Уравнение как получить этанол из целлюлозы

Производство этилового спирта из опилок.

Производство этилового спирта из биомассы древесных опилок или соломы зерновых культур реализуется тремя способами :

  • методом кислотного или ферментативного гидролиза древесины опилок с последующим сбраживанием гидролизата соответствующими дрожжами в этанол,
  • пиролизом (термическое разложение) древесины опилок и др твердых бытовых отходов ТБО с образованием синтез-газа ( СО + Н2 ) и последующим сбраживанием синтез-газа соответствующими бактериями в этанол,
  • пиролизным разложением древесины опилок и ТБО с образованием синтез-газа, получением из синтез-газа метилового спирта и последующей каталитической конверсией метанола в этанол ( реакция гомологенизации ).

    При гидролизном способе производства выход спирта составит лишь 200 литров из 1 тонны опилок. Но при пиролизном способе производства выход спирта составит уже 400 литров из 1 тонны опилок. И себестоимость производства спирта во втором случае — 10 руб / литр и зависит от масштаба производства и стоимости опилок или соломы.

    Сравнение разных видов биотоплива

    Годовой выход с 1-го гектара земли

    1 литр = 0,96 литра Дизеля

    1,18 Евро (май 2008)

    Метиловый эфир рапсового масла ( Биодизель )

    1 литр = 0,91 литра Дизеля

    1,40 Евро (июнь 2008)

    1 литр = 0,65 литра Бензина

    1,21 Евро (Е85, май 08)

    Биомасса в жидкость BtL

    1 литр = 0,97 литра Дизеля

    3 540 килограмм

    1 кг = 1,40 литров Бензина

    0,93 Евро (июнь 2008)

    На основании этих данных можно сделать вывод, что экономически более целесообразно микробиологическое получение этанола из продуктов газификации биомассы методом пиролиза.

    Физические свойства, нахождение в природе и строение целлюлозы / клетчатки. Целлюлоза древесины, или клетчатка — это полисахарид, представляющий собой основное вещество из которого строятся стенки растительных клеток (целлула — клетка). Клетчатка является основной составной частью древесины (до 70%), содержится в оболочке плодов, семян и т.д. и не встречается в составе животных организмов. Клетчатка представляет собой твёрдое волокнистое вещество, не растворяющееся ни в воде, ни в обычных органических растворителях.

    Хлопок представляет собой почти чистую клетчатку; волокна льна и конопли в основном также состоят из клетчатки; в древесине клетчатка составляет около 50%. Бумага, хлопчатобумажные ткани — это изделия из клетчатки. Клетчатку содержат и многие пищевые продукты (мука, крупа, картофель, овощи)

    Обычно клетчатке в древесине сопутствует так называемые — гемицеллюлозы (полуклетчатка) — полисахариды, образованные пентозами (пентозаны) и имеют состав (С5Н8О4)х, а также такими гексозами как манноза (маннаны) или галактоза (галактаны). Кроме того в древесине имеется лигнин — очень сложное вещество, содержащее шестичленные бензольные кольца.

    Таблица. Компонентный состав древесины осины и соломы, % пшеницы

    Сырьё

    Целлюлоза

    Лигнин

    Гемицеллюлоза

    Экстрактивные вещества

    Солома пшеницы

    Осина обыкновенная

    Молекулярный вес клетчатки велик и достигает нескольких миллионов. Как и у крахмала, молекулы клетчатки состоят из звеньев С6Н10О5. Таких звеньев в молекулах клетчатки имеется от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч. Поэтому состав клетчатки выражают, подобно крахмалу, формулой (С6Н10О5) n . По своему строению клетчатка, однако, отличается от крахмала тем, что структура молекул клетчатки имеет не разветвлённую, а нитевидную структуру, вследствие чего клетчатка может образовывать волокна.

    Изучение реакций этерификации клетчатки (см. ниже) приводит к заключению, что в каждом звене С6Н10О5 содержится три гидроксильные группы. На этом основании молекулярную формулу клетчатки изображают так:

    Химические свойства и применение клетчатки. На клетчатку при обычной температуре не действуют разбавленные кислоты и щёлочи, но действуют концентрированные кислоты.

    Если в смесь концентрированных кислот — азотной и серной (нужной в качестве водоотнимающего средства) — поместить на 8—10 минут комочек ваты (клетчатки), произойдёт реакция этерификации: получится сложный эфир клетчатки и азотной кислоты — нитроклетчатка. По внешнему виду нитроклетчатка почти не отличается от обычной клетчатки, но при поджигании на воздухе она моментально сгорает (комочек нитрованной ваты при сгорании на ладони не успевает её обжечь), при нагревании в замкнутом пространстве и от детонации она взрывается. В зависимости от количества этерифицирующихся гидроксильных групп образуются зфиры с разным содержанием азота. Полное нитрование клетчатки приводит к образованию тринитроклетчатки:

    При нагревании с разбавленными кислотами клетчатка, как и крахмал, подвергается гидролизу, превращаясь в конечном счёте в глюкозу:

    Продукты переработки целлюлозы/клетчатки методом гидролиза находят разнообразное применение (См. рисунок.Структура и переработка целлюлозы (клетчатки) методом гидролиза). В виде древесины она идёт на постройки и многочисленные изделия. Из клетчатки (древесной целлюлозы) делают бумагу. Из волокон конопли, льна, хлопка изготовляют ткани, нити, верёвки. Путём химической переработки клетчатки готовят спирт, искусственный шёлк, взрывчатые вещества и многое другое.

    Производство спирта из опилок способом кислотного гидролиза. Так как клетчатка при гидролизе даёт глюкозу, а глюкозу, как известно, можно превратить в этиловый спирт (этанол) или бутиловый спирт (бутанол), то, следовательно, спирт можно получать путём химической переработки древесины.

    Получение этилового спирта из древесины опилок по одному из способов осуществляется следующим образом. Следует понимать, что производство спирта из древесины путем гидролиза древесины и последующего сбраживания всегда является более металлоемким и затратным, чем например газификация древесины с последующим каталитическим превращением полученного синтез-газа в спирт или бензиновые фракции.

    В гидролизном аппарате нагревают с серной кислотой древесные отходы , например опилки и щепу (см рисунок ). Клетчатка при этом гидролизуется до глюкозы (см. выше). Серную кислоту затем нейтрализуют известковым раствором и образующийся осадок СаSО4 отделяют. Полученный раствор глюкозы подвергают брожению в больших чанах в присутствии дрожжей. После брожения раствор отделяют от дрожжей и в ректификационных колоннах отгоняют из него спирт; дрожжи направляют снова в бродильный чан.

    Из 1 тонны сухой древесины таким способом получают до 200 литров этилового спирта (этанола); иными словами, 1 тонна опилок может заменить 1 тонну картофеля или 300 кг зерна в производстве спирта. Если учесть, что в производстве синтетического каучука и других продуктов потребляется большое количество спирта, то станет понятным, какое огромное значение имеет производство этилового спирта из древесины для сбережения пищевого сырья.

    В России получение спирта из древесины опилок осуществляется на ряде гидролизных заводов. Смотри пример получения смесевого бензина Е-85 (85% этанол + 15% бензин) на ООО «Кировский БиоХимЗавод». Многотоннажным отходом гидролизного производства спирта из опилок является лигнин, разложение которого на свалке воздух явно не ароматизирует. Но, по утверждению американских ученых никелевый катализатор переработает лигнин.

    Производство спирта из опилок способом ферментативного гидролиза . Нехватка ископаемых ресурсов, энергетическая безопасность, изменение климата, защита окружающей среды — вот те проблемы, которые нас сегодня волнуют в энергетическом секторе. Должны быть найдены альтернативные источники энергии, чтобы уменьшить нашу зависимость от нефти, и нигде это не является более очевидным, чем в транспортном секторе. В Европейском союзе, США и других основных экономических зонах политики разработали базовые рамки для содействия использованию экологически безопасного биотоплива

    В течение некоторого времени многие компании проявляют растущий интерес к производству сипрта (этанола) из возобновляемых лигноцеллюлозных ресурсов, таких как сельскохозяйственные отходы. Эти ресурсы не конкурируют с продовольственными и кормовыми культурами, но создаются в достаточных количествах во всем мире как побочный продукт современной сельскохозяйственной практики, например соломы от производства зерновых.

    Процесс sunliquid®, разработанный Clariant, отвечает всем требованиям технически и экономически эффективного, инновационного процесса для преобразования сельскохозяйственных отходов в экологически чистое биотопливо — этанол. Используя интегрированное в процесс производство ферментов, оптимизированные ферменты, одновременное превращение целлюлозы и гемицеллюлозы в спирт (этанол) и энергосберегающий дизайн процесса, удалось преодолеть технологические проблемы и значительно снизить производственные затраты, чтобы получить коммерчески выгодный спирт.

    С 2009 года Clariant успешно эксплуатирует первый опытный спиртовой завод на своем исследовательском объекте в Мюнхене. Эта пилотная установка способна производить до двух тонн спирта в год. В июле 2012 года в Штраубинге начал работу крупнейший на сегодняшний день завод в Штраубинге — демонстрационный проект с годовой мощностью до 1000 тонн спирта.

    Различные виды сырья превращаются в целлюлозный спирт после предварительной обработки, ферментативного гидролиза и сбраживания. Встроенное в процесс производство ферментов дает минимально возможную себестоимость спирта.

    Преимущества процесса sunliquid®

  • Интегрированный процесс с применением новейших технологий, не влияющих на климат
  • Низкие затраты на ферменты благодаря встроенному производству ферментов на месте
  • Одновременная ферментация сахаров C5 и C6 в этанол в одном сосуде
  • Энерго и водосберегающий процесс
  • Генерация энергии процесса из побочных продуктов
  • Гибкий для различного лигноцеллюлозного сырья

    Предварительная обработка целлюлозных остатков

    Предварительная обработка целлюлозы без использования химикатов снижает производственные и инвестиционные затраты производства спирта. В то же время риски для окружающей среды, здоровья и безопасности сводятся к минимуму.

    Небольшой процент предварительно обработанного целлюлозного сырья используется для производства собственных ферментов прямо на заводе, и является неотъемлемой частью технологического процесса производства спирта. Это вносит существенный вклад в экономическую эффективность всего процесса производства, что приводит к значительному сокращению производственных затрат и обеспечению независимости от нехватки поставок и волатильности цен на ферменты

    Специальная смесь ферментов гидролизует цепи целлюлозы и гемицеллюлозы с образованием мономеров сахара. Этот этап также называется осахариванием. Ферменты высоко оптимизированы на основе исходного сырья и параметров процесса, что приводит к максимальным выходам и короткому времени реакции при оптимальных условиях.

