Hydrolyse du bois à la maison. Comment obtenir de l'alcool à partir de sciure de bois: méthodes d'obtention

Actuellement, de nombreuses personnes sont capables de créer du méthanol même de leurs propres mains à la maison. Y compris engagé dans la préparation d'alcool à partir de sciure de bois. C'est la production d'alcool à partir de sciure de bois qui est considérée comme la plus simple et la plus économique de toutes les autres méthodes connues aujourd'hui. En même temps, cela ne semble compliqué et chronophage qu'à première vue. En fait, répéter ce processus sera assez simple même pour un débutant. L'essentiel est de connaître tous les principes de base de la fabrication de l'alcool méthylique, ainsi que de prendre en compte certaines des astuces de la procédure que les professionnels révèlent à tous. La technologie standard pour la production du produit chimique en question à la maison consiste généralement en plusieurs étapes de base à la fois. Pour commencer, le malt est obtenu à partir de céréales, puis une pâte est brassée à partir de pommes de terre légèrement gâtées, à la suite de quoi l'amidon est traité.

La prochaine étape est la fermentation. Sur celui-ci, la levure est déjà ajoutée à un mélange pré-préparé. Plus la température ambiante est élevée, plus il sera possible de surmonter rapidement l'étape discutée. Mais il est capable de se terminer tout seul même dans des conditions naturelles normales. Bien sûr, dans le cas où une levure de haute qualité a été choisie. L'avant-dernière étape est appelée "distillation". Il peut être appelé le plus laborieux et le plus long. Pour cette étape, un appareil spécial est toujours nécessaire, ce que les artisans modernes fabriquent facilement de leurs propres mains. Et enfin, il n'y a que le nettoyage. C'est la dernière étape de la production d'alcool à la maison. Le produit est presque prêt, mais il lui manque la transparence souhaitée. Il sera possible d'y parvenir à l'aide du permanganate de potassium le plus courant, avec lequel le liquide est infusé pendant 24 heures. En conclusion, il ne reste plus qu'à filtrer le produit.

Étant donné que récemment, la quantité de matières premières fossiles adaptées à la production d'alcool à domicile a commencé à diminuer progressivement, il est devenu nécessaire de trouver de nouvelles options. Comme vous le savez, il y a une pénurie de céréales, il était donc nécessaire de trouver une alternative valable. Et il a été rapidement trouvé - c'est de la sciure de bois. Cette matière première est actuellement la plus accessible à tous. Le trouver n'est pas difficile. Et enfin et surtout, la sciure de bois est peu coûteuse. Et dans certains cas, ils peuvent même être trouvés gratuitement. Il n'est pas surprenant que les matières premières en question soient très populaires parmi toutes les personnes impliquées dans la production d'alcool à domicile. Certes, la fabrication de cette substance nécessite certaines compétences d'une personne, ainsi que l'acquisition de certains équipements supplémentaires.

Tout d'abord, vous devez préparer de la sciure de bois. Par exemple, 1 kilogramme du produit d'origine. Il est très important que la sciure de bois soit bien broyée. Ils devront être soigneusement séchés avant de procéder à la production de méthanol. Il est préférable de refuser d'utiliser un four et d'autres options similaires à cette fin. Il suffira de verser la sciure de bois en fine couche sur un journal propre dans un endroit sombre et bien aéré et de la laisser sous cette forme pendant plusieurs jours. Bien sûr, les matières premières ne devraient pas non plus être des impuretés et de la saleté. Les experts notent que la sciure de bois dur est la mieux adaptée à ce processus. Mais il vaut mieux ne pas utiliser de matières premières provenant de conifères.

À travers le réfrigérateur, dans lequel la sublimation et l'électrolyte, parfaits pour l'acide sulfurique, seront effectués, la sciure de bois soigneusement séchée est envoyée dans un flacon pratique ou un autre récipient similaire. Ils doivent le remplir aux 2/3 du volume total. Ensuite, vous devez chauffer la masse à 150 degrés. Le liquide fini a généralement une légère teinte bleutée. Bien sûr, n'oubliez pas l'utilisation d'un catalyseur de haute qualité. Par exemple, vous pouvez utiliser de l'oxyde d'aluminium - des parties de corindon. Vous pouvez verser la portion suivante dans le récipient utilisé immédiatement après que le liquide qu'il contient est devenu noir. Il est très important de protéger vos organes respiratoires avec un respirateur ou un masque spécial. Il est également préférable de penser à des gants durables. La pièce dans laquelle l'alcool est fabriqué à partir de sciure de bois doit être spacieuse et bien ventilée. Vous ne devriez pas le faire dans la cuisine, car il y a des produits autour.

La substance finie peut être utilisée comme combustible et à toute autre fin similaire. Mais il n'est pas recommandé d'utiliser l'alcool résultant à l'intérieur et de l'utiliser pour la préparation ultérieure de boissons alcoolisées. À partir d'un seul kilogramme de sciure de bois séchée, vous pouvez obtenir environ un demi-litre (un peu moins) de méthanol fini.

Des scientifiques sibériens travaillent sur une technologie de production de bioéthanol domestique

À l'époque soviétique, qui s'en souvient encore, ils plaisantaient beaucoup sur l'alcool à base de sciure de bois. Il y avait des rumeurs selon lesquelles après la guerre, la vodka bon marché était fabriquée uniquement à base d'alcool de "sciure de bois". Chez les gens, cette boisson s'appelait - "salope".

En général, parler de la production d'alcool à partir de sciure de bois n'est bien sûr pas né de zéro. Un tel produit a effectivement été fabriqué. On l'appelait « alcool hydrolytique ». La matière première pour sa fabrication était en effet de la sciure de bois, plus précisément de la cellulose extraite des déchets de l'industrie forestière. Strictement scientifiquement parlant - à partir de matières végétales non alimentaires. Selon des calculs approximatifs, environ 200 litres d'alcool éthylique pourraient être obtenus à partir d'une tonne de bois. Cela aurait permis de remplacer 1,5 tonne de pommes de terre ou 0,7 tonne de céréales. On ne sait pas si un tel alcool était utilisé dans les distilleries soviétiques. Il a été produit, bien sûr, à des fins purement techniques.

Il faut dire que la production d'éthanol technique à partir de déchets organiques excitait depuis longtemps l'imagination des scientifiques. Vous pouvez trouver la littérature du 19ème siècle, où les possibilités d'obtenir de l'alcool à partir d'une grande variété de matières premières, y compris non alimentaires, sont discutées. Au XXe siècle, ce thème retentit avec une vigueur renouvelée. Dans les années 1920, des scientifiques de Russie soviétique ont même suggéré de fabriquer de l'alcool à partir… d'excréments ! Il y avait même un poème ludique de Demyan Bedny :

Eh bien, le moment est venu
Chaque jour est un miracle :
La vodka est chassée de la merde -
Trois litres par poud !

L'esprit russe va inventer
A l'envie de toute l'Europe -
Bientôt la vodka coulera
Dans la bouche du cul même ...

Cependant, l'idée avec des matières fécales est restée au niveau d'une blague. Mais la cellulose était prise au sérieux. Souvenez-vous, dans Le veau d'or, Ostap Bender raconte aux étrangers la recette du "stool moonshine". Le fait est qu'avec la cellulose, ils "chimisaient" déjà à cette époque. De plus, il convient de noter qu'il peut être extrait non seulement des déchets de l'industrie forestière. L'agriculture domestique laisse chaque année d'énormes montagnes de paille - c'est aussi une excellente source de cellulose. Ne gaspillez pas le bien. La paille est une source renouvelable, pourrait-on dire - gratuite.

Il n'y a qu'un hic dans ce cas. En plus de la cellulose nécessaire et utile, les parties lignifiées des plantes (et la paille en fait partie) contiennent de la lignine, ce qui complique l'ensemble du processus. En raison de la présence de cette même lignine dans la solution, il est presque impossible d'obtenir une "moût" normale, car la matière première n'est pas saccharifiée. La lignine inhibe le développement des micro-organismes. Pour cette raison, une «alimentation» est nécessaire - l'ajout de matières premières alimentaires normales. Le plus souvent, ce rôle est joué par la farine, l'amidon ou la mélasse.

Bien sûr, vous pouvez vous débarrasser de la lignine. Dans l'industrie des pâtes et papiers, cela se fait traditionnellement par voie chimique, par exemple par traitement à l'acide. La seule question est où le mettre alors? En principe, un bon combustible solide peut être obtenu à partir de la lignine. Ça brûle bien. Ainsi, l'Institut de physique thermique de la branche sibérienne de l'Académie russe des sciences a même développé une technologie appropriée pour brûler la lignine. Mais, malheureusement, la lignine qui reste de notre production de pâtes et papiers ne convient pas comme combustible en raison du soufre qu'elle contient (conséquences du traitement chimique). Si nous le brûlons, nous obtenons des pluies acides.

Il existe d'autres moyens - de traiter les matières premières avec de la vapeur surchauffée (la lignine fond à des températures élevées), d'effectuer une extraction avec des solvants organiques. Dans certains endroits, c'est exactement ce qu'ils font, mais ces méthodes sont très coûteuses. Dans une économie planifiée, où tous les coûts étaient supportés par l'État, il était possible de travailler de cette manière. Or, dans une économie de marché, il s'avère que le jeu, au sens figuré, n'en vaut pas la chandelle. Et en comparant les coûts, il s'avère que la production d'alcool technique (en termes modernes, le bioéthanol) à partir de matières premières alimentaires traditionnelles est beaucoup moins chère. Tout dépend de combien vous avez de telles matières premières. Les Américains, par exemple, ont une surproduction de maïs. Il est beaucoup plus facile et plus rentable d'utiliser le surplus pour la production d'alcool que de le transporter vers un autre continent. Au Brésil, comme nous le savons, la canne à sucre excédentaire est également utilisée comme matière première pour la production de bioéthanol. En principe, il n'y a pas si peu de pays dans le monde où l'alcool est versé non seulement dans l'estomac, mais aussi dans le réservoir d'une voiture. Et tout irait bien si certaines personnalités mondialement connues (en particulier le dirigeant cubain Fidel Castro) ne s'opposaient pas à une utilisation aussi "injuste" des produits agricoles dans des conditions où, dans certains pays, des personnes souffrent de malnutrition, voire meurent de faim. . .

