Plan biznesowy 

Czy alkohol wytwarza się z trocin? Produkcja alkoholu etylowego z trocin

Obecnie sporo osób robi domowy likier, ale niektóre napoje wymagają obecności elementu alkoholowego. Produkcja alkoholu w domu nie jest bardzo pracochłonna. Aby to zrobić, musisz znać i wziąć pod uwagę niektóre aspekty i zasady wytwarzania alkoholu metylowego.

Przede wszystkim do produkcji metanolu konieczna jest obecność zboża. W roli roślin zbożowych w w tym przypadku może występować kukurydza i pszenica. Można również użyć ziemniaków i skrobi. Ale, jak wiadomo, podczas interakcji z substancją skrobia nie daje żadnej reakcji. W celu wytworzenia pierwiastka chemicznego stosuje się metodę słodzenia. A żeby go osłodzić potrzebne są pewne enzymy, które są obecne w słodzie. Wytwarzając etanol ze zboża bez zanieczyszczeń chemicznych, obserwuje się uzysk produktu naturalnego.

Technologia produkcji metanolu

Technologia produkcji chemikaliów alkoholowych w domu może składać się z kilku etapów.

Poniżej znajdują się najważniejsze:

  1. Produkcja metanolu przy użyciu słodu. Ziarna roślin uprawnych należy kiełkować w małych pojemnikach i są one rozproszone w jednej warstwie, do około trzech centymetrów. Pamiętaj, że wstępnie porośnięte ziarna należy potraktować roztworem nadmanganianu potasu. Po przetworzeniu nasiona umieszcza się w pojemniku i zwilża wodą. Należy wziąć pod uwagę obecność promienie słoneczne lub wystarczalność światła zależy bezpośrednio od szybkości kiełkowania ziarna. Pojemnik powinien być przykryty materiałem polietylenowym lub cienkim szkłem, czyli powinien być wystarczająco przezroczysty. W przypadku zmniejszenia się ilości wody należy ją dodać.
  2. Kolejny etap: przetwarzanie skrobi. W pierwszej kolejności ekstrahujemy skrobię z produktu selekcjonowanego do produkcji etanolu. W tym przypadku są to ziemniaki. Lekko zepsute ziemniaki należy gotować, aż z wody zacznie tworzyć się pasta. Następnie czekamy, aż produkt ostygnie, w międzyczasie mielimy słód. Następnie wymieszaj oba produkty. Następnie następuje zabieg rozszczepiania skrobi, który należy przeprowadzić w temperaturze co najmniej 60˚ C. Teraz mieszaninę umieszcza się w misce z gorącą wodą i pozostawia na 1 godzinę. Po upływie tego czasu produkt całkowicie ostygnie.
  3. Etap fermentacji. Jak wiadomo, fermentacja charakteryzuje się obecnością pierwiastków zawierających w alkoholu. Jednak zacieru nie można nazwać napojem alkoholowym. Po ostygnięciu mieszaniny dodaje się drożdże, które mogą reagować nawet w temperaturze pokojowej. Jeśli jednak temperatura wzrośnie, fermentacja produktu w naturalny sposób nastąpi szybciej. W przypadku znacznej upału procedura fermentacji zakończy się po trzech dniach. Jednocześnie z produktu można wyczuć delikatny zapach zboża.
  4. Kolejnym etapem jest destylacja. Jak jest produkowany? W tym celu do produkcji alkoholu w domu służy specjalny aparat.
  5. Ostatnim etapem jest technologia czyszczenia. Można powiedzieć, że alkohol metylowy jest gotowy, ale zauważa się, że ciecz nie jest przezroczysta. Dlatego właśnie odbywa się sprzątanie. Odbywa się to poprzez dodanie roztworu nadmanganianu potasu. Alkohol metylowy w tej formie pozostawić na jeden dzień, następnie przefiltrować – produkt gotowy.

Jak widać technologia wytwarzania domowego alkoholu jest dość prosta i nie wymaga dodatkowego wysiłku.

Produkcja substancji etanolowej z trocin

W ostatnich latach znacznie zmniejszyła się ilość surowców kopalnych, które można wykorzystać do produkcji alkoholu etylowego. Brakuje zbóż. Jednak produkcja alkoholu z trocin nie jest najgorszą opcją, ponieważ surowiec ten jest stale odnawiany przez lata.

Jednak wytworzenie substancji z trocin wymaga pewnych umiejętności, a ponadto producent musi posiadać specjalny sprzęt, bez którego produkcja etanolu będzie pracochłonna. Produkcja alkoholu z trocin w warunkach domowych jest bardzo popularna i nie wymaga wysokich kosztów.

Jak wiadomo, własnego wyprodukowanego etanolu nie porównuje się z wersją fabryczną. Produkty wykonane w warunkach komercyjnych charakteryzują się wyższą jakością, ponieważ każdy składnik jest wyjątkowy. O wiele łatwiej jest wyprodukować alkohol z trocin!

Jak zrobić produkt alkoholowy w domu?

Produkcja alkoholu etylowego w domu odbywa się za pomocą specjalnego aparatu. Urządzenie to jest w stanie przeprowadzić procedurę rozszczepiania określonych pierwiastków, a także przeprowadzić pomiędzy nimi reakcje chemiczne. Konwencjonalne urządzenia do produkcji napojów alkoholowych mogą wyglądać jak mini fabryki. Można zrobić z nich dowolne rodzaje napoje alkoholowe.

Badanie technologii wytwarzania substancji etylowej jest dość proste, a produkt okazuje się wysokiej jakości. Co możesz dzięki temu zyskać? Po pierwsze, są to produkty alkoholowe z wysoka jakość, a po drugie, zwrot kosztów własnych następuje całkowicie, co wymaga specjalnego aparatu.

Przykładowo, jeśli zużyje się 20 kg cukru, otrzyma się do 12 litrów alkoholu. W tym przypadku zawartość metanolu sięga aż 96%. Z tego obliczenia wychodzi 25 półlitrowych butelek wódki. Ponadto energia elektryczna zużywana przez urządzenie zostanie wydana około 25 kW.

Sprzęt taki jest w stanie wykorzystać wszystkie załadowane produkty zgodnie z ich przeznaczeniem. Powstały w wyniku pierwszej obróbki produkt nie nadający się do picia, może być stosowany jako środek czyszczący do powierzchni szklanych i okien. Możesz także samodzielnie zainstalować takie urządzenie niezbędne diagramy i rysunki. Taki sprzęt z łatwością poradzi sobie z produkcją alkoholu metylowego.

Sprzęt do produkcji wyrobów alkoholowych ma pewne zasady działania. Urządzenie posiada specjalną szyjkę, która napełnia zbiornik niezbędnym płynem. W postaci takiej cieczy zacier może działać. Za pomocą palników grzewczych produkt podgrzewa się do temperatury wrzenia. Następnie urządzenie i sprzęt należy przenieść do trybu normalnego.

Następnie następuje chłodzenie poprzez komorę chłodniczą z dodatkowym oczyszczeniem pary ze zbędnych zanieczyszczeń. Oczyszczona substancja dostaje się do zbiornika, a opary trafiają do lodówki, gdzie są schładzane do stanu ciekłego. Urządzenie do produkcji alkoholu jest w stanie wyprodukować ustalony standard. Rezultatem tej procedury jest wysokiej jakości alkohol.

W dzisiejszych czasach wiele osób wie, jak wytworzyć metanol nawet własnymi rękami w domu. Przygotowują także alkohol z trocin. To produkcja alkoholu z trocin uważana jest za najprostszą i najbardziej ekonomiczną ze wszystkich znanych dziś metod. Jednocześnie tylko na pierwszy rzut oka wydaje się to skomplikowane i czasochłonne. W rzeczywistości powtórzenie tego procesu będzie dość proste nawet dla początkującego. Najważniejsze jest poznanie wszystkich podstawowych zasad wytwarzania alkoholu metylowego, a także wzięcie pod uwagę niektórych sztuczek procedury, które profesjonaliści ujawniają każdemu. Standardowa technologia produkcji danej substancji chemicznej w domu zwykle składa się z kilku głównych etapów. Najpierw ze zbóż uzyskuje się słód, następnie z lekko zepsutych ziemniaków gotuje się pastę, co powoduje przeróbkę skrobi.

Kolejnym etapem jest fermentacja. Na nim drożdże są już dodane do wcześniej przygotowanej mieszanki. Im wyższa temperatura środowisko, tym szybciej uda się pokonać omawiany etap. Ale jest w stanie ukończyć sam, nawet w normalnych warunkach naturalnych. Oczywiście, jeśli wybrano drożdże wysokiej jakości. Poprzednia Ostatni etap zwaną „destylacją”. Można go nazwać najbardziej pracochłonnym i czasochłonnym. Ten etap zawsze wymaga specjalnego aparatu, który, nawiasem mówiąc, współcześni rzemieślnicy mogą z łatwością wykonać własnymi rękami. I na koniec pozostaje tylko sprzątanie. To już ostatni etap domowej produkcji alkoholu. Produkt jest już prawie gotowy, jednak brakuje mu pożądanej przezroczystości. Można to osiągnąć za pomocą najpopularniejszego nadmanganianu potasu, z którym płyn podaje się w infuzji przez 24 godziny. Na koniec pozostaje już tylko przefiltrować produkt.

