성물인 레불린산과 포름산을 형성합니다. 이러한 조건에서 펜토스는 푸르푸랄로 전환됩니다.

이와 관련하여, 식물 조직의 다당류로부터 단당류를 얻기 위해서는 가수분해 반응에 가장 유리한 조건을 제공하고 생성된 단당류의 추가 분해 가능성을 최소화할 필요가 있다.

이는 최적의 가수분해 방식을 선택할 때 연구자와 제조업체가 해결하는 문제입니다.

산 농도와 반응 온도에 대해 가능한 다양한 옵션 중에서 현재 실제로 사용되는 옵션은 묽은 산을 사용한 가수분해와 농축된 산을 사용한 가수분해입니다. 묽은 산으로 가수분해하는 동안 반응 온도는 일반적으로 160~190°이고 수용액 내 촉매 농도 범위는 0.3~0.7%(H2SO4, HC1)입니다.

반응은 10-15의 압력 하에서 오토클레이브에서 수행됩니다. ATM.진한 산으로 가수분해할 때 황산의 농도는 보통 70~80%, 염산의 농도는 37~42%이다. 이러한 조건에서의 반응 온도는 15-40°입니다.

농축된 산으로 가수분해하는 동안 단당류의 손실을 줄이는 것이 더 쉬우며 그 결과 이 ​​방법을 사용한 설탕 수율은 거의 이론적으로 가능합니다(예: 650-750). 킬로그램 1부터 티완전히 건조한 식물 재료.

묽은 산으로 가수분해하는 동안 분해로 인한 단당류의 손실을 줄이는 것이 훨씬 더 어렵기 때문에 이 경우 단당류의 실제 수율은 일반적으로 건조 원료 1g에서 450-500kg을 초과하지 않습니다.

농축된 산으로 가수분해하는 동안 설탕의 손실이 적기 때문에 생성된 단당류 수용액(가수분해물)은 순도가 증가하여 구별되며 이는 후속 처리에 매우 중요합니다.

최근까지 농축산을 이용한 가수분해 방법의 심각한 단점은 생산된 설탕 1톤당 무기산 소비량이 높다는 것이었습니다. 이로 인해 산의 일부를 재생하거나 다른 산업에 사용해야 했습니다. 이로 인해 그러한 발전소의 건설과 운영이 더욱 어렵고 비용이 많이 들게 되었습니다.

공격적인 환경에 강한 장비용 재료를 선택할 때도 큰 어려움이 발생했습니다. 이 때문에 현재 가동 중인 가수분해 공장의 대부분은 묽은황산 가수분해 공법을 이용해 건설됐다.

소련 최초의 실험적인 가수분해 알코올 공장은 1934년 1월 체레포베츠에서 가동되었습니다. 초기 지표이 공장의 기술 설계는 1931년부터 1933년까지 레닌그라드 산림 아카데미의 가수분해 생산 부서에서 개발되었습니다. 파일럿 공장 운영 데이터를 바탕으로 소련에서 산업용 가수분해 및 알코올 공장 건설이 시작되었습니다. 최초의 산업용 가수분해-알코올 공장은 1935년 12월 레닌그라드에서 가동되었습니다. 이 공장에 이어 1936~1938년에도 공장이 가동되었습니다. Bobruisk, Khorsky 및 Arkhangelsk 가수분해 알코올 공장이 가동되었습니다. 제2차 세계대전 중과 그 이후에 시베리아와 우랄 지역에 많은 대규모 공장이 건설되었습니다. 현재 기술 개선으로 이들 플랜트의 설계 용량이 1.5~2배 초과되었습니다.

이 식물의 주요 원료는 인근 제재소에서 나오는 톱밥과 칩 형태의 침엽수 목재이며, 제재소 폐기물(슬래브 및 슬레이트)을 칩퍼에서 분쇄하여 얻습니다. 어떤 경우에는 침엽수 장작도 잘립니다.

그러한 식물에서 단당류를 얻는 계획은 그림 1에 나와 있습니다. 76.

원료 창고에서 파쇄된 침엽수는 컨베이어 1을 통해 가이드 깔대기로 들어갑니다. 2 그리고 목구멍까지

와인 가수 분해기 3. 이것은 상부 및 하부 원뿔과 목이 있는 수직 강철 실린더입니다. 그러한 내부 표면은 가수분해 장치내산성 세라믹 또는 흑연 타일 또는 80-100 두께의 콘크리트 층에 고정된 벽돌로 덮여 있습니다. mm.타일 ​​사이의 이음새는 내산성 퍼티로 채워져 있습니다. 가수 분해기의 상부 및 하부 목은 내산성 청동 층에 의해 뜨거운 묽은 황산의 작용으로부터 내부로부터 보호됩니다. 이러한 가수분해물의 유용한 부피는 일반적으로 30-37 At3이지만 때로는 18, 50 및 70 부피의 가수분해물도 사용됩니다. m3.이러한 가수분해 장치의 내부 직경은 약 1.5이고 높이는 파이프를 통한 가수분해 동안 가수분해 장치의 상부 원뿔에서 7-13m입니다. 5 160~200°로 가열된 희석황산이 공급됩니다.

하단 콘에 필터가 설치되어 있습니다. 4 생성된 가수분해물을 선택합니다. 이러한 장치의 가수분해는 주기적으로 수행됩니다.

위에서 언급한 바와 같이, 가수분해 장치에는 가이드 깔대기를 통해 파쇄된 원료가 적재됩니다. 파이프를 통해 원료를 적재하는 경우 5 70~90°로 가열된 묽은 황산을 공급하여 원료를 적시고 압축을 촉진합니다. 1에서 이 로딩 방법을 사용하면 m3가수분해 장치는 약 135개에 적합합니다. 킬로그램톱밥 또는 145-155 킬로그램완전히 건조한 나무로 계산된 칩. 로딩이 완료되면 가수분해 장치의 내용물은 하단 원뿔로 유입되는 생증기에 의해 가열됩니다. 150~170°의 온도에 도달하자마자 170~200°로 가열된 0.5~0.7% 황산이 파이프 5를 통해 가수분해 장치로 유입되기 시작합니다. 필터를 통해 동시에 생성되는 가수분해물 4 증발기로 배출되기 시작합니다. b. 가수분해 장치에서의 가수분해 반응은 1~3시간 지속됩니다. 가수분해 시간이 짧을수록 가수분해 장치의 온도와 압력은 높아집니다.

가수분해 과정에서 목재 다당류는 상응하는 단당류로 변환되어 뜨거운 묽은 산에 용해됩니다. 이러한 단당류가 분해되는 것을 방지하기 위해 높은 온도이를 함유한 가수분해물은 조리 과정 전반에 걸쳐 필터를 통해 지속적으로 제거됩니다. 4 그리고 증발기에서 빠르게 냉각됩니다. 6. 공정 조건에 따라 식물 원료가 가수분해되기 때문입니다. 가수분해 장치는 항상 액체로 채워져 있어야 하며, 지정된 수준 e는 파이프 5를 통해 유입되는 뜨거운 산에 의해 유지됩니다.

이 작업 방법을 퍼콜레이션(percolation)이라고 합니다. 삼출이 더 빨리 일어날수록, 즉 뜨거운 산이 가수분해 장치를 더 빠르게 통과할수록, 생성된 설탕이 반응 공간에서 더 빨리 제거되고 분해도가 줄어듭니다. 반면, 퍼콜레이션이 빨라질수록 요리에 더 많은 뜨거운 산이 소비되고 가수분해물에 포함된 설탕 농도가 낮아지므로 요리를 위한 증기와 산의 소비가 늘어납니다.

실제로, 충분히 높은 수율의 설탕(가수분해물의 경제적으로 허용되는 농도에서)을 얻으려면 몇 가지 평균 삼출 조건을 선택해야 합니다. 일반적으로 그들은 가수분해물의 당 농도가 3.5-3.7%인 완전 건조 목재 중량의 45-50%의 설탕 수율에서 멈춥니다. 최적의 조건반응은 가수분해로부터 하부 필터를 통한 선택에 해당합니다 - ta 12-15 m3 1당 가수분해물 티완전히 건조된 목재를 가수분해기에 넣었습니다. 가수분해된 원료 1톤당 조리 중에 취해지는 가수분해물의 양을 유출 하이드로모듈이라고 하며 이는 공장에서 사용되는 가수분해 체제의 주요 지표 중 하나입니다.

삼출 과정에서 가수분해 장치의 상부와 하부 목 사이에 일정한 압력 차이가 발생하며, 이는 그 안에 포함된 다당류가 용해될 때 원료의 압축에 기여합니다.

원료를 압축하면 조리가 끝날 때 남아있는 용해되지 않은 리그닌이 원료 초기 부피의 약 25%를 차지하게 됩니다. 반응 조건에 따라 액체가 원료를 덮어야 하므로 조리 과정에서 그 수준이 그에 따라 감소합니다. 조리 과정 중 액체 수위 모니터링은 중량 측정기를 사용하여 수행됩니다. 30, 가수분해 장치 내 원료와 액체의 총 중량 변화를 나타낸 그래프.

조리가 끝나면 리그닌이 장치에 남아 있습니다. 킬로그램건조물 3 킬로그램묽은 황산을 180~190°로 가열합니다.

리그닌은 가수분해 장치에서 사이클론으로 배출됩니다. 22 파이프를 통해 21. 이를 위해 신속하게 밸브를 엽니다. 20, 가수분해 장치의 내부 공간을 사이클론과 연결 22. 리그닌 조각 사이의 압력이 급격히 감소하기 때문에 리그닌에 포함된 과열된 물이 즉시 끓어 대량의 증기를 생성합니다. 후자는 리그닌을 분해하여 파이프를 통해 현탁액 형태로 운반합니다. 21 사이클론으로 22. 파이프 21 사이클론으로 돌진하는 리그닌이 포함 된 증기 제트가 벽을 따라 이동하여 회전 운동을 수행하기 때문에 사이클론에 접선으로 접근합니다. 리그닌은 원심력에 의해 측벽을 향해 던져지며 속도를 잃어 사이클론 바닥으로 떨어진다. 중앙 파이프를 통해 리그닌에서 증기가 빠져나옴 23 대기 중으로 방출됩니다.

집진 장치 22 일반적으로 약 100의 부피를 갖는 수직 강철 실린더 m3,옆문 장착 31 그리고 회전교반기 25, 이는 사이클론 바닥에서 벨트 또는 스크레이퍼 컨베이어로 리그닌을 내리는 데 도움이 됩니다. 24.

부식으로부터 보호하기 위해 사이클론의 내부 표면은 때때로 내산성 콘크리트 층으로 보호됩니다. 위에서 언급한 것처럼 삼출 공정 중에 가열된 묽은 황산이 가수분해 장치의 상부 원뿔에 공급됩니다. 내산믹서로 혼합하여 제조합니다. 17 파이프를 통해 공급되는 과열된 물 28, 계량컵에서 나오는 차가운 진한 황산으로 19 피스톤 산 펌프를 통해 18.

차가운 농축 황산은 철과 주철을 약간 부식시키기 때문에 이러한 금속은 저장 및 믹서로 운송하기 위한 탱크, 펌프 및 파이프라인 제조에 널리 사용됩니다. 과열된 요오드를 혼합기에 공급하기 위해 유사한 재료가 사용됩니다. 믹서 벽을 부식으로부터 보호하기 위해 인청동, 흑연 또는 플라스틱 덩어리-불소 수지 4가 믹서 내부 라이닝에 사용되며 최상의 결과를 제공합니다.

