Αιθυλική αλκοόλη από πριονίδι. Πώς να αποκτήσετε αλκοόλ ή άλλο υγρό καύσιμο από πριονίδι
Στη σοβιετική εποχή, ποιος θυμάται ακόμα, υπήρχαν πολλά αστεία για το αλκοόλ που παρασκευαζόταν από πριονίδι. Υπήρχαν φήμες ότι μετά τον πόλεμο, φτηνή βότκα παρασκευαζόταν με αλκοόλη από πριονίδι. Αυτό το ποτό ονομάζεται ευρέως "suk".
Γενικά, η συζήτηση για την παραγωγή αλκοόλ από πριονίδι δεν προέκυψε από το πουθενά, φυσικά. Ένα τέτοιο προϊόν παρήχθη στην πραγματικότητα. Ονομάστηκε «αλκοόλη υδρόλυσης». Η πρώτη ύλη για την παραγωγή του ήταν πράγματι πριονίδι, ή ακριβέστερα, η κυτταρίνη που εξάγεται από τα απόβλητα της δασικής βιομηχανίας. Για να το θέσω αυστηρά επιστημονικά – από μη βρώσιμα φυτικά υλικά. Σύμφωνα με πρόχειρους υπολογισμούς, από 1 τόνο ξύλου μπορούσαν να ληφθούν περίπου 200 λίτρα αιθυλικής αλκοόλης. Αυτό υποτίθεται ότι κατέστησε δυνατή την αντικατάσταση 1,5 τόνων πατάτας ή 0,7 τόνων σιτηρών. Είναι άγνωστο εάν τέτοιο αλκοόλ χρησιμοποιήθηκε στα σοβιετικά αποστακτήρια. Κατασκευάστηκε, φυσικά, για καθαρά τεχνικούς σκοπούς.
Πρέπει να πούμε ότι η παραγωγή τεχνικής αιθανόλης από οργανικά απόβλητα έχει εξάψει από καιρό τη φαντασία των επιστημόνων. Μπορείτε να βρείτε βιβλιογραφία από τον 19ο αιώνα που συζητά τις δυνατότητες παραγωγής αλκοόλ από μια μεγάλη ποικιλία πρώτων υλών, συμπεριλαμβανομένων των μη εδώδιμων. Τον 20ο αιώνα, αυτό το θέμα άρχισε να αναδύεται με ανανεωμένο σθένος. Τη δεκαετία του 1920, επιστήμονες στη Σοβιετική Ρωσία πρότειναν ακόμη και την παρασκευή αλκοόλ από... κόπρανα! Υπήρχε ακόμη και ένα χιουμοριστικό ποίημα του Demyan Bedny:
Λοιπόν, ήρθαν οι καιροί
Κάθε μέρα είναι ένα θαύμα:
Η βότκα αποστάζεται από σκατά -
Τρία λίτρα το κιλό!
Το ρωσικό μυαλό θα εφεύρει
Ο φθόνος όλης της Ευρώπης -
Σε λίγο θα κυλήσει η βότκα
Στο στόμα από τον κώλο...
Ωστόσο, η ιδέα με τα περιττώματα παρέμεινε σε επίπεδο αστείου. Αλλά πήραν στα σοβαρά την κυτταρίνη. Θυμηθείτε, στο «The Golden Calf» ο Ostap Bender λέει στους ξένους τη συνταγή για το «σκαμπό φεγγαριού». Το γεγονός είναι ότι η κυτταρίνη ήταν «χημικά» ακόμη και τότε. Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι μπορεί να εξαχθεί όχι μόνο από απόβλητα δασικής βιομηχανίας. Η εγχώρια γεωργία αφήνει ετησίως τεράστια βουνά από άχυρο - αυτή είναι επίσης μια εξαιρετική πηγή κυτταρίνης. Μην αφήσεις την καλοσύνη να πάει χαμένη. Το άχυρο είναι μια ανανεώσιμη πηγή, θα έλεγε κανείς δωρεάν.
Υπάρχει μόνο ένα πιάσιμο σε αυτό το θέμα. Εκτός από την απαραίτητη και χρήσιμη κυτταρίνη, τα λιγνιοποιημένα μέρη των φυτών (συμπεριλαμβανομένου του άχυρου) περιέχουν λιγνίνη, η οποία περιπλέκει την όλη διαδικασία. Λόγω της παρουσίας αυτής της ίδιας λιγνίνης στο διάλυμα, είναι σχεδόν αδύνατο να ληφθεί ένας κανονικός «πολτός», καθώς η πρώτη ύλη δεν είναι σακχαροποιημένη. Η λιγνίνη αναστέλλει την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Για το λόγο αυτό, απαιτείται «τάισμα» - η προσθήκη κανονικών πρώτων υλών τροφίμων. Τις περισσότερες φορές, αυτόν τον ρόλο παίζει το αλεύρι, το άμυλο ή η μελάσα.
Φυσικά, μπορείτε να απαλλαγείτε από τη λιγνίνη. Στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού αυτό γίνεται παραδοσιακά χημικά, όπως η επεξεργασία με οξύ. Το μόνο ερώτημα είναι πού να το βάλω τότε; Κατ' αρχήν, καλό στερεό καύσιμο μπορεί να ληφθεί από τη λιγνίνη. Καίγεται καλά. Έτσι, το Ινστιτούτο Θερμοφυσικής του SB RAS ανέπτυξε ακόμη και μια κατάλληλη τεχνολογία για την καύση λιγνίνης. Όμως, δυστυχώς, η λιγνίνη που απομένει από την παραγωγή χαρτοπολτού και χαρτιού μας είναι ακατάλληλη ως καύσιμο λόγω του θείου που περιέχει (συνέπειες χημικής επεξεργασίας). Αν το κάψετε, θα έχετε όξινη βροχή.
Υπάρχουν και άλλοι τρόποι - για επεξεργασία πρώτων υλών με υπέρθερμο ατμό (η λιγνίνη λιώνει σε υψηλές θερμοκρασίες), για εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες. Σε ορισμένα μέρη αυτό ακριβώς κάνουν, αλλά αυτές οι μέθοδοι είναι πολύ ακριβές. Σε μια σχεδιασμένη οικονομία, όπου όλα τα έξοδα βαρύνουν το κράτος, ήταν δυνατό να λειτουργήσει με αυτόν τον τρόπο. Ωστόσο, σε μια οικονομία της αγοράς, αποδεικνύεται ότι το παιχνίδι, μεταφορικά μιλώντας, δεν αξίζει το κερί. Και όταν συγκρίνουμε το κόστος, αποδεικνύεται ότι η παραγωγή τεχνικού αλκοόλ (με σύγχρονους όρους - βιοαιθανόλη) από παραδοσιακές πρώτες ύλες τροφίμων είναι πολύ φθηνότερη. Όλα εξαρτώνται από τις ποσότητες τέτοιων πρώτων υλών που έχετε. Οι Αμερικανοί, για παράδειγμα, έχουν υπερπαραγωγή καλαμποκιού. Είναι πολύ πιο εύκολο και πιο επικερδές να χρησιμοποιηθεί το πλεόνασμα για την παραγωγή αλκοόλ παρά να το μεταφέρει σε άλλη ήπειρο. Στη Βραζιλία, όπως γνωρίζουμε, το πλεόνασμα ζαχαροκάλαμου χρησιμοποιείται και ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαιθανόλης. Κατ 'αρχήν, υπάρχουν αρκετές χώρες στον κόσμο όπου το αλκοόλ χύνεται όχι μόνο στο στομάχι, αλλά και στη δεξαμενή ενός αυτοκινήτου. Και όλα θα ήταν καλά αν κάποιες διάσημες παγκόσμιες προσωπικότητες (ιδίως ο ηγέτης της Κούβας Φιντέλ Κάστρο) δεν μιλούσαν εναντίον μιας τέτοιας «άδικης» χρήσης αγροτικών προϊόντων σε συνθήκες όπου σε ορισμένες χώρες οι άνθρωποι υποφέρουν από υποσιτισμό ή ακόμα και πεθαίνουν από την πείνα.
