Skema e përgjithshme për marrjen e alkoolit etilik nga hidroliza e "melasës së zezë" është si më poshtë. Lënda e parë e grimcuar ngarkohet në një kolonë hidrolize çeliku me shumë metra të veshur me qeramikë rezistente kimikisht nga brenda. Një zgjidhje e nxehtë e acidit klorhidrik furnizohet atje nën presion. Si rezultat i një reaksioni kimik nga celuloza, fitohet një produkt që përmban sheqer, e ashtuquajtura "melasa e zezë". Ky produkt neutralizohet me gëlqere dhe aty shtohet maja - fermentohet melasa. Pastaj nxehet përsëri, dhe avujt e lëshuar kondensohen në formën e alkoolit etilik (nuk dua ta quaj "alkool vere").
Metoda e hidrolizës është mënyra më ekonomike për të prodhuar alkool etilik. Nëse nga një ton kokërr mund të merren 50 litra alkool me metodën tradicionale biokimike të fermentimit, atëherë nga një ton tallash nxirren 200 litra alkool, të hidrolizuara në "melasa të zezë". Siç thotë shprehja: "Ndjeni përfitimet!" E gjithë pyetja është nëse "melasa e zezë" si celulozë e sakarifikuar mund të quhet "produkt ushqimor", së bashku me drithërat, patatet dhe panxharin. Personat e interesuar për prodhimin e alkoolit etilik të lirë mendojnë kështu: “Epo, pse jo? Në fund të fundit, bardi, si mbetje e “melasës së zezë”, pas distilimit shkon për të ushqyer bagëtinë, që do të thotë se është edhe produkt ushqimor. Si mund të mos kujtohen fjalët e F.M. Dostojevskit: “Një person i arsimuar, kur ka nevojë, mund të justifikojë verbalisht çdo neveri”.
Në vitet 1930, fabrika më e madhe e niseshtës në Evropë u ndërtua në fshatin Osetian Beslan, i cili që atëherë ka prodhuar miliona litra alkool etilik. Pastaj u ndërtuan fabrika të fuqishme për prodhimin e alkoolit etilik në të gjithë vendin, duke përfshirë mullinjtë e tulit dhe letrës Solikamsk dhe Arkhangelsk. I.V. Stalini, duke përgëzuar ndërtuesit e impianteve të hidrolizës, të cilët gjatë luftës, megjithë vështirësitë e kohës së luftës, i vunë në punë para afatit, vuri në dukje se kjo “Bën të mundur që shteti të kursejë miliona pood drithëra”(Gazeta “Pravda” e 27 majit 1944).
Alkooli etilik i përftuar nga "melasa e zezë", por, në fakt, nga druri (celuloza), i sakarizuar me metodën e hidrolizës, nëse, natyrisht, është i pastruar mirë, nuk mund të dallohet nga alkooli i marrë nga drithërat ose patatet. Sipas standardeve aktuale, një alkool i tillë është me "pastërtinë më të lartë", "ekstra" dhe "luks", ky i fundit është më i miri, domethënë ka shkallën më të lartë të pastrimit. Vodka e përgatitur në bazë të një alkooli të tillë nuk do t'ju helmojë. Shija e një alkooli të tillë është neutrale, domethënë "asnjë" - pa shije, ka vetëm "gradë" në të, ai vetëm djeg mukozën e gojës. Nga pamja e jashtme, është mjaft e vështirë të dallosh vodkën e bërë në bazë të alkoolit etilik me origjinë hidrolitike, dhe shijet e ndryshme të shtuara në "vodka" të tilla u japin atyre një ndryshim nga njëra-tjetra.
Sidoqoftë, jo gjithçka është aq e mirë sa duket në shikim të parë. Gjenetikët kryen kërkime: një grup i minjve eksperimentalë iu shtua dietës së vodkës së vërtetë (kokërr), tjetra - hidrolitike, nga druri. Minjtë që hëngrën "kurvë" vdiqën shumë më shpejt dhe pasardhësit e tyre degjeneruan. Por rezultatet e këtyre studimeve nuk e ndaluan prodhimin e vodkave pseudo-ruse. Është si një këngë popullore: "Në fund të fundit, nëse vodka nuk nxirret nga tallashja, atëherë çfarë do të kishim nga pesë shishe ..."
Tallashi është një lëndë e parë e vlefshme për prodhimin e alkooleve të ndryshme që mund të jenë përdorni si lëndë djegëse.
Biokarburantet e tilla mund të funksionojnë:
- motorë benzine të automobilave dhe motoçikletave;
- gjeneratorë të energjisë;
- pajisje shtëpiake për benzinë.
Problemi kryesor ajo që duhet kapërcyer në prodhimin e biokarburanteve nga tallash është hidroliza, domethënë shndërrimi i celulozës në glukozë.
Celuloza dhe glukoza kanë të njëjtën bazë - hidrokarburet. Por për shndërrimin e një lënde në një tjetër, nevojiten procese të ndryshme fizike dhe kimike.
Teknologjitë kryesore për shndërrimin e tallashit në glukozë mund të ndahen në dy lloje:
- industriale që kërkojnë pajisje të sofistikuara dhe përbërës të shtrenjtë;
- shtëpi që nuk kërkojnë ndonjë pajisje të sofistikuar.
Pavarësisht nga metoda e hidrolizës, tallashja duhet të shtypet sa më shumë që të jetë e mundur. Për këtë përdoren thërrmues të ndryshëm.
Si madhësi më të vogël tallash, tema më efikase do të ketë një dekompozim të drurit në sheqer dhe përbërës të tjerë.
Mund të gjeni më shumë informacion në lidhje me pajisjet e bluarjes së tallashit këtu:. Nuk kërkohet përgatitje tjetër e tallashit.
mënyrë industriale
Më pas, tallash derdhet në një plesht vertikal mbushur me tretësirë të acidit sulfurik(40%) në një raport 1:1 ndaj peshës dhe, pasi mbyllet hermetikisht, nxehet në një temperaturë prej 200-250 gradë.
Në këtë gjendje, tallashja mbahet për 60-80 minuta, duke e përzier vazhdimisht.