가수분해물로부터 완성된 가수분해물은 증발기로 들어간다. 6 고압. 이것은 가수분해 장치처럼 압력 하에서 작동하고 내부에 세라믹 타일이 늘어서 있는 강철 용기입니다. 증발기 상단에는 6-8 l3 용량의 뚜껑이 있습니다. 증발기의 압력은 4-5로 유지됩니다. ATM가수분해 장치보다 낮습니다. 덕분에 여기에 들어가는 가수 분해물은 즉시 끓고 부분적으로 증발하며 130-140 °로 냉각됩니다. 생성된 증기는 가수분해물 방울과 파이프를 통해 분리됩니다. 10 Reshofer (열 교환기)에 들어갑니다. 11, 응축되어 있는 곳. 증발기에서 부분적으로 냉각된 가수분해물 6 파이프 7이 증발기로 들어갑니다. 8 저압, 일반적으로 1기압을 초과하지 않는 낮은 압력에서 끓는 결과 105-110°로 냉각됩니다. 이 증발기에서 파이프를 통해 생성된 증기 14 두 번째 리셀러에게 공급 13, 응축되는 곳이기도 합니다. 재셔퍼로 인한 응축수 11과 13 0.2~0.3%의 푸르푸랄을 함유하고 있으며 특수 시설에서 분리하는 데 사용됩니다. 이에 대해서는 아래에서 설명합니다.

증발기에서 나오는 증기에 포함된 열 6 그리고 8, 믹서에 들어가는 물을 가열하는 데 사용됩니다. 17. 이를 위해 탱크에서 16 순환 워터 펌프 1b가수분해 공장의 증류부에서 얻은 온수를 저압 대리점에 공급 13, 60-80°에서 100-110°로 가열됩니다. 그런 다음 파이프를 따라 12 가열된 물은 고압 리셀러를 통과합니다. 11, 130~140° 온도의 증기가 120~130°로 가열되는 곳입니다. 그런 다음 물 가열 컬럼에서 수온이 180-200°로 증가합니다. 27. 후자는 13-15의 작동 압력을 위해 설계된 하단 및 상단 덮개가 있는 수직 강철 실린더입니다. ATM.

증기는 수직관을 통해 온수기둥에 공급됩니다. 26, 끝에는 30개의 수평 디스크가 고정되어 있습니다. 2b.파이프에서 나오는 증기 26 개별 디스크 사이의 균열을 통과하여 물로 채워진 기둥으로 이동합니다. 후자는 하부 피팅을 통해 컬럼으로 지속적으로 공급되고, 증기와 혼합되고, 주어진 온도로 가열되고 파이프를 통해 28 믹서에 들어간다 17.

가수분해 장치는 5~8개 연속으로 특수 기초 위에 설치됩니다. 대형 공장에서는 그 수를 두 배로 늘려 2열로 설치한다. 가수분해물 파이프라인은 적동이나 황동으로 만들어집니다. 게이트와 밸브로 구성된 부속품은 인 또는 여권 청동으로 만들어집니다.

위에서 설명한 가수분해 방법은 배치식이다. 현재 특수 공급 장치를 사용하여 분쇄된 목재를 연속적으로 공급하고 리그닌과 가수분해물을 지속적으로 제거하는 연속 장치인 새로운 디자인의 하이드로롤이 테스트되고 있습니다.

배치 가수분해기를 자동화하는 작업도 진행 중입니다. 이 이벤트를 통해 지정된 조리 방식을 더 정확하게 따를 수 있으며 동시에 요리사의 작업도 더 쉬워집니다.

저압 증발기에서 나오는 산성 가수분해물 8 (그림 76) 파이프를 통해 9 후속 처리를 위해 장비에 공급됩니다. 이러한 가수분해물의 온도는 95-98°입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다(%):

황산. . . ............................................................................................................. 0.5 -0.7:

육탄당(포도당, 만노스, 갈락토스)…………………………………2.5 -2.8;

펜토스(자일로스, 아라비노스) ..................................................................................................... 0.8 -1.0;

휘발성 유기산(포름산, 아세트산) .............. 0.24-0.30;

비휘발성 유기산(레불린산). . 0.2 -0.3;

푸르푸랄................................................................................................................................... 0.03-0.05;

옥시메틸푸르푸랄.......................................................................................... 0.13-0.16;

메탄올. ....................................................................................................................... 0.02-0.03

가수분해물에는 콜로이드 물질(리그닌, 덱스트린), 회분 물질, 테르펜, 수지 등도 포함되어 있습니다. 정밀한 화학 연구 중에 식물 가수분해물의 단당류 함량은 정량적 종이 크로마토그래피로 결정됩니다.

공장 실험실에서는 설탕을 대량으로 신속하게 측정하기 위해 알칼리성 환경에서 산화구리 형성으로 산화구리 복합 화합물을 감소시키는 능력이 사용됩니다.

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

형성된 아산화구리의 양을 기준으로 용액 내 단당류의 동시분열이 계산됩니다.

설탕을 결정하는 이 방법 조건부이므로단당류와 함께 구리 산화물도 푸르푸랄, 하이드록시메틸푸르푸랄, 덱스트린 및 콜로이드 리그닌에 의해 산화물로 환원됩니다. 이러한 불순물은 가수분해물의 실제 당 함량 측정을 방해합니다. 여기서 전체 오류는 5~8%에 이릅니다. 이러한 불순물을 교정하는 데는 많은 노동력이 필요하기 때문에 대개는 이루어지지 않으며, 생성된 당류는 단당류와 달리 환원물질이라 부르거나 RS로 약칭한다. 공장 조건에서 가수분해물에서 생성된 설탕의 양은 방사성 물질 톤으로 기록됩니다.

에틸 알코올을 생산하기 위해 육탄당(포도당, 만노스 및 갈락토스)을 알코올 생성 효모인 Saccharomyces 또는 Schizosaccharomycetes와 함께 발효시킵니다.

육탄당의 알코올 발효에 대한 요약 방정식

C(i Hf, 06 - 2 C2 NG) OH + 2 C02 육탄당에탄올

이 과정을 통해 이론적으로 100마다 킬로그램설탕은 51.14 여야합니다 킬로그램,아니면 64정도? 엘 100% 에틸알코올과 약 49 킬로그램이산화탄소.

따라서 육탄당의 알코올 발효 중에 에탄올과 이산화탄소라는 두 가지 주요 생성물이 거의 동일한 양으로 얻어집니다. 이 공정을 수행하려면 뜨거운 산 가수분해물을 다음과 같은 처리 과정을 거쳐야 합니다.

1) 중화; 2) 부유 물질로부터의 방출; 3) 30°로 냉각; 4) 효모의 생존에 필요한 영양분으로 가수분해물을 농축한다.

산 가수분해물은 pH=1-1.2를 갖는다. 발효에 적합한 배지의 pH는 4.6~5.2여야 합니다. 가수분해물에 필요한 산성도를 부여하려면 가수분해물에 함유된 유리 황산과 상당 부분의 유기산을 중화해야 합니다. 가수분해물에 포함된 모든 산이 일반적으로 황산으로 표현된다면 그 농도는 약 1%가 됩니다. pH = 4.6-5.2에서 가수분해물의 잔류 산도는 약 0.15%입니다.

따라서 가수분해물에서 필요한 수소이온 농도를 얻으려면 0.85%의 산을 중화해야 합니다. 이 경우 유리 황, 포름산 및 아세트산의 일부가 완전히 중화됩니다. 레불린산과 아세트산의 일부는 유리 상태로 남아 있습니다.

가수분해물은 석회유, 즉 리터당 CaO 농도가 150-200g인 물에 산화칼슘 수화물을 현탁시킨 용액으로 중화됩니다.

석회유를 준비하는 방법은 그림 1에 나와 있습니다. 77.

생석회 CaO는 회전하는 석회 소화 드럼의 공급 호퍼에 지속적으로 공급됩니다. 34. 동시에 필요한 양의 물이 드럼에 공급됩니다. 드럼이 회전하면 생석회가 물을 결합하여 산화칼슘 수화물로 변합니다. 후자는 물에 분산되어 현탁액을 형성합니다. 반응하지 않은 석회 조각은 드럼 끝에서 석회유와 분리되어 트롤리에 버려집니다. 석회유는 모래와 함께 파이프를 통해 모래 분리기로 흐릅니다. 35. 후자는 가로 칸막이와 블레이드가 있는 세로 샤프트가 있는 수평 위치의 철제 여물통입니다.

이 장치의 석회유는 파이프를 따라 오른쪽에서 왼쪽으로 천천히 흐릅니다. 36 컬렉션으로 병합 2.

모래는 모래 분리기의 칸막이 사이에 천천히 자리잡고 천천히 회전하는 블레이드를 사용하여 장치에서 제거됩니다. 석회유가 중화제에 들어가기 전에 일정량의 황산암모늄과 혼합되는데, 그 용액은 탱크에서 나옵니다. 37. 석회유에 황산암모늄을 섞으면 다음과 같은 반응이 일어난다.

Ca (OH)3 + (NH4)2 SO4-> CaS04 + 2 NH, OH, 결과적으로 석회의 일부가 황산 암모늄의 황산과 결합하고 난용성 황산 칼슘 이수화물 CaS04-2H20의 결정이 형성됩니다 . 동시에 암모니아가 형성되어 석회유에 용해된 상태로 남아 있습니다.

후속 중화 과정에서 석회유에 존재하는 작은 석고 결정은 생성된 석고의 결정화 중심이며 중화된 가수분해물에서 석회유의 과포화 용액이 형성되는 것을 방지합니다. 이 이벤트는 매시에서 알코올을 증류하는 동안 중요합니다. 매시 내의 과포화 석고 용액이 매시 컬럼의 석고를 유발하고 빠르게 비활성화하기 때문입니다. 이 작업 방법을 석고의 방향성 결정화를 통한 중화라고 합니다.

석회유와 동시에 중화제에 투입 5 약산성 과인산염 수성 추출물이 계량 용기에서 제공됩니다. 38.

염은 0.3의 비율로 중화제에 첨가됩니다. 킬로그램황산암모늄 및 0.3 킬로그램 1당 과인산염 m3가수 분해물.

중화제 5 (정원 35-40 중 3) 내산성 세라믹 타일이 늘어서 있고 탱크 벽에 고정 장착된 수직 믹서와 브레이크 블레이드가 장착된 강철 탱크입니다. 가수분해 공장에서의 중화는 이전에 주기적으로 수행되었습니다. 현재는 더욱 발전된 연속중화로 대체되고 있습니다. 그림에서. 77은 마지막 다이어그램을 보여줍니다. 이 프로세스는 동일한 장치를 가진 두 개의 직렬 연결된 중화 장치 5와 6에서 수행됩니다. 산성 가수분해물은 파이프 1을 통해 1차 중화 장치로 연속적으로 공급되며, 여기서 석회유와 영양염이 동시에 공급됩니다. 중화의 완전성은 안티몬 또는 유리 전극이 있는 전위차계 3을 사용하여 수소 이온 농도를 측정하여 모니터링됩니다. 4. 전위차계는 가수분해물의 pH를 지속적으로 기록하고 첫 번째 중화기에 석회유를 공급하는 파이프의 차단 밸브에 연결된 가역 모터에 전기 충격을 보내 지정된 한계 내에서 자동으로 조정합니다. 중화제에서는 중화 반응이 상대적으로 빠르게 일어나고 과포화 용액에서 석고의 결정화 과정은 상대적으로 느리게 발생합니다.

