Производство из опилок спирта: Страница не найдена — provseothody.ru

способы получения. Производство этилового спирта из древесины Метиловый спирт из опилок

Общая схема получения этилового спирта из гидролизной «черной патоки» такова. Сырье в измельченном виде загружают в многометровую стальную гидролизную колонну, изнутри облицованную химически стойкой керамикой. Туда подают под давлением горячий раствор соляной кислоты. В результате химической реакции из целлюлозы получается продукт, содержащий сахар, так называемая «черная патока». Этот продукт нейтрализуют известью и туда добавляют дрожжи — сбраживают патоку. После чего опять нагревают, и выделяющиеся пары конденсируются в виде этилового спирта (называть его «винным», не хочется).
Гидролизный способ — самый экономный способ производства этилового спирта. Если традиционным биохимическим способом сбраживания из одной тонны зерна можно получить 50 литров спирта, то из одной тонны древесных опилок, гидролизным способом преобразованных в «черную патоку», выгоняется 200 литров спирта. Как говориться: «Почувствуйте выгоду!» Весь вопрос, можно ли «черную патоку» как осаха-ренную целлюлозу называть «пищевым продуктом», наравне с зерном, картофелем и свеклой.

Лица, заинтересованные в производстве дешевого этилового спирта, считают так: « А чё, почему нельзя? Ведь барда, как остаток «черной патоки», после ее перегонки идет на корм скоту, значит, она тоже пищевой продукт». Как тут не вспомнить слова Ф.М.Достоевского: «Образованный человек, когда это ему нужно, может словесно оправдать любую мерзость».
В 30-х годах прошлого века в осетинском поселке Беслан был построен крупнейший в Европе крахмалопа-точный комбинат, который с тех пор выпускает миллионы литров этилового спирта. Потом мощные заводы по производству этилового спирта были построены по всей стране, в том числе при Соликамском и Архангельском целлюлозо-бумажных комбинатах. И.В. Сталин, поздравляя строителей гидролизных заводов, которые во время войны, несмотря на трудности военного времени, досрочно ввели их в эксплуатацию, отметил, что это

«дает возможность сэкономить государству миллионы пудов хлеба» (Газета «Правда» от 27 мая 1944 г.).
Этиловый спирт, полученный из «черной патоки», а, по сути, из древесины (целлюлозы), осахаренной гидролизным способом, если, конечно, он хорошо очищен, не отличить от спирта, полученного из зерна или картофеля. По действующим стандартам такой спирт бывает «высшей очистки», «экстра» и «люкс», последний — самый лучший, то есть имеет самую высокую степень очистки. Водкой, приготовленной на основе такого спирта, не отравишься. На вкус такой спирт нейтрален, то есть «никакой» — безвкусный, в нем лишь одни «градусы», он только обжигает слизистую оболочку рта. Внешне распознать водку, сделанную на основе этилового спирта гидролизного происхождения, довольно трудно, а различные ароматизаторы, добавляемые к таким «водкам», придают им некоторое отличие друг от друга.
Однако не все так хорошо, как кажется на первый взгляд. Генетики провели исследования: одной партии подопытных мышей в рацион добавляли настоящую (зерновую) водку, другой — гидролизную, из древесины. Мыши, которые употребляли «сучок» умирали гораздо быстрее, а их потомство вырождалось. Но результаты этих исследований не остановили выпуск псевдорусских водок. Это как в популярной песне: «Ведь если водку гнать не из опилок, то что б нам было с пяти бутылок…»

Как из опилок получать спирт либо другое жидкое топливо?

1. в германии в конце 2мир.войны все танки ездили на синтетич. топливе из опилок. а на спирте машины в Бразилии очень даже ездят, 20% машин там на спирту. так что и правда, можно воспользоваться брожением, перегнать и получить спирт и будет вам авто
   может быть можно и метан с помощью бактерий получить? тогда еще лучше
2. Поделюсь опытом, так и быть! Вообщем, берешь 1КГ. опилок древесных или др. очень тчательно сушишь, затем добавляешь в колбу или еще что-то через холодильник (там будет возгонка) электролит (серную кислоту) 1/3 объема.. Советую, в Лабтехе купить холодильник 450 и не париться. нагреваешь, дотемпературы 150 градусов, и получаешь Метиловый Спирт, и там же его эфиры и др. ГОРЮЧИИ продукты реакции. жидкость может быть разных цветов. но обычно голубоватая, легколетучая. Да, будешь готовить не забудь добавить кусочки Корунда(оксид алюминия) ,- это катализатор. как только, жидкость в сосуде или колбе почернеет, до не узнаваемости, меняй и заливай следующию порцию. с 1 кг получишь где-то 470мл. спирта, а всего 700 с чем-то. Делай это в открытой местности, хорошо проветриваемой и в дали от еды.Да, маску и респиратор не забудь. Черную (отработавшую) жидкость процеди, и верхний слой после просушки очень хорошо горит. это тоже добавь в топливо.
3. Из хвойных пород — плохо. Обычно гидролизный спирт получают из лиственных. Здесь, собственно, два варианта и оба практически не реализуемые в домашних условиях. А водка-табуретовка по большому счту — шутка, так как производство неэффективно и употребление конечного продукта может быть опасно для здоровья. Первый вариант. Надо сложить опилки в достаточно большую кучу на улице, намочить водой и оставить на пару лет (именно два года или больше). В центре кучи поселятся анаэробные микроорганизмы, которые будут постепенно осуществлять распад целлюлозы до мономеров (сахаров), которые уже можно сбродить. Далее — как обычный самогон. Или второй вариант, который реализуется в промышленности. Опилки варят со слабым раствором серной кислоты при повышенном давлении. В этом случае гидролиз целлюлозы осуществляется за несколько часов. Далее — перегонка как обычно.
   Если рассматривать не только этиловый спирт, то можно пойти другим путм, но он, опять же, практически не реализуем в домашних условиях. Это — сухая перегонка опилок. Сырь необходимо нагреть в герметичной мкости до 800-900 град. и собирать выходящие газы. При охлаждении этих газов конденсируется креозот (основной продукт), метанол и уксусная кислота. Газы — смесь разнообразных углеводородов. Остаток- древесный уголь. Именно такой уголь в промышленности называют древесным, а не из костра. Он раньше применялся в металлургии вместо кокса. После его дополнительной обработки получают активированный уголь. Креозот — смола, которой смолят шпалы и телеграфные столбы. Газ можно использовать как обычный природный. Теперь жидкости. Метиловый, или древесный, спирт, отгоняют из жидкости при температуре до 75 град. Может сойти за топливо, но выход мал и он очень ядовит. Далее уксусная кислота. При е нейтрализации известью получается ацетат кальция, или, как раньше его называли, серый древесноуксусный порошок. При его прокаливании получается ацетон — чем не топливо? Правда, сейчас ацетон получают полностью синтетическим путм.
   
   Вроде ничего не забыл. Ну что, когда открываем креозотовую лавку?
4. «А если б водку гнать не из опилок, то че б нам было, с пяти бутылок?» (В.С. Высоцкий)
5. сбраживание сахаристых веществ. например целлюлоза. только для ускорения нужен фермент-дрожжи. а по-поводу метилового спирта….ну вообщето при малых дозах, он смертельно опасен.
6. Возгонкой.
7. Надо целюлозу перебродить, потом перегнать

Сибирские ученые работают над технологией производства отечественного биоэтанола

В советское время, кто еще помнит, много шутили на тему спирта, приготовленного из опилок. Ходили слухи, будто после войны дешевую водку делали как раз на основе «опилочного» алкоголя. В народе этот напиток получил название – «сучок».

Вообще, разговоры о производстве спирта из опилок возникли, конечно же, не на пустом месте. Такой продукт действительно производился. Назывался он «гидролизным спиртом». Сырьем для его производства действительно были опилки, точнее – целлюлоза, извлекаемая из отходов лесной промышленности. Выражаясь строго научно – из непищевого растительного сырья. По приблизительным расчетам, из 1 тонны древесины можно было получить около 200 литров этилового спирта. Это будто бы позволяло заменить 1,5 тонны картофеля или 0,7 тонн зерна. Применялся ли такой спирт на советских лекеро-водочных заводах, неизвестно. Производился он, понятное дело, для сугубо технических целей.

Надо сказать, что производство технического этанола из органических отходов уже давно будоражит воображение ученых. Можно найти литературу XIX века, где обсуждаются возможности получения спирта из самого разнообразного сырья, в том числе и непищевого. В XX веке эта тема зазвучала с новой силой. В 1920-го годы ученые в Советской России даже предлагали делать спирт из… фекалий! Было даже шутливое стихотворение Демьяна Бедного:

Ну настали времена,
Что ни день, то чудо:
Водку гонят из говна –
По три литра с пуда!

Русский ум изобретет
В зависть всей Европы —
Скоро водка потечет
В рот из самой жопы…

Впрочем, идея с фекалиями так и осталась на уровне шутки. А вот к целлюлозе отнеслись серьезно. Помните, в «Золотом теленке» Остап Бендер рассказывает иностранцам о рецепте «табуреточного самогона». Дело в том, что с целлюлозой «химичили» уже тогда. Причем, надо заметить, извлекать ее можно не только из отходов лесной промышленности. Отечественное сельское хозяйство ежегодно оставляет огромные горы соломы – это тоже прекрасный источник целлюлозы. Не пропадать же добру. Солома – источник возобновляемый, можно сказать – даровой.

Есть только в этом деле одна загвоздка. Помимо нужной и полезной целлюлозы в одревесневших частях растений (а таковыми, в том числе, является и солома) содержится лигнин, который усложняет весь процесс. Из-за наличия в растворе этого самого лигнина практически невозможно получить нормальную «бражку», поскольку сырье не осахаривается. Лигнин тормозит развитие микроорганизмов. По этой причине требуется «подкормка» — добавление нормального пищевого сырья. Чаще всего в этой роли выступает мука, крахмал или патока.

От лигнина, конечно же, можно избавиться. В целлюлозо-бумажной промышленности это традиционно делается химическим путем, например, с помощью обработки кислотой. Вопрос только в том, куда его потом девать? В принципе, из лигнина можно получить неплохое твердое топливо. Горит он хорошо. Так, в Институте теплофизики СО РАН даже разработали соответствующую технологию сжигания лигнина. Но, к сожалению, тот лигнин, что остается от нашего целлюлозо-бумажного производства, в качестве топлива непригоден из-за содержащейся в нем серы (последствия химической обработки). Если его сжигать – получим кислотные дожди.

Есть и другие способы – обрабатывать сырье перегретым паром (лигнин при высоких температурах плавится), проводить экстракцию органическими растворителями. Кое-где именно так и делают, однако эти способы очень затратные. В условиях плановой экономики, где все затраты брало на себя государство, можно было работать и таким способом. Однако в условиях рыночной экономики получается так, что овчинка, образно говоря, не стоит выделки. И при сопоставлении затрат выходит, что куда дешевле обходится производство технического спирта (по-современному – биоэтанола) из традиционного пищевого сырья. Все зависит от того, в каких количествах вы располагаете таким сырьем. У американцев, например, имеет место перепроизводство кукурузы. Куда проще и выгоднее излишки пустить на производство спирта, чем транспортировать ее на другой континент. В Бразилии, как мы знаем, излишки сахарного тростника также используются в качестве сырья для производства биоэтанола. В принципе, в мире не так уж мало стран, где спирт заливают не только в желудок, но и в бак автомобиля. И все было бы неплохо, если бы некоторые известные мировые деятели (в частности, кубинский лидер Фидель Кастро), не выступили против такого «несправедливого» использования сельхозпродукции в условиях, когда в некоторых странах люди страдают от недоедания, а то и вообще умирают с голоду.

В общем, идя навстречу филантропическим пожеланиям, ученые, работающие в сфере производства биоэтанола, должны искать какие-то более рациональные, более совершенные технологии переработки непищевого сырья. Примерно десять лет назад специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН решили пойти другим путем – использовать для этих целей механохимический способ. Вместо известной химической обработки сырья или нагревания они стали применять особую механическую обработку. Для чего были сконструированы специальные мельницы и активаторы. Суть метода такова. Благодаря механической активации целлюлоза переходит из кристаллического состояния в аморфное. Это облегчает работу ферментов. Но главное здесь то, что сырье в процессе механической обработки разделяется на различные частички – с разным (большим или меньшим) содержанием лигнина. Потом уже – благодаря разным аэродинамическим характеристикам этих частичек – их легко отделить друг от друга с помощью специальных установок.

На первый взгляд, все очень просто: размололи – и дело с концом. Но только на первый взгляд. Если бы действительно все было так просто, то уже во всех странах мололи бы солому и прочие растительные отходы. На самом деле здесь необходимо найти правильную интенсивность, чтобы сырье разделилось на отдельные ткани. В противном случае у вас получится однообразная масса. Задача ученых – как раз найти здесь необходимый оптимум. И оптимум этот, как показывает практика, достаточно узкий. Можно и перестараться. В том-то, надо сказать, и заключается работа ученого, чтобы выявить золотую середину. Причем, здесь необходимо учитывать и экономические аспекты – а именно, отработать технологию так, чтобы затраты на механихимическую обработку исходного сырья (каким бы дешевым оно ни было) не сказались на себестоимости производства.

В лабораторных условиях уже получены десятки литров замечательного спирта. Самым впечатляющим выглядит тот момент, что спирт получен из обычной соломы. Причем – без применения кислоты, щелочей и перегретого пара. Главное подспорье тут – «чудо-мельницы», сконструированные спецами Института. В принципе, уже ничто не мешает перейти и к промышленным образцам. Но это уже – другая тема.

Вот он — первый отечественный биоэтанол из соломы! Пока еще в бутылях. Дождемся ли, когда его начнут производить цистернами?

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English     Ранее метанол получали при сухой перегонке дерева (отсюда его название древесный спирт). Он применяется как растворитель и для различных органических синтезов — получение формальдегида, некоторых красителей, фотореактивов, фармацевтических препаратов. 

В гидролизном спирте, полученном из древесных опилок, может быть примесь метилового спирта. Эта примесь недопустима, так как метиловый спирт очень ядовит и в определенной концентрации может привести к тяжелому отравлению и слепоте. В качестве примеси в спирте могут быть дубильные вещества, если спирт хранился в дубовых бочках. 

    Метиловый спирт (метанол) в течение длительного времени получали из водного дистиллата, выделяющегося при сухой перегонке древесины (отсюда и название — древесный спирт). Выход спирта при этом зависит от породы древесины и колеблется в пределах от 3 до 6 кг на каждый кубометр сухой древесины. В 1933 г. в СССР была пущена первая установка по получению метилового спирта из синтез-газа, и в настоящее время более 90% его получают таким образом. Метиловый спирт является важным видом сырья для получения формальдегида, диметил-сульфата, антидетонационных смесей, ингибиторов, антифризов, метиламина, метилового эфира акриловой кислоты, лаков, красителей и других продуктов. В чистом виде применяется как добавка к моторному топливу и в качестве растворителя. 

Гидролиз целлюлозы, иначе называемый осахариванием,-очень важное свойство целлюлозы, он позволяет получить из древесных опилок и стружек глюкозу, а сбраживанием последней — этиловый спирт. Этиловый спирт, полученный из древесины, называется гидролизным.  

Поэтому большинство установок для перегонки дерева получают лишь часть содержащихся в сыром древесном спирте метилового спирта и ацетона в виде чистого метилового спирта и чистого ацетона. Остальную значительную часть в виде первых и средних погонов, полученных в колонках обычным способом, т. е. без введения воды и пара, смешивают вместе и получают древесный спирт для денатурации. Отделение метилового спирта от ацетона описанным здесь способом, посредством которого это отделение происходит почти количественно, дает значительное финансовое преимущество перед прочими установками, ра- 

Метиловый спирт (метанол, древесный спирт) СНзОН — бесцветная жидкость с характерным запахом, смешивается с водой в любых соотношениях, хороши растворитель многих органических веществ, горит бледным пламенем. М. с. очень ядовит, вызывая в малых дозах слепоту, в больших — смерть. В промышленности метиловый спирт получают двумя способами присухой перегонке дерева (поэтому его называют древесным спиртом) и синтетически из СО и Нг в присутствии катализатора (напр., оксид цинка ZnO), при 300-600 °С и давлении 5-10 Па (СО + Ц- 2Нг = СНзОН). М. с. применяют как сырье для получения муравьиного альдегида (формальдегида) и для синтеза других органических веществ, в производстве красителей и лаков. 

Метиловый спирт (метанол) СН3ОН, носящий еще название древесного спирта (по старому способу его получения — сухой перегонкой дерева), представляет собой бесцветную жидкость, кипящую при 64,7° С. Обладает характерным спиртовым запахом, горит бледным пламенем. Метиловый спирт сильно ядовит. При принятии внутрь вызывает тяжелое отравление, сопровождаемое потерей зрения может привести к смертельному исходу. 

Первыми источниками получения органических веществ были животные и растительные организмы X, продукты их жизнедеятельности. Каждый живой организм представляет собой своеобразную химическую лабораторию, в которой осуществляются как процессы синтеза, так и распада. В растительных организмах из простых исходных веществ (диоксид углерода, вода) под воздействием солнечной энергии синтезируются сложные органические вещества (фотосинтез). В животных организмах, наоборот, сложные органические вещества (сахара, белки, жиры) распадаются на более простые, часть из них как бы сгорает, отдавая энергию и превращаясь в СО2 и Н2О, но в то же время в организме также синтезируются специфические белки, жиры и другие вещества. Растительный мир является главным производителем органических веществ. Особое место в этом отношении занимают деревья. Древесина и полученные из нее целлюлоза и лигнин являются ценным сырьем для химической переработки. Так, например, сухая перегонка древесины с давних времен применялась для получения органических соединений, таких, как уксусная кислота, метиловый спирт (древесный спирт), ацетон, фенолы. 

    До середины XIX в. практика переработки органических веществ не выходила за пределы извлечения из растительного и животного сырья содержащихся в нем ценных продуктов (например,- красителей, сахаров, дубителей и др.). Для выделения их использовались простейшие механические и тепловые процессы обработки сырья дробление, растворение, фильтрование, отжим, выпаривание, перегонка и т. д. При получении спирта, уксусной кислоты и некоторых других органических веществ использовались биохимические процессы (в частности, брожение). Некоторые органические продукты были выделены при термическом разложении природного сырья. Так, при сухой перегонке древесины наряду с древесным углем получали уксусную кислоту, древесный спирт, деготь. 

Фракции сырой (неочищенной) смолы представляют собой сложные смеси, состоящие из легких и тяжелых масел, которые находят применение для пропитки древесины и медицинских целей. При перегонке смолы в остатке получают пек. Фракцию тяжелых масел перерабатывают на креозот. Основным компонентом этого продукта является гваякол, применяемый в фармацевтической промышленности как антисептическое средство. Фенольные компоненты пиролизной смолы можно также использовать при получении связующих для фанеры . Древесный спирт содержит около 60 % метанола и различных примесей (см. 12.5). Его используют в качестве растворителя и для денатурации этанола. Из фракции древесного уксуса (см. 12.5) можно получить чистую уксусную кислоту и пищевой уксус. Решение вопроса о том, следует или нет получать очищенные продукты, зависит от экономических соображений и требований экологии . Неконденсируемые газы, состоящие из диоксида и моноксида углерода, водорода, метана и других углеводородов (теплота сгорания около 8,9 МДж/м), применяют для предварительной сушки древесины и в качестве газа для продувки реторт . 

В промышленности метиловый спирт раньше получали при сухой перегонке древесины, откуда и его название — древесный спирт. При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение целлюлозы и других веществ, в частности сложного вещества, спутника целлюлозы — лигнина. В результате образуются различные газообразные, жидкие и твердые продукты, в том числе.и метиловый спирт. Полученный таким образом метиловый спирт всегда содержит примеси уксусной кислоты, ацетона и других органических веществ. 

Метиловый спирт. Метиловый спирт (другие названия метанол, карбинол, древесный спирт) — простейший одноатомный спирт, бесцветная легкоподвижная жидкость. Сильный яд (прием внутрь вызывает слепоту, при больших дозах — смерть). Современный метод получения — каталитический синтез из окиси углерода и водорода (температура 300-400 С, давление 250-500 атм, катализатор — окись цинка)  

Метиловый спирт прежде получали деструктивной перегонкой древесины и называли его поэтому иногда древесным спиртом. Это ядовитое вещество, и употребление его приводит к слепоте и смерти. Метиловый спирт применяют в качестве растворителя, а также используют для получения других органических соединений. 

В табл. 38 приведены доли спирта от всего поступившего на ректификацию, в пересчете на 100%-ный, в отг льных сортах ректификованных спиртов, полученных ректификацией необработанного спирта-сырца и обработанного перед ректификацией древесным углем, едким натром либо перманганатом калия в табл. 39 — основные характеристики полученных при этом ректификованных спиртов I сорта. В представленных таблицах столбцы, пронумерованные цифрой 1, относятся к ректификованному спирту, полученному из необработанного спирта-сырца 2 — обработанного древесным углем 3 — обработанного едким натром 4 — обработанного перманганатом калия. 

Некоторое количество метилового спирта получается методом сухой перегонки древесины отсюда и одно из названий метанола — древесный спирт. Это наиболее старый способ его получения. 