Σε γενικές γραμμές, ικανοποιώντας φιλανθρωπικές επιθυμίες στα μισά του δρόμου, οι επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα της παραγωγής βιοαιθανόλης θα πρέπει να αναζητήσουν κάποιες πιο ορθολογικές, πιο προηγμένες τεχνολογίες για την επεξεργασία πρώτων υλών μη εδώδιμων. Πριν από περίπου δέκα χρόνια, ειδικοί από το Ινστιτούτο Χημείας και Μηχανοχημείας Στερεάς Κατάστασης του SB RAS αποφάσισαν να ακολουθήσουν μια διαφορετική διαδρομή - να χρησιμοποιήσουν τη μηχανοχημική μέθοδο για αυτούς τους σκοπούς. Αντί για τη γνωστή χημική επεξεργασία πρώτων υλών ή θέρμανση, άρχισαν να χρησιμοποιούν ειδική μηχανική επεξεργασία. Γιατί σχεδιάστηκαν ειδικοί μύλοι και ενεργοποιητές; Η ουσία της μεθόδου είναι αυτή. Λόγω της μηχανικής ενεργοποίησης, η κυτταρίνη περνά από μια κρυσταλλική κατάσταση σε μια άμορφη. Αυτό διευκολύνει τη λειτουργία των ενζύμων. Αλλά το κύριο πράγμα εδώ είναι ότι κατά τη μηχανική επεξεργασία η πρώτη ύλη χωρίζεται σε διαφορετικά σωματίδια - με διαφορετική (περισσότερη ή λιγότερη) περιεκτικότητα σε λιγνίνη. Στη συνέχεια, χάρη στα διαφορετικά αεροδυναμικά χαρακτηριστικά αυτών των σωματιδίων, μπορούν εύκολα να διαχωριστούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ειδικές εγκαταστάσεις.
Με την πρώτη ματιά, όλα είναι πολύ απλά: αλέστε το και αυτό είναι το τέλος. Αλλά μόνο με την πρώτη ματιά. Αν όλα ήταν πραγματικά τόσο απλά, τότε το άχυρο και άλλα φυτικά απόβλητα θα αλέθονταν σε όλες τις χώρες. Αυτό που πραγματικά χρειάζεται εδώ είναι να βρεθεί η σωστή ένταση ώστε η πρώτη ύλη να χωριστεί σε μεμονωμένα υφάσματα. Διαφορετικά, θα καταλήξετε με μια μονότονη μάζα. Το καθήκον των επιστημόνων είναι να βρουν το απαραίτητο βέλτιστο εδώ. Και αυτό το βέλτιστο, όπως δείχνει η πρακτική, είναι αρκετά περιορισμένο. Μπορείτε επίσης να το παρακάνετε. Αυτό, πρέπει να πούμε, είναι δουλειά ενός επιστήμονα: να προσδιορίσει τη χρυσή τομή. Επιπλέον, εδώ είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οικονομικές πτυχές - δηλαδή, να αναπτυχθεί η τεχνολογία έτσι ώστε το κόστος της μηχανικής και χημικής επεξεργασίας της πρώτης ύλης (ανεξάρτητα από το πόσο φθηνό μπορεί να είναι) να μην επηρεάζει το κόστος παραγωγής.
Δεκάδες λίτρα υπέροχου αλκοόλ έχουν ήδη ληφθεί σε εργαστηριακές συνθήκες. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι το αλκοόλ λαμβάνεται από συνηθισμένο άχυρο. Επιπλέον, χωρίς τη χρήση οξέων, αλκαλίων και υπέρθερμου ατμού. Η κύρια βοήθεια εδώ είναι οι «θαυματουργοί μύλοι» που σχεδιάστηκαν από τους ειδικούς του Ινστιτούτου. Καταρχήν, τίποτα δεν μας εμποδίζει να προχωρήσουμε στα βιομηχανικά σχέδια. Αλλά αυτό είναι άλλο θέμα.
Εδώ είναι - η πρώτη εγχώρια βιοαιθανόλη από άχυρο! Ακόμα σε μπουκάλια. Θα περιμένουμε μέχρι να αρχίσουν να το παράγουν σε τανκς;
Το γενικό σχήμα για τη λήψη αιθυλικής αλκοόλης από υδρολυτική «μαύρη μελάσα» έχει ως εξής. Η θρυμματισμένη πρώτη ύλη φορτώνεται σε στήλη υδρόλυσης χάλυβα πολλών μέτρων, επενδεδυμένη με χημικά ανθεκτικά κεραμικά από το εσωτερικό. Ένα ζεστό διάλυμα υδροχλωρικού οξέος παρέχεται εκεί υπό πίεση. Ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, η κυτταρίνη παράγει ένα προϊόν που περιέχει ζάχαρη, τη λεγόμενη «μαύρη μελάσα». Αυτό το προϊόν εξουδετερώνεται με λάιμ και προστίθεται μαγιά για να ζυμωθεί η μελάσα. Μετά από αυτό θερμαίνεται ξανά και οι ατμοί που απελευθερώνονται συμπυκνώνονται με τη μορφή αιθυλικής αλκοόλης (δεν θέλω να το ονομάσω "κρασί").
Η μέθοδος υδρόλυσης είναι η πιο οικονομική μέθοδος για την παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης. Εάν η παραδοσιακή μέθοδος βιοχημικής ζύμωσης μπορεί να παράγει 50 λίτρα αλκοόλης από έναν τόνο σιτηρών, τότε 200 λίτρα αλκοόλης αποστάζονται από έναν τόνο πριονιδιού και μετατρέπονται υδρολυτικά σε «μαύρη μελάσα». Όπως λένε: "Νιώστε τα οφέλη!" Το όλο ερώτημα είναι αν η «μαύρη μελάσα» ως σακχαροποιημένη κυτταρίνη μπορεί να ονομαστεί «προϊόν διατροφής», μαζί με τα δημητριακά, τις πατάτες και τα παντζάρια. Οι άνθρωποι που ενδιαφέρονται για την παραγωγή φθηνής αιθυλικής αλκοόλης σκέφτονται ως εξής: «Γιατί όχι; Άλλωστε, η άχνη, όπως και η υπόλοιπη «μαύρη μελάσα», μετά την απόσταξη της χρησιμοποιείται ως ζωοτροφή, πράγμα που σημαίνει ότι είναι επίσης προϊόν διατροφής». Πώς μπορεί κανείς να μην θυμηθεί τα λόγια του F.M. Dostoevsky: «Ένας μορφωμένος άνθρωπος, όταν το χρειάζεται, μπορεί να δικαιολογήσει λεκτικά κάθε αηδία».
Στη δεκαετία του '30 του περασμένου αιώνα, κατασκευάστηκε το μεγαλύτερο εργοστάσιο αμύλου ακριβείας στην Ευρώπη στο χωριό Μπεσλάν της Οσετίας, το οποίο έκτοτε έχει παράγει εκατομμύρια λίτρα αιθυλικής αλκοόλης. Στη συνέχεια χτίστηκαν ισχυρά εργοστάσια για την παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης σε ολόκληρη τη χώρα, συμπεριλαμβανομένων των εργοστασίων χαρτοπολτού και χαρτιού Solikamsk και Arkhangelsk. I.V. Ο Στάλιν, συγχαίροντας τους κατασκευαστές μονάδων υδρόλυσης, οι οποίοι κατά τη διάρκεια του πολέμου, παρά τις δυσκολίες του πολέμου, τις έθεσαν σε λειτουργία νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα, σημείωσε ότι αυτό «Κάνει δυνατή τη διάσωση του κράτους από εκατομμύρια πόντους ψωμιού»(Εφημερίδα Πράβντα, 27 Μαΐου 1944). 