De manière générale, répondant à des souhaits philanthropiques, les scientifiques travaillant dans le domaine de la production de bioéthanol devraient rechercher des technologies plus rationnelles et plus avancées pour traiter les matières premières non alimentaires. Il y a environ dix ans, des spécialistes de l'Institut de chimie et de mécanochimie de l'état solide de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie ont décidé d'emprunter une voie différente - d'utiliser la méthode mécanochimique à ces fins. Au lieu du traitement chimique bien connu des matières premières ou du chauffage, ils ont commencé à utiliser un traitement mécanique spécial. Pourquoi des broyeurs et des activateurs spéciaux ont été conçus. L'essence de la méthode est la suivante. Par activation mécanique, la cellulose passe de l'état cristallin à l'état amorphe. Cela facilite le travail des enzymes. Mais l'essentiel ici est que la matière première en cours de traitement mécanique est divisée en diverses particules - avec une teneur en lignine différente (plus ou moins élevée). Ensuite, grâce aux différentes caractéristiques aérodynamiques de ces particules, elles peuvent être facilement séparées les unes des autres à l'aide de dispositifs spéciaux.

À première vue, tout est très simple : moudre - et c'est tout. Mais seulement à première vue. Si tout était vraiment aussi simple, alors dans tous les pays on broyerait la paille et autres déchets végétaux. En fait, il est nécessaire de trouver ici la bonne intensité pour que la matière première soit séparée en tissus individuels. Sinon, vous vous retrouverez avec une masse monotone. La tâche des scientifiques est simplement de trouver ici l'optimum nécessaire. Et cet optimum, comme le montre la pratique, est assez étroit. Vous pouvez aussi en faire trop. Cela, je dois le dire, est le travail d'un scientifique afin de révéler le juste milieu. De plus, ici, il est nécessaire de prendre en compte les aspects économiques - à savoir, d'élaborer la technologie de sorte que les coûts de traitement mécanochimique de la matière première (aussi bon marché soient-ils) n'affectent pas le coût de production.

Des dizaines de litres d'alcool merveilleux ont déjà été obtenus dans des conditions de laboratoire. La chose la plus impressionnante est que l'alcool est obtenu à partir de paille ordinaire. Et - sans l'utilisation d'acides, d'alcalis et de vapeur surchauffée. L'aide principale ici est les "moulins à miracles" conçus par les spécialistes de l'Institut. En principe, rien ne nous empêche de passer aux dessins et modèles industriels. Mais c'est un autre sujet.

Le voici - le premier bioéthanol domestique à base de paille ! Toujours en bouteilles. Allons-nous attendre qu'ils commencent à le produire dans des réservoirs ?

La production d'alcool à partir de pommes de terre, de céréales, de mélasse et de betterave à sucre nécessite la consommation de grandes quantités de ces précieuses matières premières. Le remplacement de ces matières premières par des matières moins chères est l'une des sources d'économie de produits alimentaires et de réduction du coût de l'alcool. Par conséquent, la production d'alcool éthylique technique à partir de matières premières non alimentaires a récemment augmenté de manière significative : bois, liqueurs au sulfite et synthétique à partir de gaz contenant de l'éthylène.

Production d'alcool à partir de bois

L'industrie de l'hydrolyse produit de nombreux produits à partir de déchets végétaux contenant de la cellulose, notamment à partir de déchets de bois : alcool éthylique, levure fourragère, glucose, etc.

Dans les usines d'hydrolyse, la cellulose est hydrolysée avec des acides minéraux en glucose, qui est utilisé pour la fermentation en alcool, la croissance des levures et la libération sous forme cristalline. Il existe des usines d'hydrolyse de différents profils : hydrolyse-alcool, hydrolyse-levure, hydrolyse-glucose. L'industrie de l'hydrolyse est d'une grande importance économique; cela est dû au fait que des produits de valeur sont obtenus à partir de déchets végétaux de faible valeur. En particulier, 170 à 200 litres d'alcool éthylique sont obtenus à partir d'une tonne de bois de conifères absolument sec, dont la production nécessiterait 0,7 tonne de céréales ou 2 tonnes de pommes de terre.

L'industrie de l'hydrolyse traite le bois de manière complexe, grâce à quoi, outre l'alcool éthylique, d'autres produits de valeur sont obtenus dans les usines d'hydrolyse-alcool: furfural, lignine, dioxyde de carbone liquide, levure fourragère.

Matières premières pour la production d'hydrolyse

La matière première pour la production de l'hydrolyse est le bois sous forme de déchets divers issus de l'industrie forestière et du travail du bois : sciure, copeaux de bois, copeaux, etc. Le taux d'humidité du bois varie de 40 à 60 %. La sciure de bois traitée par les usines d'hydrolyse a généralement une teneur en humidité de 40 à 48 %. Les solides de bois comprennent la cellulose, les hémicelluloses, la lignine et les acides organiques.

Les hémicelluloses de bois sont constituées d'hexosans : mannane, galactane et de pentosanes : xylane, arabane et leurs dérivés méthylés. La lignine est une substance complexe de la série aromatique, sa composition chimique et sa structure ne sont pas encore établies.

La composition chimique du bois absolument sec est donnée dans le tableau 1.

Tableau 1 - Composition chimique du bois absolument sec

Outre le bois, les déchets végétaux issus de l'agriculture sont également utilisés comme matière première pour l'industrie de l'hydrolyse : balle de tournesol, rafle de maïs, balle de coton, paille de céréales.

La composition chimique des déchets végétaux issus de l'agriculture est présentée dans le tableau 2.

Tableau 2 - Composition chimique des déchets végétaux issus de l'agriculture

Schéma technologique de la transformation complexe du bois

Le schéma technologique de la transformation intégrée du bois comprend les étapes suivantes : hydrolyse du bois, neutralisation et purification de l'hydrolysat ; fermentation du moût hydrolytique, distillation de la purée hydrolytique.

Le bois broyé est soumis à une hydrolyse avec de l'acide sulfurique dilué lorsqu'il est chauffé sous pression. Au cours de l'hydrolyse, l'hémicellulose et la cellulose se décomposent. Les hémicelluloses sont transformées en hexoses : glucose, galactose, mannose et pentoses : xylose et arabinose ; cellulose en glucose. La lignine reste sous forme de résidu insoluble pendant l'hydrolyse.

L'hydrolyse du bois est réalisée dans un appareil d'hydrolyse - un récipient cylindrique en acier. À la suite de l'hydrolyse, on obtient un hydrolysat contenant environ 2 à 3 % de monosaccharides fermentescibles et un résidu de lignine insoluble. Ce dernier peut être utilisé directement dans la production de panneaux de construction, dans la production de briques, lors du broyage du ciment, comme combustible; après un traitement approprié, la lignine peut être utilisée dans la production de plastiques, l'industrie du caoutchouc, etc.

L'hydrolysat résultant est envoyé à l'évaporateur, où la vapeur est séparée du liquide. La vapeur dégagée est condensée et utilisée pour en isoler le furfural, la térébenthine et l'alcool méthylique. Ensuite, l'hydrolysat est refroidi à 75-80°C, neutralisé dans le neutraliseur avec du lait de chaux à pH 4-4,3 et des sels nutritionnels pour levure (sulfate d'ammonium, superphosphate) sont ajoutés. Le neutralisat résultant se défend de se libérer de la précipitation du sulfate de calcium et d'autres particules en suspension. Le précipité de sulfate de calcium décanté est séparé, séché, cuit et l'albâtre est obtenu, qui est utilisé dans les équipements de construction. Le neutralisat est refroidi à 30-32°C et envoyé en fermentation. L'hydrolysat ainsi préparé pour la fermentation est appelé moût. La fermentation du moût hydrolytique est réalisée de manière continue dans des cuves de fermentation. Dans ce cas, la levure circule en permanence dans le système ; la levure est séparée de la purée sur des séparateurs. Le dioxyde de carbone libéré lors de la fermentation est utilisé pour libérer du dioxyde de carbone liquide ou solide. Une purée mature contenant 1,0 à 1,5% d'alcool est envoyée pour distillation et rectification dans un appareil de distillation de brassage et de l'alcool éthylique, de l'alcool méthylique et de l'huile de fusel sont obtenus. La vinasse obtenue après distillation contient des pentoses et sert à la culture de levures fourragères.

Figure 1 - Schéma technologique de la transformation intégrée du bois dans les usines d'hydrolyse-alcool

Lors du traitement selon ce schéma, à partir de 1 tonne de bois de conifères absolument sec, les quantités suivantes de produits commercialisables peuvent être obtenues:

• Alcool éthylique, l ………………….. 187
• Dioxyde de carbone liquide, kg …………….. 70
• ou dioxyde de carbone solide, kg ……… 40
• Nourrir la levure, kg…………….. .. 40
• Furfural, kg …………………………….9.4
• Térébenthine, kg ……………………………0.8
• Isolation thermique et construction de ligno-plaques, m 2 .... 75
• Albâtre de construction, kg ……..225
• Huile de fuselage, kg ………………..0,3

Production d'alcool à partir de liqueurs au sulfite

Dans la production de cellulose à partir de bois selon la méthode au sulfite, la liqueur de sulfite est obtenue en tant que déchet - un liquide brun à l'odeur de dioxyde de soufre. La composition chimique de la liqueur de sulfite (%): eau - 90, matière sèche - 10, y compris dérivés de lignine - lignosulfonates - 6, hexoses - 2, pentoses -1, acides volatils, furfural et autres substances - environ 1. Pendant longtemps les liqueurs de sulfite rejetées dans les rivières, elles polluaient l'eau et détruisaient les poissons dans les réservoirs. À l'heure actuelle, nous disposons d'un certain nombre d'installations pour la transformation complexe de la liqueur de sulfite en alcool éthylique, levure fourragère et concentrés de distillerie au sulfite. La production d'alcool à partir de liqueurs au sulfite comprend les étapes suivantes : préparation de la liqueur au sulfite pour la fermentation, fermentation du moût de lessive au sulfite, distillation de la purée de sulfite mûre.