    Используя оптимизированные микроорганизмы, процесс sunliquid® обеспечивает эффективную ферментацию, обеспечивая максимальный выход этанола. Эта высокооптимизированная система с одним резервуаром одновременно преобразует сахара как С5, так и С6 в этанол, обеспечивая до 50% больше этанола, чем обычные процессы, которые превращают только сахара С6.

    Дистилляция и ректификация спирта

    Инновационный и очень энергосберегающий метод Дистилляции и ректификации спирта снижает потребность в энергии до 50% по сравнению с обычной дистилляцией. Он основан на тщательном планировании процесса и интеграции энергии, что приводит к полностью энергетическому самодостаточному процессу.

    Следующий, не менее интересный способ переработки древесины опилок — пиролиз (термическое разложение целлюлозы) , получение синтез-газа (смесь СО и Н2) и последующее производство из синтез-газа спиртов, синтетического бензина, дизельного топлива и прочего.

    Успеха в качественном развитии данного направления удалось добиться ученым Института Нефтехимического Синтеза им. А.В. Топчиева РАН, которые разработали технологию, обеспечивающую получение по максимально простой и экономичной схеме переработки целлюлозы древесины высокооктанового экологически чистого синтетического бензина с хорошим выходом конечного продукта, удовлетворяющего перспективным требованиям стандарта Евро-4.

    Сущность их метода получения синтетического бензина из целлюлозы древесины состоит в следующем.
    Сначала из целлюлозы древесины при повышенном давлении получают синтез-газ, содержащий водород, оксиды углерода, воду, оставшийся после его получения не прореагировавший углеводород, а также содержащий или не содержащий балластный азот. Затем, путем конденсации из синтез-газа выделяют и удаляют воду и потом осуществляют газофазный, одностадийный каталитический синтез диметилового эфира. Полученную таким образом газовую смесь без выделения из нее диметилового эфира под давлением пропускают над катализатором — модифицированным высококремнистым цеолитом — для получения бензина и охлаждают газовый поток для выделения синтетического бензина.

    Получение синтез-газа из целлюлозы древесины осуществляют различными способами, например, в процессе парциального окисления углеводородного сырья под давлением, обеспечивающим возможность его каталитической переработки без дополнительного компримирования (сжатия). Или же получают путем каталитического риформинга углеводородного сырья с водяным паром или путем автотермического риформинга. При этом процесс проводят при подаче воздуха, или воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода. Были отлажены и другие варианты. На третьей стадии осуществляется собственно процесс Фишера–Тропша, в котором происходит синтез жидких углеводородов на базе компонентов синтез-газа. Например, при пропускании синтез-газа (смеси окиси углерода СО и водорода Н2) над нагретым до 200°С катализатором, содер­жащим восстановленное железо ( чистое железо Fe ), образуются смеси преимущественно предельных углеводородов ( синтетических бензинов ).

    Впервые синтетическое жидкое топливо СЖТ в значительных количествах производили в Германии во время 2-й Мировой войны 1939—45, что было связано с недостатком нефти. Синтез проводили при 170—200 °С, давлении 0,1—1 Мн/м2 (1—10 am) с катализатором на основе Со; в результате получали бензин (когазин 1, или синтин) с октановым числом 40—55, высококачественное дизельное топливо (когазин II) с цетановым числом 80—100 и твёрдый парафин. Добавление 0,8 мл тетраэтилсвинца на 1 литр синтетического бензина повышало его октановое число с 55 до 74. Синтез с использованием катализатора на основе Fe проводился при 220 °С и выше, под давлением 1—3 Мн/м2 (10—30 am). Синтетический бензин, получаемый при этих условиях, содержал 60—70% олефиновых углеводородов нормального и разветвленного строения; его октановое число 75—78. В дальнейшем производство синтетического жидкого топлива СЖТ из CO и Н2 не получило широкого развития ввиду его высокой стоимости и малой эффективности используемых катализаторов. Кроме синтетического бензина и дизельного топлива, синтетическим путём вырабатывают высокооктановые компоненты топлив, добавляемые к ним для повышения антидетонационных свойств. К ним относятся: изооктан, получаемый каталитическим алкилированием изобутана бутиленами; полимербензин — продукт каталитической полимеризации пропан-пропиленовой фракции и др. См Лит.: Рапопорт И. Б., Искусственное жидкое топливо, 2 изд., М., 1955; Петров А. Д., Химия моторных топлив, М., 1953; Лебедев Н. Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, М., 1971.).

    Горелка на воде для отопления дома или дачи

    Пар (при температуре 200°C и более) проходит над железом.

    В зависимости от температуры на стенках реактора образуется: Fe + H2O = FeO + H2 + тепло (ржавчина) или 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + тепло (окалина).

    Это стандартные реакции получения водорода в промышленности. Затем отработавшие оксиды железа нужно восстановить обратно до железа.

    Делается это так: FeO + CO = Fe + CO2.

    СО получается, когда на раскаленную железку попадает CH (бензин).

    Синтетический бензин , полученный каталитическим гидрированием окиси углерода, обладает низким октановым числом; чтобы получить высокосортное топливо для двигателей внутреннего сгорания, его следует подвергнуть дополнительной обработке.

    Синтетическое дизельное топливо , наоборот, получается очень высокого качества, так как имеет чрезвычайно большое цетановое число.

    При получении жидкого топлива на основе синтеза Фишера — Тропша разнообразные соединения углерода (природный газ, каменный и бурый уголь, тяжелые фракции нефти, отходы деревообработки) конвертируют в синтез-газ (смесь СО и Н2), а затем он превращается в синтетическую «сырую нефть» — синтнефть. Это – смесь углеводородов, которая при последующей переработке разделяется на различные виды практически экологически чистого топлива, свободного от примесей соединений серы и азота. http://bankpatentov.ru/node/336346

    Синтез Фишера-Тропша можно рассматривать как восстановительную олигомеризацию моноксида углерода в результате сложной комбинации реакций, которая в брутто-форме имеет следующий вид:

    nCO + (2n+1)H2 = CnH2n+2 + nН2O; . (реакция 2)

    2nCO + nH2 = CnH2n + nCO2

    Состав конечных продуктов зависит от давления, катализатора, температуры и соотношения СО и Н2.

    Установку по газификации опилок в синтез-газ и Реактор по полимеризации синтез-газа в бензин и дизтопливо можно приобрести www.potram.ru (Кемерово)

    Сравнительные характеристики дизельного топлива из нефти и из синтез-газа, полученного пиролизом опилок

    Подробности на http://www.ecfor.ru/pdf.php?id=2012/1/03

    В последние годы уделяется внимание синтезу углеводородов не непосредственно из СО и Н2, а через метанол. Это позволяет использовать хорошо отработанных крупнотоннажную технологию синтеза метанола.

    Метиловый спирт (метанол) в промышленности в больших количествах получают синтезом из окиси углерода CO и водорода H2 . Для этой цели используют обычно синтез-газ, получаемый пиролизом из древесных отходов или природного газа (метана). При пропускании смеси СО и Н2 под давлением над нагретым катализатором (окись цинка и др.) происходит реакция

    При этом получают очень чистый метиловый спирт, который в технике обычно называют метанолом

    Получение углеводородов и эфиров из метанола представляется очень простым при использовании в качестве катализатора твердого кристаллического алюмоселиката с повышенным содержанием оксида кремния к оксиду алюминия. Преимущества такого двухстадийного способа производства (вначале синтез-газ, а затем метанол) углеводородов состоят в возможности регулирования переработки метанола и производстве углеводородов с заданной структурой и молекулярной массой, т.е. индивидуальных ароматических, олифеиновых или парафиновых углеводородов, компонентов бензина или дизельного топлива.

    Рассмотрим реакции приводящие к получению из метанола моторных топлив

    Таким образом, из целлюлозы древесины удается получить бензиновую фракцию с выходом до 90%, а выход сухого газа (C1-С3) составлял 8,5%. По данной технологии получается на порядки меньше экологически вредных выбросов, при этом в составе выбросов отсутствуют такие ядовитые компоненты, как бензол, дурол и изодурол. Эти результаты имеют важное экологическое значение, принимая во внимание тот факт, что тенденции изменения требований к топливу для карбюраторных двигателей характеризуются ограничением допустимого содержания в них ароматических углеводородов. Безусловным преимуществом данной технологии изготовления синтетического бензина из целлюлозы через синтез-газ является ее низкая металлоемкость и ресурсоемкость в сравнении с технологией сбраживания целлюлозных гидрализатов для получения этанола или бутанола как моторного топлива.

    В Институте также разработана оригинальная технология высокоселективного двухступенчатого получения бензина из синтез-газа СО + Н2 через диметиловый эфир (ДМЭ) без промежуточного выделения ДМЭ, позволяющая осуществлять синтез бензина в проточно-циркуляционном режиме работы двухмодульного реакционного узла. Технология производства катализаторов прямого (одностадийного) синтеза ДМЭ из синтез-газа апробирована на опытном заводе НИАП (Новомосковск), технология производства цеолитных (наноструктурных) катализаторов превращения ДМЭ в бензин апробирована на ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза». Технология изготовления бензина из ДМЭ прошла испытания на пилотной установке в Приморском НТЦ РКК «Энергия». При практически количественной конверсии ДМЭ выход бензиновой фракции с октановым числом 90 составляет 70%. Значимым преимуществом разработанной технологии является ее универсальность по сырью – она одинаково эффективна для всех источников получения синтез-газа (биогаз, попутный нефтяной или природный газ). Катализаторы процесса обладают высокой стабильностью и не теряют активность в течение 6000 часов. Работа защищена патентами РФ и готова к реализации.

    На протяжении последнего десятилетия сразу в нескольких организациях проводились работы по возможности использования ракетного двигателя в качестве генератора синтез-газа. Работы проводились в КБ «Энергомаш» а затем были переведены в «СТРОЙТРАНСГАЗ». Параллельно под Санкт-Петербургом с использованием КС была создана на одном из предприятий НПО «ЭНЕРГИЯ» с участием ИОХ РАН демонстрационная установка по производству моторного топлива через диметиловый эфир. Достоверных сведений о положительных результатах испытаний в нашем распоряжении не имеется, однако, по обеим разработкам развёрнута широкая рекламная кампания, сделано множество докладов на различных форумах и демонстрируется высокая готовность к промышленному внедрению.