Η αιθυλική αλκοόλη που λαμβάνεται από «μαύρη μελάσα» και, μάλιστα, από ξύλο (κυτταρίνη), σακχαροποιημένη με υδρόλυση, εάν, φυσικά, είναι καλά καθαρισμένη, δεν μπορεί να διακριθεί από την αλκοόλη που λαμβάνεται από δημητριακά ή πατάτες. Σύμφωνα με τα τρέχοντα πρότυπα, μια τέτοια αλκοόλη μπορεί να είναι "υψηλού καθαρισμού", "επιπλέον" και "πολυτέλειας", η τελευταία είναι η καλύτερη, δηλαδή έχει τον υψηλότερο βαθμό καθαρισμού. Δεν θα δηλητηριαστείτε με τη βότκα που φτιάχνεται με αυτό το αλκοόλ. Η γεύση ενός τέτοιου αλκοόλ είναι ουδέτερη, δηλαδή "όχι" - άγευστη, περιέχει μόνο "βαθμούς", καίει μόνο τη βλεννογόνο μεμβράνη του στόματος. Εξωτερικά, είναι αρκετά δύσκολο να αναγνωρίσουμε τη βότκα που παρασκευάζεται από αιθυλική αλκοόλη υδρολυτικής προέλευσης και διάφορα αρώματα που προστίθενται σε τέτοιες «βότκες» τους δίνουν κάποια διαφορά μεταξύ τους.
Ωστόσο, δεν είναι όλα τόσο καλά όσο φαίνονται με την πρώτη ματιά. Οι γενετιστές διεξήγαγαν έρευνα: η μία παρτίδα πειραματικών ποντικών πρόσθεσε πραγματική (δημητριακή) βότκα στη διατροφή τους, η άλλη - υδρόλυσε μια από ξύλο. Τα ποντίκια που κατανάλωναν τον «κόμπο» πέθαναν πολύ πιο γρήγορα και οι απόγονοί τους εκφυλίστηκαν. Όμως τα αποτελέσματα αυτών των μελετών δεν σταμάτησαν την παραγωγή ψευδορωσικών βότκας. Είναι όπως στο δημοφιλές τραγούδι: «Τελικά, αν η βότκα δεν αποστάζεται από πριονίδι, τότε τι θα παίρναμε από πέντε μπουκάλια...»
Υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για βιοκαύσιμα - εύφλεκτα υγρά που παράγονται από ανανεώσιμους βιολογικούς πόρους. Ένα από αυτά είναι το ξύλο. Είναι δυνατόν να ληφθεί καύσιμο από ξύλο που δεν είναι κατώτερο από το πετρέλαιο;
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβετε είναι ότι είναι αδύνατο να φτιάξετε βενζίνη ή κηροζίνη από ξύλο. Δεν αποσυντίθεται σε υδρογονάνθρακες ευθείας αλυσίδας, από τους οποίους αποτελούνται κυρίως τα προϊόντα πετρελαίου. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να ληφθούν από αυτό ουσίες που μπορούν να αντικαταστήσουν τα προϊόντα πετρελαίου.
Σε κάποιους αρέσει το σκαμνί
Πρώτο στη λίστα, φυσικά, είναι το αλκοόλ. Δύο διαφορετικοί τύποι αλκοόλ μπορούν να ληφθούν από ξύλο. Η πρώτη, η οποία ονομάζεται αλκοόλη ξύλου, είναι επιστημονικά η μεθυλική αλκοόλη. Αυτή η ουσία μοιάζει πολύ με τη συνηθισμένη αιθυλική αλκοόλη, τόσο σε ευφλεκτότητα όσο και σε οσμή και γεύση. Ωστόσο, η μεθυλική αλκοόλη διακρίνεται από το γεγονός ότι είναι πολύ δηλητηριώδης και η λήψη της από το στόμα μπορεί να οδηγήσει σε θανατηφόρα δηλητηρίαση. Ταυτόχρονα, είναι ένα υψηλής ποιότητας καύσιμο κινητήρα, ο αριθμός οκτανίων του είναι ακόμη μεγαλύτερος από αυτόν της αιθυλικής αλκοόλης και πολύ μεγαλύτερος από αυτόν της συνηθισμένης βενζίνης.
Η τεχνολογία για την παραγωγή μεθυλικής αλκοόλης από ξύλο είναι πολύ απλή. Λαμβάνεται με ξηρή απόσταξη ή πυρόλυση. Πιο συγκεκριμένα, είναι ένα από τα συστατικά του υγρού - ένα μείγμα οργανικών ουσιών που περιέχουν οξυγόνο που διαχωρίζονται από φρεσκοαποβληθείσα ρητίνη δέντρων. Ωστόσο, η απόδοση αλκοόλης που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ χαμηλή για να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Αυτό καθιστά μια τέτοια τεχνολογία για την παραγωγή καυσίμου απίθανη.
Ωστόσο, η αιθυλική αλκοόλη μπορεί να ληφθεί και από ξύλο, σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες. Αυτή η αλκοόλη - η λεγόμενη υδρόλυση - λαμβάνεται με την αποσύνθεση της κυτταρίνης, του κύριου συστατικού του ξύλου, με τη βοήθεια θειικού οξέος. Πιο συγκεκριμένα, η αποσύνθεση της κυτταρίνης παράγει σάκχαρα, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να μετατραπούν σε αλκοόλη με τον συνήθη τρόπο. Αυτή η μέθοδος παραγωγής αιθυλικής αλκοόλης είναι πολύ διαδεδομένη στη βιομηχανία· σχεδόν όλη η βιομηχανική αλκοόλη που χρησιμοποιείται για μη εδώδιμους σκοπούς παράγεται με υδρόλυση.
Η αιθυλική αλκοόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο απευθείας αντί για βενζίνη όσο και ως πρόσθετο στη βενζίνη. Χρησιμοποιώντας τέτοια πρόσθετα, λαμβάνονται διάφοροι τύποι βιοκαυσίμων, δημοφιλείς, ιδίως σε χώρες όπως η Βραζιλία.
Η απόκτηση αιθυλικής αλκοόλης με υδρόλυση ξύλου είναι οικονομικά κάπως λιγότερο επικερδής από την απόκτησή της από διάφορες γεωργικές καλλιέργειες. Ωστόσο, η πλεονεκτική πτυχή αυτής της μεθόδου παραγωγής βιοκαυσίμων είναι ότι δεν απαιτεί την κατανομή γεωργικών εκτάσεων για καλλιέργειες «καυσίμου» που δεν παράγουν προϊόντα διατροφής, αλλά επιτρέπει τη χρήση περιοχών που εμπλέκονται στη δασοκομία για την παραγωγή της. Αυτό καθιστά την παραγωγή βιοκαυσίμου αιθανόλης από ξύλο μια αρκετά πρακτική τεχνολογία.
Και το νέφτι είναι χρήσιμο για τίποτα;
Το μειονέκτημα της αιθανόλης ως καυσίμου είναι η χαμηλή θερμιδική της αξία. Όταν χρησιμοποιείται σε κινητήρες στην καθαρή του μορφή, παρέχει είτε λιγότερη ισχύ είτε μεγαλύτερη κατανάλωση από τη βενζίνη. Η ανάμειξη αλκοόλ με ουσίες με υψηλή θερμότητα καύσης βοηθά στην επίλυση αυτού του προβλήματος. Και αυτά δεν είναι απαραίτητα προϊόντα πετρελαίου: το νέφτι ή το νέφτι είναι αρκετά κατάλληλο ως πρόσθετο.
Το νέφτι είναι επίσης προϊόν επεξεργασίας ξύλου, και πιο συγκεκριμένα, το ξύλο κωνοφόρων: πεύκο, έλατο, πεύκη και άλλα. Χρησιμοποιείται ευρέως ως διαλύτης και οι πιο καθαρές ποικιλίες του χρησιμοποιούνται στην ιατρική. Ωστόσο, η βιομηχανία επεξεργασίας ξυλείας, ως υποπροϊόν, παράγει μεγάλη ποσότητα αποκαλούμενης θειικής τερεβινθίνης - χαμηλής ποιότητας που περιέχει τοξικές ακαθαρσίες, όχι μόνο δεν εφαρμόζεται στην ιατρική, αλλά βρίσκει επίσης πολύ περιορισμένη χρήση στη χημική ουσία και το χρώμα και το βερνίκι. βιομηχανίες.
