Obținerea alcoolului din rumeguș. Cum se face alcool din rumeguș: toate metodele de producere a biocombustibililor

Cum se obține alcool sau alt combustibil lichid din rumeguș?

în Germania, la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, toate tancurile funcționau pe materiale sintetice. combustibil de rumeguș. iar mașinile din Brazilia funcționează cu alcool, 20% din mașinile de acolo funcționează cu alcool. deci este adevărat, poți folosi fermentația, distila și obține alcool și vei avea o mașină
Poate poți obține metan cu ajutorul bacteriilor? atunci chiar mai bine
Îmi voi împărtăși experiența, așa să fie! În general, iei 1 kg. Uscați foarte atent rumegușul sau altele, apoi adăugați 1/3 din volumul de electrolit (acid sulfuric) în balon sau altceva prin frigider (acolo va fi sublimare)... Vă sfătuiesc să cumpărați un frigider 450 de la Labtech și nu vă transpirați. îl încălzești până la o temperatură de 150 de grade și obții alcool metilic și există esterii săi și alți produși de reacție INFLAMABILI. lichidul poate fi de diferite culori. dar de obicei albăstrui, foarte volatil. Da, atunci când gătiți, nu uitați să adăugați bucăți de Corindon (oxid de aluminiu), este un catalizator. De îndată ce lichidul din vas sau balon devine negru până la punctul de a fi de nerecunoscut, schimbați-l și completați porțiunea următoare. de la 1 kg vei obtine aproximativ 470 ml. alcool, dar doar 700 ceva. Faceți acest lucru într-o zonă deschisă, bine ventilată și departe de alimente.Da, nu uitați de mască și respirator. Se strecoară lichidul negru (utilizat), iar stratul superior arde foarte bine după uscare. adauga asta si la combustibil.
Specii de conifere - rele. De obicei, alcoolul de hidroliză este obținut din foioase. Aici, de fapt, există două opțiuni și ambele sunt practic imposibil de implementat acasă. Dar votca de scaun este, în mare, o glumă, deoarece producția este ineficientă, iar consumul produsului final poate fi periculos pentru sănătate. Prima varianta. Trebuie să puneți rumegușul într-o grămadă destul de mare pe stradă, să-l udați cu apă și să-l lăsați câțiva ani (mai exact doi ani sau mai mult). Microorganismele anaerobe se vor stabili în centrul mormanei, care vor descompune treptat celuloza în monomeri (zaharuri), care pot fi deja fermentate. Următorul - ca lumina obișnuită de lună. Sau a doua variantă, care este implementată în industrie. Rumegul se fierbe cu o soluție slabă de acid sulfuric la presiune înaltă. În acest caz, hidroliza celulozei are loc în câteva ore. În continuare - distilare ca de obicei.
Dacă luăm în considerare nu numai alcoolul etilic, atunci putem merge pe altă cale, dar, din nou, practic nu se vinde acasă. Aceasta este distilarea uscată a rumegușului. Materia primă trebuie încălzită într-un recipient sigilat la 800-900 de grade. și colectează gazele care se scurg. Când aceste gaze se răcesc, se condensează creozotul (produsul principal), metanolul și acidul acetic. Gazele sunt un amestec de diferite hidrocarburi. Restul este cărbune. Acest tip de cărbune este numit cărbune în industrie, și nu de la un incendiu. A fost folosit anterior în metalurgie în loc de cocs. După prelucrarea sa suplimentară, se obține cărbune activ. Creozotul este o rășină folosită pentru traversele de gudron și stâlpii de telegraf. Gazul poate fi folosit ca gazul natural obișnuit. Acum lichide. Alcoolul metilic sau lemnos este distilat din lichid la temperaturi de până la 75 de grade. Poate trece pentru combustibil, dar randamentul este mic și este foarte otrăvitor. Urmează acidul acetic. Când este neutralizat cu var, se obține acetat de calciu sau, așa cum se numea anterior, pudră de oțet de lemn gri. Când este calcinat, se obține acetonă - de ce nu combustibil? Adevărat, acum acetona se obține complet sintetic.
Se pare că nu am uitat nimic. Deci, când deschidem un magazin de creozot?
„Și dacă nu am distila vodcă din rumeguș, atunci ce am face cu cinci sticle?” (V.S. Vysotsky)
fermentarea substantelor zaharoase. de exemplu celuloza. Doar pentru accelerare ai nevoie de o drojdie-enzima. și despre alcool metilic... ei bine, de fapt, în doze mici, este mortal.
Sublimarea.
Celuloza trebuie fermentată și apoi distilată

Oamenii de știință siberieni lucrează la tehnologia pentru producerea de bioetanol intern

Pe vremea sovietică, cine își amintește și acum, erau multe glume despre alcoolul făcut din rumeguș. Au existat zvonuri că după război, vodcă ieftină a fost făcută folosind alcool din rumeguș. Această băutură este numită popular „suk”.

În general, vorbirea despre producția de alcool din rumeguș nu a apărut de nicăieri, desigur. Un astfel de produs a fost de fapt produs. A fost numit „alcool de hidroliză”. Materia primă pentru producerea sa a fost într-adevăr rumegușul, sau mai exact, celuloza extrasă din deșeurile din industria forestieră. Pentru a spune strict științific - din materiale vegetale necomestibile. După calcule grosiere, din 1 tonă de lemn s-ar putea obține aproximativ 200 de litri de alcool etilic. Acest lucru ar fi făcut posibilă înlocuirea a 1,5 tone de cartofi sau 0,7 tone de cereale. Nu se știe dacă un astfel de alcool a fost folosit în distilerii sovietice. A fost produs, desigur, în scopuri pur tehnice.