La préparation de la liqueur de sulfite pour la fermentation est réalisée selon un schéma continu. La lessive est soufflée avec de l'air pour éliminer les acides volatils et le furfural, qui retardent le processus de fermentation. La liqueur soufflée est neutralisée avec du lait de chaux puis conservée pour grossir les cristaux précipités de sulfate de calcium et de sulfure de calcium ; tout en ajoutant des sels nutritifs pour la levure (sulfate et superphosphate d'ammonium). Ensuite, la lessive est réglée. Les sédiments décantés - les boues - sont abaissés dans les égouts et la liqueur clarifiée est refroidie à 30-32°C. La liqueur ainsi préparée est appelée moût. Le moût est envoyé à la section de fermentation et fermenté de la même manière que les hydrolysats de bois, ou la méthode de la tête mobile est utilisée. L'emballage mobile est appelé les fibres de cellulose restant dans la liqueur. La méthode de fermentation à buse mobile repose sur la propriété de certaines races de levures de s'adsorber à la surface des fibres de cellulose et de former des flocons d'une masse de levure fibreuse, qui se dépose rapidement et complètement au fond de la cuve dans une purée mature. . La fermentation est effectuée dans une batterie de fermentation, composée de cuves de tête et de queue. Dans le moût en fermentation, les fibres de cellulose avec la levure adsorbée sont en mouvement continu sous l'influence du dioxyde de carbone libéré. La purée fermentée vient de la cuve de tête à la cuve de queue, où le processus de fermentation se termine, et les fibres avec la levure se déposent au fond. La masse de fibres de levure décantée est renvoyée par une pompe dans la cuve de tête, où le moût est simultanément alimenté, et la purée mûre contenant 0,5-1% d'alcool est envoyée à l'appareil de distillation et l'alcool éthylique, l'alcool méthylique et l'huile de fusel sont obtenus. . La vinasse obtenue après distillation contient des pentoses et sert de milieu nutritif pour la culture de la levure fourragère, qui est ensuite séparée, séchée et libérée sous forme de levure sèche. La vinasse après séparation de la levure contenant les lignosulfonates est évaporée jusqu'à une teneur en extrait sec de 50 à 80 %. Le produit résultant est appelé concentré sulfite-rougeâtre et est utilisé dans la production de plastiques, de matériaux de construction, d'agents tannants synthétiques pour le cuir, dans la fonderie et la construction de routes.

Une substance aromatique précieuse, la vanilline, peut être obtenue à partir de concentrés de sulfite-barde.

Le schéma technologique pour le traitement complexe des liqueurs de sulfite en alcool éthylique, levure fourragère et concentrés de sulfite-barde est illustré à la figure 2.

Figure 2 - Organigramme du processus de transformation des liqueurs au bisulfite en alcool

Lors du traitement des liqueurs au bisulfite, pour 1 tonne de bois d'épicéa, on obtient :

• Alcool éthylique, l ……………….. 30-50
• Alcool méthylique, l …………………… 1
• Dioxyde de carbone liquide, l ………….. 19-25
• Levure fourragère sèche, kg …. quinze
• Concentrés de sulfite-bardine avec une teneur en humidité de 20%, kg .... 475

Production d'alcool de synthèse

La matière première pour la production d'alcool éthylique synthétique est constituée des gaz des raffineries de pétrole, qui contiennent de l'éthylène. De plus, d'autres gaz contenant de l'éthylène peuvent être utilisés : gaz de cokerie issu de la cokéfaction du charbon et gaz de pétrole associés.

Actuellement, l'alcool éthylique synthétique est produit de deux manières : hydratation de l'acide sulfurique et hydratation directe de l'éthylène.

Hydratation du sulfate d'éthylène

La production d'alcool éthylique par cette méthode comprend les processus suivants: l'interaction de l'éthylène avec l'acide sulfurique, dans laquelle se forment de l'acide éthylsulfurique et du sulfate de diéthyle; hydrolyse des produits résultants avec formation d'alcool; séparer l'alcool de l'acide sulfurique et le purifier.

Les matières premières pour l'hydratation de l'acide sulfurique sont des gaz contenant 47 à 50 % en poids. l'éthylène, ainsi que les gaz à faible teneur en éthylène. Le processus est effectué selon le schéma ci-dessous.

Figure 3 - Schéma technologique pour la production d'alcool synthétique par la méthode d'hydratation de l'acide sulfurique

L'éthylène interagit avec l'acide sulfurique dans la colonne de réaction, qui est un cylindre vertical. À l'intérieur de la colonne se trouvent des plaques coiffées avec des verres à débordement. Un gaz contenant de l'éthylène est fourni à la partie inférieure de la colonne par un compresseur, et de l'acide sulfurique à 97-98 % est fourni à la colonne par le haut pour l'irrigation. Le gaz, montant, bouillonne sur chaque plaque à travers la couche liquide. L'éthylène réagit avec l'acide sulfurique selon les réactions suivantes :

Un mélange d'acide éthylsulfurique, de sulfate de diéthyle et d'acide sulfurique n'ayant pas réagi s'écoule en continu de la colonne de réaction. Ce mélange est refroidi dans un réfrigérateur à 50°C et envoyé pour hydrolyse, dans laquelle se produisent les réactions suivantes :

Le sulfate de monoéthyle obtenu à partir de la deuxième réaction est soumis à une décomposition supplémentaire avec formation d'une autre molécule d'alcool.

Hydratation directe de l'éthylène

Le schéma technologique pour la production d'alcool éthylique par la méthode d'hydratation directe de l'éthylène est présenté ci-dessous.

Figure 4 - Organigramme de l'hydratation directe de l'éthylène dans la production d'alcool éthylique

La matière première du procédé d'hydratation directe est un gaz à haute teneur en éthylène (94-96%). L'éthylène est comprimé par un compresseur jusqu'à 8-9 kPa. L'éthylène comprimé est mélangé à de la vapeur d'eau dans certaines proportions. L'interaction de l'éthylène avec la vapeur d'eau est réalisée dans un appareil de contact - un hydrateur, qui est une colonne cylindrique creuse verticale en acier dans laquelle se trouve un catalyseur (acide phosphorique déposé sur de l'aluminosilicate).

Un mélange d'éthylène et de vapeur d'eau à 280-300°C sous une pression d'environ 8,0 kPa est introduit dans l'hydrateur, qui maintient les mêmes paramètres. Lorsque l'éthylène interagit avec la vapeur d'eau, en plus de la réaction principale de formation d'alcool éthylique, des réactions secondaires se produisent, entraînant des produits de polymérisation d'éther diéthylique, d'acétaldéhyde et d'éthylène. Les produits de synthèse emportent une petite quantité d'acide phosphorique de l'hydrateur, ce qui peut par la suite avoir un effet corrosif sur les équipements et les canalisations. Pour éviter cela, l'acide contenu dans les produits de synthèse est neutralisé par un alcali. Les produits de synthèse après neutralisation sont passés dans un séparateur de sels, puis refroidis dans un échangeur de chaleur et les vapeurs d'eau-alcool sont condensées. Obtenir un mélange de liquide eau-alcool et d'éthylène n'ayant pas réagi. L'éthylène n'ayant pas réagi est séparé du liquide dans le séparateur. C'est un cylindre vertical, dans lequel sont installés des déflecteurs, qui modifient fortement la vitesse et la direction du flux de gaz. L'éthylène est retiré du séparateur vers la conduite d'aspiration du compresseur de circulation et envoyé pour être mélangé avec de l'éthylène frais. La solution eau-alcool qui s'écoule du séparateur contient 18,5-19 % vol. alcool. Il est concentré dans une colonne d'épuisement et sous forme de vapeurs est dirigé vers une colonne de distillation pour purification. L'alcool est obtenu avec une teneur de 90,5% vol. Les usines d'alcool synthétique utilisent la méthode d'hydratation directe de l'éthylène.

La production d'alcool synthétique, quelle que soit la méthode de production, est beaucoup plus efficace que la production d'alcool à partir de matières premières alimentaires. Pour obtenir 1 tonne d'alcool éthylique à partir de pommes de terre ou de céréales, il faut passer 160 à 200 jours-homme, à partir des gaz de raffinage du pétrole seulement 10 jours-homme. Le coût de l'alcool synthétique est environ quatre fois inférieur au coût de l'alcool issu des matières premières alimentaires.

La sciure de bois est une matière première précieuse pour la production de divers alcools qui peuvent être utiliser comme combustible.

Ces biocarburants peuvent fonctionner :

• moteurs à essence pour automobiles et motos;
• groupes électrogènes;
• équipement ménager à essence.

Problème principal l'hydrolyse, c'est-à-dire la conversion de la cellulose en glucose, est un obstacle à surmonter dans la fabrication de biocarburants à partir de sciure de bois.

La cellulose et le glucose ont la même base - les hydrocarbures. Mais pour la transformation d'une substance en une autre, divers processus physiques et chimiques sont nécessaires.

Les principales technologies de conversion de la sciure de bois en glucose peuvent être divisées en deux types :

• industriel nécessitant un équipement sophistiqué et des ingrédients coûteux;
• fait maison qui ne nécessitent aucun équipement sophistiqué.

Quelle que soit la méthode d'hydrolyse, la sciure de bois doit être broyée au maximum. Pour cela, divers concasseurs sont utilisés.

Comment taille plus petite sciure de bois, sujets plus efficace il y aura une décomposition du bois en sucre et autres composants.

Vous pouvez trouver plus d'informations sur l'équipement de broyage de sciure ici :. Aucune autre préparation de sciure de bois n'est nécessaire.

façon industrielle

La sciure est versée dans une trémie verticale, puis rempli d'une solution d'acide sulfurique(40%) dans un rapport de 1: 1 en poids et, après avoir fermé hermétiquement, est chauffé à une température de 200 à 250 degrés.

Dans cet état, la sciure de bois est conservée pendant 60 à 80 minutes, en remuant constamment.

Pendant ce temps, le processus d'hydrolyse a lieu et la cellulose, absorbant l'eau, se décompose en glucose et autres composants.

La substance obtenue à la suite de cette opération filtre, obtenant un mélange de solution de glucose avec de l'acide sulfurique.

Le liquide purifié est versé dans un récipient séparé et mélangé avec une solution de craie, qui neutralise l'acide.

Ensuite tout est filtré et obtient :

• déchet toxique;
• solution glucosée.

Défaut cette méthode dans :

• exigences élevées pour le matériau à partir duquel l'équipement est fabriqué;
• coûts élevés de régénération de l'acide,

par conséquent, il n'était pas largement utilisé.

Il existe également une méthode moins coûteuse., dans lequel une solution d'acide sulfurique d'une force de 0,5 à 1% est utilisée.

Cependant, une hydrolyse efficace nécessite :

• haute pression (10–15 atmosphères);
• chauffage jusqu'à 160-190 degrés.

Le temps de traitement est de 70 à 90 minutes.