    Оставив на совести разработчиков декларируемые достижения, рассмотрим очевидные, с нашей точки зрения, сложности и недостатки. Действительно, параметры ракетного двигателя в принципе позволяют осуществить парциальное окисление метана с выделением большого количества тепла. Это выгодно отличает данный способ от традиционного, при котором имеет место потребление тепла. Однако ракетный двигатель генерирует высокоскоростную струю высокотемпературного газа, которую необходимо затормозить и охладить для дальнейшего использования в процессе каталитического синтеза. Конечно, можно установить котел-утилизатор, паровую турбину и другие дополнительные устройства, однако они достаточно дороги и ухудшают весовые и габаритные характеристики. Кроме вышеназванной, существует также проблема обеспечения высоких параметров в зоне реакции для реализации безсажевого режима и качественного состава синтез-газа с приемлемым соотношением водорода к СО. Для этого необходимо иметь давление в реакторе под 10 МПа что требует установки дожимного газового компрессора и воздушного компрессора на эти же параметры. Оба эти агрегата очень дороги и потребляют большое количество электроэнергии. На фоне всех этих «дополнительных» устройств компактный ракетный двигатель становится малозаметен. Но на этом, к сожалению, все проблемы не исчерпываются. Полученный синтез-газ необходимо охладить для удаления воды и сажи до концентраций, которые допускает используемый катализатор, т.е. практически до 0. Мало того, что при этом теряется столь дорого полученное давление. Кроме этого приходится решать проблему очистки поверхностей охлаждения от сажи. Это лишь малый перечень проблем, которые предстоит решить при создании промышленной технологии по этому принципу. Здесь сознательно не рассматриваются вопросы ресурса работы ракетного двигателя в присутствии восстановительных газов, стойкость материала сопла в этой среде и весь комплекс проблем в химико-технологической части, считая, что все они решаются на должном уровне.

    По данным научных публикаций ( Б.К.Нефедов и др. «Каталитические процессы переработки природного и попутного нефтяных газов в автомобильные топлива». «Катализ в промышленности», 2003, №3, стр.10-21 ) именно вариант «ракетного» конвертера природного газа в синтез-газ является более капиталоемким (на 5 – 12 %) в расчете на 1000 нм3 метана, чем традиционные конвертеры (паровая конверсия, двухступенчатый «Тандем»). Самым же малозатратным является конвертер природного газа в синтез-газ на основе модифицированного дизеля – он более чем на 80 % дешевле традиционных.

    Принципиальная возможность этого была предложена в Японии в пятидесятые годы прошлого века, затем проводились отдельные исследования в ГИАП, ИНХС, СИБУР; за рубежом в некоторых европейских странах и Институте нефти и газа в Чикаго США. В Институте высоких температур РАН совместно с ИОХ РАН была создана опытно-промышленная установка «СИНТОП-300» по производству метанола, высокооктанового бензина и диметилового эфира из природного газа и попутного нефтяного газа на базе промышленных агрегатов. Комплексная установка обеспечивает производство

    800 л метанола в сутки, создана на базе модифицированного дизельного двигателя и включает в себя полный набор оборудования, средств измерений, диагностики и автоматического управления, характерный для промышленного образца.

    За рубежом имеется лишь несколько пилотных и демонстрационных проектов для утилизации целлюлозы древесины методом пиролиза в газогенераторе с получением синтетического природного газа метана или синтетической нефти, работающих по указанному ниже принципу (см. диаграмму потоков и таблицу)

    Синтез-газ, полученный термическим разложением угля, древесины опилков, природного газа — метана является перспективным сырьем для производства спирта.

    Синтез-газ представляет собой смесь преимущественно СО и Н2. Синтез-газ, с одной стороны, является ключевым компонентом в промышленности, но с другой стороны — это поток выхлопных газов из, например, Металлургических заводов. Ацетогенные бактерии клостридии, такие как Clostridium autoethanogenum, Clostridium carboxidivorans, Clostridium ljungdahlii и Clostridium ragsdalei используют эту газовую смесь — синтез-газ — в качестве единственного источника углерода и энергии. Типичным продуктом сбраживания синтез-газа бактериями является ацетат. Однако, изменяя состав среды для Clostridia, удалось почти полностью перейти к производству 100-процентного этанола. Таким образом был разработан не только альтернативный субстрат, который не конкурирует с пищевыми субстратами , но также вносит вклад в снижение загрязнения атмосферы СО и СО2. Соответствующие демонстрационные установки компания Коската, ИНЭОС Био и LanzaTech уже находятся в эксплуатации, коммерческий завод в Китае будет завершено 2012 году. Коската используется для генерирования синтез-газа биомассу целлюлозы, которая является комбинацией обоих альтернативных субстратов. Но образование продуктов из синтез-газа не должно быть ограничено этанолом. Для Clostridium ljungdahlii уместно проектировать производство бутанола, для Clostridium autoethanogenum уместно проектировать производство 2,3-бутандиола (диацетила).

    На настоящий момент также доступна информация о функционирующей пилотной установке по получению этилового спирта из синтез-газа. Она расположена в г. Файетвилль, Арканзас, США и является собственностью компаний «BRI Energy», LLC и Bioengineering Resources. Inc.». Сырьем для получения промежуточного продукта − синтез-газа − служат бытовые и сельскохозяйственные отходы, а также использованные автомобильные покрышки.

    Предварительно подготовленный синтез-газ после соответствующего охлаждения (тепло утилизируется на последующих стадиях процесса) и очистки используется для получения био-этанола и других ценных соединений в процессе ферментации бактериями типа Clostridium ljungdahlii. В результате ферментации синтез-газа перерабатывается около 80 % СО и 30−40 % Н2 с образованием этанола, концентрация которого в реакторе достигает 2 % об. Непереработанный газ может являться дополнительным источником энергии или поступать на рециркуляцию. Раствор этанола отбирается из реактора через удерживающий клетки бактерий фильтр и направляется на ректификационную колонну. Ректификация ведется за счет тепла, полученного при охлаждении синтез-газа, кубовой поток возвращается в реактор. Спирт-ректификат обезвоживается с помощью молекулярного сита, давая конечный продукт − безводный этанол. Продуктивность ферментера составляет 40−70 г/л реактора в день.

    Рис. 1. Процесс производства этанола из синтез-газа: А − клеточный фильтр на ферментаторе синтез-газа; Б − ректификационная колонна; 1 − сушка биомассы опилок; 2 − пиролиз биомассы опилок и получение синтез-газа состава 1:1; 3 − тепло на ректификацию; 4 − витамины и микроэлементы; 5 − 95 % этанол-ректификат; 6 − 99,5 % этанол.

    При ценах на электроэнергию и природный газ 0,4 руб/кВт⋅ч и 1,78 руб/м3 соответственно цена получаемого синтез-газа может быть оценена в 0,80 руб/м3 при соотношении CO:H2 1:1. При выходе этанола 0,15 г/г потребленного СО (что достигнуто в лабораторных испытаниях C. carboxydivorans), степени конверсии СО 80 %, H2 30−40 % и продуктивности 50 г этанола/л реактора в день расход синтез-газа составит 0,67 м3/л реактора в день. При этом на выходе будет получаться также непереработанный синтез-газ, обогащенный водородом (соcтав CO + 3H2) в количестве 0,27 м3/л реактора в день.

    Таким образом, один реактор объемом 1000 литров может производить 50 кг высококачественного этанола в день при затратах на сырье и энергию 10,65 руб. на 1 литр этанола (рис. 1).

    Технологический процесс ИНЕОС Био является гибким по отношению к сырью. В биоэтанол и другие возобновляемые источники энергии может быть эффективно преобразован широкий спектр углеродных материалов, в том числе и отходы биомассы. Использование отходов является привлекательным по причине снижения себестоимости производства биоэтанола, а также позволяет перерабатывать некрупные растения, чтобы быть коммерчески привлекательной. Тем не менее, биомасса, как исходное сырье, в равной степени может быть использована для безотходного производства биоэтанола. К ней относят отходы сельского хозяйства, вегетативные и лесные отходы и продукты, энергетические культуры и биогаз. Технологический процесс ИНЕОС Био может в равной мере использовать ископаемое исходное сырье, такое как смешанные бытовые отходы пластмасс, ТБО, изношенных шин, угля и нефтяного кокса, хотя этанол , который производится из ископаемых видов углеродных материалов не квалифицируется как «биоэтанол». Соответствующая предварительная обработка может быть либо расположена удаленно или на месте. Получаемые органические отходы включают в себя: 1. Отходы подготовленые с помощью механических методов, включая; измельченные древесные отходы, торф, солому, бумажные, торговые отходы. 2. Отходы полученные путем механической и биологической очистки (MBT) в том числе производные топлива (RDF) и твердого регенерированного топлива (SRF). 3. Отходы полученные врезультате процесса механической термообработки (MHT), включая уплотненные отходы рафинированного топлива из биомассы (РФБ). Сушка может происходить за счет использования низкопотенциального тепла от процесса газификации или через био-сушку или комбинацией обоих

    Стадия газификации обеспечивает процесс гибкостью в отношении используемого исходного сырья. В отличие от традиционных технологий биоэтанола первого поколения, которые используют продовольственные культуры, или технологий целлюлозного брожения , которые могут преобразовать целлюлозу и гемицеллюлозы, а не лигнин, процесс газификации ИНЕОС Био позволяет использовать все виды биомассы, которые будут использоваться для производства биотоплива, в том числе с лигнином. Лигнин представляет собой около 25% по весу биомассы лигноцеллюлозы, но до 50% по запасу энергии. Эта способность эффективно использовать лигнин для производства биоэтанола путем газификации обеспечивает важные преимущества, такие как; (А) более высокие выхода биотоплива из каждой тонны Биомассы, чем это возможно от других технологий, (б) эффективное использование биомассы с низкой стоимостью, таких как отходы, и (в) разделение производства биотоплива из продуктов питания и землепользования.