Летучие компоненты отделяют перегонкой с получением сырых продуктов. Так, фракция древесного спирта состоит из воды, 45 % метанола, 7 ацетона, 5 метилацетата, 3 % ацетальдегида и небольших количеств аллилового спирта, метилформиата, фурана и фурфурола. Фракция древесного уксуса содержит в основном уксусную кислоту, а также пропионовую, масляную и другие кислоты. Главными компонентами фракции смолы являются крезол, гваякол, другие фенолы и простые эфиры фенолов . 

Метилозый спирт образуется и при сухой перегонке дерева поэтому его называют также древесным спиртом. Применяется он как растворитель, а также для получения других органических веществ. 

Первый представитель гомологического ряда предельных одноатомных спиртов — метиловый спирт (метанол) СН3ОН раньше часто называли древесным спиртом. Происхождение этого названия связано со старинным способом получения метилового спирта при сухой перегонке дерева. В настоящее время метанол получается исключительно синтетическим путем, при пропускании смеси окиси углерода и водорода при 350 °С и 250 атм над катализатором, состоящим из смеси цинка, хрома и других металлов  

Метиловый спирт. Метило1 лй спирт (другие названия метанол, карбинол, древесный спирт) — простейший одноатомный спирт, бесцветная жидкость. Сильный яд (прием внутрь вызывает слепоту, при ббльших дозах — смерть). Сов >еменный метод получения — каталитический синтез из оксида углерэда (II) и водорода [томпература 250°С, давление 7 МПа, катализатор — смесь оксидов цинка и меди (II)] 

При сухой перегонке древесины уксусная кислота, собирается в подсмольной воде. Для отделения уксусной кислоты от древесного спирта и ацетона ее нейтрализуют известью полученный уксуснокислый кальций, так называемый уксусный порошок, разлагают соляной кислотой или серной кислотой  

Кроме этих наименований некоторые спирты имеют еще эмпирические наименования, связанные с историей открытия в том или ином природном продукте, способом получения и т. д. Например, метиловый спирт часто называют древесным спиртом, т к как он получается при сухой перегонке дерева этиловый спирт называют винным спиртом, так как он был впервые обнаружен в виноградном вине, и т. д. 

Метиловый спирт, или метанол, СН3ОН (также древесный спирт, или карбинол) получается любым из общих способов получения спиртов. Однако в течение многих лет единственным источником его являлись продукты сухой перегонки дерева. Водный слой, получаемый наряду с древесным дегтем при медленном нагревании дерева без доступа воздуха, содержит 1-2% метилового спирта и, кроме того, много уксусной кислоты (10%) и немного ацетона (0,5%). Уксусную кислоту отделяют обработкой известью, после чего метиловый спирт очищают дробной перегонкой и другими способами. 

В течение длительного времени химики называли органические вещества по случайным признакам. Чаще всего эти названия отражали происхождение веществ (муравьиная, яблочная, винная кислоты, молочный сахар, винный и древесный спирты и др.), иногла- способ получения (пировиноградная кислота), а порой — имя исследователя (например, кетон Михлера). Эти случайные названия, не отражающие строения молекул органических веществ, получили название тривиальных, а система этих названий — тривиальной номенклатуры. Эти названия используются и сейчас, особенно когда речь идет о привычных и часто применяемых реактивах. 

Метиловый спирт, метанол, древесный спирт. Бесцветная жидкость, т. кип, 64,5°, хорошо растворяется в воде. Широко применяется в лабораторной работе как растворитель, а также в ряде органических синтезов (получение формальдегида, реакция метилирования и др.). Обладает высокой токсичностью и вызывает тяжелые отравления. При постоянной работе с метиловым спиртом опасно постепенное (комулятивное) нарастание его действия. Помимо наркотического действия метиловый спирт вызывает органическое поражение зрительного нерва и сетчатки глаз, в связи с чем при отравлении метиловым спиртом может наступить полная или частичная потеря зрения. Смертельная доза при приеме внутрь метилового спирта 30 г тяжелые отравления могут наступить при приеме 5-10 г . 

Как видно из представленных данных, ректификованные спирты I сорта, полученные из обработанного и необработанного спирта-сырца, имеют одинаковые или близкие показатели по вкусу и запаху, крепости, содержанию фурфурола, альдегидов и сивушного масла. (Понятно, что к характеристикам спирта, обозначенным словами нет и следы, небходимо относиться осторожно, с пониманием того, что анализ произведен в условиях промышленного производства исследования выполнены на Бах-мачском винокуренном заводе Черниговской губернии.) Но в спиртах, полученных перегонкой спирта-сырца, обработанного древесным углем и едким натром, содержание эфиров и кислот ниже, чем у двух других спиртов. Значительно лучше у них и показатель Ланга (см. с. 216-218). Выход ректификованных 

Основной пирогенетический процесс был выбран с получением древесного угля, который является более дефицитным и нужным продуктом, чем древесный генераторный газ. Для получения наибольшей гаммы продуктов пиролиза, образующихся при НИЗКИХ и высоких температурах, процесс разложения ведется в две стадии. Сначала древесину подвергают предварительному пиролизу в среде жидкого теплоносителя (дизельное топливо) с температурой 275° и получают основную массу кислот, легкокипящих продуктов, входящих в так называемый древесный спирт, и смол. Образующуюся в результате предпиролиза бурую древесину (см. стр. 37) подвергают вторичному пиролизу при температуре 600-700° с твердым теплоносителем (древесный уголь) и Получают светильный газ и жижку, содержащую отстойную смолу с большим выходом низкокипящих фенолов, дополнительное количество кислот и древесный уголь. Последний отличается низким содержанием летучих и повышенной активностью. 

Осветленный сьфой древесный спирт должен быть и оставаться щелочным, прежде чем можно приступить к его иере-гоеке. Если он не щелочной, то полученный из него чистый метиловый спирт будет желтым, часто даже после нескольких перегонок. Если очистка известковым раствор ом проведена тщательно, то выделенный при взбалтывании 1 ч. отстоявшегося древесного спирта с 2 ч. раствора едкого натра уд. в. 1,3 ацетон 

Номенклатура. Первый член гомологического ряда предельных одноатоммых спиртов в прошлом получали путем сухой перегонки древесины, а поэтому полученный спирт называли древесным спиртом или карбинолом. Следующий член — С2Н5ОН — был назван винным спиртом еще алхимиками. 

По вопросу получения формальдегида из метана имеется обширная патентная литература. Процесс окисления начинается здесь при повышенной температуре (500-600°), которая поддерживается далее теплотой самой реакции для ее успешного течения некоторые авторы рекомендуют применение давления, а также катализаторов (Си, Ге, N1, Со). Формальдегид находит обширное применение в качестве дезинфе цирующего вещества и антисептика в химической технологии он широко применяется для изготовления органических красок (фуксин и др.), искусственных смол (бакелит и т. п.) и т. д. Технически формальдегид получается пока окислением древесного спирта. 

Смотреть страницы где упоминается термин Древесный спирт получение :                               Начала органической химии Кн 1 Издание 2 (1975) — [

На сегодняшний день достаточно много людей занимается изготовлением домашней наливки, однако для некоторых напитков необходимо наличие спиртного элемента. Производство спирта в домашних условиях не является сильно трудоемким. Для этого необходимо знать и учитывать некоторые аспекты и принципы изготовления метилового спирта.

В первую очередь для изготовления метанола требуется наличие зерна. В роли зерновых культур в данном случае могут выступать кукуруза, пшеница. Также можно использовать картофель и крахмал. Но, как известно, во взаимодействии с веществом крахмал не дает никакой реакции. С целью произвести химический элемент используется метод засахарения. А для того, чтобы его засахарить, необходимы определенные ферменты, они присутствуют в солоде. Делая этанол из зерна без химических примесей, наблюдается выход натурального продукта.

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.

Как, видим, технология изготовления домашнего спирта довольно проста и не требует дополнительных усилий.

Производство этанолового вещества из опилок

В последние годы значительно снизилось ископаемое сырье, которое можно использовать для изготовления этилового спирта. Наблюдается нехватка зерна. Однако производство спирта из древесных опилок не самый худший вариант, так как этот сырьевой продукт постоянно обновляется по истечении годов.

Однако изготовление вещества из опилок требует некоторых навыков, и плюс ко всему изготовитель должен иметь специальное оборудование, без которого будет трудоемко изготавливать этанол. Производство спирта из опилок в домашних условиях пользуется высокой популярностью, так не требует высоких затрат.

Как известно, свой изготовленный этанол не сравнивается с заводским вариантом. Продукция, изготовленная в хозяйственных условиях, является более качественной, ведь каждый ингредиент отличается своей уникальностью. Из опилок производить спирт значительно проще!

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.

Оборудование по производство спиртных продуктов имеет некоторые принципы своей работы. Аппарат имеет специальную горловину, которая заполняет бак необходимой жидкостью. В виде такой жидкости может выступать брага. При помощи нагревательных горелок продукт нагревается до температуры кипения. После чего аппарат и оборудование необходимо перевести в обычный режим.

Далее происходит охлаждение через холодильное отделение с добавочной очисткой пара от ненужных примесей. Очищенное вещество попадает в бак, а пары в холодильник, в котором охлаждаются до состояния жидкости. Аппарат для производства спирта способен выработать установленный норматив. Результатом проведения данной процедуры выступает алкоголь высококачественного приготовления.

КАУЧУК ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОПИЛОК

ИСКУССТВЕННЫЙ КАУЧУК

Ы познакомились с производством искусственного каучука из этилового спирта, который в свою очередь был получен из картофеля или других крахмалосодер­жащих продуктов. Но нельзя ли получить этиловый спирт, не затрачивая на это картофеля или другого ценного пи­щевого сырья? Можно.

Спирт можно получить из. . . самых обычных древес­ных опилок, отходов производства строительных материа­лов (рис. 7). Если измельчённую древесину, стружку или

Рис. 7. Спирт можно получить из древесных опилок.

Опилки нагревать под давлением со слабой серной кисло­той, то основные «кирпичики», из которых построена дре­весина— молекулы клетчатки (целлюлозы), взаимодей­ствуя с водой, разлагаются и образуют сахаристые веще­ства. Этот процесс называется гидролизом.

Сахаристые вещества затем сбраживаются дрожжами в спирт. Слабый спирт перегонкой превращают в крепкий.

Для получения 1 тонны спирта необходимо затратить не так уж много сухой древесины — около 9 тонн.

СССР обладает огромными лесными массивами. Наши леса — ато колоссальные источники сырья для производ­ства искусственного каучука.

Ещё в 1934 году XVII съезд ВКП(б) постановил все­мерно развивать производство спирта из опилок и отходов бумажной промышленности. За годы второй и третьей пятилеток у нас были построены и пущены заводы по вы­работке гидролизного спирта, спирта из древесины. Этот спирт в настоящее время в больших количествах пере­рабатывается в искусственный каучук.

Спирт можно получать также из сульфитных щёлоков. Так называются отходы при выделении из древесины целлюлозы, необходимой для производства искусственного волокна, киноплёнки и т. д. Сульфитные щёлока содержат значительное количество сахаристых веществ, которые могут подвергаться спиртовому броже­нию. Из 1 тонны сульфитных щёлоков можно получить до 10 литров 96-процентного спирта.

Гидролизный и сульфитный спирты перерабатывают­ся в синтетический каучук так же, как и спирт из кар­тофеля.

Так могущественная химия дала возможность полу­чать каучук не только из растущего дерева — гевеи, но и из любого уже срубленного дерева, превращая его клет­чатку в спирт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оы познакомились с одним из величайших достижений Химического синтеза — получением искусственного каучука. Многие иностранные учёные не верили, что эта круп­нейшая научно-техническая проблема может быть разре­шена. Немецкий химик Готлиб в …

КАКОЙ КАУЧУК САМЫЙ ЛУЧШИЙ?

Х Имический синтез открывает для нас широкие воз­можности. Ведь различными комбинациями простых веществ можно получить практически бесконечное число сложных соединений с различными свойствами. Если при­рода даёт нам продукты с одними …

ЖИДКИЙ КАУЧУК

Течение двух последних десятилетий стали применять особый вид полимеризации углеводородов — полиме­ризацию в эмульсиях. Если сильно перемешать дивинил с водой, то мельчай­шие капельки дивинила равномерно распределятся в воде. Получится водная …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Спирт из… соломы!: oleg_noskov — LiveJournal

Сибирские ученые работают над технологией производства отечественного биоэтанола

В советское время, кто еще помнит, много шутили на тему спирта, приготовленного из опилок. Ходили слухи, будто после войны дешевую водку делали как раз на основе «опилочного» алкоголя. В народе этот напиток получил название – «сучок».

Вообще, разговоры о производстве спирта из опилок возникли, конечно же, не на пустом месте. Такой продукт действительно производился. Назывался он «гидролизным спиртом». Сырьем для его производства действительно были опилки, точнее – целлюлоза, извлекаемая из отходов лесной промышленности. Выражаясь строго научно – из непищевого растительного сырья. По приблизительным расчетам, из 1 тонны древесины можно было получить около 200 литров этилового спирта. Это будто бы позволяло заменить 1,5 тонны картофеля или 0,7 тонн зерна. Применялся ли такой спирт на советских лекеро-водочных заводах, неизвестно. Производился он, понятное дело, для сугубо технических целей.

Надо сказать, что производство технического этанола из органических отходов уже давно будоражит воображение ученых. Можно найти литературу XIX века, где обсуждаются возможности получения спирта из самого разнообразного сырья, в том числе и непищевого. В XX веке эта тема зазвучала с новой силой. В 1920-го годы ученые в Советской России даже предлагали делать спирт из… фекалий! Было даже шутливое стихотворение Демьяна Бедного:

Ну настали времена,
Что ни день, то чудо:
Водку гонят из говна –
По три литра с пуда!

Русский ум изобретет
В зависть всей Европы —
Скоро водка потечет
В рот из самой жопы…

Впрочем, идея с фекалиями так и осталась на уровне шутки. А вот к целлюлозе отнеслись серьезно. Помните, в «Золотом теленке» Остап Бендер рассказывает иностранцам о рецепте «табуреточного самогона». Дело в том, что с целлюлозой «химичили» уже тогда. Причем, надо заметить, извлекать ее можно не только из отходов лесной промышленности. Отечественное сельское хозяйство ежегодно оставляет огромные горы соломы – это тоже прекрасный источник целлюлозы. Не пропадать же добру. Солома – источник возобновляемый, можно сказать – даровой.

Есть только в этом деле одна загвоздка. Помимо нужной и полезной целлюлозы в одревесневших частях растений (а таковыми, в том числе, является и солома) содержится лигнин, который усложняет весь процесс. Из-за наличия в растворе этого самого лигнина практически невозможно получить нормальную «бражку», поскольку сырье не осахаривается. Лигнин тормозит развитие микроорганизмов. По этой причине требуется «подкормка» — добавление нормального пищевого сырья. Чаще всего в этой роли выступает мука, крахмал или патока.

От лигнина, конечно же, можно избавиться. В целлюлозо-бумажной промышленности это традиционно делается химическим путем, например, с помощью обработки кислотой. Вопрос только в том, куда его потом девать? В принципе, из лигнина можно получить неплохое твердое топливо. Горит он хорошо. Так, в Институте теплофизики СО РАН даже разработали соответствующую технологию сжигания лигнина. Но, к сожалению, тот лигнин, что остается от нашего целлюлозо-бумажного производства, в качестве топлива непригоден из-за содержащейся в нем серы (последствия химической обработки). Если его сжигать – получим кислотные дожди.

Есть и другие способы – обрабатывать сырье перегретым паром (лигнин при высоких температурах плавится), проводить экстракцию органическими растворителями. Кое-где именно так и делают, однако эти способы очень затратные. В условиях плановой экономики, где все затраты брало на себя государство, можно было работать и таким способом. Однако в условиях рыночной экономики получается так, что овчинка, образно говоря, не стоит выделки. И при сопоставлении затрат выходит, что куда дешевле обходится производство технического спирта (по-современному – биоэтанола) из традиционного пищевого сырья. Все зависит от того, в каких количествах вы располагаете таким сырьем. У американцев, например, имеет место перепроизводство кукурузы. Куда проще и выгоднее излишки пустить на производство спирта, чем транспортировать ее на другой континент. В Бразилии, как мы знаем, излишки сахарного тростника также используются в качестве сырья для производства биоэтанола. В принципе, в мире не так уж мало стран, где спирт заливают не только в желудок, но и в бак автомобиля. И все было бы неплохо, если бы некоторые известные мировые деятели (в частности, кубинский лидер Фидель Кастро), не выступили против такого «несправедливого» использования сельхозпродукции в условиях, когда в некоторых странах люди страдают от недоедания, а то и вообще умирают с голоду.

В общем, идя навстречу филантропическим пожеланиям, ученые, работающие в сфере производства биоэтанола, должны искать какие-то более рациональные, более совершенные технологии переработки непищевого сырья. Примерно десять лет назад специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН решили пойти другим путем – использовать для этих целей механохимический способ. Вместо известной химической обработки сырья или нагревания они стали применять особую механическую обработку. Для чего были сконструированы специальные мельницы и активаторы. Суть метода такова. Благодаря механической активации целлюлоза переходит из кристаллического состояния в аморфное. Это облегчает работу ферментов. Но главное здесь то, что сырье в процессе механической обработки разделяется на различные частички – с разным (большим или меньшим) содержанием лигнина. Потом уже – благодаря разным аэродинамическим характеристикам этих частичек – их легко отделить друг от друга с помощью специальных установок.

На первый взгляд, все очень просто: размололи – и дело с концом. Но только на первый взгляд. Если бы действительно все было так просто, то уже во всех странах мололи бы солому и прочие растительные отходы. На самом деле здесь необходимо найти правильную интенсивность, чтобы сырье разделилось на отдельные ткани. В противном случае у вас получится однообразная масса. Задача ученых – как раз найти здесь необходимый оптимум. И оптимум этот, как показывает практика, достаточно узкий. Можно и перестараться. В том-то, надо сказать, и заключается работа ученого, чтобы выявить золотую середину. Причем, здесь необходимо учитывать и экономические аспекты – а именно, отработать технологию так, чтобы затраты на механихимическую обработку исходного сырья (каким бы дешевым оно ни было) не сказались на себестоимости производства.

В лабораторных условиях уже получены десятки литров замечательного спирта. Самым впечатляющим выглядит тот момент, что спирт получен из обычной соломы. Причем – без применения кислоты, щелочей и перегретого пара. Главное подспорье тут – «чудо-мельницы», сконструированные спецами Института. В принципе, уже ничто не мешает перейти и к промышленным образцам. Но это уже – другая тема.

Вот он — первый отечественный биоэтанол из соломы! Пока еще в бутылях. Дождемся ли, когда его начнут производить цистернами?

Вкусный оборудование для производства спирта с разными вкусами и сильными сторонами

Выбирайте из большого разнообразия заманчивых. оборудование для производства спирта с Alibaba.com. Огромный инвентарь наверняка позволит даже ценителям новых находок. Эти. оборудование для производства спирта доступны в обоих видах брожения — лагере или элем. Большое разнообразие. оборудование для производства спирта различных цветов, вкусов и ароматов. Эти. оборудование для производства спирта от надежных брендов, известных своим безупречным вкусом.

Эти. оборудование для производства спирта идеально подходят для использования в барах и ресторанах, а также для индивидуальных потребителей. Эти. оборудование для производства спирта предлагаются как в стеклянных бутылках, так и в банках. Они могут даже поставляться в удобных и легко переносимых стеках. Эти. оборудование для производства спирта можно подавать при комнатной температуре или охлажденным для оптимального вкуса. Эти товары имеют длительный срок хранения и могут храниться на складе в течение длительного времени.

The. оборудование для производства спирта на Alibaba.com могут быть нижними, верхними или спонтанно ферментирующими сортами и предлагать потребителям уникальный вкус и текстуру. Эти. оборудование для производства спирта бывают тяжелыми или легкими в зависимости от способа изготовления и подходят для самых разных потребителей. Эти. оборудование для производства спирта являются солодовыми или имеют ароматные ноты цветов и карамели. У них разные уровни горечи и сладости, чтобы понравиться самому широкому кругу возможных потребителей.

Выберите наиболее привлекательные варианты из широкого спектра. оборудование для производства спирта на Alibaba.com. Они обязательно понравятся. оборудование для производства спирта поставщиков, которые хотят найти универсальный магазин для множества разновидностей по экономичным ценам. Выберите их, чтобы почувствовать разницу во вкусе и крепости.

Мельчить – и никаких щелочей!

В советское время,  кто еще помнит, много шутили на тему спирта, приготовленного из опилок. Ходили слухи, будто после войны дешевую водку делали как раз на основе «опилочного» алкоголя. В народе этот напиток получил название – «сучок».

Вообще, разговоры о производстве спирта из опилок возникли, конечно же, не на пустом месте. Такой продукт действительно производился. Назывался он «гидролизным спиртом». Сырьем для его производства действительно были опилки, точнее – целлюлоза, извлекаемая из отходов лесной промышленности. Выражаясь строго научно – из непищевого растительного сырья. По приблизительным расчетам, из 1 тонны  древесины можно было получить около 200 литров этилового спирта. Это будто бы позволяло заменить 1,5 тонны картофеля или 0,7 тонн зерна. Применялся ли такой спирт на советских лекеро-водочных заводах, неизвестно. Производился он, понятное дело, для сугубо технических целей.