L'équipement pour un tel procédé peut être fabriqué à partir de matériaux moins coûteux, car une telle solution acide diluée est moins agressive que celle utilisée dans le procédé décrit ci-dessus.

MAIS une pression de 15 atmosphères n'est pas dangereuse même pour les équipements chimiques conventionnels, car de nombreux processus se déroulent également à haute pression.

Pour les deux méthodes utiliser des récipients en acier hermétiquement fermés jusqu'à 70 m³, revêtu de briques ou de tuiles résistantes aux acides de l'intérieur.

Ce revêtement protège le métal du contact avec l'acide.

Le contenu des récipients est chauffé en y injectant de la vapeur chaude.

Une vanne de vidange est installée sur le dessus, qui est ajustée à la pression requise. Par conséquent, la vapeur en excès s'échappe dans l'atmosphère. Le reste de la vapeur crée la pression nécessaire.

Les deux méthodes impliquent le même processus chimique.. Sous l'influence de l'acide sulfurique, la cellulose (C6H10O5)n absorbe l'eau H2O et se transforme en glucose nC6H12O6, c'est-à-dire un mélange de divers sucres.

Après purification, ce glucose est utilisé non seulement pour obtenir des biocarburants, mais aussi pour la production de :

• potable et technique alcool;
• Sahara;
• méthanol.

Les deux méthodes vous permettent de traiter le bois de toutes les essences, elles sont donc universel.

En tant que sous-produit de la transformation de la sciure de bois en alcool, on obtient de la lignine - une substance qui colle:

• pellets;
• briquettes.

Par conséquent, la lignine peut être vendue aux entreprises et aux entrepreneurs qui se consacrent à la production de granulés et de briquettes à partir de déchets de bois.

Une autre un sous-produit de l'hydrolyse est le furfural. C'est un liquide huileux, un agent de conservation du bois efficace.

Le furfural est également utilisé pour :

• raffinage de pétrole;
• purification d'huile végétale;
• production de matières plastiques ;
• développement de médicaments antifongiques.

En cours de traitement de la sciure de bois avec de l'acide des gaz toxiques sont libérés, Voilà pourquoi:

• tous les équipements doivent être installés dans un atelier ventilé ;
• les travailleurs doivent porter des lunettes de sécurité et des respirateurs.

Le rendement en glucose en poids est de 40 à 60% du poids de la sciure de bois, mais en tenant compte de la grande quantité d'eau et d'impuretés le poids du produit est plusieurs fois supérieur au poids initial de la matière première.

L'excès d'eau sera éliminé au cours du processus de distillation.

En plus de la lignine, les sous-produits des deux procédés sont :

• albâtre;
• essence de térébenthine,

qui peut être vendu pour un certain profit.

Purification de solution de glucose

Le nettoyage s'effectue en plusieurs étapes :

1. Mécanique nettoyage l'utilisation d'un séparateur élimine la lignine de la solution.
2. Traitement le lait crayeux neutralise l'acide.
3. règlement sépare le produit en une solution liquide de glucose et de carbonates, qui sont ensuite utilisés pour obtenir de l'albâtre.

Voici une description du cycle technologique de la transformation du bois dans une usine d'hydrolyse de la ville de Tavda (région de Sverdlovsk).

méthode maison

Cette méthode est plus simple mais prend en moyenne 2 ans. La sciure de bois est versée dans un gros tas et arrosée abondamment avec de l'eau, après quoi:

• couvrir avec quelque chose
• laisser cracher.

La température à l'intérieur du tas augmente et le processus d'hydrolyse commence, à la suite de quoi la cellulose est convertie en glucose qui peut être utilisé pour la fermentation.

L'inconvénient de cette méthode Le fait est qu'à basse température, l'activité du processus d'hydrolyse diminue et qu'à une température négative, elle s'arrête complètement.

Par conséquent, cette méthode n'est efficace que dans les régions chaudes.

Outre, il y a une forte probabilité de dégénérescence du processus d'hydrolyse en décomposition, à cause de quoi il ne se transformera pas en glucose, mais en boue, et toute la cellulose se transformera en:

• gaz carbonique;
• une petite quantité de méthane.

Parfois, dans les maisons, ils construisent des installations similaires aux installations industrielles. . Ils sont fabriqués en acier inoxydable, qui peut résister aux effets d'une faible solution d'acide sulfurique sans conséquences.

Chauffez le contenu ces appareils avec :

• feu ouvert (feu de joie);
• serpentin en acier inoxydable traversé par de l'air chaud ou de la vapeur.

En pompant de la vapeur ou de l'air dans le récipient et en surveillant les lectures du manomètre, la pression dans le récipient est régulée. Le processus d'hydrolyse commence à une pression de 5 atmosphères, mais se déroule le plus efficacement à une pression de 7 à 10 atmosphères.

Ensuite, comme dans la production industrielle :

• purifier la solution de la lignine ;
• traité avec une solution de craie.

Après cela, la solution de glucose est décantée et fermentée avec l'ajout de levure.

Fermentation et distillation

Pour la fermentation en solution de glucose ajouter de la levure ordinaire qui activent le processus de fermentation.

Cette technologie est utilisée à la fois dans les entreprises et dans la production d'alcool à partir de sciure de bois à la maison.

Temps de fermentation 5–15 jours, en fonction de la:

• température de l'air;
• essences de bois.

Le processus de fermentation est contrôlé par la quantité de formation de bulles de dioxyde de carbone.

Pendant la fermentation, un tel processus chimique se produit - le glucose nC6H12O6 se décompose en :

• dioxyde de carbone (2CO2);
• alcool (2C2H5OH).

Après la fin de la fermentation la matière est distillée- chauffage à une température de 70 à 80 degrés et refroidissement de la vapeur d'échappement.

A cette température évaporer de la solution :

• alcools;
• éthers,

tandis que l'eau et les impuretés solubles dans l'eau restent.

• refroidissement à la vapeur ;
• condensation d'alcool

utiliser une bobine immergé dans de l'eau froide ou refroidi par de l'air froid.

Pour augmentation de la force le produit fini est distillé 2 à 4 fois de plus, en abaissant progressivement la température jusqu'à une valeur de 50 à 55 degrés.

La force du produit obtenu déterminé avec un alcoomètre qui estime la gravité spécifique d'une substance.

Le produit de la distillation peut être utilisé comme biocarburant avec une force d'au moins 80%. Un produit moins fort contient trop d'eau, la technique fonctionnera donc de manière inefficace.

Bien que l'alcool obtenu à partir de la sciure de bois ressemble beaucoup à l'alcool de contrebande, son ne peut pas être utilisé pour boire en raison de la teneur élevée en méthanol, qui est un puissant poison. De plus, une grande quantité d'huiles de fusel gâche le goût du produit fini.

Pour nettoyer du méthanol, vous devez :

• la première distillation est effectuée à une température de 60 degrés;
• égoutter les premiers 10% du produit obtenu.

Après distillation restent :

• lourd fractions de térébenthine;
• masse de levure, qui peut être utilisé à la fois pour la fermentation du lot suivant de glucose, et pour la production de levure fourragère.

Ils sont plus nutritifs et sains que les grains de n'importe quelle culture céréalière, ils sont donc facilement achetés par les fermes qui élèvent du gros et du petit bétail.

Application biocarburant

Par rapport à l'essence, les biocarburants (alcool fabriqué à partir de déchets recyclés) présentent à la fois des avantages et des inconvénients.

Ici Principaux avantages:

• indice d'octane élevé (105-113);
• température de combustion plus basse;
• manque de soufre;
• Prix ​​inférieur.

En raison de l'indice d'octane élevé, augmenter le taux de compression, augmentant la puissance et l'efficacité du moteur.

Basse température de combustion :

• augmente la durée de vie soupapes et pistons;
• réduit la chaleur du moteur en mode puissance maximale.

En raison de l'absence de soufre, les biocarburants ne pollue pas l'air et ne raccourcit pas la durée de vie de l'huile moteur, car l'oxyde de soufre oxyde le pétrole, aggravant ses caractéristiques et réduisant la ressource.

En raison du prix nettement inférieur (hors accises), le biocarburant permet d'économiser le budget familial.

Les biocarburants ont limites:

• agressivité envers les pièces en caoutchouc;
• faible rapport massique carburant/air (1:9);
• faible évaporation.

biocarburant endommager les joints en caoutchouc, par conséquent, lors de la conversion du moteur pour fonctionner à l'alcool, tous les joints en caoutchouc sont remplacés par des pièces en polyuréthane.

En raison du rapport carburant-air inférieur, le fonctionnement normal du biocarburant nécessite reconfiguration du système de carburant, c'est-à-dire installer des jets plus gros dans le carburateur ou faire clignoter le contrôleur d'injecteur.

En raison de la faible évaporation Difficulté à démarrer un moteur froidà des températures inférieures à plus 10 degrés.

Pour résoudre ce problème, les biocarburants sont dilués avec de l'essence dans un rapport de 7:1 ou 8:1.

Pour fonctionner avec un mélange d'essence et de biocarburant dans un rapport de 1: 1, aucune modification du moteur n'est nécessaire.

S'il y a plus d'alcool, alors il est souhaitable:

• remplacer tous les joints en caoutchouc par du polyuréthane ;
• rectifier la culasse.

Le broyage est nécessaire pour augmenter le taux de compression, ce qui permettra réaliser un indice d'octane plus élevé. Sans une telle modification, le moteur perdra de la puissance lorsque de l'alcool sera ajouté à l'essence.

Si des biocarburants sont utilisés pour les générateurs électriques ou les appareils électroménagers à essence, il est souhaitable de remplacer les pièces en caoutchouc par des pièces en polyuréthane.

Dans de tels dispositifs, le meulage de la tête peut être supprimé, car une petite perte de puissance est compensée par une augmentation de l'alimentation en carburant. Outre, besoin de reconfigurer le carburateur ou l'injecteur, n'importe quel spécialiste des systèmes à carburant peut le faire.

Pour plus d'informations sur l'utilisation du biocarburant et la modification des moteurs pour y travailler, lisez cet article (Application du biocarburant).

Vidéos connexes

Vous pouvez voir comment faire de l'alcool à partir de sciure de bois dans cette vidéo :

résultats

Production d'alcool à partir de sciure de bois - processus difficile, qui comprend de nombreuses opérations.

S'il y a de la sciure de bois bon marché ou gratuite, alors en versant du biocarburant dans le réservoir de votre voiture, vous économiserez beaucoup, car sa production est beaucoup moins chère que l'essence.