    Процесс газификации биомассы опилок является двухступенчатым, используемая технология преобразует подготовленные, высушенные отходы биомассы в синтез-газ, содержащий газообразный оксид углерода (CO), водород (Н2) и газообразный CO2. Окись углерода и водород содержат важную химическую энергию и являются строительными блоками для производства биоэтанола. Исходное сырье различной насыпной плотности, формы и размера частиц, могут быть смешаны друг с другом для того, чтобы оптимизировать скорости подачи и минимизации вовлеченного воздуха..

    Горячий синтез-газ готовится и очищается перед введением в бродильный чан ( ферментер ). По мере того как горячий синтез-газ выходит из верхней камеры газогенератора его пропускают через теплообменники рекуперации тепла для извлечения тепла в виде пара высокого давления. Это используется для создания возобновляемых источников энергии как для использования в процессе, так и для экспорта вырабатываемой энергии. После теплообменника регенерации тепла синтез-газ проходит через сухой скруббер, а затем охлаждается водой. Охлажденный, очищенный синтез-газ сжимают, чтобы прокачать его через бродильный чан ( ферментер ).

    Стадия ферментации лежит в основе технологии процесса ИНЕОС Био. Синтез-газ вводится в запатентованный процесса ферментации, где встречающиеся в природе бактерии эффективно перерабатывают смесь газов, селективно и быстро производя биоэтанол. Ферментер оборудован мешалкой , чтобы обеспечить необходимую передачу мкжду газом и жидкостью. Процесс сбраживания занимает лишь несколько минут, по сравнению с 1-3 сутками для обычного процесса сбраживания осахаренного зернового сусла и процесса сбраживания гидролизатов целлюлозы. ИНЕОС Био биохимический синтез происходит при низкой температуре и давлении и с высоким выходом и селективностью. Такая высокая производительность в сочетании с устойчивостью к изменениям в составе синтез-газа и общих каталитических ядов, означает меньшее количество стадий процесса, высокую энергетическую эффективность, низкие затраты на производство биоэтанола и привлекательные доходы от инвестиций.

    Питательные вещества добавляются для обеспечения роста клеток и автоматической регенерации биокатализатора. ИНЕОС Био проприетарная сочетание микроорганизмов, питательных веществ, дизайн и условия процесса производит биоэтанол в промышленных количествах а при коммерчески привлекательной и конкурентоспособной стоимости. Биоэтанола, синтезируют в соответствии со следующими основными реакциями:

  • 6CO + 3H2O —-> CH3CH2OH + 4CO2 (2)
  • 6H2 + 2CO2 —-> CH3CH2OH + 3H2O (3)

    Углерод и водород в исходном сырье превращаются в этиловый спирт. Комбинирование уравнений (1) — (3) дает:
    8CH2O + O2 ——> 2.33 CH3CH2OH + 3.33 CO2 + H2O (4)

    Из уравнения (4), максимальный теоретический выход этанола из биомассы, составляет около 500 литров из тонны сухого беззольного материала. Это значительно выше, чем выход спирта в других целлюлозных процессах ферментации. Одной из причин больших теоретических и практических выходов спирта является способность данной технологии перерабатывать лигнин для производства биоэтанола, пентозы, белки и другие углеродсодержащие фракции биомассы, тогда как другие процессы не могут их использовать. При составлении прогнозов выхода спирта содержание влаги дисконтируются ( вычитается ) из состава исходного сырья. В таблице 2 сравниваются теоретические и практические выходы спирта некоторых целлюлозных технологий. Содержание энергии исходного сырья является определяющим фактором состава синтез-газа и сказывается на производстве этанола. Производство этанола повышается за счет более высокого содержание энергии в исходном сырье.

    Микроорганизм, используемый в технологии процесса ИНЕОС Bi0 является природным микроорганизмом (т.е. он не является генетически модифицированным). Бактерии эффективно преобразовывают синтез-газ в этиловый спирт и извлекают углерод и необходимую им энергию для деления клеток и обмена веществ непосредственно из синтез-газа. По мере того как бактерия анаэробные бактерии погибают при воздействии кислорода. Бактерии не представляет никакой угрозы для людей, животных или окружающей среды. INEOS Био только должны следовать уровню биологической безопасности 1 процедур при обращении с культурой, которая является самый низкий уровень техники безопасности. Большая часть синтез-газа превращается в биоэтанол. Непреобразованный синтез-газ (отходящий газ) очищается и сжигается для получения дополнительной возобновляемой энергии. Все необходимое тепло и электроэнергия генерируются с помощью встроенного процесса, чтобы удовлетворить все потребности производства в энергии с избытком, а также для использования третьей стороной..

    Сброженную жидкость непрерывно экстрагируют, фильтруют, чтобы удалить бактерии и питательные вещества, дистиллируют, а затем очищают с помощью молекулярного сита в безводной биоэтанол, готовый для смешивания и использования в автомобилях. Продукт соответствует стандартам качества дорожного топлива. Пар генерируется путем извлечения тепла от процесса газификации древесных опилок используется для обеспечения требуемая тепловая энергия для установки дистилляции. Вода из дистилляционной колонны, возвращают обратно в бродильный чан. Вода продувки от перегонки обрабатывают на установке по очистке сточных вод.

    Возобновляемая энергия вырабатывается двумя способами;

  • (А) путем рекуперации тепла от горячего синтез-газа, и
  • (б) путем сжигания отходящкго газа от участка ферментации. .

    В обоих случаях вырабатывается пар высокого давления, которое используется, чтобы крутить паровую турбину для выработки электроэнергии.

    В 2012 году группой ученых из Российской Государственной Академии им. И.М. Губкина был проведен обзор научной информации и сформулированы основные проблемы получения этанола из синтез-газа.

    Как видно из табл. 1, синтез-газ, получаемый газификацией (пиролизом ) биомассы древесных опилок и ТБО, практически всегда содержит заметные количества углеводородов вследствие неполного окисления органических веществ биомассы. Кроме того, можно отметить повышение содержания монооксида углерода СО и водорода Н2 в синтез-газе при повышении температуры газификации и использовании пара как газифицирующего агента. Как отмечается в термоэкономических исследованиях процессов газификации биомассы, применение пара может быть более выгодно, чем газификация воздухом.

    Выводы. Признавая разумность общего мнения о необходимости генетической модификации используемых микроорганизмов в рассмотренных прогнозных исследованиях и обзорах по тематике, необходимо заметить, что проведение процесса ферментации синтез-газа связано с рядом нетривиальных технических проблем, недостаточно освещенных в мировой научной литературе. Во-первых, необходимо предусмотреть более эффективные, чем описанные в литературе, средства доочистки синтез-газа от ароматических соединений и высокодисперсных примесей. Во-вторых, необходимо разработать высокоэффективные средства выделения и очистки целевых продуктов процесса, образуемых в биореакторе в низких концентрациях. В-третьих, необходимо разработать модель, описывающую зависимость производительности биореактора по целевым продуктам от состава сырьевого газа и условий культивирования. Только решение этих технических проблем ферментации позволит эффективно использовать как нативные, так и генетически модифицированные микроорганизмы, способные к переработке компонентов синтез-газа в этанол.

    Этиловый спирт возможно синтезировать / получить пиролизным разложением древесины опилок с образованием синтез-газа и его последующей каталитической конверсией в этанол

    Метиловый спирт ( метанол ) в промышленности в основном получается из синтез-газа, образующегося в результате конверсии природного газа метана. Реакция проводится при температуре 300-600 °С и давлении 200-250 кгс/см в присутствии окиси цинка и других катализаторов: СО + Н2 ——> CH3OH

    Получение метилового спирта ( метанола ) из синтез-газа изображено на упрощенной принципиальной схеме

    Гомологизация метанола до этанола. Гомологизацией называется реакция, в результате которой органическое соединение превращается в свой гомолог путем внедрения метиленовой группы СН2. В 1940 году впервые была осуществлена катализируемая оксидом кобальта при давлении 600 атм реакция метанола с синтез-газом с образованием в качестве основного продукта этанола:

    Применение в качестве катализаторов карбонила кобальта Со2(СО)8 позволило понизить давление реакции до 250 атм, при этом степень превращения метанола в этанол составила 70%, а основной продукт — этанол образовывался с селективностью 40%. Побочными продуктами реакции являются ацетальдегид и эфиры уксусной кислоты. В дальнейшем были предложены более селективные катализаторы на основе соединений кобальта и рутения с добавками фосфиновых лигандов и было установлено, что реакцию можно ускорить с помощью введения промоторов — иодид-ионов. В настоящее время удалось достичь селективности по этанолу 90%. Хотя механизм гомологизации до конца не установлен, можно считать, что он близок к механизму карбонилирования метанола.

    Изобутиловый спирт применяется для получения изобутилена, в качестве растворителя, а также в качестве сырья для получения некоторых флотореагентов и ускорителей вулканизации в резиновой промышленности.

    В промышленности изобутиловый спирт получают из окиси углерода СО и водорода Н2 аналогично синтезу метанола. Механизм реакции заключается в протекании следующих превращений:

    Дегидратация изобутилового спирта в изобутилен является каталитической реакцией. Отщепление воды от молекул изобутилового спирта происходит при 370 °С и давлении 3-4 ати. Пары спирта пропускают над катализатором — очищенным глиноземом (активной окисью алюминия)..

    Реакция дегидратации изобутилового спирта в изобутилен может быть выражена следующим уравнением.

    Одна из общих технологических схем производства изобутилена дегидратацией изобутилового спирта представлена ниже.

    Последующей этерификацией изобутилена этиловым спиртом получают кислородосодержащую добавку к бензину — экологически чистый этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), имеющий октановое число 112 пунктов (Исследовательский метод)..

    Этил-трет-бутиловый эфир ЕТВЕ – это продукт синтеза изобутилена с этанолом:

    Технологическая схема очень проста: компоненты сырья, нагретые в теплообменнике, проходят через реактор, где отводится избыточное тепло (реакция очень экзотермическая) и разделяются в двух колоннах.

    В первой ректификационной колонне от реакционной смеси отделяется н-бутан и бутилены, идущие затем на алкилирование (изомеризацию), а во второй – сверху готовый ЭТБЭ, а снизу избыток метанола, который возвращается в сырьевую смесь.

    Катализатором служит ионообменная смола (сульфокатиониты), степень конверсии составляет 94 % (по изобутилену), чистота получаемого ЭТБЭ – 99 %.

    На 1 тонну ЭТБЭ расходуется 360 кг этанола (100% этилового спирта) и 690 кг 100 %-го изобутилена.

