Հիդրոլիտիկ ալկոհոլի պատրաստում. Ինչպես ստանալ սպիրտ կամ այլ հեղուկ վառելիք թեփից

Սիբիրցի գիտնականներն աշխատում են հայրենական կենսաէթանոլի արտադրության տեխնոլոգիայի վրա

Խորհրդային տարիներին, ով դեռ հիշում է, թեփից պատրաստվող ալկոհոլի մասին շատ կատակներ կային։ Խոսակցություններ կային, որ պատերազմից հետո էժան օղիԱյն պատրաստել են «թափի» ալկոհոլի հիման վրա։ Այս ըմպելիքը հանրաճանաչորեն կոչվում է «բիծ»:

Ընդհանրապես, թեփից սպիրտի արտադրության մասին խոսակցությունները, իհարկե, ոչ մի տեղից չեն առաջացել։ Նման ապրանք իրականում արտադրվել է։ Այն կոչվում էր «հիդրոլիզի սպիրտ»։ Դրա արտադրության հումքը իսկապես թեփն էր, ավելի ճիշտ՝ անտառային արդյունաբերության թափոններից արդյունահանվող ցելյուլոզը։ Խիստ գիտականորեն ասած՝ ոչ ուտելի բուսական նյութերից։ Կոպիտ հաշվարկներով՝ 1 տոննա փայտից կարելի էր ստանալ մոտ 200 լիտր էթիլային սպիրտ։ Սա ենթադրաբար հնարավորություն է տվել փոխարինել 1,5 տոննա կարտոֆիլը կամ 0,7 տոննա հացահատիկը։ Անհայտ է, թե արդյո՞ք նման սպիրտ օգտագործել են խորհրդային թորման գործարաններում։ Այն արտադրվել է, իհարկե, զուտ տեխնիկական նպատակներով։

Պետք է ասել, որ տեխնիկական էթանոլի արտադրությունը օրգանական թափոններվաղուց գրգռել է գիտնականների երևակայությունը: Դուք կարող եք գտնել 19-րդ դարի գրականություն, որը քննարկում է հումքի լայն տեսականի, ներառյալ ոչ պարենային, ալկոհոլի արտադրության հնարավորությունները: 20-րդ դարում այս թեման սկսեց նոր թափով առաջանալ: 1920-ականներին Խորհրդային Ռուսաստանի գիտնականները նույնիսկ առաջարկեցին ալկոհոլ պատրաստել... կղանքից։ Նույնիսկ Դեմյան Բեդնիի հումորային բանաստեղծությունը կար.

Դե, եկել են ժամանակները
Ամեն օր հրաշք է.
Օղին թորված է կեղտից -
Երեք լիտր մեկ ֆունտի համար:

Ռուսական միտքը կհորինի
Ամբողջ Եվրոպայի նախանձը -
Շուտով օղին կհոսի
Էշից բերան...

Սակայն կղանքով գաղափարը մնաց կատակի մակարդակի. Բայց ցելյուլոզին լուրջ էին վերաբերվում։ Հիշեք, որ «Ոսկե հորթում» Օստապ Բենդերը օտարերկրացիներին պատմում է «Աթոռակ լուսնի լույսի» բաղադրատոմսի մասին։ Փաստն այն է, որ ցելյուլոզը դեռ այն ժամանակ «քիմիապես» էր: Ընդ որում, պետք է նշել, որ այն կարելի է արդյունահանել ոչ միայն անտառային արդյունաբերության թափոններից։ Ներքին Գյուղատնտեսությունամեն տարի թողնում է ծղոտի հսկայական լեռներ - սա նաև ցելյուլոզայի հիանալի աղբյուր է: Թույլ մի տվեք, որ բարությունը կորչի: Ծղոտը վերականգնվող աղբյուր է, կարելի է ասել անվճար:

Այս հարցում կա միայն մեկ բռնում. Բացի անհրաժեշտ և օգտակար ցելյուլոզից, բույսերի լիգնացված մասերը (այդ թվում՝ ծղոտը) պարունակում են լիգնին, ինչը բարդացնում է ողջ գործընթացը։ Լուծույթում այս նույն լիգնինի առկայության պատճառով գրեթե անհնար է նորմալ «խյուս» ստանալ, քանի որ հումքը սակարացված չէ։ Լիգնինը խանգարում է միկրոօրգանիզմների զարգացմանը: Այդ իսկ պատճառով պահանջվում է «սնուցում»՝ սննդի նորմալ հումքի ավելացում։ Ամենից հաճախ այս դերը խաղում է ալյուրը, օսլան կամ մելասը:

Իհարկե, դուք կարող եք ազատվել lignin- ից: Ցելյուլոզայի մեջ թղթի արդյունաբերությունդա ավանդաբար արվում է քիմիական եղանակով, օրինակ՝ թթվով մշակելով: Միակ հարցն այն է, թե որտե՞ղ դնել այն: Սկզբունքորեն, lignin-ը կարող է օգտագործվել լավ արտադրելու համար կոշտ վառելիք. Լավ է այրվում։ Այսպիսով, SB RAS-ի ջերմաֆիզիկայի ինստիտուտը նույնիսկ մշակել է համապատասխան տեխնոլոգիա՝ լիգնինի այրման համար։ Բայց, ցավոք, մեր միջուկի և թղթի արտադրությունից մնացած լիգնինը պիտանի չէ որպես վառելիք՝ իր պարունակած ծծմբի պատճառով (քիմիական մշակման հետևանքները): Եթե ​​այն այրեք, թթվային անձրեւ է գալիս:

Կան այլ եղանակներ՝ հումքը մշակել գերտաքացած գոլորշով (լիգնինը հալվում է բարձր ջերմաստիճանում), արդյունահանում իրականացնել օրգանական լուծիչներով։ Որոշ տեղերում դա հենց այն է, ինչ նրանք անում են, բայց այս մեթոդները շատ թանկ են: Պլանային տնտեսության մեջ, որտեղ բոլոր ծախսերը հոգում էր պետությունը, հնարավոր էր այս կերպ աշխատել։ Այնուամենայնիվ, պայմաններում շուկայական տնտեսությունպարզվում է, որ խաղը, պատկերավոր ասած, մոմ չարժե։ Իսկ ծախսերը համեմատելիս պարզվում է, որ ավանդական պարենային հումքից տեխնիկական սպիրտի (ժամանակակից տերմիններով՝ բիոէթանոլ) արտադրությունը շատ ավելի էժան է։ Ամեն ինչ կախված է ձեր ունեցած նման հումքի քանակից։ Ամերիկացիներն, օրինակ, եգիպտացորենի գերարտադրություն ունեն։ Շատ ավելի հեշտ և շահավետ է ավելցուկն օգտագործել ալկոհոլի արտադրության համար, քան այն տեղափոխել այլ մայրցամաք։ Բրազիլիայում, ինչպես գիտենք, շաքարեղեգի ավելցուկը նույնպես օգտագործվում է որպես հումք կենսաէթանոլի արտադրության համար։ Սկզբունքորեն աշխարհում բավականին քիչ երկրներ կան, որտեղ ալկոհոլը լցվում է ոչ միայն ստամոքսի, այլև մեքենայի բաքի մեջ։ Եվ ամեն ինչ լավ կլիներ, եթե որոշ հայտնի համաշխարհային գործիչներ (մասնավորապես՝ Կուբայի առաջնորդ Ֆիդել Կաստրոն) չխոսեին գյուղմթերքի նման «անարդար» օգտագործման դեմ այն ​​պայմաններում, երբ որոշ երկրներում մարդիկ տառապում են թերսնումից կամ նույնիսկ սովից մահանում։

Ընդհանուր առմամբ, բարեգործական ցանկությունները կիսով չափ կատարելով, կենսաէթանոլի արտադրության ոլորտում աշխատող գիտնականները պետք է որոնեն ոչ պարենային հումքի վերամշակման ավելի ռացիոնալ, ավելի առաջադեմ տեխնոլոգիաներ։ Մոտ տասը տարի առաջ Քիմիայի ինստիտուտի մասնագետները ամուրև SB RAS-ի մեխանոքիմիան որոշեց այլ ճանապարհով գնալ՝ այդ նպատակների համար օգտագործել մեխանոքիմիական մեթոդը: Հումքի հայտնի քիմիական մշակման կամ ջեռուցման փոխարեն նրանք սկսեցին կիրառել հատուկ մեխանիկական մշակում։ Ինչու են նախագծվել հատուկ ջրաղացներ և ակտիվացուցիչներ: Մեթոդի էությունը սա է. Մեխանիկական ակտիվացման շնորհիվ ցելյուլոզը բյուրեղային վիճակից անցնում է ամորֆ վիճակի։ Սա հեշտացնում է ֆերմենտների աշխատանքը: Բայց այստեղ գլխավորն այն է, որ մեխանիկական մշակման ժամանակ հումքը բաժանվում է տարբեր մասնիկների՝ տարբեր (քիչ թե շատ) լիգնինի պարունակությամբ։ Այնուհետև այս մասնիկների տարբեր աերոդինամիկական բնութագրերի շնորհիվ դրանք կարելի է հեշտությամբ առանձնացնել միմյանցից՝ օգտագործելով հատուկ կայանքները:

Առաջին հայացքից ամեն ինչ շատ պարզ է՝ մանրացրեք և վերջ։ Բայց միայն առաջին հայացքից։ Եթե ​​ամեն ինչ իսկապես այդքան պարզ լիներ, ապա ծղոտը և այլ բույսերի թափոնները կհղկացվեին բոլոր երկրներում: Այստեղ իրականում անհրաժեշտ է գտնել ճիշտ ինտենսիվությունը, որպեսզի հումքը բաժանվի առանձին գործվածքների: Հակառակ դեպքում կհայտնվեք միապաղաղ զանգվածի հետ։ Գիտնականների խնդիրն է այստեղ գտնել անհրաժեշտ օպտիմալը։ Եվ այս օպտիմալը, ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, բավականին նեղ է: Դուք նույնպես կարող եք չափազանցել այն: Սա, պետք է ասել, գիտնականի գործն է՝ բացահայտելու ոսկե միջին. Ավելին, այստեղ անհրաժեշտ է հաշվի առնել տնտեսական ասպեկտները, մասնավորապես, զարգացնել տեխնոլոգիան, որպեսզի հումքի մեխանիկական և քիմիական վերամշակման ծախսերը (անկախ նրանից, թե որքան էժան լինի) չազդեն արտադրության արժեքի վրա:

Լաբորատոր պայմաններում արդեն տասնյակ լիտր հրաշալի սպիրտ է ստացվել։ Ամենատպավորիչն այն է, որ ալկոհոլը ստացվում է սովորական ծղոտից։ Ընդ որում՝ առանց թթուների, ալկալիների և գերտաքացած գոլորշու օգտագործման։ Այստեղ հիմնական օգնությունը ինստիտուտի մասնագետների նախագծած «հրաշք ջրաղացներն» են։ Սկզբունքորեն ոչինչ չի խանգարում մեզ անցնել արդյունաբերական նմուշների։ Բայց դա այլ թեմա է։