Vous savez maintenant comment obtenir de l'alcool à partir de sciure de bois utilisée comme biocarburant et comment vous pouvez le faire à la maison.

Aussi, saviez-vous sous-produits qui surviennent lors de la transformation de la sciure de bois en biocarburants. Ces produits peuvent également être vendus pour un petit profit.

Grâce à cela, le commerce des biocarburants à partir de sciure de bois devient très bénéfique, surtout si vous utilisez du carburant pour votre propre transport et que vous ne payez pas de droits d'accise sur la vente d'alcool.

En contact avec

L'hydrolyse des polysaccharides des tissus végétaux dans l'eau froide n'est pratiquement pas observée. Lorsque la température de l'eau s'élève au-dessus de 100°C, l'hydrolyse des polysaccharides se poursuit, mais si lentement qu'un tel processus n'a aucune importance pratique. Des résultats satisfaisants ne sont obtenus qu'avec l'utilisation de catalyseurs, dont seuls les acides minéraux forts ont une importance industrielle : sulfurique et moins souvent chlorhydrique. Plus la concentration d'un acide fort dans la solution et la température de réaction sont élevées, plus l'hydrolyse des polysaccharides en monosaccharides est rapide. Cependant, la présence de tels catalyseurs a également un côté négatif, car ils, simultanément à la réaction d'hydrolyse des polysaccharides, accélèrent également les réactions de décomposition des monosaccharides, réduisant ainsi leur rendement.

Lors de la décomposition des hexoses dans ces conditions, il se forme d'abord de l'hydroxy-méthylfurfural, qui se décompose rapidement avec la formation de produits finaux : les acides lévulinique et formique. Dans ces conditions, les pentoses sont convertis en furfural.

À cet égard, afin d'obtenir des monosaccharides à partir de polysaccharides de tissus végétaux, il est nécessaire de fournir les conditions les plus favorables pour la réaction d'hydrolyse et de minimiser la possibilité d'une décomposition supplémentaire des monosaccharides formés.

C'est le problème que les chercheurs et les ouvriers de production résolvent lors du choix des régimes d'hydrolyse optimaux.

Parmi le grand nombre d'options possibles pour la concentration d'acide et la température de réaction, seules deux sont actuellement utilisées dans la pratique : l'hydrolyse avec des acides dilués et l'hydrolyse avec des acides concentrés. Au cours de l'hydrolyse avec des acides dilués, la température de réaction est généralement de 160 à 190 °C et la concentration du catalyseur en solution aqueuse varie de 0,3 à 0,7 % (H2SO4, HC1).

La réaction est effectuée dans des autoclaves à une pression de 10-15 au m. Lors de l'hydrolyse avec des acides concentrés, la concentration d'acide sulfurique est généralement de 70 à 80% et de 37 à 42% d'acide chlorhydrique. La température de réaction dans ces conditions est de 15-40°.

Il est plus facile de réduire la perte de monosaccharides lors de l'hydrolyse avec des acides concentrés, grâce à quoi le rendement en sucre avec cette méthode peut atteindre presque théoriquement possible, c'est-à-dire 650-750 kgÀ partir de 1 t matières premières végétales absolument sèches.

Lors de l'hydrolyse avec des acides dilués, il est beaucoup plus difficile de réduire la perte de monosaccharides due à leur décomposition et, par conséquent, dans la pratique, le rendement en monosaccharides dans ce cas ne dépasse généralement pas 450 à 500 kg pour 1 g de matière première sèche. .

En raison de la faible perte de sucre lors de l'hydrolyse avec des acides concentrés, les solutions aqueuses résultantes de monosaccharides - hydrolysats se distinguent par une pureté accrue, ce qui est d'une grande importance dans leur traitement ultérieur.

Jusqu'à récemment, un sérieux inconvénient des méthodes d'hydrolyse avec des acides concentrés était la forte consommation d'acide minéral par tonne de sucre produit, ce qui entraînait la nécessité de régénérer une partie de l'acide ou de l'utiliser dans d'autres industries ; cela a compliqué et augmenté le coût de construction et d'exploitation de telles usines.

De grandes difficultés ont également surgi dans la sélection de matériaux pour l'équipement qui résistent aux milieux agressifs. Pour cette raison, la plupart des usines d'hydrolyse actuellement en service ont été construites selon la méthode d'hydrolyse à l'acide sulfurique dilué.

La première usine expérimentale d'hydrolyse-alcool en URSS a été lancée en janvier 1934 dans la ville de Cherepovets. Les indicateurs initiaux et la conception technique de cette usine ont été développés par le Département de production d'hydrolyse de l'Académie forestière de Leningrad en 1931-1933. Sur la base des données de l'exploitation d'une usine pilote, la construction d'usines industrielles d'hydrolyse et d'alcool a commencé en URSS. La première hydrolyse industrielle - usine d'alcool a été lancée à Leningrad en décembre 1935. Cette usine a suivi dans la période 1936-1938. Les usines d'hydrolyse-alcool de Bobruisk, Khorsky et Arkhangelsk ont ​​été mises en service. Pendant la Seconde Guerre mondiale et après, de nombreuses grandes usines ont été construites en Sibérie et dans l'Oural. À l'heure actuelle, la capacité nominale de ces usines a été dépassée de 1,5 à 2 fois grâce à l'amélioration de la technologie.

La principale matière première de ces usines est le bois résineux sous forme de sciure et de copeaux provenant des scieries voisines, où il est obtenu par broyage des déchets de scierie - dalles et lattes - dans des déchiqueteuses. Dans certains cas, le bois de chauffage de conifères est également broyé.

Le schéma d'obtention des monosaccharides dans ces plantes est illustré à la fig. 76.

Le bois de conifères coupé de l'entrepôt de matières premières par le convoyeur 1 entre dans l'entonnoir de guidage 2 et plus loin dans la gorge

La faute de l'appareil d'hydrolyse 3. Il s'agit d'un cylindre en acier vertical avec des cônes et des cols supérieurs et inférieurs. La surface intérieure de tels appareil d'hydrolyse recouvrir de carreaux ou de briques en céramique ou en graphite résistant aux acides, renforcés sur une couche de béton d'une épaisseur de 80 à 100 mm. Les joints entre les carreaux sont remplis de mastic résistant aux acides. Les cols supérieur et inférieur de l'appareil d'hydrolyse sont protégés de l'action de l'acide sulfurique dilué chaud par une couche de bronze résistant aux acides de l'intérieur. Le volume utile de tels appareils d'hydrolyse est généralement de 30-37 At3, mais parfois des appareils d'hydrolyse avec un volume de 18, 50 et 70 m3. Le diamètre intérieur d'un tel appareil d'hydrolyse est d'environ 1,5 et la hauteur est de 7 à 13 m. Dans le cône supérieur de l'appareil d'hydrolyse pendant l'hydrolyse à travers le tuyau 5 chauffé à 160-200° de l'acide sulfurique dilué est fourni.

Un filtre est installé dans le cône inférieur 4 pour la sélection de l'hydrolysat obtenu. L'hydrolyse dans de tels dispositifs est effectuée périodiquement.

Comme mentionné ci-dessus, l'appareil d'hydrolyse est chargé avec des matières premières broyées à travers un entonnoir de guidage. Lors du chargement de matières premières à travers un tuyau 5 de l'acide sulfurique dilué chauffé à 70-90 ° est fourni, ce qui mouille la matière première, contribuant à son compactage. Avec cette méthode de chargement en 1 m3 l'appareil d'hydrolyse est placé à environ 135 kg sciure de bois ou 145-155 kg Copeaux, en termes de bois absolument sec. A la fin du chargement, le contenu de l'appareil d'hydrolyse est chauffé par de la vapeur vive pénétrant dans son cône inférieur. Dès que la température de 150-170°C est atteinte, de l'acide sulfurique à 0,5-0,7%, chauffé à 170-200°C, commence à s'écouler dans l'appareil d'hydrolyse par la conduite 5. Hydrolysat formé simultanément à travers le filtre 4 commence à être évacué vers l'évaporateur b. La réaction d'hydrolyse dans l'appareil d'hydrolyse dure de 1 à 3 heures. Plus le temps d'hydrolyse est court, plus la température et la pression dans l'appareil d'hydrolyse sont élevées.

Dans le processus d'hydrolyse, les polysaccharides du bois sont convertis en monosaccharides correspondants, qui se dissolvent dans un acide dilué chaud. Pour protéger ces monosaccharides de la décomposition à haute température, l'hydrolysat les contenant est éliminé en continu à travers le filtre tout au long de la cuisson. 4 Et rapidement refroidi dans l'évaporateur 6. Puisque, selon les conditions du procédé, les matières végétales hydrolysables. dans l'appareil d'hydrolyse" doit être rempli de liquide en permanence, le niveau de consigne e est maintenu par de l'acide chaud circulant dans la conduite 5,

Ce mode de fonctionnement s'appelle la percolation. Plus la percolation se produit rapidement, c'est-à-dire plus l'acide chaud s'écoule rapidement à travers l'appareil d'hydrolyse, plus le sucre résultant est rapidement éliminé de l'espace de réaction et moins il se décompose. D'autre part, plus la percolation est rapide, plus on consomme d'acide chaud pour la cuisson et plus la concentration en sucre dans l'hydrolysat est faible et, par conséquent, la consommation de vapeur et d'acide pour la cuisson est plus importante.

En pratique, pour obtenir des rendements en sucre suffisamment élevés (à une concentration économiquement acceptable dans l'hydrolysat), il faut choisir des conditions moyennes de percolation. Habituellement, ils s'arrêtent à un rendement en sucre de 45 à 50 % du poids de bois absolument sec avec une concentration en sucre dans l'hydrolysat de 3,5 à 3,7 % - Ces conditions de réaction optimales correspondent à la sélection par le filtre inférieur de l'hydrolyseur - que 12- 15 m3 hydrolysat pour 1 t bois absolument sec chargé dans l'appareil d'hydrolyse. La quantité d'hydrolysat retirée par infusion pour chaque tonne de matière première hydrolysée est appelée le module hydroélectrique de sortie, et c'est l'un des principaux indicateurs du régime d'hydrolyse appliqué à l'usine.

Lors de la percolation, une certaine différence de pression apparaît entre les cols supérieur et inférieur de l'appareil d'hydrolyse, ce qui contribue à la compression de la matière première lorsque les polysaccharides qu'elle contient se dissolvent.