    Рис. Схема получения ЭТБЭ:

    1 — реактор; 2, 3 — ректификационные колонны; Потоки: I — изобутилен; II — этанол; III — бутан и бутилены; IV — ЭТБЭ; V — рециркулят этанола.

    Теплота сгорания ЭТБЭ меньше, чем у бензинов, ЭТБЭ используются как высокооктановые добавки к бензинам, повышающие их ДНП и улучшающие распределение октановых чисел по низкокипящим фракциям бензина каталитического риформинга. Оптимальный эффект дает добавка 11 % смеси ЭТБЭ к 89-90 % базового бензина с ОЧи/ОЧи = 85/91, после чего получается бензин АИ-93, однако теплота сгорания его снижается с 42,70 МДж/кг (без добавки) до 41,95 МДж/кг.

    &nbsp Уксусная кислота представляет собой органическое соединение с молекулярной формулой СН3СООН, и является предшественником для изготовления различных других химических веществ, которые служат различные отрасли промышленности конечных пользователей, такие как текстиль, краски, резины, пластмасс и других. Его основные сегменты применения включают изготовление мономера винилацетата (VAM), очищенной терефталевой кислоты (РТА), уксусный ангидрид, и сложноэфирные растворители (этилацетат и бутилацетат).

    Компетенция производителей уксусной кислоты : BP Plc (Великобритания), Celanese Corporation (США), компания Eastman Chemical Company (США), Daicel Corporation (Япония), Цзянсу Софо (Group) Co. Ltd. (Китай), LyondellBasell Industries NV (Нидерланды), Шаньдун Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Китай), Shanghai Huayi (Group) Company (Китай), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Китай), и Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Гонконг).

    &nbspКомпания Celanese является одним из крупнейших в мире производителей ацетильных продуктов (промежуточных химических веществ, таких как уксусная кислота, практически для всех основных отраслей промышленности); ацетильные промежуточные продукты составляют около 45% от общего объема продаж. Celanese использует процесс карбонилирования метанола (реакцию метанола и монооксида углерода); использованный в реакции катализатор и полученный продукт (уксусная кислота), очищают с помощью дистилляции.

    &nbspВ январе 2013 года, Celanese получил патент США (# 7863489) на прямой и селективный способ получения этанола из уксусной кислоты с использованием катализатора на основе платины / олова. Патент охватывает способ селективного получения этанола с помощью парофазной реакции уксусной кислоты в течение гидрирования на каталитической композиции с образованием этанола. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения реакция уксусной кислоты и водорода над катализатором платина / олово, нанесенным на оксид кремния, графит, силикат кальция или алюмосиликат, селективно производит этанол в паровой фазе при температуре около 250 °С.

    &nbspСебестоимость производствва этилового спирта через уксуную кислоту и качественные преимущества

    &nbspЦена на уксусную кислоту, уксусный ангидрид, мономер винилацетата в США

    &nbspЦены на уксусную кислоту, уксусный ангидрид, мономер винилацетата в Европе

    &nbspЦены на уксусную кислоту, уксусный ангидрид, мономер винилацетата в Азии

    Как получить из целлюлозы этанол?

    Химия | 10 — 11 классы

    Как получить из целлюлозы этанол?

    Напишите пожалуйста уравнение этой реакции.

    Может из глюкозы?

    Если из глюкозы, то :

    C6H12O6 — — (брожение, дрожжи) — — &gt ; «2С2H5OH + 2CO2

    Если все — таки из целлюлозы, то вышепредставленному уранению добавьте

    С6H10O5 + H2O — — — (t, H + ) — — &gt ; C6H12O6.

    Напишите уравнения реакций с помощью которых из целлюлозы можно получить этилен?

    Напишите уравнения реакций с помощью которых из целлюлозы можно получить этилен.

    Как из этанола получить этаналь?

    Как из этанола получить этаналь!

    (напишите наблюдение и реакцию).

    Напишите пожалуйста уравнение реакции этерификации муравьиной кислоты с этанолом?

    Напишите пожалуйста уравнение реакции этерификации муравьиной кислоты с этанолом.

    Напишите уравнения реакции : 1?

    Напишите уравнения реакции : 1.

    Этанола с хлороводородом.

    Уравнение реакции горения целлюлозы, пожалуйста : )?

    Уравнение реакции горения целлюлозы, пожалуйста : ).

    Напишите уравнения реакций : Этанола с пропиновой кислотой?

    Напишите уравнения реакций : Этанола с пропиновой кислотой.

    Реакция превращения целлюлозы в триацетат целлюлозы называется ?

    Реакция превращения целлюлозы в триацетат целлюлозы называется .

    . Напишите название реакции в именительном падеже.

    Напишите уравнения реакций стеариновой кислоты с этанолом и пропанолом?

    Напишите уравнения реакций стеариновой кислоты с этанолом и пропанолом.

    Пожалуйста напишите уравнение реакций : метан — ацетилен — этаналь — этанол — этилен — этаналь?

    Пожалуйста напишите уравнение реакций : метан — ацетилен — этаналь — этанол — этилен — этаналь.

    Качественные реакции на спирт этанол, глюкозу, уксусную кислоту, глицерин (уравнения и признаки реакции напишите пожалуйста)?

    Качественные реакции на спирт этанол, глюкозу, уксусную кислоту, глицерин (уравнения и признаки реакции напишите пожалуйста).

    На этой странице находится ответ на вопрос Как получить из целлюлозы этанол?, из категории Химия, соответствующий программе для 10 — 11 классов. Чтобы посмотреть другие ответы воспользуйтесь «умным поиском»: с помощью ключевых слов подберите похожие вопросы и ответы в категории Химия. Ответ, полностью соответствующий критериям вашего поиска, можно найти с помощью простого интерфейса: нажмите кнопку вверху страницы и сформулируйте вопрос иначе. Обратите внимание на варианты ответов других пользователей, которые можно не только просмотреть, но и прокомментировать.

    Ковалентная полярная молекула неметалла с кислотным остатком никак не может образовать ионную связь + неорганическое вещество.

    1) 4 2) 2 3) 1 4) 1 5) 2 6) 2 7) 4 8) 2 9) 3 10) 11) 3 12) 2.

    Молярная масса водорода — 2 г / моль в сосуде было 0, 24 / 2 = 0, 12 моль водорода молярная масса кислорода — 32 г / моль в сосуде было 4 / 32 = 0, 125моль кислорода молярная доля водорода составляет 0, 12 / (0, 12 + 0, 125) = 49, 0% молярная доля ки..

    N(FeCl₂) = m(FeCl₂) / M(FeCl₂) n(FeCl₂) = 13 / 126, 75 = 0, 103 моль n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) n(NaOH) = 15 / 40 = 0, 375 моль хлорид железа прореагирует полностью FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl гидроксид хлорид натрия железа (II) n(Fe(OH)₂) = n(..

    2HCl + CaO — > CaCl2 + H2O (реакция обмена) ( образуется хлорид кальция и вода).

    CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O оксид кальция + соляная кислота = хлорид кальция + вода.

    CH3 — CH2 — CН = CH — CH3 это пентен — 2.

    А. Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O Б. Ba(OH)2 + P2O5 = Ba3(PO4)2 + H2O B. Ba(OH)2 + SO3 = BaSO4 + H2O Г. Ba(OH)2 + Cl2O7 = Ba(ClO4)2 + H2O.

    HCl Cl — 1 Cl2O7 Cl + 7 NACL Cl — 1 HClo3 СL + 5.

    «Санитары леса» выжимали из опилок спирт, а из людей и городов – все соки

    Ограниченность запасов добываемых топливных ресурсов подталкивает человечество к поиску, выявлению и освоению альтернативных способов получения энергии. Наиболее перспективным направлением подобных изысканий становится получение замены газу и нефти из возобновляемых источников растительного происхождения. После биологической или термохимической обработки растительной массы получают биотопливо.

    Одним из вариантов жидкого биотоплива является спирт из опилок. Такой способ применения отходов деревообработки – опилки – заменяет картофель и зерно при производстве спиртов. Для использования в получении спирта, 1 кг опилок равносилен 1 кг картофеля или 0,3 кг зерна. Очевидно, что такая замена сырья помогает сберечь в государственных масштабах огромные объемы пищевого сырья и освободить дополнительные площади для сельскохозяйственного производства.

    Как сделать спирт из опилок

    «Строительным» материалом растительных клеток дерева является твердая волокнистая клетчатка (целлюлоза). Ее содержание в растениях доходит до 70%. В клетчатке много полисахаридов, которые при определенном химическом воздействии переходят в глюкозу. Из последней после сбраживания и перегонки получают спирт. Значит, биомасса мелких опилок и древесной стружки из отходов превращается в ценное сырье для производства спирта – этанола или бутанола.

    Получение этилового спирта можно реализовать следующими способами:

    1. Гидролиз измельченной древесной биомассы и последующее сбраживание полученного продукта с дрожжами. Это наиболее распространенный метод переработки опилок.
    2. Газификация древесины методом пиролиза и дальнейшее сбраживание образованного газа в спирт.
    3. Синтез газа при пиролизном разложении клетчатки опилок. Затем из газа получают метанол, который в результате реакции гомологенизации преобразуется в этанол.

    При реализации данных способов получения спирта, средний выход готового продукта из 1 т древесного сырья: 220 л – гидролизная переработка, 380-400 л – пиролизная.
    https://youtu.be/Zrmewbw_w8I

    Древесный спирт получение

    В 2012 году группой ученых из Российской Государственной Академии им. И.М. Губкина был проведен обзор научной информации и сформулированы основные проблемы получения этанола из синтез-газа.

    Во-первых, необходимо предусмотреть более эффективные, чем описанные в литературе, средства доочистки синтез-газа от ароматических соединений и высокодисперсных примесей. В отличие от белых зёрен крахмала, клетчатка представляет прочные нити и волокна. Он взял обыкновенный крахмал, полученный из картофеля, и подействовал на него разбавленной серной кислотой. Но ведь клетчатка имеет ту же самую эмпирическую формулу, что и крахмал!

    На основании этих данных можно сделать вывод, что экономически более целесообразно микробиологическое получение этанола из продуктов газификации биомассы методом пиролиза. Клетчатка является основной составной частью древесины (до 70%), содержится в оболочке плодов, семян и т.д. Клетчатка представляет собой твёрдое волокнистое вещество, не растворяющееся ни в воде, ни в обычных органических растворителях.