Ահա այն՝ առաջին կենցաղային կենսաէթանոլը ծղոտից: Դեռ շշերի մեջ: Կսպասե՞նք, մինչև տանկերով սկսեն արտադրել։

Ինչպե՞ս թեփից ստանալ սպիրտ կամ այլ հեղուկ վառելիք:

1. Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ավարտին Գերմանիայում բոլոր տանկերն աշխատում էին սինթետիկով: թեփ վառելիք. իսկ Բրազիլիայում մեքենաներն աշխատում են ալկոհոլով, այնտեղ մեքենաների 20%-ն աշխատում է ալկոհոլով: այնպես որ, դա ճիշտ է, դուք կարող եք օգտագործել խմորում, թորել այն և ստանալ ալկոհոլ, և դուք կունենաք մեքենա
   Միգուցե բակտերիաների օգնությամբ մեթան ստանա՞ք։ ապա նույնիսկ ավելի լավ
2. Ես կկիսվեմ իմ փորձով, այդպես լինի: Ընդհանուր առմամբ, դուք վերցնում եք 1 կգ: Թեփը կամ այլը շատ խնամքով չորացնում ես, հետո կոլբայի մեջ էլեկտրոլիտի (ծծմբաթթու) ծավալի 1/3-ը կամ սառնարանի միջոցով ավելացնում ես այլ բան (այնտեղ սուբլիմացիա կլինի)... Խորհուրդ եմ տալիս գնել 450 սառնարան։ Labtech-ից և մի քրտնեք այն: դուք տաքացնում եք այն մինչև 150 աստիճան ջերմաստիճան, և ստանում եք մեթիլ սպիրտ, և կան դրա էսթերները և այլ ԴՅՈՒՐՎԱԾ ռեակցիայի արտադրանքները։ հեղուկը կարող է լինել տարբեր գույների: բայց սովորաբար կապտավուն, խիստ անկայուն: Այո, երբ եփում եք, մի մոռացեք ավելացնել կորունդի կտորներ (ալյումինի օքսիդ), այն կատալիզատոր է: Հենց որ անոթի կամ կոլբայի հեղուկը դառնում է անճանաչելի դառնալու աստիճան սև, փոխեք այն և լցրեք հաջորդ բաժինը։ 1 կգ-ից կստանաք մոտ 470 մլ. ալկոհոլ, բայց ընդամենը 700 բան. Դա արեք բաց տարածքում, լավ օդափոխվող և սննդից հեռու, մի մոռացեք դիմակի և ռեսպիրատորի մասին: Քամեք սև (օգտագործված) հեղուկը, իսկ վերին շերտը չորանալուց հետո շատ լավ այրվում է։ սա էլ ավելացրեք վառելիքին:
3. Փշատերեւ տեսակ՝ վատ: Որպես կանոն, հիդրոլիզի ալկոհոլը ստացվում է տերեւաթափ ծառերից: Այստեղ, ըստ էության, կա երկու տարբերակ, և երկուսն էլ գործնականում անհնար է իրականացնել տանը: Սակայն կղանքի օղին մեծ հաշվով կատակ է, քանի որ արտադրությունն անարդյունավետ է, իսկ վերջնական արտադրանքի օգտագործումը կարող է վտանգավոր լինել առողջության համար։ Առաջին տարբերակ. Պետք է թեփը լցնել փողոցում բավականին մեծ կույտի մեջ, թրջել ջրով և թողնել մի քանի տարի (ճշգրիտ երկու տարի և ավելի): Անաէրոբ միկրոօրգանիզմները կտեղավորվեն կույտի կենտրոնում, որոնք աստիճանաբար կքայքայեն ցելյուլոզը մոնոմերների (շաքարերի), որոնք արդեն կարող են խմորվել։ Հաջորդը `սովորական լուսնի նման: Կամ երկրորդ տարբերակը, որն իրականացվում է արդյունաբերության մեջ։ Թեփը բարձր ճնշման տակ եփում են ծծմբաթթվի թույլ լուծույթով։ Այս դեպքում ցելյուլոզայի հիդրոլիզը տեղի է ունենում մի քանի ժամվա ընթացքում: Հաջորդը `թորում, ինչպես միշտ:
   Եթե ​​հաշվի առնենք ոչ միայն էթիլային սպիրտը, ապա կարող ենք գնալ այլ ճանապարհով, բայց, կրկին, այն գործնականում չի վաճառվում տանը։ Սա թեփի չոր թորում է։ Հումքը պետք է տաքացնել փակ տարայի մեջ մինչև 800-900 աստիճան։ և հավաքել արտահոսող գազերը: Երբ այս գազերը սառչում են, կրեոզոտը (հիմնական արտադրանքը), մեթանոլը և քացախաթթուն խտանում են: Գազերը տարբեր ածխաջրածինների խառնուրդ են։ Մնացորդ - փայտածուխ. Այս տեսակի ածուխն է, որ արդյունաբերության մեջ կոչվում է փայտածուխ, այլ ոչ թե կրակից։ Նախկինում այն ​​օգտագործվում էր մետաղագործության մեջ՝ կոքսի փոխարեն։ Նրանից հետո լրացուցիչ մշակումստանալ ակտիվացված ածխածին: Կրեոզոտը խեժ է, որն օգտագործվում է խեժերի և հեռագրական սյուների համար: Գազը կարելի է օգտագործել սովորական բնական գազի նման։ Հիմա հեղուկներ. Մեթիլը կամ փայտի սպիրտը հեղուկից թորում են մինչև 75 աստիճան ջերմաստիճանում։ Այն կարող է անցնել վառելիքի համար, բայց բերքատվությունը փոքր է և շատ թունավոր։ Հաջորդը քացախաթթուն է: Կրաքարի հետ չեզոքացնելիս ստացվում է կալցիումի ացետատ կամ, ինչպես նախկինում կոչվում էր, մոխրագույն փայտի քացախի փոշի։ Երբ այն կալցինացված է, ստացվում է ացետոն, ինչու ոչ վառելիք: Ճիշտ է, այժմ ացետոնը ստացվում է ամբողջովին սինթետիկ եղանակով։
   Կարծես ոչինչ չեմ մոռացել։ Այսպիսով, ե՞րբ ենք բացում կրեոզոտի խանութը:
4. «Եվ եթե մենք օղին չթորեինք թեփից, ապա ի՞նչ կանեինք հինգ շիշով»: (Վ.Ս. Վիսոցկի)
5. շաքարային նյութերի խմորում. օրինակ ցելյուլոզա. Միայն արագացման համար անհրաժեշտ է ֆերմենտ-խմորիչ: իսկ մեթիլ սպիրտի մասին... Դե, իրականում, փոքր չափաբաժիններով դա մահացու է։
6. Սուբլիմացիա.
7. Ցելյուլոզը պետք է խմորվի, ապա թորվի

Մեր օրերում շատերը գիտեն, թե ինչպես կարելի է մեթանոլ ստեղծել նույնիսկ սեփական ձեռքերով տանը։ Սպիրտ են պատրաստում նաեւ թեփից։ Հենց թեփից ալկոհոլի արտադրությունն է համարվում այսօր հայտնի բոլոր մյուս մեթոդներից ամենապարզն ու տնտեսականը: Միևնույն ժամանակ, դա բարդ և ժամանակատար է թվում միայն առաջին հայացքից։ Իրականում, այս գործընթացը կրկնելը բավականին պարզ կլինի նույնիսկ սկսնակի համար: Հիմնական բանը իմանալն է մեթիլ սպիրտ պատրաստելու բոլոր հիմնական սկզբունքները, ինչպես նաև հաշվի առնել ընթացակարգի որոշ հնարքներ, որոնք մասնագետները բացահայտում են բոլորին: Քննարկվածի արտադրության ստանդարտ տեխնոլոգիա քիմիական նյութտան շինարարությունը սովորաբար բաղկացած է միանգամից մի քանի հիմնական փուլից: Նախ հացահատիկային կուլտուրաներից ածիկ են ստանում, ապա մի փոքր փչացած կարտոֆիլից մածուկ են եփում, որի արդյունքում վերամշակվում է օսլա։

Հաջորդ փուլը խմորումն է։ Դրա վրա արդեն խմորիչը ավելացնում են նախապես պատրաստված խառնուրդին։ Որքան բարձր է ջերմաստիճանը միջավայրը, այնքան արագ հնարավոր կլինի հաղթահարել քննարկվող փուլը։ Բայց դա ունակ է ինքնուրույն ավարտվել նույնիսկ նորմալով բնական պայմանները. Իհարկե, եթե ընտրվեր բարձրորակ խմորիչ։ Նախավերջին փուլը կոչվում է «թորում»։ Այն կարելի է անվանել ամենաաշխատատարն ու ժամանակատարը։ Համար այս փուլըմիշտ պահանջվում է հատուկ ապարատ, որը, ի դեպ, ժամանակակից արհեստավորները հեշտությամբ կարող են պատրաստել սեփական ձեռքերով։ Եվ վերջապես, մնում է միայն մաքրել։ Սա տանը ալկոհոլի արտադրության ամենավերջին փուլն է։ Ապրանքը գրեթե պատրաստ է, բայց չունի ցանկալի թափանցիկություն: Դրան կարելի է հասնել՝ օգտագործելով ամենատարածված կալիումի պերմանգանատը, որով հեղուկը թրմվում է 24 ժամ։ Ի վերջո, մնում է միայն զտել արտադրանքը:

Քանի որ ներս ՎերջերսՔանի որ տանը ալկոհոլ արտադրելու համար հարմար բրածո հումքի քանակը սկսեց աստիճանաբար նվազել, անհրաժեշտություն առաջացավ գտնել նոր տարբերակներ: Ինչպես գիտեք, հացահատիկի պակաս կա, ուստի անհրաժեշտ էր արժանի այլընտրանք գտնել։ Եվ դա արագ հայտնաբերվեց՝ թեփ էր։ Այս հումքը ներկայումս ամենահասանելին է բոլորին։ Այն գտնելը դժվար չէ։ Եվ նույնքան կարևոր է, որ թեփն էժան է: Իսկ որոշ դեպքերում դրանք կարող եք գտնել բոլորովին անվճար։ Զարմանալի չէ, որ քննարկվող հումքը շատ տարածված է տանը ալկոհոլի արտադրության մեջ ներգրավված բոլորի շրջանում։ Ճիշտ է, դարձնելով այս նյութիցմարդուց պահանջում է որոշակի հմտություններ, ինչպես նաև որոշ լրացուցիչ սարքավորումների ձեռքբերում։