Ponieważ ostatnio ilość surowców kopalnych nadających się do produkcji alkoholu w domu zaczęła stopniowo spadać, istnieje potrzeba znalezienia nowych opcji. Jak wiadomo zbóż brakuje, dlatego trzeba było znaleźć godną alternatywę. I szybko odnaleziono – były to trociny. Dziś ten surowiec jest najbardziej dostępny dla każdego. Znalezienie go nie jest trudne. I, co równie ważne, trociny są niedrogie. W niektórych przypadkach można je znaleźć całkowicie bezpłatnie. Nic więc dziwnego, że omawiane surowce cieszą się dużą popularnością wśród wszystkich osób zajmujących się produkcją alkoholi w domu. To prawda, że ​​\u200b\u200bprodukcja tej substancji wymaga od osoby pewnych umiejętności, a także nabycia dodatkowego sprzętu.

Przede wszystkim musisz przygotować trociny. Na przykład 1 kilogram oryginalnego produktu. Bardzo ważne jest, aby trociny zostały dokładnie posiekane. Będą musiały zostać dokładnie wysuszone, zanim będzie można rozpocząć produkcję metanolu. Lepiej nie używać go do tego celu. piekarnik i inne podobne opcje. Wystarczy w ciemnym, dobrze wentylowanym pomieszczeniu posypać cienką warstwą trocin czystą gazetę i pozostawić tak na kilka dni. Surowce nie powinny oczywiście zawierać żadnych zanieczyszczeń ani brudu. Eksperci zauważają, że do tego procesu najlepiej nadają się trociny z twardego drewna. Ale lepiej nie używać surowców z drzew iglastych.

Przez lodówkę, w której zostanie przeprowadzona sublimacja i elektrolit, do którego idealnie nadaje się kwas siarkowy, dokładnie wysuszone trociny przesyła się do wygodnej kolby lub innego podobnego pojemnika. Powinny wypełnić go 2/3 całkowitej objętości. Następnie musisz podgrzać masę do 150 stopni. Gotowy płyn ma zwykle lekko niebieskawy odcień. Oczywiście nie powinniśmy zapominać o zastosowaniu wysokiej jakości katalizatora. Można na przykład użyć tlenku glinu – części korundu. Kolejną porcję możesz wlać do używanego pojemnika od razu po tym, jak znajdujący się w nim płyn stanie się czarny. Bardzo ważna jest ochrona narządów oddechowych za pomocą respiratora lub specjalnej maski. Najlepiej pomyśleć także o trwałych rękawiczkach. Pomieszczenie, w którym produkowany jest spirytus trocinowy musi być przestronne i dokładnie wentylowane. Nie należy tego robić w kuchni, ponieważ w pobliżu znajdują się produkty spożywcze.

Gotową substancję można wykorzystać jako paliwo i do innych podobnych celów. Nie zaleca się jednak spożywania powstałego alkoholu wewnętrznie i wykorzystywania go do dalszego przygotowywania napojów alkoholowych. Z zaledwie jednego kilograma suszonych trocin można uzyskać około pół litra (nieco mniej) gotowego metanolu.

Praktycznie nie obserwuje się hydrolizy polisacharydów tkanek roślinnych w zimnej wodzie. Gdy temperatura wody wzrośnie powyżej 100°, następuje hydroliza polisacharydów, ale na tyle powoli, że proces ten nie ma praktycznego znaczenia. Zadowalające wyniki uzyskuje się jedynie stosując katalizatory, z których znaczenie przemysłowe mają jedynie mocne kwasy mineralne: siarkowy i rzadziej solny. Im wyższe jest stężenie mocnego kwasu w roztworze i temperatura reakcji, tym szybciej następuje hydroliza polisacharydów do monosacharydów. Jednak obecność takich katalizatorów również ma zła strona, ponieważ jednocześnie z reakcją hydrolizy polisacharydów przyspieszają również reakcje rozkładu monosacharydów, odpowiednio zmniejszając ich wydajność.

Kiedy heksozy rozkładają się w tych warunkach, najpierw tworzy się hydroksymetylofurfural, który szybko rozkłada się dalej, tworząc produkty końcowe: kwas lewulinowy i mrówkowy. Pentozy w tych warunkach przekształcają się w furfural.

W związku z tym, aby otrzymać monosacharydy z polisacharydów tkanki roślinnej, konieczne jest zapewnienie najkorzystniejszych warunków reakcji hydrolizy i zminimalizowanie możliwości dalszego rozkładu powstałych monosacharydów.

Jest to problem, który badacze i producenci rozwiązują przy wyborze optymalnych reżimów hydrolizy.

Z dużej liczby możliwe opcje stężenie kwasu i temperatura reakcji, obecnie w praktyce stosowane są tylko dwa: hydroliza rozcieńczonymi kwasami i hydroliza stężonymi kwasami. Podczas hydrolizy rozcieńczonymi kwasami temperatura reakcji wynosi zwykle 160-190°, a stężenie katalizatora w roztworze wodnym waha się od 0,3 do 0,7% (H2S04, HC1).

Reakcję prowadzi się w autoklawach pod ciśnieniem 10-15 bankomat. Podczas hydrolizy stężonymi kwasami stężenie kwasu siarkowego wynosi zwykle 70–80%, a kwasu chlorowodorowego 37–42%. Temperatura reakcji w tych warunkach wynosi 15-40°.

Łatwiej jest ograniczyć straty monosacharydów podczas hydrolizy stężonymi kwasami, w efekcie czego uzysk cukru tą metodą może osiągnąć niemal teoretycznie możliwy, tj. 650-750 kg od 1 T całkowicie suche materiały roślinne.

Podczas hydrolizy rozcieńczonymi kwasami znacznie trudniej jest ograniczyć straty monosacharydów na skutek ich rozkładu, dlatego też praktyczna wydajność monosacharydów w tym przypadku zwykle nie przekracza 450-500 kg z 1 g suchego surowca.

Ze względu na niewielkie straty cukru podczas hydrolizy stężonymi kwasami powstałe wodne roztwory monosacharydów – hydrolizaty – charakteryzują się podwyższoną czystością, co ma ogromne znaczenie dla ich późniejszej obróbki.

Do niedawna poważną wadą metod hydrolizy kwasami stężonymi było duże zużycie kwasu mineralnego na tonę wyprodukowanego cukru, co powodowało konieczność regeneracji części kwasu lub wykorzystania go w innych gałęziach przemysłu; spowodowało to, że budowa i eksploatacja takich zakładów była trudniejsza i kosztowniejsza.

Duże trudności pojawiły się także przy doborze materiałów na sprzęt odpornych na działanie agresywnego środowiska. Z tego powodu większość obecnie działających instalacji do hydrolizy została zbudowana przy użyciu metody hydrolizy rozcieńczonym kwasem siarkowym.

Pierwszą eksperymentalną fabrykę hydrolizy i alkoholu w ZSRR uruchomiono w styczniu 1934 roku w Czerepowcu. Wskaźniki początkowe I projekt techniczny tego zakładu zostały opracowane przez wydział produkcji hydrolizy Leningradzkiej Akademii Leśnej w latach 1931-1933. Na podstawie danych z pracy instalacji pilotażowej rozpoczęto budowę przemysłowych zakładów hydrolizy i alkoholi w ZSRR. Pierwszą przemysłową wytwórnię hydrolizy alkoholu uruchomiono w Leningradzie w grudniu 1935 r. Kolejne zakłady powstały w latach 1936-1938. Uruchomiono zakłady hydrolizy i alkoholu w Bobrujsku, Chorskim i Archangielsku. W czasie II wojny światowej i po jej zakończeniu na Syberii i Uralu powstało wiele dużych fabryk. Obecnie moce projektowe tych zakładów, w wyniku udoskonalania technologii, przekraczają 1,5-2 razy.

Głównym surowcem dla tych zakładów jest drewno iglaste w postaci trocin i zrębków, pochodzące z sąsiadujących tartaków, gdzie pozyskiwane jest poprzez mielenie w rębakach odpadów tartacznych – płyt i listew. W niektórych przypadkach rąbane jest również drewno iglaste.

Schemat otrzymywania monosacharydów w takich roślinach pokazano na ryc. 76.

Rozdrobnione drewno iglaste z magazynu surowca trafia do lejka prowadzącego przenośnikiem nr 1 2 i dalej do gardła

Hydrolizer do wina 3. Jest to pionowy stalowy cylinder z górnym i dolnym stożkiem oraz szyjkami. Wewnętrzna powierzchnia np aparat do hydrolizy pokryte kwasoodporną płytką ceramiczną lub grafitową lub cegłą mocowaną na warstwie betonu o grubości 80-100 mm. Szwy pomiędzy płytkami wypełniamy kitem kwasoodpornym. Górna i dolna szyja hydrolizera zabezpieczona jest od wewnątrz przed działaniem gorącego rozcieńczonego kwasu siarkowego warstwą brązu kwasoodpornego. Użyteczna objętość takich hydrolizatów wynosi zwykle 30-37 At3, ale czasami stosuje się również hydrolizaty o objętości 18, 50 i 70 m3.Średnica wewnętrzna takich urządzeń do hydrolizy wynosi około 1,5, a wysokość 7-13 m. W górnym stożku urządzenia do hydrolizy podczas hydrolizy przez rurę 5 dostarczany jest rozcieńczony kwas siarkowy podgrzany do 160-200°.