Gjatë kësaj kohe, zhvillohet procesi i hidrolizës dhe celuloza, duke thithur ujin, zbërthehet në glukozë dhe përbërës të tjerë.
Substanca e përftuar si rezultat i këtij operacioni filtër, duke marrë një përzierje të tretësirës së glukozës me acid sulfurik.
Lëngu i pastruar derdhet në një enë të veçantë dhe përzihet me një tretësirë shkumës, e cila neutralizon acidin.
Pastaj gjithçka filtrohet dhe merrni:
- mbeturina toksike;
- tretësirë glukoze.
E metë kjo metodë në:
- kërkesa të larta për materialin nga i cili është bërë pajisja;
- kosto të larta për rigjenerimin e acidit,
prandaj nuk u përdor gjerësisht.
Ekziston edhe një metodë më pak e shtrenjtë., në të cilin përdoret një tretësirë e acidit sulfurik me forcë 0,5–1%.
Megjithatë, hidroliza efektive kërkon:
- presion i lartë (10-15 atmosfera);
- ngrohje deri në 160-190 gradë.
Koha e procesit është 70-90 minuta.
Pajisjet për një proces të tillë mund të bëhen nga materiale më pak të kushtueshme, sepse një zgjidhje e tillë e holluar e acidit është më pak agresive se ajo e përdorur në metodën e përshkruar më sipër.
POR presioni prej 15 atmosferash nuk është i rrezikshëm edhe për pajisjet kimike konvencionale, sepse shumë procese zhvillohen edhe në presion të lartë.
Për të dyja metodat përdorni kontejnerë çeliku, të mbyllur hermetikisht deri në 70 m³, të veshura me tulla ose pllaka rezistente ndaj acidit nga brenda.
Kjo veshje mbron metalin nga kontakti me acidin.
Përmbajtja e kontejnerëve nxehet duke furnizuar në to avull të nxehtë.
Në krye është instaluar një valvul kullimi, i cili rregullohet në presionin e kërkuar. Prandaj, avulli i tepërt del në atmosferë. Pjesa tjetër e avullit krijon presionin e nevojshëm.
Të dyja metodat përfshijnë të njëjtin proces kimik.. Nën ndikimin e acidit sulfurik, celuloza (C6H10O5)n thith ujin H2O dhe shndërrohet në glukozë nC6H12O6, domethënë një përzierje e sheqernave të ndryshme.
Pas pastrimit, kjo glukozë përdoret jo vetëm për të marrë biokarburantet, por edhe për prodhimin e:
- pijes dhe teknike alkool;
- Sahara;
- metanol.
Të dyja metodat ju lejojnë të përpunoni dru të çdo specie, prandaj janë universale.
Si një nënprodukt i përpunimit të tallashit në alkool, përftohet linjina - një substancë që ngjitet së bashku:
- pelet;
- briketa.
Prandaj, linjina mund t'u shitet ndërmarrjeve dhe sipërmarrësve që janë të angazhuar në prodhimin e peletave dhe briketave nga mbeturinat e drurit.
Nje me shume një nënprodukt i hidrolizës është furfural.Është një lëng vajor, një ruajtës efektiv i drurit.
Furfural përdoret gjithashtu për:
- rafinimi i naftës;
- pastrimi i vajit vegjetal;
- prodhimi i plastikës;
- zhvillimi i barnave antifungale.
Në procesin e përpunimit të tallashit me acid lirohen gazra toksike, kjo është arsyeja pse:
- të gjitha pajisjet duhet të instalohen në një punishte të ajrosur;
- punëtorët duhet të mbajnë syze sigurie dhe respiratorë.
Rendimenti i glukozës ndaj peshës është 40-60% e peshës së tallashit, por duke marrë parasysh sasinë e madhe të ujit dhe papastërtive pesha e produktit është disa herë më e madhe se pesha fillestare e lëndës së parë.
Uji i tepërt do të hiqet gjatë procesit të distilimit.
Përveç linjinës, nënproduktet e të dy proceseve janë:
- alabaster;
- terpentinë,
të cilat mund të shiten për ndonjë fitim.
Pastrimi i tretësirës së glukozës
Pastrimi kryhet në disa faza:
- Mekanike pastrimi duke përdorur një ndarës largon linjinën nga tretësira.
- Mjekimi qumështi i shkumës neutralizon acidin.
- duke u vendosur e ndan produktin në një tretësirë të lëngshme të glukozës dhe karbonateve, të cilat më pas përdoren për të marrë alabastër.
Këtu është një përshkrim i ciklit teknologjik të përpunimit të drurit në një fabrikë hidrolize në qytetin e Tavda (Rajoni Sverdlovsk).
metoda në shtëpi
Kjo metodë është më e lehtë por zgjat mesatarisht 2 vjet. Tallashi derdhet në një grumbull të madh dhe ujitet me bollëk me ujë, pas së cilës:
- mbuloj me diçka
- lëre pështymë.
Temperatura brenda grumbullit rritet dhe fillon procesi i hidrolizës, si rezultat i të cilit celuloza shndërrohet në glukozë të cilat mund të përdoren për fermentim.
Disavantazhi i kësaj metode Fakti është se në një temperaturë të ulët aktiviteti i procesit të hidrolizës zvogëlohet, dhe në një temperaturë negative ndalet plotësisht.
Prandaj, kjo metodë është efektive vetëm në rajone të ngrohta.
Përveç kësaj, ekziston një probabilitet i lartë i degjenerimit të procesit të hidrolizës në kalbje, për shkak të së cilës nuk do të dalë glukozë, por llum, dhe e gjithë celuloza do të shndërrohet në:
- dioksid karboni;
- një sasi e vogël metani.
Ndonjëherë në shtëpi ata ndërtojnë instalime të ngjashme me ato industriale. . Ato janë bërë prej çeliku inox, i cili mund t'i rezistojë efekteve të një zgjidhjeje të dobët të acidit sulfurik pa pasoja.