따라서 중화 설비를 통한 액체 흐름 속도는 두 번째 공정에 의해 결정되며 이는 30-40이 필요합니다. 분.

이 시간이 지나면 중화된 가수분해물, 즉 '중화물'은 반연속식 또는 연속식 침전조(7)로 유입된다.

반연속식 공정은 중화제가 침전조를 통해 지속적으로 흐르고, 바닥에 가라앉은 석고가 쌓이면서 주기적으로 제거되는 공정으로 구성됩니다.

침전조의 연속 운전 중에는 모든 작업이 연속적으로 수행됩니다. 슬러지를 하수구로 배출하기 전에 8 리시버에서는 추가로 물로 세척됩니다. 마지막 방법일부 생산상의 어려움으로 인해 아직 널리 사용되지 않습니다.

침전조의 석고 슬러지는 일반적으로 절반의 황산칼슘 이수화물과 절반의 리그닌 및 가수분해물에서 침전된 부식 물질로 구성됩니다. 일부 가수분해 공장에서는 석고 슬러지를 탈수, 건조 및 소성하여 건축용 설화석고로 만듭니다. 이들은 드럼 진공 필터에서 탈수되고, 연도 가스로 가열되는 회전 드럼 가마에서 건조 및 소성됩니다.

부유 입자가 제거된 중화된 제품은 발효 전 냉장고에서 냉각됩니다. 10 (그림 77) 85°에서 30°까지. 이를 위해 일반적으로 열 전달 계수가 높고 크기가 작은 나선형 또는 판형 열 교환기가 사용됩니다. 냉각 중에 중화기에서 타르와 같은 물질이 방출되어 열 교환기 벽에 침전되어 점차적으로 오염됩니다. 청소를 위해 열교환기를 주기적으로 끄고 수지 및 휴믹 물질을 용해시키는 2-4% 뜨거운 가성소다 수용액으로 세척합니다.

중화, 정제 및 냉각된 가수분해물입니다.

나무 맥아즙은 이 환경에 적응된 특별한 spnrt 형성 효모로 발효됩니다. 직렬로 연결된 발효탱크의 배터리에서 연속방식에 따라 발효가 진행됩니다. 11 그리고 12.

리터당 약 80~100g의 압축 이스트를 함유한 이스트 현탁액이 파이프를 통해 연속적인 흐름으로 공급됩니다. 15 효모로 44 그런 다음 첫 번째 또는 머리 발효 탱크의 상부로 들어갑니다. 11. 냉각된 나무 맥아즙은 효모 현탁액과 동시에 효모에 공급됩니다. 효모 현탁액 1입방미터당 8-10m3의 맥아즙이 발효 탱크로 들어갑니다.

육탄당 배지에 함유된 효모 사하로프,효소 시스템을 사용하여 설탕을 분해하여 에틸 알코올과 이산화탄소를 생성합니다. 에틸알코올이 주변 액체 속으로 들어가고 이산화탄소가 효모 표면에 작은 기포 형태로 방출되면서 점차 부피가 커지다가 점차 통 표면으로 떠오르면서 붙어 있던 효모를 운반해 나간다. 그들을.

표면에 닿으면 이산화탄소 거품이 터지고, 그 안에 있는 효모는 비중 1.1, 즉 맥아즙(1.025)보다 더 큰 양은 이산화탄소에 의해 다시 표면으로 올라올 때까지 가라앉습니다. 효모의 지속적인 위아래 움직임은 발효 탱크 내 액체 흐름의 움직임을 촉진하여 액체의 교반 또는 "발효"를 생성합니다. 발효조에서 나온 액체가 파이프를 통해 표면으로 배출되는 이산화탄소 13 화학 제품(예: 요소)을 생산하는 데 사용되거나 대기로 방출되는 액체 또는 고체 이산화탄소 생산을 위해 공장에 공급됩니다.

부분적으로 발효된 목즙은 효모와 함께 헤드 발효 탱크에서 테일 탱크로 옮겨집니다. 12, 발효가 끝나는 곳. 꼬리 통의 설탕 농도가 작기 때문에 발효가 덜 강하고 일부 효모는 이산화탄소 거품을 형성 할 시간도없이 통 바닥에 침전됩니다. 이를 방지하기 위해 교반기 또는 원심 펌프를 사용한 액체의 강제 혼합이 광미 탱크에 배치되는 경우가 많습니다.

발효되거나 발효된 액체를 매쉬라고 합니다. 발효가 끝나면 매시는 분리기로 옮겨집니다. 14, 원심분리기의 원리를 이용하여 작업합니다. 그 안에 들어있는 매시는 효모와 함께 4500-6000rpm의 속도로 회전하기 시작합니다. 매시와 효모의 비중 차이로 인한 원심력에 의해 분리됩니다. 분리기는 액체를 두 개의 흐름으로 나눕니다. 이스트가 포함되지 않은 더 큰 흐름은 깔때기로 들어갑니다. 16 효모가 들어 있는 작은 것은 깔때기를 통해 파이프로 흘러 들어갑니다. 15. 일반적으로 첫 번째 흐름은 두 번째 흐름보다 8-10배 더 큽니다. 파이프를 통해 15 효모 현탁액은 헤드 발효 탱크로 반환됩니다. 11 효모를 통해 44. 폐기되고 효모가 제거된 맥아즙은 중간 매시 수집기에서 수집됩니다. 17.

분리기의 도움으로 효모는 발효 공장의 폐쇄 시스템에서 지속적으로 순환합니다. 분리막 생산성 10- 35m3/시간.

발효 중, 특히 분리 중에, 맥아즙에 포함된 휴믹 콜로이드의 일부가 응고되어 무거운 플레이크를 형성하고 천천히 발효 탱크 바닥에 가라앉습니다. 통 바닥에는 침전물이 주기적으로 하수구로 배출되는 장치가 있습니다.

위에서 언급한 바와 같이, 100당 알코올의 이론적 생산량은 킬로그램발효된 육탄당은 64입니다. 엘.그러나 사실상 교육으로 인해 사하로프부산물 (글리세린, 아세트 알데히드, 숙신산 등)과 맥아 즙에 효모에 유해한 불순물이 존재하기 때문에 알코올 생산량은 54-56입니다. 엘.

좋은 알코올 생산량을 얻으려면 효모를 항상 활성 상태로 유지하는 것이 필요합니다. 이렇게하려면 주어진 발효 온도, 수소 이온 농도, 필요한 맥아 즙 순도를 조심스럽게 유지하고 분리기에 들어가기 전에 매쉬에 남겨 두어야합니다. 많은 수의소위 "저등급"(보통 용액 중 설탕 함량이 0.1% 이하)인 육탄당. 발효되지 않은 효모가 존재하기 때문에 효모는 항상 활성 형태로 유지됩니다.

정기적으로 가수분해 공장은 계획대로 중단됩니다. 대대적인 개조. 이 기간 동안 효모는 살아있어야 합니다. 이를 위해 분리기를 사용하여 효모 현탁액을 두껍게 만들고 차가운 나무 맥즙을 부어 넣습니다. 저온에서는 발효 속도가 급격히 느려지고 효모는 설탕을 훨씬 적게 소비합니다.

100-200m3 용량의 발효 탱크는 일반적으로 강판 또는 덜 일반적으로 철근 콘크리트로 만들어집니다. 발효 기간은 효모의 농도에 따라 다르며 6~10시간 정도 걸립니다. 생산 효모 배양액의 순도를 모니터링하고 외부 유해 미생물에 의한 감염으로부터 보호하는 것이 필요합니다. 이를 위해 모든 장비는 깨끗하게 유지되어야 하며 정기적으로 멸균되어야 합니다. 가장 간단한 멸균 방법은 모든 장비, 특히 파이프라인과 펌프에 생증기를 사용하여 증기를 발생시키는 것입니다.

발효와 효모 분리가 끝나면 알코올 매쉬에는 1.2~1.6%의 에틸 알코올과 약 1%의 펜토스가 포함됩니다. Sakharov.

매쉬로 구성된 3열 매쉬정류장치에서 매쉬로부터 알코올을 분리, 정제, 강화시키는 과정을 거친다. 18, 정류 22 및 메탄올 28 열 (그림 77).

컬렉션의 매쉬 17 열교환기를 통해 펌핑 41 매시 컬럼의 공급 플레이트에 18. 매시 기둥의 전체 부분의 플레이트 아래로 흘러내리는 매시는 도중에 상승하는 증기를 만나게 됩니다. 점차적으로 알코올이 풍부한 후자는 기둥의 상부 강화 부분으로 전달됩니다. 아래로 흘러내리는 매쉬는 점차적으로 알코올을 제거한 후 컬럼의 고요한 쪽에서 빠져나옵니다. 18 파이프를 통해 21 열교환기로 간다 41, 기둥에 들어가는 매시를 60-70C로 가열합니다. 다음으로 매시는 파이프를 통해 들어오는 생증기와 함께 기둥에서 105°까지 가열됩니다. 20. 알코올을 제거한 매쉬를 스틸리지라고 합니다. 파이프를 통해 42 스틸리지는 스틸리지 열교환기를 떠난다. 41 오탄당으로부터 사료 효모를 얻기 위해 효모 작업장으로 보내집니다. 이 과정은 나중에 자세히 설명하겠습니다.

상부 보강부의 매시 컬럼은 환류 응축기로 끝난다 19, 탑의 상부 플레이트에서 나오는 요오드-알코올 혼합물의 증기가 응축되는 곳입니다.

30°의 온도에서 매시 1m3에 발효 중에 형성된 약 1m3의 이산화탄소가 용해됩니다. 열교환기에서 커피를 가열할 때 41 매시 컬럼 하부의 생증기와 함께 용해된 이산화탄소가 방출되고 알코올 증기와 함께 컬럼의 강화 부분으로 상승한 다음 환류 응축기로 들어갑니다. 19. 비응축성 가스는 냉장고 뒤의 알코올 응축수 배관에 설치된 통풍구를 통해 분리됩니다. 알코올, 알데히드 및 ​​에테르로 구성된 저비점 분획은 환류 응축기를 통과합니다. 19 그리고 마지막으로 냉장고에 응축 39u그곳에서 물개를 통해 환류의 형태로 기둥으로 다시 흘러 들어갑니다. 40. 냉장고를 떠나기 전의 이산화탄소로 구성된 비응축성 가스 39 추가 콘덴서를 통과하거나 물로 세정기에서 세척하여 알코올 증기의 마지막 잔여물을 포착합니다.

매시 컬럼의 상부 플레이트에 있는 액상에는 20-40% 알코올이 포함되어 있습니다.

파이프를 통한 응축수 25 증류탑의 피드 플레이트에 들어갑니다. 22. 이 컬럼은 매시 컬럼과 유사하게 작동하지만 알코올 농도가 더 높습니다. 파이프를 통해 이 기둥의 바닥까지 24 생증기가 공급되어 컬럼 바닥으로 흐르는 알코올 응축수에서 알코올이 서서히 끓습니다. 파이프를 통해 루터라고 불리는 알코올이 제거된 액체 23 하수구로 내려갑니다. 스틸리지와 루터의 알코올 함량은 0.02%를 넘지 않습니다.