Trebuie spus că producția de etanol tehnic din deșeuri organice a entuziasmat de multă vreme imaginația oamenilor de știință. Puteți găsi literatură din secolul al XIX-lea care discută posibilitățile de producere a alcoolului dintr-o mare varietate de materii prime, inclusiv cele nealimentare. În secolul al XX-lea, această temă a început să apară cu o vigoare reînnoită. În anii 1920, oamenii de știință din Rusia sovietică au propus chiar să se facă alcool din... fecale! A existat chiar și o poezie plină de umor de Demyan Bedny:

Ei bine, au venit vremurile
Fiecare zi este un miracol:
Vodca este distilata din rahat -
Trei litri pe kilogram!

Mintea rusă va inventa
Invidia întregii Europe -
În curând votca va curge
In gura din fund...

Totuși, ideea cu fecale a rămas la nivelul unei glume. Dar au luat celuloza în serios. Amintiți-vă, în „Vițelul de aur”, Ostap Bender le spune străinilor rețeta pentru „scăunel de lună”. Faptul este că celuloza era „chimic” chiar și atunci. Mai mult decât atât, trebuie menționat că poate fi extras nu numai din deșeurile din industria forestieră. Agricultura internă lasă anual munți uriași de paie - aceasta este și o sursă excelentă de celuloză. Nu lăsa bunătatea să se irosească. Paiele sunt o sursă regenerabilă, s-ar putea spune gratuită.

Există o singură captură în această chestiune. Pe lângă celuloza necesară și utilă, părțile lignificate ale plantelor (inclusiv paiele) conțin lignină, ceea ce complică întregul proces. Datorită prezenței aceleiași lignine în soluție, este aproape imposibil să se obțină un „piure” normal, deoarece materia primă nu este zaharificată. Lignina inhibă dezvoltarea microorganismelor. Din acest motiv, este necesară „hrănirea” - adăugarea de materii prime alimentare normale. Cel mai adesea, acest rol este jucat de făină, amidon sau melasă.

Desigur, puteți scăpa de lignină. În industria celulozei și hârtiei, acest lucru se face în mod tradițional pe cale chimică, cum ar fi tratamentul cu acid. Singura întrebare este unde să o pun atunci? În principiu, combustibil solid bun poate fi obținut din lignină. Se arde bine. Astfel, Institutul de Termofizică al SB RAS a dezvoltat chiar și o tehnologie adecvată pentru arderea ligninei. Dar, din păcate, lignina care rămâne din producția noastră de celuloză și hârtie este nepotrivită ca combustibil din cauza sulfului pe care îl conține (consecințe ale prelucrării chimice). Dacă o arzi, primești ploaie acide.

Există și alte modalități - de a trata materiile prime cu abur supraîncălzit (lignina se topește la temperaturi ridicate), de a efectua extracția cu solvenți organici. În unele locuri, acest lucru este exact ceea ce fac, dar aceste metode sunt foarte scumpe. Într-o economie planificată, în care toate costurile erau suportate de stat, se putea lucra în acest fel. Cu toate acestea, într-o economie de piață, se dovedește că jocul, la figurat vorbind, nu merită lumânarea. Și când comparăm costurile, se dovedește că producția de alcool tehnic (în termeni moderni - bioetanol) din materii prime alimentare tradiționale este mult mai ieftină. Totul depinde de cantitățile de astfel de materii prime pe care le aveți. Americanii, de exemplu, au o supraproducție de porumb. Este mult mai ușor și mai profitabil să folosești surplusul pentru producția de alcool decât să îl transporti pe alt continent. În Brazilia, după cum știm, surplusul de trestie de zahăr este folosit și ca materie primă pentru producerea de bioetanol. În principiu, există destul de multe țări în lume în care alcoolul este turnat nu numai în stomac, ci și în rezervorul unei mașini. Și totul ar fi bine dacă unele figuri celebre ale lumii (în special, liderul cubanez Fidel Castro) nu s-ar pronunța împotriva unei astfel de folosiri „nedrepte” a produselor agricole în condițiile în care în unele țări oamenii suferă de malnutriție sau chiar mor de foame.

În general, îndeplinind dorințele filantropice la jumătatea drumului, oamenii de știință care lucrează în domeniul producției de bioetanol ar trebui să caute niște tehnologii mai raționale, mai avansate pentru prelucrarea materiilor prime nealimentare. În urmă cu aproximativ zece ani, specialiștii de la Institutul de Chimie și Mecanochimie Solid State al SB RAS au decis să ia o altă cale - să folosească metoda mecanochimică în aceste scopuri. În locul prelucrării chimice binecunoscute a materiilor prime sau a încălzirii, au început să folosească o prelucrare mecanică specială. De ce au fost proiectate mori și activatoare speciale? Esența metodei este aceasta. Datorită activării mecanice, celuloza trece de la o stare cristalină la una amorfă. Acest lucru face ca enzimele să funcționeze mai ușor. Dar principalul lucru aici este că, în timpul prelucrării mecanice, materia primă este împărțită în diferite particule - cu conținut diferit (mai mult sau mai puțin) de lignină. Apoi, datorită diferitelor caracteristici aerodinamice ale acestor particule, acestea pot fi separate cu ușurință unele de altele folosind instalații speciale.

La prima vedere, totul este foarte simplu: măcinați-l și acesta este sfârșitul. Dar numai la prima vedere. Dacă totul ar fi într-adevăr atât de simplu, atunci paie și alte deșeuri vegetale ar fi măcinate în toate țările. Ceea ce este cu adevărat necesar aici este să găsiți intensitatea potrivită, astfel încât materia primă să fie separată în țesături individuale. În caz contrar, vei ajunge cu o masă monotonă. Sarcina oamenilor de știință este să găsească aici optimul necesar. Și acest optim, după cum arată practica, este destul de îngust. De asemenea, puteți exagera. Aceasta, trebuie spus, este opera unui om de știință: să identifice mijlocul de aur. Mai mult, aici este necesar să se țină cont de aspectele economice - și anume, să se dezvolte tehnologia astfel încât costurile de prelucrare mecanică și chimică a materiei prime (oricât de ieftină ar fi aceasta) să nu afecteze costul de producție.