W dolnym stożku zamontowany jest filtr 4 w celu wybrania powstałego hydrolizatu. Hydrolizę w takich urządzeniach przeprowadza się okresowo.

Jak wspomniano powyżej, aparat do hydrolizy jest ładowany pokruszonym surowcem przez lejek prowadzący. Podczas ładowania surowców przez rurę 5 dostarczany jest rozcieńczony kwas siarkowy podgrzany do 70-90°, który zwilża surowiec, sprzyjając jego zagęszczeniu. Dzięki tej metodzie ładowania w 1 m3 aparat do hydrolizy pasuje do około 135 kg trociny lub 145-155 kg Wióry w przeliczeniu na całkowicie suche drewno. Po zakończeniu załadunku zawartość aparatu do hydrolizy jest podgrzewana przez parę świeżą wpływającą do jego dolnego stożka. Po osiągnięciu temperatury 150-170°C, rurą 5 do aparatu do hydrolizy zaczyna wpływać 0,5-0,7% kwas siarkowy podgrzany do temperatury 170-200°C. Jednocześnie powstający hydrolizat przechodzi przez filtr 4 zaczyna być odprowadzany do parownika b. Reakcja hydrolizy w aparacie do hydrolizy trwa od 1 do 3 godzin. Im krótszy czas hydrolizy, tym wyższa temperatura i ciśnienie w aparacie do hydrolizy.

W procesie hydrolizy polisacharydy drzewne przekształcają się w odpowiednie monosacharydy, które rozpuszczają się w gorącym rozcieńczonym kwasie. Aby chronić te monosacharydy przed rozkładem podczas wysoka temperatura zawierający je hydrolizat jest w sposób ciągły usuwany przez filtr podczas całego procesu gotowania 4 I szybko schładzane w parowniku 6. Ponieważ zgodnie z warunkami procesu surowce roślinne ulegają hydrolizie. aparat do hydrolizy musi być zawsze napełniony cieczą, określony poziom e jest utrzymywany przez dopływ gorącego kwasu rurą 5,

Ta metoda pracy nazywa się perkolacją. Im szybciej zachodzi perkolacja, czyli im szybciej gorący kwas przepływa przez hydrolizat, tym szybciej powstający cukier jest usuwany z przestrzeni reakcyjnej i tym mniej ulega rozkładowi. Z drugiej strony, im szybciej przebiega perkolacja, tym więcej gorącego kwasu zużywa się na gotowanie i tym niższe jest stężenie cukru w ​​hydrolizacie, a co za tym idzie, tym większe jest zużycie pary i kwasu do gotowania.

W praktyce, aby uzyskać odpowiednio wysokie wydajności cukru (przy ekonomicznie akceptowalnym stężeniu w hydrolizacie), należy wybrać jakieś przeciętne warunki perkolacji. Zwykle zatrzymują się na wydajności cukru wynoszącej 45-50% masy całkowicie suchego drewna przy stężeniu cukru w ​​​​hydrolizacie 3,5-3,7% - te optymalne warunki reakcje odpowiadają selekcji przez dolny filtr z hydrolizappara - ta 12-15 m3 hydrolizat na 1 T całkowicie suche drewno załadowane do hydrolizera. Ilość hydrolizatu pobranego podczas gotowania na każdą tonę hydrolizowanego surowca nazywana jest hydromodułem wypływowym i jest jednym z głównych wskaźników reżimu hydrolizy stosowanego w zakładzie.

Podczas procesu perkolacji powstaje pewna różnica ciśnień pomiędzy górną i dolną szyjką aparatu do hydrolizy, co przyczynia się do sprasowania surowca w wyniku rozpuszczenia zawartych w nim polisacharydów.

Zagęszczenie surowca powoduje, że pod koniec gotowania pozostała nierozpuszczona lignina zajmuje objętość około 25% początkowej objętości surowca. Ponieważ w zależności od warunków reakcji płyn musi przykryć surowiec, w trakcie gotowania jego poziom odpowiednio się zmniejsza. Monitorowanie poziomu cieczy podczas procesu gotowania odbywa się za pomocą miernika masy 30, pokazujące zmianę całkowitej masy surowców i cieczy w aparacie do hydrolizy.

Pod koniec gotowania lignina pozostaje w aparacie, zawierającym 1 kg sucha masa 3 kg rozcieńczony kwas siarkowy, podgrzany do 180-190°.

Lignina jest odprowadzana z aparatu do hydrolizy do cyklonu 22 przez rurę 21. W tym celu należy szybko otworzyć zawór 20, łączącą przestrzeń wewnętrzną aparatu do hydrolizy z cyklonem 22. Ze względu na gwałtowny spadek ciśnienia pomiędzy kawałkami ligniny, zawarta w niej przegrzana woda natychmiast wrze, wytwarzając duże ilości pary. Ten ostatni rozbija ligninę i przenosi ją w postaci zawiesiny przez rurę 21 w cyklon 22. Rura 21 zbliża się stycznie do cyklonu, dzięki czemu strumień pary z ligniną wpadający do cyklonu przemieszcza się wzdłuż ścian, wykonując ruch obrotowy. Lignina pod wpływem siły odśrodkowej jest wyrzucana w kierunku bocznych ścian i tracąc prędkość, opada na dno cyklonu. Para wolna od ligniny poprzez rurę centralną 23 uwolnione do atmosfery.

Cyklon 22 zwykle pionowy stalowy cylinder o pojemności około 100 m3, wyposażony w boczne drzwi 31 i mieszadło obrotowe 25, co pomaga w rozładunku ligniny z dna cyklonu na przenośnik taśmowy lub zgrzebłowy 24.

W celu zabezpieczenia przed korozją wewnętrzną powierzchnię cyklonów czasami zabezpiecza się warstwą betonu kwasoodpornego.Jak wspomniano powyżej, w procesie perkolacji do górnego stożka aparatu do hydrolizy doprowadzany jest podgrzany, rozcieńczony kwas siarkowy. Przygotowuje się go przez zmieszanie w mieszalniku kwasoodpornym 17 przegrzana woda dostarczana rurą 28, zimnym stężonym kwasem siarkowym pochodzącym z miarki 19 za pomocą tłokowej pompy kwasowej 18.

Ponieważ zimny stężony kwas siarkowy powoduje niewielką korozję żelaza i żeliwa, metale te są szeroko stosowane do produkcji zbiorników, pomp i rurociągów przeznaczonych do jego przechowywania i transportu do mieszalnika. Podobne materiały służą do dostarczania przegrzanego jodu do mieszalnika. Do zabezpieczenia ścianek mieszadła przed korozją stosuje się brąz fosforowy, grafit lub masę plastyczną – fluoroplast 4. Dwa ostatnie służą do wyłożenia wewnętrznych mieszadeł i dają najlepsze rezultaty.

Gotowy hydrolizat z hydrolizatu trafia do wyparki 6 wysokie ciśnienie. Jest to stalowy zbiornik, który działa pod ciśnieniem i jest wyłożony wewnątrz płytkami ceramicznymi, podobnie jak aparat do hydrolizy. Na górze parownika znajduje się pokrywa o pojemności 6-8 l3. Ciśnienie w parowniku utrzymuje się na poziomie 4-5 bankomat niższa niż w aparacie do hydrolizy. Dzięki temu wchodzący do niego hydrolizat natychmiast wrze, częściowo odparowuje i ochładza się do 130-140°. Powstała para jest oddzielana od kropli hydrolizatu i przez rurę 10 wchodzi do reshofera (wymiennika ciepła) 11, gdzie się kondensuje. Częściowo schłodzony hydrolizat z wyparki 6 rura 7 wchodzi do parownika 8 niskim ciśnieniu, gdzie w wyniku wrzenia pod niższym ciśnieniem, zwykle nie przekraczającym jednej atmosfery, ochładza się do 105-110°C. Para wytwarzana w tym parowniku przez rurę 14 przekazane drugiemu kierowcy 13, gdzie również się skrapla. Kondensaty z reshufferów 11 i 13 zawierają 0,2-0,3% furfuralu i służą do jego izolacji w specjalnych instalacjach, co zostanie omówione poniżej.

Ciepło zawarte w parze opuszczającej parowniki 6 I 8, służy do podgrzewania wody wpływającej do mieszalnika 17. W tym celu ze zbiornika 16 pompa wody obiegowej 1b Ciepła woda uzyskana z działu destylacji instalacji hydrolizy dostarczana jest do dystrybutora niskociśnieniowego 13, gdzie nagrzewa się od 60-80° do 100-110°. Następnie wzdłuż rury 12 podgrzana woda przechodzi przez dystrybutora pod wysokim ciśnieniem 11, gdzie para o temperaturze 130-140° jest podgrzewana do 120-130°. Następnie temperaturę wody w kolumnie podgrzewającej wodę podnosi się do 180-200° 27. Ten ostatni to pionowy stalowy cylinder z dolną i górną pokrywą, zaprojektowany na ciśnienie robocze 13-15 bankomat.