Надо сказать, что производство технического этанола из органических отходов уже давно будоражит воображение ученых. Можно найти литературу XIX века, где обсуждаются  возможности получения спирта из самого разнообразного сырья, в том числе и непищевого. В XX веке эта тема зазвучала с новой силой. В 1920-го годы ученые в Советской России даже предлагали делать спирт из… фекалий!

Впрочем, идея с фекалиями так и осталась на уровне шутки. А вот к целлюлозе отнеслись серьезно. Помните, в «Золотом теленке» Остап Бендер рассказывает иностранцам рецепт «табуреточного самогона». Дело в том, что с целлюлозой «химичили» уже тогда. Причем, надо заметить, извлекать ее можно не только из отходов лесной промышленности. Отечественное сельское хозяйство ежегодно оставляет огромные горы соломы – это тоже прекрасный источник целлюлозы. Не пропадать же добру. Солома – источник возобновляемый, можно сказать – даровой.

Есть только в этом деле одна загвоздка. Помимо нужной и полезной целлюлозы в одревесневших частях растений (а таковыми, в том числе, является и солома) содержится лигнин, который усложняет весь процесс. Из-за наличия в растворе этого самого лигнина практически невозможно получить нормальную «бражку», поскольку сырье не осахаривается. Лигнин тормозит развитие микроорганизмов. По этой причине требуется «подкормка» – добавление нормального пищевого сырья. Чаще всего в этой роли выступает мука, крахмал или патока.

От лигнина, конечно же, можно избавиться. В целлюлозно-бумажной промышленности это традиционно делается химическим путем, например, с помощью обработки кислотой. Вопрос только в том, куда его потом девать? В принципе, из лигнина можно получить неплохое твердое топливо. Горит он хорошо. Как мы уже писали ранее, в Институте теплофизики СО РАН даже разработали соответствующую технологию сжигания лигнина. Но, к сожалению, тот лигнин, что остается от нашего целлюлозно-бумажного производства, в качестве топлива непригоден из-за содержащейся в нем серы (последствия химической обработки). Если его сжигать – получим кислотные дожди.

Есть и другие способы – обрабатывать сырье перегретым паром (лигнин при высоких температурах плавится), проводить экстракцию органическими растворителями. Кое-где именно так и делают, однако эти способы очень затратные. В условиях плановой экономики, где все затраты брало на себя государство, можно было работать и таким способом. Однако в условиях рыночной экономики получается так, что овчинка, образно говоря, не стоит выделки. И при сопоставлении затрат выходит, что куда дешевле обходится производство технического спирта (по-современному – биоэтанола) из традиционного пищевого сырья. Все зависит от того, в каких количествах вы располагаете таким сырьем. У американцев, например, имеет место перепроизводство кукурузы. Куда проще и выгоднее излишки пустить на производство спирта, чем транспортировать ее на другой континент. В Бразилии, как мы знаем, излишки сахарного тростника также используются в качестве сырья для производства биоэтанола.

В принципе, в мире не так уж мало стран, где спирт заливают не только в желудок, но и в бак автомобиля. И все было бы неплохо, если бы известные мировые деятели (в частности, Фидель Кастро и Уго Чавес) не выступили против такого несправедливого использования сельхозпродукции в условиях, когда в некоторых странах люди страдают от недоедания, а то и вообще умирают с голоду.

В общем, идя навстречу филантропическим пожеланиям, ученые, работающие в сфере производства биоэтанола, должны искать какие-то более рациональные, более совершенные технологии переработки непищевого сырья.

Примерно десять лет назад специалисты  Института химии твердого тела и механохимии СО РАН решили пойти другим путем – использовать для этих целей механохимический способ. Вместо известной химической обработки сырья или нагревания они стали применять особую механическую обработку. Для чего были сконструированы специальные мельницы и активаторы. Суть метода такова. Как разъяснил этот процесс сотрудник Института Игорь Ломовский, благодаря механической активации целлюлоза переходит из кристаллического состояния в аморфное. Это облегчает работу ферментов. Но главное здесь то, что сырье в процессе механической обработки разделяется на различные частички – с разным (большим или меньшим) содержанием лигнина. Потом уже – благодаря разным аэродинамическим характеристикам этих частичек – их легко отделить друг от друга с помощью специальных установок.

На первый взгляд, все очень просто: размололи – и дело с концом. Но только на первый взгляд. Если бы действительно все было так просто, то уже во всех странах мололи бы солому и прочие растительные отходы. На самом деле, подчеркивает Игорь Ломовский, здесь необходимо найти правильную интенсивность, чтобы сырье разделилось на отдельные ткани. В противном случае у вас получится однообразная масса. Задача ученых – как раз найти здесь необходимый оптимум. И оптимум этот, как показывает практика, достаточно узкий. Можно и перестараться. В том-то, надо сказать, и заключается работа ученого, чтобы выявить золотую середину. Причем, здесь необходимо учитывать и экономические аспекты – а именно, отработать технологию так, чтобы затраты на механохимическую обработку исходного сырья (каким бы дешевым оно ни было) не сказались на себестоимости производства.

По словам Игоря Ломовского, в лабораторных условиях уже получены десятки литров технического спирта. Самым впечатляющим выглядит тот момент, что спирт получен из обычной соломы. Причем – без применения кислоты, щелочей и перегретого пара. Главное подспорье тут – мельницы-активаторы, сконструированные  в Институте. В принципе, уже ничто не мешает перейти и к промышленным образцам. Но это уже – другая тема.

Как получают спирт из опилок. Получение метилового спирта на кухне

На сегодняшний день достаточно много людей занимается изготовлением домашней наливки, однако для некоторых напитков необходимо наличие спиртного элемента. Производство спирта в домашних условиях не является сильно трудоемким. Для этого необходимо знать и учитывать некоторые аспекты и принципы изготовления метилового спирта.

В первую очередь для изготовления метанола требуется наличие зерна. В роли зерновых культур в данном случае могут выступать кукуруза, пшеница. Также можно использовать картофель и крахмал. Но, как известно, во взаимодействии с веществом крахмал не дает никакой реакции. С целью произвести химический элемент используется метод засахарения. А для того, чтобы его засахарить, необходимы определенные ферменты, они присутствуют в солоде. Делая этанол из зерна без химических примесей, наблюдается выход натурального продукта.

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.

Как, видим, технология изготовления домашнего спирта довольно проста и не требует дополнительных усилий.

Производство этанолового вещества из опилок

В последние годы значительно снизилось ископаемое сырье, которое можно использовать для изготовления этилового спирта. Наблюдается нехватка зерна. Однако производство спирта из древесных опилок не самый худший вариант, так как этот сырьевой продукт постоянно обновляется по истечении годов.

Однако изготовление вещества из опилок требует некоторых навыков, и плюс ко всему изготовитель должен иметь специальное оборудование, без которого будет трудоемко изготавливать этанол. Производство спирта из опилок в домашних условиях пользуется высокой популярностью, так не требует высоких затрат.

Как известно, свой изготовленный этанол не сравнивается с заводским вариантом. Продукция, изготовленная в хозяйственных условиях, является более качественной, ведь каждый ингредиент отличается своей уникальностью. Из опилок производить спирт значительно проще!

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.

Оборудование по производство спиртных продуктов имеет некоторые принципы своей работы. Аппарат имеет специальную горловину, которая заполняет бак необходимой жидкостью. В виде такой жидкости может выступать брага. При помощи нагревательных горелок продукт нагревается до температуры кипения. После чего аппарат и оборудование необходимо перевести в обычный режим.

Далее происходит охлаждение через холодильное отделение с добавочной очисткой пара от ненужных примесей. Очищенное вещество попадает в бак, а пары в холодильник, в котором охлаждаются до состояния жидкости. Аппарат для производства спирта способен выработать установленный норматив. Результатом проведения данной процедуры выступает алкоголь высококачественного приготовления.

Растёт спрос на биотоплива — горючие жидкости, изготовленные из возобновляемых биологических ресурсов. Один из них — древесина. Можно ли из древесины получать топливо, не уступающее нефтяному?

Первое, что нужно уяснить — это то, что именно бензина или керосина из дерева сделать нельзя. Оно не поддаётся разложению на углеводороды с прямой цепью, из которых главным образом состоят нефтепродукты. Однако это не означает, что из него нельзя получать вещества, способные заменить нефтепродукты.

Некоторые любят табуретовку

Первый в списке, конечно же, спирт. Из древесины можно получать два различных вида спирта. Первый, который так и называется древесным — по-научному метиловый спирт. Это вещество очень похоже на привычный этиловый спирт, как по горючести, так и по запаху и вкусу. Однако метиловый спирт отличается тем, что весьма ядовит, и приём его внутрь может привести к смертельному отравлению. Вместе с тем он является высококачественным моторным топливом, его октановое число даже выше, чем у этилового спирта, и намного выше, чем у обыкновенного бензина.

Технология получения метилового спирта из древесины очень проста. Он получается путём сухой перегонки, или пиролиза. Точнее, он является одной из составных частей жижки — смеси кислородсодержащих органических веществ, отделяющихся от свежевыгнанной древесной смолы. Однако выход полученного таким образом спирта слишком мал, чтобы он мог использоваться в качестве топлива. Это делает подобную технологию получения топлива бесперспективной.

Однако из древесины можно получить и этиловый спирт, в намного больших количествах. Этот спирт — так называемый гидролизный — получается при разложении целлюлозы, основного компонента древесины, с помощью серной кислоты. Вернее, при разложении целлюлозы получаются сахара, которые в свою очередь могут быть переработаны в спирт обычным путём. Этот способ получения этилового спирта весьма распространён в промышленности, именно гидролизным способом получают практически весь технический спирт, применяемый в непищевых целях.

Этиловый спирт может быть использован как непосредственно вместо бензина, так и в качестве присадки к бензину. Путём таких присадок получаются различные сорта биотоплива, популярные, в частности, в таких странах, как Бразилия.

Получение этилового спирта путём гидролиза древесины экономически несколько менее выгодно, чем получение его из различных сельскохозяйственных культур. Однако выгодной стороной такого способа получения биотоплива является то, что он не требует отведения сельскохозяйственных площадей под «топливные» культуры, не дающие пищевых продуктов, а позволяет использовать для его производства территории, задействованные в лесном хозяйстве. Это делает получение биотопливного этанола из древесины достаточно практичной технологией.

И терпентин на что-нибудь полезен

Недостатком этанола как топлива является его низкая теплота сгорания. При использовании в двигателях в чистом виде он даёт или меньшую мощность, или больший расход, чем бензин. Решить эту проблему помогает смешивание спирта с веществами с высокой теплотой сгорания. И не обязательно это продукты из нефти: в качестве такой присадки вполне годится скипидар, или терпентин.

Скипидар — тоже продукт переработки древесины, а если конкретно — хвойной: сосен, елей, лиственниц и других. Он достаточно широко применяется как растворитель, а наиболее очищенные его сорта находят применение в медицине. Однако лесоперерабатывающая промышленность в качестве побочного продукта производит большое количество так называемого сульфатного скипидара — низшего сорта, содержащего ядовитые примеси, не только неприменимого в медицине, но и находит весьма ограниченное применение в химической и лакокрасочной промышленности.

Вместе с тем скипидар из всех продуктов переработки древесины более всего похож на нефтепродукт, точнее — на керосин. Он отличается весьма высокой теплотой сгорания, может использоваться как горючее в керосиновых примусах, лампах, керогазах. Пригоден он и в качестве моторного топлива, правда, непродолжительное время: если его заливать в баки в чистом виде, двигатели вскоре выходят из строя из-за засмоления.

Однако скипидар можно использовать в качестве топлива не в чистом виде, а в качестве присадки к этанолу. Такая присадка не сильно снижает октановое число этилового спирта, но повышает теплоту его сгорания. Ещё одна положительная сторона такой технологии изготовления биотоплива в том, что скипидар денатурирует спирт, делает его непригодным для употребления внутрь в качестве алкоголя. А социальные последствия широкого внедрения неденатурированного спирта в качестве топлива могут стать весьма тяжелыми.

Лигниновые отходы — в доходы!

Такой компонент древесины, как лигнин, считается малополезным. Его применение в промышленности значительно менее широкое, нежели у целлюлозы. Несмотря на то, что он находит применение в производстве строительных материалов и в химической промышленности, чаще его просто сжигают прямо на лесохимпроизводстве. Однако, как выясняется, при пиролизе лигнина можно получить более разнообразные продукты, чем при пиролизе целлюлозы.

Лигнин состоит главным образом из ароматических циклов и коротких прямых углеводородных цепей. Соответственно, при его пиролизе получаются преимущественно углеводороды. Однако, в зависимости от технологии пиролиза, можно получать как продукт с высоким содержанием фенола и родственных ему веществ, так и жидкость, напоминающую нефтепродукты. Эта жидкость также пригодна в качестве присадки к этиловому спирту для получения биотоплива.

Разработаны технологии и установки для пиролиза, которые могут потреблять как лигнин из отвалов, так и неразделённые на лигнин и целлюлозу отходы древесины. Более высокие результаты получаются при смешивании лигнина или древесных отходов с мусором, состоящим из выброшенного пластика или резины: пиролизная жидкость получается более нефтеподобной.

Мирный атом и опилки

Ещё одна технология получения биотоплива из древесины разработана совсем недавно российскими учёными. Она относится к области радиохимии, то есть химических процессов, протекающих под воздействием радиоактивного излучения. В опытах учёных из ИФХЭ им. Фрумкина опилки и другие отходы древесины подвергались одновременному воздействию сильного бета-излучения и сухой перегонки, причём нагревание древесины проводилось именно с помощью сверхсильной радиации. Удивительно, но под воздействием радиации состав продуктов, получаемых при пиролизе, изменился.

В пиролизной жидкости, полученной «радиоактивным» способом, было обнаружено высокое содержание алканов и циклоалканов, то есть углеводородов, содержащихся главным образом в нефти. Эта жидкость получилась значительно легче нефти, сравнимой, скорее, с газоконденсатом. Причём экспертиза подтвердила пригодность этой жидкости для использования в качестве моторного топлива или переработки в высококачественные топлива, такие, как автомобильный бензин. Думаем, что это не заслуживает особого упоминания, но проясним ради успокоения страхов радиофобов: бета-излучение не способно вызывать наведённую радиоактивность, поэтому топливо, получаемое этим способом, безопасно и не проявляет радиоактивных свойств само.

Что пускать в переработку

Понятно, что предпочтительнее использовать для производства биотоплива не цельные стволы деревьев, а отходы переработки древесины, такие, как опилки, щепу, веточки, кору, да и тот же лигнин, который идёт в отвалы и печи. Выход этих отходов с гектара поваленного леса, конечно же, ниже, чем древесины в целом, но не следует забывать, что они получаются в качестве побочного продукта в производственных процессах, которые уже идут на многих предприятиях страны, соответственно, отходы производства дешевы и для их получения не нужно вырубать или засаживать под вырубку дополнительные площади леса.

В любом случае, древесина является ресурсом возобновляемым. Способы восстановления лесных площадей давно известны, а во многих регионах страны наблюдается даже и неконтролируемое зарастание лесом заброшенных сельскохозяйственных земель. Так или иначе, Российская Федерация не относится к странам, где к сбережению леса следует относиться со всем тщанием; площадей нашего леса и его потенциала к самовосстановлению вполне достаточно, чтобы загрузить полностью и лесоперерабатывающую промышленность, и производство биотоплив, и многие другие производства.

Общая схема получения этилового спирта из гидролизной «черной патоки» такова. Сырье в измельченном виде загружают в многометровую стальную гидролизную колонну, изнутри облицованную химически стойкой керамикой. Туда подают под давлением горячий раствор соляной кислоты. В результате химической реакции из целлюлозы получается продукт, содержащий сахар, так называемая «черная патока». Этот продукт нейтрализуют известью и туда добавляют дрожжи — сбраживают патоку. После чего опять нагревают, и выделяющиеся пары конденсируются в виде этилового спирта (называть его «винным», не хочется).
Гидролизный способ — самый экономный способ производства этилового спирта. Если традиционным биохимическим способом сбраживания из одной тонны зерна можно получить 50 литров спирта, то из одной тонны древесных опилок, гидролизным способом преобразованных в «черную патоку», выгоняется 200 литров спирта. Как говориться: «Почувствуйте выгоду!» Весь вопрос, можно ли «черную патоку» как осаха-ренную целлюлозу называть «пищевым продуктом», наравне с зерном, картофелем и свеклой. Лица, заинтересованные в производстве дешевого этилового спирта, считают так: « А чё, почему нельзя? Ведь барда, как остаток «черной патоки», после ее перегонки идет на корм скоту, значит, она тоже пищевой продукт». Как тут не вспомнить слова Ф.М.Достоевского: «Образованный человек, когда это ему нужно, может словесно оправдать любую мерзость».
В 30-х годах прошлого века в осетинском поселке Беслан был построен крупнейший в Европе крахмалопа-точный комбинат, который с тех пор выпускает миллионы литров этилового спирта. Потом мощные заводы по производству этилового спирта были построены по всей стране, в том числе при Соликамском и Архангельском целлюлозо-бумажных комбинатах. И.В. Сталин, поздравляя строителей гидролизных заводов, которые во время войны, несмотря на трудности военного времени, досрочно ввели их в эксплуатацию, отметил, что это «дает возможность сэкономить государству миллионы пудов хлеба» (Газета «Правда» от 27 мая 1944 г.).
Этиловый спирт, полученный из «черной патоки», а, по сути, из древесины (целлюлозы), осахаренной гидролизным способом, если, конечно, он хорошо очищен, не отличить от спирта, полученного из зерна или картофеля. По действующим стандартам такой спирт бывает «высшей очистки», «экстра» и «люкс», последний — самый лучший, то есть имеет самую высокую степень очистки. Водкой, приготовленной на основе такого спирта, не отравишься. На вкус такой спирт нейтрален, то есть «никакой» — безвкусный, в нем лишь одни «градусы», он только обжигает слизистую оболочку рта. Внешне распознать водку, сделанную на основе этилового спирта гидролизного происхождения, довольно трудно, а различные ароматизаторы, добавляемые к таким «водкам», придают им некоторое отличие друг от друга.
Однако не все так хорошо, как кажется на первый взгляд. Генетики провели исследования: одной партии подопытных мышей в рацион добавляли настоящую (зерновую) водку, другой — гидролизную, из древесины. Мыши, которые употребляли «сучок» умирали гораздо быстрее, а их потомство вырождалось. Но результаты этих исследований не остановили выпуск псевдорусских водок. Это как в популярной песне: «Ведь если водку гнать не из опилок, то что б нам было с пяти бутылок…»

Производство спирта из картофеля, зерна, мелассы, сахарной свеклы требует расхода больших количеств этих ценных видов сырья. Замена такого сырья более дешевым является одним из источников экономии пищевых продуктов и снижения себестоимости спирта. Поэтому в последнее время значительно увеличилось производство технического этилового спирта из непищевого сырья: древесины, сульфитных щелоков и синтетическим путем из этиленсодержащих газов.

Производство спирта из древесины

Гидролизная промышленность выпускает из растительных отходов, содержащих целлюлозу, в частности из древесных отходов, ряд продуктов: этиловый спирт, кормовые дрожжи, глюкозу и др.

На гидролизных заводах целлюлозу гидролизуют минеральными кислотами до глюкозы, которая используется для сбраживания в спирт, выращивания дрожжей и выпуска в кристаллическом виде. Существуют гидролизные заводы различного профиля: гидролизно-спиртовые, гидролизно-дрожжевые, гидролизно-глюкозные. Гидролизная промышленность имеет большое народнохозяйственное значение; оно обусловлено тем, что из малоценных растительных отходов получают ценные продукты. В частности, из 1 т абсолютно сухой хвойной древесины получают 170-200 л этилового спирта, для выработки которого потребовалось бы 0,7 т зерна или 2 т картофеля.

Гидролизная промышленность комплексно перерабатывает древесину, в результате чего на гидролизно-спиртовых заводах получают, кроме этилового спирта, и другие ценные продукты: фурфурол, лигнин, жидкую углекислоту, кормовые дрожжи.

Сырье гидролизного производства

Сырьем гидролизного производства служит древесина в виде различных отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности: опилки, щепа, стружка и др. Влажность древесины колеблется от 40 до 60%. Опилки, перерабатываемые гидролизными заводами, обычно имеют влажность 40- 48%. В состав сухих веществ древесины входят целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин и органические кислоты.

Гемицеллюлозы древесины состоят из гексозанов: маннана, галактане и пентозанов: ксилана, арабана и их метилированных производных. Лигнин представляет собой сложное вещество ароматического ряда, химический состав и строение его еще не установлены.

Химический состав абсолютно сухой древесины приведен в таблице 1.

Кроме древесины, в качестве сырья для гидролизной промышленности применяются и растительные отходы сельского хозяйства: подсолнечная лузга, кукурузная кочерыжка, хлопковая шелуха, солома зерновых злаков.

Химический состав растительных отходов сельского хозяйства представлен в таблице 2.

Технологическая схема комплексной переработки древесины

Технологическая схема комплексной переработки древесины состоит из следующих стадий: гидролиз древесины, нейтрализация и очистка гидролизата; сбраживание гидролизного сусла, перегонка гидролизной бражки.

Измельченную древесину подвергают гидролизу разбавленной серной кислотой при нагревании под давлением. При гидролизе гемицеллюлозы и целлюлоза разлагаются. Гемицеллюлозы превращаются в гексозы: глюкозу, галактозу, маннозу и пентозы: ксилозу и арабинозу; целлюлоза — в глюкозу. Лигнин при гидролизе остается в виде нерастворимого остатка.