Zeci de litri de alcool minunat au fost deja obținute în condiții de laborator. Cel mai impresionant lucru este că alcoolul este obținut din paie obișnuite. Mai mult, fără utilizarea acizilor, alcalinelor și aburului supraîncălzit. Ajutorul principal aici îl reprezintă „morile de minuni” proiectate de specialiștii Institutului. În principiu, nimic nu ne împiedică să trecem la desene industriale. Dar acesta este un alt subiect.

Iată-l - primul bioetanol domestic din paie! Încă în sticle. Vom aștepta până când vor începe să-l producă în rezervoare?

Rumegul este o materie primă valoroasă pentru producerea diferiților alcooli, care pot fi folosi ca combustibil.

Pot fi utilizați următorii biocombustibili:

motoare pe benzină pentru automobile și motociclete;
generatoare electrice;
echipamente de uz casnic pe benzină.

Problema principala Problema care trebuie depășită atunci când se produce biocombustibil din rumeguș este hidroliza, adică conversia celulozei în glucoză.

Celuloza și glucoza au aceeași bază – hidrocarburile. Dar pentru a transforma o substanță în alta, sunt necesare diverse procese fizice și chimice.

Principalele tehnologii pentru transformarea rumegușului în glucoză pot fi împărțite în două tipuri:

industrial, necesitând echipamente complexe și ingrediente scumpe;
de casă, care nu necesită nici un echipament complex.

Indiferent de metoda de hidroliză, rumegușul trebuie zdrobit cât mai mult posibil. Pentru aceasta se folosesc diverse concasoare.

Cum dimensiune mai mică rumeguș, cel mai eficient va avea loc o descompunere a lemnului în zahăr și alte componente.

Puteți găsi informații mai detaliate despre echipamentele de șlefuit rumeguș aici:. Rumegul nu necesită nicio altă pregătire.

Metoda industriala

Apoi, rumegușul se toarnă într-un buncăr vertical se toarnă soluție de acid sulfuric(40%) într-un raport de 1:1 în greutate și, sigilat etanș, încălzit la o temperatură de 200-250 de grade.

Rumegul se menține în această stare timp de 60-80 de minute, amestecând constant.

În acest timp, are loc procesul de hidroliză, iar celuloza, absorbind apa, se descompune în glucoză și alte componente.

Substanța obținută în urma acestei operațiuni filtru, obținându-se un amestec de soluție de glucoză și acid sulfuric.

Lichidul purificat este turnat într-un recipient separat și amestecat cu o soluție de cretă, care neutralizează acidul.

Apoi totul este filtrat și obținem:

deseuri toxice;
soluție de glucoză.

Defect această metodă în:

cerințe ridicate pentru materialul din care este realizat echipamentul;
costuri ridicate pentru regenerarea acidului,

prin urmare, nu a fost utilizat pe scară largă.

Există și o metodă mai puțin costisitoare, în care se folosește o soluție de acid sulfuric cu o tărie de 0,5–1%.

Cu toate acestea, pentru o hidroliză eficientă este necesar:

presiune mare (10–15 atmosfere);
încălzire la 160-190 de grade.

Procesul durează 70-90 de minute.

Echipamentul pentru un astfel de proces poate fi realizat din materiale mai puțin costisitoare, deoarece o astfel de soluție acidă diluată este mai puțin agresivă decât cea utilizată în metoda descrisă mai sus.

A o presiune de 15 atmosfere nu este periculoasă chiar și pentru echipamente chimice convenționale, deoarece multe procese au loc și la presiune ridicată.

Pentru ambele metode utilizați recipiente din oțel, închise ermetic volum de până la 70 m³, căptușit din interior cu cărămizi sau plăci rezistente la acid.

Această căptușeală protejează metalul de contactul cu acidul.

Conținutul recipientelor este încălzit prin introducerea aburului fierbinte în ele.

Deasupra este instalată o supapă de scurgere, care este reglată la presiunea necesară. Prin urmare, excesul de abur scapă în atmosferă. Restul aburului creează presiunea necesară.

Ambele metode implică același proces chimic. Sub influența acidului sulfuric, celuloza (C6H10O5)n absoarbe apa H2O și se transformă în glucoză nC6H12O6, adică un amestec de diferite zaharuri.

După purificare, această glucoză este folosită nu numai pentru a produce biocombustibil, ci și pentru a produce:

băutură și tehnică alcool;
Sahara;
metanol.

Ambele metode permit prelucrarea lemnului de orice specie, prin urmare sunt universal.

Ca produs secundar al procesării rumegușului în alcool, se obține lignina - o substanță de lipire:

pelete;
brichete

Prin urmare, lignina poate fi vândută întreprinderilor și antreprenorilor care produc peleți și brichete din deșeuri de lemn.

O alta un produs secundar al hidrolizei este furfuralul. Acesta este un lichid uleios, un antiseptic eficient pentru prelucrarea lemnului.

Furfuralul este, de asemenea, utilizat pentru:

purificarea uleiului;
purificarea uleiurilor vegetale;
producția de plastic;
crearea de medicamente antifungice.

În timpul prelucrării rumegușului cu acid se eliberează gaze otrăvitoare, De aceea:

toate echipamentele trebuie instalate într-un atelier ventilat;
lucrătorii trebuie să poarte ochelari de protecție și aparate respiratorii.