    Промышленное получение спирта

    Производство спирта из древесных опилок на промышленной основе осуществляется двумя способами гидролиза. При любом из них опилки не требуют дополнительной подготовки, кроме максимально возможного измельчения.
    В первом случае опилки в вертикальном бункере заливаются концентрированным (40%) раствором серной кислоты. Массовые объемы опилок и раствора равны. Смесь герметично закрытого бункера доводят до температуры 220-250°С и регулярно перемешивая выдерживают от 1 ч до 1 ч 20 мин. Затем полученные при гидролизе растворы глюкозы и серной кислоты сцеживают. К слитой в другую емкость жидкости добавляют раствор мела для нейтрализации кислоты. Последующей фильтрацией отделяют раствор глюкозы от отходов.

    Метод не стал распространенным из-за высокой стоимости и повышенных требований к материалу применяемого оборудования, который должен выдерживать агрессивное воздействие концентрированной серной кислоты.

    При втором, менее затратном, способе применяется слабый (0,5-1,0%) раствор кислоты. Процесс протекает 1,2-1,5 ч при температурах 160-190°С и давлении в бункере до 15 атм.

    Общие моменты для рассмотренных методов гидролиза:

    • Рабочие емкости изнутри выкладывают кислотоупорным материалом для исключения контакта кислоты с металлом.
    • Загруженные в бункеры вещества нагревают с помощью подачи внутрь горячего пара. Выпускным клапаном для пара регулируют внутреннее давление рабочей емкости.
    • Гидролиз с успехом применяют для переработки опилок любых пород древесины.
    • Полученная после химической реакции глюкоза используется для дальнейшего изготовления спирта, метанола, сахара.
    • Рабочий процесс сопровождается выделением опасных газов. Для безопасности работников производственные помещения обязаны проветриваться, а сам персонал работает в специальных защитных респираторах и очках.

    При производстве биотоплива из древесных опилок, получают побочные вещества, способные принести дополнительную прибыль:

    • Лигнин – связующее вещество для получения пеллет и евродров из опилок и других измельченных материалов, активный наполнитель для пластмасс и синтетических каучуков.
    • Фурфурол – жидкость, используемая как антисептик для древесины и компонент противогрибковых медикаментов. Также применяется для очистки масел и нефти, производства пластмасс, получения гербицидов, синтетических волокон и красителей. Другие свойства и перспективные варианты применения фурфурола изучаются.
    • Скипидар.
    • Алебастр.

    Технология производства метанола

    Технология по производству спиртового химического вещества в домашних условиях может состоять из нескольких этапов.

    Ниже представляются самые основные:

    1. Производство метанола с помощью солода. Зерна культурных растений необходимо проращивать в небольших посудинах, при этом их рассыпают в один слой, примерно до трех сантиметров. Помните, что предварительно пророщенные зерна необходимо обработать раствором марганцовки. После обработки семена помещаются в емкость и смачиваются водой. Следует учитывать, что наличие солнечных лучей, или достаточность света напрямую зависит от скорости прорастания зерна. Поверх емкости следует накрыть полиэтиленовый материал или тонкое стекло, то есть он должен быть достаточно прозрачным. Если наблюдается уменьшение количества воды, ее необходимо добавлять.
    2. Следующий этап: обработка крахмала. Для начала добываем крахмал из продукта, который выбран для изготовления этанола. В данном случае это картофель. Слегка порченый картофель необходимо варить до тех пор, пока из воды начнет образовываться клейстер. Далее ждем, пока продукт остынет, тем временем измельчаем солод. Следом перемешиваем два продукта. Далее происходит процедура расщепления крахмала, ее необходимо производить при температуре не менее 60 ˚ С. Теперь смесь помещается в посуду с горячей водой и оставляется на 1 час. По истечении времени изделие полностью остужают.
    3. Этап брожения. Как известно, брожение характеризуется присутствием в алкоголе содержащих элементов. Однако брагу назвать алкогольным напитком невозможно. После остывания смеси добавляются дрожжи, которые способны вступить в реакцию даже при комнатной температуре. Однако если температура поднимается выше — брожение продукта естественно будет происходить быстрее. При значительной жаре процедура брожения закончится по истечении трех суток. При этом из продукта можно ощущать мягкий запах зерна.
    4. Следующий этап — это перегонка. С помощью чего она производится? Для этого используется специальный аппарат для производства спирта в домашних условиях.
    5. Заключительным этапом считается технология очистки. Можно сказать, что метиловый спирт готов, но замечается, что жидкость не прозрачная. Именно поэтому и делается очистка. Она проводится путем добавления раствора марганцовки. В таком виде оставляем метиловый спирт на одни сутки, затем фильтруем — продукт готов.

    Домашний способ получения спирта

    Получить спирт из опилок можно в домашних условиях, и также двумя способами.
    Первый способ не требует наличия сложного оборудования, но является очень долгим (иногда неудачным) процессом, занимающим до 2-х лет. Собранные в кучу опилки поливают водой и оставляют преть под пленкой. Внутри кучи начинает повышаться температура и создаются условия для активизации процесса гидролиза с последующим получением глюкозы из клетчатки опилок. Технология дальнейшего использования глюкозы для брожения и получения спирта общеизвестна.

    Главный недостаток естественного гидролиза – зависимость скорости протекания химических реакций от окружающей температуры, при значительном понижении которой процесс полностью прекращается. Также не исключается вероятность перерождения ожидаемого процесса в нежелательное гниение.

    Второй способ копирует заводскую технологию. Сначала самостоятельно или на заказ делают уменьшенные аналоги промышленных установок. В качестве материала для них используют только нержавеющую сталь. Она стойкая к агрессивному воздействию слабого кислотного раствора.

    Содержимое установки нагревают с помощью змеевика с циркулирующим разогретым паром (может применяться воздух) или на открытом огне. Регулируя внутреннее давление рабочей камеры, запускают процесс гидролиза. Рекомендуемые значения для эффективности протекания химической реакции – 7-10 атм.

    Далее, как и при заводском производстве, из раствора механическим методом удаляется лигнин, затем нейтрализуется кислота и раствор отстаивается для оседания карбонатов. После очистки раствор глюкозы готов для последующего сбраживания.

    Как производить спиртной продукт дома?

    Производство этилового спирта в домашних условиях ведется при использовании специального аппарата. Данный аппарат способен производить процедуру расщепления определенных элементов, а также проводить химические реакции между ними. Обычное оборудование для изготовления спиртной продукции может выглядеть как мини заводы. Изготавливать в них можно любые виды алкогольных напитков.

    Изучить технологию приготовления этилового вещества довольно просто, при этом изделие получается высококачественным. Что из этого можно получить? Во-первых, это продукция алкогольного характера с высоким качеством, а во-вторых полностью происходит окупаемость собственных затрат, для этого требуется специальный аппарат.

    Например, если используется сахар в количестве 20 кг, с него выходит до 12 литров алкоголя. При этом процент метанола достигает до 96%. Из этого расчета выходит 25 бутылок водки по пол литра. Кроме того, электричества, которое потребляет аппарат, будет потрачено около 25 квт.

    Такое оборудование способно использовать все загруженные продукты по назначению. Выход продукта, непригодного для питья, производимого при первой обработке, можно использовать как очиститель для стеклянных поверхностей и окон. Также такой аппарат можно установить самостоятельно, пользуясь необходимыми схемами и чертежами. Такое оборудование с легкостью справится с производством метилового спирта.

    Применение биотоплива

    Биотопливо из опилок – биоэтанол – применяют для двигателей разнообразной техники. При такой замене бензину работа агрегата улучшается, увеличивается его мощность, снижается температура нагрева при нагрузках, увеличивается эксплуатационный ресурс поршней и клапанов, так как при сгорании спирта нет сажи и дыма.

    Этанол сделал возможным использование каминов в квартирах многоэтажек без привычного дымохода. Теплопотери при обогреве отсутствуют, дым и сажа не образуются, количество выделяемого углекислого газа незначительное.

    Как сделать вино крепче в два раза

    Для дома, для быта
    Домашний винодел

    Сырье для спирта – просто под ногами .

    Описание способов, из чего и как можно получить спирт в домашних условиях

    Этиловый спирт производят дрожжевые грибы, сбраживающие сахары — простые углеводы. Все бессахарные технологии изготовления спирта предусматривают предыдущее разложение (гидролиз) сложных углеводов (полисахаридов) с несахарного сырья на сахара: глюкозу, фруктозу и сахарозу. А уж они сбраживаются дрожжами на спирты.

    Большинство видов сырья для пищевого спирта — зерно, картофель — содержат полисахариды в виде крахмала. Много его в каштанах и жолудях. Разложение крахмала на сахар — засахарение — происходит с помощью фермента амилазы, что находится в зеленом солоде. Солод — это проросшее зерно. Для засахарения наилучший солод, зеленый побег которого в длину равен 2-3 зернинам.

    Возможно, также засахарение крахмального сырья с помощью кипячения с разбавленной серной кислотой. Серная кислота создает агрессивную среду, что разрушает емкости. Засахаренный с ее помощью раствор должен быть нейтрализован. Поэтому мы не будем детально останавливаться на этом методе засахарения кислотой, он в промышленности используется все меньше и меньше.

    Топинамбур (земляная груша), корни цикория и одуванчика содержат полисахарид — инулин. Они же имеют и фермент для засахарения инулина. Значит для приготовления спирта с этого сырья солода не нужно.

    Сахарная свекла содержыт уже готовые для брожения сахары.

    Выход абсолютного спирта со 100 кг различных видов сырья (с учетом потерь)

    сахар — 61 литр. крахмал — 63 л. рис — 45,5 л. кукуруза — 36 л. пшеница — 33 л. рожь — 31 л. ячмень, просо — 30 л. сухари — 31-27 л. каштаны — 29 л.желуди — 26 л. картофель (среднекрахмальный) — 11,2 л. цикорий — 11 л. сахарная свекла — 9 л. одуванчик — 9 л. топинамбур (земляная груша) — 8,8 л. полусахарная свекла — 6 л. кормовая свекла — 5 л. фрукты — 4-9 л.