Гидролиз древесины осуществляют в гидролизном аппарате — стальном цилиндрическом сосуде. В результате гидролиза получают гидролизат, содержащий около 2-3% сбраживаемых моносахаридов и нерастворимый остаток-лигнин. Последний можно использовать непосредственно в производстве строительных плит, в кирпичном производстве, при помоле цемента, в качестве топлива; после соответствующей обработки лигнин может применяться в производстве пластмасс, резиновой промышленности и др.

Полученный гидролизат направляют в испаритель, где пар отделяется от жидкости. Выделяющийся пар конденсируют и используют для выделения из него фурфурола, скипидара и метилового спирта. Затем гидролизат охлаждают до 75-80°С, нейтрализуют в нейтрализаторе известковым молоком до pH 4-4,3 и добавляют питательные соли для дрожжей (сернокислый аммоний, суперфосфат). Полученный нейтрализат отстаивают для освобождения от выпавшего осадка сернокислого кальция и других взвешенных частиц. Осевший осадок сернокислого кальция отделяют, сушат, обжигают и получают алебастр, используемый в строительной технике. Нейтрализат охлаждают до 30-32°С и направляют на брожение. Подготовленный таким образом к брожению гидролизат называется суслом. Брожение гидролизного сусла производят непрерывным способом в бродильных чанах. При этом дрожжи непрерывно циркулируют в системе; дрожжи отделяют от бражки на сепараторах. Выделяющийся при брожении углекислый газ используют для выпуска жидкой или твердой углекислоты. Зрелую бражку, содержащую 1,0-1,5% спирта, направляют для перегонки и ректификации на брагоректификационный аппарат и получают этиловый спирт, метиловый спирт и сивушное масло. Барда, полученная после перегонки, содержит пентозы и ее используют для выращивания кормовых дрожжей.

При переработке по указанной схеме из 1 т абсолютно сухой хвойной древесины можно получить следующие количества товарных продуктов:

• Спирта этилового, л ………………….. 187
• Жидкой углекислоты, кг …………….. 70
• или твердой углекислоты, кг ……… 40
• Дрожжей кормовых, кг…………….. .. 40
• Фурфурола, кг …………………………….9,4
• Скипидара, кг ……………………………0,8
• Термоизоляционных и строительных лигно-плит, м 2 …. 75
• Алебастра строительного, кг ……..225
• Сивушного масла, к г ………………..0,3

Производство спирта из сульфитных щелоков

При производстве целлюлозы из древесины по сульфитному способу в качестве отхода получают сульфитный щелок — коричневую жидкость с запахом сернистого газа. Химический состав сульфитного щелока (%): вода — 90, сухие вещества — 10, в том числе производные лигнина — лигносульфонаты — 6, гексозы — 2, пентозы -1 , летучие кислоты, фурфурол и другие вещества — около 1. Длительное время сульфитные щелока спускали в реки, они загрязняли воду и уничтожали рыбу в водоемах. В настоящее время у нас имеется ряд заводов по комплексной переработке сульфитного щелока на этиловый спирт, кормовые дрожжи и сульфитно-бардяные концентраты. Производство спирта из сульфитных щелоков состоит из следующих стадий: подготовка сульфитного щелока к брожению, сбраживание сульфитнощелокового сусла, перегонка зрелой сульфитной бражки.

Подготовку сульфитного щелока к сбраживанию осуществляют по непрерывной схеме. Щелок продувают воздухом для удаления летучих кислот и фурфурола, задерживающих процесс брожения. Продутый щелок нейтрализуют известковым молоком и затем выдерживают для укрупнения выпавших кристаллов сернокислого и сернистокислого кальция; при этом добавляют питательные соли для дрожжей (сернокислый аммоний и суперфосфат). Затем щелок отстаивают. Осевший осадок- шлам — спускают в канализацию, а осветленный щелок охлаждают до 30-32°С. Подготовленный таким образом щелок называется суслом. Сусло направляют в бродильное отделение и сбраживают так же, как гидролизаты древесины, или применяют метод с подвижной насадкой. Подвижной насадкой называются волокна целлюлозы, остающиеся в щелоке. Метод брожения с подвижной насадкой основан на свойстве некоторых рас дрожжей сорбироваться на поверхности целлюлозных волокон и образовывать хлопья волокнисто-дрожжевой массы, которая в зрелой бражке быстро и полно оседает на дно чана. Брожение проводят в бродильной батарее, которая состоит из головного и хвостового чанов. В бродящем сусле волокна целлюлозы с сорбированными дрожжами находятся в непрерывном движении под влиянием выделяющегося углекислого газа. Отбродившая бражка поступает из головного чана в хвостовой, где заканчивается процесс брожения, и волокна с дрожжами оседают на дно. Осевшую дрожжеволокнистую массу насосом возвращают в головной чан, куда одновременно подают сусло, а зрелую бражку, содержащую 0,5-1% спирта, направляют в брагоректификационный аппарат и получают этиловый спирт, метиловый спирт и сивушное масло. Полученная после перегонки барда содержит пентозы и служит питательной средой для выращивания кормовых дрожжей, которые затем отделяют, высушивают и выпускают в виде сухих дрожжей. Барду после отделения дрожжей, содержащую лигносульфонаты, упаривают до содержания сухих веществ 50-80%. Полученный продукт называется сульфитно-бардяным концентратом и применяется в производстве пластических масс, строительных материалов, синтетических дубителей для получения кожи, в литейном производстве и дорожном строительстве.

Из сульфитно-бардяных концентратов можно получить ценное ароматическое вещество — ванилин.

Технологическая схема комплексной переработки сульфитных щелоков на этиловый спирт, кормовые дрожжи и сульфитно-бардяные концентраты показана на рисунке 2.

При переработке сульфитных щелоков получают в пересчете на 1т еловой древесины:

• Спирта этилового, л ……………….. 30-50
• Спирта метилового, л …………………… 1
• Жидкой углекислоты, л ………….. 19-25
• Сухих кормовых дрожжей, кг …. 15
• Сульфитно-бардяных концентратов влажностью 20%, кг …. 475

Производство спирта синтетическим методом

Сырьем для производства синтетического этилового спирта служат газы нефтеперерабатывающих заводов, которые содержат этилен. Кроме того, можно использовать и другие этиленсодержащие газы: коксовый газ, получаемый при коксовании угля, и попутные нефтяные газы.

В настоящее время синтетический этиловый спирт получают двумя способами: сернокислотной гидратацией и прямой гидратацией этилена.

Сернокислая гидратация этилена

Производство этилового спирта этим способом состоит из следующих процессов: взаимодействия этилена с серной кислотой, при котором образуются этилсерная кислота и диэтилсульфат; гидролиз полученных продуктов с образованием спирта; отделение спирта от серной кислоты и очистка его.

Сырьем для сернокислой гидратации служат газы, содержащие 47-50% вес. этилена, а также газы с меньшим содержанием этилена. Процесс осуществляется по схеме, приведенной ниже.

Этилен взаимодействует с серной кислотой в реакционной колонне, представляющей собой вертикальный цилиндр. Внутри колонны находятся колпачковые тарелки с переливными стаканами. В нижнюю часть колонны компрессором подают этиленосодержащий газ, сверху в колонну подводят для орошения 97-98%-ная серная кислота. Газ, поднимаясь вверх, на каждой тарелке барботирует через слой жидкости. Этилен с серной кислотой взаимодействует по реакциям:

Из реакционной колонны непрерывно вытекает смесь этилсерной кислоты, диэтилсульфата и непрореагировавшей серной кислоты. Эту смесь охлаждают в холодильнике до 50°С и направляют на гидролиз, при котором протекают такие реакции:

Моноэтилсульфат, полученный в результате второй реакции, подвергают дальнейшему разложению с образованием еще одной молекулы спирта.

Прямая гидратация этилена

Технологическая схема производства этилового спирта способом прямой гидратации этилена представлена ниже.

Сырьем для способа прямой гидратации служит газ с высоким содержанием этилена (94-96%). Этилен сжимают компрессором до 8-9 КПа. Сжатый этилен смешивают с водяным паром в определённых соотношениях. Взаимодействие этилена с водяным паром производят в контактном аппарате — гидрататоре, представляющим собой вертикальную стальную полую цилиндрическую колонну, в которой находится катализатор (фосфорная кислота, нанесенная на алюмосиликат).

Смесь этилена и водяного пара при 280-300°С под давлением около 8,0 КПа подают в гидрататор, в котором поддерживают такие же параметры. При взаимодействии этилена с водяным паром, кроме основной реакции образования этилового спирта, протекают побочные реакции, в результате которых получаются диэтиловый эфир, уксусный альдегид и продукты полимеризации этилена. Продукты синтеза уносят из гидрататора небольшое количество фосфорной кислоты, которая может в дальнейшем оказывать коррозийное действие на аппаратуру и трубопроводы. Чтобы избежать этого, кислоту, содержащуюся в продуктах синтеза, нейтрализуют щелочью. Продукты синтеза после нейтрализации пропускают через солеотделитель, а затем охлаждают в теплообменнике и производят конденсацию водно-спиртовых паров. Получают смесь водно-спиртовой жидкости и непрореагировавшего этилена. Непрореагировавший этилен отделяют от жидкости в сепараторе. Он представляет собой вертикальный цилиндр, в котором установлены перегородки, резко изменяющие скорость и направление газового потока. Этилен из сепаратора отводят во всасывающую линию циркуляционного компрессора и направляют на смешение со свежим этиленом. Водно-спиртовой раствор, вытекающий из сепаратора, содержит 18,5-19% об. спирта. Его концентрируют в отпарной колонне и в виде паров направляют для очистки в ректификационную колонну. Спирт получают крепостью 90,5% об. На заводах синтетического спирта применяется способ прямой гидратации этилена.

Производство синтетического спирта, независимо от способа его получения, значительно более эффективно, чем производство спирта из пищевого сырья. Для получения 1 т этилового спирта из картофеля или зерна необходимо затратить 160-200 чел -дней, из газов нефтепереработки только 10 чел -дней. Себестоимость синтетического спирта примерно в четыре раза меньше себестоимости спирта из пищевого сырья.

Как из опилок получать спирт либо другое жидкое топливо?

1. в германии в конце 2мир.войны все танки ездили на синтетич. топливе из опилок. а на спирте машины в Бразилии очень даже ездят, 20% машин там на спирту. так что и правда, можно воспользоваться брожением, перегнать и получить спирт и будет вам авто
   может быть можно и метан с помощью бактерий получить? тогда еще лучше
2. Поделюсь опытом, так и быть! Вообщем, берешь 1КГ. опилок древесных или др. очень тчательно сушишь, затем добавляешь в колбу или еще что-то через холодильник (там будет возгонка) электролит (серную кислоту) 1/3 объема.. Советую, в Лабтехе купить холодильник 450 и не париться. нагреваешь, дотемпературы 150 градусов, и получаешь Метиловый Спирт, и там же его эфиры и др. ГОРЮЧИИ продукты реакции. жидкость может быть разных цветов. но обычно голубоватая, легколетучая. Да, будешь готовить не забудь добавить кусочки Корунда(оксид алюминия) ,- это катализатор. как только, жидкость в сосуде или колбе почернеет, до не узнаваемости, меняй и заливай следующию порцию. с 1 кг получишь где-то 470мл. спирта, а всего 700 с чем-то. Делай это в открытой местности, хорошо проветриваемой и в дали от еды.Да, маску и респиратор не забудь. Черную (отработавшую) жидкость процеди, и верхний слой после просушки очень хорошо горит. это тоже добавь в топливо.
3. Из хвойных пород — плохо. Обычно гидролизный спирт получают из лиственных. Здесь, собственно, два варианта и оба практически не реализуемые в домашних условиях. А водка-табуретовка по большому счту — шутка, так как производство неэффективно и употребление конечного продукта может быть опасно для здоровья. Первый вариант. Надо сложить опилки в достаточно большую кучу на улице, намочить водой и оставить на пару лет (именно два года или больше). В центре кучи поселятся анаэробные микроорганизмы, которые будут постепенно осуществлять распад целлюлозы до мономеров (сахаров), которые уже можно сбродить. Далее — как обычный самогон. Или второй вариант, который реализуется в промышленности. Опилки варят со слабым раствором серной кислоты при повышенном давлении. В этом случае гидролиз целлюлозы осуществляется за несколько часов. Далее — перегонка как обычно.
   Если рассматривать не только этиловый спирт, то можно пойти другим путм, но он, опять же, практически не реализуем в домашних условиях. Это — сухая перегонка опилок. Сырь необходимо нагреть в герметичной мкости до 800-900 град. и собирать выходящие газы. При охлаждении этих газов конденсируется креозот (основной продукт), метанол и уксусная кислота. Газы — смесь разнообразных углеводородов. Остаток- древесный уголь. Именно такой уголь в промышленности называют древесным, а не из костра. Он раньше применялся в металлургии вместо кокса. После его дополнительной обработки получают активированный уголь. Креозот — смола, которой смолят шпалы и телеграфные столбы. Газ можно использовать как обычный природный. Теперь жидкости. Метиловый, или древесный, спирт, отгоняют из жидкости при температуре до 75 град. Может сойти за топливо, но выход мал и он очень ядовит. Далее уксусная кислота. При е нейтрализации известью получается ацетат кальция, или, как раньше его называли, серый древесноуксусный порошок. При его прокаливании получается ацетон — чем не топливо? Правда, сейчас ацетон получают полностью синтетическим путм.
   Вроде ничего не забыл. Ну что, когда открываем креозотовую лавку?
4. «А если б водку гнать не из опилок, то че б нам было, с пяти бутылок?» (В.С. Высоцкий)
5. сбраживание сахаристых веществ. например целлюлоза. только для ускорения нужен фермент-дрожжи. а по-поводу метилового спирта….ну вообщето при малых дозах, он смертельно опасен.
6. Возгонкой.
7. Надо целюлозу перебродить, потом перегнать

Гидролизный завод-производство спирта этилового, дезинфицирующих и спиртосодержащих растворов, двуокись углерода, биотопливо,лекарственные средства

В связи с неблагоприятной эпидемиологической обстановкой убедительно просим отправлять водителей, экспедиторов и других лиц за получением продукции на ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» со средствами индивидульной защиты (маски и т.д.).

Отпуск геля для рук «Чистые ручки» осуществляеся строго в определенный в счете-договоре день. 

ЗАПОЛНЕНИЕ И ОТПРАВКА НА  E-MAIL [email protected] ФОРМЫ НА ОТГРУЗКУ ГЕЛЯ ЗАРАНЕЕ ПЕРЕД ОТГРУЗКОЙ (НЕ В ДЕНЬ ОТГРУЗКИ) ЯВЛЯЕТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ УСЛОВИЕМ ПОЛУЧЕНИЯ ТОВАРА.

Просим отнестись ответственно и надеемся на понимание!

Для заключения договора на поставку геля для рук «Чистые ручки» просим направлять заявки на e-mail — [email protected].

СТЕКЛООМЫВАТЕЛЬ «КРУГОЗОР» и ГЕЛЬ ДЛЯ РУК «ЧИСТЫЕ РУЧКИ»

Торговое место № 11-н  Рынок «Автостройпрестиж» по ул. Орджоникидзе

Открытое акционерное общество «Бобруйский завод биотехнологий», ранее БРУП «Гидролизный завод», основан в 1936 году и является первенцем микробиологической отрасли Республики Беларусь.

Решение о проектировании и строительстве Бобруйского гидролизно-спиртового завода было принято в мае 1932 г. на первой Всебелорусской конференции по химизации сельского хозяйства. В конце 1934 г. по проекту Гипролесспирта началось его строительство, которое осуществлялось в сложных условиях – на болоте, механизация практически отсутствовала, все работы выполнялись вручную. В апреле 1936 г. завод был построен и сдан в эксплуатацию. В качестве сырья предусматривалось использование отходов лесопиления и деревообработки – щепы и опилок. 1 мая 1936 г. была получена первая продукция – гидролизный этиловый спирт.

В годы Великой Отечественной войны почти все технологическое и силовое оборудование было вывезено в Германию, а оставшееся оборудование и постройки были сожжены и разрушены. Но, благодаря самоотверженному труду людей, завод в короткие сроки был восстановлен. 26 октября 1947 г., впервые после окончания войны, была получена готовая продукция. В послевоенные годы завод наращивал производственные мощности и решал сложные задачи по комплексному использованию сырья.

В 60-е годы началось техническое перевооружение завода, расширение производства, освоение новых видов продукции. В 1961 г. сдается в эксплуатацию цех по производству жидкой углекислоты, которая находит широкое применение при производстве электросварочных работ, газированных напитков, для заполнения средств пожаротушения. В середине шестидесятых годов перед отраслью поставлена задача укрепления кормовой базы животноводства кормовым белком и витаминами.

С 1965 по 1967 годы по проекту Южгипробиосинтеза идет реконструкция завода и строительство цеха по производству кормовых дрожжей проектной мощностью 8,4 тыс. тонн в год. В ходе реконструкции были построены: новый склад сырья, новый материальный склад и склад дрожжей, участок приготовления известкового молока и раствора питательных солей, мастерские КИП и электроучастка, две артезианские скважины, проведена реконструкция железнодорожной ветки.

В 1967 г. был сдан в эксплуатацию дрожжевой цех, проектная мощность которого была освоена уже в 1974 году. В этом же году на заводе организовано производство кормовых дрожжей, обогащенных лизином. 

 

С 1976 г. освоен выпуск дрожжей, обогащенных витамином Д2. Дальнейшее наращивание производства кормовых дрожжей, используемых в качестве добавок в рационы скота, свиней, птиц, пушных зверей, позволило решить проблему дефицита кормового белка в республике. В 1973 г. проведена реконструкция ректификационного отделения с целью перехода на выпуск спирта этилового ректификованного технического высшей очистки. 4 мая 1976 г.  этой продукции присвоен Государственный Знак качества.

 

С первых лет существования предприятия непрерывно велись работы по защите окружающей среды: по снижению выбросов в атмосферу, по совершенствованию очистки сточных вод, по утилизации промышленных отходов. Для очистки концентрированных промстоков (последрожжевой бражки) построены и в январе 1979 г. сданы в эксплуатацию локальные очистные сооружения. С помощью биологической очистки стоков удалось снизить их загрязненность на 43-45%, а часть условно-чистых вод использовать в оборотном водоснабжении на технологические нужды.

 

Тесное сотрудничество с учеными различных научно-исследовательских институтов в течение многих лет дало возможность внедрить ряд мероприятий по совершенствованию и автоматизации процесса гидролиза, совершенствованию технологии выращивания и сушки кормовых дрожжей, повышению качества углекислоты, позволило освоить выпуск совершенно новой продукции.

 

В 1985 г. был сдан в эксплуатацию участок по выращиванию женьшеня – биологически активного препарата. 20%-й настой женьшеня, выпускаемый заводом, нашел применение в парфюмерно-косметической промышленности, в производстве товаров бытовой химии, а 40%-й настой – в медицине в качестве стимулирующего и общеукрепляющего средства.

 

С целью увеличения выпуска товаров народного потребления в 1991 г. введен в эксплуатацию участок по производству пеномоющих средств, лосьона косметического, крема защитно-питательного для рук, одеколона. 

В 1993 г. предприятием освоена технология выращивания грибов вешенка.

В 1994 г. построен и введен в эксплуатацию цех ректификации, позволяющий оказывать услуги по ректификации спирта-сырца с получением спирта-ректификата.

 

Внедрен ряд мероприятий и рацпредложений, направленных на снижение себестоимости продукции, экономию энергоресурсов. Так в 1995 г. была построена собственная котельная, обеспечивающая паром производство. Осуществлен перевод котельной и сушильных установок предприятия с мазута на природный газ. В том же 1995 г. была освоена технология производства спирта этилового ректификованного технического из нетрадиционного для гидролизной промышленности сырья — фракции головной этилового спирта и  мелассы.

В 1998 г. введен в эксплуатацию опытно-промышленный участок по производству ветеринарного препарата «Сублицин», средств защиты растений «Бактоген», биопрепаратов «Ризобактаген-С», «Фитостимофос», «Миколин».

С конца 1999 г. на заводе налажен выпуск денатурированной спиртосодержащей продукции.

В мае 2001 г. принят на баланс предприятия опытно-промышленный участок (п.Туголица) по производству брикетов топливных. Сырьем для данного производства является отход гидролизного производства – лигнин.

В августе 2001 г. введен в эксплуатацию 1 пусковой комплекс цеха по производству спирта этилового ректификованного из пищевого сырья (зерна и спирта-сырца). В декабре 2002 г. введен в эксплуатацию 2 пусковой комплекс цеха.

В 2004 г. освоена технология производства твердой углекислоты.

 

С января 2004 г. на предприятии внедрена и функционирует система менеджмента качества, соответствующая требованиям СТБ ИСО 9001-2001, а с декабря 2005 г. – система управления окружающей средой, соответствующая требованиям СТБ ИСО 14001-2005.

В декабре 2005 г. введен в эксплуатацию участок по производству дезинфицирующих и спиртосодержащих растворов, в котором освоен выпуск автомобильных стеклоомывателей серии «Кругозор». 

В 2008 г. разработана нормативно-техническая документация и начато производство жидкости охлаждающей низкозамерзающей «Айсберг-40» (антифриз), для автомобильных систем охлаждения.