Ngrohni përmbajtjen pajisje të tilla me:
- zjarr i hapur (zjarr);
- spirale inox me ajër të nxehtë ose avull që qarkullon nëpër të.
Duke pompuar avull ose ajër në enë dhe duke monitoruar leximet e matësit të presionit, presioni në enë rregullohet. Procesi i hidrolizës fillon me një presion prej 5 atmosferash, por vazhdon në mënyrë më efikase në një presion prej 7-10 atmosferash.
Pastaj, ashtu si në prodhimin industrial:
- pastroni tretësirën nga linjina;
- të përpunuara me një zgjidhje të shkumës.
Pas kësaj, tretësira e glukozës vendoset dhe fermentohet me shtimin e majave.
Fermentimi dhe distilimi
Për fermentim në tretësirë glukoze shtoni maja të rregullt që aktivizojnë procesin e fermentimit.
Kjo teknologji përdoret si në ndërmarrje ashtu edhe në prodhimin e alkoolit nga tallash në shtëpi.
Koha e fermentimit 5-15 ditë, varet nga:
- temperatura e ajrit;
- llojet e drurit.
Procesi i fermentimit kontrollohet nga sasia e formimit të flluskave të dioksidit të karbonit.
Gjatë fermentimit, ndodh një proces i tillë kimik - glukoza nC6H12O6 ndahet në:
- dioksid karboni (2CO2);
- alkool (2C2H5OH).
Pas përfundimit të fermentimit materiali është i distiluar- ngrohja në një temperaturë prej 70–80 gradë dhe ftohja e avullit të shkarkimit.
Në këtë temperaturë avullohet nga tretësira:
- alkoolet;
- eteret,
ndërsa uji dhe papastërtitë e tretshme në ujë mbeten.
- ftohje me avull;
- kondensimi i alkoolit
përdorni një spirale të zhytur në ujë të ftohtë ose të ftohur nga ajri i ftohtë.
Për rritja e forcës produkti i përfunduar distilohet 2-4 herë të tjera, duke ulur gradualisht temperaturën në një vlerë prej 50-55 gradë.
Forca e produktit që rezulton përcaktohet me një matës alkooli i cili vlerëson peshën specifike të një lënde.
Produkti i distilimit mund të përdoret si biokarburant me një forcë prej të paktën 80%. Një produkt më pak i fortë ka shumë ujë, kështu që teknika do të funksionojë në mënyrë joefikase në të.
Megjithëse alkooli i marrë nga tallash është shumë i ngjashëm me dritën e hënës, ai nuk mund të përdoret për të pirë për shkak të përmbajtjes së lartë të metanolit, i cili është një helm i fortë. Përveç kësaj, një sasi e madhe e vajrave të fuselit prish shijen e produktit të përfunduar.
Për t'u pastruar nga metanoli, duhet:
- distilimi i parë kryhet në një temperaturë prej 60 gradë;
- kulloni 10% të parë të produktit që rezulton.
Pas distilimit mbeten:
- i rëndë fraksionet e terpentinës;
- masë maja, i cili mund të përdoret si për fermentimin e grupit të ardhshëm të glukozës, ashtu edhe për prodhimin e majasë foragjere.
Ato janë më ushqyese dhe më të shëndetshme se kokrrat e çdo kulture drithërash, kështu që ato blihen lehtësisht nga fermat që mbarështojnë bagëti të mëdha dhe të vogla.
Aplikimi i biokarburanteve
Krahasuar me benzinën, biokarburantet (alkooli i bërë nga mbetjet e ricikluara) kanë avantazhe dhe disavantazhe.
Këtu Përparësitë kryesore:
- numër oktan i lartë (105-113);
- temperatura më e ulët e djegies;
- mungesa e squfurit;
- Cmim me i ulet.
Për shkak të numrit të lartë të oktanit, rritja e raportit të kompresimit, duke rritur fuqinë dhe efikasitetin e motorit.
Temperatura më e ulët e djegies:
- rrit jetën e shërbimit valvola dhe pistona;
- zvogëlon nxehtësinë e motorit në modalitetin e fuqisë maksimale.
Për shkak të mungesës së squfurit, biokarburanteve nuk e ndot ajrin Dhe nuk e shkurton jetën e vajit të motorit, sepse oksidi i squfurit oksidon vajin, duke përkeqësuar karakteristikat e tij dhe duke zvogëluar burimin.
Për shkak të çmimit dukshëm më të ulët (përveç akcizave), biokarburantet kursen buxhetin e familjes.
Biokarburantet kanë kufizimet:
- agresiviteti ndaj pjesëve të gomës;
- raporti i ulët i masës karburant/ajër (1:9);
- avullim i dobët.
biokarburanteve dëmtojnë vulat e gomës Prandaj, gjatë shndërrimit të motorit për të punuar me alkool, të gjitha vulat e gomës ndryshohen në pjesë poliuretani.
Për shkak të raportit më të ulët karburant-ajër, funksionimi normal i biokarburanteve kërkon rikonfigurimi i sistemit të karburantit, domethënë instalimi i avionëve më të mëdhenj në karburator ose ndezja e kontrolluesit të injektorit.
Për shkak të avullimit të ulët Vështirësi në ndezjen e një motori të ftohtë në temperatura nën plus 10 gradë.
Për të zgjidhur këtë problem, biokarburantet hollohen me benzinë në një raport 7:1 ose 8:1.
Për të punuar me një përzierje benzine dhe biokarburantesh në një raport 1: 1, nuk kërkohet modifikim i motorit.
Nëse ka më shumë alkool, atëherë është e dëshirueshme:
- zëvendësoni të gjitha vulat e gomës me poliuretani;
- bluaj kokën e cilindrit.
Bluarja është e nevojshme për të rritur raportin e ngjeshjes, gjë që do të lejojë realizojnë oktan më të lartë. Pa një ndryshim të tillë, motori do të humbasë fuqinë kur alkooli i shtohet benzinës.
Nëse biokarburantet përdoren për gjeneratorë elektrikë ose pajisje shtëpiake me benzinë, atëherë është e dëshirueshme të zëvendësohen pjesët e gomës me ato poliuretani.