Նախևառաջ պետք է թեփ պատրաստել։ Օրինակ՝ 1 կիլոգրամ օրիգինալ արտադրանք։ Շատ կարևոր է, որ թեփը մանրակրկիտ կտրատվի։ Նրանք պետք է մանրակրկիտ չորացվեն, նախքան սկսեք մեթանոլ արտադրել: Ավելի լավ է չօգտագործել այն այս նպատակով: վառարանև նմանատիպ այլ տարբերակներ: Բավական է մութ, լավ օդափոխվող սենյակում մաքուր թերթի վրա բարակ շերտով թեփ լցնել ու մի քանի օր թողնել այդպես։ Իհարկե, հումքը նույնպես չպետք է պարունակի որեւէ կեղտ կամ կեղտ։ Փորձագետները նշում են, որ թեփը լավագույնս համապատասխանում է այս գործընթացին: կարծր փայտանյութ. Բայց ավելի լավ է չօգտագործել հումք փշատերևներից:

Սառնարանի միջոցով, որի մեջ կիրականացվի սուբլիմացիա և էլեկտրոլիտ, ինչը կատարյալ է ծծմբաթթու, խնամքով չորացրած թեփն ուղարկվում է հարմար կոլբայի կամ նմանատիպ այլ տարայի մեջ։ Այն պետք է լրացնեն ընդհանուր ծավալի 2/3-ով։ Հաջորդը պետք է զանգվածը 150 աստիճան տաքացնել։ Ավարտված հեղուկը սովորաբար ունենում է մի փոքր կապտավուն երանգ: Իհարկե, չպետք է մոռանալ բարձրորակ կատալիզատոր օգտագործելու մասին։ Օրինակ, կարող եք օգտագործել ալյումինի օքսիդ - կորունդի մասեր: Հաջորդ չափաբաժինը կարող եք լցնել ձեր օգտագործած տարայի մեջ անմիջապես այն բանից հետո, երբ դրա մեջ հեղուկը սևանա։ Շատ կարևոր է շնչառական օրգանները պաշտպանել ռեսպիրատորով կամ հատուկ դիմակով։ Ավելի լավ է հաշվի առնել նաև դիմացկուն ձեռնոցները: Սենյակը, որտեղ արտադրվում է թեփի սպիրտ, պետք է լինի ընդարձակ և մանրակրկիտ օդափոխվող: Դա չի կարելի անել խոհանոցում, քանի որ շուրջը սննդամթերք կա։

Պատրաստի նյութը կարող է օգտագործվել որպես վառելիք և ցանկացած այլ նմանատիպ նպատակների համար: Բայց խորհուրդ չի տրվում ստացված սպիրտն օգտագործել ներսից և օգտագործել այն ոգելից խմիչքների հետագա պատրաստման համար։ Ընդամենը մեկ կիլոգրամ չոր թեփից կարելի է ստանալ մոտավորապես կես լիտր (մի փոքր ավելի քիչ) պատրաստի մեթանոլ:

Բուսական հյուսվածքի պոլիսախարիդների հիդրոլիզ սառը ջրում գործնականում չի նկատվում։ Երբ ջրի ջերմաստիճանը բարձրանում է 100°-ից, տեղի է ունենում պոլիսախարիդների հիդրոլիզ, բայց այնքան դանդաղ, որ նման գործընթացը գործնական նշանակություն չունի։ Գոհացուցիչ արդյունքներ են ձեռք բերվում միայն կատալիզատորներ օգտագործելու դեպքում, որոնցից արդյունաբերական նշանակություն ունեն միայն ուժեղ հանքային թթուները՝ ծծմբային և ավելի հազվադեպ՝ հիդրոքլորային։ Որքան բարձր է լուծույթում ուժեղ թթվի կոնցենտրացիան և ռեակցիայի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի արագ է տեղի ունենում պոլիսախարիդների հիդրոլիզը մոնոսաքարիդների: Այնուամենայնիվ, նման կատալիզատորների առկայությունը ունի նաև բացասական կողմ, քանի որ պոլիսախարիդների հիդրոլիզի ռեակցիայի հետ միաժամանակ նրանք արագացնում են մոնոսաքարիդների տարրալուծման ռեակցիաները՝ դրանով իսկ համապատասխանաբար նվազեցնելով դրանց ելքը։

Երբ հեքսոզները քայքայվում են այս պայմաններում, սկզբում ձևավորվում է հիդրօքսի-մեթիլֆուրֆուրալը, որն արագորեն քայքայվում է և ձևավորում վերջնական արտադրանքները՝ լևուլինային և մածուցիկ թթուներ: Այս պայմաններում պենտոզները վերածվում են ֆուրֆուրալի։

Այս առումով, բույսերի հյուսվածքի պոլիսախարիդներից մոնոսաքարիդներ ստանալու համար անհրաժեշտ է ապահովել առավելագույնը. բարենպաստ պայմաններհիդրոլիզի ռեակցիայի համար և նվազագույնի հասցնել ստացված մոնոսաքարիդների հետագա տարրալուծման հնարավորությունը:

Սա այն խնդիրն է, որ լուծում են հետազոտողները և արտադրողները հիդրոլիզի օպտիմալ ռեժիմներ ընտրելիս:

Մեծ թվից հնարավոր տարբերակներըթթվի կոնցենտրացիան և ռեակցիայի ջերմաստիճանը, ներկայումս գործնականում օգտագործվում են միայն երկուսը. հիդրոլիզ նոսր թթուներով և հիդրոլիզ խտացված թթուներով: Նոսրացած թթուներով հիդրոլիզի ժամանակ ռեակցիայի ջերմաստիճանը սովորաբար կազմում է 160-190°, իսկ կատալիզատորի կոնցենտրացիան ջրային լուծույթում տատանվում է 0,3-ից 0,7% (H2S04, HC1):

Ռեակցիան իրականացվում է ավտոկլավներում 10-15 ճնշման տակ բանկոմատԽտացված թթուներով հիդրոլիզի ժամանակ ծծմբաթթվի կոնցենտրացիան սովորաբար կազմում է 70-80%, իսկ աղաթթվին 37-42%: Այս պայմաններում ռեակցիայի ջերմաստիճանը 15-40° է։

Ավելի հեշտ է նվազեցնել մոնոսաքարիդների կորուստը խտացված թթուներով հիդրոլիզի ժամանակ, ինչի արդյունքում շաքարի ելքը այս մեթոդով կարող է հասնել գրեթե տեսականորեն հնարավոր, այսինքն՝ 650-750: կգ 1-ից Տբացարձակապես չոր բուսական նյութեր.

Նոսրացած թթուներով հիդրոլիզի ժամանակ շատ ավելի դժվար է նվազեցնել մոնոսաքարիդների կորուստը դրանց քայքայման պատճառով, և, հետևաբար, մոնոսաքարիդների գործնական եկամտաբերությունը այս դեպքում սովորաբար չի գերազանցում 450-500 կգ-ը 1 գ չոր հումքից:

Խտացված թթուներով հիդրոլիզի ընթացքում շաքարի փոքր կորուստների պատճառով մոնոսաքարիդների՝ հիդրոլիզատների առաջացած ջրային լուծույթները առանձնանում են մաքրության բարձրացմամբ, ինչը մեծ նշանակություն ունի դրանց հետագա վերամշակման համար։

Մինչև վերջերս խտացված թթուներով հիդրոլիզի մեթոդների լուրջ թերությունն էր արտադրված շաքարի մեկ տոննայի դիմաց հանքային թթվի մեծ սպառումը, ինչը հանգեցրեց թթվի մի մասը վերականգնելու կամ այն ​​այլ ոլորտներում օգտագործելու անհրաժեշտությանը. դա ավելի դժվար ու թանկ դարձրեց նման գործարանների կառուցումն ու շահագործումը:

Մեծ դժվարություններ են առաջացել նաև սարքավորումների համար նյութեր ընտրելիս, որոնք դիմացկուն են ագրեսիվ միջավայրերին: Այդ պատճառով ներկայումս գործող հիդրոլիզի կայանների հիմնական մասը կառուցվել է նոսր ծծմբաթթվի հիդրոլիզի մեթոդով:

ԽՍՀՄ-ում առաջին փորձարարական հիդրոլիզի-ալկոհոլային գործարանը գործարկվել է 1934 թվականի հունվարին Չերեպովեցում։ Այս գործարանի նախնական ցուցանիշները և տեխնիկական ձևավորումը մշակվել են Լենինգրադի անտառտնտեսության ակադեմիայի հիդրոլիզի արտադրության բաժնի կողմից 1931 - 1933 թվականներին: Փորձնական գործարանի շահագործման տվյալների հիման վրա ԽՍՀՄ-ում սկսվեց արդյունաբերական հիդրոլիզի և ալկոհոլային գործարանների կառուցումը։ Առաջին արդյունաբերական հիդրոլիզի-ալկոհոլային գործարանը գործարկվել է Լենինգրադում 1935թ. դեկտեմբերին: Այս գործարանից հետո 1936-1938թթ. Գործարկվել են Բոբրույսկի, Խորսկու և Արխանգելսկի հիդրոլիզի-ալկոհոլային գործարանները։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ և դրանից հետո Սիբիրում և Ուրալում կառուցվեցին բազմաթիվ խոշոր գործարաններ։ Ներկայումս այդ կայանների նախագծային հզորությունները, տեխնոլոգիայի կատարելագործման արդյունքում, գերազանցված են 1,5-2 անգամ։

Այս բույսերի հիմնական հումքը փշատերև փայտն է՝ թեփի և չիպսերի տեսքով, որը գալիս է հարևան սղոցարաններից, որտեղ այն ստացվում է սղոցարանի թափոնները՝ սալերը և սալաքարերը, մանրացնելով: Որոշ դեպքերում փշատերեւ վառելափայտը նույնպես մանրացված է:

Նման բույսերում մոնոսաքարիդների ստացման սխեման ներկայացված է Նկ. 76.