증류탑 상판 상부에 환류 응축기를 설치 26. 응축되지 않은 증기는 최종적으로 응축기에서 응축됩니다. 26a그리고 다시 컬럼으로 흘러 들어갑니다. 저비점 분획의 일부는 파이프를 통해 채취됩니다. 43 에테르-알데히드 분획의 형태로, 사용하지 않을 경우 발효 탱크로 되돌아갑니다.

휘발성 유기산에서 에틸알코올을 분리하기 위해 탱크에서 컬럼으로 공급됩니다. 45 컬럼 강화 부분의 중간 플레이트에서 산을 중화시키는 10% 수산화나트륨 용액. 알코올 농도가 45~50%인 증류탑의 중간 부분에는 퓨젤유가 축적되어 파이프를 통해 흡입됩니다. 46. 퓨젤 오일은 아미노산으로 형성된 고급 알코올(부틸, 프로필, 아밀)의 혼합물입니다.

에스테르와 알데히드 및 ​​퓨젤 오일이 없는 에틸 알코올은 증류탑 강화 부분의 상부 플레이트에서 빗을 사용하고 파이프를 통해 선택됩니다. 27 메탄올 컬럼의 피드 플레이트에 들어갑니다. 28. 증류탑에서 나오는 원알코올에는 약 0.7%의 메틸알코올이 함유되어 있는데, 이는 식물 재료의 가수분해 과정에서 형성되어 단당류와 함께 목재 맥아즙으로 만들어집니다.

육탄당 발효 중에는 메틸 알코올이 형성되지 않습니다. 에 의해 기술 사양가수분해 공장에서 생산되는 에틸알코올의 경우 메틸알코올 함량이 0.1%를 넘지 않아야 합니다. 연구에 따르면 메틸 알코올은 수분 함량이 최소일 때 원알코올에서 가장 쉽게 분리되는 것으로 나타났습니다. 이러한 이유로 최대 강도(94-96% 에탄올)를 갖는 원료 알코올이 메탄올 컬럼에 공급됩니다. 기존 증류탑에서는 96% 이상의 에틸 알코올을 얻는 것이 불가능합니다. 왜냐하면 이 농도는 별도로 끓지 않는 물-알코올 혼합물의 조성에 해당하기 때문입니다.

메탄올 컬럼에서 저비점 부분은 메탄올이며 컬럼 상단으로 올라가고 환류 응축기에서 강화됩니다. 29 그리고 파이프를 통해서 30 약 80%의 메탄올을 함유한 메탄올 분획의 집합체로 배출됩니다. 상업용 100% 메탄올을 생산하기 위해 그림에 표시되지 않은 두 번째 메탄올 컬럼이 설치됩니다. 77.

플레이트 아래로 흐르는 에틸 알코올은 메탄올 컬럼의 하부로 떨어집니다. 28 그리고 파이프를 통해서 33 수신기로 병합 완성 된 제품. 메탄올 컬럼은 원격 히터에서 조용한 증기로 가열됩니다. 31, 용기를 연결하는 원리에 따라 튜브 간 공간이 알코올로 채워지는 방식으로 설치됩니다. 히터에 유입되는 수증기는 알코올을 가열하여 끓게 하고, 생성된 알코올 증기는 컬럼을 가열하는 데 사용됩니다. 히터에 증기가 유입됨 31, 그 안에 응축되어 응축수 형태로 깨끗한 물 수집을 위해 공급되거나 하수구로 배수됩니다.

생성된 에틸 알코올의 양과 강도는 특수 장비(손전등, 제어 발사체, 알코올 측정기)에서 측정됩니다. 측정 탱크에서 에틸 알코올은 본관 외부의 증기 펌프를 통해 알코올 창고에 위치한 고정 탱크로 공급됩니다. 필요에 따라 이러한 탱크에서 상업용 에틸 알코올을 철도 탱크에 부어 소비 장소로 운송합니다.

전술 한 바와 기술적 과정 1부터 받을 수 있게 해준다. 티완전히 건조한 침엽수 150-180 엘 100% 에틸알코올. 동시에 1 dkl알코올 소비

완전히 건조한 목재(kg)입니다. . . . . 55-66;

TOC o "1-3" hz 황산 - 모아이드산염 킬로그램 … . 4,5;

생석회 85% 킬로그램…………………………………………………. 4,3;

기술적인 3기압 및 16기압 쌍

메가 칼로리. …………………………………………………………0.17-0.26;

물(m3)................................................................................................ 3.6;

엘렉그로즈너 kWh…………………………………………………………………….. 4,18

평균 알코올 생산 능력을 갖춘 가수분해 알코올 공장의 연간 생산 능력은 100만~150만 개입니다. 주었다.이들 공장의 주요 제품은 에틸알코올이다. 이미 지적한 바와 같이 동시에 가수분해-알코올 공장의 주요 생산 폐기물에서 고체 또는 액체 이산화탄소, 푸르푸랄, 사료 효모 및 리그닌 가공 제품이 생산됩니다. 이러한 제작물에 대해서는 더 자세히 논의하겠습니다.

푸르푸랄이나 자일리톨을 주요 제품으로 생산하는 일부 가수분해 공장에서는 오탄당이 풍부한 헤미셀룰로오스를 가수분해한 후 셀룰로오스와 리그닌으로 구성되며 셀로리그닌이라고 불리는 가수분해하기 어려운 잔류물이 남습니다.

셀로리그닌은 위에서 설명한 여과 방법으로 가수분해할 수 있으며, 일반적으로 2~2.5%의 설탕을 함유하는 생성된 육탄당 가수분해물은 위에서 설명한 방법에 따라 공업용 에틸 알코올이나 사료 효모로 가공될 수 있습니다. 이 계획에 따르면 목화 껍질, 옥수수 속대, 참나무 그루터기, 해바라기 껍질 등이 가공됩니다. 제조 공정저렴한 원자재와 연료만으로 경제적으로 수익성이 높습니다.

가수분해 알코올 공장에서는 일반적으로 후속 화학 공정에 사용되는 기술적인 에틸 알코올을 생산합니다. 다만, 필요한 경우에는 이 알코올을
알칼리성 과망간산염 용액을 이용한 추가 정류 및 산화를 통해 비교적 쉽게 정제됩니다. 이러한 정제 후 에틸 알코올은 식품 목적으로 매우 적합합니다.

톱밥 바이오매스로부터 에틸알코올을 생산하는 방법은 세 가지입니다.

  • 톱밥나무를 가수분해한 후 적절한 효모와 함께 가수분해물을 발효시켜 에탄올로 만드는 과정,
  • 합성 가스(CO + H2)의 형성과 함께 열분해를 통해 목재, 톱밥 및 기타 고체 가정 폐기물을 가스화하고 적절한 박테리아에 의해 합성 가스를 에탄올로 발효시키는 후속적인 발효,
  • 톱밥 및 고형 폐기물의 열분해 분해, 합성 가스 형성, 합성 가스로부터 메틸 알코올 생성 및 후속 메탄올을 에탄올로의 촉매 전환(균질화 반응).

    • 가수분해 방법을 사용하면 톱밥 1톤에서 알코올 생산량이 200리터에 불과합니다. 그리고 열분해 처리 방법을 사용하면 톱밥 1톤에서 알코올 생산량이 400리터가 됩니다. 두 번째 경우의 알코올 생산 비용은 10 루블 / 리터이며 생산 규모와 톱밥 비용에 따라 다릅니다.

    비교 다른 유형바이오 연료

    바이오연료

    1헥타르의 토지에서 연간 수확량

    바이오연료 = 동등

    가격

    유채 기름

    1,480리터

    1리터 = 디젤 0.96리터

    1.18유로(2008년 5월)

    유채기름 메틸 에스테르(바이오디젤)

    1,550리터

    1리터 = 디젤 0.91리터

    1.40유로(2008년 6월)

    바이오에탄올

    2,560리터

    1리터 = 휘발유 0.65리터

    바이오매스를 액체 BtL로

    4 030 리터

    1리터 = 디젤 0.97리터

    바이오메탄

    3,540kg

    1kg = 휘발유 1.40리터

    0.93유로(2008년 6월)

    이러한 데이터를 바탕으로 우리는 열분해를 통해 바이오매스 가스화 제품으로부터 미생물학적 에탄올 생산이 더 경제적으로 실현 가능하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

    물리적 특성, 셀룰로오스/섬유의 자연 및 구조에서의 발생.

    목재 셀룰로오스 또는 섬유는 식물 세포의 벽(셀룰로오스-세포)을 구성하는 주요 물질인 다당류입니다. 섬유질은 목재의 주성분(최대 70%)으로 과일, 씨앗 등의 껍질에서 발견됩니다. 동물 유기체에서는 발견되지 않습니다. 섬유질은 물이나 일반적인 유기용매에 녹지 않는 고체 섬유질 물질입니다.

    면은 거의 순수한 섬유입니다. 아마와 대마 섬유도 주로 섬유로 구성됩니다. 목재의 섬유질은 약 50%입니다. 종이, 면직물- 섬유제품입니다. 많은 섬유질이 함유되어 있습니다. 식료품(밀가루, 시리얼, 감자, 야채)

    일반적으로 목재의 섬유질에는 소위 헤미셀룰로오스(반섬유)가 동반됩니다. 이는 오탄당(펜토산)에 의해 형성되고 조성이 (C5H8O4)x인 다당류와 만노스(만난) 또는 갈락토스(갈락탄)와 같은 육탄당입니다. 또한 목재에는 6개의 벤젠 고리를 포함하는 매우 복잡한 물질인 리그닌이 포함되어 있습니다.

    테이블. 사시나무와 짚의 성분 구성, 밀 %

    원자재

    셀룰로오스

    리그닌

    헤미셀룰로오스

    추출물

    금연 건강 증진 협회

    밀짚

    48,7

    21,4

    23,2

    일반적인 아스펜

    46,3

    21,8

    24,0

    섬유의 분자량은 크고 수백만에 이릅니다. 전분과 마찬가지로 섬유 분자는 C6H10O5 단위로 구성됩니다. 섬유 분자에는 이러한 단위가 수백에서 수만 개 있습니다. 따라서 섬유질의 구성은 전분과 마찬가지로 (C6H10O5)식으로 표현됩니다.

    N. 그러나 구조상 섬유는 섬유 분자의 구조가 분지형이 아니라 실 모양의 구조를 갖고 있어 섬유가 섬유를 형성할 수 있다는 점에서 전분과 다릅니다.

    섬유 에스테르화 반응에 대한 연구(아래 참조)는 각 C 6 H 10 O 5 단위가 3개의 수산기를 포함한다는 결론에 도달했습니다. 이를 바탕으로 섬유의 분자식은 다음과 같이 표현된다.

    화학적 특성그리고 섬유질의 사용. 상온에서 섬유질은 희석된 산이나 알칼리에 영향을 받지 않지만 농축된 산에는 영향을 받습니다.