——————————————————————————————————————————————

05.01.2022 в 10:00 в конференц-зале заводоуправления ОАО «Бобруйский завод биотехнологий»  будет проводиться заседание комиссии по противодействию коррупции.

——————————————————————————————————————————————

Единый день безопасности в ОАО «Бобруйский завод биотехнологий»

 

1 сентября в Беларуси стартовала акция «Единый день безопасности». Акция продлится с 1 по 10 сентября.

В эти дни состоятся целенаправленные профилактические мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций, а также обучение поведению в условиях ЧС, аварий, оказанию первой медицинской помощи, проведение мероприятий, направленных на создание и поддержание безопасных и здоровых условий труда.

3 сентября 2021 года в рамках проведения Единого дня безопасности на опасном производственном объекте цеха производства спирта этилового из пищевого сырья (далее – цех) ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» проведена учебная тревога по одной из позиций плана ликвидации аварий: «Разгерметизация трубопровода подачи спирта-ректификата из холодильника в сборник спирта (на 1 этаже) на общем трубопроводе».

В данном мероприятии приняли участие: начальник цеха, сменный мастер цеха, аппаратчик ректификации, механик цеха, дежурный слесарь, работник санитарной лаборатории, а также в качестве посредника (наблюдателя) на учении присутствовала  заместитель начальника Бобруйского межрайонного отдела Могилевского областного управления Госпромнадзора Наталья Валерьевна  Дроздова.

После проведения учебной тревоги комиссией в составе: начальника бюро по ОТ Шикиной Н.П., инженера по ОТ Болотько Ж.В., начальника цеха Рудковского Н.Д. и заместителем начальника Бобруйского межрайонного отдела Могилевского областного управления Госпромнадзора Дроздовой Н.В., проведен разбор действий участников.

 

     

По результатам мероприятия сделан вывод о готовности работников к действиям в случаях чрезвычайных происшествий в ОАО «Бобруйский завод биотехнологий».

Заместителем начальника Бобруйского межрайонного отдела Могилевского областного управления Госпромнадзора Дроздовой Н.В. проведено информирование ответственных специалистов о порядке соблюдения требований законодательства в области промышленной безопасности, применения его положений на практике.

——————————————————————————————————————————————

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» на 01.01.2021 г.

http://gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет на 01_01_2021.pdf

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» на 01.01.2020 г.

http://gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет на 01_01_2020.pdf

План работы комиссии по противодействию коррупции на 2021 год

http://gidroliz.by/userfiles/files/План работы комиссии по противодействию коррупции на 2021 год.PDF

План работы комиссии по противодействию коррупции на 2020 год

http://gidroliz.by/userfiles/files/План работы комиссии по противодействию коррупции ОАО Бобруйский завод биотехнологий на 2020 год.pdf

План работы комиссии по противодействию коррупции на 2019 год

http://gidroliz.by/userfiles/files/План работы комиссии по противодействию коррупции на 2019 год.pdf

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» 2016 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет 2016.pdf

 

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» на 01.01.2017 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет на 01_01_2017.pdf

 

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» на 01.01.2018 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет ОАО Бобруйский завод биотехнологий на 01_01_2018.pdf

 

Годовой отчет ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» на 01.01.2019 года

gidroliz.by/userfiles/files/Годовой отчет 2018(2).pdf

 

Общественное слушание отчета об оценке воздействия на окружающую среду объекта

«Установка линии по производству пеллет на территории ОПУ по производству  топливных брикетов в пос. Туголица Бобруйского района»

http://gidroliz.by/userfiles/files/19-09-2016_09-00-26.zip

 

Консолидированная финансовая отчетность ОАО «Бобруйский завод биотехнолгий» за год, закончившийся 31 декабря 2016 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Консолидированная отчетность за год, закончившийся 31_12_2016.pdf

Консолидированная финансовая отчетность ОАО «Бобруйский завод биотехнолгий» за год, закончившийся 31 декабря 2017 года

Консолидированная отчетность по МСФО 2017

Консолидированная финансовая отчетность по состоянию на и за год, закончившийся 31 декабря 2018 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/МСФО за 2018 год.pdf

Консолидированная финансовая отчетность по состоянию на и за год, закончившийся 31 декабря 2019 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Отчетность МСФО 2020.pdf

Консолидированная финансовая отчетность по состоянию на и за год, закончившийся 31 декабря 2020 года

http://gidroliz.by/userfiles/files/Отчетность МСФО 2021.pdf

 

 

 

https://godedinstva.by/ru

 

http://bobruisk.gov.by

http://apr.gov.by/

 

http://apr.gov.by/turizm/

---

http://bobruisk.by/significant_events/sixth-assembly/

Топливо из опилок

Майка Брауна

(из Acres, США, 19 июня 1983 г.)

---

ПРИМЕЧАНИЕ. Не существует установленного показателя того, сколько серной кислоты необходимо на количество опилок — существует слишком много различных видов опилок, а их состояние и содержание воды сильно различаются. Чтобы определить правильное количество опилок, которые вы используете, сначала приготовьте небольшие тестовые партии в скобках, варьируя количество используемой кислоты, пока не получите наилучший результат.

Это старый способ получения этанола из целлюлозы.Это работает, но не эффективно и не экономично.
Новые способы сделать это получают широкую огласку, но они еще не совсем готовы — см. Этанол из целлюлозы .

Обычная дистилляция работает хорошо, используя крахмал или сахарные культуры или отходы. МНОГО хороших отходов будет потрачено впустую!

В Библиотеке биотоплива можно найти онлайн-руководства по самостоятельному приготовлению этанола, а дополнительные инструкции можно найти здесь:
Ресурсы по этанолу в Интернете

— Путешествие в вечность

ВНИМАНИЕ

В этой процедуре используются опасные материалы, и любой, кто пытается ее выполнить, делает это исключительно на свой страх и риск.Серная кислота – ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО. Примите все меры предосторожности, наденьте защитные очки, перчатки и фартук. Посоветуйтесь со своим поставщиком химикатов по поводу стандартного промышленного защитного оборудования, отвечающего требованиям безопасности. Рядом должен быть водопровод. Не вдыхайте пары! Рабочее место должно тщательно проветриваться. Дети и домашние животные не допускаются. Сначала попробуйте небольшие тестовые партии, чтобы ознакомиться с процессом.

Превращение целлюлозы, такой как опилки, стебли кукурузы, газеты и другие вещества, в спирт представляет собой довольно простой и простой процесс.На данный момент это немного дорого; но вряд ли это проблема, которую нужно решать здесь. Всего несколько лет назад мысль о том, чтобы двигатель автомобиля работал на спирте, казалась нелепой — это было слишком дорого. Конечно, тогда бензин стоил меньше 50 центов за галлон. То, что может быть неэкономичным на момент написания этой статьи, может стать выгодной сделкой к тому времени, когда вы будете это читать.

Допустим, вы хотите сделать спирт из опилок. Есть два типа спирта, которые можно получить из дерева — метанол и этанол.Метанол можно получить из древесины методом деструктивной перегонки при высокой температуре. Метанол также известен как древесный спирт. Другой метод, используемый для получения этанола, включает преобразование опилок в простые сахара, обычное дрожжевое брожение и обычную дистилляцию сброженного раствора. Есть несколько других шагов, предшествующих дистилляции, которые отличаются от стандартных процессов, с которыми знаком почти каждый. Чтобы избавить вас от необходимости вспоминать, чью книгу вы читали на прошлой неделе или где на этой вам нужно покопаться в вспомогательной информации, я приведу обычные инструкции из поваренной книги.

Первый шаг включает в себя получение нашего стандартного химического оборудования — выброшенной 55-галлонной бочки. Вам понадобится больше, чем один.

Вещества, которые вам понадобятся для проведения химической фазы этой операции, это опилки (например), серная кислота, вода и, возможно, немного гидроксида натрия, NaOH.

Для механического сегмента вам потребуются стандартные оконные сетки, которые можно купить в хозяйственном магазине, водопроводные трубы, отводы, муфты, ниппели, фланцы и сварочное оборудование.

Я опишу это так, как мы с напарником делали это в лаборатории, за исключением некоторых сантехнических соединений. Это необходимо, потому что вы не можете взять 55-галлонную бочку между большим и указательным пальцами, как мы делаем пробирку или химический стакан в лаборатории.

Обязательно прочтите до конца, прежде чем прикасаться к химикатам. Вы можете быть неприятно удивлены.

ПОШАГОВЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

Насыпьте в барабан опилки, которые вы собираетесь превратить в спирт.Не заполняйте барабан более чем на одну треть, иначе вы рискуете, что часть процесса выльется на края барабана.

Затем вылейте на опилки то, что химики называют 18-молярной серной кислотой h3SO4. Коммерческое обозначение, если вы заказываете его в магазине химикатов, будет 100% серная кислота. Тем не менее, всего 91% будет работать. Мы попробовали 9,2 Molar, или 51%, в лаборатории, и это просто не сработало. Он просто сидел и смотрел на нас.

Не забудьте сначала положить опилки.Если вы этого не сделаете, опилки будут плавать поверх кислоты, если только вы не насыпете больше опилок, чем может поглотить кислота. В этом случае вам все равно придется влить больше кислоты. Легче сделать это правильно с первого раза.

Когда вы поливаете опилки серной кислотой, реакция происходит почти мгновенно. Опилки и кислота реагируют таким образом, что почти сразу становятся черными. Он напоминает уродливую сборку каменноугольной смолы или ойча. Пузыри поднимаются вверх через раствор. Пузырение происходит в первую очередь из-за воздушных карманов внутри опилок.Несмотря на то, что реакция кажется мгновенной, вы должны оставить смесь на день или два, чтобы дать возможность любой реакции, которая не происходит сразу, протекать сама по себе.

Когда реакция завершится, вы можете просто добавить дрожжи и ожидать, что смесь начнет бродить. рН смеси настолько низок, что вещество настолько кислое, что любые микроорганизмы, такие как дрожжи, которые вы бросите туда, просто взорвутся. Конечно, это будут очень маленькие взрывы.

Надлежащая процедура здесь заключается в подаче достаточного количества воды для повышения pH до уровня, необходимого для брожения или размножения дрожжей — 5.от 0 до 6,0. В Кентукки, где вода слегка кислая, разбавление раствора на 50% добавлением равного объема воды повысит рН примерно до 3,0. В районах, где вода имеет тенденцию к щелочности (или является щелочной, с химической точки зрения), pH будет выше. Если вы не хотите продолжать добавлять воду, добавьте немного гидроксида натрия, NaOH, чтобы поднять pH до оптимальных условий.

Хитрость здесь в том, что эту смесь нужно наливать в воду, которой ее разбавляли. Если вы выльете воду на кислоту, что является естественной склонностью, вы услышите громкий шипящий звук, после которого из раствора выйдут пары кислоты, которые атакуют вас.Если вы добавите кислоту в воду, коэффициент разбавления будет намного больше. Будет иметь место та же самая реакция, но в гораздо меньших, более безопасных масштабах.

Происходит экзотермическая реакция. То есть выделяется большое количество тепла. Вы можете получить хорошее представление о том, сколько тепла высвобождается, просто положив руку на контейнер на разных этапах процесса. Ненадолго положите руки на барабан, когда серная кислота льется на опилки, и вы испытаете такой же дискомфорт, как если бы вы поместили руку в середину горячей сковороды.Вы обожжетесь.

После того, как рН раствора будет доведен до нужного уровня, пора вносить дрожжи. Небольшой пакет Fleischman’s, доступный в местном супермаркете, вполне подойдет. Следите за появлением пузырьков углекислого газа. Их может быть трудно распознать, когда они пробираются через черную грязь; 72 часов или 3 дней должно быть достаточно, чтобы он полностью перебродил.

Предостережение. Вы можете подумать, что простое разбавление кислоты наполовину водой перед тем, как вылить ее на опилки, избавит вас от многих проблем.В некотором смысле это так. Вам не нужно беспокоиться о дистилляции, если вы делаете это так, потому что 50%-ная серная кислота не превратит целлюлозу в сахар, а дрожжи не будут сбраживать ничего другого. Мы попробовали это в лаборатории, и это просто не работает.

ЛИГНИН

Перед тем, как заливать раствор в перегонный аппарат, нужно удалить из раствора как можно больше черной дряни, большие куски. Удалите как можно больше. Материалом является лигнин или вещество, которое связывает молекулы сахара вместе, чтобы сделать из них целлюлозу.В химической лаборатории вы используете воронку Бюхнера и фильтровальную бумагу. Воронка Бюхнера имеет крошечные отверстия в основании. Фильтровальную бумагу кладут на дно, закрывая отверстия, пропуская жидкость и задерживая практически весь лигнин. Для работы на скотном дворе вы можете пробить отверстия для гвоздей в нижней части 55-галлонной бочки и закрыть их газетой.

Учитывая тот факт, что куски лигнина при работе на открытом воздухе будут намного больше, чем в лаборатории, вы, вероятно, захотите установить ряд экранов из проволочной сетки между ферментером и возможной модифицированной воронкой Бюхнера.Размер ячеек сита по направлению к ферментеру должен увеличиваться, а размер ячеек по направлению к воронке должен уменьшаться.

Жидкость, просачивающаяся сквозь газету, должна быть желтого цвета. Фильтр не все поймает. В лаборатории мы заметили кольцо из мелких коричневых хлопьев, осевших на дно нашей перегонной колбы. Эта жидкость содержит этанол и готова к перегонке.

В этот момент вернитесь и соскребите лигнин с экранов и удалите пропитанную лигнином бумагу из воронки.Это топливо, которым можно зажечь свой дистиллятор. Этого будет недостаточно, чтобы выполнить всю работу, но это поможет и устранит проблему, что делать со всей этой черной дрянью. Просто убедитесь, что вы даете всему высохнуть, прежде чем пытаться зажечь его.

Спирт, получаемый при перегонке желтой жидкости, идентичен спирту, получаемому из сахара или крахмала. Мы получили 190-градусный этанол в первый раз через ректификационную колонну. Урожайность на фунт оказалась довольно хорошей.Согласно большей части химической литературы, которую мы прочитали до проведения этого эксперимента, коммерческий выход целлюлозы намного ниже, чем у кукурузы или другого обычного сырья. Тем не менее, тонна целлюлозы (опилок) предоставляется бесплатно по запросу

Вместо гидроксида натрия, NaOH, который мы использовали в лаборатории, вы можете заменить обычный садовый щелок, чтобы отрегулировать pH. Если вы прольете на себя серную кислоту — это сильная кислота, и она обожжется, — разбавьте ее водой и потрите с мылом.Однако мыло должно быть очень хорошо пенящимся, потому что кислота является очень сильной кислотой, а мыло — очень слабым основанием или нейтрализатором. Хорошо вспеньте мыло и используйте его в больших количествах.

После перегонки спирта можно поднять температуру под колонной и выпарить воду. Поскольку серная кислота имеет гораздо более высокую температуру кипения, чем вода, вы просто повторяете процесс дистилляции, чтобы восстановить всю неиспользованную серную кислоту, доступную со дна вашего перегонного куба.Вы не можете восстановить большую его часть, потому что h3SO4 теряет два атома водорода, или протона, в начальной реакции и больше не является серной кислотой.

На коммерческой установке элементы, участвующие в реакции, могут быть извлечены следующим образом. Это слишком долгий и сложный процесс, чтобы подробно описывать его здесь:

S02 + h30 —- h3S04

Назад к Библиотеке биотоплива

Библиотека Библиотека
Биотопливо
Биотопливные материалы и поставщики

Biodiesel
Сделать свой собственный биодизель
Mike Pelipe Recipe
Двухступенчатая биодизель
Духозащитный процесс
Процессоры биодизеля
Биодизель в Гонконге
Выбросы оксида азота
Глицерин
Биодизельные ресурсы в Интернете
Есть ли будущее у дизелей?
Выход и характеристики растительного масла
Стирка
Биодизель и ваш автомобиль
Еда или топливо?
Натуральное растительное масло в качестве дизельного топлива

Этанол
Ресурсы этанола в Интернете
Энергоэффективен ли этанол?

Производство биоэтанола из опилок путем одновременного осахаривания и ферментации

 

 

Производство биоэтанола из опилок путем одновременного осахаривания и ферментации

Аммара Афзал1, Тазмин Фатима1, Махам Табассум1, Мухаммад Надим2*, Мухаммад Ирфан3, Куратулайн Сайед2

1 Центр изучения Земли и окружающей среды, Новый кампус Пенджабского университета, Лахор, Пакистан.

2 Исследовательский центр пищевых продуктов и биотехнологий (FBRC), Комплекс лабораторий Пакистанского совета научных и промышленных исследований (PCSIR) Ferozpur Road, Лахор, Пакистан.

3Кафедра биотехнологии, Университет Саргодха, Саргодха, Пакистан.

Аннотация | Это исследование было разработано для сравнения эффективного производства этанола в процессе раздельного гидролиза и ферментации (SHF) и одновременного осахаривания и ферментации (SSF). Штаммы грибов Saccharomyces cervisae, Trichoderma viride, Trichoderma koninji и Trichoderma harzianum использовали для последующего процесса с использованием опилок в качестве субстрата.Три основных процесса превращают лигноцеллюлозы в биоэтанол: предварительная обработка биомассы, ферментативный гидролиз сырья и ферментация. Опилки были предварительно обработаны 2,5% раствором NaOH и далее обработаны для СВЧ и СНФ. Максимальное осахаривание наблюдалось у T. viride (10,17%), затем у T. harzianum (9,19%) и T. koninji (6,91%) при 35°C в течение 48 часов. Среди обеих стратегий комбинация SSF T. viride и S. cerevisiae давала максимальное производство этанола (3,88%) после 12 дней ферментации при 30°C.

История статей

Получено: 24 апреля 2018 г.

Пересмотрено: 02 июня 2018 г.

Принято: 02 октября 2018 г.

Опубликовано: 20 ноября 2018 г.

Вклады авторов

AA и TF провели эксперименты. МТ просмотрел литературу. MN и MI разработали исследование. MI и QS подготовили проект. MN интерпретировал данные.

Ключевые слова

Опилки, предварительная обработка щелочью, Trichoderma sp., Сахаромицеты, ферментация

* Автор, ответственный за переписку: Мухаммад Надим

[email protected]

Для цитирования этой статьи: Афзал А., Фатима Т., Табассум М., Надим М., Ирфан М. и Сайед К., 2018 г. Производство биоэтанола из опилок путем одновременного осахаривания и ферментации. Пенджабский университет J. Zool., 33(2): 145-145. http://dx.doi.org/10.17582/journal.pujz/2018.33.2.145.148

Введение

С революцией индустриализации спрос на нефть также увеличился (Saxena et al., 2009). Нефть и дизельное топливо считаются невозобновляемыми ресурсами, и в ближайшем будущем их будет не хватать. В последнее время большое внимание уделяется производству альтернативных источников энергии (Nwakaire et al., 2013). Биоэтанол получил широкое признание как перспективный возобновляемый и экологически безопасный источник энергии. Удовлетворение потребностей в биоэтаноле зависит от регулярных поставок его основного сырья, то есть биомассы. Биомасса считается основным источником энергии и обеспечивает 10-14% энергии во всем мире (Saxena et al., 2009).

Основным компонентом природной биомассы является целлюлоза. Лигноцеллюлозный материал состоит из шести углеродных сахаров, которые использовались для производства биоэтанола (Nadeem et al., 2013). В природе целлюлоза встречается в связи с другими компонентами, напр. гемицеллюлозы, лигнина и пектина в среднем 4:3:3, но точное процентное содержание этого компонента варьируется от источника к источнику (Sun and Cheng, 2002). Три основных процесса превращают лигноцеллюлозы в биоэтанол: предварительная обработка сырья, предварительная обработка сырья в ферментируемый сахар с использованием ферментативного гидролиза и ферментация сахаров в биоэтанол (Alvira et al., 2010).

Предварительную обработку можно проводить различными методами, такими как физические, химические и биологические (Ирфан и др., 2016). Предварительная обработка необходима для эффективного гидролиза волокнистой целлюлозы в мономерный сахар из-за твердой природы лигноцеллюлозной биомассы. Предварительно обработанный материал осахаривают и ферментируют с использованием раздельного гидролиза и ферментации (SHF) и одновременного осахаривания и ферментации (SSF) (Abo-state et al., 2014). Осахаривание осуществляется ферментами целлюлазами и гемицеллюлазами.Виды Trichoderma обладают способностью продуцировать целлюлозолитические ферменты с эффективной ферментативной активностью (Oinonen and Suominen, 2002). Ферментация осуществляется бактериями и обычно используемыми дрожжами, такими как Saccharomyces cerevisiae. В этой работе было проведено исследование для сравнения эффективности производства биоэтанола из Trichoderma viride, Trichoderma koninjii и Trichoderma harzianum.

 

Материалы и методы

Лигноцеллюлозная биомасса

Опилки, использованные в данном исследовании, были приобретены на местном рынке города Лахор.Опилки промыли, высушили на солнце с последующей сушкой в ​​печи при 70°С до постоянного веса и упаковали в пакеты с застежкой-молнией для дальнейшего использования.

Микроорганизм

Штаммы грибов Trichoderma viride, Trichoderma koninji и Trichoderma harzianum были получены из банка культур Института сельскохозяйственных наук Пенджабского университета, новый кампус Лахор, Пакистан. Штаммы выдерживали на скошенном картофельно-декстрозном агаре и хранили при 4°C для дальнейшего использования. Sacchromyces cervisae был получен из Исследовательского центра пищевых продуктов и биотехнологий (FBRC), PCSIR и содержался на PDA, а затем хранился при 4°C.