Në pajisje të tilla, bluarja e kokës mund të shpërndahet, sepse një humbje e vogël e fuqisë kompensohet nga një rritje e furnizimit me karburant. Përveç kësaj, duhet të rikonfiguroni karburatorin ose injektorin, çdo specialist në sistemet e karburantit mund ta bëjë këtë.
Për më shumë informacion në lidhje me përdorimin e biokarburantit dhe ndryshimin e motorëve për të punuar në të, lexoni këtë artikull (Aplikimi i biokarburantit).
Video të ngjashme
Ju mund të shihni se si të bëni alkool nga tallash në këtë video:
konkluzionet
Prodhimi i alkoolit nga tallash - proces i vështirë, i cili përfshin shumë operacione.
Nëse ka tallash të lirë ose falas, atëherë duke derdhur biokarburant në rezervuarin e makinës suaj, do të kurseni shumë, sepse prodhimi i tij është shumë më i lirë se benzina.
Tani ju e dini se si të merrni alkool nga tallashja e përdorur si biokarburant dhe si mund ta bëni atë në shtëpi.
Gjithashtu, a keni ditur për nënproduktet që lindin gjatë përpunimit të tallashit në biokarburantet. Këto produkte mund të shiten edhe për një fitim të vogël por gjithsesi.
Falë kësaj, biznesi i biokarburanteve nga tallash po bëhet shumë të dobishme, veçanërisht nëse përdorni karburant për transportin tuaj dhe nuk paguani akcizë për shitjen e alkoolit.
Në kontakt me
Aktualisht, shumë njerëz janë në gjendje të krijojnë metanol edhe me duart e tyre në shtëpi. Përfshirë të angazhuar në përgatitjen e alkoolit nga tallash. Është prodhimi i alkoolit nga tallashja që konsiderohet më e thjeshta dhe më ekonomike nga të gjitha metodat e tjera të njohura sot. Në të njëjtën kohë, duket e ndërlikuar dhe kërkon shumë kohë vetëm në shikim të parë. Në fakt, përsëritja e këtij procesi do të jetë mjaft e thjeshtë edhe për një fillestar. Gjëja kryesore është të njihni të gjitha parimet themelore për prodhimin e alkoolit metil, si dhe të merrni parasysh disa nga truket e procedurës që profesionistët u zbulojnë të gjithëve. Teknologjia standarde për prodhimin e kimikatit që diskutohet në shtëpi zakonisht përbëhet nga disa hapa bazë menjëherë. Fillimisht, malti merret nga kulturat e drithërave, më pas krijohet një paste nga patatet pak të prishura, si rezultat i së cilës përpunohet niseshteja.
Faza tjetër është fermentimi. Mbi të, maja shtohet tashmë në një përzierje të përgatitur paraprakisht. Sa më e lartë të jetë temperatura e ambientit, aq më shpejt do të jetë e mundur të kapërcehet faza e diskutuar. Por është në gjendje të përfundojë vetë edhe në kushte normale natyrore. Sigurisht, në rast se zgjidhej maja me cilësi të lartë. Faza e parafundit quhet "distilim". Mund të quhet më e mundimshmja dhe më e gjata. Për këtë fazë, kërkohet gjithmonë një aparat i veçantë, të cilin, nga rruga, mjeshtrit modernë e bëjnë lehtësisht me duart e tyre. Dhe së fundi, ka vetëm pastrim. Ky është hapi i fundit në prodhimin e alkoolit në shtëpi. Produkti është pothuajse gati, por i mungon transparenca e dëshiruar. Do të jetë e mundur të arrihet me ndihmën e permanganatit më të zakonshëm të kaliumit, me të cilin lëngu futet për 24 orë. Si përfundim, mbetet vetëm për të filtruar produktin.
Meqenëse kohët e fundit sasia e lëndëve të para fosile që janë të përshtatshme për prodhimin e alkoolit në shtëpi ka filluar të ulet gradualisht, është bërë e nevojshme gjetja e opsioneve të reja. Siç e dini, ka mungesë të grurit, kështu që ishte e nevojshme të gjendej një alternativë e denjë për të. Dhe u gjet shpejt - është tallash. Kjo lëndë e parë është aktualisht më e arritshme për të gjithë. Gjetja e tij nuk është e vështirë. Dhe e fundit, por jo më pak e rëndësishme, tallashja është e lirë. Dhe në disa raste, ato mund të gjenden edhe falas. Nuk është për t'u habitur që lëndët e para në diskutim janë shumë të njohura në mesin e të gjithëve që merren me prodhimin e alkoolit në shtëpi. Vërtetë, prodhimi i kësaj substance kërkon aftësi të caktuara nga një person, si dhe blerjen e disa pajisjeve shtesë.
Para së gjithash, ju duhet të përgatisni tallash. Për shembull, 1 kilogram produkt origjinal. Është shumë e rëndësishme që tallashja të shtypet plotësisht. Ata do të duhet të thahen plotësisht përpara se të vazhdohet me prodhimin e metanolit. Është mirë të refuzoni përdorimin e një furrë dhe opsione të tjera të ngjashme për këtë qëllim. Mjafton të derdhni tallashin në një shtresë të hollë në një gazetë të pastër në një zonë të errët dhe të ajrosur mirë dhe ta lini në këtë formë për disa ditë. Natyrisht, lëndët e para gjithashtu nuk duhet të ishin papastërti dhe papastërti. Ekspertët vërejnë se tallashja e drurit të fortë është më e përshtatshme për këtë proces. Por është më mirë të mos përdorni lëndë të para nga halorët.