Հումքի պահեստից մանրացված փշատերև փայտը կոնվեյեր 1-ի միջոցով մտնում է ուղեցույց ձագար 2 և ավելի խորը կոկորդի մեջ

Գինու հիդրոլիզատոր 3. Սա ուղղահայաց պողպատե գլան է՝ վերին և ստորին կոներով և պարանոցներով: Ներքին մակերեսը նման հիդրոլիզի ապարատծածկված թթվակայուն կերամիկական կամ գրաֆիտային սալիկներով կամ 80-100 հաստությամբ բետոնի շերտի վրա ամրացված աղյուսով մմՍալիկների միջև կարերը լցված են թթվակայուն ծեփամածիկով։ Հիդրոլիզատորի վերին և ստորին պարանոցները ներսից պաշտպանված են տաք նոսր ծծմբաթթվի ազդեցությունից թթվակայուն բրոնզի շերտով: Նման հիդրոլիզատորների օգտակար ծավալը սովորաբար կազմում է 30-37 At3, սակայն երբեմն օգտագործվում են նաև 18, 50 և 70 ծավալով հիդրոլիզատներ։ մ3.Նման հիդրոլիզի սարքերի ներքին տրամագիծը մոտ 1,5 է, իսկ բարձրությունը՝ 7-13 մ, խողովակի միջով հիդրոլիզի ժամանակ հիդրոլիզի սարքի վերին կոնում 5 մատակարարվում է 160-200° տաքացվող նոսրացված ծծմբաթթու։

Ներքևի կոնում տեղադրված է զտիչ 4 ստացված հիդրոլիզատը ընտրելու համար։ Նման սարքերում հիդրոլիզը պարբերաբար իրականացվում է:

Ինչպես նշվեց վերևում, հիդրոլիզի ապարատը բեռնված է մանրացված հումքով ուղեցույցի ձագարի միջոցով: Խողովակի միջով հումքը բեռնելիս 5 մատակարարվում է մինչև 70-90° տաքացվող նոսր ծծմբաթթու, որը թրջում է հումքը՝ նպաստելով դրա խտացմանը։ Այս բեռնման մեթոդով 1-ում մ3հիդրոլիզի ապարատը համապատասխանում է մոտ 135 կգթեփ կամ 145-155 կգՉիպսեր՝ հաշվարկված որպես բացարձակ չոր փայտ։ Բեռնման ավարտից հետո հիդրոլիզի ապարատի պարունակությունը տաքացվում է կենդանի գոլորշու միջոցով, որը մտնում է դրա ստորին կոն: 150-170° ջերմաստիճանի հասնելուն պես 0,5-0,7% ծծմբաթթու, տաքացվող մինչև 170-200°, սկսում է 5 խողովակով հոսել հիդրոլիզի ապարատ։ Զտիչի միջոցով միաժամանակ ձևավորվում է հիդրոլիզատ 4 սկսում է լիցքաթափվել գոլորշիչի մեջ բ. Հիդրոլիզի ռեակցիան հիդրոլիզի ապարատում տևում է 1-ից 3 ժամ։ Որքան կարճ է հիդրոլիզի ժամանակը, այնքան բարձր է ջերմաստիճանը և ճնշումը հիդրոլիզի ապարատի մեջ:

Հիդրոլիզի գործընթացում փայտի պոլիսախարիդները վերածվում են համապատասխան մոնոսաքարիդների, որոնք լուծվում են տաք նոսր թթվի մեջ։ ընթացքում այդ մոնոսաքարիդները քայքայվելուց պաշտպանելու համար բարձր ջերմաստիճանիդրանք պարունակող հիդրոլիզատը շարունակաբար հեռացվում է ֆիլտրի միջոցով եփման գործընթացի ընթացքում 4 Եվ արագ սառեցվեց գոլորշիացման մեջ 6. Քանի որ, ըստ գործընթացի պայմանների, բուսական հումքը հիդրոլիզվում է։ հիդրոլիզի ապարատը պետք է մշտապես լցված լինի հեղուկով, նշված մակարդակը e պահպանվում է տաք թթվի միջոցով, որը մտնում է խողովակ 5,

Աշխատանքի այս մեթոդը կոչվում է ներթափանցում: Որքան արագ է թափանցումը տեղի ունենում, այսինքն՝ որքան արագ է տաք թթուն հոսում հիդրոլիզատի միջով, այնքան ավելի արագ է ստացված շաքարը հեռացվում ռեակցիայի տարածությունից և այնքան քիչ է քայքայվում: Մյուս կողմից, որքան արագ է թափանցումը, այնքան ավելի շատ տաք թթու է ծախսվում կերակուր պատրաստելու վրա, և որքան ցածր է շաքարի կոնցենտրացիան հիդրոլիզատում և, համապատասխանաբար, այնքան մեծ է գոլորշու և թթվի սպառումը եփելու համար:

Գործնականում շաքարավազի բավականաչափ բարձր բերքատվություն ստանալու համար (հիդրոլիզատում տնտեսապես ընդունելի կոնցենտրացիայի դեպքում) անհրաժեշտ է ընտրել միջին թափանցման որոշ պայմաններ: Սովորաբար դրանք կանգ են առնում բացարձակ չոր փայտի քաշի 45-50%-ի շաքարի վրա, հիդրոլիզատում շաքարի կոնցենտրացիայով 3,5-3,7% - Այս օպտիմալ ռեակցիայի պայմանները համապատասխանում են հիդրոլիզատից ներքևի ֆիլտրի միջոցով ընտրությանը, որը 12- 15 մ3հիդրոլիզատ 1-ի դիմաց Տբացարձակապես չոր փայտ, որը բեռնված է հիդրոլիզատորի մեջ: Հիդրոլիզացված հումքի յուրաքանչյուր տոննա պատրաստման ժամանակ ընդունված հիդրոլիզատի քանակը կոչվում է արտահոսքի հիդրոմոդուլ և այն գործարանում օգտագործվող հիդրոլիզի ռեժիմի հիմնական ցուցիչներից է:

Թափման գործընթացում հիդրոլիզի ապարատի վերին և ստորին պարանոցների միջև առաջանում է ճնշման որոշակի տարբերություն, որը նպաստում է հումքի սեղմմանը, քանի որ դրանում պարունակվող պոլիսախարիդները լուծվում են:

Հումքի սեղմումը հանգեցնում է նրան, որ եփման վերջում մնացած չլուծված լիգնինը զբաղեցնում է հումքի սկզբնական ծավալի մոտ 25%-ը։ Քանի որ, ըստ ռեակցիայի պայմանների, հեղուկը պետք է ծածկի հումքը, դրա մակարդակը համապատասխանաբար նվազում է եփման գործընթացում։ Խոհարարության գործընթացում հեղուկի մակարդակի մոնիտորինգն իրականացվում է քաշի հաշվիչի միջոցով 30, ցույց տալով հիդրոլիզի ապարատում հումքի և հեղուկի ընդհանուր քաշի փոփոխությունը.

Եփելու վերջում լիգնինը մնում է ապարատի մեջ, որը պարունակում է 1 կգչոր նյութ 3 կգնոսր ծծմբաթթու, տաքացվում է 180-190°։

Լիգնինը հիդրոլիզի ապարատից արտանետվում է ցիկլոնի մեջ 22 խողովակի միջոցով 21. Այդ նպատակով արագ բացեք փականը 20, միացնելով հիդրոլիզի ապարատի ներքին տարածությունը ցիկլոնի հետ 22. Լիգնինի կտորների միջև ճնշման արագ նվազման պատճառով դրա մեջ պարունակվող գերտաքացած ջուրն ակնթարթորեն եռում է՝ առաջացնելով մեծ ծավալի գոլորշի։ Վերջինս կոտրում է լիգնինը և այն կախոցի տեսքով տեղափոխում խողովակով 21 ցիկլոնի մեջ 22. Խողովակ 21 շոշափում է ցիկլոնին, ինչի պատճառով շոգենավը լիգնինով, շտապելով դեպի ցիկլոն, շարժվում է պատերի երկայնքով՝ կատարելով պտտվող շարժում։ Լիգնինը կենտրոնախույս ուժով նետվում է դեպի կողային պատերը և կորցնելով արագությունը՝ ընկնում ցիկլոնի հատակը։ Գոլորշին ազատվում է լիգնինից կենտրոնական խողովակով 23 թողարկվել է մթնոլորտ:

Ցիկլոն 22 սովորաբար ուղղահայաց պողպատե գլան, որի ծավալը մոտ 100 է մ3,հագեցած կողային դուռով 31 և պտտվող խառնիչ 25, որն օգնում է ցիկլոնի ներքևից բեռնաթափել լիգնինը ժապավենի կամ քերիչի փոխակրիչի վրա 24.

Կոռոզիայից պաշտպանվելու համար ցիկլոնների ներքին մակերեսը երբեմն պաշտպանվում է թթվակայուն բետոնի շերտով, ինչպես նշվեց, ներթափանցման գործընթացում տաքացվող նոսր ծծմբաթթուն մատակարարվում է հիդրոլիզի ապարատի վերին կոն: Այն պատրաստվում է թթվակայուն հարիչի մեջ խառնելով 17 գերտաքացած ջուրը մատակարարվում է խողովակի միջոցով 28, սառը խտացված ծծմբաթթուով, որը գալիս է չափիչ գավաթից 19 մխոցային թթվային պոմպի միջոցով 18.

Քանի որ սառը խտացված ծծմբաթթուն մի փոքր կոռոզիայից է ենթարկում երկաթը և չուգունը, այդ մետաղները լայնորեն օգտագործվում են տանկերի, պոմպերի և խողովակաշարերի արտադրության համար, որոնք նախատեսված են դրա պահեստավորման և խառնիչ տեղափոխելու համար: Նմանատիպ նյութեր օգտագործվում են խառնիչին գերտաքացած յոդ մատակարարելու համար: Խառնիչի պատերը կոռոզիայից պաշտպանելու համար օգտագործվում են ֆոսֆորային բրոնզ, գրաֆիտ կամ պլաստիկ զանգված՝ ֆտորոպլաստիկ 4: Վերջին երկուսը օգտագործվում են խառնիչների ներքին երեսպատման համար և տալիս են լավագույն արդյունք:

Հիդրոլիզատից պատրաստի հիդրոլիզատը մտնում է գոլորշիատոր 6 բարձր ճնշում. Սա պողպատե անոթ է, որը գործում է ճնշման տակ և ներսից պատված է կերամիկական սալիկներով, ինչպես հիդրոլիզի ապարատը: Գոլորշիատորի վերին մասում կա կափարիչ՝ 6-8 լ3 տարողությամբ։ Գոլորշիատորում ճնշումը պահպանվում է 4-5 բանկոմատավելի ցածր, քան հիդրոլիզի ապարատում: Դրա շնորհիվ այնտեղ մտնող հիդրոլիզատը ակնթարթորեն եռում է՝ մասամբ գոլորշիանալով և սառչում մինչև 130-140°: Ստացված գոլորշին բաժանվում է հիդրոլիզատի կաթիլներից և խողովակի միջոցով 10 մտնում է ռեշոֆեր (ջերմափոխանակիչ) 11, որտեղ այն խտանում է. Մասամբ սառեցված հիդրոլիզատ գոլորշիչից 6 խողովակ 7 մտնում է գոլորշիատոր 8 ցածր ճնշում, որտեղ այն սառչում է մինչև 105-110°՝ ավելի ցածր ճնշման տակ եռալու արդյունքում, որը սովորաբար չի գերազանցում մեկ մթնոլորտը։ Այս գոլորշիատորում առաջացած գոլորշին խողովակի միջոցով 14 սնվում է երկրորդ վերավաճառողին 13, որտեղ այն նաև խտանում է. Կոնդենսատներ վերափոխումներից 11 և 13պարունակում են 0,2-0,3% ֆուրֆուրալ և օգտագործվում են հատուկ կայանքներում դրա մեկուսացման համար, որոնք կքննարկվեն ստորև:

Գոլորշու մեջ պարունակվող ջերմությունը, որը թողնում է գոլորշիացնող սարքերը 6 Եվ 8, օգտագործվում է խառնիչ մտնող ջուրը տաքացնելու համար 17. Այդ նպատակով տանկից 16 շրջանառվող ջրի պոմպ 1բՀիդրոլիզի գործարանի թորման բաժնից ստացված տաք ջուրը մատակարարվում է ցածր ճնշման վերավաճառողին 13, որտեղ այն տաքանում է 60-80°-ից մինչև 100-110°: Այնուհետեւ խողովակի երկայնքով 12 տաքացվող ջուրն անցնում է բարձր ճնշման վերավաճառողի միջով 11, որտեղ գոլորշին 130-140° ջերմաստիճանում տաքացվում է մինչև 120-130°: Այնուհետեւ ջրի ջերմաստիճանը բարձրացվում է մինչեւ 180-200 ° ջրի ջեռուցման սյունակում 27. Վերջինս ուղղահայաց պողպատե գլան է՝ ներքևի և վերին ծածկով, որը նախատեսված է 13-15 աշխատանքային ճնշման համար։ բանկոմատ

Գոլորշին տաք ջրի սյունին մատակարարվում է ուղղահայաց խողովակով 26, որի վերջում ամրացված են 30 հորիզոնական սկավառակներ 2բ.Գոլորշի խողովակից 26 առանձին սկավառակների միջև ընկած ճեղքերով անցնում է ջրով լցված սյունակի մեջ: Վերջինս շարունակաբար սնվում է սյունի մեջ ստորին կցամասի միջոցով, խառնվում գոլորշու հետ, տաքացվում է մինչև տվյալ ջերմաստիճանը և խողովակի միջով։ 28 մտնում է խառնիչ 17.

Հիդրոլիզի սարքերը տեղադրվում են հատուկ հիմքի վրա անընդմեջ 5-8 հատ: Խոշոր գործարաններում դրանց թիվը կրկնապատկվում է, և դրանք տեղադրվում են երկու շարքով։ Հիդրոլիզատի խողովակաշարերը պատրաստված են կարմիր պղնձից կամ արույրից: Դարպասներից և փականներից բաղկացած կցամասերը պատրաստված են ֆոսֆորից կամ անձնագրային բրոնզից։

Վերը նկարագրված հիդրոլիզի մեթոդը խմբաքանակային է: Ներկայումս փորձարկվում են հիդրոլպների նոր նմուշներ՝ շարունակական սարքեր, որոնց մեջ, օգտագործելով հատուկ սնուցիչներ, մանրացված փայտը շարունակաբար սնվում է, իսկ լիգնինն ու հիդրոլիզատը շարունակաբար հեռացվում են:

Աշխատանքներ են տարվում նաև խմբաքանակային հիդրոլիզատորների ավտոմատացման ուղղությամբ: Այս միջոցառումը թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ հետևել պատրաստման նշված ռեժիմին և միևնույն ժամանակ հեշտացնում է խոհարարների աշխատանքը։

Թթվային հիդրոլիզատ ցածր ճնշման գոլորշիչից 8 (նկ. 76) խողովակի միջով 9 սնվում է սարքավորումների մեջ՝ դրա հետագա մշակման համար: Նման հիդրոլիզատի ջերմաստիճանը 95-98° է։ Այն պարունակում է (%).

Ծծմբաթթու. . . ………………………………………………………………………………………………………………….. 0,5 -0,7:

Հեքսոզներ (գլյուկոզա, մանոզ, գալակտոզա)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Պենտոզա (քսիլոզա, արաբինոզա) …………………………………………………………………………………………………… 0,8 -1,0;

Ցնդող օրգանական թթուներ (մրջնաթթուներ, քացախային) ………………………………….. 0,24-0,30;

Ոչ ցնդող օրգանական թթուներ (լևուլինաթթու): . 0,2 -0,3;

Ֆուրֆուրալ…………………………………………………………………………………………………………………… 0,03-0,05;

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

Մեթանոլ. ……………………………………………………………………………………………………………………….. 0.02-0.03

Հիդրոլիզատները պարունակում են նաև կոլոիդ նյութեր (լիգնին, դեքստրիններ), մոխիր նյութեր, տերպեններ, խեժեր և այլն: Բույսերի հիդրոլիզատներում մոնոսաքարիդների պարունակությունը ճշգրիտ քիմիական ուսումնասիրությունների ժամանակ որոշվում է քանակական թղթային քրոմատագրմամբ:

Գործարանային լաբորատորիաներում շաքարների զանգվածային արագ որոշման համար օգտագործվում է նրանց կարողությունը ալկալային միջավայրում՝ պղնձի օքսիդի ձևավորմամբ պղնձի օքսիդի բարդ միացությունները նվազեցնելու համար.

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

Ելնելով գոյացած պղնձի օքսիդի քանակից՝ հաշվարկվում է լուծույթում մոնոսաքարիդների համատեղ տրոհումը։

Շաքարների որոշման այս մեթոդը պայմանական է, ուրեմնՄոնոսախարիդների հետ միասին պղնձի օքսիդը վերածվում է օքսիդի նաև ֆուրֆուրալի, հիդրօքսիմեթիլֆուրֆուրալի, դեքստրինների և կոլոիդային լիգնինի միջոցով։ Այս կեղտերը խանգարում են հիդրոլիզատների իսկական շաքարի պարունակության որոշմանը: Այստեղ ընդհանուր սխալը հասնում է 5-8%-ի։ Քանի որ այս կեղտերի ուղղումը պահանջում է մեծ աշխատանք, դա սովորաբար չի արվում, և ստացված շաքարները, ի տարբերություն մոնոսաքարիդների, կոչվում են վերականգնող նյութեր կամ կրճատ՝ RS: Գործարանային պայմաններում հիդրոլիզատում արտադրվող շաքարի քանակը գրանցվում է տոննաներով ռադիոակտիվ նյութերով։

Էթիլային սպիրտ արտադրելու համար հեքսոզները (գլյուկոզա, մանոզ և գալակտոզա) խմորվում են ալկոհոլ արտադրող խմորիչներով՝ Saccharomyces կամ Schizosaccharomycetes:

Հեքսոզների ալկոհոլային խմորման համառոտ հավասարում

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

Ցույց է տալիս, որ այս գործընթացով տեսականորեն յուրաքանչյուր 100-ի համար կգշաքարավազը պետք է լինի 51,14 կգ,կամ մոտ 64 լ 100% էթիլային սպիրտ և մոտ 49 կգածխաթթու գազ։

Այսպիսով, հեքսոզների ալկոհոլային խմորման ժամանակ գրեթե հավասար քանակությամբ ստացվում են երկու հիմնական արտադրանք՝ էթանոլ և ածխաթթու գազ։ Այս գործընթացն իրականացնելու համար տաք թթվային հիդրոլիզատը պետք է ենթարկվի հետևյալ բուժմանը.

1) վնասազերծում; 2) կասեցված պինդ նյութերից ազատում. 3) սառեցում մինչև 30°; 4) հիդրոլիզատի հարստացումը խմորիչի կյանքի համար անհրաժեշտ սննդանյութերով.

Թթվային հիդրոլիզատն ունի pH=1 -1,2։ Խմորման համար հարմար միջավայրը պետք է ունենա pH = 4,6-5,2: Հիդրոլիզատին անհրաժեշտ թթվայնություն հաղորդելու համար պետք է չեզոքացնել դրանում պարունակվող ազատ ծծմբաթթուն և օրգանական թթուների զգալի մասը։ Եթե ​​հիդրոլիզատի մեջ պարունակվող բոլոր թթուները պայմանականորեն արտահայտված են ծծմբաթթվով, ապա դրա կոնցենտրացիան կկազմի մոտ 1%: Հիդրոլիզատի մնացորդային թթվայնությունը pH = 4,6-5,2 դեպքում կազմում է մոտ 0,15%:

Ուստի հիդրոլիզատում ջրածնի իոնների անհրաժեշտ կոնցենտրացիան ստանալու համար պետք է չեզոքացնել թթուների 0,85%-ը։ Այս դեպքում ամբողջությամբ չեզոքացվում է ազատ ծծումբը, մածուկը և քացախաթթվի մի մասը։ Լեվուլինաթթուն և քացախաթթվի մի փոքր մասը մնում են ազատ։

Հիդրոլիզատը չեզոքացվում է կրաքարի կաթով, այսինքն՝ կալցիումի օքսիդի հիդրատի կասեցում ջրի մեջ, որի կոնցենտրացիան 150-200 գ CaO է մեկ լիտրում:

Կրաքարի կաթի պատրաստման սխեման ներկայացված է Նկ. 77.

Արագ կրաքարի CaO-ն անընդհատ սնվում է պտտվող կրաքարի մարման թմբուկի սնուցման վազում 34. Միեւնույն ժամանակ, թմբուկը սնվում է պահանջվող գումարըջուր. Երբ թմբուկը պտտվում է, կիրը կապում է ջուրը և վերածվում կալցիումի օքսիդի հիդրատի։ Վերջինս ցրվում է ջրի մեջ՝ կազմելով կախոց։ Չարձագանքած կրաքարի կտորները թմբուկի վերջում առանձնացնում են կրաքարի կաթից և նետում տրոլեյբուսի մեջ: Կրաքարի կաթը ավազի հետ միասին խողովակով հոսում է ավազի բաժանարար 35. Վերջինս լայնակի միջնորմներով և շեղբերով երկայնական լիսեռ է, որը գտնվում է հորիզոնական դիրքով երկաթյա տաշտով:

Այս ապարատի մեջ կրաքարի կաթը դանդաղ հոսում է աջից ձախ և խողովակի երկայնքով 36 միաձուլվում է հավաքածուի մեջ 2.

Ավազը դանդաղ նստում է ավազի բաժանարարի միջնապատերի միջև և հեռացվում է ապարատից՝ օգտագործելով դանդաղ պտտվող շեղբեր: Մինչ կրաքարի կաթը չեզոքացնողի մեջ մտնելը, այն խառնվում է տրված քանակովամոնիումի սուլֆատ, որի լուծույթը գալիս է տանկից 37. Երբ կրաքարի կաթը խառնվում է ամոնիումի սուլֆատի հետ, ռեակցիան տեղի է ունենում

Ca (OH)3 + (NH4)2 S04-> CaS04 + 2 NH, OH, որի արդյունքում կրի մի մասը կապվում է ամոնիումի սուլֆատի ծծմբաթթվով և առաջանում են վատ լուծվող կալցիումի սուլֆատի դիհիդրատի CaS04-2H20 բյուրեղներ։ . Միաժամանակ առաջանում է ամոնիակ՝ մնալով կրաքարի կաթում լուծված վիճակում։

Հետագա չեզոքացման ժամանակ կրաքարի կաթում առկա գիպսի փոքր բյուրեղները ստացված գիպսի բյուրեղացման կենտրոններ են և պաշտպանում են չեզոքացված հիդրոլիզատում դրա գերհագեցած լուծույթների ձևավորումից: Այս իրադարձությունը կարևոր է խյուսից ալկոհոլի հետագա թորման ժամանակ, քանի որ խյուսի գերհագեցած գիպսի լուծույթները առաջացնում են խյուսի սյուների գիպսը և արագ անջատում դրանք: Աշխատանքի այս մեթոդը կոչվում է չեզոքացում գիպսի ուղղորդված բյուրեղացումով։

Միաժամանակ կրաքարի կաթի մեջ չեզոքացուցիչի մեջ 5 Չափիչ սափորից մատուցվում է սուպերֆոսֆատի մի փոքր թթվային ջրային էքստրակտ: 38.