Ταυτόχρονα, το νέφτι, από όλα τα προϊόντα επεξεργασίας ξύλου, μοιάζει περισσότερο με ένα προϊόν πετρελαίου, ή ακριβέστερα, με την κηροζίνη. Έχει πολύ υψηλή θερμιδική αξία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο σε σόμπες κηροζίνης, λαμπτήρες και αέρια κηροζίνης. Είναι επίσης κατάλληλο ως καύσιμο κινητήρα, αν και μόνο για μικρό χρονικό διάστημα: εάν χυθεί σε δεξαμενές στην καθαρή του μορφή, οι κινητήρες σύντομα αποτυγχάνουν λόγω της πίσσας.
Ωστόσο, η τερεβινθίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο όχι στην καθαρή της μορφή, αλλά ως πρόσθετο στην αιθανόλη. Αυτό το πρόσθετο δεν μειώνει πολύ τον αριθμό οκτανίων της αιθυλικής αλκοόλης, αλλά αυξάνει τη θερμότητα της καύσης. Μια άλλη θετική πλευρά αυτής της τεχνολογίας παραγωγής βιοκαυσίμων είναι ότι το νέφτι μετουσιώνει το αλκοόλ, καθιστώντας το ακατάλληλο για κατάποση ως αλκοόλ. Και οι κοινωνικές συνέπειες της ευρείας εισαγωγής μη μετουσιωμένου αλκοόλ ως καυσίμου μπορεί να γίνουν πολύ σοβαρές.
Τα απόβλητα λιγνίνης μετατρέπονται σε εισόδημα!
Ένα συστατικό ξύλου, όπως η λιγνίνη, θεωρείται ότι είναι ελάχιστα χρήσιμο. Η βιομηχανική χρήση του είναι πολύ λιγότερο διαδεδομένη από αυτή της κυτταρίνης. Παρά το γεγονός ότι χρησιμοποιείται στην παραγωγή οικοδομικών υλικών και στη χημική βιομηχανία, πιο συχνά καίγεται απευθείας στη δασική χημική βιομηχανία. Ωστόσο, όπως αποδεικνύεται, η πυρόλυση λιγνίνης μπορεί να παράγει μια ευρύτερη ποικιλία προϊόντων από την πυρόλυση κυτταρίνης.
Η λιγνίνη αποτελείται κυρίως από αρωματικούς δακτυλίους και κοντές ευθείες αλυσίδες υδρογονανθράκων. Κατά συνέπεια, η πυρόλυση του παράγει κυρίως υδρογονάνθρακες. Ωστόσο, ανάλογα με την τεχνολογία της πυρόλυσης, είναι δυνατό να ληφθεί είτε ένα προϊόν με υψηλή περιεκτικότητα σε φαινόλη και σχετικές ουσίες, είτε ένα υγρό που μοιάζει με προϊόντα πετρελαίου. Αυτό το υγρό είναι επίσης κατάλληλο ως πρόσθετο στην αιθυλική αλκοόλη για την παραγωγή βιοκαυσίμων.
Έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες και εγκαταστάσεις για πυρόλυση που μπορούν να καταναλώσουν τόσο λιγνίνη από χωματερές όσο και απόβλητα ξύλου που δεν διαχωρίζονται σε λιγνίνη και κυτταρίνη. Καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με την ανάμειξη λιγνίνης ή απορριμμάτων ξύλου με απόβλητα που αποτελούνται από απορριπτόμενο πλαστικό ή καουτσούκ: το υγρό πυρόλυσης μοιάζει περισσότερο με λάδι.
Ειρηνικό άτομο και πριονίδι
Μια άλλη τεχνολογία για την παραγωγή βιοκαυσίμων από ξύλο αναπτύχθηκε πρόσφατα από Ρώσους επιστήμονες. Ανήκει στον τομέα της ραδιοχημείας, δηλαδή των χημικών διεργασιών που συμβαίνουν υπό την επίδραση της ραδιενεργής ακτινοβολίας. Στα πειράματα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Φυσικοχημείας και Ηλεκτροχημείας. Το πριονίδι Frumkin και άλλα απορρίμματα ξύλου εκτέθηκαν ταυτόχρονα σε ισχυρή ακτινοβολία βήτα και ξηρή απόσταξη και η θέρμανση του ξύλου πραγματοποιήθηκε ακριβώς με τη βοήθεια εξαιρετικά ισχυρής ακτινοβολίας. Παραδόξως, υπό την επίδραση της ακτινοβολίας, η σύνθεση των προϊόντων που λαμβάνονται από την πυρόλυση έχει αλλάξει.
Υψηλή περιεκτικότητα σε αλκάνια και κυκλοαλκάνια, δηλαδή σε υδρογονάνθρακες που βρίσκονται κυρίως στο πετρέλαιο, βρέθηκε στο υγρό πυρόλυσης που λαμβάνεται με τη μέθοδο «ραδιενεργό». Αυτό το υγρό αποδείχθηκε πολύ ελαφρύτερο από το πετρέλαιο, συγκρίσιμο, μάλλον, με το συμπύκνωμα αερίου. Επιπλέον, η εξέταση επιβεβαίωσε την καταλληλότητα αυτού του υγρού για χρήση ως καύσιμο κινητήρα ή επεξεργασία σε καύσιμα υψηλής ποιότητας, όπως η βενζίνη κινητήρων. Πιστεύουμε ότι αυτό δεν αξίζει ιδιαίτερης αναφοράς, αλλά ας διευκρινίσουμε για λόγους ηρεμίας των φόβων των ραδιοφοβικών: η ακτινοβολία βήτα δεν είναι ικανή να προκαλέσει επαγόμενη ραδιενέργεια, επομένως το καύσιμο που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο είναι ασφαλές και δεν παρουσιάζει ραδιενεργές ιδιότητες. .
Τι να ανακυκλώσετε
Είναι σαφές ότι είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται όχι ολόκληροι κορμοί δέντρων για την παραγωγή βιοκαυσίμων, αλλά απόβλητα επεξεργασίας ξύλου, όπως πριονίδι, ροκανίδια, κλαδιά, φλοιός, ακόμη και η ίδια λιγνίνη που πηγαίνει σε χωματερές και φούρνους. Η απόδοση αυτών των απορριμμάτων ανά εκτάριο κομμένου δάσους είναι, φυσικά, χαμηλότερη από το ξύλο γενικά, αλλά δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι λαμβάνονται ως υποπροϊόν σε παραγωγικές διαδικασίες που ήδη βρίσκονται σε εξέλιξη σε πολλές επιχειρήσεις της χώρας. , τα απόβλητα παραγωγής είναι φθηνά γι 'αυτούς, δεν χρειάζεται να κοπούν ή να φυτευτούν πρόσθετες εκτάσεις δάσους για υλοτόμηση.
Σε κάθε περίπτωση, το ξύλο είναι ένας ανανεώσιμος πόρος. Οι μέθοδοι αποκατάστασης δασικών εκτάσεων είναι γνωστές εδώ και πολύ καιρό και σε πολλές περιοχές της χώρας υπάρχει ακόμη και ανεξέλεγκτη υπερανάπτυξη εγκαταλελειμμένων γεωργικών εκτάσεων με δάση. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η Ρωσική Ομοσπονδία δεν είναι μία από τις χώρες όπου η διατήρηση των δασών πρέπει να αντιμετωπίζεται με τη μέγιστη προσοχή. Η έκταση του δάσους μας και οι δυνατότητές του για αυτοαναγέννηση είναι αρκετά για να αξιοποιήσει πλήρως τη βιομηχανία επεξεργασίας ξύλου, την παραγωγή βιοκαυσίμων και πολλές άλλες βιομηχανίες.
Η παραγωγή αλκοόλ από πατάτες, δημητριακά, μελάσα και ζαχαρότευτλα απαιτεί την κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων αυτών των πολύτιμων πρώτων υλών. Η αντικατάσταση τέτοιων πρώτων υλών με φθηνότερες είναι μια από τις πηγές εξοικονόμησης τροφίμων και μείωσης του κόστους του αλκοόλ. Ως εκ τούτου, η παραγωγή τεχνικής αιθυλικής αλκοόλης από μη εδώδιμες πρώτες ύλες έχει πρόσφατα αυξηθεί σημαντικά: ξύλο, θειώδη υγρά και συνθετικά από αέρια που περιέχουν αιθυλένιο.