Randamentul de glucoză în greutate este de 40-60% din greutatea rumegușului, dar ținând cont de o cantitate mare de apă și impurități greutatea produsului este de câteva ori mai mare decât greutatea inițială a materiilor prime.

Excesul de apă va fi îndepărtat în timpul procesului de distilare.

Pe lângă lignină, produsele secundare ale ambelor procese sunt:

alabastru;
terebentină,

care pot fi vândute pentru un anumit profit.

Purificarea soluției de glucoză

Curățarea se realizează în mai multe etape:

Mecanic curatenie Folosind un separator, elimină lignina din soluție.
Tratament laptele de cretă neutralizează acidul.
Advocacy separă produsul într-o soluție lichidă de glucoză și carbonați, care sunt apoi folosite pentru a obține alabastru.

Iată o descriere a ciclului tehnologic de prelucrare a lemnului la o fabrică de hidroliză din orașul Tavda (regiunea Sverdlovsk).

Metoda acasă

Această metodă este mai ușoară dar durează în medie 2 ani. Rumegul se toarnă într-o grămadă mare și se udă cu generozitate, după care:

acoperi cu ceva;
lăsat să putrezească.

Temperatura din interiorul mormanei crește și începe procesul de hidroliză, drept urmare celuloza este transformată în glucoză, care poate fi folosit pentru fermentare.

Dezavantajul acestei metode Faptul este că la temperaturi scăzute activitatea procesului de hidroliză scade, iar la temperaturi negative se oprește complet.

Prin urmare, această metodă este eficientă numai în regiunile calde.

In afara de asta, există o mare probabilitate de degenerare a procesului de hidroliză în putrezire, din cauza căruia nu va fi glucoză, ci nămol și toată celuloza se va transforma în:

dioxid de carbon;
o cantitate mică de metan.

Uneori se construiesc instalatii asemanatoare celor industriale in case . Sunt fabricate din oțel inoxidabil, care poate rezista fără consecințe la efectele unei soluții slabe de acid sulfuric.

Încălziți conținutul astfel de dispozitive care folosesc:

foc deschis (foc);
o serpentină din oțel inoxidabil prin care circulă aer cald sau abur.

Pompând abur sau aer în recipient și monitorizând citirile manometrului, presiunea din recipient este reglată. Procesul de hidroliză începe la o presiune de 5 atmosfere, dar curge cel mai eficient la o presiune de 7-10 atmosfere.

Apoi, la fel ca în producția industrială:

curățați soluția de lignină;
prelucrate folosind o soluție de cretă.

După aceasta, soluția de glucoză este decantată și fermentată cu adăugarea de drojdie.

Fermentare și distilare

Pentru fermentare în soluție de glucoză adăugați drojdie obișnuită care activează procesul de fermentare.

Această tehnologie este utilizată atât în întreprinderi, cât și la producerea de alcool din rumeguș acasă.

Timp de fermentare 5-15 zile, depinzând de:

temperatura aerului;
specii de lemn.

Procesul de fermentație este controlat de cantitatea de bule de dioxid de carbon formată.

În timpul fermentației, are loc următorul proces chimic - glucoza nC6H12O6 se descompune în:

dioxid de carbon (2CO2);
alcool (2C2H5OH).

După ce fermentația este completă materialul este distilat– încălzirea la o temperatură de 70–80 de grade și răcirea aburului de evacuare.

La această temperatură se evaporă din soluție:

alcooli;
eteri,

iar apa si impuritatile solubile in apa raman.

răcire cu abur;
condensarea alcoolului

folosiți o bobină scufundat în apă rece sau răcit cu aer rece.

Pentru crescând puterea Produsul finit este distilat încă de 2-4 ori, scăzând treptat temperatura la 50-55 de grade.

Puterea produsului rezultat determinat cu ajutorul unui alcoolmetru, care estimează densitatea specifică a unei substanţe.

Produsul de distilare poate fi folosit ca biocombustibil cu o rezistență de cel puțin 80%. Un produs mai slab conține prea multă apă, astfel încât echipamentul nu va funcționa eficient pe el.

Deși alcoolul obținut din rumeguș este foarte asemănător cu lumina lunii, acesta nu poate fi folosit pentru băut datorită conținutului ridicat de metanol, care este o otravă puternică. În plus, o cantitate mare de uleiuri de fusel strică gustul produsului finit.

Pentru a curăța metanolul, trebuie să:

Prima distilare se efectuează la o temperatură de 60 de grade;
scurgeți primii 10% din produsul rezultat.

După distilare, rămâne:

greu fracțiuni de terebentină;
masa de drojdie, care poate fi folosit atât pentru fermentarea următorului lot de glucoză, cât și pentru producerea drojdiei furajere.

Sunt mai hrănitoare și mai sănătoase decât boabele oricărei culturi de cereale, așa că sunt ușor achiziționate de fermierii care cresc animale mari și mici.

Aplicarea biocombustibilului

Comparativ cu benzina, biocombustibilii (alcool obținut din deșeuri reciclate) au atât avantaje, cât și dezavantaje.

Aici Principalele avantaje:

număr octanic ridicat (105–113);
temperatură de ardere mai scăzută;
lipsa de sulf;
Preț mai mic scăzut.

Datorită numărului octanic ridicat, puteți crește raportul de compresie, crescând puterea și eficiența motorului.

Temperatura de ardere mai scăzută:

crește durata de viață supape și pistoane;
reduce încălzirea motoruluiîn modul de putere maximă.

Datorită absenței sulfului, biocombustibil nu poluează aerulȘi nu scurtează durata de viață a uleiului de motor, deoarece oxidul de sulf oxidează uleiul, înrăutățindu-i caracteristicile și reducându-i durata de viață.