Para jest dostarczana do słupa gorącej wody pionową rurą 26, na końcu którego zamocowanych jest 30 poziomych dysków 2b. Para z rury 26 przechodzi przez szczeliny pomiędzy poszczególnymi dyskami do kolumny wypełnionej wodą. Ten ostatni jest w sposób ciągły podawany do kolumny przez dolną armaturę, mieszany z parą, podgrzewany do zadanej temperatury i przez rurę 28 wchodzi do miksera 17.

Urządzenia do hydrolizy instaluje się na specjalnym fundamencie w rzędzie po 5-8 sztuk. W dużych fabrykach ich liczba jest podwojona i instalowane są w dwóch rzędach. Rurociągi do hydrolizatu wykonane są z czerwonej miedzi lub mosiądzu. Okucia składające się z zasuw i zaworów wykonane są z fosforu lub brązu paszportowego.

Opisana powyżej metoda hydrolizy jest okresowa. Obecnie testowane są nowe konstrukcje hydrolpów – urządzeń ciągłych, do których za pomocą specjalnych podajników w sposób ciągły podawane jest pokruszone drewno oraz na bieżąco usuwa się ligninę i hydrolizat.

Trwają także prace nad automatyzacją hydrolizerów wsadowych. To wydarzenie pozwala dokładniej przestrzegać określonego reżimu gotowania, a jednocześnie ułatwia pracę kucharzy.

Hydrolizat kwasowy z wyparki niskociśnieniowej 8 (ryc. 76) przez rurę 9 wprowadzane do urządzeń w celu późniejszego przetwarzania. Temperatura takiego hydrolizatu wynosi 95-98°. Zawiera (w%):

Kwas Siarkowy. . . ……………………………………………………………………………………………………….. 0,5 -0,7:

Heksozy (glukoza, mannoza, galaktoza)……………………………………………………….. 2,5 -2,8;

Pentoza (ksyloza, arabinoza)…………………………………………………………………………………………. 0,8 -1,0;

Lotne kwasy organiczne (mrówkowy, octowy) …………………………….. 0,24-0,30;

Nielotne kwasy organiczne (kwas lewulinowy). . 0,2 -0,3;

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

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

Metanol. ………………………………………………………………………………………………………………….. 0,02-0,03

Hydrolizaty zawierają także substancje koloidalne (lignina, dekstryny), substancje popiołowe, terpeny, żywice itp. Zawartość monosacharydów w hydrolizatach roślinnych podczas precyzyjnych badań chemicznych określa się ilościową chromatografią bibułową.

W laboratoriach zakładowych do szybkiego oznaczania mas cukrów wykorzystuje się ich zdolność w środowisku zasadowym do redukcji złożonych związków tlenku miedzi z utworzeniem tlenku miedziawego:

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

Na podstawie ilości utworzonego tlenku miedziawego oblicza się współrozszczepienie monosacharydów w roztworze.

Ta metoda oznaczania cukrów jest warunkowe, więc Oprócz monosacharydów tlenek miedzi jest również redukowany do tlenku przez furfural, hydroksymetylofurfural, dekstryny i ligninę koloidalną. Zanieczyszczenia te utrudniają oznaczenie rzeczywistej zawartości cukru w ​​hydrolizatach. Ogólny błąd sięga tutaj 5-8%. Ponieważ korekta tych zanieczyszczeń wymaga dużo pracy, zwykle się tego nie robi, a powstałe cukry, w przeciwieństwie do monosacharydów, nazywane są substancjami redukującymi lub w skrócie RS. W warunkach fabrycznych ilość cukru powstałego w hydrolizacie liczona jest w tonach substancji radioaktywnych.

W celu wytworzenia alkoholu etylowego heksozy (glukoza, mannoza i galaktoza) poddaje się fermentacji z udziałem drożdży produkujących alkohol - Saccharomyces lub Schizosaccharomycetes.

Podsumowanie równania fermentacji alkoholowej heksoz

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

Pokazuje, że w tym procesie teoretycznie na każde 100 kg cukier powinien wynosić 51,14 kg, lub około 64 l 100% alkoholu etylowego i około 49 kg dwutlenek węgla.

Zatem podczas fermentacji alkoholowej heksoz otrzymuje się dwa główne produkty w prawie równych ilościach: etanol i dwutlenek węgla. Aby przeprowadzić ten proces, gorący hydrolizat kwasowy należy poddać następującej obróbce:

1) neutralizacja; 2) uwalnianie z zawiesin; 3) ochłodzenie do 30°; 4) wzbogacenie hydrolizatu w składniki odżywcze niezbędne do życia drożdży.

Hydrolizat kwasowy ma pH=1 -1,2. Pożywka odpowiednia do fermentacji musi mieć pH = 4,6-5,2. Aby nadać hydrolizatowi niezbędną kwasowość, należy zneutralizować zawarty w nim wolny kwas siarkowy i znaczną część kwasów organicznych. Jeśli wszystkie kwasy zawarte w hydrolizacie są umownie wyrażone w kwasie siarkowym, wówczas jego stężenie będzie wynosić około 1%. Resztkowa kwasowość hydrolizatu przy pH = 4,6-5,2 wynosi około 0,15%.

Dlatego, aby uzyskać wymagane stężenie jonów wodorowych w hydrolizacie, należy zneutralizować 0,85% kwasów. W tym przypadku wolna siarka, mrówek i część kwasu octowego są całkowicie zneutralizowane. Kwas lewulinowy i niewielka część kwasu octowego pozostają wolne.

Hydrolizat neutralizuje się mlekiem wapiennym, czyli zawiesiną hydratu tlenku wapnia w wodzie o stężeniu 150-200 g CaO na litr.

Schemat przygotowania mleka wapiennego pokazano na ryc. 77.

Wapno palone CaO jest w sposób ciągły podawane do leja zasypowego obracającego się bębna do gaszenia wapna 34. Jednocześnie podawany jest bęben wymagana ilość woda. Kiedy bęben się obraca, wapno palone wiąże wodę i zamienia się w hydrat tlenku wapnia. Ten ostatni dysperguje się w wodzie, tworząc zawiesinę. Nieprzereagowane kawałki wapna oddziela się od mleka wapiennego na końcu bębna i wrzuca do wózka. Mleko wapienne wraz z piaskiem przepływa rurą do separatora piasku 35. Ta ostatnia to poziomo usytuowana rynna żelazna z poprzecznymi przegrodami i szybem podłużnym z łopatkami.

Mleko wapienne w tym aparacie przepływa powoli od prawej do lewej i dalej wzdłuż rury 36 łączy się w kolekcję 2.

Piasek powoli osadza się pomiędzy przegrodami separatora piasku i jest usuwany z aparatu za pomocą wolno obracających się łopatek. Zanim mleko wapienne trafi do neutralizatora, miesza się je z zadaną ilością siarczanu amonu, którego roztwór pochodzi ze zbiornika 37. Kiedy mleko wapienne miesza się z siarczanem amonu, zachodzi reakcja

Ca (OH)3 + (NH4)2 SO4-> CaS04 + 2 NH, OH, w wyniku czego część wapna zostaje związana kwasem siarkowym siarczanu amonu i powstają kryształy słabo rozpuszczalnego dwuwodnego siarczanu wapnia CaS04-2H20 . Jednocześnie tworzy się amoniak, pozostający w mleku wapiennym w stanie rozpuszczonym.

Drobne kryształki gipsu obecne w mleku wapiennym podczas późniejszej neutralizacji stanowią centra krystalizacji powstałego gipsu i chronią przed powstawaniem jego przesyconych roztworów w zobojętnionym hydrolizacie. Zdarzenie to ma istotne znaczenie podczas późniejszej destylacji alkoholu z zacieru, gdyż przesycone roztwory gipsu w zacierze powodują osadzanie się gipsu w kolumnach zacieru i szybko je unieszkodliwiają. Ta metoda pracy nazywa się neutralizacją z kierunkową krystalizacją gipsu.

Jednocześnie z mlekiem wapiennym do neutralizatora 5 Z miarki podaje się lekko kwaśny wodny ekstrakt superfosfatu. 38.

Do neutralizatora dodaje się sole w ilości 0,3 kg siarczan amonu i 0,3 kg superfosfat na 1 m3 hydrolizat.

Neutralizator 5 (pojemność 35-40 M 3) jest zbiornikiem stalowym wyłożonym płytkami ceramicznymi kwasoodpornymi i wyposażonym w mieszadła pionowe oraz łopatki hamulcowe zamontowane na stałe na ściankach zbiornika. Wcześniej neutralizację w zakładach hydrolizy przeprowadzano okresowo. Obecnie jest zastępowana przez bardziej zaawansowaną neutralizację ciągłą. Na ryc. 77 pokazuje ostatni schemat. Proces odbywa się w dwóch połączonych szeregowo neutralizatorach 5 i 6, które posiadają to samo urządzenie. Hydrolizat kwasowy jest w sposób ciągły wprowadzany rurą 1 do pierwszego neutralizatora, gdzie jednocześnie dostarczane jest mleko wapienne i sole odżywcze. Stan zobojętnienia monitorowany jest poprzez pomiar stężenia jonów wodorowych za pomocą potencjometru nr 3 z elektrodą antymonową lub szklaną 4. Potencjometr w sposób ciągły rejestruje wartość pH hydrolizatu i automatycznie reguluje ją w określonych granicach wysyłając impulsy elektryczne do silnika rewersyjnego podłączonego do zaworu odcinającego na rurze doprowadzającej mleko wapienne do pierwszego neutralizatora. W neutralizatorach reakcja zobojętniania zachodzi stosunkowo szybko, a proces krystalizacji gipsu z roztworu przesyconego stosunkowo wolno.