Nëpërmjet frigoriferit, në të cilin do të kryhet sublimimi dhe elektroliti, i cili është i përsosur për acidin sulfurik, tallash i tharë me kujdes dërgohet në një balonë të përshtatshme ose në një enë tjetër të ngjashme. Ata duhet ta mbushin atë deri në 2/3 e vëllimit të përgjithshëm. Më pas, ju duhet të ngrohni masën në 150 gradë. Lëngu i përfunduar zakonisht ka një nuancë të lehtë kaltërosh. Sigurisht, mos harroni për përdorimin e katalizatorit me cilësi të lartë. Për shembull, mund të përdorni oksid alumini - pjesë të zmerilit. Pjesën tjetër mund ta derdhni në enën e përdorur menjëherë pasi lëngu në të bëhet i zi. Është shumë e rëndësishme të mbroni organet tuaja të frymëmarrjes me një respirator ose një maskë të veçantë. Është gjithashtu më mirë të mendoni për doreza të qëndrueshme. Dhoma në të cilën alkooli prodhohet nga tallash duhet të jetë i gjerë dhe i ajrosur mirë. Nuk duhet ta bëni këtë në kuzhinë, pasi ka produkte përreth.
Substanca e përfunduar mund të përdoret si lëndë djegëse dhe për çdo qëllim tjetër të ngjashëm. Por nuk rekomandohet përdorimi i alkoolit që rezulton brenda dhe përdorimi i tij për përgatitjen e mëtejshme të pijeve alkoolike prej tij. Nga vetëm një kilogram tallash të tharë, mund të merrni rreth gjysmë litër (pak më pak) metanol të përfunduar.
Prodhimi i alkoolit etilik nga biomasa e tallashit ose kashta e drithërave realizohet në tre mënyra:
Me metodën e prodhimit të hidrolizës, rendimenti i alkoolit do të jetë vetëm 200 litra nga 1 ton tallash. Por me metodën e prodhimit të pirolizës, rendimenti i alkoolit do të jetë tashmë 400 litra nga 1 ton tallash. Dhe kostoja e prodhimit të alkoolit në rastin e dytë është 10 rubla / litër dhe varet nga shkalla e prodhimit dhe kostoja e tallashit ose kashtës.
Prodhimi i alkoolit nga tallashja me hidrolizë enzimatike.
Mungesa e burimeve fosile, siguria energjetike, ndryshimet klimatike, mbrojtja e mjedisit - këto janë problemet që na shqetësojnë sot në sektorin e energjisë. Duhet të gjenden burime alternative të energjisë për të reduktuar varësinë tonë nga nafta dhe askund nuk është më e dukshme kjo se sa në sektorin e transportit. Në Bashkimin Evropian, Shtetet e Bashkuara dhe fusha të tjera kryesore ekonomike, politikëbërësit kanë zhvilluar një kornizë bazë për të promovuar përdorimin e biokarburanteve të qëndrueshmePrej disa kohësh, shumë kompani kanë shfaqur një interes në rritje për prodhimin e etanolit nga burimet e rinovueshme lignocelulozike, siç janë mbetjet bujqësore. Këto burime nuk konkurrojnë me kulturat ushqimore dhe ushqimore, por krijohen në sasi të mjaftueshme në mbarë botën si nënprodukt i praktikave moderne bujqësore, si kashta nga prodhimi i drithërave.
Procesi sunliquid®, i zhvilluar nga Clariant, plotëson të gjitha kërkesat e një procesi inovativ teknik dhe me kosto efektive për konvertimin e mbetjeve bujqësore në biokarburant miqësor ndaj mjedisit - etanol. Duke përdorur prodhimin e enzimave të integruara në proces, enzimat e optimizuara, shndërrimin e njëkohshëm të celulozës dhe hemicelulozës në alkool (etanol) dhe një dizajn të procesit të kursimit të energjisë, u bë e mundur të kapërceheshin problemet teknologjike dhe të reduktoheshin ndjeshëm kostot e prodhimit në mënyrë që të përftohej një alkool komercialisht i qëndrueshëm. .
Që nga viti 2009, Clariant ka operuar me sukses distilerinë e parë pilot në objektin e saj kërkimor në Mynih. Kjo fabrikë pilot është e aftë të prodhojë deri në dy tonë alkool në vit. Në korrik 2012, në Straubing filloi të funksionojë distileria më e madhe e Straubing deri më sot, një projekt demonstrues me një kapacitet vjetor deri në 1000 ton alkool.
Lëndët e para të ndryshme shndërrohen në alkool celuloze pas paratrajtimit, hidrolizës enzimatike dhe fermentimit. Prodhimi i enzimave të integruara në proces jep koston më të ulët të mundshme të alkoolit.
Përfitimet e procesit sunliquid®
Procesi Sunliquid®
Para-trajtimi i mbetjeve të celulozës
Trajtimi paraprak i pulpës pa përdorimin e kimikateve zvogëlon kostot e prodhimit dhe investimit të prodhimit të alkoolit. Në të njëjtën kohë, rreziqet mjedisore, shëndetësore dhe të sigurisë minimizohen.
Prodhimi i enzimave
Një përqindje e vogël e lëndëve të para celulozike të para-trajtuara përdoren për të prodhuar enzimat e tyre direkt në fabrikë dhe janë pjesë përbërëse e procesit të prodhimit të alkoolit. Kjo jep një kontribut të rëndësishëm në efikasitetin ekonomik të të gjithë procesit të prodhimit, duke rezultuar në një ulje të ndjeshme të kostove të prodhimit dhe pavarësi nga mungesa e furnizimit dhe paqëndrueshmëria e çmimeve të enzimës.
Hidroliza enzimatike
Një përzierje e veçantë enzimash hidrolizon zinxhirët e celulozës dhe hemicelulozës për të formuar monomere sheqeri. Kjo fazë quhet edhe saharifikimi. Enzimat janë shumë të optimizuara bazuar në parametrat e lëndës së parë dhe të procesit, duke rezultuar në rendimente maksimale dhe kohë të shkurtra reagimi në kushte optimale.
Fermentim / Fermentim
Duke përdorur mikroorganizma të optimizuar, procesi sunliquid® siguron fermentim efikas, duke siguruar rendiment maksimal të etanolit. Ky sistem me një rezervuar shumë të optimizuar konverton sheqernat C5 dhe C6 në etanol në të njëjtën kohë, duke siguruar deri në 50% më shumë etanol sesa proceset konvencionale që konvertojnë vetëm sheqernat C6.