Щелочная предварительная обработка биомассы

Предварительную обработку опилок проводили, как описано Irfan et al., (2011). Кратковременно десять граммов опилок замачивали в 100 мл 2,5% NaOH на 2 ч при комнатной температуре. Затем образец подвергали воздействию пара в автоклаве при 121°С в течение 60 минут. Твердое вещество промывали дистиллированной водой до pH 7.

Одновременное осахаривание и ферментация

Для производства этанола применялась стратегия одновременного осахаривания и ферментации.Среда состояла из (%) 0,2 MgSO4, 0,3 K2HPO4, 0,5 (Nh5)2SO4, 0,3 пептона, 0,3 дрожжевого экстракта и 3% предварительно обработанных щелочью опилок в качестве источника углерода. Среду стерилизовали при 121oC в течение 15 минут при 15psi. После стерилизации в среду инокулировали по 1 мл суспензии Saccharomyces cervisiae и по 1 мл T. viride, T. koninji и T. harzianum в соответствующие флаконы и инкубировали при 30°С в течение 7 дней при скорости встряхивания 120 об/мин. По истечении времени ферментации оценивали количество произведенного этанола.Эта стратегия применялась в стерилизованных и нестерилизованных условиях.

Аналитический метод

Целлюлозу обработанных и необработанных образцов измеряли методом, описанным Gopal and Ranjhan (1980). Измеряли содержание лигнина в обработанной и необработанной биомассе (Milagres, 1994). Содержание золы и влаги измеряли методами AOAC (2005). Редуцирующий сахар определяли по методу Миллера (1959). Количество этанола оценивали калориметрически (Captui et al., 1968). Выход этанола измеряли по формуле, описанной Yoswathana и Phuriphipat (2010).

Выход этанола = этанол, измеренный в образце/теоретический этанол

Статистический анализ

Все собранные данные были подвергнуты статистическому анализу с использованием программы Microsoft Excel, и представленные значения были средним значением для трех повторов.

 

Результаты и обсуждение

В этом исследовании опилки обрабатывали 2,5% раствором NaOH и в дальнейшем использовали для процесса осахаривания.Необработанные опилки содержат 42 % целлюлозы и 12 % лигнина, тогда как обработанные щелочью (2,5 % NaOH) опилки содержат 22 % целлюлозы и 10 % лигнина (таблица 1). Одно исследование показало, что увеличение щелочности обрабатываемых опилок приводит к снижению содержания лигнина (Kim et al., 2012). Содержание лигнина снизилось до 27,1%, 25,5% и 24,6% в опилках при увеличении концентрации NaOH на 0,5%, 1,0% и 2,0% соответственно (Ким и др., 2012).

 

Таблица 1: Состав сырья.

Компоненты	необработанный	Обработанный
Лигнин (%)	12 ± 1.2	10 ± 1,01
Целлюлоза (%)	22 ± 1,3	42 ± 1,6
Зола (%)	6 ± 0,2	4 ± 0,12
Влажность (%)	24 ± 1.7	4 ± 0,02

 

После предварительной обработки опилки осахаривали с использованием T. harzianum, T. koninji и T. viride при 35°C в течение 48 часов. Результаты (Рисунок 1) показали, что максимальное количество сахаров было произведено из опилок T. viride (10,17%), за которыми следуют T. harzianum (9,19%) и T. koninji (6,91%) после 48 часов инкубации при 35oC. Дальнейшее увеличение временного периода привело к снижению производства сахара.Предыдущее исследование показало, что T. viride обладает способностью превращать целлюлозу в глюкозу (Li et al., 2010). Редуцирующий сахар был максимальным (55,27 мг/г) при осахаривании рисовой соломы через 9 дней инкубации при 27°С (Mishra et al., 2013).

После осахаривания производили этанол путем раздельного гидролиза и ферментации. Результаты (рис. 2) показали, что максимальное производство этанола было получено из гидролизатов T. koninji (2,44%), за которыми следуют T. viride (1,80%) и T.harzianum (1,30%) после 7 дней ферментации при 30°С. После этого процентное содержание этанола начало снижаться из-за загрязнения этанола нежелательными продуктами. В одном исследовании показано, что T. viride производит максимальное количество этанола (17,54 мг/мл субстрата) после 4 дней ферментации (Mishra et al., 2013). Ayeni et al. (2016) сообщили, что предварительная обработка опилок дерева ши щелочным пероксидным окислением дает 12,73 г/л этанола после 96-часовой ферментации Saccharomyces cervisae. Rathna et al. (2014) сообщили, что опилки потенциально могут производить этанол при погруженной ферментации Saccharomyces cervisae в условиях встряхивания.

 

Производство этанола также было проверено при одновременном осахаривании и ферментации. Из результатов (рис. 3) ясно видно, что максимальное производство этанола наблюдается у T. viride + Saccharomycese cervisae (3,88%), за которыми следуют T. harzianum + Saccharomycese cervisae (0,75%) и T. koninji + Saccharomycese cervisae (0,53%). ) после 12 дней ферментации при 30°С. Frias-Sanchez et al. (2017) сообщили о максимальном выходе этанола (17,1 г/л) при раздельном гидролизе и ферментации сосновых опилок, обработанных азотной кислотой, с последующей предварительной обработкой гидроксидом натрия.Trevorah and Othman (2015) предварительно обработали опилки с австралийских лесопилок 7% NaOH и сообщили о максимальном выходе этанола 30,6% через 24 часа за счет одновременного осахаривания и ферментации с коммерческими ферментами и Saccharomyces cervisae. Kim et al. (2013) сообщили о выходе этанола на уровне 81,7% при одновременном осахаривании и ферментации обработанных разбавленной серной кислотой опилок тополя с подпиткой.

 

Заключение

Результаты этого исследования показали, что предварительная обработка гидроксидом натрия эффективно делигнифицирует биомассу.T. viride оказался мощным грибковым штаммом для лучшего осахаривания и одновременного процесса осахаривания и ферментации для производства биоэтанола.

 

Ссылки

Або-Стейт, М., Рагаб, А., Эль-Гэнди, Н., Фархат, Л. и Мадиан, Х., 2014 г. Производство биоэтанола из рисовой соломы, ферментативно осахаренной грибковыми изолятами, Trichoderma viride F94 и Aspergillus terreus F98. . науч. Рез., 3: 19-29.

Альвира П., Томас-Пейо Э., Баллестерос, М. и Негро, М.Дж.,., 2010. Технологии предварительной обработки для эффективного процесса производства биоэтанола на основе ферментативного гидролиза: обзор. Биорес. Технол. 101: 4851-61. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.093

Айени А.О., Омолей Дж.А., Хаймор Ф.К. и Пандей Р.А., 2016. Эффективная предварительная обработка опилок дерева ши щелочным перекисью для производства биотоплива: кинетика делигнификации и ферментативного превращения в сахар и последующего производства этанола путем ферментации с использованием Saccharomyces cerevisiae.Бразилия. Дж. Хим. Инж., 33: 33 – 45. https://doi.org/10.1590/0104-6632.20160331s20140258

Капути, А., Уеда, М. и Браун, Т., 1968. Спектрофотометрическое определение этанола в вине. Являюсь. Дж. Энол. Вит., 19: 160–165.

Фриас-Санчес, Дж. К., Веласкес-Валадес, У., Пинеда-Пиментель, М. Г., Лопес-Миранда, Дж., Кастро-Монтойя, А. Дж., Каррильо-Парра, А., Варгас-Сантильян, А. и Рутиага-Хинонес , JG, 2017. Одновременное осахаривание и ферментация сосновых опилок, предварительно обработанных азотной кислотой и гидроксидом натрия, для производства биоэтанола.Биоресурсы, 12: 1052-1063.

Гопал, К. и Ранджхан, С.К., 1980. Лабораторное руководство по исследованиям в области питания. Roland Press (India) Private Ltd. Нью-Дели, Индия.

Ирфан М., Асгар У., Надим М., Нелофер Р., Сайед К., Шакир Х. А. и Кази Дж. И., 2016 г. Статистическая оптимизация осахаривания пшеничной соломы, предварительно обработанной щелочью, для производства биоэтанола. Напрасно тратить. Биомасса. Доблесть., 7: 1389-1396.

Ирфан М., Гульшер М., Аббас С., Сайед К., Надим М.и Baig, S., 2011. Влияние различных условий предварительной обработки на ферментативное осахаривание. Сонгкланакарин J. Sci. техн., 33: 397–404.

Ким, Б., Гулати, И., Парк, Дж. и Шин, Дж. С., 2012. Предварительная обработка древесных опилок из целлюлозных отходов в редуцирующий сахар с использованием мерсеризации и этерификации. Биоресурс., 7: 5152-5166. https://doi.org/10.15376/biores.7.4.5152-5166

Ким, Т.Х., Чой, К.Х. и О, К.К., 2013. Биоконверсия опилок в этанол с использованием предварительной обработки разбавленной серной кислотой в двухшнековом реакторе непрерывного действия и одновременного осахаривания и ферментации с подпиткой.Биорес. Технол. 130: 306–313. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.11.125

Li, X., Yang, H., Roy, B., Park, E.Y., Jiang, L., Wang, D. и ​​Miao, Y., 2010. Усиленное производство целлюлазы Trichoderma viride, мутировавшего под действием микроволнового излучения и ультрафиолета. микробиол. Рез., 165: 190–198. https://doi.org/10.1016/j.micres.2009.04.001

Milagres, A.M.F., 1994. Producao de xilanases por penicillium janthinellum e aplicacao das enzimas no branqueamento de polpas kraft. Кампинас.Тезе (Дуторадо) – Universidade Estadual de Campinas. 1–137.

Miller, G.L., 1959. Использование реагента динитросалициловой кислоты для определения восстанавливающего сахара. Анальный. Хим., 31:426–428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030

Мишра, А. и Мишра, Северная Каролина, 2013 г. Производство биоэтанола из смешанных отходов с использованием Trichoderma viride. Индийский. Рез. Ж. Жене. Биотех., 5: 111-116.

Надим, М., Асгар, У., Аббас, С., СайфУлла. и Syed, Q., 2013. Потенциальный инструмент для изучения травы каллара (Leptochloa fusca) в качестве субстрата для производства биотоплива.Ближний Восток J. Sci. Рез., 18: 1133-1139.

Нвакайре, С.Л., Эзеоха, Б.О. и Ugwuishiwu, S.L., 2013. Производство целлюлозного этанола из древесных опилок. Агр. англ. Междунар. Ж. СИГР, 15: 136–140.

Ойнонен, А.М. и Пиркко, С., 2002. Повышенное производство эндоглюканаз Trichoderma reesei и использование новых препаратов целлюлазы для создания эффекта потертости на джинсовой ткани. заявл. Окруж. Microbiol., 68: 3956-3964. https://doi.org/10.1128/AEM.68.8.3956-3964.2002

Ратна, Г.С., Саранья Р. и Калайсельвам М. 2014. Биоэтанол из опилок с использованием целлюлазного гидролиза Aspergillus ochraceus и ферментации Saccharomyces cerevisiae. Междунар. Дж. Карр. микробиол. заявл. науч. 3: 733-742.

Саксена, Р.К., Адхикари, Д.К. и Goyal, H.B., 2009. Энергетическое топливо на основе биомассы биохимическими путями: обзор. Продлить. Суст. Энерг., 13: 167-178.

Sun, Y. and Cheng, J., 2002. Гидролиз лигноцеллюлозных материалов для производства этанола: обзор. Биорес.Техн., 83: 1-11. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00212-7

Тревора, Р.М. и Отман, М.З., 2015. Щелочная предварительная обработка и ферментативный гидролиз опилок австралийских лесопилок для производства биотоплива. Дж. Продлить. Ener., ID статьи 284250, 9 страниц. https://doi.org/10.1155/2015/284250

Йосватана, Н. и Фурифипат, П., 2010 г. Производство биоэтанола из рисовой соломы. Энер. Рез., 11: 26-31.

Производство целлюлозного этанола из древесных опилок

Авторов

• Дж.Н. Нвакайре Университет Нигерии, Нсукка
• Сандей Л. Эзеоха
• Б. О. Угвуишива Департамент сельского хозяйства и биоресурсов, Университет Нигерии, Нсукка, штат Энугу, Нигерия

Аннотация

Энергия из ископаемого топлива играла очень важную роль в нашей жизни, но такая важная роль была омрачена опасностями для окружающей среды, вызванными выбросами ископаемого топлива.Это привело к новому измерению использования энергии, известному как топливо из возобновляемых источников энергии. Чтобы полностью поддерживать этот тип энергии из биологической массы, необходимо использовать адекватный источник биомассы. Таким образом, эта работа была проведена для использования имеющихся местных отходов биомассы в качестве альтернативного источника этанола, который в настоящее время используется для двигателей с искровым зажиганием в качестве топлива для возобновляемых источников энергии. Он также определял выход этанола из используемых опилок. Образец опилок был собран на лесопилке Нсукка (Тимбершейд).Используемые материалы включали 18 м (концентрация 78%) серной кислоты, 6 м гидроксида натрия для гидролиза и процесса ферментации. Гидролиз включает экстракцию ферментируемого сахара из целлюлозной биомассы. Смесь опилок серной кислоты _{оставляли на 48 часов, затем использовали дистиллированную воду для разбавления, чтобы довести ее рН до 5,0-6,0. 10 кг опилок давали 500 см3 ³ этанола по графику Бера-Ламберта смеси этанола и воды. Успех извлечения этанола показывает, что есть возможности для улучшения.}

Ключевые слова: Биотопливо, изменение климата, выход этанола, ферментация, древесные опилки

Биография автора

Дж. Н. Нвакайре, Университет Нигерии, Нсукка

Департамент сельского хозяйства и инженерии биоресурсов, Университет Нигерии, Нсукка

ПРОИЗВОДСТВО ЭТАНОЛА ПУТЕМ БРОЖЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ САХАРОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИДРОЛИЗА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБРАБОТАННЫХ ОПИЛОК (ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСИНЫ)

ПРОИЗВОДСТВО ЭТАНОЛА ПУТЕМ БРОЖЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ САХАРОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИДРОЛИЗА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБРАБОТАННЫХ ОПЛИКОВ (ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСИНЫ)

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ВВЕДЕНИЕ

1.1 Предыстория исследования

Лигноцеллюлозная биомасса (например, опилки, полученные из древесины) представляет собой уникальный и устойчивый ресурс для экологически безопасного органического топлива и химикатов. Кроме того, из-за обилия лигноцеллюлозных материалов их преобразование в этанол (биотопливо) считается одним из наиболее важных видов использования биомассы в качестве источника энергии в современном мире, особенно в Соединенных Штатах, Европе и Азии (Хешги, 2000). .

Опилки получают в виде мелкой прерывистой щепы или мелких фрагментов древесины при распиловке бревен на товарные размеры.Стружка стекает с режущих кромок пильного диска на пол во время пиления, поэтому опилки до сих пор классифицировались как отходы и вредны для человека и окружающей среды, но в последние годы исследования показали, используется в производстве биогаза, упаковочных наполнителей, изоляционных материалов и т. д. Этанол, полученный из пищевых культур, был назван биоэтанолом первого поколения, тогда как этанол, полученный из лигноцеллюлозной биомассы, был назван биомассой второго поколения (Naik et al., 2009). Но были некоторые опасения, связанные с биоэтанолом первого поколения. Некоторые из них касались продовольственной безопасности, в которой возник вопрос о том, что использование продовольственных культур повысит цены на продукты питания. Баланс парниковых газов также меняется, поскольку в производстве биоэтанола задействовано все больше и больше продовольственных культур. Некоторые экологические проблемы показывают, что производство биоэтанола из сельскохозяйственных культур может повлиять на биоразнообразие и сохранение воды. Поиски альтернативных источников энергии предоставили множество способов производства электроэнергии, таких как ветряные электростанции, гидроэнергетика или солнечные батареи.Однако около 40% общего потребления энергии приходится на транспорт и на практике требует жидкого топлива, такого как бензин, дизельное топливо или керосин. Все эти виды топлива получают путем переработки нефти. Эта зависимость от нефти имеет два основных недостатка: сжигание ископаемого топлива, такого как нефть, способствует глобальному потеплению, а импорт нефти создает зависимость от стран-производителей нефти (Sadler, 2004).

Опять же, этанол, произведенный из биомассы, принесет большую пользу транспортному сектору, где, как предполагается, потребляется две трети бензина в Нигерии.Во всем мире ископаемому топливу угрожает преобладание над другими видами топлива из-за негативного воздействия продуктов ископаемого топлива на окружающую среду, например. выброс парниковых газов, таких как углекислый газ, которые способствуют глобальному потеплению.

Загрязнение воздуха, воды и почвы продуктами сжигания ископаемого топлива (в 1990-х годах почти 80% глобального потепления было связано с выбросами углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива) (Hileman, 1999). Наибольшая доля мировых потребностей в энергии приходится на экспорт нефти, особенно на Ближний Восток, регион высокой политической напряженности, причины, которые требуют усилий по поиску альтернатив ископаемому топливу.Отходы лигноцеллюлозы относятся к отходам растительной биомассы, которые состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, а также других второстепенных компонентов. Фракции как целлюлозы, так и гемицеллюлозы представляют собой полимеры сахаров и, таким образом, являются потенциальными источниками ферментируемых сахаров, которые могут быть преобразованы в другие продукты (Ndukwe et al., 2013). Гемицеллюлоза легко гидролизуется в слабокислых или щелочных условиях. Целлюлозная фракция более устойчива и поэтому требует более тщательной обработки, чем гемицеллюлозная фракция.В настоящее время биопродукты второго поколения из лигноцеллюлозной биомассы, такие как биоэтанол, биодизель и метан, все чаще производятся из отходов (отходов), а не из энергетических культур (ятрофа, люцерна и ива), поскольку последние конкурируют за землю и воду. с продовольственными культурами, которые уже пользуются большим спросом. Использование продовольственных культур, таких как кукуруза и сахарный тростник, для производства биотоплива все чаще не рекомендуется из-за текущего роста цен на продукты питания во всем мире. Чтобы свести к минимуму конфликты продовольствия, корма и топлива, необходимо интегрировать все виды биоотходов в экономику биомассы (Mahro and Timm, 2007).Кроме того, использование лигноцеллюлозных отходов дает возможность получения географически распределенных и благоприятных с точки зрения выбросов парниковых газов источников продукции (Рубин, 2008 г.). Энергетическая комиссия Нигерии сообщила, что ресурсы топливной древесины составляют 2,8% от общего объема возобновляемых источников энергии в Нигерии. Запасы биомассы в Нигерии оцениваются в 80 %, что эквивалентно 1,645 миллиардам тонн энергии, которая, согласно прогнозам, будет потенциально доступной в течение следующих 100 лет (Umar et al., 2000). Нигерия начала импортировать этанол из Бразилии, после чего прозвучал призыв к массовому производству маниоки в качестве сырья для производства целлюлозного этанола.Аргумент заключался в том, что Нигерия не произвела должным образом достаточно маниоки для своего населения, кажется, что толчок утих. Таким образом, основное внимание уделяется установлению того факта, что опилки (лиственные породы) могут использоваться в качестве настоящего ресурса для производства биоэтанола. (Нвакайре, 2013). Наиболее важной причиной исследований и разработок в области альтернативной энергетики являются экологические последствия, связанные с эксплуатацией ископаемого топлива. Цель состоит в том, чтобы достичь нулевого чистого баланса оксида углерода (iv) и улучшить качество воздуха в городах.

 

1.2 Постановка задачи

Чтобы обеспечить альтернативный источник энергии, топлива и химикатов из традиционного ископаемого топлива, проект направлен на рассмотрение вопроса о том, как вырабатывать энергию при систематическом подходе использования древесных отходов или отходов (опилок), образующихся в нигерийских лесных запасах. Этанол, полученный из опилок, может обеспечить более чистую окружающую среду, экологически чистое топливо и стимулировать рабочие места в общинах для нашей многочисленной молодежи и экономический рост.Лигноцеллюлозная биомасса, такая как опилки, древесина тополя, жмых сахарного тростника, травянистые травы и бытовые отходы, представляет собой уникальный и устойчивый ресурс для экологически безопасного органического топлива и химикатов.

1.3 Цель и задачи

 Цель: производство этанола путем ферментации восстанавливающих сахаров, образующихся в результате гидролиза предварительно обработанных опилок (лиственных пород). Цели следующие:

1. Для характеристики опилок

2.Для оценки выхода биоэтанола произведено

3. Для характеристики производимого биоэтанола

4. Оценить влияние параметров процесса на выход биоэтанола.

1.4 Объем исследования

Эта исследовательская работа ограничивается использованием опилок лиственных пород (Danta) в качестве субстрата для производства биоэтанола. Экстракция будет осуществляться путем гидролиза опилок для расщепления целлюлозы и гемицеллюлозы до простого сахара.