Datorită prețului său semnificativ mai mic (fără a lua în calcul accizele), biocombustibilul economisește serios bugetul familiei.

Biocombustibilii au defecte:

agresivitate față de părțile din cauciuc;
raport scăzut combustibil/masă aer (1:9);
volatilitate scăzută.

Biocombustibili deteriora garniturile de cauciuc Prin urmare, la transformarea motorului pentru a funcționa cu alcool, toate garniturile de cauciuc sunt înlocuite cu piese din poliuretan.

Datorită raportului combustibil-aer mai scăzut, funcționarea normală cu biocombustibili necesită reconfigurarea sistemului de combustibil, adică instalarea jeturi mai mari în carburator sau reaprinderea controlerului injectorului.

Datorită evaporării scăzute Dificultate la pornirea unui motor rece la temperaturi sub plus 10 grade.

Pentru a rezolva această problemă, biocombustibilul este diluat cu benzină într-un raport de 7:1 sau 8:1.

Pentru a funcționa cu un amestec de benzină și biocombustibil într-un raport de 1:1, nu sunt necesare modificări ale motorului.

Dacă există mai mult alcool, atunci este recomandabil:

înlocuiți toate garniturile de cauciuc cu cele din poliuretan;
macinati chiulasa.

Măcinarea este necesară pentru a crește raportul de compresie, ceea ce va permite realizează un număr octanic mai mare. Fără astfel de modificări, motorul va pierde putere atunci când se adaugă alcool la benzină.

Dacă biocombustibilul este utilizat pentru generatoare electrice sau aparate de uz casnic pe benzină, atunci este de dorit să înlocuiți piesele din cauciuc cu cele din poliuretan.

În astfel de dispozitive, puteți face fără șlefuirea capului, deoarece pierderea ușoară de putere este compensată de o creștere a alimentării cu combustibil. In afara de asta, carburatorul sau injectorul va trebui reconfigurat, orice specialist în sisteme de combustibil poate face acest lucru.

Pentru mai multe informații despre utilizarea biocombustibilului și conversia motoarelor pentru a rula pe acesta, citiți acest articol (Utilizarea biocombustibilului).

Video pe tema

Puteți vedea cum să faceți alcool din rumeguș în acest videoclip:

concluzii

Producția de alcool din rumeguș - proces dificil, care include o mulțime de operațiuni.

Dacă există rumeguș ieftin sau gratuit, atunci turnând biocombustibil în rezervorul mașinii dvs., veți economisi mult, deoarece producția acestuia costă mult mai puțin decât benzina.

Acum știți cum să obțineți alcool din rumegușul folosit ca biocombustibil și cum se poate face acest lucru acasă.

În plus, ai aflat despre produse secundare, care apar în timpul procesării rumegușului în biocombustibil. Aceste produse pot fi și vândute, primind, deși mici, dar totuși un profit.

Datorită acestui fapt, afacerea cu biocombustibili de rumeguș devine foarte profitabil, mai ales dacă folosești combustibil pentru transportul propriu și nu plătești accize la vânzarea alcoolului.

In contact cu

În zilele noastre, mulți oameni știu cum să creeze metanol chiar și cu propriile mâini acasă. De asemenea, ei prepară alcool din rumeguș. Producția de alcool din rumeguș este considerată cea mai simplă și mai economică dintre toate celelalte metode cunoscute astăzi. În același timp, pare complicat și consumator de timp doar la prima vedere. De fapt, repetarea acestui proces va fi destul de simplă chiar și pentru un începător. Principalul lucru este să cunoașteți toate principiile de bază ale producerii alcoolului metilic și, de asemenea, să țineți cont de unele trucuri ale procedurii pe care profesioniștii le dezvăluie tuturor. Tehnologia standard pentru producerea substanței chimice în cauză la domiciliu constă de obicei din mai mulți pași principali. În primul rând, se obține malțul din culturile de cereale, apoi se fierbe o pastă din cartofi ușor stricați, rezultând prelucrarea amidonului.

Următoarea etapă este fermentația. Pe ea, drojdia este deja adăugată la amestecul pregătit în prealabil. Cu cât temperatura mediului ambiant este mai mare, cu atât mai repede se va putea depăși etapa în discuție. Dar este capabil să se termine singur chiar și în condiții naturale normale. Desigur, dacă a fost selectată drojdie de înaltă calitate. Penultima etapă se numește „distilare”. Poate fi numit cel mai laborios și consumator de timp. Această etapă necesită întotdeauna un aparat special, pe care, apropo, meșterii moderni îl pot realiza cu ușurință cu propriile mâini. Și în sfârșit, tot ce rămâne este curățarea. Aceasta este ultima etapă a producției de alcool acasă. Produsul este aproape gata, dar îi lipsește transparența dorită. Acest lucru se poate realiza folosind cel mai comun permanganat de potasiu, cu care lichidul este infuzat timp de 24 de ore. În cele din urmă, tot ce rămâne este să filtrezi produsul.

Deoarece recent cantitatea de materii prime fosile care sunt potrivite pentru producerea de alcool acasă a început să scadă treptat, este nevoie de a găsi noi opțiuni. După cum știți, există o lipsă de cereale, așa că a fost necesar să găsiți o alternativă demnă. Și a fost găsit rapid - era rumeguș. Astăzi, această materie primă este cea mai accesibilă pentru toată lumea. A-l găsi nu este dificil. Și, la fel de important, rumegușul este ieftin. Și în unele cazuri le puteți găsi complet gratuit. Nu este de mirare că materiile prime în discuție sunt foarte populare în rândul tuturor celor implicați în producția de alcool acasă. Adevărat, producerea acestei substanțe necesită anumite abilități de la o persoană, precum și achiziția unor echipamente suplimentare.