Dlatego natężenie przepływu cieczy przez instalację neutralizacji określa drugi proces, który wymaga 30-40 min.

Po tym czasie zneutralizowany hydrolizat, zwany „neutralizatem”, trafia do osadnika półciągłego lub ciągłego 7.

Proces półciągły polega na tym, że neutralizator przepływa przez osadnik w sposób ciągły, a osiadający na dnie gips jest okresowo usuwany w miarę jego gromadzenia.

Podczas ciągłej pracy osadnika wszystkie operacje wykonywane są w sposób ciągły. Przed spuszczeniem osadu do kanalizacji 8 w odbiorniku jest dodatkowo myty wodą. Ostatnia metoda ze względu na pewne trudności produkcyjne nie jest jeszcze powszechnie stosowany.

Osad gipsowy z osadnika składa się zazwyczaj w połowie z dwuwodnego siarczanu wapnia i w połowie z substancji lignino-humusowych wytrąconych z hydrolizatu. W niektórych zakładach hydrolizy osad gipsowy jest odwadniany, suszony i wypalany na alabaster budowlany. Odwadniane są na bębnowych filtrach próżniowych, a następnie suszone i wypalane w obrotowych piecach bębnowych ogrzewanych spalinami.

Zneutralizowany produkt, pozbawiony zawieszonych cząstek, przed fermentacją schładza się w lodówce 10 (Rys. 77) od 85 do 30°. W tym celu najczęściej stosuje się wymienniki spiralne lub płytowe, charakteryzujące się wysokim współczynnikiem przenikania ciepła i małymi wymiarami. Podczas chłodzenia z neutralizatora wydzielają się substancje smoliste, które osadzają się na ściankach wymienników ciepła i stopniowo je zanieczyszczają. W celu oczyszczenia wymienniki ciepła są okresowo wyłączane i przemywane 2-4% gorącym wodnym roztworem sody kaustycznej, który rozpuszcza substancje żywiczne i humusowe.

Zneutralizowany, oczyszczony i schłodzony hydrolizat.

Brzeczka drzewna jest fermentowana przy użyciu specjalnych drożdży tworzących spnrt, aklimatyzowanych w tym środowisku. Fermentacja odbywa się metodą ciągłą w baterii zbiorników fermentacyjnych połączonych szeregowo 11 I 12.

Zawiesina drożdży zawierająca około 80-100 g sprasowanych drożdży na litr dostarczana jest ciągłym strumieniem przez rurę 15 w drożdże 44 a następnie do górnej części pierwszego, czyli głowicy, zbiornika fermentacyjnego 11. Schłodzoną brzeczkę drzewną wprowadza się do drożdży jednocześnie z zawiesiną drożdży. Na każdy metr sześcienny zawiesiny drożdży do zbiornika fermentacyjnego dostaje się 8-10 m3 brzeczki.

Drożdże zawarte w podłożu heksozowym Sacharow, Za pomocą układu enzymów rozkładają cukry, tworząc alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Alkohol etylowy przedostaje się do otaczającej cieczy, a na powierzchni drożdży uwalnia się dwutlenek węgla w postaci małych pęcherzyków, które stopniowo zwiększają swoją objętość, a następnie stopniowo wypływają na powierzchnię kadzi, wynosząc przylegające drożdże. ich.

Kiedy wejdą w kontakt z powierzchnią, pęcherzyki dwutlenku węgla pękają, a wraz z nimi drożdże środek ciężkości 1,1, tj. większa niż w brzeczce (1,025), opadają aż do ponownego wyniesienia na powierzchnię przez dwutlenek węgla. Ciągły ruch drożdży w górę i w dół sprzyja ruchowi prądów cieczy w zbiorniku fermentacyjnym, powodując mieszanie lub „fermentację” cieczy. Dwutlenek węgla uwalniany rurą na powierzchnię cieczy ze zbiorników fermentacyjnych 13 dostarczany jest do instalacji w celu produkcji ciekłego lub stałego dwutlenku węgla, wykorzystywanego do produkcji produktów chemicznych (np. mocznika) lub uwalniany do atmosfery.

Częściowo sfermentowana brzeczka drzewna wraz z drożdżami jest transportowana z głównego zbiornika fermentacyjnego do zbiornika końcowego 12, Gdzie kończy się fermentacja. Ponieważ stężenie cukrów w kadzi ogonowej jest małe, fermentacja w niej jest mniej intensywna, a część drożdży, nie mając czasu na utworzenie pęcherzyków dwutlenku węgla, osiada na dnie kadzi. Aby temu zapobiec, w zbiorniku osadowym często umieszcza się wymuszone mieszanie cieczy za pomocą mieszadeł lub pomp odśrodkowych.

Sfermentowana lub sfermentowana ciecz nazywa się zacierem. Pod koniec fermentacji zacier przekazywany jest do separatora 14, działa na zasadzie wirówki. Dostający się do niego zacier wraz z zawieszonymi w nim drożdżami zaczyna wirować z prędkością 4500-6000 obr./min. Siła odśrodkowa spowodowana różnicą środek ciężkości zacier i drożdże oddzielają je. Separator dzieli ciecz na dwa strumienie: większy, niezawierający drożdży, wpływa do lejka 16 a mniejsza, zawierająca drożdże, przepływa przez lejek do rurki 15. Zazwyczaj pierwszy przepływ jest 8-10 razy większy niż drugi. Przez rurę 15 zawiesina drożdży jest zawracana do głównego zbiornika fermentacyjnego 11 Przez drożdże 44. Brzeczkę odrzuconą i pozbawioną drożdży zbiera się w pośrednim zbiorze zacieru 17.

Za pomocą separatorów drożdże stale cyrkulują w zamkniętym systemie fermentorowni. Wydajność separatora 10- 35 m3/godz.

Podczas fermentacji, a zwłaszcza podczas separacji, część humusowych koloidów zawartych w brzeczce drzewnej koaguluje, tworząc ciężkie płatki, które powoli osiadają na dnie zbiorników fermentacyjnych. W dnie kadzi znajdują się armatury, przez które okresowo odprowadzane są osady do kanalizacji.

Jak wspomniano powyżej, teoretyczna wydajność alkoholu na 100 kg sfermentowanych heksoz wynosi 64 l. Jednak praktycznie ze względu na edukację dzięki Sacharow produkty uboczne (gliceryna, aldehyd octowy, kwas bursztynowy itp.), a także ze względu na obecność w brzeczce zanieczyszczeń szkodliwych dla drożdży, wydajność alkoholu wynosi 54-56 l.

Aby uzyskać dobrą wydajność alkoholu, konieczne jest utrzymywanie aktywności drożdży przez cały czas. Aby to zrobić, należy starannie utrzymywać zadaną temperaturę fermentacji, stężenie jonów wodorowych, wymaganą czystość brzeczki i pozostawić niewielką ilość heksoz, tzw. „niskiej jakości” (zwykle nie więcej niż 0,1% cukier w roztworze), w zacierze przed wprowadzeniem go do separatora. Dzięki obecności drożdży niefermentowanych, drożdże przez cały czas pozostają w formie aktywnej.

Okresowo instalacja hydrolizy jest zatrzymywana zgodnie z planem - jako środek ostrożności lub generalny remont. W tym czasie drożdże powinny pozostać przy życiu. W tym celu zawiesinę drożdży zagęszcza się za pomocą separatorów i wlewa zimną brzeczką drzewną. W niskich temperaturach fermentacja gwałtownie zwalnia, a drożdże zużywają znacznie mniej cukru.

Zbiorniki fermentacyjne o pojemności 100-200 m3 wykonywane są najczęściej z blachy stalowej lub rzadziej z żelbetu. Czas trwania fermentacji zależy od stężenia drożdży i wynosi od 6 do 10 godzin. Konieczne jest monitorowanie czystości produkcyjnej kultury drożdży i ochrona jej przed infekcją obcymi szkodliwymi mikroorganizmami. W tym celu cały sprzęt należy utrzymywać w czystości i okresowo sterylizować. Najprostszą metodą sterylizacji jest parowanie całego sprzętu, a zwłaszcza rurociągów i pomp, parą świeżą.

Pod koniec fermentacji i oddzieleniu drożdży zacier alkoholowy zawiera od 1,2 do 1,6% alkoholu etylowego i około 1% pentozy Sacharow.

Z zacieru wyodrębnia się alkohol, oczyszcza i wzmacnia w trójkolumnowym aparacie do rektyfikacji zacieru składającym się z zacieru 18, sprostowanie 22 i metanol 28 kolumny (ryc. 77).

Miazga z kolekcji 17 pompowana przez wymiennik ciepła 41 na płytę podającą kolumny zacierowej 18. Spływając po płytach części wydechowej kolumny zacieru, zacier napotyka na swojej drodze unoszącą się parę. Ten ostatni, stopniowo wzbogacany alkoholem, przechodzi w górną, wzmacniającą część kolumny. Spływający zacier jest stopniowo uwalniany od alkoholu, a następnie ze spokojnej strony kolumny 18 przez rurę 21 idzie do wymiennika ciepła 41, gdzie podgrzewa zacier wprowadzany do kolumny do temperatury 60-70°C. Następnie zacier podgrzewa się w kolumnie do temperatury 105°, a przez rurę przechodzi świeża para 20. Zacier pozbawiony alkoholu nazywany jest gorzelnią. Przez rurę 42 Wywar wywarowy opuszcza wymiennik ciepła wywaru 41 i wysyłany jest do drożdżowni w celu uzyskania drożdży paszowych z pentoz. Proces ten zostanie szczegółowo omówiony później.