Չեզոքացնողին աղեր են ավելացնում 0,3 տոկոսով կգամոնիումի սուլֆատ և 0.3 կգսուպերֆոսֆատ 1-ի դիմաց մ3հիդրոլիզատ.

Չեզոքացուցիչ 5 (տարողությունը 35-40 մ 3) պողպատե բաք է, որը պատված է թթվակայուն կերամիկական սալիկներև հագեցած է ուղղահայաց խառնիչներով և արգելակային շեղբերներով, որոնք ամրագրված են տանկի պատերին: Հիդրոլիզի կայաններում չեզոքացումը նախկինում պարբերաբար իրականացվում էր: Ներկայումս այն փոխարինվում է ավելի առաջադեմ շարունակական վնասազերծմամբ։ Նկ. 77-ը ցույց է տալիս վերջին դիագրամը: Գործընթացն իրականացվում է երկու սերիական միացված չեզոքացուցիչներով՝ 5 և 6, որոնք ունեն նույն սարքը։ Թթվային հիդրոլիզատը շարունակաբար սնվում է 1-ին խողովակի միջոցով առաջին չեզոքացուցիչի մեջ, որտեղ միաժամանակ մատակարարվում են կրաքարի կաթը և սննդարար աղերը: Չեզոքացման ամբողջականությունը վերահսկվում է ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան չափելով պոտենցիոմետր 3-ի միջոցով անտիմոնի կամ ապակե էլեկտրոդի միջոցով: 4. Պոտենցիոմետրը շարունակաբար գրանցում է հիդրոլիզատի pH-ը և ավտոմատ կերպով կարգավորում այն ​​սահմանված սահմաններում՝ էլեկտրական իմպուլսներ ուղարկելով շրջելի շարժիչին, որը միացված է առաջին չեզոքացնողին կրաքարի կաթ մատակարարող խողովակի վրա փակող փականի հետ: Չեզոքացնող սարքերում չեզոքացման ռեակցիան տեղի է ունենում համեմատաբար արագ, իսկ գերհագեցած լուծույթից գիպսի բյուրեղացման գործընթացը՝ համեմատաբար դանդաղ։

Հետևաբար, չեզոքացման տեղադրման միջոցով հեղուկի հոսքի արագությունը որոշվում է երկրորդ գործընթացով, որը պահանջում է 30-40 ր.

Այս ժամանակից հետո չեզոքացված հիդրոլիզատը, որը կոչվում է «չեզոքացում», մտնում է կիսաանընդմեջ կամ շարունակական նստեցման բաքը 7:

Կիսաշարունակական պրոցեսը բաղկացած է նրանից, որ չեզոքացուցիչը անընդհատ հոսում է նստվածքային տանկի միջով, իսկ գիպսը, որը նստում է հատակին, պարբերաբար հեռացվում է, երբ այն կուտակվում է:

Նստեցման տանկի շարունակական շահագործման ընթացքում բոլոր գործողությունները կատարվում են շարունակաբար: Նախքան տիղմը կոյուղու մեջ թափելը 8 ընդունիչում այն ​​լրացուցիչ լվանում է ջրով։ Վերջին մեթոդը դեռ լայն տարածում չի ստացել՝ պայմանավորված արտադրական որոշ դժվարություններով։

Նստեցման բաքի գիպսի նստվածքը սովորաբար բաղկացած է կես կալցիումի սուլֆատ դիհիդրատից և կես լիգնինից և հիդրոլիզատից նստած հումիկ նյութերից: Որոշ հիդրոլիզի կայաններում գիպսի տիղմը ջրազրկվում է, չորանում և թրծվում շենքային ալաբաստրի մեջ: Դրանք ջրազրկվում են թմբուկի վակուումային ֆիլտրերի վրա և չորանում և այրվում պտտվող թմբուկային վառարաններում, որոնք տաքացվում են ծխատար գազերով:

Կախված մասնիկներից ազատված վնասազերծված արտադրանքը սառեցվում է սառնարանում խմորումից առաջ 10 (նկ. 77) 85-ից մինչև 30°: Այդ նպատակով սովորաբար օգտագործվում են պարուրաձև կամ թիթեղային ջերմափոխանակիչներ, որոնք բնութագրվում են ջերմության փոխանցման բարձր գործակցով և փոքր չափսերով: Սառեցման ժամանակ չեզոքացնողից ազատվում են խեժանման նյութեր, որոնք նստում են ջերմափոխանակիչների պատերին և աստիճանաբար աղտոտում դրանք։ Մաքրման համար ջերմափոխանակիչները պարբերաբար անջատվում են և լվանում կաուստիկ սոդայի 2-4% տաք ջրային լուծույթով, որը լուծում է խեժային և հումուսային նյութեր։

Չեզոքացված, մաքրված և սառեցված հիդրոլիզատ:

Փայտի լորձաթաղանթը խմորվում է այս միջավայրում հարմարեցված հատուկ spnrt առաջացնող խմորիչներով: Խմորումը տեղի է ունենում շարունակական մեթոդի համաձայն՝ հաջորդաբար միացված խմորման տանկերի մարտկոցում 11 Եվ 12.

Խմորիչի կախոցը, որը պարունակում է մոտ 80-100 գ սեղմված խմորիչ մեկ լիտրում, մատակարարվում է շարունակական հոսքով խողովակով: 15 խմորիչի մեջ 44 այնուհետև՝ առաջին, կամ գլխի, խմորման բաքի վերին մասում 11. Սառեցված փայտանյութը սնվում է խմորիչի մեջ խմորիչի կախոցի հետ միաժամանակ: Խմորիչի յուրաքանչյուր խորանարդ մետրի դիմաց խմորման բաքը մտնում է 8-10 մ3 կաթիլ։

Հեքսոզային միջավայրում պարունակվող խմորիչներ Սախարով,Օգտագործելով ֆերմենտների համակարգ՝ նրանք քայքայում են շաքարները՝ առաջացնելով էթիլային սպիրտ և ածխաթթու գազ։ Էթիլային սպիրտն անցնում է շրջակա հեղուկի մեջ, և ածխաթթու գազը խմորիչի մակերեսին արտազատվում է փոքր փուչիկների տեսքով, որոնք աստիճանաբար մեծանում են ծավալով, այնուհետև աստիճանաբար լողում են դեպի անոթի մակերեսը՝ տանելով կպած խմորիչը։ նրանց.

Երբ դրանք շփվում են մակերեսի հետ, ածխածնի երկօքսիդի փուչիկները պայթում են, և խմորիչը, ունենալով 1,1 տեսակարար կշիռ, այսինքն՝ ավելի մեծ, քան կաթնեղենը (1,025), իջնում ​​է մինչև դրանք նորից ածխածնի միջոցով մակերևույթ բարձրացվեն։ երկօքսիդ. Խմորիչի շարունակական վեր ու վար շարժումը նպաստում է հեղուկ հոսանքների շարժմանը խմորման բաքում՝ առաջացնելով հեղուկի գրգռում կամ «խմորում»: Խողովակի միջոցով խմորման տանկերից հեղուկի մակերեսին արտազատվող ածխածնի երկօքսիդը 13 մտնում է հեղուկ կամ պինդ ածխածնի երկօքսիդի արտադրության տեղակայանք, օգտագործվում է ստանալու համար քիմիական արտադրանք(օրինակ՝ միզանյութ) կամ արտանետվել մթնոլորտ։

Մասամբ խմորված փայտանյութը խմորիչի հետ միասին տեղափոխվում է գլխի խմորման բաքից դեպի պոչամբար 12, Որտեղ ավարտվում է խմորումը: Քանի որ պոչամբարի մեջ շաքարների կոնցենտրացիան փոքր է, դրա մեջ խմորումն ավելի քիչ ինտենսիվ է, և խմորիչի մի մասը, առանց ժամանակ ունենալու ածխաթթու գազի պղպջակներ ձևավորելու, նստում է անոթի հատակին: Դա կանխելու համար պոչամբարում հաճախ կազմակերպվում է հեղուկի ստիպողական խառնում խառնիչներով կամ կենտրոնախույս պոմպերով:

Ֆերմենտացված կամ խմորված հեղուկը կոչվում է խյուս: Խմորման վերջում տրորը տեղափոխվում է բաժանարար 14, աշխատում է ցենտրիֆուգի սկզբունքով: Խյուսը, որը մտնում է դրա մեջ, մեջը կախված խմորիչի հետ միասին սկսում է պտտվել 4500-6000 պտ/րոպե արագությամբ։ Կենտրոնախույս ուժ տարբերության պատճառով տեսակարար կշիռըխյուսն ու խմորիչը բաժանում են դրանք։ Բաժանարարը հեղուկը բաժանում է երկու հոսքի. ավելի մեծը, որը խմորիչ չի պարունակում, մտնում է ձագար: 16 իսկ ավելի փոքրը, որը պարունակում է խմորիչ, ձագարով հոսում է խողովակի մեջ 15. Սովորաբար առաջին հոսքը 8-10 անգամ ավելի մեծ է, քան երկրորդը: Խողովակի միջով 15 խմորիչի կախոցը վերադարձվում է գլխի խմորման տանկ 11 Խմորիչի միջոցով 44. Քաղցրավենիքը, դեն նետված և թթխմորից ազատված, հավաքվում է միջանկյալ խյուսի հավաքածուում 17.

Անջատիչների օգնությամբ խմորիչը անընդհատ շրջանառվում է ֆերմենտացման գործարանի փակ համակարգում։ Անջատիչ արտադրողականություն 10- 35 մ3/ժամ:

Խմորման ժամանակ և հատկապես տարանջատման ժամանակ փայտի ցախի մեջ պարունակվող հումուսային կոլոիդների մի մասը կոագուլյացիայի է ենթարկվում՝ ձևավորելով ծանր փաթիլներ, որոնք դանդաղ նստում են խմորման տանկերի հատակին։ Բորերի հատակներում կան կցամասեր, որոնց միջոցով նստվածքը պարբերաբար թափվում է կոյուղի:

Ինչպես նշվեց վերևում, ալկոհոլի տեսական եկամտաբերությունը 100-ի վրա կգֆերմենտացված հեքսոզները 64 է լ.Այնուամենայնիվ, գործնականում կրթության շնորհիվ Սախարովենթամթերքներ (գլիցերին, ացետալդեհիդ, սուկցինաթթու և այլն), ինչպես նաև խմորիչի համար վնասակար կեղտերի առկայության պատճառով ալկոհոլի բերքատվությունը կազմում է 54-56. լ.