1.5 Значение исследования

Большинство африканских стран управляют большой площадью лесных угодий (заповедников), с которых заготавливается древесина. Население Африки к югу от Сахары зависит в основном от древесины (Ceceski et al., 1979). Однако из-за отсутствия технических ноу-хау, необходимых для использования древесины и древесных отходов (остатков) для возобновляемых источников энергии, и связанных с этим огромных финансовых средств (Walker, 2006). Существует общая мотивация использования древесины и древесных отходов в качестве важных источников возобновляемой энергии (биоэнергии).Источники биотоплива географически распределены более равномерно, чем ископаемые виды топлива. Лигноцеллюлозное сырье (материалы биомассы, содержащие целлюлозу, гемицеллюлозу, связанную вместе с нерастворимым веществом, известным как лигнин) сводят к минимуму потенциальный конфликт между землепользованием для производства продуктов питания (и кормов) и производством энергетического сырья. В настоящее время этанол производится из пищевых резервных культур, таких как маниока, свекла или морковь (Momoh, 1997). Они предназначены для потребления человеком. Сырье дешевле и может быть произведено с меньшими затратами удобрений, пестицидов и энергии.

Производство биоэтанола из опилок (лигноцеллюлозных) вызывает интерес в связи с относительной доступностью и дешевизной сырья. Биотопливо может также обеспечить занятость в сельской местности. Древесина и древесные отходы как источники энергии в промышленных масштабах в африканских странах изучены недостаточно. Промышленность больше заинтересована в более удобных и энергоемких ископаемых видах топлива (Momoh, 1997). В области исследований хорошо известно, что африканские страны внесли очень мало экспериментальных данных в глобальную разработку древесины и древесных отходов для производства твердого, жидкого или газообразного топлива.По экологическим причинам наиболее важным подходом к использованию лигноцеллюлозных остатков является этанол, чисто горящее топливо. Этанол является лучшим топливом, чем бензин, благодаря своим превосходным физико-химическим характеристикам (Bailey, 1996). Добавление 10-процентного этанола (об./об.) к бензину увеличивает октановое число, повышает КПД двигателя за счет превосходных антидетонационных свойств и насыщения бензина кислородом.

Получить полный проект

От опилок до этанола и зеленых химикатов – EURACTIV.ком

В районе Высокого побережья Швеции находится компания, стремящаяся бороться с изменением климата, используя отходы лесной промышленности. Благодаря уникальной технологии, готовой к расширению, Sekab изменит наши взгляды на опилки и остатки мягкой древесины. И сделать мир чуточку лучше.

Илва Стрёмштедт — координатор по маркетингу в Sekab BioFuels & Chemicals Sekab BioFuels & Chemicals. Ева-Мари Байберг — консультант по коммуникациям.

Учитывая растущий спрос на устойчивые решения, Sekab видит возможность внести свой вклад в адаптацию к изменению климата путем коммерциализации своих технологий.

Климатические цели строги и четки, и все наше общество должно ускорить переходный процесс. Лес может внести значительно больший вклад в устойчивое общество. Большинство вещей, которые производятся сегодня из ископаемого сырья, такого как уголь, нефть и газ, можно так же легко сделать из продуктов леса.Вот где наша новая технология приходит на помощь, — говорит Моника Нормарк, главный технический директор Sekab.

Швеция является естественным игроком, чтобы стать одним из лидеров в этом развитии. С более чем 87 миллиардами деревьев биоэкономика, безусловно, является одной из сильных сторон страны. В районе Эрншельдсвик, где находится Секаб, этанол на основе лигноцеллюлозы производился с начала 20 ^го века. Сегодня Эрншельдсвик является центром биоэкономического развития.

Идея проста, технология не

Секаб с 2004 года работает над технологией CelluAPP.Идея довольно проста. Должен быть способ использовать отходы лесной промышленности, такие как отходы лесопильных заводов, и производить возобновляемые новые материалы.

Потребовалась самоотверженная работа, экспертные знания и искреннее желание получить результат. Но теперь мы здесь. «Эта технология была тщательно протестирована на нашем демонстрационном заводе, и теперь она готова к масштабированию и использованию в гораздо более широких масштабах», — говорит Моника Нормарк, технический директор.

Технология CelluAPP позволяет перерабатывать практически любую форму биомассы в экологически чистые, высококачественные и востребованные на рынке химические продукты и сырье, такие как биогаз, целлюлозные сахара, этанол и лигнин.Которые, в свою очередь, могут быть использованы в качестве экологически нейтрального и высококачественного сырья для производства многих повседневных товаров, таких как косметика, предметы гигиены, биотопливо, пластмассы и фармацевтические препараты.

Технология основана на проверенной предварительной обработке и паровом взрыве. Сырье сначала превращается в суспензию. Затем ферменты превращают его в сахар, который можно превратить в этанол или другие химические вещества. Технология также выделяет лигнин, который можно использовать для производства асфальта.

Следующие шаги – дома и за границей

CelluAPP готов к полномасштабному производству. Благодаря партнерству с индийской компанией Praj Industries Limited, Sekab предлагает технологию на мировом рынке. Praj оптимизирует и интегрирует технологию.

Sekab также изучает возможность строительства полномасштабного производственного предприятия на базе этой технологии в собственном головном офисе в Эрншельдсвике. Это будет крупная инвестиция и установка, способная производить 100 000 кубометров этанола в год.

Сейчас самое время. Спрос на экологически чистые продукты растет, существует большая готовность инвестировать в технологические достижения, которые способствуют адаптации к изменению климата, и мы рады быть в авангарде. Если крупномасштабное производство станет реальностью, это поможет решить проблемы, стоящие перед обществом, и в то же время укрепит наши позиции в качестве ведущего игрока , , говорит Моника Нормарк.

ТЭО тщательно и тщательно исследует условия строительства производственного объекта.Партнеры, финансирование и местоположение — это вопросы, которые необходимо проработать. В качестве первого шага Sekab в настоящее время ищет инвестиционную поддержку от Европейского инновационного фонда. ТЭО будет завершено осенью 2022 года.

Климатические проблемы велики, но технологический оптимизм является частью решения. У нас в Sekab есть возможность возглавить эти изменения, и мы с гордостью берем на себя задачу использовать больше потенциала леса. «Мы не можем позволить себе просто оставить остатки хвойной древесины доступными», — говорит Моника Нормарк.

За проектом можно постоянно следить на Sekab.com.

Дополнительная информация о CelluAPP:

Одновременное осахаривание и ферментация опилок сосны (Pinus pseudostrobus L.), предварительно обработанных азотной кислотой и гидроксидом натрия для производства биоэтанола :: Биоресурсы

Фариас-Санчес, Х., Веласкес-Валадес, У., Пинеда-Пиментель, М. Г., Лопес-Миранда, Х., Кастро-Монтойя, А. Х., Каррильо-Парра, А., Варгас-Сантильян, А.и Рутиага-Киньонес, Дж. Г. (2017). «Одновременное осахаривание и ферментация опилок сосны ( Pinus pseudostrobus L.), предварительно обработанных азотной кислотой и гидроксидом натрия для производства биоэтанола», BioRes. 12(1), 1052-1063.

---

Abstract

С целью использования остатков сосновых опилок, поступающих с лесопилки, расположенной в Мичоакане, Мексика, была проведена предварительная обработка азотной кислотой и гидроксидом натрия.Также исследовано производство биоэтанола методом ферментативного гидролиза. Методом поверхности отклика были определены промежуточные точки оптимальной концентрации HNO3. Результаты показали, что использование HNO3 в качестве предварительной обработки приводит к более высокому выходу этанола при оптимальной концентрации 10,90% HNO3. После 30-минутной предварительной обработки 10,90% HNO3 при 114,32 °C с последующей обработкой 1% NaOH и ферментативным гидролизом, проводимым в шейкере при pH 4,8 и 150 об/мин в течение 72 часов с ферментативной загрузкой 25 FPU/г общих углеводов. , концентрация редуцирующих сахаров составила 99.2% (превращение полисахаридов в мономеры). С другой стороны, выход этанола, полученный при одновременной обработке осахариванием и ферментацией, составил 15,0 г/л, а раздельный гидролиз и ферментация составил 17,1 г/л при рН 4,8 и 150 об/мин с 1×107 Целей/мл Saccharomyces cerevisiae и ферментативная нагрузка 25 FPU/г общих углеводов. При сравнении полученных результатов с литературными данными делается вывод, что эта процедура подходит для использования лигноцеллюлозных отходов из общины коренных народов Сан-Хуан-Нуэво-Парангарикутиро, штат Мичоакан, Мексика.

---

Скачать PDF

---

Статья полностью

Одновременное осахаривание и ферментация опилок сосны ( Pinus pseudostrobus L.), предварительно обработанных азотной кислотой и гидроксидом натрия для производства биоэтанола

Хуан Карлос Фариас-Санчес, ^A Ульша, ^A Welázquez-Valadez, ^B María Guadalupe Pinka-Pimier, ^A Javier López-Miranda, ^C Agustín Jaime Castro-Montoya, ^B Artemio Carrillo-Parra, ^d Альфонсо Варгас-Сантильян, ^b и Хосе Гуадалупе Рутиага-Киньонес, ^a, *

С целью использования остатков сосновых опилок с лесопилки, расположенной в Мичоакане, Мексика, была проведена предварительная обработка азотной кислотой и гидроксидом натрия.Также исследовано производство биоэтанола методом ферментативного гидролиза. Используя метод поверхности отклика, были определены промежуточные точки для оптимальной концентрации HNO ₃  . Результаты показали, что использование HNO ₃ в качестве предварительной обработки приводит к более высокому выходу этанола при оптимальной концентрации 10,90% HNO ₃ . После 30-минутной предварительной обработки 10,90% HNO ₃ при 114,32 °C с последующим добавлением 1% NaOH и ферментативным гидролизом в шейкере при pH 4.8 и 150 об/мин в течение 72 ч при нагрузке фермента 25 FPU/г общих углеводов концентрация редуцирующих сахаров составила 99,2% (превращение полисахаридов в мономеры). С другой стороны, выход этанола, полученный при одновременной обработке осахариванием и ферментацией, составил 15,0 г/л, а раздельный гидролиз и ферментация составил 17,1 г/л при рН 4,8 и 150 об/мин с 1×10 ⁷  цел/мл Saccharomyces cerevisiae и ферментативной нагрузкой 25 FPU/г общих углеводов.При сравнении полученных результатов с литературными данными делается вывод, что эта процедура подходит для использования лигноцеллюлозных отходов из общины коренных народов Сан-Хуан-Нуэво-Парангарикутиро, штат Мичоакан, Мексика.

Ключевые слова: Сахара редуцирующие; ферментативный гидролиз; Сосновые опилки; Сосна ложностробусная

Контактная информация: a: Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolas de Hidalgo, Av. Фко. J. Mújica S/N, Edificio D, Ciudad Universitaria, Col.Фелиситас-дель-Рио, Морелия, Мичоакан, К.П. 58040, Мексика; b: Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Av. Фко. J. Mújica S/N, Edificio V1, Ciudad Universitaria, Col. Felicitas del Rio, Morelia, Michoacán, CP 58040, Мексика; c: Departamento de Ingenierias Química y Bioquimica, Instituto Tecnológico de Durango, бул. Фелипе Пескадор 1830 Ote., полковник Нуэва Бискайя, Дуранго, Дуранго, CP 34080, Мексика; d: Facultad de Ciencias Forestales, Автономный университет Нуэво-Леона, Carretera Nacional núm.85, км 145, Линарес, Нуэво-Леон, К.П. 67700, Мексика;

* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Потенциальная нехватка нефти в ближайшем будущем, повышенный уровень CO ₂ в атмосфере, глобальное потепление и насущная потребность в легко возобновляемом лигноцеллюлозном материале, который производится и выбрасывается во всем мире, — все это факторы, стимулировавшие поиск технологий, которые стимулировать производство альтернативных видов топлива для транспортного сектора.

Проведены комплексные исследования по выявлению сырья, перспективного для экономичного превращения в этанол первого, второго и третьего поколения, обеспечивающие разработку новых технологий, позволяющих максимально использовать эти ресурсы. Некоторые источники для производства топлива первого поколения имеют сельскохозяйственное происхождение и подтверждаются питательными частями растений, которые имеют высокое содержание клетчатки, сахаров и масел. Примеры этих источников этанола включают твердые органические отходы, животный жир и остаточные масла и жиры, используемые при приготовлении пищи и приготовлении пищи (Álvarez 2009).

Биотопливо второго поколения имеет дополнительные преимущества, такие как тот факт, что оно не конкурирует напрямую с рынком производства продуктов питания, и поскольку можно использовать всю растительную биомассу над землей, можно добиться лучшего и более эффективного использования земли. С другой стороны, по сравнению с топливом первого поколения, топливо второго поколения требует значительных инвестиций (Stevens et al. 2004).

Топливо третьего поколения производится из быстрорастущих непищевых культур с высокой плотностью энергии, хранящейся в их химических компонентах, называемых «энергетическими культурами», таких как многолетние травы, деревья, быстрорастущие растения, зеленые и сине-зеленые водоросли. .Преимущество этих видов биотоплива заключается в том, что они улавливают ангидрид углерода (CO ₂ ) для роста, создавая таким образом положительный баланс парниковых газов. Их недостатком, за исключением зеленых морских водорослей, является то, что выращивание таких энергетических культур потребует сельскохозяйственных угодий (Атев и др. 1983).

Наиболее широко изученные процессы предварительной обработки древесной биомассы включают предварительную обработку щелочью, кислотой, паровым взрывом, органосольвентом и сульфитом SPORL (Zhu et al. 2009).Поскольку ферментативная процедура ограничена наличием лигнина и кристалличностью целлюлозы (Millett et al. 1976; Åkerholm and Salmén 2001; McLean et al. 2002), несколько процедур предварительной обработки использовались для облегчения воздействия на целлюлозу. Например, предварительная обработка гидроксидом натрия (NaOH) разрушает связи лигнин-углевод, частично удаляет лигнин и гемицеллюлозы, открывает структуру материала, увеличивает площадь поверхности раздела и снижает степень полимеризации и кристалличность (Tuor et al.  1995). Предварительная обработка биомассы органосольвентной предварительной обработкой может эффективно удалить неподатливый лигнин из древесной биомассы, что приводит к ферментативному осахариванию целлюлозы (Pan et al. 2005, 2006; Pan 2008). Использование HNO ₃ , который представляет собой предварительную обработку сильным окислителем, приводит к ограниченному гидролизу, обычно называемому предварительным гидролизом . Предварительный гидролиз заключается в гидролизе фракции гемицеллюлозы, в то время как фракции целлюлозы и лигнина практически не изменяются.Каждая предварительная обработка имеет определенные характеристики, которые были разработаны для максимизации выхода гидролиза. Основное преимущество одновременного процесса осахаривания и ферментации заключается в том, что он снижает ингибирование конечного продукта, которое имеет место при двухстадийной операции, поскольку присутствие ферментирующих микроорганизмов и ферментов целлюлозы снижает накопление сахара в ферментере. Комбинация обоих методов приводит к более высокой скорости гидролиза, чем раздельное использование процессов гидролиза и ферментации, что требует меньшего количества ферментов и дает более высокие выходы этанола (Ballesteros 2001).

Целью данного исследования была оптимизация условий предварительной обработки азотной кислотой и гидроксидом натрия опилок сосны ( Pinus pseudostrobus  L.). Было обнаружено, что удаление гемицеллюлозы и лигнина улучшается при последовательном использовании этих химикатов. Поскольку азотная кислота является сильным окислителем, действие гидроксида натрия удаляет часть лигнина и оставшуюся гемицеллюлозу после предварительной обработки кислотой. Затем следует сравнение одновременного осахаривания и ферментации (SSF) и раздельного гидролиза и ферментации (SHF), чтобы использовать его в качестве сырья для производства биоэтанола.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Материалы

В этом исследовании использовались опилки

Pinus pseudostrobus из общины коренных народов Сан-Хуан-Парангарикутиро в штате Мичоакан, Мексика. Опилки сушили при 80 °C в течение 24 часов в электропечи Novatech (Мексика, Тлакепак, штат Джалал), а затем частично измельчали ​​с помощью обычной лопастной мельницы мощностью 1500 Вт для получения гетерогенных волокон. Затем волокна просеивали через сито 20 меш (841 мкм) и оставляли на сите 40 меш.

Химический состав этого биоматериала был определен и описан в предыдущей работе (Farías 2014). В этом исследовании использовались коммерческие препараты фермента целлюлазы Trichoderma reesei , включая Celluclast 1,5 L от Sigma Aldrich. Этот ферментный препарат можно использовать для расщепления целлюлозы на глюкозу, как показано на странице производителя. Saccharomyces cerevisiae штамм (Instituto Tecnológico de Durango, ITD-00185, Мексика).

Химический состав предварительно обработанного материала

Химическими характеристиками предварительно обработанного материала, определенными в этом исследовании, были влажность, определенная Техническим объединением целлюлозно-бумажной промышленности (ТАППИ) TAPPI T 210 cm-93 (1993), и зольность по TAPPI T 211 om– 93 (1993).Общее количество экстрактивных веществ определяли последовательностью экстракций по Сокслету циклогексаном, ацетоном, метанолом и водой. Содержание лигнина по TAPPI T 222 om-88 (1998 г.), холоцеллюлозы (Wise et al.  1946) и альфа-целлюлозы по ASTM D 1103-60 (1978 г.) определяли по методике для древесной муки без экстрагируемых веществ.

Комбинированная предварительная обработка Предварительная

Для оценки выхода сахара (переменная отклика) был выполнен факторный план 2 ³  , определяющий следующие факторы и уровни: концентрация HNO ₃ (3% и 6%), температура (50 и 100 °C). , и время (30 и 60 мин).В каждом эксперименте 10 г сухих опилок помещали в круглодонную колбу на 250 мл с последующим добавлением 60 мл раствора HNO ₃  . Затем колбу соединяли с холодильником и смесь кипятили 30 мин с обратным холодильником на масляной бане при определенной температуре. Далее смесь фильтровали и промывали 500 мл дистиллированной воды (каждый опыт проводили в трехкратной повторности). Наконец, три эксперимента были высушены до 100 ° C для определения выхода.

Сухие вещества эксперимента с HNO ₃  поместили в круглодонную колбу на 250 мл с последующим добавлением 120 мл 1% раствора NaOH.Остаток снова нагревали в течение 30 мин с обратным холодильником на масляной бане при 90°С. После прохождения химических реакций сырье фильтровали, промывали 500 мл дистиллированной воды и сушили до 100 °С для определения выхода.

Ферментативный гидролиз

Образцы 1,0 г предварительно обработанного материала (HNO ₃ , затем NaOH) помещали в пластиковые контейнеры на 20 мл и смешивали с 2 мл 1% масс./об. азида натрия и ферментного коктейля Celluclast 1.5 л (25 FPU/г общих углеводов). Затем реакционный объем доводили до 10 мл, используя 0,1 М ацетатный буферный раствор с рН 4,5. Все образцы инкубировали в условиях ферментативного гидролиза при 48 °С и 150 об/мин.

Оптимизация предварительной обработки

Составная центральная конструкция с тремя промежуточными точками использовалась для оптимизации процесса, и на этом этапе факторы и уровни были следующими: концентрация HNO ₃ (6,5% и 12%), температура (100 и 130 °C). , и время (постоянное время 30 мин).Содержание редуцирующих сахаров в гидролизованных сосновых опилках, являвшееся переменной отклика в данном исследовании, определяли по методу Ghose (1987).

Раздельный гидролиз и ферментация (SHF)

Этот процесс проводили со штаммом Saccharomyces cerevisiae ITD-00185, для которого процесс ферментации поддерживали в среде YPG (дрожжи, пептон, глюкоза) при pH 5,5. После того, как процесс гидролиза был оптимизирован, проводили ферментацию гидролизатов, полученных по оптимальной методике.

Смесь центрифугировали при 8000 об/мин в течение 5 минут для отделения остаточных твердых частиц. Затем к центрифугированной жидкости добавляли дрожжевой экстракт (10 г/л) и пептон (5 г/л). Наконец, был инокулирован штамм Saccharomyces cerevisiae с микробным зарядом 1 x 10 ⁷ (доля добавленной микробной культуральной жидкости составляла примерно 2% от общего объема ферментации).

Инокулированную среду инкубировали при 30 °C в течение 72 часов, отбирая пробы каждые 8 ​​часов.Содержание этанола определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием прибора Metacarb 87 C (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния) при 65 °C с изократическим потоком воды и детектором показателя преломления при 50 °C. С. Рабочее давление составляло 58 бар. Содержание редуцирующих сахаров определяли по методу Ghose (1987).

Одновременное осахаривание и ферментация (SSF)

В каждом эксперименте 2 г предварительно обработанного материала (полученного в оптимальных условиях) помещали в колбы Эрленмейера на 50 мл, а затем встряхивали.Затем содержимое смешивали с 15 мл питательной среды YP (10 г/л дрожжевого экстракта и 5 г/л пептона). Затем конечный реакционный объем доводили до 20 мл с помощью 0,05 М ацетатного буфера с рН 5,0.

Смесь стерилизовали при 120 °C в течение 15 минут, а затем инокулировали культуральной жидкостью с концентрацией 2 % об./об., содержащей 1×10 ⁷  Кл/мл  S. cerevisiae  и 25 FPU/г ферментативной целлюлазы. раствор (Celluclast 1,5 л, ферментный препарат Trichoderma reesei ) .  Всю смесь инкубировали при 150 об/мин при 35 °C в течение 72 часов, отбирая образцы каждые 8 ​​часов в аэробных условиях. В этом случае температура должна быть выше, чтобы обеспечить ферментативную активность без снижения роста штамма. По этой причине можно считать, что это компромиссная переменная. Содержание этанола определяли с помощью ВЭЖХ при 65°С с изократическим потоком воды и детектором показателя преломления при 50°С. Рабочее давление составляло 58 бар.