Kolumna zacierowa w górnej części wzmacniającej zakończona jest chłodnicą zwrotną 19, w którym skraplają się pary mieszaniny jodu i alkoholu pochodzące z górnej płyty kolumny.

W 1 m3 zacieru o temperaturze 30° rozpuszcza się około 1 m3 dwutlenku węgla powstającego podczas fermentacji. Podczas podgrzewania naparu w wymienniku ciepła 41 a wraz z parą świeżą w dolnej części kolumny zacierowej uwalnia się rozpuszczony dwutlenek węgla, który wraz z oparami alkoholu unosi się do części wzmacniającej kolumny, a następnie do chłodnicy zwrotnej 19. Gazy nieskraplające się oddzielane są poprzez odpowietrzniki zainstalowane na rurociągach kondensatu alkoholowego za lodówkami. Frakcje niskowrzące składające się z alkoholu, aldehydów i eterów przechodzą przez chłodnicę zwrotną 19 i na koniec zagęścić w lodówce 39u Skąd spływają z powrotem do kolumny w postaci refluksu przez uszczelnienie wodne 40. Gazy nieskraplające składające się z dwutlenku węgla przed opuszczeniem lodówki 39 przechodzą przez dodatkowy skraplacz lub są myte w płuczce wodą w celu wychwytywania ostatnich resztek oparów alkoholu.

Na górnych płytach kolumny zacierowej faza ciekła zawiera 20-40% alkoholu.

Kondensat przez rurę 25 wchodzi na płytę zasilającą kolumny destylacyjnej 22. Kolumna ta działa podobnie jak kolumna zacierowa, ale przy wyższych stężeniach alkoholu. Na dół tej kolumny przez rurę 24 Doprowadzona jest para świeża, która stopniowo zagotuje alkohol z kondensatu alkoholowego spływającego na dno kolumny. Płyn uwalniany od alkoholu, zwany lutrem, przez rurkę 23 idzie do kanalizacji. Zawartość alkoholu w gorzelniku i lutrze nie przekracza 0,02%.

Nad górną płytą kolumny destylacyjnej zainstalowana jest chłodnica zwrotna 26. Opary, które w nim nie skropliły się, są ostatecznie skraplane w skraplaczu 26a i spłynąć z powrotem do kolumny. Część frakcji niskowrzących odprowadzana jest rurą 43 w postaci frakcji eterowo-aldehydowej, która w przypadku niewykorzystania zawracana jest do zbiorników fermentacyjnych.

Aby uwolnić alkohol etylowy od lotnych kwasów organicznych, wprowadza się go do kolumny ze zbiornika. 45 10% roztwór wodorotlenku sodu, który neutralizuje kwasy na środkowych płytach wzmacniającej części kolumny. W środkowej części kolumny destylacyjnej, gdzie zawartość alkoholu wynosi 45-50%, gromadzą się oleje fuzlowe, które są odprowadzane rurą 46. Oleje fuzlowe są mieszaniną wyższych alkoholi (butylu, propylu, amylu) powstałą z aminokwasów.

Alkohol etylowy wolny od estrów i aldehydów oraz olejów fuzlowych selekcjonuje się za pomocą grzebienia z górnych płyt części wzmacniającej kolumny destylacyjnej i poprzez rurkę 27 wchodzi na płytkę zasilającą kolumny metanolu 28. Surowy alkohol pochodzący z kolumny destylacyjnej zawiera około 0,7% alkoholu metylowego, który powstał podczas hydrolizy surowców roślinnych i wraz z monosacharydami trafił do brzeczki drzewnej.

Podczas fermentacji heksoz nie powstaje alkohol metylowy. Przez Specyfikacja techniczna w przypadku alkoholu etylowego produkowanego w zakładach hydrolizy powinien zawierać nie więcej niż 0,1% alkoholu metylowego. Badania wykazały, że alkohol metylowy najłatwiej oddzielić od alkoholu surowego, gdy zawartość wody jest minimalna. Z tego powodu do kolumny metanolowej wprowadzany jest surowy alkohol o maksymalnej zawartości (etanol 94-96%). W konwencjonalnych kolumnach destylacyjnych nie można uzyskać alkoholu etylowego powyżej 96%, ponieważ stężenie to odpowiada składowi nieoddzielnie wrzącej mieszaniny woda-alkohol.

W kolumnie metanolowej frakcją niskowrzącą jest metanol, który unosi się do góry kolumny i jest wzmacniany w chłodnicy zwrotnej 29 i przez rurę 30 do zbiorników odprowadzana jest frakcja metanolowa zawierająca około 80% metanolu. Aby wyprodukować komercyjny 100% metanol, instaluje się drugą kolumnę metanolową, nie pokazaną na ryc. 77.

Alkohol etylowy spływając po płytach opada do dolnej części kolumny metanolowej 28 i przez rurę 33 łączy się w odbiorniki produkt końcowy. Kolumna metanolu jest ogrzewana cichą parą w zdalnym podgrzewaczu 31, który jest zainstalowany w taki sposób, że zgodnie z zasadą naczyń połączonych jego przestrzeń międzyrurowa jest wypełniona alkoholem. Para wodna wchodząca do podgrzewacza podgrzewa alkohol do wrzenia, a powstałe opary alkoholu wykorzystywane są do ogrzewania kolumny. Para przedostająca się do grzejnika 31, skrapla się w nim i w postaci kondensatu dostarczany jest do ujęć wody czystej lub odprowadzany do kanalizacji.

Ilość i moc powstałego alkoholu etylowego mierzy się za pomocą specjalnego sprzętu (latarka, pocisk kontrolny, alkoholomierz). Ze zbiornika pomiarowego alkohol etylowy dostarczany jest za pomocą pompy parowej znajdującej się na zewnątrz budynku głównego - do zbiorników stacjonarnych zlokalizowanych na terenie magazynu alkoholu. Z tych zbiorników, w miarę potrzeb, handlowy alkohol etylowy wlewany jest do cystern kolejowych, którymi transportowany jest do miejsc konsumpcji.

Opisane powyżej proces technologiczny umożliwia odbiór od 1 T całkowicie suche drewno iglaste 150-180 l 100% alkohol etylowy. W tym samym czasie o 1 dkl spożycie alkoholu

Całkowicie suche drewno w kg. . . . . 55-66;

TOC o „1-3” h z kwas siarkowy - moaoidrate w kg … . 4,5;

Wapno palone, 85% zawartości kg…………………………………………………. 4,3;

Para technologiczna 3- i 16-atmosferyczna

W megakaloriach. ………………………………………………………………………………….. 0,17-0,26;

Woda w m3 ……………………………………………………………………………………. 3,6;

Elektrozner w kWh…………………………………………………………………….. 4,18

Roczna wydajność instalacji hydrolizy alkoholu o średniej wydajności alkoholu wynosi 1 -1,5 mln. dał. W tych fabrykach głównym produktem jest alkohol etylowy. Jak już wskazano, jednocześnie z głównych odpadów produkcyjnych w instalacji hydrolizy i alkoholu wytwarza się dwutlenek węgla w postaci stałej lub ciekłej, furfural, drożdże paszowe i produkty przetwórstwa ligniny. Te produkcje zostaną omówione dalej.

W niektórych zakładach hydrolizy, w których głównym produktem jest furfural lub ksylitol, po hydrolizie hemiceluloz bogatych w pentozę pozostaje trudna do hydrolizy pozostałość złożona z celulozy i ligniny, zwana celloligniną.

Celloligninę można hydrolizować metodą perkolacyjną opisaną powyżej, a powstały hydrolizat heksozy, zwykle zawierający 2-2,5% cukrów, można przetwarzać zgodnie z metodą opisaną powyżej w techniczny alkohol etylowy lub drożdże paszowe. Zgodnie z tym schematem przetwarzane są łuski bawełny, kolby kukurydzy, łuski dębu, łuski słonecznika itp. Ten proces produkcji jest ekonomicznie opłacalny tylko przy tanich surowcach i paliwie.

Instalacje do hydrolizy alkoholu produkują najczęściej techniczny alkohol etylowy, który wykorzystuje się do późniejszej obróbki chemicznej. Jednakże, jeśli to konieczne, ten alkohol
Stosunkowo łatwo go oczyścić poprzez dodatkową rektyfikację i utlenianie alkalicznym roztworem nadmanganianu. Po takim oczyszczeniu alkohol etylowy jest całkiem odpowiedni do celów spożywczych.