La compression de la matière première conduit au fait qu'en fin de cuisson, la lignine non dissoute restante occupe un volume d'environ 25% du volume initial de la matière première. Étant donné que, selon les conditions de réaction, le liquide doit recouvrir la matière première, son niveau diminue d'autant au cours du processus de cuisson. Le contrôle du niveau de liquide pendant le processus de cuisson est effectué à l'aide d'un peseur 30, montrant l'évolution du poids total des matières premières et du liquide dans l'appareil d'hydrolyse.

En fin de cuisson, il reste de la lignine dans l'appareil, contenant 1 kg matière sèche 3 kg acide sulfurique dilué, chauffé à 180-190 °.

La lignine est déchargée de l'appareil d'hydrolyse dans un cyclone 22 selon le tuyau 21. A cet effet, la vanne est rapidement ouverte 20, reliant l'intérieur de l'appareil d'hydrolyse au cyclone 22. En raison de la diminution rapide de la pression entre les morceaux de lignine, l'eau surchauffée qu'elle contient bout instantanément, formant de grands volumes de vapeur. Ce dernier arrache la lignine et l'emporte sous forme de suspension à travers le tuyau 21 dans un cyclone 22. Tuyau 21 s'approche tangentiellement du cyclone, grâce à quoi le jet de vapeur avec de la lignine, pénétrant dans le cyclone, se déplace le long des parois en effectuant un mouvement de rotation. La lignine est projetée sur les parois latérales par la force centrifuge et, perdant de la vitesse, tombe au fond du cyclone. Vapeur sans lignine à travers le tube central 23 est rejeté dans l'atmosphère.

Cyclone 22 généralement un cylindre vertical en acier d'un volume d'environ 100 m3, avec porte latérale 31 et agitateur rotatif 25, qui aide à décharger la lignine du bas du cyclone sur un convoyeur à bande ou à raclettes 24.

Pour se protéger contre la corrosion, la surface interne des cyclones est parfois protégée par une couche de béton résistant aux acides.Comme déjà mentionné ci-dessus, lors du processus de percolation, de l'acide sulfurique dilué chauffé est introduit dans le cône supérieur de l'appareil d'hydrolyse. Il est préparé par mélange dans un mélangeur résistant aux acides. 17 eau surchauffée fournie par un tuyau 28, avec de l'acide sulfurique concentré à froid provenant d'un réservoir de mesure 19 à travers une pompe à acide à piston 18.

Étant donné que l'acide sulfurique concentré à froid corrode légèrement le fer et la fonte, ces métaux sont largement utilisés pour la fabrication de réservoirs, de pompes et de canalisations destinés à son stockage et à son transport vers le mélangeur. Des matériaux similaires sont également utilisés pour fournir de l'iode surchauffé au mélangeur. Pour protéger les parois du mélangeur de la corrosion, appliquez du bronze phosphoreux, du graphite ou une masse plastique - fluoroplast 4. Les deux derniers sont utilisés pour le revêtement interne des mélangeurs et donnent les meilleurs résultats.

L'hydrolysat fini de l'appareil d'hydrolyse entre dans l'évaporateur 6 haute pression. C'est une cuve en acier, travaillant sous pression et revêtue à l'intérieur de carreaux de céramique, comme l'hydrolyseur. Dans la partie supérieure de l'évaporateur d'une capacité de 6-8 l3 se trouve un couvercle. L'évaporateur est pressurisé à 4-5 au m inférieur à celui de l'appareil d'hydrolyse. De ce fait, l'hydrolysat qui y pénètre bout instantanément, s'évapore partiellement et se refroidit à 130-140 °. La vapeur résultante est séparée des gouttes de l'hydrolysat et à travers le tuyau 10 pénètre dans le reshofer (échangeur de chaleur) 11, où il se condense. Hydrolysat partiellement refroidi de l'évaporateur 6 par le tuyau 7 entre dans l'évaporateur 8 basse pression, où il est refroidi à 105-110 ° à la suite d'une ébullition à une pression inférieure, ne dépassant généralement pas une atmosphère. La vapeur formée dans cet évaporateur à travers le tuyau 14 introduit dans le deuxième reshofer 13, où il se condense également. Condensats de reshefers 11 et 13 contiennent 0,2-0,3% de furfural et sont utilisés pour son isolement dans des installations spéciales, qui seront discutées ci-dessous.

La chaleur contenue dans la vapeur qui sort des évaporateurs 6 et 8, utilisé pour chauffer l'eau entrant dans le mélangeur 17. A cet effet, à partir du réservoir 16 pompe à eau de circulation 1b L'eau chaude obtenue du service de distillation de l'usine d'hydrolyse est introduite dans le sécheur basse pression 13, où il chauffe de 60-80° à 100-110°. Puis dans le tuyau 12 l'eau chauffée passe à travers un séchoir à haute pression 11, où la vapeur à une température de 130-140° est chauffée à 120-130°. De plus, la température de l'eau est augmentée à 180-200 ° dans la colonne d'eau chaude 27. Ce dernier est un cylindre vertical en acier avec un couvercle inférieur et supérieur conçu pour une pression de travail de 13-15 au m.

La vapeur est fournie à la colonne d'eau chaude par un tuyau vertical 26, au bout desquels 30 disques horizontaux sont fixés 2b. Vapeur d'un tuyau 26 passe à travers les interstices entre les disques individuels dans une colonne remplie d'eau. Ce dernier est alimenté en continu dans la colonne par le raccord inférieur, mélangé à de la vapeur, chauffé à une température prédéterminée et à travers le tuyau 28 entre dans le mélangeur 17.

Les hydrolyseurs sont installés sur une fondation spéciale dans une rangée de 5 à 8 pièces. Dans les grandes usines, ils doublent le nombre et les installent sur deux rangées. Les canalisations pour l'hydrolysat sont en cuivre rouge ou en laiton. Les raccords, composés de vannes et de vannes, sont en bronze phosphoreux ou en bronze certifié.

Le procédé d'hydrolyse décrit ci-dessus est discontinu. À l'heure actuelle, de nouvelles conceptions d'hydrolpz sont testées - des dispositifs à fonctionnement continu dans lesquels, à l'aide d'alimentateurs spéciaux, le bois coupé est alimenté en continu, la lignine et l'hydrolysat sont éliminés en continu.

Des travaux sont également en cours pour automatiser les appareils d'hydrolyse discontinue. Cet événement vous permet d'observer plus précisément le mode de cuisson spécifié et facilite en même temps le travail des cuisiniers.

Hydrolysat acide de l'évaporateur basse pression 8 (fig. 76) le long du tuyau 9 introduit dans l'équipement pour son traitement ultérieur. La température d'un tel hydrolysat est de 95-98°. Il contient (en %) :

Acide sulfurique. . . ……………………………………………………………………………………………….. 0,5 -0,7 :

Hexose (glucose, mannose, galactose)…………………………………………………………………….. 2,5 -2,8 ;

Pentose (xylose, arabinose)……………………………………………………………………………………. 0,8 -1,0 ;

Acides organiques volatils (formique, acétique) …………………………….. 0,24-0,30 ;

Acides organiques non volatils (lévuliniques). . 0,2 -0,3 ;

Furfurel………………………………………………………………………………………………………………. 0,03-0,05 ;

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

méthanol. ……………………………………………………………………………………………………….. 0.02-0.03

Les hydrolysats contiennent également des substances colloïdales (lignine, dextrines), des substances de cendre, des terpènes, des résines, etc. La teneur en monosaccharides des hydrolysats végétaux est déterminée par chromatographie quantitative sur papier dans des études chimiques précises.

Dans les laboratoires d'usine, pour les dosages express en masse des sucres, on utilise leur capacité en milieu alcalin à restituer des composés complexes d'oxyde de cuivre avec formation d'oxyde de cuivre :

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

En fonction de la quantité d'oxyde de cuivre formée, on calcule la co-alimentation en monosaccharides en solution.

Cette méthode de détermination des sucres est conditionnel, donc Ainsi que simultanément avec les monosaccharides, l'oxyde de cuivre est réduit en oxyde également furfural, hydroxyméthylfurfural, dextrines, lignine colloïdale. Ces impuretés interfèrent avec la détermination de la véritable teneur en sucre des hydrolysats. L'erreur totale atteint ici 5-8%. Étant donné que la correction de ces impuretés nécessite beaucoup de travail, elle n'est généralement pas effectuée et les sucres résultants, contrairement aux monosaccharides, sont appelés substances réductrices ou RV en abrégé. En usine, la quantité de sucre produite dans l'hydrolysat est prise en compte en tonnes de RS.

Pour obtenir de l'alcool éthylique, les hexoses (glucose, mannose et galactose) sont fermentés par des levures alcoologènes - saccharomycètes ou schizosaccharomycètes.

Équation récapitulative de la fermentation alcoolique des hexoses

C(i Hf, 06 - 2 C2 NG) OH + 2 CO2 Hexoseéthanol

Montre que dans ce processus, théoriquement, pour 100 kg le sucre devrait être 51,14 kg, ou environ 64 je 100% d'alcool éthylique et environ 49 kg gaz carbonique.

Ainsi, lors de la fermentation alcoolique de l'hexose, deux produits principaux sont obtenus en quantités presque égales : l'éthanol et le gaz carbonique. Pour réaliser ce procédé, l'hydrolysat acide chaud doit être soumis au traitement suivant :

1) neutralisation ; 2) libération des solides en suspension ; 3) refroidissement à 30° ; 4) enrichissement de l'hydrolysat en nutriments nécessaires à l'activité vitale de la levure.

L'hydrolysat acide a un pH = 1-1,2. Un environnement adapté à la fermentation doit avoir un pH de 4,6 à 5,2. Pour donner à l'hydrolysat l'acidité nécessaire, il faut neutraliser les acides sulfuriques libres et une partie importante des acides organiques qu'il contient. Si tous les acides contenus dans l'hydrolysat sont exprimés conditionnellement en acide sulfurique, alors sa concentration sera d'environ 1%. L'acidité résiduelle de l'hydrolysat à pH = 4,6-5,2 est d'environ 0,15 %.

Par conséquent, pour obtenir la concentration requise d'ions hydrogène dans l'hydrolysat, 0,85% des acides doivent y être neutralisés. Dans ce cas, le sulfurique libre, le formique et une partie de l'acétique sont complètement neutralisés. L'acide lévulinique et une petite partie de l'acide acétique restent libres.