Статистический анализ

A 2 ³  выполнен факторный дизайн, по результатам которого выполнен составной центральный дизайн следующих факторов и уровней: HNO ₃  концентрация (9.25% и 12%), и температуры (100 и 130 °С). Все эксперименты были выполнены в трех повторностях, а полученные данные были проанализированы со статистической достоверностью 95% с использованием программного обеспечения STATGRAPHICS Centurion XVI версии 16.1.18 (Warrenton, Virginia).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Химический состав предварительно обработанного материала

Химический состав опилок Pinus pseudostrobus был определен и описан в предыдущей работе (Farías 2014).Результаты химического анализа (таблица 1) предварительно обработанных опилок показали содержание лигнина 5,67% и, как и ожидалось, более высокое содержание полисахаридов. Из этого следует, что примерно 81% лигнина было удалено в результате проведенной предварительной обработки.

Таблица 1. Химический состав предварительно обработанных опилок и остатков гидролизата (%)

Комбинированная предварительная обработка Предварительная

В соответствии с планом эксперимента 2 ³  , примененным в этом исследовании, было замечено, что время предварительной обработки не оказало существенного влияния на выход процесса гидролиза ( p  = 0.8167), в то время как концентрация кислоты и температура процесса значительно влияли на выход сахара ( p  < 0,0001). Можно сделать вывод, что наилучший выход был получен в условиях предварительной обработки 6% азотной кислотой при 100 °C, а затем 1% NaOH при 90 °C, как показано на графиках средних значений (рис. 1 и 2). Поскольку время не оказывало существенного влияния на выход, было решено сохранить фактор времени постоянным на уровне 30 минут для составной центральной схемы.

Рис.1.  Средние значения 2 ³  план эксперимента для коэффициента концентрации кислоты при 100°C

Рис. 2.  Среднее значение 2 ³ схема эксперимента для температурного фактора с 6% азотной кислоты

Оптимизация предварительной обработки

В таблице 2 показаны оптимальные условия и результаты, полученные при применении составной центральной конструкции. Столбец конверсии показывает количество восстанавливающих сахаров, полученных гидролизом, по отношению к общему количеству целлюлозы в предварительно обработанном материале.Проведенный дисперсионный анализ показывает, что концентрация кислоты ( p  = 0,0315) и температура ( p  = 0,0013) оказывали значительное влияние на выход. Средние значения каждого эксперимента представлены в табл. 2. Наибольший выход (98,61 ± 2,12 %) был получен при концентрации кислоты 9,25 %, температуре 115 °С (табл. 2), предварительной обработке 30 мин. Методика эксперимента и материальный баланс показаны на рис. 3.

Таблица 2.  Средние значения центральной расчетной матрицы соединений

Оптимизация кислотной обработки методом поверхности отклика показала, что оптимальными условиями были следующие: время предварительной обработки 30 мин, концентрация HNO ₃  10.90%, температура предварительной обработки 114,32°С, время гидролиза 72 часа. График результатов поверхности отклика показан на рис. 4.

Рис. 3.  Материальный баланс и технологическая схема

Рис. 4. Комплексная центральная схема оптимизации условий предварительной обработки

На рис. 4 показано поведение экспериментов. Это было сделано на основе данных Таблицы 2, столбцы [HNO3] (%) против Температура (°C) против  Конверсия (%) каждого из экспериментов, полученная с помощью программного обеспечения STATGRAPHICS Centurion XVI версии 1.16.18 (Уоррентон, Вирджиния). Результаты могут быть выражены в виде уравнения. 1, для которого коэффициенты, основанные на регрессии данных по снижению концентрации сахара, приведены в табл. 3.

Таблица 3.  Коэффициенты регрессии для [Конверсии]

Y (%) = (%) = Prontent + 9474 +

+ — A * x ₁ ² + ab * X ₁ * X ₂ + BB * X ₂ ² (04) 900

В уравнении.1, Y  – концентрация восстанавливающего сахара (%), X ₁  – [HNO ₃ ] (%), а  X ₂  – температура (°C) и константы A, B, AB и BB заменяются значениями, указанными в столбце «Оценка».

Ввод оптимизированных условий для X ₁ при концентрации кислоты 10,90% и X ₂ при температуре 114,32 °C в уравнение 1 обеспечивает выход восстанавливающего сахара 99,15% по отношению к общей целлюлозе, содержащейся в предварительно обработанной биомассе.Эти результаты могут привести к разработке технологии использования сосновых опилок для производства альтернативного топлива для автомобильной промышленности и других продуктов с добавленной стоимостью.

Раздельный гидролиз и ферментация (SHF)

Численные результаты, полученные при раздельной обработке гидролизом и ферментацией, показаны на рис. 5, который представляет собой график, основанный на этих результатах.

Рис. 5 . Кинетические данные для отдельных обработок гидролизом и ферментацией

Максимальное производство этанола было 17.01 г/л, через 40 ч. Этот результат равен 88% теоретической конверсии процесса спиртового брожения. Кроме того, через 40 часов концентрация редуцирующих сахаров не показала каких-либо заметных изменений. Следовательно, остаточный сахар может представлять собой ксилозу, поскольку штамм S. cerevisiae , использованный в этом исследовании, не может ферментировать ксилозу.

Одновременное осахаривание и ферментация (SSF)

Численные результаты обработки SSF показаны на рис. 6.

Рис.6.  Кинетические данные для одновременного осахаривания и ферментации

Целью комплексной обработки гидролизом и ферментацией было повышение выхода этанола. Это не подтверждается результатами, представленными на рис. 5 и 6, для которых концентрация этанола была практически одинаковой в обеих конфигурациях процесса. В процессе SSF нет высокой концентрации глюкозы в любое время, и по этой причине производство этанола было ниже, чем в процессе SHF. С другой стороны, в процессе СВЧ гидролиз продолжается до стадии ферментации.Так, концентрация пентозы может быть больше, чем в процессе ССФ, что объясняет более высокое значение остаточных восстанавливающих сахаров в процессе ССФ.

Как для SSF, так и для SHF было преобразовано эквивалентно 537,2 кг редуцирующих сахаров на тонну предварительно обработанного материала, в результате чего было получено 235,3 л этанола в SSF и 167,0 л этанола в SSF.

Результаты, полученные в этом исследовании, были относительно высокими по сравнению с результатами, представленными в других работах. Тан и др.  (2013), полученный из кукурузного крахмала в соотношении 86.9% за счет утилизации полисахаридов с использованием коммерческих термостабильных α-амилазы и амилоглюкозидазы для осахаривания и Streptococcus thermophiles , Lactobacillus bulgaricus и Saccharomyces cerevisiae для SSF. Луо и др. (2010) получили 69% теоретического выхода этанола с помощью процедуры SPORL. В своей работе эти авторы использовали загрузку 2,21% серной кислоты и 8% бисульфита натрия на высушенную в печи древесину, а также ферментативную загрузку, состоящую из Celluclast 1.5 л (15 FPU/г субстрата) и Novozyme 188 (22,5 CBU/г субстрата). Баллестерос и др.  (2004) обработали пшеничную солому и получили концентрацию этанола 18,1 г/л и выход 62,5%. Васкес-Ортега (2013) работал с соломой бобов и получил концентрацию этанола 10,50 г/л и выход 50,59%. Сауседо-Луна и др. (2010) использовали 2% серную кислоту при 151 °C и времени реакции 10 минут, получая выход 48,5%, а при использовании Agave tequilana багассы в качестве сырья концентрация этанола составляла 22.02 г/л. Тем не менее, результаты настоящей работы немного ниже, чем данные, представленные Shuai et al.  (2010), который сообщил о выходе 77,7% при 180 °C с использованием парового взрыва в течение 30 минут и 5%-ной нагрузки серной кислоты на высушенную в печи древесину ели с соотношением древесной массы и щелока 1:5 и ферментативной нагрузкой 15 FPU. . Веласкес-Валадес и др. (2016) работал с агавой Tequilana weber , используя 6% раствор гидроксида натрия, 6% раствор перекиси водорода, 6% Cellic CTec3 и 6% Cellic HTec3, и получил концентрацию 165.67 г/л редуцирующих сахаров и 84,49 г/л теоретического выхода этанола.

ВЫВОДЫ

1. Оптимизация кислотной обработки методом поверхности отклика показала, что оптимальными условиями являются: время предварительной обработки 30 мин; HNO ₃  концентрация 10,9%; температура предварительной обработки 114,8 °С; время гидролиза 72 часа. В этих условиях был получен выход редуцирующих сахаров 99,2% по отношению к целлюлозе, содержащейся в предварительно обработанной биомассе.
2. Более высокий выход сбраживаемого сахара наблюдался при использовании азотной кислоты и гидроксида натрия, а также более короткое время сбраживания сухих веществ по сравнению с предыдущими условиями предварительной обработки и с опилками без какой-либо предварительной обработки. Также было замечено, что эффективность гидролиза с предварительной обработкой азотной кислотой была даже выше, чем у необработанной целлюлозы.
3. Результаты показывают, что комбинированная предварительная обработка опилок удаляет лигнин и часть гемицеллюлозы, облегчая преобразование кристаллической целлюлозы в аморфную целлюлозу.Таким образом, комбинированная предварительная обработка помогает ферментам увеличить конечный выход за счет более эффективного гидролиза.
4. Наконец, на основе расчетов выхода, полученных в данной исследовательской работе, можно сделать вывод, что на каждую тонну переработанных опилок можно произвести 235,3 л этанола.
5. Таким образом, опилки (потенциально полезные древесные отходы) могут быть использованы для производства восстанавливающих сахаров и, таким образом, для производства биоэтанола.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность CONACYT (проект 166444) за финансовую поддержку и глубоко признательны за учебный материал, предоставленный общиной коренных народов Сан-Хуан-Нуэво-Парангарикутиро, штат Мичоакан, Мексика.

ССЫЛКИ

Окерхольм, М., и Салмен, Л. (2001). «Взаимодействия между древесными полимерами, изученные с помощью динамической ИК-Фурье-спектроскопии», Polymer 42, 963-969. DOI: 10.1016/S0032-3861(00)00434-1

Альварес, MC (2009). «Биогорючие материалы: историко-технологические исследования, актуальные рынки и международные рынки», Economía Informa 359, 63-89.

ASTM D 1103-60 (1978). «Стандартный метод испытаний α-целлюлозы», Американское общество испытаний и материалов, Американский национальный стандарт, США

.

Атев А., Спасов А., Обрешкова А. и Бубарева Л. (1983). «Биосинтез ферментов целлюлазы и гемицеллюлазы при культивировании Trichoderma sp. 414 в растительных субстратах», Comptes Rendus de l’Academie Bulgare des Sciences 36, 941-944.

Бальестерос, И. (2001). Получение этанола в составе биомассы Lignocelulósica Mediante un Proceso de Sacarificación y Fermentación Simultánea (SFS) .

Баллестерос, М., Олива, Дж. М., Негро, М. Дж., Мансанарес, П., и Баллестерос, И. (2004). «Этанол из лигноцеллюлозных материалов путем одновременного процесса осахаривания и ферментации (SFS) с Kluyveromyces marxianus CECT 10875», Process Biochemistry 39, 1843-1848. DOI: 10.1016/j.procbio.2003.09.011

Фариас, Дж. К. (2014). Evaluación y Optimización de Pretratamientos para Obtención de Bioetanol a Partir de Aserrín de Pino , диплом магистра, Университет Мичоакана в Сан-Николас-де-Идальго, Мичоакан, Мексика.

Фариас-Санчес, Х.К., Лопес-Миранда, Х., Кастро-Монтойя, А.Дж., Сауседо-Луна, Х., Каррильо-Парра, А., Лопес-Альбарран, П., Пинеда-Пиментел, М.Г., и Рутиага- Киньонес, Дж. Г. (2015). «Сравнение пяти предварительных обработок для производства ферментируемых сахаров, полученных из Pinus pseudostrobus л. дерево», EXCLI 14, 430-438. DOI: 10.17179/excli2014-613

Гхош, Т. (1987). «Измерение активности целлюлазы», ​​ Pure and Applied Chemistry 59(2), 257-268.

Луо, X., Глейснер, Р., Тиан, С., Негрон, Дж., Чжу, В., Хорн, Э., Пан, X. Дж., и Чжу, Дж. Ю. (2010). «Оценка зараженной горным жуком скальной сосны для производства целлюлозного этанола путем предварительной обработки сульфитами для преодоления неподатливости лигноцеллюлозы», Industrial & Engineering Chemistry Research, 49, 8258-8266. DOI: 10.1021/ie1003202

Маклин, Б.В., Борастон, А.Б., Брауэр, Д., Санайе, Н., Файф, К.А., Уоррен, Р.А., Килберн, Д.Г., и Хейнс, К.А. (2002). «Модули, связывающие углеводы, распознают тонкие субструктуры целлюлозы», The Journal of Biological Chemistry, , 277, 50245-50254. DOI: 10.1074/jbc.M204433200

Миллетт, Массачусетс, Бейкер, А.Дж., и Саттер, Л.Д. (1976). «Предварительная обработка для усиления химического, ферментативного и микробиологического воздействия на целлюлозные материалы», Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров, Мэдисон, Висконсин.

Пан, X. (2008). «Роль функциональных групп в ингибировании лигнином ферментативного гидролиза целлюлозы до глюкозы», Journal of Biobased Materials And Bioenergy 2, 25-32.DOI: 10.1166/jbmb.2008.005.

Пан, Х., Арато, К., Гилкс, Н., Грегг, Д., Маби, В., Пай, К., Сяо, З., Чжан, X., и Сэддлер, Дж. (2005). «Биорафинирование древесины хвойных пород с использованием органосольвентной варки этанола: предварительная оценка технологических потоков для производства топливного этанола и сопутствующих продуктов», Biotechnology and Bioengineering 90, 473-481. DOI: 10.1002/бит.20453

Пан, X., Гилкс, Н., Кадла, Дж., Пай, К., Сака, С., Грегг, Д., Эхара, К., Се, Д., Лам, Д., и Сэддлер, Дж. .(2006). «Биоконверсия гибридного тополя в этанол и побочные продукты с использованием процесса органосольвентного фракционирования: оптимизация выходов процесса», Biotechnology and Bioengineering 94, 851-861. DOI: 10.1002/бит.20905

Сауседо-Луна, Дж., Кастро-Монтойя, А.Дж., Рико, Дж.Л., и Кампос-Гарсия, Дж. (2010). «Оптимизация кислотного гидролиза багассы из Agave tequilana Weber», Revista Mexicana de Ingeniería Quimica 9, 91-97.

Шуай, Л., Ян, К., Чжу, Дж., Лу, Ф., Веймер, П., Ральф, Дж., и Пан, X. (2010). «Сравнительное исследование SPORL и предварительной обработки ели разбавленной кислотой для производства целлюлозного этанола», Bioresource Technology 101, 3106-3114. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.044

Сигма-Олдрич. Целлюлаза из Trichoderma reesei ATCC 26921. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c2730?lang=es&region=MX

Стивенс Д., Вергеттер М. и Сэддлер Дж. (2004). «Биотопливо для транспорта: анализ политики и технических вопросов», IEA Bioenergy Task, стр.2001-2003 гг.

TAPPI T 210 см-93 (1993 г.). «Отбор проб и проверка партий древесной массы и проверка партий древесной массы на влажность», Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности, Атланта, Джорджия.

TAPPI T 211 om–93 (1993). «Зола в древесине, целлюлозе, бумаге и картоне: горение при 525 градусах Цельсия», Technical Assoc. целлюлозно-бумажной промышленности, Атланта, Джорджия.

ТАППИ Т 222 ом-88 (1998 г.). «Кислотонерастворимый лигнин в древесине и целлюлозе», Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности , Атланта, Джорджия.

ТАППИ, Т. (2000). «Формовочные листы для физических испытаний целлюлозы», Техническое объединение целлюлозно-бумажной промышленности, 205 сп-06.

Туор, У., Винтерхальтер, К., и Фихтер, А. (1995). «Ферменты грибов белой гнили, участвующие в деградации лигнина, и экологические детерминанты гниения древесины», Journal of Biotechnology 41, 1–17. DOI: 10.1016/0168-1656(95)00042-О

Васкес-Ортега, П. (2013). Производство этанола второго поколения для одновременного производства этанола и ферментации , диплом магистра, Instituto Tecnológico de Durango, Дуранго, Мексика.

Веласкес-Валадес, У., Фариас-Санчес, Дж. К., Варгас-Сантильян, А., и Кастро-Монтойя, А. Дж. (2016). « Tequilana weber  Ферментативный гидролиз жома агавы для производства ферментируемых сахаров: окислительно-щелочная предварительная обработка и кинетическое моделирование»,  BioEnergy Research  1-7.

Wise, L.E., Murphy, M., and d’Addieco, A.A. (1946). «Хлоритхолоцеллюлоза, ее фракционирование и отношение к суммарному анализу древесины и исследованиям гемицеллюлоз», Paper Trade Journal 122, 35.

Чжу, Дж., Пан, X., Ван, Г., и Глейснер, Р. (2009). «Предварительная обработка сульфитом (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания ели и красной сосны», Bioresource Technology 100, 2411-2418. DOI: 10.1016/j.biortech.2008.10.057

Статья отправлена: 15 сентября 2016 г.; Экспертная оценка завершена: 4 ноября 2016 г.; Получена и принята исправленная версия: 8 декабря 2016 г.; Опубликовано: 14 декабря 2016 г.

DOI: 10.15376/biores.12.1.1052-1063

Чтобы сделать этанол, начните с опилок, шоколада и использованных подгузников

Утреннее электронное письмо содержало довольно расчетливое предложение: «российский ученый» и студент Университета Айовы изготовили грибок, который трансформировался в недорогой целлюлозный этанол — по распоряжению федеральное правительство в рамках Закона об энергетической независимости и безопасности от 2007 года .Более того, 21 миллиард галлонов из 36 миллиардов галлонов должны были быть «современным биотопливом». Секрет был в обычном сахаре, и у этой компании был замок на него.

Это звучало так, будто они буквально продавали змеиное масло, поскольку сахар является ключом к усилиям многих компаний по созданию целлюлозного топлива из биомассы.

Тем не менее, в этом сахаре что-то есть, и биотопливо определенно находится на подъеме, и федеральные мандаты на возобновляемые виды топлива действительно являются движущей силой (электронное письмо правильно поняло эту часть).В последнее время меня атаковали законные процессы производства биотоплива из самых неожиданных веществ: кофейной гущи, опилок, использованных подгузников, мочи, индюшачьих кишок, метана из коровьих задних конечностей и многого другого. Я даже слышал о двигателях, которые будут сжигать практически любое жидкое топливо. Вот краткое изложение области, сжатое из более длинной статьи, которую я написал по этому вопросу:

Шоколад. В Уорикском университете в Англии ученые используют отходы шоколада Cadbury для производства биодизеля для гоночного автомобиля Формулы 3 (с рулевым колесом, частично изготовленным из моркови).

Использованные подгузники. Они уже восстанавливали бумажную массу из подгузников, но теперь сами какашки идут в котел в компании из Квебека, которая планирует потреблять 180 миллионов подгузников ежегодно и производить из них 11 миллионов литров дизельного топлива. Самое замечательное в подгузниках то, что они собирают сырье (также известное как «исходное сырье») в красивой упаковке, которую можно легко транспортировать и хранить подальше от свалки.

Опилки. И университетские, и коммерческие исследователи стремятся производить стандартные виды топлива — бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей — из биомассы в процессе пиролиза (высокая температура без кислорода).Многие растения, богатые целлюлозой, работают, но ученые Массачусетского университета работают с опилками, потому что они дешевы и легкодоступны.

Потроха индейки. Опять же, это легкодоступный отход, и завод в Миссури уже открылся, производя мазут, который может быть дополнительно очищен для ожидающих бензобаков Америки. К сожалению, у завода «Меняющиеся мировые технологии» были как производственные трудности, так и жалобы на запах, но процесс определенно работает.

Сила коровы. По данным Организации Объединенных Наций, выбросы от животноводческой отрасли составляют 18 процентов глобального потепления газа в мире. Пришло время коровам сдаться, и теперь они в форме метана для запуска генераторов и производства электроэнергии. «Коровья сила» распространяется на молочные штаты, такие как Вермонт.

Моча. Для меня это в новинку, но исследователи из Университета Огайо говорят, что в течение шести месяцев автомобили, работающие на моче, «могут стать доступными». Побочным продуктом в этом случае является водород, энергоноситель, который многие считают движущей силой транспорта будущего.Опять же, заводом по производству топлива могут быть коровы: «Одна корова может дать достаточно энергии для снабжения горячей водой 19 домов, — сказала профессор Джеральдин Ботте. — Солдаты в полевых условиях могут носить свое собственное топливо». Кофейная гуща. Этот нежелательный продукт отходов содержит от 10 до 15 процентов нефти и может ежегодно производить до 340 миллионов галлонов топлива из 15 миллиардов фунтов ежегодно потребляемого в мире кофе. Ученые из Университета Невады в Рино говорят, что кофе может стать топливом в ходе простого двухэтапного процесса.Может ли Starbucks когда-нибудь конкурировать с Exxon?

Фото Flickr/Skinnyde

Актуальные новости

Загрузите наше бесплатное приложение

Для последних новостей и анализа Загрузите бесплатное приложение CBS News

.