Distilimi dhe korrigjimi i alkoolit
Metoda inovative dhe shumë e kursyer e energjisë e distilimit dhe korrigjimit të alkoolit redukton kërkesën për energji deri në 50% në krahasim me distilimin konvencional. Ai bazohet në planifikimin e kujdesshëm të procesit dhe integrimin e energjisë, duke rezultuar në një proces të vetë-qëndrueshëm plotësisht energjik.
Mënyra tjetër, jo më pak interesante e përpunimit të drurit të tallashit është piroliza (zbërthimi termik i celulozës), marrja e gazit të sintezës (një përzierje e CO dhe H2) dhe prodhimi pasues i alkooleve, benzinës sintetike, karburantit dizel dhe gjërave të tjera nga gazi sintetik.
Suksesi në zhvillimin cilësor të kësaj zone u arrit nga shkencëtarët nga Instituti i Sintezës Petrokimike me emrin V.I. A.V. Topchiev i Akademisë Ruse të Shkencave, i cili zhvilloi një teknologji që siguron prodhimin e benzinës sintetike miqësore me mjedisin me oktan të lartë me një rendiment të mirë të produktit përfundimtar që plotëson kërkesat premtuese të standardit Euro-4 duke përdorur më të thjeshtën dhe më ekonomiken. skema e përpunimit të pulpës së drurit.
Thelbi i metodës së tyre për prodhimin e benzinës sintetike nga pulpë druri është si më poshtë.
Së pari, gazi i sintezës merret nga celuloza e drurit në presion të ngritur, që përmban hidrogjen, okside karboni, ujë, hidrokarburin e pareaguar që mbetet pas prodhimit të tij, dhe gjithashtu përmban ose nuk përmban azot çakëll. Më pas, me anë të kondensimit, uji izolohet dhe hiqet nga gazi i sintezës, dhe më pas kryhet një sintezë katalitike me një fazë të gazit të dimetil eterit. Përzierja e gazit e përftuar në këtë mënyrë kalohet nën presion mbi një katalizator - një zeolit i modifikuar me përmbajtje të lartë silikoni - për të prodhuar benzinë, dhe rryma e gazit ftohet për të ndarë benzinën sintetike.
Prodhimi i gazit të sintezës nga pulpa e drurit kryhet në mënyra të ndryshme, për shembull, në procesin e oksidimit të pjesshëm të lëndëve të para hidrokarbure nën presion, gjë që bën të mundur përpunimin e tij në mënyrë katalitike pa kompresim shtesë (ngjeshje). Ose përftohet nga reformimi katalitik i lëndës së parë hidrokarbure me avull ose nga reformimi autotermik. Në këtë rast, procesi kryhet me furnizim me ajër, ose ajër të pasuruar me oksigjen, ose me oksigjen të pastër. Opsionet e tjera janë modifikuar gjithashtu. Në fazën e tretë, kryhet vetë procesi Fischer-Tropsch, në të cilin hidrokarburet e lëngëta sintetizohen në bazë të përbërësve të gazit të sintezës. Për shembull, kur singaza (një përzierje e monoksidit të karbonit CO dhe hidrogjenit H2) kalohet mbi një katalizator që përmban hekur të reduktuar (hekur i pastër Fe) i ngrohur në 200°C, formohen përzierje të hidrokarbureve kryesisht të ngopura (benzina sintetike).
Për herë të parë, karburanti i lëngshëm sintetik GTL u prodhua në sasi të konsiderueshme në Gjermani gjatë Luftës së Dytë Botërore 1939-45, e cila ishte për shkak të mungesës së naftës. Sinteza u krye në 170-200°C, presion 0,1-1 MN/m2 (1-10 am) me një katalizator me bazë Co; si rezultat, u përftua benzinë (kogazin 1, ose sintin) me një numër oktani 40-55, karburant dizel me cilësi të lartë (kogazin II) me një numër cetani 80-100 dhe parafinë të ngurtë. Shtimi i 0,8 ml plumb tetraetil për 1 litër benzinë sintetike e rriti numrin e oktanit nga 55 në 74. Sinteza duke përdorur një katalizator me bazë Fe u krye në 220 °C dhe më lart, me një presion prej 1–3 MN/m2 (10-30 paradite). Benzina sintetike e përftuar në këto kushte përmbante 60-70% hidrokarbure olefinike me strukturë normale dhe të degëzuar; numri i tij oktan është 75-78. Më pas, prodhimi i karburantit të lëngshëm sintetik GTL nga CO dhe H2 nuk u zhvillua gjerësisht për shkak të kostos së tij të lartë dhe efikasitetit të ulët të katalizatorëve të përdorur. Përveç benzinës sintetike dhe karburantit dizel, në mënyrë sintetike prodhohen përbërës të karburantit me oktan të lartë, të cilët u shtohen atyre për të përmirësuar vetitë kundër goditjes. Këtu përfshihen: izooktani i përftuar nga alkilimi katalitik i izobutanit me butilene; benzina polimer është një produkt i polimerizimit katalitik të fraksionit propan-propilen, etj. Shih Lit.: Rapoport IB, Artificial liquid karburant, 2nd ed., M., 1955; Petrov A. D., Kimia e lëndëve djegëse motorike, M., 1953; Lebedev N. N., Kimia dhe teknologjia e sintezës bazë organike dhe petrokimike, M., 1971.).
benzinë sintetike , i marrë nga hidrogjenizimi katalitik i monoksidit të karbonit, ka një numër të ulët oktan; për të marrë një lëndë djegëse të shkallës së lartë për motorët me djegie të brendshme, duhet t'i nënshtrohet përpunimit shtesë.