Ogólny schemat otrzymywania alkoholu etylowego z hydrolitycznej „czarnej melasy” jest następujący. Rozdrobniony surowiec ładowany jest do wielometrowej stalowej kolumny hydrolizy, wyłożonej od wewnątrz ceramiką odporną chemo. Doprowadza się tam gorący roztwór kwasu solnego pod ciśnieniem. W wyniku reakcji chemicznej z celulozy powstaje produkt zawierający cukier, tzw. „czarna melasa”. Produkt ten neutralizuje się wapnem i dodaje się drożdże w celu fermentacji melasy. Po czym jest ponownie podgrzewane, a uwolnione opary kondensują się w postaci alkoholu etylowego (nie chcę tego nazywać „winem”).
Metoda hydrolizy jest najbardziej ekonomiczną metodą produkcji alkoholu etylowego. Jeśli tradycyjna metoda fermentacji biochemicznej może wyprodukować 50 litrów alkoholu z jednej tony ziarna, wówczas z jednej tony trocin destyluje się 200 litrów alkoholu, który hydrolitycznie przekształca się w „czarną melasę”. Jak to mówią: „Poczuj korzyść!” Całe pytanie brzmi, czy „czarną melasę” jako scukrzoną celulozę można nazwać „produktem spożywczym” razem ze zbożami, ziemniakami i burakami. Osoby zainteresowane produkcją taniego alkoholu etylowego myślą tak: „Dlaczego nie? Przecież gorzelnia, podobnie jak pozostała część „czarnej melasy”, po jej destylacji wykorzystywana jest do karmienia zwierząt gospodarskich, co oznacza, że ​​również produkt spożywczy" Jak nie pamiętać słów F.M. Dostojewskiego: „Osoba wykształcona, gdy tego potrzebuje, może ustnie usprawiedliwić każdą obrzydliwość”.
W latach 30. ubiegłego wieku w osetyjskiej wsi Biesłan zbudowano największą w Europie fabrykę precyzyjnej skrobi, która od tego czasu wyprodukowała miliony litrów alkoholu etylowego. Następnie w całym kraju zbudowano potężne fabryki do produkcji alkoholu etylowego, m.in. w celulozowniach i papierniach w Solikamsku i Archangielsku. I.V. Stalin gratulując budowniczym zakładów hydrolizy, którzy w czasie wojny, mimo trudności wojennych, uruchomili je przed terminem, zauważył, że jest to „pozwala zaoszczędzić państwu miliony pudów chleba”(Gazeta „Prawda” z 27 maja 1944 r.).
Alkohol etylowy otrzymywany z „czarnej melasy”, a właściwie z drewna (celulozy), scukrzonego w procesie hydrolizy, jeśli oczywiście jest dobrze oczyszczony, nie da się odróżnić od alkoholu otrzymywanego ze zboża czy ziemniaków. Przez aktualne standardy taki alkohol występuje w „najwyższej czystości”, „ekstra” i „luksusowy”, ten ostatni jest najlepszy, to znaczy ma najwyższy stopień oczyszczenia. Wódką z tego alkoholu się nie zatrujesz. Smak takiego alkoholu jest neutralny, to znaczy „nie” - bez smaku, zawiera tylko „stopnie”, pali tylko błonę śluzową jamy ustnej. Zewnętrznie dość trudno rozpoznać wódkę na bazie alkoholu etylowego pochodzenia hydrolitycznego, a różne aromaty dodawane do takich „wódek” nadają im pewną różnicę między sobą.
Jednak nie wszystko jest tak dobre, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Genetycy przeprowadzili badania: jedna partia myszy doświadczalnych dodała do swojej diety prawdziwą wódkę (zbożową), druga – hydrolizowaną, wytwarzaną z drewna. Myszy, które zjadły „węzeł”, umierały znacznie szybciej, a ich potomstwo ulegało degeneracji. Wyniki tych badań nie zahamowały jednak produkcji pseudorosyjskich wódek. To jak w popularnej piosence: „W końcu, jeśli wódka nie jest destylowana z trocin, to co otrzymamy z pięciu butelek…”

Cieczą otrzymaną według tego opisu jest metanol. Znany jest również jako alkohol metylowy (drewniany) i ma wzór - CH 3 OH.

Metanol w czystej postaci stosowany jest jako rozpuszczalnik i wysokooktanowy dodatek do paliw silnikowych, a także bezpośrednio jako paliwo wysokooktanowe (liczba oktanowa => 115).

To ta sama „benzyna”, którą napełnia się zbiorniki motocykli i samochodów wyścigowych.

Jak pokazują badania zagraniczne, silnik zasilany metanolem wytrzymuje wielokrotnie dłużej niż na benzynie, do której jesteśmy przyzwyczajeni, a jego moc przy stałej objętości roboczej wzrasta o 20%.

Spaliny z silnika zasilanego tym paliwem są przyjazne dla środowiska, a badania pod kątem toksyczności nie wykazały żadnych substancji szkodliwych.

Małogabarytowe urządzenie do produkcji tego paliwa jest łatwe w wykonaniu, nie wymaga specjalistycznej wiedzy ani skąpych części, a także jest bezawaryjne w eksploatacji. Jego wydajność zależy od różnych powodów, w tym wymiarów.

Urządzenie, którego schemat i opis montażu podano poniżej, przy średnicy reaktora wynoszącej zaledwie 75 mm, wytwarza trzy litry gotowego paliwa na godzinę. Ponadto cała konstrukcja waży około 20 kg i ma w przybliżeniu następujące wymiary: 20 cm wysokości, 50 cm długości i 30 cm szerokości.

Chemia procesu

Nie będziemy zagłębiać się w warianty procesów chemicznych i dla uproszczenia obliczeń założymy, że kiedy normalne warunki Gaz syntezowy (20°C i 760 mmHg) otrzymuje się z metanu według wzoru:

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

z 44,8 litrów metanu i 22,4 litrów tlenu wychodzi 44,8 litrów tlenku węgla i 89,6 litrów wodoru, wówczas z tych gazów otrzymuje się metanol według wzoru:

CO + 2H 2<=>CH3OH

z 22,4 l tlenku węgla i 44,8 l wodoru okazuje się: 12 g (C) + 3 g (H) + 16 g (O) + 1 g (H) = 32 g metanolu.

Oznacza to, że zgodnie z prawami arytmetyki z 22,4 litrów metanu powstają 32 g metanolu, czyli w przybliżeniu: z 1 metra sześciennego metanu syntetyzuje się 1,5 kg 100% metanolu(to ~2 litry).

W rzeczywistości ze względu na niską wydajność w warunkach domowych, od 1 metra sześciennego. gaz ziemny otrzymasz mniej niż 1 litr produktu końcowego (dla tej opcji limit wynosi 1 l/h!).

Na rok 2011 cena wynosi 1 metr sześcienny. gaz dla gospodarstw domowych w Rosji wynosi 3,6-3,8 rubla i stale rośnie. Biorąc pod uwagę, że alkohol metylowy ma dwukrotnie większą kaloryczność niż benzyna, otrzymujemy równowartość ceny 7,5 rubla. i na koniec zaokrąglij w górę do 8 rubli. w przypadku pozostałych wydatków - e-mail. energia, woda, katalizatory, oczyszczanie gazu - i tak wychodzi dużo taniej niż benzyna, a to oznacza, że ​​i tak „gra jest warta świeczki”!

Cena tego paliwa nie obejmuje kosztów instalacji (przy przejściu na alternatywne poglądy paliwa zawsze wymagają okresu zwrotu), w tym przypadku cena będzie wynosić od 5 do 50 tysięcy rubli, w zależności od produktywności, automatyzacji procesu i sił, które będą produkowane.

Na samodzielny montaż, będzie kosztować minimum 2, a maksymalnie 10 tr. Większość pieniędzy zostanie przeznaczona na toczenie i prace spawalnicze, a także do przygotowania sprężarek (może pochodzić z wadliwej lodówki, wtedy będzie taniej) i materiałów, z których zmontowane jest to urządzenie.

Uwaga: metanol jest trujący. Jest to bezbarwna ciecz o temperaturze wrzenia 65°C, ma zapach podobny do zwykłego alkoholu pitnego i pod każdym względem miesza się z wodą i wieloma cieczami organicznymi. Pamiętajcie, że wypicie 50 mililitrów metanolu grozi śmiercią, w mniejszych ilościach zatrucie produktami rozkładu metanolu powoduje utratę wzroku!

Zasada działania i działanie urządzenia

Schemat funkcjonalny urządzenia pokazano na rys. 1.

Woda z kranu podłączana jest do „wlotu wody” (15) i przechodząc dalej, dzieli się na dwa strumienie: jeden (oczyszczony ze szkodliwych zanieczyszczeń przez filtr) i przez kran (14) i otwór (C) wpływa do mieszalnika (1), a drugi przepływ przez kurek (4) i otwór (G) trafia do lodówki (3), przez którą przez otwór (Y) wypływa woda chłodząca gaz syntezowy i kondensat metanolu.

Do gazociągu „Wlot Gazu” (16) podłączony jest krajowy gaz ziemny oczyszczony z zanieczyszczeń siarkowych i odorów zornych. Następnie gaz wchodzi do mieszalnika (1) przez otwór (B), w którym po zmieszaniu z parą wodną jest podgrzewany na palniku (12) do temperatury 100 - 120°C. Następnie z mieszalnika (1) przez otwór (D) ogrzana mieszanina gazu i pary wodnej przechodzi przez otwór (B) do reaktora (2).