    탈지면(섬유) 덩어리를 질산과 황산(수분 제거제로 필요)의 혼합물에 8~10분 동안 넣으면 에스테르화 반응이 발생합니다. 섬유와 질산의 에스테르가 생성됩니다. 획득 - 니트로 섬유. 에 의해 모습니트로 섬유는 일반 섬유와 거의 다르지 않지만 공기 중에서 점화되면 즉시 연소됩니다 (질화 면모 덩어리는 손바닥에 태울 때 태울 시간이 없습니다). 제한된 공간에서 가열하고 폭발로 인해 그것은 폭발한다. 에스테르화된 수산기의 수에 따라 질소 함량이 다른 마시멜로가 형성됩니다. 섬유질을 완전히 니트로화하면 트리니트로셀룰로오스가 형성됩니다.

    묽은 산과 함께 가열하면 전분과 같은 섬유질이 가수분해되어 최종적으로 포도당으로 변합니다.

    (C6H10O5)n +

    nH 2 O ==> nC 6 H 12 O 6

    가수분해에 의한 셀룰로오스/섬유 가공 제품은 다양한 용도로 사용됩니다(그림 참조. 가수분해에 의한 셀룰로오스(섬유)의 구조 및 가공). 목재의 형태로 건축물이나 다양한 제품에 사용됩니다. 종이는 섬유(목재펄프)로 만들어집니다. 직물, 실, 밧줄은 대마, 아마, 면 섬유로 만들어집니다. 섬유를 화학적으로 가공하여 알코올, 인조 실크, 폭발물 등이 준비됩니다.

    생산 가수분해 알코올톱밥에서.섬유질은 가수분해 시 포도당을 생성하는데, 알려진 바와 같이 포도당은 에틸알코올(에탄올)이나 부틸알코올(부탄올)로 전환될 수 있으므로 목재를 화학적으로 처리하면 알코올을 얻을 수 있습니다.

    방법 중 하나를 사용하여 톱밥에서 에틸 알코올을 생산하는 방법은 다음과 같습니다. 목재의 가수분해 및 후속 발효를 통해 목재에서 알코올을 생산하는 것은 예를 들어 생성된 합성 가스를 알코올 또는 가솔린 분획으로 후속 촉매 변환하여 목재를 가스화하는 것보다 항상 금속 집약적이고 비용이 많이 든다는 점을 이해해야 합니다.

    가수분해 장치에서는 톱밥, 나무 조각과 같은 목재 폐기물이 황산으로 가열됩니다(그림 참조). 섬유질은 가수분해되어 포도당으로 분해됩니다(위 참조). 그런 다음 황산을 석회 용액으로 중화하고 생성된 CaSO4 침전물을 분리합니다. 생성된 포도당 용액은 효모가 있는 큰 통에서 발효됩니다. 발효 후 용액은 효모에서 분리되고 증류탑에서 알코올이 증류됩니다. 효모는 발효 탱크로 다시 보내집니다.

    이 방법으로 1톤의 마른 나무에서 최대 200리터의 에틸 알코올(에탄올)을 얻습니다. 즉, 톱밥 1톤은 알코올 생산에서 감자 1톤이나 곡물 300kg을 대체할 수 있습니다. 합성고무 및 기타 제품의 생산에 많은 양의 알코올이 소비된다는 점을 고려하면 목재에서 에틸알코올을 생산하는 것이 식품 원료 절약에 얼마나 중요한지 분명해집니다.

    러시아에서는 톱밥을 이용한 알코올 생산이 여러 가수분해 공장에서 이루어집니다. Kirov BioKhimZavod LLC에서 혼합 가솔린 E-85(85% 에탄올 + 15% 가솔린)를 얻는 예를 참조하세요. 톱밥에서 알코올을 가수분해하여 생성되는 대량의 폐기물은 리그닌이며, 매립지에서 분해되어도 공기에 향기가 나지 않습니다. 그러나 미국 과학자들에 따르면 니켈 촉매는 리그닌을 처리할 것이라고 합니다.

    목재 톱밥을 처리하는 다음으로 흥미로운 방법은 열분해로, 합성 가스(CO와 H2의 혼합물)를 생성하고 이후 알코올, 합성 가솔린, 디젤 연료그리고 다른 것들.

    이 분야의 질적 발전의 성공은 이름을 딴 석유화학합성연구소의 과학자들에 의해 달성되었습니다. A.V. Euro-4 표준의 유망한 요구 사항을 충족하는 최종 제품의 좋은 수율로 목재 셀룰로오스를 처리하기 위한 가장 간단하고 경제적인 방식을 사용하여 고옥탄가의 환경 친화적인 합성 휘발유 생산을 보장하는 기술을 개발한 Topchiev RAS.

    이들 목재셀룰로오스로부터 합성휘발유를 제조하는 방법의 요지는 다음과 같다.
    먼저, 목재 셀룰로오스로부터 승압하여 수소, 탄소산화물, 물, 생성 후 남은 미반응 탄화수소, 그리고 밸러스트 질소를 함유하거나 함유하지 않은 합성가스를 얻는다. 이후, 응축에 의해 합성가스로부터 물이 분리 제거된 후, 디메틸에테르의 기상 1단계 촉매합성이 이루어진다. 이렇게 얻은 가스 혼합물은 디메틸에테르를 분리하지 않고 촉매(개질된 고규소 제올라이트) 위로 압력을 가하여 가솔린을 생성하고, 가스 흐름을 냉각시켜 합성 가솔린을 분리합니다.

    합성가스는 목재 셀룰로오스로부터 생산됩니다. 다른 방법들예를 들어 압력 하에서 탄화수소 원료를 부분적으로 산화하는 과정에서 추가 압축 없이 촉매 처리 가능성을 제공합니다. 또는 증기를 이용한 탄화수소 공급원료의 촉매 개질이나 자열 개질을 통해 얻습니다. 이 경우 공기 또는 산소가 풍부한 공기를 공급하여 공정을 진행하거나, 순수한 산소. 다른 옵션도 디버깅되었습니다. 세 번째 단계에서는 Fischer-Tropsch 공정 자체가 수행되며, 여기서 합성 가스 성분을 기반으로 액체 탄화수소의 합성이 발생합니다. 예를 들어, 합성 가스(일산화탄소 CO와 수소 H2의 혼합물)가 200°C로 가열된 환원철(순철 Fe)이 포함된 촉매 위로 통과되면 주로 포화 탄화수소(합성 가솔린)의 혼합물이 형성됩니다.

    합성액체연료 GTL은 1939~45년 제2차 세계대전 당시 석유 부족으로 인해 독일에서 처음으로 대량 생산됐다. 합성은 Co 기반 촉매를 사용하여 170~200°C, 압력 0.1~1 Mn/m2(1~10 am)에서 수행되었습니다. 그 결과 옥탄가가 40-55인 가솔린(Kogazin 1 또는 신틴), 세탄가가 80-100인 고품질 디젤 연료(Kogazin II) 및 고체 파라핀이 얻어졌습니다. 합성 가솔린 1리터당 테트라에틸납 0.8ml를 첨가하면 옥탄가가 55에서 74로 증가했습니다. Fe 기반 촉매를 사용한 합성은 220°C 이상, 1~3 Mn/m2의 압력에서 수행되었습니다. (오전 10-30시). 이러한 조건에서 생산된 합성 가솔린은 일반 구조와 분지형 구조의 올레핀 탄화수소를 60~70% 함유하고 있습니다. 옥탄가는 75-78입니다. 결과적으로, CO와 H2로부터 합성 액체 연료 SLT의 생산은 높은 비용과 사용된 촉매의 낮은 효율성으로 인해 널리 개발되지 않았습니다. 합성 휘발유, 경유 외에 고옥탄가의 연료 성분을 합성해 합성해 첨가해 노크 방지 특성을 높인다. 여기에는 이소부탄을 부틸렌으로 촉매 알킬화하여 얻은 이소옥탄; 폴리머 가솔린 - 프로판-프로필렌 분획 등의 촉매 중합 생성물. Lit.: Rapoport I. B., Artificial liquid Fuel, 2nd ed., M., 1955; Petrov A.D., 자동차 연료 화학, M., 1953; Lebedev N.N., 기본 유기 및 석유화학 합성의 화학 및 기술, M., 1971).

    증기(200°C 이상의 온도)가 다리미 위를 통과합니다.

    온도에 따라 반응기 벽에 다음이 형성됩니다: Fe + H2O = FeO + H2 + 열(녹) 또는 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 열(스케일).

    이는 산업계에서 수소를 생산하기 위한 표준 반응입니다. 사용된 산화철은 다시 철로 환원되어야 합니다.

    이는 다음과 같이 수행됩니다: FeO + CO = Fe + CO2.

    CH(가솔린)가 뜨거운 철에 닿으면 CO가 생성됩니다.

    합성휘발유 일산화탄소의 촉매 수소화에 의해 얻어지며 옥탄가가 낮습니다. 내연기관용 고급 연료를 얻으려면 추가적인 가공 과정을 거쳐야 합니다.

    산업계에서 사용되는 메틸알코올(메탄올)은 주로 천연가스인 메탄을 변환하여 생성되는 합성가스에서 얻습니다. 반응은 산화 아연 및 기타 촉매의 존재 하에 300-600 °C의 온도와 200-250 kgf/cm의 압력에서 수행됩니다: CO + H2 -----> CH3OH

    합성가스로부터 메틸알코올(메탄올)을 생산하는 과정을 단순화된 회로도에 나타내었습니다.

    메탄올과 에탄올의 동족화. 상동화는 유기 화합물이 메틸렌 그룹 CH2를 도입하여 동족체로 전환되는 반응입니다. 1940년에 600atm의 압력에서 산화코발트에 의해 촉매되는 합성 가스와 메탄올의 반응이 처음으로 수행되어 주요 생성물인 에탄올이 생성되었습니다.

    코발트카르보닐 Co2(CO)8을 촉매로 사용하여 반응압력을 250기압까지 낮출 수 있게 되었으며, 메탄올의 에탄올로의 전환율은 70%였으며, 주생성물인 에탄올은 다음과 같은 선택도로 형성되었다. 40%. 반응의 부산물은 아세트알데히드와 아세트산 에스테르입니다. 그 후, 포스핀 리간드를 첨가한 코발트 및 루테늄 화합물 기반의 보다 선택적인 촉매가 제안되었으며, 촉진제인 요오드화물 이온을 도입함으로써 반응을 가속화할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 현재 90%의 에탄올 선택도가 달성되었습니다. 승인 메커니즘은 완전히 확립되지 않았지만 메탄올 카르보닐화 메커니즘에 가깝다고 볼 수 있습니다.

    이소부틸 알코올은 용매로서 이소부틸렌을 생산하는 데 사용되며 고무 산업에서 일부 부유 시약 및 가황 촉진제 생산을 위한 원료로도 사용됩니다.

    산업계에서는 메탄올 합성과 유사하게 이소부틸 알코올이 일산화탄소 CO와 수소 H2로부터 생산됩니다. 반응 메커니즘은 다음과 같은 변환으로 구성됩니다.

    이소부틸 알코올에서 이소부틸렌으로의 탈수는 촉매 반응입니다. 이소부틸 알코올 분자에서 물의 제거는 370°C 및 3-4 atm의 압력에서 발생합니다. 알코올 증기가 촉매 - 정제된 알루미나(활성 산화알루미늄) 위를 통과합니다..


    일반적인 것 중 하나 기술 계획이소부틸 알코올의 탈수에 의한 이소부틸렌 생산은 다음과 같습니다.