Alkooli metil (metanoli) në industri merret kryesisht nga gazi i sintezës që rezulton nga shndërrimi i metanit të gazit natyror. Reaksioni kryhet në temperaturë 300-600 °C dhe presion 200-250 kgf/cm në prani të oksidit të zinkut dhe katalizatorëve të tjerë: CO + H2 -----> CH3OH
Prodhimi i alkoolit metil (metanol) nga gazi i sintezës tregohet në një diagram skematik të thjeshtuar.
|
|
Homologimi i metanolit me etanolin. Homologjizimi është një reaksion në të cilin një përbërës organik shndërrohet në homologun e tij duke futur një grup metilen CH2. Në vitin 1940, reagimi i metanolit me gazin sintetik të katalizuar nga oksidi i kobaltit në një presion prej 600 atm u krye për herë të parë me formimin e etanolit si produkti kryesor:
Përdorimi i kobaltit karbonil Co2(CO)8 si katalizator bëri të mundur uljen e presionit të reaksionit në 250 atm, ndërsa shkalla e shndërrimit të metanolit në etanol ishte 70%, dhe produkti kryesor, etanoli, u formua me një selektivitet prej 40%. Nënproduktet e reaksionit janë acetaldehidi dhe esteret e acidit acetik. Më pas, u propozuan katalizatorë më selektivë të bazuar në komponimet e kobaltit dhe rutenit me shtimin e ligandëve të fosfinës, dhe u zbulua se reagimi mund të përshpejtohet duke futur promotorë - jone jodidi. Aktualisht, është arritur një selektivitet prej 90% për etanolin. Megjithëse mekanizmi i homologimit nuk është vërtetuar plotësisht, mund të konsiderohet se ai është i afërt me mekanizmin e karbonilimit të metanolit.
Alkooli izobutil përdoret për prodhimin e izobutilenit, si tretës, dhe gjithashtu si lëndë e parë për prodhimin e disa reagentëve të flotacionit dhe përshpejtuesve të vullkanizimit në industrinë e gomës.
Në industri, alkooli izobutil përftohet nga monoksidi i karbonit CO dhe hidrogjeni H2, ngjashëm me sintezën e metanolit. Mekanizmi i reagimit konsiston në transformimet e mëposhtme:
Dehidratimi i alkoolit izobutil në izobutilen është një reaksion katalitik. Ndarja e ujit nga molekulat e alkoolit izobutil ndodh në 370 ° C dhe një presion prej 3-4 atm. Avulli i alkoolit kalohet mbi një katalizator - alumini i pastruar (alumina aktive).
Një nga skemat e përgjithshme teknologjike për prodhimin e izobutilenit nga dehidratimi i alkoolit izobutil është paraqitur më poshtë.
Esterifikimi i mëvonshëm i izobutilenit me alkool etilik prodhon një aditiv të benzinës që përmban oksigjen - etil tert-butil eter miqësor ndaj mjedisit (ETBE), që ka një vlerësim oktani prej 112 pikësh (metoda e kërkimit).
Etil tert-butil eter ETBE është një produkt i sintezës së izobutillenit me etanol:
Skema teknologjike është shumë e thjeshtë: përbërësit e lëndëve të para, të ngrohura në shkëmbyesin e nxehtësisë, kalojnë përmes reaktorit, ku largohet nxehtësia e tepërt (reaksioni është shumë ekzotermik) dhe ndahen në dy kolona.
Në kolonën e parë të distilimit, n-butani dhe butilenet ndahen nga përzierja e reaksionit, të cilat më pas përdoren për alkilim (izomerizim), dhe në të dytën - ETBE i gatshëm nga lart, dhe metanoli i tepërt nga poshtë, i cili kthehet në përzierjen e ushqimit.
Katalizatori është një rrëshirë joni-shkëmbyese (shkëmbyesit e kationeve sulfonike), shkalla e konvertimit është 94% (nga izobutileni), pastërtia e ETBE-së që rezulton është 99%.
Për 1 ton ETBE, konsumohen 360 kg etanol (100% alkool etilik) dhe 690 kg izobutilen 100%.
Oriz. Skema për marrjen e ETBE:
1 - reaktor; 2, 3 - kolona distilimi; Fijet: I - izobutileni; II - etanol; III - butani dhe butilenet; IV - ETBE; V - riciklimi i etanolit.
Vlera kalorifike e ETBE është më e ulët se ajo e benzinës, ETBE-të përdoren si aditivë me oktan të lartë të benzinës, duke rritur DNP-në e tyre dhe duke përmirësuar shpërndarjen e numrave të oktanit në fraksionet me valë të ulët të benzinës reformuese katalitike. Shtimi i përzierjes ETBE 11% në benzinë bazë 89-90% me OC dhe /OC dhe = 85/91 jep efektin optimal, pas së cilës fitohet benzina AI-93, por vlera e saj kalorifike ulet nga 42,70 MJ/kg (pa aditiv) deri në 41,95 MJ/kg.
Acidi acetik është një përbërës organik me formulën molekulare CH3COOH dhe është një pararendës për prodhimin e kimikateve të tjera të ndryshme që u shërbejnë industrive të ndryshme të përdoruesve të fundit si tekstile, bojëra, gome, plastikë dhe të tjera. Segmentet kryesore të aplikimit të tij përfshijnë prodhimin e monomerit të acetatit vinil (VAM), acidit tereftalik të purifikuar (PTA), anhidrit acetik dhe tretësve ester (acetat etilik dhe acetat butil).
Kompetenca e prodhuesve të acidit acetik: BP Plc (MB), Celanese Corporation (SHBA), Eastman Chemical Company (SHBA), Daicel Corporation (Japoni), Jiangsu Sopho (Group) Co. Ltd. (Kinë), LyondellBasell Industries NV (Holandë), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Kinë), Shanghai Huayi (Group) Company (Kinë), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Kinë) dhe Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Hong Kong).
Celanezi është një nga prodhuesit më të mëdhenj në botë të produkteve acetil (ndërmjetësues kimik si acidi acetik për pothuajse të gjitha industritë kryesore); Ndërmjetësuesit acetil përbëjnë rreth 45% të shitjeve totale. Celanese përdor procesin e karbonilimit të metanolit (reagimi i metanolit dhe monoksidit të karbonit); katalizatori i përdorur në reaksion dhe produkti që rezulton (acidi acetik) pastrohen me distilim.