Παραγωγή αλκοόλης από ξύλο
Η βιομηχανία υδρόλυσης παράγει μια σειρά προϊόντων από φυτικά απόβλητα που περιέχουν κυτταρίνη, ιδίως από απόβλητα ξύλου: αιθυλική αλκοόλη, μαγιά ζωοτροφών, γλυκόζη κ.λπ.
Στα φυτά υδρόλυσης, η κυτταρίνη υδρολύεται με ανόργανα οξέα σε γλυκόζη, η οποία χρησιμοποιείται για τη ζύμωση σε αλκοόλη, την ανάπτυξη της μαγιάς και την απελευθέρωση της σε κρυσταλλική μορφή. Υπάρχουν εγκαταστάσεις υδρόλυσης διαφόρων προφίλ: υδρόλυση-αλκοόλη, υδρόλυση-ζύμη, υδρόλυση-γλυκόζη. Η βιομηχανία υδρόλυσης έχει μεγάλη οικονομική σημασία. οφείλεται στο γεγονός ότι πολύτιμα προϊόντα λαμβάνονται από φυτικά απόβλητα χαμηλής αξίας. Συγκεκριμένα, από 1 τόνο απολύτως ξηρού ξύλου κωνοφόρων προκύπτουν 170-200 λίτρα αιθυλικής αλκοόλης, η παραγωγή της οποίας θα απαιτούσε 0,7 τόνους σιτηρών ή 2 τόνους πατάτας.
Η βιομηχανία υδρόλυσης επεξεργάζεται πλήρως το ξύλο, με αποτέλεσμα τα φυτά υδρόλυσης-αλκοολών να παράγουν, εκτός από την αιθυλική αλκοόλη, άλλα πολύτιμα προϊόντα: φουρφουράλη, λιγνίνη, υγρό διοξείδιο του άνθρακα, μαγιά ζωοτροφών.
Πρώτες ύλες για την παραγωγή υδρόλυσης
Η πρώτη ύλη για την παραγωγή υδρόλυσης είναι το ξύλο με τη μορφή διαφόρων απορριμμάτων από τη δασοκομία και την ξυλουργική βιομηχανία: πριονίδι, ροκανίδια, ροκανίδια κ.λπ. Η περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου κυμαίνεται από 40 έως 60%. Το πριονίδι που επεξεργάζεται από εγκαταστάσεις υδρόλυσης έχει συνήθως περιεκτικότητα σε υγρασία 40-48%. Η σύνθεση της ξηρής ύλης του ξύλου περιλαμβάνει κυτταρίνη, ημικυτταρίνες, λιγνίνη και οργανικά οξέα.
Οι ημικυτταρίνες ξύλου αποτελούνται από εξωσάνες: μαννάνη, γαλακτάνη και πεντοσάνες: ξυλάνη, αραβάνη και τα μεθυλιωμένα παράγωγά τους. Η λιγνίνη είναι μια πολύπλοκη αρωματική ουσία, η χημική της σύνθεση και η δομή της δεν έχουν ακόμη τεκμηριωθεί.
Η χημική σύνθεση του απολύτως ξηρού ξύλου δίνεται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 - Χημική σύνθεση απολύτως ξηρού ξύλου
Εκτός από το ξύλο, τα γεωργικά φυτικά απόβλητα χρησιμοποιούνται επίσης ως πρώτες ύλες για τη βιομηχανία υδρόλυσης: φλοιοί ηλίανθου, στάχυα καλαμποκιού, φλοιοί βαμβακιού και άχυρο δημητριακών.
Η χημική σύνθεση των γεωργικών φυτικών αποβλήτων παρουσιάζεται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2 - Χημική σύνθεση των γεωργικών φυτικών αποβλήτων Τεχνολογικό διάγραμμα σύνθετης επεξεργασίας ξύλου
Το τεχνολογικό σχήμα της σύνθετης επεξεργασίας ξύλου αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια: υδρόλυση ξύλου, εξουδετέρωση και καθαρισμός του προϊόντος υδρόλυσης. ζύμωση υδρολυτικού μούστου, απόσταξη υδρολυτικού πολτού.
Το θρυμματισμένο ξύλο υδρολύεται με αραιό θειικό οξύ όταν θερμαίνεται υπό πίεση. Κατά την υδρόλυση, οι ημικυτταρίνες και η κυτταρίνη αποσυντίθενται. Οι ημικυτταρίνες μετατρέπονται σε εξόζες: γλυκόζη, γαλακτόζη, μαννόζη και πεντόζες: ξυλόζη και αραβινόζη. κυτταρίνη - σε γλυκόζη. Η λιγνίνη παραμένει ως αδιάλυτο υπόλειμμα κατά την υδρόλυση.
Η υδρόλυση του ξύλου πραγματοποιείται σε μια συσκευή υδρόλυσης - ένα χαλύβδινο κυλινδρικό δοχείο. Ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης, λαμβάνεται ένα προϊόν υδρόλυσης που περιέχει περίπου 2-3% ζυμώσιμους μονοσακχαρίτες και ένα αδιάλυτο υπόλειμμα λιγνίνης. Το τελευταίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας στην παραγωγή οικοδομικών σανίδων, στην παραγωγή τούβλων, κατά την άλεση τσιμέντου, ως καύσιμο. Μετά από κατάλληλη επεξεργασία, η λιγνίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή πλαστικών, στη βιομηχανία καουτσούκ κ.λπ.
Το προκύπτον υδρόλυμα αποστέλλεται σε έναν εξατμιστή, όπου ο ατμός διαχωρίζεται από το υγρό. Ο ατμός που απελευθερώνεται συμπυκνώνεται και χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό της φουρφουράλης, της τερεβινθίνης και της μεθυλικής αλκοόλης από αυτόν. Στη συνέχεια το υδρόλυμα ψύχεται στους 75-80°C, εξουδετερώνεται σε εξουδετερωτή με γάλα ασβέστη σε ρΗ 4-4,3 και προστίθενται θρεπτικά άλατα για ζύμη (θειικό αμμώνιο, υπερφωσφορικό). Το προκύπτον προϊόν εξουδετέρωσης καθιζάνει για να το ελευθερώσει από το κατακρημνισμένο θειικό ασβέστιο και άλλα αιωρούμενα σωματίδια. Το καθιζάνον ίζημα του θειικού ασβεστίου διαχωρίζεται, ξηραίνεται, ψήνεται και λαμβάνεται αλάβαστρο, το οποίο χρησιμοποιείται στον κατασκευαστικό εξοπλισμό. Το εξουδετερωμένο προϊόν ψύχεται στους 30-32°C και αποστέλλεται για ζύμωση. Το υδρόλυμα που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο για ζύμωση ονομάζεται βαλσαμόχορτο. Η ζύμωση του υδρολυτικού μούστου πραγματοποιείται συνεχώς σε δεξαμενές ζύμωσης. Σε αυτή την περίπτωση, η μαγιά κυκλοφορεί συνεχώς στο σύστημα. Η μαγιά διαχωρίζεται από τον πολτό χρησιμοποιώντας διαχωριστές. Το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά τη ζύμωση χρησιμοποιείται για την απελευθέρωση υγρού ή στερεού διοξειδίου του άνθρακα. Ο ώριμος πολτός που περιέχει 1,0-1,5% αλκοόλη αποστέλλεται για απόσταξη και διόρθωση σε μια συσκευή διόρθωσης πολτού και λαμβάνεται αιθυλική αλκοόλη, μεθυλική αλκοόλη και έλαιο fusel. Το άτμισμα που λαμβάνεται μετά την απόσταξη περιέχει πεντόζες και χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια μαγιάς ζωοτροφών.