    이소부틸렌을 에틸 알코올로 에스테르화하면 가솔린에 산소 함유 첨가제인 환경 친화적인 에틸 tert-부틸 에테르(ETBE)가 생성되며 옥탄가는 112포인트입니다(연구 방법).

    에틸 tert-부틸 에테르 ETBE는 이소부틸렌과 에탄올의 합성 생성물입니다.

    기술 방식은 매우 간단합니다. 열 교환기에서 가열된 원료 구성 요소는 반응기를 통과하여 과도한 열이 제거되고(반응은 발열이 심함) 두 개의 기둥으로 분리됩니다.

    1차 증류탑에서는 반응 혼합물로부터 n-부탄과 부틸렌을 분리한 후 알킬화(이성질화)에 사용되며, 2차 증류탑에서는 상단에서 기성품인 ETBE를, 하단에서 과량의 메탄올을 분리하고, 이는 원시 혼합물로 반환됩니다.

    촉매는 이온 교환 수지(술폰산 양이온 교환기)이고, 전환율은 94%(이소부틸렌의 경우)이며, 생성된 ETBE의 순도는 99%입니다.

    ETBE 1톤당 에탄올(100% 에틸알코올) 360kg과 100% 이소부틸렌 690kg이 소모된다.




    쌀. ETBE 획득 계획:

    1 - 원자로; 2, 3 - 증류탑; 스트림: I - 이소부틸렌; II - 에탄올; III - 부탄 및 부틸렌; IV - ETBE; V - 에탄올 재활용.

    ETBE의 발열량은 가솔린의 발열량보다 낮습니다. ETBE는 가솔린의 고옥탄가 첨가제로 사용되어 DNP를 높이고 촉매 개질 가솔린의 저비점 부분 중 옥탄가 분포를 개선합니다. 최적의 효과는 OC 및 /OC = 85/91인 89-90% 기본 가솔린에 11% ETBE 혼합물을 추가하여 달성되며, 그 후 AI-93 가솔린이 얻어지지만 발열량은 42.70 MJ/kg(첨가제 제외)에서 감소합니다. ) 최대 41.95 MJ/kg.

      아세트산은 분자식 CH3COOH를 갖는 유기 화합물이며 섬유, 페인트, 고무, 플라스틱 등과 같은 다양한 최종 사용자 산업에 사용되는 다양한 화학 물질 제조를 위한 전구체입니다. 주요 응용 분야에는 비닐 아세테이트 단량체(VAM), 정제된 테레프탈산(PTA), 무수 아세트산 및 에스테르 용매(에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트)의 제조가 포함됩니다.

    아세트산 생산업체의 역량: BP Plc(영국), Celanese Corporation(미국), Eastman Chemical Company(미국), Daicel Corporation(일본), Jiangsu Sofo(Group) Co. 주식회사 (중국), LyondellBasell Industries NV(네덜란드), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. 주식회사 (중국), Shanghai Huayi (그룹) 회사 (중국), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. 주식회사 (중국) 및 Kingboard Chemical Holdings Ltd. (홍콩).

     Celanese는 아세틸 제품(거의 모든 주요 산업에 사용되는 아세트산과 같은 화학 중간체)의 세계 최대 생산업체 중 하나입니다. 아세틸 중간체는 전체 매출의 약 45%를 차지합니다. Celanese는 메탄올 카르보닐화 공정(메탄올과 일산화탄소의 반응)을 사용합니다. 반응에 사용된 촉매와 생성된 생성물(아세트산)은 증류를 통해 정제됩니다.

     2013년 1월 Celanese는 백금/주석 촉매를 사용하여 아세트산에서 에탄올을 생산하는 직접적이고 선택적인 공정에 대한 미국 특허(#7863489)를 획득했습니다. 이 특허는 에탄올을 생산하기 위해 촉매 조성물에 수소를 첨가하는 동안 아세트산의 증기상 반응을 사용하여 선택적으로 에탄올을 생산하는 방법을 다루고 있습니다. 본 발명의 한 실시양태에서, 실리카, 흑연, 규산칼슘 또는 알루미노규산염에 지지된 백금/주석 촉매 위에서 아세트산과 수소의 반응은 약 250℃의 온도에서 증기상으로 에탄올을 선택적으로 생성한다.

     아세트산을 통한 에틸알코올 생산 비용과 품질 우위

     미국의 아세트산, 무수 아세트산, 비닐 아세테이트 단량체 가격

     유럽의 아세트산, 무수 아세트산, 비닐 아세테이트 단량체 가격

     아시아 지역의 아세트산, 무수 아세트산, 비닐 아세테이트 단량체 가격

    톱밥은 다양한 알코올을 생산하는 귀중한 원료입니다. 연료로 사용하다.

    다음과 같은 바이오 연료를 사용할 수 있습니다.

    • 자동차 및 오토바이 가솔린 엔진;
    • 발전기;
    • 가정용 가솔린 장비.

    주요 문제톱밥에서 바이오연료를 생산할 때 극복해야 할 문제는 가수분해, 즉 셀룰로오스를 포도당으로 전환시키는 것이다.

    셀룰로오스와 포도당은 탄화수소라는 동일한 기초를 가지고 있습니다. 그러나 한 물질을 다른 물질로 변환하려면 다양한 물리적, 화학적 과정이 필요합니다.

    톱밥을 포도당으로 전환하는 주요 기술은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

    • 산업의, 필요 복잡한 장비그리고 값비싼 재료들;
    • 집에서 만든, 복잡한 장비가 필요하지 않습니다.

    가수분해 방법에 관계없이 톱밥은 최대한 분쇄해야 합니다. 이를 위해 다양한 분쇄기가 사용됩니다.

    어떻게 더 작은 크기톱밥, 더 효율적나무가 설탕과 다른 성분으로 분해됩니다.

    더 찾아보세요 자세한 정보톱밥 분쇄 장비에 대한 정보는 여기에서 찾을 수 있습니다: . 톱밥에는 다른 준비가 필요하지 않습니다.

    공업적 방식

    톱밥을 수직 호퍼에 부은 다음 황산 용액을 붓는다(40%)를 중량비로 1:1로 넣고 단단히 밀봉한 후 200~250도의 온도로 가열합니다.

    톱밥은 계속 저어주면서 60~80분 동안 이 상태를 유지합니다.

    이 시간 동안 가수분해 과정이 일어나고 물을 흡수하는 셀룰로오스가 포도당과 기타 성분으로 분해됩니다.

    이 작업의 결과로 얻은 물질 필터, 포도당 용액과 황산의 혼합물을 얻습니다.

    정제된 액체를 별도의 용기에 붓고 분필 용액과 혼합합니다. 산을 중화하다.

    그런 다음 모든 것이 필터링되어 다음을 얻습니다.

    • 유독성 폐기물;
    • 포도당 용액.

    결함이 방법은 다음과 같습니다.

    • 장비를 만드는 재료에 대한 높은 요구 사항;
    • 산 재생에 대한 높은 비용,

    따라서 널리 사용되지 않았습니다.

    또한 적은 비용 방법 , 여기에는 0.5-1% 강도의 황산 용액이 사용됩니다.

    그러나 효과적인 가수분해를 위해서는 다음이 필요합니다.

    • 고압(10~15기압);
    • 160-190도까지 가열합니다.

    이 과정은 70~90분 정도 소요됩니다.

    이러한 공정을 위한 장비는 저렴한 재료로 만들 수 있는데, 그 이유는 그러한 묽은 산 용액이 위에서 설명한 방법에 사용된 것보다 덜 공격적이기 때문입니다.

    ㅏ 15기압은 위험하지 않아요기존 화학 장비의 경우에도 많은 공정이 고압에서 발생하기 때문입니다.

    두 가지 방법 모두 강철, 밀봉된 용기 사용내산성 벽돌이나 타일로 내부에서 늘어선 최대 70m3의 부피.

    이 라이닝은 금속이 산과 접촉하는 것을 방지합니다.

    용기의 내용물은 뜨거운 증기를 공급하여 가열됩니다.

    상단에는 배수 밸브가 설치되어 필요한 압력으로 조정됩니다. 따라서 과도한 증기가 대기 중으로 빠져나갑니다. 나머지 증기는 필요한 압력을 생성합니다.

    두 가지 방법 모두 동일한 화학 공정을 포함합니다.. 황산의 영향으로 셀룰로오스 (C6H10O5)n은 물 H2O를 흡수하여 포도당 nC6H12O6, 즉 다양한 설탕의 혼합물로 변합니다.

    정제 후 이 포도당은 바이오 연료를 생산하는 것뿐만 아니라 다음을 생산하는 데에도 사용됩니다.

    • 음주와 기술 술;
    • 사하라;
    • 메탄올.

    두 방법 모두 모든 종의 목재를 가공할 수 있으므로 만능인.

    톱밥을 알코올로 가공하는 부산물로 리그닌이 얻어집니다 - 접착 물질 :

    • 펠릿;
    • 연탄

    따라서 리그닌은 목재 폐기물로 펠렛과 연탄을 생산하는 기업 및 기업가에게 판매될 수 있습니다.

    또 다른 가수분해의 부산물은 푸르푸랄입니다.이것은 유성 액체로 목재 가공에 효과적인 방부제입니다.

    Furfural은 다음 용도로도 사용됩니다:

    • 오일 정화;
    • 식물성 기름 정제;
    • 플라스틱 생산;
    • 항진균제 생성.

    톱밥을 산으로 처리하는 동안 유독가스가 방출된다, 그 이유는 다음과 같습니다.

    • 모든 장비는 환기가 잘 되는 작업장에 설치해야 합니다.
    • 근로자는 보안경과 호흡기를 착용해야 합니다.

    중량 기준 포도당 수율은 톱밥 중량의 40~60%이나 다량의 수분과 불순물을 고려하면 제품의 무게가 원재료의 원래 무게보다 몇 배 더 큽니다..

    증류 과정에서 과도한 물이 제거됩니다.

    리그닌 외에도 두 공정의 부산물은 다음과 같습니다.

    • 설화 석고;
    • 테레빈,

    약간의 이익을 위해 팔 수 있는 것입니다.

    포도당 용액의 정제

    청소는 여러 단계로 수행됩니다.

    1. 기계 청소분리기를 사용하여 용액에서 리그닌을 제거합니다.
    2. 치료분필 우유는 산을 중화시킵니다.
    3. 옹호제품을 포도당과 탄산염의 액체 용액으로 분리한 다음 설화석고를 얻는 데 사용합니다.

    다음은 Tavda시의 가수분해 공장에서 목재 가공의 기술 주기에 대한 설명입니다( 스베르들롭스크 지역).

    홈 메소드

    이것 더 쉬운 방법, 하지만 평균 2년이 걸립니다. 톱밥을 큰 더미에 붓고 넉넉하게 물을 뿌린 후:

    • 뭔가로 덮다;
    • 썩어 버렸습니다.

    더미 내부의 온도가 상승하고 가수분해 과정이 시작됩니다. 셀룰로오스는 포도당으로 전환됩니다., 발효에 사용될 수 있습니다.

    이 방법의 단점사실 저온에서는 가수분해 과정의 활동이 감소하고 음의 온도에서는 완전히 멈춥니다.

    따라서 이 방법은 따뜻한 지역에서만 효과적이다.

    게다가, 가수분해 과정이 부패로 변질될 가능성이 높습니다., 그 때문에 포도당이 아니라 슬러지가 되며 모든 셀룰로오스는 다음과 같이 변합니다.