    Если крепость спирта-сырца удовлетворяет потребность, его можно очистить и без повторного дистиллирования — с помощью активированного угля. Проще это сделать, пропустив сырец через бытовой фильтр типа «Родничек». Если нет (или истощились фильтрующие элементы), активированный уголь с успехом можно заменить дробленым древесным углем. Для активирования, через дробленый уголь желательно пропускать горячий пар на протяжении 10-20 минут. Полученный, таким образом и высушенный порошок можно или засыпать в спирт-сырец, или использовать как фильтр.

    Нужное количество угля нужно определить, проверяя готовый продукт на вкус и запах, ведь уголь, приготовленный из разных пород деревьев, имеет разную способность абсорбировать примеси. Наилучшим является березовый уголь.

    Начнем с засахарения крахмального сырья.

    Крахмал, запасенный в растительных клетках, находится в компактном нерастворимом кристаллическом виде — «зернах». Для быстрого превращения его в сахар с помощью фермента амилазы нужно перевести максимальное его количество в водорастворимую форму. Это делается с помощью разваривания.

    Разваривание разных видов крахмального сырья имеет свои особенности относительно температуры и времени разваривания.

    Приготовление смеси измельченного сырья, солода, воды, после сбраживания которой получается брага из готового крахмала сводится к приготовлению крахмального клейстера.

    Первой операцией при этом является смешивание крахмала с водой до получения однородной массы без комков (иначе комки остаются нерастворимыми даже после сбраживания). Для этого крахмал засыпают тонкой струей в теплую воду не выше 50 °С — и постоянно размешивают. В воду желательно добавить 1% от массы крахмала хорошо молотого солода. При этом фермент диастаз (амилаза) предотвращает появление комков и способствует лучшему растворению крахмала. На 1кг крахмала берут 5-6 литров воды. Размешанный с водой крахмал, помешивая, доводят до температуры 95 °С (При температуре 75 °С желательно задержать ее повышение на 10-15 минут, потому что при этом солод хорошо разбавляет крахмальный клейстер). Доведенный до 95 °С клейстер остается при этой температуре на 0,5-1 час. Потом раствор нужно постепенно охладить до температуры 55 °С.

    К охлажденному клейстеру добавляется раствор дробленного солода (солодовое молоко) в количестве 10% солода к массе крахмала. При температуре 55 °С засахарение крахмала идет 1,5-2 часа.

    Нужно заметить, что на протяжении этого времени в сахар превращается не весь крахмал. Часть его гидролизуется только до декстринов, которые засахариваются уже в процессе сбраживания. Вот почему так важно, чтобы в сбраживающую емкость попало как можно больше солодового фермента амилазы. Для того чтобы сохранить фермент от разложения, засахарение заброженного крахмального материала нужно вести при температуре не выше 60 °С (оптимальная температура 53-56 °С).

    Брожение муки почти не отличается от брожения крахмала. Количество воды составляет 3,5-4 литра на 1 кг муки. Процесс разваривания, брожения и засахаривания идет аналогично описанному по отношению к чистому крахмалу.

    Приготовление сырья из зерна имеет свои особенности. Для растворения зерновых крахмалов, зерновые материалы нужно разваривать продолжительное время до такой кондиции, когда они превращаются в желтую однородную массу, в которой нет белых точек — кусочков неразваренного зерна. Лучше при этом использовать зерновую резку, которая разваривается быстрее, сухое зерно легко и быстро всасывает влагу, поэтому разваривается значительно быстрее и качественнее чем сырое, которое плохо всасывает влагу и поэтому плохо разваривается.

    Процесс разваривания значительно лучше идет в подкисленной среде, поэтому в развариваемую массу рекомендуется добавлять серную кислоту с расчетом 0,7-0,9 мл кислоты на 1 кг зерна. На это следует обратить внимание при выборе посуды для разваривания, она должна быть достаточно стойкой против агрессивной среды (эмалированная, медная, чугунная, или из нержавеющей стали).

    В промышленных условиях зерно разваривается под повышенным давлением, поэтому процесс идет достаточно быстро и вода не выкипает. Без потери воды для разваривания на 1 кг зерна нужно приблизительно 2,5 л воды. В домашних условиях (без повышенного давления) разваривание идет намного дольше — до 4-6 часов с выпариванием большого количества воды. Поэтому воды нужно брать с запасом и периодически доливать, чтобы не допустить загустения развариваемой зерновой массы. Массу нужно также периодически перемешивать, чтобы не допустить пригорания — это негативно действует на качество брожения. Критерием готовности, как уже говорилось, будет желтая однородная масса консистенции киселя. Быстрее разваривается – овес и пшеница; медленнее — кукуруза, просо, ячмень, горох, бобы, фасоль.

    Разваренное сырье охлаждают до температуры 55 °С, добавляют солодовое молоко с таким расчетом, чтобы количество зеленого солода составляло 12-14% массы от количества выхода зернового сырья.

    Для эффективного засахаривания нужно хорошо перемешать разведенную массу с солодовым молоком. После двухчасового выдерживания при температуре 50-55 °С процесс засахаривания можно считать завершенным. Чтобы удостоверится в этом, к пробе засахаренной массы добавьте каплю йодной настойки. Отсутствие синей окраски, характерной для реакций йода с крахмалом будет свидетельствовать о том, что весь крахмал гидролизовался.

    Разваривание каштанов идет немного дольше, чем разваривание кукурузы. Поэтому для разваривания целесообразно использовать кастрюлю-скороварку, которая в 3-4 раза уменьшает время разваривания зерна. Надробленные на кусочки (лучше размером подсолнечных семян) сухие каштаны развариваются в ней на протяжении 45-60 минут. Как и для зерна, на килограмм каштанов берется 2,5-3,5 л воды (у скороварки, где перемешивать массу невозможно, воды лучше взять с запасом, а лишнюю испарить после спуска пара). При разваривании каштанов желательно добавлять кислоту.

    Разваренную массу из каштанов охлаждают так же, как зерновую, добавляют солодовое молоко (15% зеленого солода от массы сухих каштанов, поскольку каштаны содержат большое количество грубой целлюлозы). Засахарение длится 2-3 часа.

    Разваривание желудей идет аналогично развариванию каштанов.

    Рекомендуется сбраживать желудевое сырье, так как они содержат много дубленых веществ в комбинации со смесями из другого сырья.

    Приготовление сырья из сухарей. Сухари дробятся и заливаются вчетверо большей от массы количеством горячей воды. Разваривание на слабом огне длится 15-25 минут. После чего приготовление сырья идет так, как и муки.

    Разваривание картофеля, значительно проще, чем разваривание зерна. Вымытую и разрезанную на большие куски картошку (чистить не нужно) разваривают на протяжении приблизительно 2-3,5 часов до консистенции крахмального клейстера. Нужно обязательно предотвращать пригорание массы. Готовая для брожения масса имеет полуредкую консистенцию и темно-желтый цвет. Ее охлаждают до температуры 55 °С, добавляют при тщательном перемешивании солодовое молоко. Расход зеленого солода составляет 4-5% на массу от количества выходной картошки. Процесс засахаривания идет 1,5-2 часа при температуре 50-55 °С.

    Теперь рассмотрим процесс получения готовых к брожению продуктов из некрахмального сырья.

    Сахарная свекла в своем клеточном соке содержит 15-19% (сахарозы, которая сбраживается непосредственно дрожжами). Свекла дробится с помощью терки на стружку, или на крошку. Масса отваривается на протяжении 2 часов для перехода сахарозы в отвар, после чего становится готовой для сбраживания. Сырье из сахарной свеклы при брожении очень разбухает. Поэтому, хоть это и не обязательно, к такому сырью рекомендуется добавлять солод в количестве 1% от массы выходимого сырья.

    Еще один способ: Порезанную сахарную свеклу можно несколько раз отваривать в небольшом количестве воды для вываривания сахара. Полученный сироп нужно проварить для увеличения концентрации сахара. Солод при этом не нужен.

    Приготовление сырья для браги из инулиносодержащего сырья: Неплохим сырьем для изготовления спирта являются инулиносодержащие корни земляной груши, цикория и одуванчика, выкопанные осенью или ранней весной.

    Для приготовления браги из такого сырья, мытые корни измельчаются с помощью терки на тонкую кашицу, воды добавляется столько, чтобы получилась густая брага. Эта брага будет содержать как инулин, так и фермент инулиназа, который гидролизует инулин на сахары.

    Для этого кашицу равномерно нагревают до температуры 55-56 °С (нужно следить за равномерным нагреванием и избегать перегревания браги). Поэтому нагревание рекомендуется вести поставив емкость с брагой в горячую воду.

    При температуре 55 °С за 1-2,5 часа смесь будет готова к сбраживанию.

    В топинамбуре, выкопанном весной большое количество инулина уже перешло на сахар, поэтому ферментное засахарение происходит быстрее на протяжении 1-1,5 часа.

    Добавление зеленого солода рекомендовано с той же целью, но в таком же количестве, как и для сырья из сахарной свеклы.

    Сырье из фруктов: Сладкие ягоды — абрикосы, вишни, сливы, как правило, первыми портятся и опадают с деревьев. Соберите их в большую посуду (лучше наполнить ими 10-ти литровую банку). Мыть их не нужно. Размельчите и поставьте на 5-6 дней в теплое место, можно на солнцепек. Банка должна быть закрыта крышкой с маленькой дырочкой для выхода углекислого газа. Сахара в ягодах может быть от 7 до 15 процентов от массы (в зависимости от сорта и спелости). Соответственно, после брожения на диких дрожжах образуется 4-9% спирта. Главное не пропустить момент, когда брожение прекращается, ведь с этого момента обязательно начинается скисание спирта на уксус.

    Яблоки — опавшие с дерева (сладкие сорта) нужно сложить в кучу, чтобы плоды окончательно подгнили (стали коричневыми). После этого с помощью пресса из них очень легко выдавить сок, даже не измельчая. Сок сливается в бутылку и в теплом месте сбраживается 3-5 дней (если добавить сахар, получится известный когда-то напиток «Золотая осень» — «гнилуха»).

    Сбродивший сок (фруктовую мякоть) можно предварительно дистиллировать самостоятельно. Можно также использовать эту массу для сбраживания другого сырья, как дрожжи.

    Смешивание — в любой пропорции. То же самое касается выжимок из винограда и других фруктов — отходов вино-производства. Они содержат много спирта и почти все дрожжи, что размножились во время брожения.