Σχήμα 1 — Τεχνολογικό διάγραμμα σύνθετης επεξεργασίας ξύλου σε εργοστάσια υδρόλυσης-αλκοόλ Όταν υποβάλλονται σε επεξεργασία σύμφωνα με το υποδεικνυόμενο σχήμα, μπορούν να ληφθούν οι ακόλουθες ποσότητες εμπορεύσιμων προϊόντων από 1 τόνο απολύτως ξηρού ξύλου κωνοφόρων:
- Αιθυλική αλκοόλη, l……………………….. 187
- Υγρό διοξείδιο του άνθρακα, kg……………….. 70
- ή στερεό διοξείδιο του άνθρακα, kg………40
- Μαγιά ζωοτροφών, kg……………….. .. 40
- Φουρφουράλ, kg……………………………….9.4
- Νέφτι, kg…………………………………0,8
- Θερμομονωτικές και κατασκευές λιγνόπλακες, m 2 .... 75
- Αλάβαστρο κατασκευής, kg……..225
- Φαζελέλαιο, k g…………………..0.3
Παραγωγή αλκοόλης από θειώδη υγρά
Κατά την παραγωγή πολτού από ξύλο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο θειώδους, το απόβλητο προϊόν είναι θειώδες υγρό - ένα καφέ υγρό με οσμή διοξειδίου του θείου. Χημική σύνθεση θειώδους υγρού (%): νερό - 90, ξηρές ουσίες - 10, συμπεριλαμβανομένων των παραγώγων λιγνίνης - λιγνοσουλφονικά - 6, εξόζες - 2, πεντόζες -1, πτητικά οξέα, φουρφουράλη και άλλες ουσίες - περίπου 1. Μακροχρόνιο θειώδες υγρό που απελευθερώθηκαν στα ποτάμια, μόλυναν το νερό και κατέστρεψαν τα ψάρια στις δεξαμενές. Επί του παρόντος, διαθέτουμε μια σειρά από εργοστάσια για τη σύνθετη επεξεργασία του θειώδους υγρού σε αιθυλική αλκοόλη, μαγιά ζωοτροφών και συμπυκνώματα θειώδους αμπέλου. Η παραγωγή αλκοόλης από θειώδη υγρά αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια: παρασκευή θειώδους υγρού για ζύμωση, ζύμωση θειώδους υγρού μούστου, απόσταξη ώριμου πολτού θειώδους.
Η παρασκευή του θειώδους υγρού για ζύμωση πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα συνεχές σχήμα. Η αλυσίβα καθαρίζεται με αέρα για να απομακρυνθούν τα πτητικά οξέα και η φουρφουράλη, τα οποία καθυστερούν τη διαδικασία ζύμωσης. Η καθαρισμένη αλισίβα εξουδετερώνεται με γάλα ασβέστη και στη συνέχεια διατηρείται για να μεγεθυνθούν οι κατακρημνισμένοι κρύσταλλοι θειικού ασβεστίου και θειούχου ασβεστίου. Ταυτόχρονα, προστίθενται θρεπτικά άλατα για μαγιά (θειικό αμμώνιο και υπερφωσφορικό). Έπειτα η αλυσίβα καθιζάνει. Το καθιζάνον ίζημα - λάσπη - αποστραγγίζεται στον υπόνομο και το διαυγασμένο υγρό ψύχεται στους 30-32°C. Το ποτό που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται βαλσαμόχορτο. Ο μούστος αποστέλλεται στο τμήμα ζύμωσης και ζυμώνεται με τον ίδιο τρόπο όπως τα υδρολύματα ξύλου ή χρησιμοποιείται η μέθοδος μετακίνησης. Η κινητή συσκευασία αναφέρεται στις ίνες κυτταρίνης που παραμένουν στο υγρό. Η μέθοδος ζύμωσης με κινούμενο ακροφύσιο βασίζεται στην ιδιότητα ορισμένων φυλών ζύμης να απορροφώνται στην επιφάνεια των ινών κυτταρίνης και να σχηματίζουν νιφάδες μάζας ινώδους ζύμης, η οποία σε έναν ώριμο πολτό γρήγορα και πλήρως καθιζάνει στον πυθμένα του δεξαμενή. Η ζύμωση πραγματοποιείται σε μια μπαταρία ζύμωσης, η οποία αποτελείται από έναν κάδο κεφαλής και ουράς. Στο ζυμωτικό μούστο, οι ίνες κυτταρίνης με προσροφημένη μαγιά βρίσκονται σε συνεχή κίνηση υπό την επίδραση του απελευθερωμένου διοξειδίου του άνθρακα. Ο πολτός που έχει υποστεί ζύμωση προέρχεται από τον κάδο της κεφαλής στον κάδο της ουράς, όπου τελειώνει η διαδικασία ζύμωσης και οι ίνες με μαγιά κατακάθονται στον πυθμένα. Η καθιζημένη μάζα ινών ζυμομυκήτων επιστρέφεται με αντλία στην δεξαμενή κεφαλής, όπου τροφοδοτείται ταυτόχρονα το μούστο, και ο ώριμος πολτός, που περιέχει 0,5-1% αλκοόλη, αποστέλλεται στη συσκευή απόσταξης και λαμβάνεται αιθυλική αλκοόλη, μεθυλική αλκοόλη και πετρέλαιο . Το άτμισμα που λαμβάνεται μετά την απόσταξη περιέχει πεντόζες και χρησιμεύει ως θρεπτικό μέσο για την καλλιέργεια μαγιάς ζωοτροφών, η οποία στη συνέχεια διαχωρίζεται, ξηραίνεται και απελευθερώνεται ως ξηρή μαγιά. Μετά τον διαχωρισμό της μαγιάς, το άτμισμα που περιέχει λιγνοσουλφονικά άλατα εξατμίζεται σε περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία 50-80%. Το προϊόν που προκύπτει ονομάζεται συμπύκνωμα sulfite-vintage και χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλαστικών, οικοδομικών υλικών, συνθετικών παραγόντων βυρσοδεψίας για δέρμα, χυτηρίων και οδοποιίας.
Από τα συμπυκνώματα θειώδους-vinage μπορείτε να αποκτήσετε μια πολύτιμη αρωματική ουσία - τη βανιλίνη.
Το τεχνολογικό σχήμα για τη σύνθετη επεξεργασία θειωδών υγρών σε αιθυλική αλκοόλη, μαγιά ζωοτροφών και συμπυκνώματα θειώδους αμπέλου φαίνεται στο Σχήμα 2.
Σχήμα 2 - Διάγραμμα ροής διεργασίας για την επεξεργασία θειωδών υγρών σε αλκοόλη Κατά την επεξεργασία θειωδών υγρών, λαμβάνονται τα ακόλουθα σε σχέση με 1 τόνο ξύλου ελάτης:
- Αιθυλική αλκοόλη, l………………….. 30-50
- Μεθυλική αλκοόλη, l………………………… 1
- Υγρό διοξείδιο του άνθρακα, l…………….. 19-25
- Ξηρή μαγιά ζωοτροφών, kg…. 15
- Συμπυκνώματα Sulphite-vintage με περιεκτικότητα σε υγρασία 20%, kg.... 475
Συνθετική παραγωγή αλκοόλης
Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή συνθετικής αιθυλικής αλκοόλης είναι αέρια από διυλιστήρια πετρελαίου που περιέχουν αιθυλένιο. Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλα αέρια που περιέχουν αιθυλένιο: αέριο φούρνου οπτάνθρακα που λαμβάνεται από άνθρακα οπτανθρακοποίησης και συναφή αέρια πετρελαίου.
Επί του παρόντος, η συνθετική αιθυλική αλκοόλη παράγεται με δύο τρόπους: ενυδάτωση θειικού οξέος και άμεση ενυδάτωση αιθυλενίου.
Θειική ενυδάτωση αιθυλενίου
Η παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης με αυτή τη μέθοδο αποτελείται από τις ακόλουθες διαδικασίες: την αλληλεπίδραση αιθυλενίου με θειικό οξύ, το οποίο παράγει θειικό αιθυλεστέρα και θειικό διαιθυλεστέρα. υδρόλυση των προϊόντων που προκύπτουν για σχηματισμό αλκοόλης. ο διαχωρισμός της αλκοόλης από το θειικό οξύ και ο καθαρισμός της.