În primul rând, va trebui să pregătiți rumeguș. De exemplu, 1 kilogram din produsul original. Este foarte important ca rumegușul să fie tocat bine. Ele vor trebui să fie bine uscate înainte de a putea începe să produceți metanol. Cel mai bine este să evitați utilizarea cuptorului și a altor opțiuni similare în acest scop. Va fi suficient să turnați un strat subțire de rumeguș pe un ziar curat într-o cameră întunecată, bine ventilată și să-l lăsați așa câteva zile. Desigur, materiile prime nu ar trebui să conțină impurități sau murdărie. Experții notează că rumegușul din lemn de esență tare este cel mai potrivit pentru acest proces. Dar este mai bine să nu folosiți materii prime din conifere.

Prin frigider, în care se va efectua sublimarea și un electrolit, pentru care acidul sulfuric este perfect, rumegușul uscat bine este trimis într-un balon convenabil sau alt recipient similar. Ar trebui să-l umple 2/3 din volumul total. Apoi, trebuie să încălziți masa la 150 de grade. Lichidul finit are de obicei o ușoară nuanță albăstruie. Desigur, nu ar trebui să uităm de utilizarea unui catalizator de înaltă calitate. De exemplu, puteți utiliza oxid de aluminiu - părți de corindon. Puteți turna următoarea porție în recipientul pe care îl utilizați imediat după ce lichidul din acesta devine negru. Este foarte important să vă protejați organele respiratorii cu un respirator sau o mască specială. Cel mai bine este să luați în considerare și mănușile rezistente. Camera în care se produce alcoolul din rumeguș trebuie să fie spațioasă și bine ventilată. Acest lucru nu trebuie făcut în bucătărie, deoarece există produse alimentare în jur.

Substanța finită poate fi folosită ca combustibil și în orice alte scopuri similare. Dar nu este recomandat să consumați alcoolul rezultat intern și să îl utilizați pentru prepararea ulterioară a băuturilor alcoolice. Din doar un kilogram de rumeguș uscat puteți obține aproximativ jumătate de litru (puțin mai puțin) de metanol finit.

Producția de alcool din cartofi, cereale, melasă și sfeclă de zahăr necesită consumul unor cantități mari din aceste materii prime valoroase. Înlocuirea unor astfel de materii prime cu altele mai ieftine este una dintre sursele de economisire a produselor alimentare și de reducere a costului alcoolului. Prin urmare, producția de alcool etilic tehnic din materii prime nealimentare a crescut în ultimul timp semnificativ: lemn, lichide sulfitice și sintetice din gaze care conțin etilenă.

Producția de alcool din lemn

Industria hidrolizei produce o serie de produse din deșeuri vegetale care conțin celuloză, în special din deșeuri de lemn: alcool etilic, drojdie furajeră, glucoză etc.

În plantele de hidroliză, celuloza este hidrolizată cu acizi minerali la glucoză, care este folosită pentru a fermenta în alcool, a crește drojdia și a o elibera sub formă cristalină. Există instalații de hidroliză de diferite profiluri: hidroliză-alcool, hidroliză-drojdie, hidroliză-glucoză. Industria hidrolizei are o mare importanță economică; se datorează faptului că din deșeurile vegetale de valoare redusă se obțin produse valoroase. În special, din 1 tonă de lemn de conifere absolut uscat se obțin 170-200 de litri de alcool etilic, a cărui producție ar necesita 0,7 tone de cereale sau 2 tone de cartofi.

Industria hidrolizei prelucrează în mod cuprinzător lemnul, în urma căruia plantele de hidroliză-alcool produc, pe lângă alcoolul etilic, și alte produse valoroase: furfural, lignină, dioxid de carbon lichid, drojdie furajeră.

Materii prime pentru producerea hidrolizei

Materia primă pentru producerea hidrolizei este lemnul sub formă de diverse deșeuri din industria forestieră și prelucrarea lemnului: rumeguș, așchii de lemn, așchii etc. Umiditatea lemnului variază de la 40 la 60%. Rumegușul prelucrat prin instalații de hidroliză are de obicei un conținut de umiditate de 40-48%. Compoziția substanței uscate din lemn include celuloză, hemiceluloze, lignină și acizi organici.

Hemicelulozele lemnoase constau din hexozani: manan, galactan și pentozani: xilan, araban și derivații lor metilați. Lignina este o substanță aromatică complexă; compoziția și structura sa chimică nu au fost încă stabilite.

Compoziția chimică a lemnului absolut uscat este dată în tabelul 1.

Tabelul 1 - Compoziția chimică a lemnului absolut uscat

Pe lângă lemn, deșeurile de plante agricole sunt folosite și ca materii prime pentru industria hidrolizei: coji de floarea soarelui, știuleți de porumb, coji de bumbac și paie de cereale.

Compoziția chimică a deșeurilor de plante agricole este prezentată în Tabelul 2.

Tabelul 2 - Compoziția chimică a deșeurilor de plante agricole

Schema tehnologică a prelucrării complexe a lemnului

Schema tehnologică de prelucrare complexă a lemnului constă în următoarele etape: hidroliza lemnului, neutralizarea și purificarea hidrolizatului; fermentarea mustului hidrolitic, distilarea piureului hidrolitic.

Lemnul zdrobit este hidrolizat cu acid sulfuric diluat când este încălzit sub presiune. În timpul hidrolizei, hemicelulozele și celuloza se descompun. Hemicelulozele sunt transformate în hexoze: glucoză, galactoză, manoză și pentoze: xiloză și arabinoză; celuloză - în glucoză. Lignina rămâne ca reziduu insolubil în timpul hidrolizei.