    Технология приготовления спирта без применения сахара

    Как известно, картофель, кукуруза, пшеница, рожь и ячмень содержат в себе крахмал, который является углеводом, но не подвергается спиртному сбраживанию. Чтобы крахмал «осахарить», используют ферменты, содержащиеся в солоде.

    Солод получают из зерна пшеницы, ржи или ячменя путём проращивания в лотках высотой 5-10 см. Зерно, желательно предварительно обработанное раствором марганцовки, засыпают в лотки слоем 2-3 см и орошают водой, но так, чтобы зёрна не плавали в воде. Лотки закрываются плёнкой или стеклом и ставятся в хорошо освещенное место. Зёрна необходимо периодически орошать по мере впитывания воды. Солод считается готовым примерно через неделю, т.е. когда ростки достигнут 2-3 см. Для получения солода следует брать зёрна с как можно большим процентом всхожести.

    Следующий этап технологии — растворение в воде крахмала, содержащегося в продукте, из которого Вы собираетесь получить спирт. Если это картофель (не обязательно свежий — можно подгнивший), то его нужно порезать (не обязательно мелко), добавить на 1 кг картофеля литр воды и варить 1,5-2 часа до состояния клейстера. Если это зерно или кукуруза, его желательно предварительно измельчить, но не обязательно до состояния муки, добавить на 1 кг зерна 2-2,5 литра воды и варить до состояния хорошо разваренной каши.

    Следующий ответственный этап — расщепление крахмала. Для этого сваренный клейстер ставят остыть, и как только температура клейстера понизится до 60 градусов, в него добавляют и размешивают предварительно измельчённый солод. Солод можно измельчить на обыкновенной мясорубке за время, пока варится клейстер. Для того, чтобы процесс расщепления прошёл полно, температуру 60 градусов необходимо выдерживать 40-45 минут. Для этого тару, в которой находится клейстер с перемешанным солодом, укрывают тёплыми вещами или помещают в ванну с горячей водой.

    После этого смеси дают остыть до комнатной температуры (20-22 градуса), запускают дрожжи и ставят в тёплое место для брожения.

    Оптимальная температура брожения 20-22 градуса, но не ниже 15. При оптимальной температуре брага будет готова через 3 дня, при более низкой через 5-7 дней.

    Полученную брагу перегоняют через перегонный аппарат, получая натуральный пшеничный (ржаной, ячменный, кукурузный, картофельный) спирт, крепость которого Вы можете регулировать сами в процессе перегонки. Если спирт получается слегка мутноватым, его осветляют при помощи марганцовки, небольшое количество которой засыпают в спирт, перемешивают и дают отстояться в течение суток, после чего тёмный осадок отфильтровывают.

    Неприятный запах удаляется при помощи активированного (древесного) угля. Для этого в ёмкость со спиртом засыпают уголь, перемешивают и дают отстояться в течение 10-15 дней при периодическом встряхивании, после чего отфильтровывают.

    Для получения 1 литра спирта крепостью 60 градусов необходимо 2,33 кг пшеницы, ржи, ячменя или других злаковых и 100 грамм дрожжей.

    Проращивать нужно всё зерно, но заваривать лишь 2/3 зёрен, а 1/3 добавлять в качестве солода. Для получения спирта из картофеля или кукурузы солод должен составлять 1/4 часть от массы исходного продукта. Качество полученного спирта будет зависеть от тщательности соблюдения технологии, температурных режимов и содержания крахмала в исходных продуктах.

    Еще о способах приготовления спирта без сахара вы можете узнать из сборника «Домашний вино-водочный мини-завод».

    Добавьте в вино питьевую соду (2 г на 1 л) – она нейтрализует лишнюю кислоту – поставьте его в пластмассовой посуде на мороз или в морозильную камеру. После того, как половина объема обратится в лед, слейте оставшуюся жидкость.

    В ней сохранятся почти все свойства вина, но при этом содержание алкоголя повысится примерно в 2 раза.

    Способы приготовления браги за сутки

    1. Способ: 3 кг сахара, 300 г дрожжей, 2 кг мятого картофеля, сваренного в мундире и остуженного, 1 л кефира, 0,5 л варенья. Взять большую емкость эмалированную или нержавеющую, сложить все по рецепту, залить теплой водой 15 л, накрыть крышкой. Дрожжи должны быть хорошими. Бродит одни сутки. Затем тщательно процедить и сразу перегнать, иначе может перекиснуть. Если дрожжи не совсем свежие, то бродит часов 30-35. Получается чистый продукт, после употребления которого не болит голова.

    2. Способ: На 1кг гороха берут 5 кг сахара, 500 г дрожжей, 15 л воды (теплой) и добавить 1л парного молока. Бродит сутки. Выходит — 5 литров водки.

    3. Способ: 5 кг сахара, 25 л кипяченой воды, 500 г дрожжей, 25 сырых средних картофелин, 3 стакана молока, 4 буханки хлеба. Все перемешать и оставить для брожения на 24 часа.

    Уральский рецепт ускоренного приготовления браги для перегонки в самогон

    Взять 10 л кипяченой воды, 2 кг сырой картошки (картошку в кожуре натереть на терке или пропустить дважды через мясорубку), 3 кг сахарного песка, 100 г дрожжей и 0,5 л молока. Все тщательно перемешать и поставить на 3-5 дней в теплое место. Затем перегнать. Выход — 3 литра самогона.

    Способ приготовления спирта без дрожжей и сахара

    В этом рецепте дрожжи и сахар заменены запаркой и солодом.

    Запарка: В 2 л воды заварить одну пригоршню свежего хмеля (сухого — 2), дать немного настояться, отвар процедить, в еще теплом размешать пригоршню муки. После кратковременной выстойки (30-40 минут) запарка готова.

    Солод: Прорастить зерна ржи, высушить их и смолоть. В основной продукт — свеклу, картофель, яблоки, груши и т.д. — добавить запарку и солод, развести водой до полужидкого состояния, дать «выиграться» в теплом месте, перегнать.

    Расход: На данное количество запарки – 3 кг солода и 1/2 ведра (5-6 литров) основного продукта. Выход — 3 литра.

    Простой способ получения спирта без аппарата

    Этот рецепт позволяет получить спирт из браги без помощи самогонного аппарата.

    Возьмите крепкий, полиэтиленовый мешок (лучше двойной и без дырок), заполните его брагой и поставьте на ночь в холод. Например, мешок с брагой можно положить в холодильник, а зимой, на холодный, цементный пол балкона или лоджии. К утру в мешке образуется грудка обледеневших комочков — это отходы, они замерзли, и некоторое количество жидкости — это и есть спирт.

    Эту процедуру надо делать только в холоде, при температуре не выше 3 градусов, иначе в спирте будет присутствовать брага, которая не замерзла.

    Технология производства спирта и его растворов из древесины и опилок

    Производство спирта состоит из двух этапов:

    1. Получение сахара (или глюкозы).

    1.1. Опилки увлажняются водой.

    1.2. Составляется раствор: 50% — вода, 50% — кислота серная.

    1.3. Раствор смешивается с опилками.

    1.4. Помещается в сосуд с крышкой и нагревается до температуры 200-250 °С. Время варки 70 минут.

    1.5. Остывший раствор доливается водой и перемешивается. Отфильтровывается.

    1.6. Фильтрат нейтрализуется: добавляется толченый мел или известковая вода, пока не прекратится выделение пузырьков углекислого газа.

    1.7. Содержимое отстаивается несколько часов. Сульфит кальция осаждается на дно, а сверху — раствор глюкозы.

    1.8. Фильтрация раствора от осадка. Для получения сахара в виде кристаллов необходимо выпарить воду. (Не рекомендуется использовать в пищу из-за посторонних включений).

    2. Получение спирта и его растворов.

    2.1. Достигается перегонкой сброженного раствора:

    Сахар — 1000 г. Вода — 3000 мл (3 литра). Дрожжи пищевые — 100 г.

    Примечание: Для получения спирта и его растворов достаточно использовать раствор глюкозы без выпаривания сахара.

    Перед употреблением продукта его рекомендуется очистить. Для этого нужен активированный уголь. Он продается в аптеках или изготавливается самостоятельно путем пережога с малым доступом воздуха березовых поленьев.

    Растолченный уголь кладут на фланель, сверху еще слой фланели и угля, фильтр помещают в воронку, через которую процеживают спирт.

    Для гурманов очистку можно продолжить — добавив щепотку марганцовки в бутылку со спиртом. Взболтать, а через несколько часов, когда осядут хлопья, вновь процедить через фланель с ватой.

    Примечание: Если так очистить обычную водку, она станет значительно лучше.

    Водка «по черному» — Секрет быстрой выгонки!

    Возьмите большую кастрюлю, налейте в нее треть исходного продукта (браги, забродившего варенья и. т.п.). Установите в кастрюлю вверх дном глубокую миску, на нее широкую и тоже глубокую миску. Сверху кастрюлю закрыть тазиком, так, чтобы его дно несколько утопало в ней. Щель замазать хлебным мякишом. Таз заполнить снегом или льдом из холодильника, поставить на огонь. Жидкость закипает, легкие пары спирта устремляются вверх. При встрече с холодным дном таза они конденсируются на нем, скапливаются в середине и капают в тарелку. Когда снег растает получившуюся воду вычерпайте и замените снегом, льдом. Через 15 минут выключайте газ, снимайте таз — у Вас в тарелке будет изрядное количество прозрачной жидкости. Выход продукта пять к одному!

    Очищение от сивушного масла

    Все количество полученного через перегонку выбродившего солода водки, заключающей в себе сивушное масло, остужают до 15 градусов. Хорошенько взбалтывают, и пропускают через фильтр. Жидкость совершенно теряет свой отвратительный запах, и приобретает приятный вкус, делается прозрачной. Вместо фильтрового аппарата с активированным углем можно употребить две кастрюли, поставленные одна над другой, из которых верхняя имеет просверленное дно. Ее покрывают большим куском фланели, на которую посыпают слой промытого песка, за этим следует слой льна, который удерживает первые нечистоты, так что песок надо менять не очень часто.

    Автор-составитель: Патлах В.В. г.Пенза, 1995-2002 гг.


    источники:

    http://himia.my-dict.ru/q/294290_kak-polucit-iz-cellulozy-etanol/

    http://ug-plastics.ru/pererabotka/spirt-iz-opilok-tehnologiya.html

    • © 2023 Русский язык. Привила написания. Наш первый проект тут и тут