Reaktor (2) wypełniony jest katalizatorem nr 1, udziały masowe: 25% NiO (tlenek niklu) i 60% Al 2 O 3 (tlenek glinu), reszta 15% CaO (wapno palone) i inne zanieczyszczenia, aktywność katalizatora - resztkowa udział objętościowy metanu podczas konwersji parą wodną gazowego węglowodoru (metanu), całkowicie oczyszczonego ze związków siarki, zawierającego metan w ilości co najmniej 90%, przy stosunku objętościowym pary do gazu = 2:1, nie większym niż:

przy 500°C - 37%
przy 700°C - 5%.

W reaktorze powstaje gaz syntezowy pod wpływem temperatury około 700°C, uzyskanej poprzez ogrzewanie palnikiem (13). Następnie ogrzany gaz syntezowy wchodzi przez otwór (E) do lodówki (3), gdzie należy go schłodzić do temperatury 30-40°C lub niższej. Następnie schłodzony gaz syntezowy opuszcza lodówkę przez otwór (I) i przez otwór (M) wchodzi do sprężarki (5), która może służyć jako sprężarka z dowolnej domowej lodówki.

Następnie następuje sprężony gaz syntezowy o ciśnieniu 5-10 atm. przez otwór (H) opuszcza sprężarkę i przez otwór (O) wchodzi do reaktora (6). Reaktor (6) napełniony jest katalizatorem nr 2, składającym się z 80% miedzi i 20% cynku.

W tym reaktorze, będącym najważniejszym elementem aparatu, powstają pary metanolu. Temperatura w reaktorze nie powinna przekraczać 270°C, którą można kontrolować termometrem (7) i regulować kranem (4). Wskazane jest utrzymywanie temperatury w granicach 200-250°C lub niżej.

Następnie pary metanolu i nieprzereagowany gaz syntezowy opuszczają reaktor (6) przez otwór (P) i wchodzą do lodówki (W) przez otwór (L), gdzie pary metanolu skraplają się i opuszczają lodówkę przez otwór (K).

Następnie kondensat i nieprzereagowany gaz syntezowy przedostają się przez otwór (U) do skraplacza (8), gdzie gromadzi się gotowy metanol, który opuszcza skraplacz przez otwór (P) i kurek (9) do pojemnika.

Otwór (T) w skraplaczu (8) służy do zamontowania manometru (10), który jest niezbędny do monitorowania ciśnienia w skraplaczu. Utrzymuje się go w granicach 5-10 atmosfer lub więcej, głównie za pomocą kranu (11) i częściowo kranu (9).

Otwór (X) i kurek (11) są niezbędne do wyjścia nieprzereagowanego gazu syntezowego ze skraplacza, który przez otwór (A) jest zawracany z powrotem do mieszalnika (1), jednak jak pokazuje praktyka, gazy wylotowe muszą zostać spalone w knot, a nie uciekać z powrotem do systemu. Tak, zmniejsza to wydajność, ale znacznie upraszcza konfigurację.

Kurek (9) jest ustawiony w taki sposób, aby stale wypływał czysty, ciekły metanol bez gazu.

Lepiej będzie jeśli poziom metanolu w skraplaczu będzie rósł niż spadał. Jednak najbardziej optymalny przypadek ma miejsce, gdy poziom metanolu jest stały (co można kontrolować za pomocą wbudowanego szkła lub w inny sposób).

Kurek (14) jest tak ustawiony, że w metanolu nie ma wody, a w mieszalniku tworzy się para, korzystnie mniej niż więcej.

Uruchomienie urządzenia

Dostęp do gazu otwarty, woda (14) na razie zamknięta, palniki (12), (13) pracują. Kran (4) jest całkowicie otwarty, sprężarka (5) jest włączona, kran (9) jest zamknięty, kran (11) jest całkowicie otwarty.

Następnie otwórz kran (14) na dostęp wody i za pomocą kranu (11) wyreguluj wymagane ciśnienie w skraplaczu, kontrolując je za pomocą manometru (10). W żadnym wypadku nie zamykać całkowicie kranu (11)!!!

Następnie po około pięciu minutach za pomocą kranu (14) i zapalonego palnika (21) doprowadź temperaturę w reaktorze (6) do 200-250°C. Następnie palnik (21) gaśnie, jest potrzebny tylko do wstępnego podgrzania, ponieważ metanol syntetyzuje się pod wpływem ciepła. Następnie odkręć lekko kran (9), z którego powinien płynąć strumień metanolu. Jeśli płynie stale, odkręć nieco kran (9), jeśli przepływa metanol zmieszany z gazem, odkręć kran (14).

Ogólnie rzecz biorąc, im wyższą produktywność ustawisz na urządzeniu, tym lepiej.

Wskazane jest wykonanie tego urządzenia ze stali nierdzewnej lub żelaza. Wszystkie części wykonane są z rur, rury miedziane mogą służyć jako cienkie rury łączące. W lodówce należy zachować stosunek X:Y=4, czyli np. jeśli X+Y=300 mm, to X powinno wynosić 240 mm, a Y odpowiednio 60 mm. 240/60=4. Im więcej zwojów zmieści się w lodówce po jednej lub drugiej stronie, tym lepiej.

Wszystkie krany używane są z palników gazowych. Zamiast kranów (9) i (11) można zastosować reduktory ciśnienia z domowych butli gazowych lub kapilary z domowych lodówek.

Mieszalnik (1) i reaktor (2) ogrzewa się w pozycji poziomej (patrz rysunek).

Cóż, to chyba wszystko. Na zakończenie dodam, że bardziej postępowy projekt domowej produkcji paliwa samochodowego został opublikowany w kilku numerach magazynu Priority w latach 1992-93:
№1-2 — informacje ogólne w sprawie produkcji metanolu z gazu ziemnego.
Nr 3-4 - rysunki instalacji przeróbki metanu na metanol.
Nr 5-6 - instalacja, środki bezpieczeństwa, sterowanie, instrukcje dotyczące włączania sprzętu.


Obrazek 1 - Schemat aparat


Rysunek 2 - Mikser


Rysunek 3 - Reaktor


Rysunek 4 - Lodówka


Rysunek 5 - Kondensator


Rysunek 6 - Reaktor

Dodatki od Igora Kvasnikova

Przypadkowo natknęłam się na Twoją publikację w wyszukiwarce i bardzo zaciekawiła mnie jej treść. Po krótkiej recenzji od razu wyszły na jaw nieścisłości popełnione przez autora.

Informacje o „metanolu” ukazały się w czasopiśmie „Priorytet” za lata 1991, 92, 93. , ale całkowicie gotowy projekt nigdy nie została opublikowana (wyciśnięto obiecane katalizatory dla abonentów).

Liczby te zawierały rysunki reaktora z schemat elektryczny sterowanie i chłodniejszy design, po czym pan Vaks (autor artykułu) grzecznie przeprosił i oznajmił, że dalsza publikacja zostanie wstrzymana na wniosek sił bezpieczeństwa ZSRR a dla tych, którzy chcą powtórzyć tę instalację, pole kreatywności jest nieograniczone. Rysunek 1(a) – Zmodyfikowany schemat urządzenia

I etap - jak wspomniano wcześniej, gaz i wodę należy oczyścić (na domowym filtrze, a jeszcze lepiej za pomocą destylatora), aby nie zatruć od razu katalizatorów reaktorów 2 i 6. Dokładniej, należy zachować stosunek pary do gazu wynoszący 2:1. Nie powinno być powrotu nieprzereagowanych produktów do I etapu.

II etap - konwersję metanu rozpoczyna się już w temperaturze t=~400°C, jednak przy tak niskim t°C procent przereagowanego gazu jest niewielki, najbardziej optymalny jest t=700°C, wskazane jest jego kontrolowanie za pomocą termopary.

Za reaktorem i lodówką instalacja zawiera manometr (10) i reduktor ciśnienia (11) nastawiony na ciśnienie 25-35 atm (dobór ciśnienia zależy od stopnia zużycia katalizatora). Aby wytworzyć wystarczające ciśnienie gazu syntezowego, lepiej jest użyć dwóch sprężarek z lodówki.

Radzę, aby skraplacz (8) nie był cylindryczny, ale stożkowy (odbywa się to w celu zmniejszenia obszaru parowania metanolu) i miał okienko do monitorowania poziomu metanolu. Przereagowane produkty doprowadza się znad stożka za pomocą rurki (u) Ø 8 mm.

Rurę opuszcza się do stożkowego naczynia 10 mm poniżej wylotu dławiącego (P).

Nieprzereagowany gaz syntezowy jest odprowadzany rurką (x) Ø 5 mm, która jest przyspawana do górnej części stożka, gaz ulatniający się tą rurą jest spalany na jej końcu, aby zapobiec przedostawaniu się płomienia do naczynia stożka, koniec rurki jest wypełniony drutem miedzianym.

Poziom metanolu utrzymuje się na poziomie 2/3 całkowitej wysokości naczynia, w tym celu lepiej jest zrobić przezroczyste okno. Aby zapewnić 100% bezpieczeństwa, knot wyjściowy można wyposażyć w termoparę, której sygnał (z powodu braku płomienia) automatycznie odcina dopływ gazu do instalacji; do tego celu nadaje się każdy regulator nowoczesnych kuchenek gazowych .

Katalityczna metoda wytwarzania metanolu ( alkohol drzewny) z gazu ziemnego opisano szczegółowo.