Ալկոհոլի լավ բերք ստանալու համար անհրաժեշտ է խմորիչը մշտապես ակտիվ պահել։ Դա անելու համար դուք պետք է զգույշ պահպանեք խմորման տվյալ ջերմաստիճանը, ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան, խոտի անհրաժեշտ մաքրությունը և թողնել մի փոքր քանակությամբ հեքսոզներ, այսպես կոչված, «ցածր աստիճանի» (սովորաբար ոչ ավելի, քան 0,1%): շաքարավազը լուծույթի մեջ), տրիվի մեջ՝ նախքան տարանջատիչի մեջ մտնելը։ Չխմորված խմորիչի առկայության պատճառով խմորիչը մշտապես մնում է ակտիվ վիճակում։

Պարբերաբար, հիդրոլիզի գործարանը դադարեցվում է, ինչպես պլանավորված է - որպես նախազգուշական միջոց կամ կապիտալ վերանորոգում. Այս ընթացքում խմորիչը պետք է կենդանի պահել։ Դա անելու համար խմորիչի կախոցը խտացվում է բաժանարարների միջոցով և լցնում սառը փայտի յուղով: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում խմորումը կտրուկ դանդաղում է, և խմորիչը զգալիորեն ավելի քիչ շաքար է սպառում:

100-200 մ3 տարողությամբ ֆերմենտացման տանկերը սովորաբար պատրաստվում են թիթեղյա պողպատից կամ ավելի հազվադեպ՝ երկաթբետոնից։ Խմորման տեւողությունը կախված է խմորիչի կոնցենտրացիայից եւ տատանվում է 6-ից 10 ժամ: Անհրաժեշտ է վերահսկել արտադրական խմորիչի մշակույթի մաքրությունը և պաշտպանել այն օտար վնասակար միկրոօրգանիզմների վարակից: Այդ նպատակով բոլոր սարքավորումները պետք է մաքուր պահվեն և պարբերաբար ստերիլիզացվեն: Մեծ մասը պարզ ձևովՍտերիլիզացումը բոլոր սարքավորումների և հատկապես խողովակաշարերի և պոմպերի գոլորշիացումն է կենդանի գոլորշով:

Խմորիչի խմորման և տարանջատման վերջում ալկոհոլային խյուսը պարունակում է 1,2-ից 1,6% էթիլային սպիրտ և մոտ 1% պենտոզա: Սախարով.

Ալկոհոլը բաժանվում է տրորից, զտվում և ամրացվում է եռասյունով տրորման մաքրման ապարատում, որը բաղկացած է տրորից։ 18, ուղղում 22 և մեթանոլ 28 սյունակներ (նկ. 77):

Խյուս հավաքածուից 17 մղվում է ջերմափոխանակիչի միջոցով 41 տրորման սյունակի կերակրման ափսեի վրա 18. Մաշե սյունակի սպառիչ մասի թիթեղներով ցած հոսելով՝ մաշկն իր ճանապարհին հանդիպում է բարձրացող գոլորշու։ Վերջինս, աստիճանաբար հարստացված ալկոհոլով, անցնում է սյունակի վերին, ամրացնող հատվածը։ Ներքև հոսող խյուսն աստիճանաբար ազատվում է սպիրտից, այնուհետև սյունակի անշարժ կողմից 18 խողովակի միջոցով 21 գնում է ջերմափոխանակիչ 41, որտեղ այն տաքացնում է սյուն մտնող խյուսը մինչև 60-70C: Այնուհետև խյուսը տաքացվում է մինչև 105° սյունակում՝ խողովակի միջով անցնող կենդանի գոլորշիով 20. Ալկոհոլից ազատված խյուսը կոչվում է մածուկ: Խողովակի միջով 42 Հեղեղումը թողնում է հոսող ջերմափոխանակիչը 41 և ուղարկվում է խմորիչի արտադրամաս՝ պենտոզներից կերային խմորիչ ստանալու համար: Այս գործընթացը մանրամասն կքննարկվի ավելի ուշ:

Վերին ամրացնող մասում տրորված սյունը ավարտվում է ռեֆլյուքսային կոնդենսատորով 19, որի մեջ խտացված են սյունակի վերին թիթեղից եկող յոդ-ալկոհոլային խառնուրդի գոլորշիները։

30° ջերմաստիճանի 1 մ3 խյուսում լուծվում է խմորման ժամանակ առաջացած մոտ 1 մ3 ածխաթթու գազ։ Խմիչքը ջերմափոխանակիչում տաքացնելիս 41 և տրորման սյունակի ստորին մասում կենդանի գոլորշու դեպքում լուծված ածխածնի երկօքսիդը արտազատվում է և ալկոհոլային գոլորշու հետ միասին բարձրանում է սյունակի ամրացնող հատվածը և հետագայում ռեֆլյուքսային կոնդենսատոր: 19. Չխտացող գազերը բաժանվում են սառնարաններից հետո ալկոհոլային կոնդենսատային խողովակաշարերի վրա տեղադրված օդափոխիչի միջոցով: Սպիրտից, ալդեհիդներից և եթերներից բաղկացած ցածր եռացող ֆրակցիաները անցնում են ռեֆլյուքսային կոնդենսատորով 19 և վերջապես խտացնել սառնարանում 39uԱյնտեղից նրանք ջրային կնիքի միջով հետ են հոսում սյունակ ռեֆլյուքսի տեսքով 40. Սառնարանից դուրս գալուց առաջ ածխածնի երկօքսիդից բաղկացած չխտացող գազեր 39 անցնել լրացուցիչ կոնդենսատորի միջով կամ լվանում են ջրով մաքրիչի մեջ՝ ալկոհոլի գոլորշիների վերջին մնացորդները գրավելու համար:

Խյուսի սյունակի վերին թիթեղների վրա հեղուկ փուլը պարունակում է 20-40% ալկոհոլ:

Խտացրեք խողովակի միջոցով 25 մտնում է թորման սյունակի կերակրման ափսե 22. Այս սյունակը աշխատում է նմանապես, ինչպես տրորված սյունակը, բայց ալկոհոլի ավելի բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում: Այս սյունակի հատակին խողովակի միջոցով 24 Կենդանի գոլորշի է մատակարարվում, որն աստիճանաբար եռացնում է սպիրտը սյունակի հատակը հոսող սպիրտային կոնդենսատից։ Ալկոհոլից ազատված հեղուկ, որը կոչվում է լյութեր, խողովակի միջոցով 23 իջնում ​​է ջրահեռացումը: Ալկոհոլի պարունակությունը իտալաժում և լյութերում կազմում է ոչ ավելի, քան 0,02%:

Թորման սյունակի վերին ափսեի վերևում տեղադրվում է ռեֆլյուքս կոնդենսատոր 26. Նրա մեջ չխտացած գոլորշիները վերջնականապես խտանում են կոնդենսատորում 26 աև նորից հոսում դեպի սյուն: Ցածր եռացող ֆրակցիաների մի մասը վերցվում է խողովակով 43 եթեր-ալդեհիդային ֆրակցիայի տեսքով, որը չօգտագործելու դեպքում վերադարձվում է խմորման բաքեր։

Էթիլային ալկոհոլը ցնդող օրգանական թթուներից ազատելու համար այն սնվում է տանկից սյունակում: 45 Նատրիումի հիդրօքսիդի 10% լուծույթ, որը չեզոքացնում է սյունակի ամրացնող մասի միջին թիթեղների թթուները։ Թորման սյունակի միջին մասում, որտեղ սպիրտային հզորությունը 45-50% է, կուտակվում են ֆյուզելային յուղերը և վերցվում խողովակով։ 46. Ֆյուզելային յուղերը ամինաթթուներից առաջացած բարձրագույն սպիրտների (բութիլ, պրոպիլ, ամիլ) խառնուրդ են:

Էթիլային սպիրտը, ազատված եթերներից և ալդեհիդներից, ինչպես նաև ֆյուզելային յուղերից, ընտրվում է թորման սյունակի ամրացնող մասի վերին թիթեղներից սանրով և խողովակի միջոցով: 27 մտնում է մեթանոլի սյունակի կերակրման ափսե 28. Թորման սյունից եկող չմշակված սպիրտը պարունակում է մոտ 0,7% մեթիլ սպիրտ, որը ձևավորվել է բուսական նյութերի հիդրոլիզի ժամանակ և մոնոսաքարիդների հետ միասին հայտնվել փայտանյութի մեջ։

Հեքսոզների խմորման ժամանակ մեթիլ սպիրտ չի առաջանում։ Ըստ տեխնիկական բնութագրերըհիդրոլիզի բույսերի արտադրած էթիլային ալկոհոլի համար այն պետք է պարունակի ոչ ավելի, քան 0,1% մեթիլ սպիրտ: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մեթիլ սպիրտն ամենահեշտությամբ առանձնանում է հում սպիրտից, երբ դրա ջրի պարունակությունը նվազագույն է: Այդ պատճառով մեթանոլի սյունակ է սնվում մեթանոլի սյունակում առավելագույն հզորությամբ (94-96% էթանոլ) չմշակված ալկոհոլը: Սովորական թորման սյունակներում անհնար է 96%-ից բարձր էթիլային սպիրտ ստանալ, քանի որ այս կոնցենտրացիան համապատասխանում է ոչ առանձին եռացող ջուր-ալկոհոլ խառնուրդի բաղադրությանը:

Մեթանոլի սյունակում ցածր եռացող մասնաբաժինը մեթանոլն է, որը բարձրանում է սյունակի վերևում և ամրանում ռեֆլյուքսային կոնդենսատորում։ 29 և խողովակի միջոցով 30 թափվում է մոտ 80% մեթանոլ պարունակող մեթանոլային ֆրակցիայի հավաքածուներ: Առևտրային 100% մեթանոլ արտադրելու համար տեղադրվում է մեթանոլի երկրորդ սյունակ, որը ներկայացված չէ Նկ. 77.