L'hydrolysat est neutralisé avec du lait de chaux, c'est-à-dire avec une suspension d'oxyde de calcium hydraté dans de l'eau à une concentration de 150-200 g de CaO par litre.

Le schéma de préparation du lait de chaux est illustré à la fig. 77.

La chaux vive CaO est alimentée en continu dans l'entonnoir d'alimentation du tambour rotatif de déversement de chaux. 34. En même temps, la quantité d'eau requise est introduite dans le tambour. Lorsque le tambour tourne, la chaux vive, liant l'eau, passe dans l'oxyde de calcium hydraté. Ce dernier est dispersé dans l'eau, formant une suspension. Les morceaux de chaux n'ayant pas réagi sont séparés à l'extrémité du tambour du lait de chaux et déversés dans le chariot. Le lait de chaux et le sable s'écoulent à travers le tuyau vers le séparateur de sable 35. Ce dernier est une auge en fer située horizontalement avec des cloisons transversales et un arbre longitudinal avec des pales.

Le lait de chaux dans cet appareil coule lentement de droite à gauche et plus loin le long du tuyau 36 fusionne dans la collection 2.

Le sable se dépose lentement entre les cloisons du séparateur de sable et est retiré de l'appareil à l'aide de lames tournant lentement. Avant que le lait de chaux n'entre dans le neutraliseur, il est mélangé avec une quantité donnée de sulfate d'ammonium, dont la solution provient du réservoir 37. Lorsque le lait de chaux est mélangé avec du sulfate d'ammonium, la réaction se déroule

Ca (OH) 3 + (NH4) 2 S04 -> CaS04 + 2 NH, OH, à la suite de quoi une partie de la chaux est liée par l'acide sulfurique du sulfate d'ammonium et des cristaux de sulfate de calcium dihydraté peu soluble CaS04-2H20 se forment . Dans le même temps, de l'ammoniac se forme, qui reste dans le lait de chaux à l'état dissous.

Les petits cristaux de gypse présents dans le lait de chaux lors de la neutralisation ultérieure sont les centres de cristallisation du gypse résultant et empêchent la formation de solutions sursaturées de celui-ci dans l'hydrolysat neutralisé. Cet événement est important dans la distillation ultérieure de l'alcool du moût, car les solutions sursaturées de gypse dans le moût provoquent le gypse des colonnes de moût et les mettent rapidement hors service. Cette méthode de travail est appelée neutralisation avec cristallisation dirigée du gypse.

Simultanément avec du lait de chaux dans le neutralisant 5 L'extrait aqueux légèrement acide de superphosphate est fourni à partir d'un réservoir de mesure 38.

Les sels sont donnés au neutralisant à raison de 0,3 kg sulfate d'ammonium et 0,3 kg superphosphate pour 1 m3 hydrolysat.

Convertisseur 5 (capacité 35-40 m 3) est un réservoir en acier revêtu de carreaux de céramique résistant aux acides et équipé d'agitateurs verticaux et d'aubes de freinage fixées aux parois du réservoir. La neutralisation dans les usines d'hydrolyse était auparavant effectuée périodiquement. Actuellement, elle est supplantée par une neutralisation continue plus parfaite. Sur la fig. 77 montre le dernier diagramme. Le processus est réalisé dans deux neutraliseurs connectés en série 5 et 6, ayant le même dispositif. L'hydrolysat acide par le tuyau 1 est alimenté en continu dans le premier neutraliseur, où le lait de chaux et les sels nutritifs entrent simultanément. Le contrôle de l'intégralité de la neutralisation est effectué en mesurant la concentration d'ions hydrogène à l'aide d'un potentiomètre 3 avec une électrode d'antimoine ou de verre 4. Le potentiomètre enregistre en continu le pH de l'hydrolysat et l'ajuste automatiquement dans les limites spécifiées en envoyant des impulsions électriques à un moteur réversible relié à une vanne d'arrêt sur la conduite alimentant en lait de chaux le premier neutraliseur. Dans les neutralisants, la réaction de neutralisation se déroule relativement rapidement et le processus de cristallisation du gypse à partir d'une solution sursaturée se déroule relativement lentement.

Par conséquent, le débit de liquide à travers l'usine de neutralisation est dû au deuxième processus, qui nécessite 30 à 40 min.

Passé ce temps, l'hydrolysat neutralisé, appelé « neutralisat », pénètre dans le puisard 7 en fonctionnement semi-continu ou continu.

Le processus semi-continu consiste dans le fait que le neutralisat s'écoule en continu à travers le puisard et que le gypse qui se dépose au fond de celui-ci est retiré périodiquement, au fur et à mesure qu'il s'accumule.

Avec le fonctionnement continu du puisard, toutes les opérations sont effectuées en continu. Avant de descendre à l'égout, les boues 8 dans le récepteur est en outre lavé avec de l'eau. Cette dernière méthode, en raison de certaines difficultés de production, ne s'est pas encore généralisée.

Les boues de gypse provenant du bassin de décantation sont généralement constituées pour moitié de sulfate de calcium dihydraté et pour moitié de lignine et de substances humiques décantées à partir de l'hydrolysat. Dans certaines usines d'hydrolyse, les boues de gypse sont déshydratées, séchées et cuites, ce qui les transforme en albâtre de construction. Ils sont déshydratés sur des filtres à tambour sous vide, puis séchés et cuits dans des fours à tambour rotatifs chauffés par les gaz de combustion.

Le neutralisat, débarrassé des particules en suspension, est refroidi au réfrigérateur avant fermentation 10 (Fig. 77) de 85 à 30°. À cette fin, on utilise généralement des échangeurs de chaleur à spirale ou à plaques, qui se caractérisent par un coefficient de transfert de chaleur élevé et de petites dimensions. Lors du refroidissement, des substances résineuses sont libérées du neutralisat, qui se déposent sur les parois des échangeurs de chaleur et les polluent progressivement. Pour le nettoyage, les échangeurs de chaleur sont périodiquement éteints et lavés avec une solution aqueuse chaude à 2-4% de soude caustique, qui dissout les substances résineuses et humiques.

Hydrolysat neutralisé, purifié et réfrigéré.

Le moût de bois est fermenté avec une levure spéciale de formation de filature acclimatée dans cet environnement. La fermentation se déroule selon une méthode continue dans une batterie de cuves de fermentation connectées en série 11 et 12.

La bouillie de levure contenant environ 80 à 100 g de levure pressée par litre est alimentée en continu par un tuyau 15 dans la levure 44 puis au sommet de la première cuve de fermentation ou tête 11. Le moût de bois refroidi est introduit dans la levure en même temps que la suspension de levure. Pour chaque mètre cube de suspension de levure, 8 à 10 m3 de moût entrent dans la cuve de fermentation.

Levure contenue dans le milieu d'hexose Sakharov,à l'aide d'un système d'enzymes, ils décomposent les sucres, formant de l'alcool éthylique et du dioxyde de carbone. L'alcool éthylique passe dans le liquide environnant, et le gaz carbonique est libéré à la surface de la levure sous forme de petites bulles, qui augmentent progressivement de volume, puis flottent progressivement à la surface de la cuve, entraînant la levure qui s'y est collée .

Au contact de la surface, les bulles de dioxyde de carbone éclatent et la levure, ayant une densité de 1,1, c'est-à-dire supérieure à celle du moût (1,025), descend jusqu'à ce qu'elle soit à nouveau remontée par le dioxyde de carbone à la surface. Le mouvement continu de haut en bas des levures déplace le liquide dans la cuve de fermentation, créant une agitation ou "fermentation" du liquide. Dioxyde de carbone libéré à la surface du liquide des cuves de fermentation à travers le tuyau 13 entre dans l'usine de production de dioxyde de carbone liquide ou solide, est utilisé pour obtenir des produits chimiques (par exemple, l'urée) ou est rejeté dans l'atmosphère.

Le moût de bois partiellement fermenté, avec la levure, est transféré de la cuve de fermentation de tête à la cuve de queue 12, Où la fermentation se termine. La concentration en sucres dans la cuve de queue étant faible, la fermentation y est moins intense et une partie de la levure, n'ayant pas le temps de former des bulles de gaz carbonique, se dépose au fond de la cuve. Pour éviter cela, un mélange forcé du liquide est souvent disposé dans le réservoir de queue avec des agitateurs ou des pompes centrifuges.

Le liquide fermenté ou fermenté est appelé purée. A la fin de la fermentation, le moût est transféré au séparateur 14, fonctionnant sur le principe d'une centrifugeuse. La purée qui y pénètre, ainsi que la levure en suspension, commencent à tourner à une vitesse de 4 500 à 6 000 tr/min. La force centrifuge due à la différence de poids spécifique de la purée et de la levure les sépare. Le séparateur divise le liquide en deux flux : le plus gros, ne contenant pas de levure, entre dans l'entonnoir 16 et le plus petit, contenant de la levure, entre par l'entonnoir dans le tuyau 15. Habituellement, le premier flux est 8 à 10 fois plus important que le second. Par tuyau 15 la bouillie de levure est renvoyée au fermenteur de tête 11 Grâce à la levure 44. Le moût rejeté et débarrassé de la levure est recueilli dans une collection intermédiaire de purée 17.

A l'aide de séparateurs, la levure est constamment mise en circulation dans un système de fermentation fermé. Productivité des séparateurs 10- 35 m3/heure.

Lors de la fermentation et surtout lors de la séparation, une partie des colloïdes humiques contenus dans le bois doit coaguler, formant des flocons lourds qui se déposent lentement au fond des cuves de fermentation. Des raccords sont disposés dans les fonds des cuves, à travers lesquels les sédiments descendent périodiquement dans les égouts.

Comme mentionné ci-dessus, le rendement théorique en alcool de 100 kg hexoses fermentés est de 64 l. Cependant, pratiquement grâce à l'éducation par Sakharov sous-produits (glycérine, acétaldéhyde, acide succinique, etc.), ainsi qu'en raison de la présence d'impuretés nocives pour la levure dans le moût, le rendement en alcool est de 54-56 l.

Pour obtenir de bons rendements en alcool, il est nécessaire de maintenir la levure active en permanence. Pour ce faire, il est nécessaire de maintenir soigneusement la température de fermentation définie, la concentration en ions hydrogène, la pureté nécessaire du moût et de laisser une petite quantité d'hexoses, les soi-disant «mauvais» (généralement pas plus de 0,1% de sucre en solution) dans la purée avant qu'elle n'entre dans le séparateur. En raison de la présence de non-fermentation, la levure reste sous une forme active tout le temps.