Në janar 2013, Celanese mori një patentë amerikane (#7863489) për një proces të drejtpërdrejtë dhe selektiv për prodhimin e etanolit nga acidi acetik duke përdorur një katalizator platini/kallaj. Patenta mbulon një proces për prodhimin selektiv të etanolit duke përdorur një reaksion të fazës së avullit të acidit acetik gjatë hidrogjenizimit në një përbërje katalizatore për të formuar etanol. Në një mishërim të shpikjes aktuale, reagimi i acidit acetik dhe hidrogjenit mbi një katalizator platini/kallaj të mbështetur në silicë, grafit, silikat kalciumi ose aluminosilikat prodhon në mënyrë selektive etanol në fazën e avullit në rreth 250°C.
Kostoja e prodhimit të alkoolit etilik nëpërmjet acidit acetik dhe avantazheve cilësore
Çmimi i acidit acetik, anhidrit acetik, monomerit të vinil acetatit në SHBA
Çmimet e acidit acetik, anhidrit acetik, monomerit të vinil acetatit në Evropë
Çmimet e acidit acetik, anhidrit acetik, monomerit të acetatit vinil në Azi
Si të merrni alkool ose lëndë djegëse tjetër të lëngshme nga tallash?
- në Gjermani në fund të Luftës së Dytë Botërore, të gjitha tanket kaluan në sintetikë. karburant tallash. dhe makinat në Brazil ngasin shumë me alkool, 20% e makinave atje janë me alkool. kështu që është e vërtetë, ju mund të përdorni fermentimin, të parakaloni dhe të merrni alkool dhe do të keni një makinë
ndoshta ju mund të merrni metan me ndihmën e baktereve? edhe më mirë atëherë - Unë do të ndaj përvojën time, kështu qoftë! Në përgjithësi, ju merrni 1 kg. thajeni me shumë kujdes tallash druri ose gjëra të tjera, pastaj shtoni elektrolit (acid sulfurik) 1/3 e vëllimit në balonë ose diçka tjetër përmes frigoriferit (do të ketë sublimim). e ngrohni deri ne temperaturen 150 grade dhe perftoni Alkool Metil, po ne te njejtin vend esteret e tij etj.Produkte te reagimit te Djegshem. lëngu mund të jetë me ngjyra të ndryshme. por zakonisht kaltërosh, i paqëndrueshëm. Po, kur gatuani, mos harroni të shtoni copa korundi (oksid alumini) - ky është një katalizator. Sapo lëngu në enë ose balonë të marrë ngjyrë të zezë, deri në atë pikë sa të mos njihet, ndryshojeni dhe mbushni pjesën tjetër. me 1 kg do merrni diku 470 ml. alkool, por vetëm 700 diçka. Bëjeni në një zonë të hapur, të ajrosur mirë dhe larg ushqimit.Po, mos harroni maskën dhe respiratorin. Kullojeni lëngun e zi (të harxhuar) dhe shtresa e sipërme digjet shumë mirë pas tharjes. shtoni edhe atë në karburant.
- Nga koniferet - keq. Në mënyrë tipike, alkooli i hidrolizës merret nga drurët e fortë. Këtu, në fakt, ekzistojnë dy opsione, dhe të dyja praktikisht nuk zbatohen në shtëpi. Dhe stoli i vodkës është në përgjithësi një shaka, pasi prodhimi është joefikas dhe përdorimi i produktit përfundimtar mund të jetë i rrezikshëm për shëndetin. Opsioni i parë. Është e nevojshme të vendosni tallashin në një grumbull mjaft të madh në rrugë, ta lagni me ujë dhe ta lini për disa vjet (pikërisht dy vjet ose më shumë). Mikroorganizmat anaerobe do të vendosen në qendër të grumbullit, të cilët gradualisht do të kryejnë zbërthimin e celulozës në monomere (sheqerna), të cilët tashmë mund të fermentohen. Më tej - si një dritë e zakonshme e hënës. Ose opsioni i dytë, i cili zbatohet në industri. Tallashi zihet me një zgjidhje të dobët të acidit sulfurik në presion të ngritur. Në këtë rast, hidroliza e celulozës kryhet në disa orë. Tjetra - distilimi si zakonisht.
Nëse marrim parasysh jo vetëm alkoolin etilik, atëherë mund të shkojmë në një mënyrë tjetër, por, përsëri, praktikisht nuk realizohet në shtëpi. Ky është distilimi i thatë i tallashit. Lënda e parë duhet të nxehet në një enë të mbyllur në 800-900 gradë. dhe mbledhin gazrat që ikin. Kur këto gazra ftohen, kreozoti (produkti kryesor), metanoli dhe acidi acetik kondensohen. Gazrat janë një përzierje e hidrokarbureve të ndryshme. Pjesa tjetër është qymyr. Është ky lloj qymyri në industri që quhet qymyr, dhe jo nga zjarri. Më parë përdorej në metalurgji në vend të koksit. Pas përpunimit të tij shtesë, fitohet karboni i aktivizuar. Kreozoti është rrëshira e përdorur për trarët e katranit dhe shtyllat telegrafike. Gazi mund të përdoret si gaz natyror i zakonshëm. Tani lëngje. Alkooli metil ose druri distilohet nga lëngu në temperatura deri në 75 gradë. Mund të kalojë për karburant, por rendimenti është i vogël dhe është shumë helmues. Tjetra është acidi acetik. Kur neutralizohet me gëlqere, fitohet acetat kalciumi, ose, siç quhej më parë, pluhur acetik i drurit gri. Kur kalcinohet, fitohet acetoni - pse jo karburant? Vërtetë, tani acetoni merret në një mënyrë plotësisht sintetike.
Më duket se nuk kam harruar asgjë. Epo, kur të hapim një dyqan kreozote? - "Dhe nëse vodka nuk do të nxirret nga tallashja, atëherë çfarë do të kishim, nga pesë shishe?" (V.S. Vysotsky)
- fermentimi i substancave me sheqer. të tilla si celuloza. vetëm për përshpejtim ju duhet një enzimë-maja. dhe në lidhje me alkoolin metil .... mirë, në përgjithësi, në doza të ulëta, është vdekjeprurëse.
- Sublimimi.
- Është e nevojshme të fermentohet celuloza, pastaj të parakalohet