Էթիլային սպիրտը, հոսելով թիթեղները, ընկնում է մեթանոլի սյունակի ստորին հատվածը 28 և խողովակի միջոցով 33 միաձուլվում է ընդունիչների մեջ պատրաստի արտադրանք. Մեթանոլի սյունը ջեռուցվում է անաղմուկ գոլորշու միջոցով հեռավոր ջեռուցիչով 31, որը տեղադրվում է այնպես, որ հաղորդակցվող անոթների սկզբունքի համաձայն՝ դրա միջխողովակային տարածությունը լցվում է սպիրտով։ Ջրային գոլորշիները, որոնք մտնում են ջեռուցիչը, տաքացնում են ալկոհոլը մինչև եռալ, և արդյունքում առաջացող սպիրտային գոլորշիները օգտագործվում են սյունը տաքացնելու համար: Գոլորշին մտնում է ջեռուցիչ 31, խտանում է դրա մեջ և կոնդենսատի տեսքով մատակարարվում է մաքուր ջրի հավաքույթներին կամ արտահոսում կոյուղի:

Ստացված էթիլային սպիրտի քանակն ու ուժը չափվում է հատուկ սարքավորումներ(լապտեր, փորձնական արկ, սպիրտաչափ): Չափիչ բաքից էթիլային սպիրտ մատակարարվում է գոլորշու պոմպի միջոցով հիմնական շենքից դուրս՝ ալկոհոլի պահեստում տեղակայված ստացիոնար տանկերի մեջ: Այդ տանկերից, ըստ անհրաժեշտության, կոմերցիոն էթիլային սպիրտը լցվում է երկաթուղային տանկերի մեջ, որոնցով այն տեղափոխվում է սպառման վայրեր։

Նկարագրված է վերևում տեխնոլոգիական գործընթացհնարավորություն է տալիս ստանալ 1-ից Տբացարձակ չոր փշատերեւ փայտ 150-180 լ 100% էթիլային սպիրտ: Միաժամանակ 1-ի կողմից դկլալկոհոլի օգտագործումը

Բացարձակ չոր փայտը կգ-ով: . . . . 55-66;

TOC o «1-3» h z ծծմբաթթու - moaoidrate in կգ … . 4,5;

Արագ կրաքար, 85% դյույմ կգ…………………………………………………. 4,3;

Զույգ տեխնոլոգիական 3- և 16-մթնոլորտային

Մեգակալորիայով. ………………………………………………………………………………………….. 0.17-0.26;

Ջուրը մ3-ում………………………………………………………………………………………………… 3.6;

Էլեկգրոզներ մեջ կՎտժ…………………………………………………………………….. 4,18

Ալկոհոլի միջին հզորությամբ հիդրոլիզ-ալկոհոլային գործարանի տարեկան հզորությունը 1 -1,5 մլն. տվեց։Այս գործարաններում հիմնական արտադրանքը էթիլային սպիրտն է։ Ինչպես արդեն նշվեց, միևնույն ժամանակ հիդրոլիզ-ալկոհոլային գործարանում արտադրական հիմնական թափոններից արտադրվում են պինդ կամ հեղուկ ածխաթթու գազ, ֆուրֆուրալ, կերային խմորիչ և լիգնին վերամշակող արտադրանք: Այս արտադրությունները կքննարկվեն հետագա:

Որոշ հիդրոլիզի գործարաններում, որոնք արտադրում են ֆուրֆուրալ կամ քսիլիտոլ՝ որպես հիմնական արտադրանք, պենտոզայով հարուստ կիսցելյուլոզների հիդրոլիզից հետո մնում է դժվար հիդրոլիզվող մնացորդ՝ բաղկացած ցելյուլոզից և լիգնինից և կոչվում է ցելոլինին:

Ցելոլիլինինը կարող է հիդրոլիզացվել վերևում նկարագրված ներթափանցման մեթոդով, և ստացված հեքսոզային հիդրոլիզատը, որը սովորաբար պարունակում է 2-2,5% շաքար, կարող է վերամշակվել վերը նկարագրված մեթոդի համաձայն՝ վերածվելով տեխնիկական էթիլային ալկոհոլի կամ կերային խմորիչի: Այս սխեմայով մշակվում են բամբակի կեղևը, եգիպտացորենի կեղևը, կաղնու կեղևը, արևածաղկի կեղևը և այլն։ արտադրական գործընթացըտնտեսապես ձեռնտու է միայն էժան հումքով ու վառելիքով։

Հիդրոլիզ-ալկոհոլային գործարանները սովորաբար արտադրում են տեխնիկական էթիլային սպիրտ, որն օգտագործվում է հետագա քիմիական վերամշակման համար։ Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտության դեպքում, այս ալկոհոլը
Այն համեմատաբար հեշտությամբ մաքրվում է լրացուցիչ ուղղման և ալկալային պերմանգանատի լուծույթով օքսիդացման միջոցով: Նման մաքրումից հետո էթիլային սպիրտը բավականին հարմար է սննդի համար։

Դու անտառում ես... Հաստ ու բարակ ծառերի բները խցկված են շուրջբոլորը։ Քիմիկոսի համար դրանք բոլորը բաղկացած են նույն նյութից՝ փայտից, որի հիմնական մասը օրգանական նյութ է՝ մանրաթել (C 6 H 10 O 5) x։ Մանրաթելը կազմում է բույսերի բջիջների պատերը, այսինքն՝ դրանց մեխանիկական կմախքը. Մենք ունենք այն բավականին մաքուր բամբակյա թղթի և կտավատի մանրաթելերի մեջ; ծառերի մեջ այն միշտ հանդիպում է այլ նյութերի հետ միասին, առավել հաճախ՝ լիգնինի հետ, գրեթե նույնը քիմիական բաղադրությունը, բայց տարբեր հատկություններով։ C 6 H 10 O 5 մանրաթելի տարրական բանաձևը համընկնում է օսլայի բանաձևի հետ. ճակնդեղի շաքարունի C 12 H 2 2O 11 բանաձեւը: Ջրածնի ատոմների քանակի և թթվածնի ատոմների թվի հարաբերակցությունը այս բանաձևերում նույնն է, ինչ ջրում՝ 2:1: Հետևաբար, այս և նմանատիպ նյութերը 1844 թվականին կոչվեցին «ածխաջրեր», այսինքն՝ թվացյալ (բայց ոչ իրականում) ածխածնից և ջրից կազմված նյութեր։

Ածխաջրածին մանրաթելն ունի բարձր մոլեկուլային քաշ: Նրա մոլեկուլները երկար շղթաներ են՝ կազմված առանձին օղակներից։ Ի տարբերություն սպիտակ օսլայի ձավարեղենի, մանրաթելն ամուր թելեր և մանրաթելեր է: Սա բացատրվում է օսլայի և մանրաթելերի մոլեկուլների տարբեր, այժմ ճշգրիտ ձևավորված կառուցվածքով։ Մաքուր մանրաթելը տեխնիկապես կոչվում է ցելյուլոզ:

1811 թվականին ակադեմիկոս Կիրխհոֆը կարևոր հայտնագործություն արեց. Նա կարտոֆիլից ստացված սովորական օսլա է վերցրել ու մշակել նոսր ծծմբաթթվով։ H 2 SO 4 ազդեցության տակ եղել է հիդրոլիզօսլա և այն վերածվեց շաքարի.

Այս արձագանքը կարևոր էր գործնական նշանակություն. Դրա վրա է հիմնված օսլայի և օշարակի արտադրությունը։

Բայց մանրաթելն ունի նույն էմպիրիկ բանաձևը, ինչ օսլան: Սա նշանակում է, որ դուք կարող եք նաև շաքար ստանալ դրանից:

Իրոք, 1819 թ.-ին մանրաթելերի սախարիզացումը առաջին անգամ իրականացվեց նոսր ծծմբաթթվի միջոցով: Այս նպատակների համար կարող է օգտագործվել նաև խտացված թթու. Ռուս քիմիկոս Ֆոգելը 1822 թվականին շաքար է ստացել սովորական թղթից՝ դրա վրա գործելով H 2 SO 4 87% լուծույթով։

19-րդ դարի վերջին։ Գործունեությամբ զբաղվող ինժեներներն արդեն սկսել են հետաքրքրվել փայտից շաքար և սպիրտ ստանալով։ Ներկայումս ցելյուլոզից սպիրտ է արտադրվում գործարանային մասշտաբով։ Գիտնականի կողմից փորձանոթում հայտնաբերված մեթոդն այնուհետև իրականացվում է ինժեների մեծ պողպատե ապարատում:

Եկեք այցելենք հիդրոլիզի գործարան... Թեփը, սափրվելը կամ փայտի կտորները բեռնվում են հսկայական մարսիչների (պերկոլատորների) մեջ: Սա սղոցարանների կամ փայտամշակման ձեռնարկությունների թափոններ են։ Նախկինում այս արժեքավոր թափոնները այրվում էին կամ պարզապես նետվում աղբանոց: Հանքային թթվի թույլ (0,2-0,6%) լուծույթը (առավել հաճախ ծծմբային) անցնում է շարունակական հոսանքով թափանցող սարքերով։ Նույն թթունն ապարատի մեջ երկար պահելն անհնար է՝ դրանում պարունակվող փայտից ստացված շաքարը հեշտությամբ քայքայվում է։ Անցող սարքերում ճնշումը 8-10 ատմ է, իսկ ջերմաստիճանը՝ 170-185°։ Այս պայմաններում ցելյուլոզայի հիդրոլիզը շատ ավելի լավ է ընթանում, քան նորմալ պայմաններում, երբ գործընթացը շատ դժվար է։ Percolators-ը արտադրում է մոտ 4% շաքար պարունակող լուծույթ։ Հիդրոլիզի ժամանակ շաքարային նյութերի ելքը հասնում է տեսականորեն հնարավորի 85%-ին (ըստ ռեակցիայի հավասարման)։

Բրինձ. 8. Փայտից հիդրոլիտիկ ալկոհոլի արտադրության տեսողական դիագրամ:

Համար Սովետական ​​ՄիությունՀսկայական անտառներով և սինթետիկ կաուչուկի կայուն զարգացող արդյունաբերությամբ առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում փայտից ալկոհոլի արտադրությունը: Դեռ 1934 թվականին Համամիութենական կոմունիստական ​​կուսակցության (բոլշևիկների) XVII համագումարը որոշեց լիովին զարգացնել ալկոհոլի արտադրությունը թեփից և թղթի արդյունաբերության թափոններից։ Խորհրդային առաջին հիդրոլիզի-ալկոհոլային գործարանները սկսեցին կանոնավոր գործել 1938 թվականին: Երկրորդ և երրորդ հնգամյա պլանների տարիներին մենք կառուցեցինք և գործարկեցինք հիդրոլիզի սպիրտ՝ փայտից սպիրտ արտադրելու գործարաններ։ Այս սպիրտը ներկայումս ամբողջությամբ ներս է մեծ քանակությամբվերամշակվում է սինթետիկ կաուչուկի: Սա ոչ պարենային հումքի սպիրտ է։ Հիդրոլիտիկ էթիլային սպիրտի յուրաքանչյուր միլիոն լիտրն ազատում է մոտ 3 հազար տոննա հաց կամ 10 հազար տոննա կարտոֆիլ և, հետևաբար, մոտ 600 հա մշակովի տարածք սննդի համար։ Այս քանակի հիդրոլիտիկ սպիրտ ստանալու համար անհրաժեշտ է 10 հազար տոննա թեփ՝ 45 տոկոս խոնավությամբ, որը կարող է արտադրել մեկ սղոցարան միջին արտադրողականության մեկ տարվա ընթացքում։