Hidroliza lemnului se realizează într-un aparat de hidroliză - un vas cilindric de oțel. Ca urmare a hidrolizei, se obține un hidrolizat care conține aproximativ 2-3% monozaharide fermentabile și un reziduu de lignină insolubil. Acesta din urmă poate fi folosit direct în producția de scânduri de construcție, în producția de cărămidă, la măcinarea cimentului, ca combustibil; După o prelucrare adecvată, lignina poate fi utilizată în producția de materiale plastice, industria cauciucului etc.

Hidrolizatul rezultat este trimis la un evaporator, unde aburul este separat de lichid. Aburul eliberat este condensat și utilizat pentru a separa furfuralul, terebentina și alcoolul metilic din acesta. Apoi hidrolizatul este răcit la 75-80°C, neutralizat într-un neutralizator cu lapte de var la pH 4-4,3 și se adaugă săruri nutritive pentru drojdie (sulfat de amoniu, superfosfat). Neutralizatul rezultat este decantat pentru a-l elibera de sulfatul de calciu precipitat și alte particule în suspensie. Se separă precipitatul decantat de sulfat de calciu, se usucă, se arde și se obține alabastru, utilizat în utilaje de construcții. Produsul neutralizat este răcit la 30-32°C și trimis la fermentare. Hidrolizatul preparat în acest mod pentru fermentare se numește must. Fermentarea mustului hidrolitic se realizează continuu în rezervoare de fermentare. În acest caz, drojdia circulă continuu în sistem; Drojdia este separată de piure folosind separatoare. Dioxidul de carbon eliberat în timpul fermentației este folosit pentru a elibera dioxid de carbon lichid sau solid. Masa matură care conține 1,0-1,5% alcool este trimisă pentru distilare și rectificare la un aparat de rectificare a piureului și se obțin alcool etilic, alcool metilic și ulei de fuel. Restul obținut după distilare conține pentoze și este folosit pentru cultivarea drojdiei furajere.

Figura 1 — Diagrama tehnologică a prelucrării complexe a lemnului la instalațiile de hidroliză-alcool

Atunci când sunt prelucrate conform schemei indicate, din 1 tonă de lemn de conifere absolut uscat pot fi obținute următoarele cantități de produse comercializabile:

Alcool etilic, l………………………….. 187
Dioxid de carbon lichid, kg…………….. 70
sau dioxid de carbon solid, kg………40
Drojdie furajeră, kg…………….. .. 40
Furfural, kg…………………………….9.4
Terebentină, kg……………………………0,8
Izolatie termica si constructii ligno-dale, m 2 .... 75
Construcții alabastru, kg……..225
Ulei de combustibil, k g………………..0.3

Producerea alcoolului din lichide sulfitice

Când se produce celuloză din lemn prin metoda sulfitului, produsul rezidual este lichid sulfit - un lichid maro cu miros de dioxid de sulf. Compoziția chimică a lichidului sulfit (%): apă - 90, substanțe uscate - 10, inclusiv derivați de lignină - lignosulfonați - 6, hexoze - 2, pentoze -1, acizi volatili, furfural și alte substanțe - aproximativ 1. Lichior sulfit pe termen lung eliberați în râuri, au poluat apa și au distrus peștii din rezervoare. În prezent, avem o serie de instalații pentru procesarea complexă a lichidului sulfit în alcool etilic, drojdie furajeră și concentrate de sulfit-vinage. Producerea alcoolului din lichide sulfitice constă în următoarele etape: prepararea lichidului sulfit pentru fermentare, fermentarea mustului de lichid sulfitic, distilarea masei de sulfit mature.

Prepararea lichidului sulfit pentru fermentare se realizează conform unei scheme continue. Leșia este purjată cu aer pentru a elimina acizii volatili și furfuralul, care întârzie procesul de fermentație. Leșia purjată se neutralizează cu lapte de var și apoi se păstrează pentru a mări cristalele precipitate de sulfat de calciu și sulfură de calciu; În același timp, se adaugă săruri nutritive pentru drojdie (sulfat de amoniu și superfosfat). Apoi leșia se depune. Sedimentul decantat - nămol - este drenat în canalizare, iar lichidul limpezit este răcit la 30-32°C. Lichiorul preparat în acest fel se numește must. Mustul este trimis la secția de fermentație și fermentat în același mod ca hidrolizatele de lemn, sau se folosește metoda moving-pack. Ambalajul mobil se referă la fibrele de celuloză rămase în lichid. Metoda de fermentație cu duză mobilă se bazează pe proprietatea anumitor rase de drojdie de a fi absorbite pe suprafața fibrelor celulozice și de a forma fulgi dintr-o masă fibroasă de drojdie, care într-un piure matur se depun rapid și complet pe fundul TVA. Fermentarea se realizează într-o baterie de fermentație, care constă dintr-o cuvă de cap și coadă. În mustul de fermentare, fibrele de celuloză cu drojdie sorbită sunt în continuă mișcare sub influența dioxidului de carbon eliberat. Piureul fermentat vine din cuva de cap la cuva de coadă, unde procesul de fermentație se termină și fibrele cu drojdie se depun pe fund. Masa de fibre de drojdie decantată este returnată cu pompă în cuva de cap, unde este furnizat simultan mustul, iar piureul matur, care conține 0,5-1% alcool, este trimis la aparatul de distilare și se obține alcool etilic, alcool metilic și ulei de fuel. . Restul obținut după distilare conține pentoze și servește ca mediu nutritiv pentru cultivarea drojdiei furajere, care este apoi separată, uscată și eliberată ca drojdie uscată. După separarea drojdiei, ghiveciul care conţine lignosulfonaţi este evaporat până la un conţinut de substanţă uscată de 50-80%. Produsul rezultat se numește sulfit-concentrat vintage și este utilizat în producția de materiale plastice, materiale de construcție, agenți de tăbăcire sintetice pentru piele, turnătorii și construcții de drumuri.