    • 이산화탄소;
    • 소량의 메탄.

    때로는 산업용 설비와 유사한 설비가 주택에 건설되는 경우도 있습니다. . 그들은 스테인레스 스틸로 만들어졌으며 결과없이 약한 황산 용액의 영향을 견딜 수 있습니다.

    내용물을 가열하세요다음을 사용하는 이러한 장치:

    • 모닥불 (모닥불);
    • 뜨거운 공기나 증기가 순환하는 스테인리스 스틸 코일.

    증기나 공기를 용기에 펌핑하고 압력계 판독값을 모니터링하여 용기의 압력을 조정합니다. 가수분해 과정은 5기압의 압력에서 시작되지만 7~10기압의 압력에서 가장 효율적으로 흐른다.

    그런 다음 산업 생산과 마찬가지로 다음을 수행합니다.

    • 리그닌에서 용액을 청소하십시오.
    • 분필 용액을 사용하여 처리됩니다.

    그 후, 포도당 용액을 침전시키고 효모를 첨가하여 발효시킵니다.

    발효 및 증류

    포도당 용액으로 발효시키기 위해 일반 효모를 추가발효 과정을 활성화시키는 것입니다.

    이 기술은 기업과 집에서 톱밥으로 알코올을 생산할 때 모두 사용됩니다.

    발효기간 5~15일, 다음에 따라:

    • 기온;
    • 목재 종.

    발효 과정은 형성되는 이산화탄소 기포의 양에 따라 제어됩니다.

    발효 중에 다음과 같은 화학적 과정이 발생합니다. 포도당 nC6H12O6은 다음과 같이 분해됩니다.

    • 이산화탄소(2CO2);
    • 알코올(2C2H5OH).

    발효가 완료된 후 재료는 증류된다– 70~80도까지 가열하고 배기 증기를 냉각합니다.

    이 온도에서 용액에서 증발:

    • 알코올;
    • 에테르,

    물과 수용성 불순물이 남습니다.

    • 증기 냉각;
    • 알코올 응축

    코일을 사용하다찬물에 담그거나 찬 공기로 냉각시킵니다.

    을 위한 힘 증가 완제품 2~4번 더 증류하여 온도를 점차적으로 50~55도까지 낮춥니다.

    결과물의 강도 알코올 측정기를 사용하여 결정,누가 평가하는가 비중물질.

    증류 생성물은 바이오 연료로 사용될 수 있습니다 강도가 80% 이상인 경우. 약한 제품에는 물이 너무 많이 포함되어 있어 장비가 효과적으로 작동하지 않습니다.

    톱밥에서 얻은 알코올은 달빛과 매우 유사하지만 음주에는 사용할 수 없습니다.강한 독인 메탄올 함량이 높기 때문입니다. 또한 다량의 퓨젤 오일은 완제품의 맛을 손상시킵니다.

    메탄올을 청소하려면 다음을 수행해야 합니다.

    • 60도 온도에서 1차 증류를 수행하고;
    • 결과물의 처음 10%를 배출합니다.

    증류 후에 남는 것은 다음과 같습니다.

    • 무거운 테레빈유 분획;
    • 효모 덩어리, 이는 다음 배치의 포도당을 발효하고 사료 효모를 생산하는 데 모두 사용할 수 있습니다.

    어떤 곡물보다 영양가가 높고 건강에 좋기 때문에 쉽게 구입할 수 있습니다. 전원크고 작은 가축을 사육합니다.

    바이오연료의 응용

    휘발유에 비해 바이오 연료(재활용 폐기물로 만든 알코올)에는 장점과 단점이 모두 있습니다.

    여기 주요 이점:

    • 높은(105-113) 옥탄가;
    • 낮은 연소 온도;
    • 유황 부족;
    • 더 싼 가격.

    옥탄가가 높기 때문에 압축률 증가, 엔진의 출력과 효율을 높입니다.

    낮은 연소 온도:

    • 서비스 수명 증가밸브와 피스톤;
    • 엔진 가열을 줄인다최대 전력 모드에서.

    유황이 없기 때문에 바이오 연료 공기를 오염시키지 않는다그리고 엔진오일의 수명을 단축시키지 않습니다., 황산화물은 오일을 산화시켜 오일의 특성을 악화시키고 수명을 단축시키기 때문입니다.

    상당히 낮은 가격(소비세 제외)으로 인해 바이오연료는 가계 예산을 크게 절약해 줍니다.

    바이오연료는 결함:

    • 고무 부품에 대한 공격성;
    • 낮은 연료/공기 질량 비율(1:9);
    • 낮은 변동성.

    바이오연료 고무 씰이 손상됨따라서 엔진을 알코올로 작동하도록 변환하면 모든 고무 씰이 폴리우레탄 부품으로 교체됩니다.

    연료 대 공기 비율이 낮기 때문에 바이오 연료를 정상적으로 작동하려면 다음이 필요합니다. 연료 시스템을 재구성하고,즉, 기화기에 더 큰 제트를 설치하거나 인젝터 컨트롤러를 다시 플래시하는 것입니다.

    증발량이 적기 때문에 차가운 엔진을 시동하기가 어렵습니다.영하 10도 이하의 온도에서.

    이 문제를 해결하기 위해 바이오연료를 휘발유와 7:1 또는 8:1의 비율로 희석합니다.

    휘발유와 바이오 연료를 1:1 비율로 혼합하여 작동하려면 엔진을 개조할 필요가 없습니다.

    알코올이 더 많으면 다음을 수행하는 것이 좋습니다.

    • 모든 고무 씰을 폴리우레탄 씰로 교체하십시오.
    • 실린더 헤드를 갈기.

    압축비를 높이려면 연삭이 필요합니다. 더 높은 옥탄가 실현. 이러한 수정이 없으면 휘발유에 알코올을 첨가하면 엔진의 출력이 손실됩니다.

    발전기나 가정용 휘발유 기기에 바이오 연료를 사용하는 경우 고무 부품을 폴리우레탄 부품으로 교체하는 것이 바람직합니다.

    이러한 장치에서는 약간의 전력 손실이 연료 공급 증가로 보상되기 때문에 헤드를 갈지 않고도 할 수 있습니다. 게다가, 기화기나 인젝터를 재구성해야 합니다., 모든 연료 시스템 전문가가 이를 수행할 수 있습니다.

    바이오 연료 사용 및 이를 사용하여 작동하는 엔진 수정에 대한 자세한 내용은 이 기사(바이오 연료 사용)를 참조하세요.

    주제에 관한 비디오

    이 비디오에서 톱밥으로 알코올을 만드는 방법을 볼 수 있습니다.

    결론

    톱밥에서 알코올 생산 - 어려운 과정, 여기에는 많은 작업이 포함됩니다.

    저렴하거나 무료 톱밥이 있는 경우 바이오 연료를 자동차 탱크에 부으면 휘발유보다 생산 비용이 훨씬 저렴하기 때문에 많은 비용을 절약할 수 있습니다.

    이제 바이오 연료로 사용되는 톱밥에서 알코올을 얻는 방법과 이를 집에서 수행하는 방법을 알게 되었습니다.

    또한 다음 사항에 대해 알아보았습니다. 부산물, 이는 톱밥을 바이오 연료로 가공하는 동안 발생합니다. 이러한 제품은 비록 작지만 여전히 이익을 얻을 수 있습니다.

    덕분에 톱밥 바이오연료 사업이 매우 수익성이 높은, 특히 자신의 운송에 연료를 사용하고 주류 판매에 대한 소비세를 지불하지 않는 경우.

    접촉 중

    이 설명을 사용하여 얻은 액체는 메탄올입니다. 메틸(목재) 알코올이라고도 알려져 있으며 화학식은 CH 3 OH입니다.

    순수한 형태의 메탄올은 용매로 사용되며 자동차 연료에 대한 고옥탄가 첨가제로 사용될 뿐만 아니라 직접적으로 고옥탄가 연료(옥탄가 => 115)로도 사용됩니다.

    이것은 경주용 오토바이와 자동차의 탱크를 채우는 데 사용되는 것과 동일한 "가솔린"입니다.

    외국 연구에 따르면 메탄올로 작동하는 엔진은 우리가 익숙한 휘발유를 사용할 때보 다 몇 배 더 오래 지속되며 일정한 작업량으로 출력이 20 % 증가합니다.

    이 연료를 사용하는 엔진의 배기가스 배출은 환경친화적이며 독성 테스트 결과 유해 물질이 검출되지 않습니다.

    이 연료를 생산하는 장치는 소형이며, 제작이 쉽고, 특별한 지식이나 부족한 부품이 필요하지 않으며, 작동에 문제가 없습니다. 성능은 크기를 포함한 다양한 이유에 따라 달라집니다.

    아래에 다이어그램과 조립 설명이 나와 있는 장치는 반응기 직경이 75mm에 불과하며 시간당 3리터의 최종 연료를 생산합니다. 또한 전체 구조의 무게는 약 20kg이며 대략 높이 20cm, 길이 50cm, 너비 30cm입니다.

    공정의 화학

    우리는 화학 공정의 변형에 대해 깊이 다루지 않을 것이며 계산의 단순화를 위해 다음과 같이 가정할 것입니다. 정상적인 조건(20°C 및 760 mmHg) 합성 가스는 다음 공식에 따라 메탄으로부터 얻어집니다.

    2CH4+O2->2CO+4H2+16.1kcal,

    44.8 리터의 메탄과 22.4 리터의 산소, 44.8 리터의 일산화탄소와 89.6 리터의 수소가 나오고 다음 공식에 따라 이러한 가스로부터 메탄올을 얻습니다.

    CO + 2H 2<=>CH3오

    22.4 l의 일산화탄소와 44.8 l의 수소에서 12 g (C) + 3 g (H) + 16 g (O) + 1 g (H) = 32 g의 메탄올이 나옵니다.

    이는 산술 법칙에 따르면 22.4리터의 메탄에서 32g의 메탄올이 나오거나 대략 다음과 같습니다. 1입방미터의 메탄이 합성됩니다. 1.5kg 100% 메탄올(이것은 ~ 2 리터입니다).

    실제로는 1m3부터 국내 조건의 효율성이 낮기 때문입니다. 천연 가스를 사용하면 최종 제품이 1리터 미만이 됩니다(이 옵션의 경우 한도는 1l/h입니다!).

    2011년 가격은 1입방미터입니다. 러시아의 가정용 가스는 3.6-3.8 루블이며 지속적으로 증가하고 있습니다. 메틸 알코올의 발열량이 휘발유의 두 배라는 점을 고려하면 7.5 루블에 해당하는 가격을 얻습니다. 마지막으로 8루블까지 올립니다. 기타 비용 - 이메일. 에너지, 물, 촉매, 가스 정화 – 여전히 휘발유보다 훨씬 저렴하며 어떤 경우에도 "게임은 촛불의 가치가 있습니다"를 의미합니다!

    이 연료의 가격에는 설치 비용이 포함되어 있지 않습니다. 대안적인 견해연료에는 항상 투자 회수 기간이 필요함) 이 경우가격은 생산성, 공정 자동화 및 제조 인력에 따라 5~5만 루블 범위입니다.