Périodiquement, l'usine d'hydrolyse est arrêtée pour des réparations préventives ou majeures planifiées. À ce stade, la levure doit être maintenue en vie. Pour ce faire, la suspension de levure est épaissie à l'aide de séparateurs et versée avec du moût de bois froid. À basse température, la fermentation ralentit considérablement et la levure consomme beaucoup moins de sucre.

Les cuves de fermentation d'une capacité de 100 à 200 m3 sont généralement en tôle d'acier ou, plus rarement, en béton armé. La durée de la fermentation dépend de la concentration en levure et varie de 6 à 10 heures. Il est nécessaire de surveiller la pureté de la culture de production de levure et de la protéger contre l'infection par des micro-organismes nuisibles étrangers. À cette fin, tout le matériel doit être maintenu propre et stérilisé périodiquement. La méthode de stérilisation la plus simple consiste à vaporiser tous les équipements et en particulier les canalisations et les pompes avec de la vapeur vive.

A la fin de la fermentation et de la séparation des levures, la purée alcoolique contient de 1,2 à 1,6% d'alcool éthylique et environ 1% de pentose Sakharov.

L'alcool est isolé de l'infusion, purifié et renforcé dans un appareil de distillation d'infusion à trois colonnes, composé d'une infusion 18, distillation 22 et méthanol 28 colonnes (fig. 77).

Brajka de la collection 17 pompé à travers un échangeur de chaleur 41 sur la plaque d'alimentation de la colonne de bière 18. S'écoulant sur les plaques de la partie exhaustive de la colonne de brassage, le breuvage rencontre la vapeur montante sur son chemin. Ce dernier, progressivement enrichi en alcool, passe dans la partie supérieure et renforçante de la colonne. La purée qui coule est progressivement débarrassée de l'alcool, puis du bas de la colonne 18 le long du tuyau 21 va à l'échangeur de chaleur 41, où il chauffe la purée entrant dans la colonne à 60-70s. Ensuite, le moût est chauffé à 105 ° dans la colonne avec de la vapeur vive passant par le tuyau 20. Le breuvage débarrassé de l'alcool est appelé "vinasse". Par tuyau 42 Barda sort de l'échangeur de chaleur bardy 41 et envoyé à l'atelier de levure pour obtenir de la levure fourragère à partir de pentose. Ce processus sera discuté en détail plus tard.

La colonne de purée dans la partie de renforcement supérieure se termine par un condenseur à reflux 19, dans lequel les vapeurs du mélange iode - alcool provenant du plateau supérieur de la colonne sont condensées.

Environ 1 m3 de dioxyde de carbone formé lors de la fermentation se dissout dans 1 m3 de moût à une température de 30°. Lors du chauffage de la purée dans l'échangeur de chaleur 41 et avec de la vapeur vive dans la partie inférieure de la colonne de bière, le dioxyde de carbone dissous est libéré et, avec la vapeur d'alcool, monte vers la partie de renforcement de la colonne et ensuite vers le condenseur à reflux 19. Les gaz non condensables sont séparés par des bouches d'aération installées sur les conduites de condensat d'alcool après les réfrigérateurs. Les fractions à bas point d'ébullition, constituées d'alcool, d'aldéhydes et d'éthers, passent dans un déphlegmateur 19 et enfin condensé au réfrigérateur 39a D'où, sous forme de flegme, ils retournent dans la colonne à travers un joint d'eau 40. Gaz non condensables constitués de dioxyde de carbone avant de quitter le réfrigérateur 39 passent un condenseur supplémentaire ou sont lavés dans un laveur à l'eau pour piéger les dernières traces de vapeur d'alcool.

Sur les plateaux supérieurs de la colonne de bière, la phase liquide contient 20 à 40% d'alcool.

Condensat à travers le tuyau 25 entre dans le bac d'alimentation de la colonne de distillation 22. Cette colonne fonctionne de la même manière que la colonne de bière, mais à des concentrations d'alcool plus élevées. Au bas de cette colonne à travers un tuyau 24 de la vapeur vive est fournie, ce qui fait progressivement bouillir l'alcool du condensat d'alcool qui coule vers le bas de la colonne. Un liquide sans alcool appelé luther à travers un tuyau 23 va à l'égout. La teneur en alcool dans la vinasse et le luther ne dépasse pas 0,02%.

Un déflegmateur est installé au-dessus du plateau supérieur de la colonne de distillation. 26. Les vapeurs qui ne s'y sont pas condensées sont finalement condensées dans le condenseur 26a et refluer dans la colonne. Une partie des fractions à bas point d'ébullition est acheminée par le tuyau 43 sous forme d'une fraction étheraldéhyde, qui est renvoyée dans les cuves de fermentation si elle n'a pas d'utilité.

Pour la libération d'alcool éthylique à partir d'acides organiques volatils, la colonne est alimentée à partir d'un réservoir 45 Solution d'hydroxyde de sodium à 10%, qui neutralise les acides sur les plaques médianes de la partie de renforcement de la colonne. Dans la partie médiane de la colonne de distillation, où le titre alcoométrique est de 45 à 50%, les huiles de fusel s'accumulent, qui sont acheminées par un tuyau 46. Les huiles de fusel sont un mélange d'alcools supérieurs (butyle, propyle, amyle) formés à partir d'acides aminés.

L'alcool éthylique, débarrassé des esters et des aldéhydes, ainsi que des huiles de fusel, est prélevé avec un peigne des plaques supérieures de la partie de renforcement de la colonne de distillation et à travers le tuyau 27 pénètre dans le plateau d'alimentation de la colonne de méthanol 28. L'alcool brut provenant de la colonne de distillation contient environ 0,7% d'alcool méthylique, qui s'est formé lors de l'hydrolyse des matières végétales et, avec les monosaccharides, est entré dans le moût de bois.

Lors de la fermentation de l'hexose, l'alcool méthylique ne se forme pas. Selon les spécifications de l'alcool éthylique produit par les usines d'hydrolyse, celui-ci ne doit pas contenir plus de 0,1 % d'alcool méthylique. Des études ont montré que l'alcool méthylique est plus facilement séparé de l'alcool brut avec une teneur minimale en eau. Pour cette raison, l'alcool brut avec une concentration maximale (94-96% d'éthanol) est introduit dans la colonne de méthanol. Au-dessus de 96% 'l'alcool éthylique ne peut pas être obtenu sur des colonnes de distillation conventionnelles, car cette concentration correspond à la composition d'un mélange eau-alcool ne bouillant pas séparément.

Dans la colonne de méthanol, la fraction à faible point d'ébullition est le méthanol, qui monte au sommet de la colonne, se renforce dans le déphlegmateur 29 et à travers le tuyau 30 fusionne dans les collecteurs la fraction de méthanol contenant environ 80 % de méthanol. Pour la production de méthanol commercial à 100 %, une deuxième colonne de méthanol est installée, non représentée sur la figure. 77.

L'alcool éthylique, qui coule dans les plaques, descend au fond de la colonne de méthanol 28 et à travers le tuyau 33 fusionne dans les récepteurs de produits finis. La colonne de méthanol est chauffée à la vapeur sourde dans un réchauffeur externe 31, qui est installé de telle manière que, selon le principe des vases communicants, son anneau est rempli d'alcool. La vapeur d'eau entrant dans le réchauffeur chauffe l'alcool à ébullition et les vapeurs d'alcool résultantes sont utilisées pour chauffer la colonne. Vapeur entrant dans le radiateur 31, s'y condense et sous forme de condensat est acheminé vers des collecteurs d'eau propre ou évacué dans les égouts.

La quantité et la force de l'alcool éthylique résultant sont mesurées dans un équipement spécial (lanterne, projectile de contrôle, bâton de mesure d'alcool). L'alcool éthylique est fourni à partir du réservoir de mesure avec une pompe à vapeur à l'extérieur du bâtiment principal - dans des réservoirs fixes situés dans l'entrepôt d'alcool. De ces réservoirs, selon les besoins, l'alcool éthylique commercial est versé dans des réservoirs ferroviaires, dans lesquels il est transporté vers les lieux de consommation.

Le procédé technologique décrit ci-dessus permet d'obtenir à partir de 1 t résineux absolument sec 150-180 je 100% alcool éthylique. En même temps, pour 1 dcl consommation d'alcool

Bois absolument sec en kg. . . . . 55-66 ;

TOC o "1-3" h z acide sulfurique - moaoidrate in kg … . 4,5;

Chaux vive, 85% en kg…………………………………………………. 4,3;

Une paire de technologies 3 et 16 atmosphériques

en mégacalories. ………………………………………………………………………….. 0,17-0,26 ;

Eau en m3…………………………………………………………………………………………. 3,6 ;

Grossner électrique dans kWh…………………………………………………………………….. 4,18

La capacité annuelle de l'usine d'hydrolyse-alcool de capacité moyenne pour l'alcool est de 1 à 1,5 million de tonnes. donné. Dans ces usines, le principal produit est l'alcool éthylique. Comme déjà mentionné, dans le même temps, des produits solides ou liquides de traitement du dioxyde de carbone, du furfural, de la levure fourragère et de la lignine sont produits à partir des principaux déchets de production de l'usine d'hydrolyse-alcool. Ces productions seront discutées plus loin.

Dans certaines usines d'hydrolyse qui reçoivent le furfural ou le xylitol comme produit principal, après l'hydrolyse des hémicelluloses riches en pentoses, il reste un résidu difficilement hydrolysable constitué de cellulose et de lignine et appelé cellolignine.

La cellolignine peut être hydrolysée par la méthode de percolation décrite ci-dessus, et l'hydrolysat d'hexose résultant, contenant généralement 2 à 2,5 % de sucres, peut être transformé selon la méthode décrite ci-dessus en alcool éthylique technique ou en levure fourragère. Selon ce schéma, on transforme des cosses de coton, des épis de maïs, des cosses de chêne, des cosses de tournesol, etc.. Un tel processus de production n'est économiquement rentable qu'avec des matières premières et du carburant bon marché.

Dans les usines d'hydrolyse-alcool, on obtient généralement de l'alcool éthylique technique, qui est utilisé pour un traitement chimique ultérieur. Cependant, si nécessaire, cet alcool
relativement facile à nettoyer par distillation supplémentaire et oxydation avec une solution alcaline de permanganate. Après une telle purification, l'alcool éthylique convient tout à fait à des fins alimentaires.