Din concentratele sulfit-vinage se poate obține o substanță aromatică valoroasă - vanilina.

Schema tehnologică pentru procesarea complexă a lichidelor sulfitice în alcool etilic, drojdie furajeră și concentrate de sulfit-vină este prezentată în Figura 2.

Figura 2 - Diagrama procesului pentru procesarea lichidelor sulfitice în alcool

La prelucrarea lichidelor sulfitice se obțin următoarele în termeni de 1 tonă de lemn de molid:

Alcool etilic, l……………….. 30-50
Alcool metilic, l …………………………… 1
Dioxid de carbon lichid, l………….. 19-25
Drojdie pentru furaje uscate, kg…. 15
Concentrate sulfit-vintage cu un conținut de umiditate de 20%, kg.... 475

Producția sintetică de alcool

Materiile prime pentru producerea alcoolului etilic sintetic sunt gazele din rafinăriile de petrol care conțin etilenă. În plus, pot fi folosite și alte gaze care conțin etilenă: gaz de cocsificare obținut din cărbune de cocsificare și gaze petroliere asociate.

În prezent, alcoolul etilic sintetic este produs în două moduri: hidratarea acidului sulfuric și hidratarea directă a etilenei.

Hidratarea cu sulfat de etilenă

Producerea alcoolului etilic prin această metodă constă în următoarele procese: interacțiunea etilenei cu acidul sulfuric, care produce acid etil sulfuric și sulfat de dietil; hidroliza produselor rezultate pentru a forma alcool; separarea alcoolului de acidul sulfuric și purificarea acestuia.

Materiile prime pentru hidratarea acidului sulfuric sunt gaze care conțin 47-50% în greutate. etilenă, precum și gaze cu conținut mai mic de etilenă. Procesul se desfășoară conform schemei prezentate mai jos.

Figura 3 - Schema tehnologică de producere a alcoolului sintetic prin hidratare cu acid sulfuric

Etilena reacționează cu acidul sulfuric într-o coloană de reacție, care este un cilindru vertical. În interiorul coloanei există plăci de capac cu pahare de preaplin. Gazul care conține etilenă este furnizat în partea inferioară a coloanei de un compresor, iar acid sulfuric 97-98% este furnizat în partea de sus a coloanei pentru reflux. Gazul, urcând în sus, bule printr-un strat de lichid pe fiecare farfurie. Etilena reacţionează cu acidul sulfuric conform următoarelor reacţii:

Din coloana de reacție curge continuu un amestec de acid etil sulfuric, sulfat de dietil și acid sulfuric nereacționat. Acest amestec este răcit în frigider la 50°C și trimis pentru hidroliză, în timpul căreia apar următoarele reacții:

Sulfatul de monoetil rezultat din a doua reacție suferă o descompunere suplimentară pentru a forma o altă moleculă de alcool.

Hidratarea directă a etilenei

Schema tehnologică de producere a alcoolului etilic prin hidratarea directă a etilenei este prezentată mai jos.

Figura 4 — Diagrama tehnologică a hidratării directe a etilenei în producția de alcool etilic

Materia prima pentru metoda de hidratare directa este gazul cu continut ridicat de etilena (94-96%). Etilena este comprimată de un compresor la 8-9 kPa. Etilena comprimată este amestecată cu vapori de apă în anumite proporții. Interacțiunea etilenei cu vaporii de apă se realizează într-un aparat de contact - un hidratator, care este o coloană cilindrică goală de oțel verticală în care există un catalizator (acid fosforic depus pe aluminosilicat).

Un amestec de etilenă și vapori de apă la 280-300°C sub o presiune de aproximativ 8,0 kPa este alimentat într-un hidratator, în care se mențin aceiași parametri. Când etilena interacționează cu vaporii de apă, în plus față de reacția principală de formare a alcoolului etilic, apar reacții secundare, care au ca rezultat dietil eter, acetaldehidă și produse de polimerizare a etilenei. Produsele de sinteză transportă o cantitate mică de acid fosforic din hidratator, care ulterior poate avea un efect coroziv asupra echipamentelor și conductelor. Pentru a evita acest lucru, acidul conținut în produsele de sinteză este neutralizat cu alcali. După neutralizare, produsele de sinteză sunt trecute printr-un separator de sare, apoi se răcesc într-un schimbător de căldură și are loc condensarea vaporilor de apă-alcool. Se obține un amestec de lichid apos-alcoolic și etilenă nereacționată. Etilena nereacționată este separată de lichid într-un separator. Este un cilindru vertical în care sunt instalate pereți despărțitori care modifică brusc viteza și direcția fluxului de gaz. Etilena din separator este evacuată în conducta de aspirație a compresorului de circulație și trimisă pentru amestecare cu etilenă proaspătă. Soluția apă-alcool care curge din separator conține 18,5-19% vol. alcool Este concentrat într-o coloană de stripare și trimis sub formă de vapori într-o coloană de distilare pentru purificare. Alcoolul se obține cu o tărie de 90,5% vol. Fabricile de alcool sintetic folosesc metoda hidratării directe a etilenei.

Producția de alcool sintetic, indiferent de metoda de producere a acestuia, este mult mai eficientă decât producerea de alcool din materii prime alimentare. Pentru a obține 1 tonă de alcool etilic din cartofi sau cereale, este necesar să cheltuiți 160-200 de zile-om, din gazele de rafinare a petrolului doar 10 zile-om. Costul alcoolului sintetic este de aproximativ patru ori mai mic decât costul alcoolului din materiile prime alimentare.