    ~에 자기 조립, 비용은 최소 2, 최대 10 tr입니다. 돈의 대부분은 방향을 바꾸는 데 쓰일 것입니다. 용접 작업, 압축기 준비 (결함이있는 냉장고에서 사용할 수 있으면 더 저렴할 것입니다) 및이 장치를 조립하는 재료에 사용됩니다.

    주의: 메탄올은 유독합니다.끓는점이 65°C인 무색 액체로 일반 마시는 알코올과 비슷한 냄새가 나며 물 및 많은 유기 액체와 모든 면에서 섞입니다. 50밀리리터의 메탄올은 치명적입니다. 소량의 경우 메탄올 분해 생성물에 중독되면 시력이 상실될 수 있습니다.

    장치의 작동 원리 및 작동

    장치의 기능 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1.

    수돗물은 "물 입구"(15)에 연결되고 더 나아가 두 개의 흐름으로 나뉩니다. 하나의 흐름(필터에 의해 유해한 불순물로부터 청소됨)과 수도꼭지(14)를 통해 구멍(C)이 믹서로 들어갑니다. (1), 다른 하나는 수도꼭지(4)와 구멍(G)을 거쳐 냉장고(3)로 들어가고, 이 흐름을 통과하여 합성가스와 메탄올 응축수를 냉각시키는 물이 구멍(Y)을 통해 빠져나온다.

    황 불순물과 냄새 나는 냄새 물질로부터 정제된 국내 천연 가스는 "가스 유입구" 파이프라인(16)에 연결됩니다. 다음으로, 가스는 구멍(B)을 통해 혼합기(1)로 들어가고, 여기서 수증기와 혼합된 후 버너(12)에서 100~120°C의 온도로 가열됩니다. 그런 다음 혼합기(1)에서 구멍(D)을 통해 가열된 가스와 수증기 혼합물이 구멍(B)을 통해 반응기(2)로 들어갑니다.

    반응기(2)는 촉매 1번으로 채워져 있습니다. 질량 분율: NiO(산화니켈) 25% 및 Al 2 O 3(산화알루미늄) 60%, 나머지 15% CaO(생석회) 및 기타 불순물, 촉매 활성 - 잔류 증기:가스 = 2:1의 부피 비율로 최소 90%의 메탄을 함유하고 황 화합물로부터 완전히 정제된 탄화수소 가스(메탄) 증기로 변환하는 동안의 부피 분율 메탄:

    500°C에서 - 37%
    700°C에서 - 5%.

    반응기에서는 버너(13)로 가열하여 얻은 약 700°C의 온도의 영향으로 합성 가스가 형성됩니다. 다음으로, 가열된 합성가스는 구멍(E)을 통해 냉장고(3)로 들어가는데, 여기서 30~40℃ 이하의 온도로 냉각되어야 한다. 그런 다음 냉각된 합성가스는 구멍(I)을 통해 냉장고를 떠나고 구멍(M)을 통해 압축기(5)로 들어가며, 이는 모든 가정용 냉장고의 압축기로 사용할 수 있습니다.

    다음은 5~10기압의 압축합성가스이다. 관통 구멍(H)은 압축기에서 나가고 관통 구멍(O)은 반응기(6)로 들어갑니다. 반응기(6)는 구리 80%와 아연 20%로 구성된 촉매 2번으로 채워져 있습니다.

    장치의 가장 중요한 단위인 이 반응기에서는 메탄올 증기가 형성됩니다. 반응기의 온도는 270°C를 초과해서는 안 되며 온도계(7)로 제어하고 탭(4)으로 조정할 수 있습니다. 온도는 200~250°C 이하로 유지하는 것이 좋습니다.

    그런 다음 메탄올 증기와 미반응 합성가스는 구멍(P)을 통해 반응기(6)에서 빠져나와 구멍(L)을 통해 냉동기(W)로 들어가고, 여기서 메탄올 증기가 응축되어 구멍(K)을 통해 냉동기에서 나옵니다.

    다음으로, 응축수와 미반응 합성가스는 구멍(U)을 통해 응축기(8)로 들어가고, 거기에 완성된 메탄올이 쌓이고, 구멍(P)과 탭(9)을 통해 응축기에서 용기로 배출된다.

    응축기(8)의 구멍(T)은 응축기의 압력을 모니터링하는 데 필요한 압력 게이지(10)를 설치하는 데 사용됩니다. 주로 탭(11)을 사용하고 부분적으로 탭(9)을 사용하여 5-10기압 이상으로 유지됩니다.

    응축기에서 미반응 합성가스를 빠져나가기 위해서는 구멍(X)과 탭(11)이 필요하며, 이 합성가스는 구멍(A)를 통해 혼합기(1)로 다시 재순환되지만, 실습에서 알 수 있듯이 출력된 가스는 연소되어야 합니다. 심지에 넣고 시스템으로 다시 들어가지 않도록 합니다. 예, 이렇게 하면 효율성이 떨어지지만 설정이 크게 단순화됩니다.

    가스가 없는 순수한 액체 메탄올이 지속적으로 나오도록 탭(9)을 조정합니다.

    응축기의 메탄올 수준이 감소하는 것보다 증가하는 것이 더 좋습니다. 그러나 가장 최적의 경우는 메탄올 수준이 일정할 때입니다(내장 유리나 다른 방법으로 제어할 수 있음).

    탭(14)은 메탄올에 물이 없고 혼합기에서 증기가 형성되도록 조정됩니다.

    장치 시작

    현재 가스 접근이 열려 있고 물(14)이 닫혀 있으며 버너(12), (13)가 작동 중입니다. 탭(4)이 완전히 열리고, 압축기(5)가 켜져 있고, 탭(9)이 닫히고, 탭(11)이 완전히 열립니다.

    그런 다음 물 접근을 위해 수도꼭지(14)를 열고 수도꼭지(11)를 사용하여 응축기의 필요한 압력을 조절하고 압력 게이지(10)로 모니터링합니다. 하지만 어떤 경우에도 수도꼭지(11)를 완전히 닫지 마세요!!!

    다음으로, 약 5분 후에 수도꼭지(14)와 불이 켜진 버너(21)를 사용하여 반응기(6)의 온도를 200~250°C로 높입니다. 그 후에는 버너(21)가 꺼집니다. 왜냐하면 예열에만 필요하기 때문입니다. 메탄올은 열을 방출하면서 합성됩니다. 그런 다음 탭(9)을 약간 열어서 메탄올 흐름이 흘러나오게 합니다. 지속적으로 흐르면 탭(9)을 조금 더 열고, 가스와 혼합된 메탄올이 흐르면 ​​탭(14)을 엽니다.

    일반적으로 장치에 설정된 생산성이 높을수록 좋습니다.

    이 장치는 스테인레스 스틸이나 철로 만드는 것이 좋습니다. 모든 부품은 파이프로 만들어졌으며 얇은 연결 파이프로 사용할 수 있습니다. 냉장고에서는 X:Y=4 비율을 유지해야 합니다. 즉, 예를 들어 X+Y=300mm이면 X는 240mm, Y는 60mm와 같아야 합니다. 240/60=4. 냉장고의 한쪽 또는 다른쪽에 맞는 회전이 많을수록 좋습니다.

    모든 탭은 가스 용접 토치에서 사용됩니다. 탭 (9) 및 (11) 대신 가정용 가스 실린더의 감압 밸브나 가정용 냉장고의 모세관을 사용할 수 있습니다.

    혼합기(1)와 반응기(2)는 수평 위치에서 가열됩니다(그림 참조).

    글쎄, 그게 전부일 것입니다. 결론적으로, 가정에서 자동차 연료를 생산하기 위한 보다 진보적인 설계가 1992-93년에 Priority 잡지의 여러 호에 게재되었다는 점을 덧붙이고 싶습니다.
    №1-2 — 일반 정보천연가스로부터 메탄올을 생산하는 과정.
    3-4번 - 메탄을 메탄올로 처리하는 공장 도면.
    5-6 번 - 설치, 안전 조치, 제어, 장비 켜기 지침.


    그림 1 - 개략도기구


    그림 2 - 믹서


    그림 3 - 반응기


    그림 4 - 냉장고


    그림 5 - 커패시터


    그림 6 - 반응기

    Igor Kvasnikov의 추가 사항

    우연히 검색 엔진에서 귀하의 출판물을 발견하고 그 내용에 큰 관심을 갖게 되었습니다. 간단한 검토 후에 저자가 작성한 부정확한 내용이 즉시 드러났습니다.

    "메탄올"에 대한 정보는 1991, 92, 93년 잡지 "Priority"에 게재되었습니다. , 그러나 완전히 완성된 프로젝트게시된 적이 없습니다(구독자를 위한 약속된 촉매제가 압착되었습니다).

    이 숫자에는 원자로의 그림이 포함되어 있습니다. 전기 다이어그램컨트롤 및 쿨러 디자인 이후 Mr. Vaks(기사 작성자)는 정중하게 사과하고 추가 출판이 중단될 것이라고 말했습니다. 소련 보안군의 요청에 따라이 설치를 반복하고 싶은 사람들의 창의성 분야는 무한합니다. 그림 1(a) - 수정된 장치 다이어그램

    1단계 - 앞에서 언급했듯이 가스와 물은 반응기 2와 6의 촉매를 즉시 중독시키지 않도록 가정용 필터를 사용하거나 증류기를 사용하여 정화해야 합니다. 보다 정확하게는 증기:가스 비율을 2:1로 준수하십시오. 미반응 생성물이 1단계로 되돌아가는 일이 없어야 합니다.

    2단계 - 메탄 변환은 t=~400°C에서 시작되지만 이렇게 낮은 t°C에서는 변환된 가스의 비율이 낮아서 가장 최적인 t=700°C이므로 열전대를 사용하여 제어하는 ​​것이 좋습니다.

    반응기와 냉장고 뒤에는 압력계(10)와 25~35atm의 압력으로 설정된 감압 밸브(11)가 설치되어 있습니다(압력 선택은 촉매의 마모 정도에 따라 다름). 충분한 합성 가스 압력을 펌핑하려면 냉장고의 압축기 2개를 사용하는 것이 좋습니다.

    응축기(8)를 원통형이 아닌 원뿔형(메탄올 증발 영역을 줄이기 위해 수행됨)으로 만들고 메탄올 수준을 모니터링하기 위한 창을 만드는 것이 좋습니다. 반응 생성물은 Ø 8 mm 튜브(u)를 사용하여 원뿔 위에서 공급됩니다.

    튜브는 조절 출구(P) 아래 10mm 원뿔형 용기로 내려갑니다.

    미반응 합성가스는 콘의 상단에 용접된 Ø 5mm 튜브(x)를 통해 배출되며, 이 튜브를 통해 빠져나가는 가스는 끝에서 연소되어 불꽃이 콘 용기로 빠져나가는 것을 방지합니다. 튜브 끝부분은 구리선으로 채워져 있습니다.

    메탄올 수준은 용기 전체 높이의 2/3로 유지됩니다. 이를 위해 투명한 창을 만드는 것이 좋습니다. 100% 안전을 보장하기 위해 출력 심지에 열전대를 장착할 수 있습니다. 이 신호는 (화염이 없기 때문에) 설비에 대한 가스 공급을 자동으로 차단합니다. 현대 가스 스토브의 모든 조절기는 이러한 목적에 적합합니다. .

    천연가스로부터 메탄올(목주알)을 생산하는 촉매방법이 자세히 기술되어 있다.