Οι πρώτες ύλες για την ενυδάτωση του θειικού οξέος είναι αέρια που περιέχουν 47-50% κ.β. αιθυλένιο, καθώς και αέρια με λιγότερη περιεκτικότητα σε αιθυλένιο. Η διαδικασία πραγματοποιείται σύμφωνα με το σχήμα που δίνεται παρακάτω.
Εικόνα 3 - Τεχνολογικό σχήμα για την παραγωγή συνθετικής αλκοόλης με ενυδάτωση θειικού οξέος Το αιθυλένιο αντιδρά με το θειικό οξύ σε μια στήλη αντίδρασης, η οποία είναι ένας κατακόρυφος κύλινδρος. Μέσα στη στήλη υπάρχουν πλάκες καπακιού με τζάμια υπερχείλισης. Το αέριο που περιέχει αιθυλένιο τροφοδοτείται στο κάτω μέρος της στήλης από έναν συμπιεστή και 97-98% θειικό οξύ παρέχεται στην κορυφή της στήλης για αναρροή. Το αέριο, ανεβαίνοντας προς τα πάνω, φυσαλίδες μέσα από ένα στρώμα υγρού σε κάθε πλάκα. Το αιθυλένιο αντιδρά με το θειικό οξύ σύμφωνα με τις αντιδράσεις:
Ένα μείγμα αιθυλ θειικού οξέος, θειικού διαιθυλεστέρα και θειικού οξέος που δεν αντέδρασε ρέει συνεχώς από τη στήλη αντίδρασης. Αυτό το μείγμα ψύχεται στο ψυγείο στους 50°C και αποστέλλεται για υδρόλυση, κατά την οποία συμβαίνουν οι ακόλουθες αντιδράσεις:
Ο θειικός μονοαιθυλεστέρας που προκύπτει από τη δεύτερη αντίδραση υφίσταται περαιτέρω αποσύνθεση για να σχηματίσει ένα άλλο μόριο αλκοόλης.
Άμεση ενυδάτωση αιθυλενίου
Το τεχνολογικό σχήμα για την παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης με άμεση ενυδάτωση αιθυλενίου παρουσιάζεται παρακάτω.
Εικόνα 4 - Τεχνολογικό διάγραμμα άμεσης ενυδάτωσης αιθυλενίου στην παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης Η πρώτη ύλη για τη μέθοδο άμεσης ενυδάτωσης είναι αέριο με υψηλή περιεκτικότητα σε αιθυλένιο (94-96%). Το αιθυλένιο συμπιέζεται με συμπιεστή στα 8-9 kPa. Το συμπιεσμένο αιθυλένιο αναμιγνύεται με υδρατμούς σε ορισμένες αναλογίες. Η αλληλεπίδραση του αιθυλενίου με τους υδρατμούς πραγματοποιείται σε μια συσκευή επαφής - έναν ενυδατικό, ο οποίος είναι μια κατακόρυφη χαλύβδινη κοίλη κυλινδρική στήλη στην οποία υπάρχει ένας καταλύτης (φωσφορικό οξύ που εναποτίθεται σε αργιλοπυριτικό άλας).
Ένα μείγμα αιθυλενίου και υδρατμών στους 280-300°C υπό πίεση περίπου 8,0 kPa τροφοδοτείται σε έναν ενυδατήρα, στον οποίο διατηρούνται οι ίδιες παράμετροι. Όταν το αιθυλένιο αλληλεπιδρά με τους υδρατμούς, εκτός από την κύρια αντίδραση του σχηματισμού αιθυλικής αλκοόλης, συμβαίνουν και παράπλευρες αντιδράσεις, με αποτέλεσμα προϊόντα πολυμερισμού διαιθυλαιθέρα, ακεταλδεΰδης και αιθυλενίου. Τα προϊόντα σύνθεσης απομακρύνουν μια μικρή ποσότητα φωσφορικού οξέος από τον ενυδατήρα, η οποία μπορεί στη συνέχεια να έχει διαβρωτική επίδραση στον εξοπλισμό και τις σωληνώσεις. Για να αποφευχθεί αυτό, το οξύ που περιέχεται στα προϊόντα σύνθεσης εξουδετερώνεται με αλκάλια. Μετά την εξουδετέρωση, τα προϊόντα σύνθεσης περνούν μέσω ενός διαχωριστή αλάτων και στη συνέχεια ψύχονται σε εναλλάκτη θερμότητας και λαμβάνει χώρα συμπύκνωση ατμών νερού-αλκοόλης. Λαμβάνεται ένα μίγμα υδατικού-αλκοολικού υγρού και αιθυλενίου που δεν αντέδρασε. Το αιθυλένιο που δεν αντέδρασε διαχωρίζεται από το υγρό σε διαχωριστή. Είναι ένας κατακόρυφος κύλινδρος στον οποίο τοποθετούνται χωρίσματα που αλλάζουν απότομα την ταχύτητα και την κατεύθυνση της ροής του αερίου. Το αιθυλένιο από τον διαχωριστή απορρίπτεται στη γραμμή αναρρόφησης του συμπιεστή κυκλοφορίας και αποστέλλεται για ανάμιξη με φρέσκο αιθυλένιο. Το διάλυμα νερού-αλκοόλης που ρέει από τον διαχωριστή περιέχει 18,5-19% vol. αλκοόλ Συμπυκνώνεται σε στήλη απογύμνωσης και αποστέλλεται με τη μορφή ατμών σε στήλη απόσταξης για καθαρισμό. Η αλκοόλη λαμβάνεται με περιεκτικότητα 90,5% vol. Τα εργοστάσια συνθετικής αλκοόλης χρησιμοποιούν τη μέθοδο της άμεσης ενυδάτωσης του αιθυλενίου.
Η παραγωγή της συνθετικής αλκοόλης, ανεξάρτητα από τη μέθοδο παραγωγής της, είναι πολύ πιο αποτελεσματική από την παραγωγή αλκοόλης από πρώτες ύλες τροφίμων. Για να ληφθεί 1 τόνος αιθυλικής αλκοόλης από πατάτες ή δημητριακά, είναι απαραίτητο να δαπανηθούν 160-200 ανθρωποημέρες, από αέρια διύλισης πετρελαίου μόνο 10 ανθρωποημέρες. Το κόστος της συνθετικής αλκοόλης είναι περίπου τέσσερις φορές μικρότερο από το κόστος της αλκοόλης από πρώτες ύλες τροφίμων.
Σήμερα, πολύς κόσμος φτιάχνει σπιτικό λικέρ, αλλά ορισμένα ποτά απαιτούν την παρουσία αλκοολούχου στοιχείου. Η παραγωγή αλκοόλ στο σπίτι δεν απαιτεί μεγάλη ένταση εργασίας. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε και να λάβετε υπόψη ορισμένες πτυχές και αρχές παρασκευής μεθυλικής αλκοόλης.
Πρώτα απ 'όλα, η παραγωγή μεθανόλης απαιτεί την παρουσία σιτηρών. Ο ρόλος των καλλιεργειών σιτηρών σε αυτή την περίπτωση μπορεί να είναι το καλαμπόκι και το σιτάρι. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε πατάτες και άμυλο. Αλλά, όπως είναι γνωστό, όταν αλληλεπιδρά με μια ουσία, το άμυλο δεν δίνει καμία αντίδραση. Για να παραχθεί ένα χημικό στοιχείο χρησιμοποιείται η μέθοδος ζαχαρώσεως. Και για να το ζαχαρώσουμε χρειάζονται ορισμένα ένζυμα· υπάρχουν στη βύνη. Παρασκευάζοντας αιθανόλη από σπόρους χωρίς χημικές προσμίξεις, παρατηρείται η απόδοση ενός φυσικού προϊόντος.
Τεχνολογία παραγωγής μεθανόλης
Η τεχνολογία για την παραγωγή χημικών αλκοολούχων στο σπίτι μπορεί να αποτελείται από διάφορα στάδια.
Παρακάτω είναι τα πιο σημαντικά:
- Παραγωγή μεθανόλης με χρήση βύνης. Οι κόκκοι των καλλιεργούμενων φυτών πρέπει να βλασταίνουν σε μικρά δοχεία και είναι διάσπαρτοι σε ένα στρώμα, έως και τρία εκατοστά περίπου. Θυμηθείτε ότι οι προβλαστημένοι κόκκοι πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου. Μετά την επεξεργασία, οι σπόροι τοποθετούνται σε ένα δοχείο και υγραίνονται με νερό. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η παρουσία του ηλιακού φωτός, ή η επάρκεια φωτός, εξαρτάται άμεσα από το ρυθμό βλάστησης των κόκκων. Το δοχείο πρέπει να καλύπτεται με υλικό πολυαιθυλενίου ή λεπτό γυαλί, δηλαδή να είναι αρκετά διαφανές. Εάν υπάρχει μείωση της ποσότητας του νερού, πρέπει να προστεθεί.
- Επόμενο στάδιο: επεξεργασία αμύλου. Αρχικά, εκχυλίζουμε άμυλο από το προϊόν που επιλέγεται για την παραγωγή αιθανόλης. Σε αυτή την περίπτωση είναι οι πατάτες. Οι ελαφρώς χαλασμένες πατάτες πρέπει να βράζονται μέχρι να αρχίσει να σχηματίζεται μια πάστα από το νερό. Στη συνέχεια, περιμένουμε να κρυώσει το προϊόν, εν τω μεταξύ αλέθουμε τη βύνη. Στη συνέχεια, ανακατέψτε τα δύο προϊόντα. Στη συνέχεια, γίνεται η διαδικασία διάσπασης του αμύλου, η οποία πρέπει να γίνει σε θερμοκρασία τουλάχιστον 60˚ C. Τώρα το μείγμα τοποθετείται σε ένα μπολ με ζεστό νερό και αφήνεται για 1 ώρα. Μετά την πάροδο του χρόνου, το προϊόν κρυώνει πλήρως.
- Στάδιο ζύμωσης. Όπως είναι γνωστό, η ζύμωση χαρακτηρίζεται από την παρουσία περιεχόντων στοιχείων στην αλκοόλη. Ωστόσο, το πουρέ δεν μπορεί να ονομαστεί αλκοολούχο ποτό. Αφού κρυώσει το μείγμα, προστίθεται μαγιά, η οποία μπορεί να αντιδράσει ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, εάν η θερμοκρασία αυξηθεί υψηλότερα, η ζύμωση του προϊόντος θα συμβεί φυσικά πιο γρήγορα. Σε περίπτωση σημαντικής ζέστης, η διαδικασία ζύμωσης θα τελειώσει μετά από τρεις ημέρες. Ταυτόχρονα, μπορείτε να μυρίσετε την ήπια μυρωδιά των σιτηρών από το προϊόν.
- Το επόμενο στάδιο είναι η απόσταξη. Πώς παράγεται; Για αυτό, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή για την παραγωγή αλκοόλ στο σπίτι.
- Το τελικό στάδιο είναι η τεχνολογία καθαρισμού. Μπορούμε να πούμε ότι η μεθυλική αλκοόλη είναι έτοιμη, αλλά παρατηρείται ότι το υγρό δεν είναι διαφανές. Αυτός είναι ο λόγος που γίνεται ο καθαρισμός. Πραγματοποιείται με την προσθήκη διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Αφήστε τη μεθυλική αλκοόλη σε αυτή τη μορφή για μία ημέρα, στη συνέχεια διηθήστε - το προϊόν είναι έτοιμο.
Όπως μπορείτε να δείτε, η τεχνολογία για την παρασκευή σπιτικού αλκοόλ είναι αρκετά απλή και δεν απαιτεί πρόσθετη προσπάθεια.
Παραγωγή αιθανόλης από πριονίδι
Τα τελευταία χρόνια, οι ορυκτές πρώτες ύλες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης έχουν μειωθεί σημαντικά. Υπάρχει έλλειψη σιτηρών. Ωστόσο, η παραγωγή αλκοόλ από πριονίδι δεν είναι η χειρότερη επιλογή, αφού αυτή η πρώτη ύλη ανανεώνεται συνεχώς με τα χρόνια.
Ωστόσο, η κατασκευή της ουσίας από πριονίδι απαιτεί ορισμένες δεξιότητες και επιπλέον, ο κατασκευαστής πρέπει να διαθέτει ειδικό εξοπλισμό, χωρίς τον οποίο θα είναι εντατική εργασία η παραγωγή αιθανόλης. Η παραγωγή αλκοόλ από πριονίδι στο σπίτι είναι πολύ δημοφιλής και δεν απαιτεί υψηλό κόστος.
Όπως γνωρίζετε, η δική σας παραγόμενη αιθανόλη δεν συγκρίνεται με την εργοστασιακή έκδοση. Τα προϊόντα που παράγονται σε εμπορικές συνθήκες είναι υψηλότερης ποιότητας, επειδή κάθε συστατικό είναι μοναδικό. Είναι πολύ πιο εύκολο να παραχθεί αλκοόλ από πριονίδι!
Πώς να φτιάξετε αλκοολούχο προϊόν στο σπίτι;
Η παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης στο σπίτι πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικής συσκευής. Αυτή η συσκευή είναι ικανή να εκτελέσει τη διαδικασία διάσπασης ορισμένων στοιχείων, καθώς και να διεξάγει χημικές αντιδράσεις μεταξύ τους. Ο συμβατικός εξοπλισμός για την παραγωγή αλκοολούχων ποτών μπορεί να μοιάζει με μίνι εργοστάσια. Μπορείτε να φτιάξετε κάθε είδους αλκοολούχα ποτά σε αυτά.
Είναι πολύ απλό να μελετήσετε την τεχνολογία για την παρασκευή της αιθυλικής ουσίας και το προϊόν αποδεικνύεται υψηλής ποιότητας. Τι μπορείτε να πάρετε από αυτό; Πρώτον, πρόκειται για αλκοολούχα προϊόντα υψηλής ποιότητας και, δεύτερον, τα δικά τους έξοδα καλύπτονται πλήρως· αυτό απαιτεί ειδική συσκευή.
Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιηθούν 20 κιλά ζάχαρης, παράγει έως και 12 λίτρα αλκοόλ. Σε αυτή την περίπτωση το ποσοστό της μεθανόλης φτάνει έως και το 96%. Αυτός ο υπολογισμός δίνει 25 μπουκάλια βότκας μισού λίτρου. Επιπλέον, η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνει η συσκευή θα δαπανηθεί περίπου 25 kW.
Αυτός ο εξοπλισμός μπορεί να χρησιμοποιεί όλα τα φορτωμένα προϊόντα για τον προορισμό τους. Το μη πόσιμο προϊόν που παράγεται από την πρώτη επεξεργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καθαριστικό για γυάλινες επιφάνειες και παράθυρα. Μπορείτε επίσης να εγκαταστήσετε μια τέτοια συσκευή μόνοι σας, χρησιμοποιώντας τα απαραίτητα διαγράμματα και σχέδια. Τέτοιος εξοπλισμός μπορεί εύκολα να αντιμετωπίσει την παραγωγή μεθυλικής αλκοόλης.
Ο εξοπλισμός για την παραγωγή αλκοολούχων προϊόντων έχει ορισμένες αρχές λειτουργίας του. Η συσκευή διαθέτει ειδικό λαιμό που γεμίζει τη δεξαμενή με το απαραίτητο υγρό. Με τη μορφή ενός τέτοιου υγρού, ο πολτός μπορεί να δράσει. Χρησιμοποιώντας καυστήρες θέρμανσης, το προϊόν θερμαίνεται μέχρι το σημείο βρασμού. Μετά από αυτό, η συσκευή και ο εξοπλισμός πρέπει να μεταφερθούν στην κανονική λειτουργία.
Στη συνέχεια, η ψύξη γίνεται μέσω του θαλάμου ψύξης με πρόσθετο καθαρισμό του ατμού από περιττές ακαθαρσίες. Η καθαρισμένη ουσία εισέρχεται στη δεξαμενή και οι ατμοί εισέρχονται στο ψυγείο, όπου ψύχονται σε υγρή κατάσταση. Η συσκευή για την παραγωγή αλκοόλης είναι ικανή να παράγει το καθιερωμένο πρότυπο. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι αλκοόλ υψηλής ποιότητας.
