حصلت الكربوهيدرات على اسمها عن طريق الخطأ. حدث هذا في منتصف القرن الماضي. ثم كان يعتقد أن جزيء أي مادة سكرية يتوافق مع الصيغة C m (H 2 O) n. جميع الكربوهيدرات المعروفة في ذلك الوقت تتوافق مع هذا المعيار، وتم كتابة صيغة الجلوكوز C 6 H 12 O 6 على النحو التالي: C 6 (H 2 O) 6.

ولكن تم اكتشاف السكريات لاحقًا والتي تبين أنها استثناء للقاعدة. وبالتالي، فإن الممثل الواضح للكربوهيدرات، الرامنوز (وهو يعطي أيضًا تفاعل موليش) له الصيغة C 6 H 12 O 5. وعلى الرغم من أن عدم الدقة في اسم فئة كاملة من المركبات كان واضحا، إلا أن مصطلح "الكربوهيدرات" أصبح مألوفا بالفعل لدرجة أنهم لم يغيروه. ومع ذلك، في هذه الأيام، يفضل العديد من الكيميائيين اسمًا مختلفًا - "السكر".

وسنحاول الحصول على أحد السكريات من نشارة الخشب عن طريق التحلل المائي، أي التحلل مع الماء. هذه عملية كيميائية شائعة جدًا. تحتوي نشارة الخشب والنفايات الخشبية الأخرى على الكربوهيدرات والألياف (السليلوز). ويتم تحضير الجلوكوز منه في مصانع التحلل المائي، والذي يمكن بعد ذلك استخدامه بطرق مختلفة؛ في أغلب الأحيان يتم تخميره، وتحويله إلى كحول، وهو المنتج الأولي للعديد من التركيبات الكيميائية. يُطلق على فرع كبير ومستقل من الصناعة الكيميائية اسم صناعة التحلل المائي.

قبل إعادة إنتاج عملية التحلل المائي للخشب، سنحاول فهم جوهرها، ولهذا سيكون أكثر ملاءمة للبدء ليس بنشارة الخشب، ولكن بالخيار والشظايا.

اغسلي الخيار الطازج، وابشريه، ثم اعصري العصير منه. يمكن تصفية العصير، لكن هذا ليس ضروريا.

تحضير هيدروكسيد النحاس Cu(OH)2 في أنبوب اختبار. للقيام بذلك، أضف 2-3 قطرات من محلول كبريتات النحاس إلى 0.5-1 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم. أضف كمية متساوية من عصير الخيار إلى الرواسب الناتجة ورج أنبوب الاختبار. سوف يذوب الراسب وينتج محلول أزرق. يعتبر هذا التفاعل نموذجيًا للكحولات متعددة الهيدرات، أي للكحولات التي تحتوي على عدة مجموعات هيدروكسيل.

الآن قم بتسخين أنبوب الاختبار بالمحلول الأزرق الناتج حتى الغليان (أو ضعه في الماء المغلي). سوف يتحول أولاً إلى اللون الأصفر، ثم يتحول إلى اللون البرتقالي، وبعد التبريد سيتشكل راسب أحمر من أكسيد النحاس Cu 2 O. هذا التفاعل هو سمة من سمات فئة أخرى من المركبات العضوية - الألدهيدات. وهذا يعني أن عصير الخيار يحتوي على مادة هي الألدهيد والكحول في نفس الوقت. هذه المادة هي الجلوكوز، وهو في هيكله هو كحول ألدهيد. بفضله، يتمتع الخيار بطعم حلو.

ربما تظن أن هذه التجربة لا يجب إجراؤها باستخدام عصير الخيار. كما أنه يعمل بشكل جيد مع العصائر الحلوة الأخرى - العنب والجزر والتفاح والكمثرى، ويمكنك أيضًا استخدام ماء تواليت الخيار الذي يباع في متاجر العطور للاختبار. وبالطبع أقراص الجلوكوز فقط.

الآن التجربة الأولية الثانية: تسكر الشظية.

قم بإعداد محلول حمض الكبريتيك: أضف حجمًا واحدًا من حمض الكبريتيك المركز إلى حجم واحد من الماء (لا تصب الماء في الحمض تحت أي ظرف من الظروف!). ضع شظية في أنبوب اختبار يحتوي على المحلول ثم قم بتسخين المحلول حتى الغليان. سوف تتفحم الشظية، لكن هذا لن يتعارض مع التجربة.

بعد التسخين، قم بإزالة الشظية ووضعها في أنبوب اختبار آخر مع 1-2 مل من الماء ثم غليها. يحتوي كلا أنبوبي الاختبار الآن على الجلوكوز. يمكنك التحقق من ذلك عن طريق إضافة قطرتين أو ثلاث قطرات من كبريتات النحاس إلى المحاليل، ثم الصودا الكاوية - سيظهر اللون الأزرق المألوف. إذا تم غلي هذا المحلول، يتكون راسب أحمر من أكسيد النحاس Cu 2 O كما توقعنا، وبذلك تم الكشف عن الجلوكوز.

إن حقيقة أن شظايانا أصبحت مسكرًا هي نتيجة التحلل المائي للسليلوز (وتبلغ حصته في الخشب حوالي 50٪). كما هو الحال مع التحلل المائي للنشا، لا يتم استهلاك حمض الكبريتيك في هذه العملية، بل يلعب دور المحفز.

وأخيرا، نأتي إلى التجربة الرئيسية التي وعدنا بها في العنوان: الحصول على السكر من نشارة الخشب.

ضع 2-3 ملاعق كبيرة من نشارة الخشب في كوب من الخزف وقم بترطيبه بالماء. أضف المزيد من الماء وكمية مساوية من محلول حامض الكبريتيك المحضر مسبقًا (1:1)، واخلط الملاط السائل جيدًا. أغلق الغطاء وضعه في فرن موقد غاز (أو في فرن روسي) لمدة ساعة تقريبًا، وربما أقل قليلاً.

ثم أخرجي الكوب وأضيفي الماء إلى الأعلى وحركي. قم بتصفية المحلول وتحييد المرشح بإضافة الطباشير المسحوق أو ماء الجير حتى يتوقف انبعاث فقاعات ثاني أكسيد الكربون. يمكن أيضًا الحكم على اكتمال التحييد من خلال اختبار السائل باستخدام ورق عباد الشمس أو أحد المؤشرات محلية الصنع. ليست هناك حاجة لإسقاط المؤشر مباشرة في كتلة التفاعل. يجب أن تأخذ عينة، حرفيًا 2-3 قطرات، وتضعها على طبق زجاجي أو في أنبوب اختبار صغير.

صب محتويات الكوب في زجاجة الحليب، ورج السائل واتركه لعدة ساعات. سوف تستقر كبريتات الكالسيوم، التي تشكلت أثناء تحييد الحمض، في القاع، وسيبقى محلول الجلوكوز في الأعلى. اسكبه بعناية في كوب نظيف (يفضل استخدام قضيب زجاجي) ثم قم بالتصفية.

العملية الأخيرة المتبقية هي تبخر الماء في حمام مائي. بعد ذلك، تبقى بلورات الجلوكوز الصفراء الخفيفة في الأسفل. يمكنك تذوقها، ولكن هذا كل شيء - المنتج ليس نقيًا بدرجة كافية.

لذلك قمنا بأربع عمليات: غلي نشارة الخشب بمحلول حمض الكبريتيك، وتحييد الحمض، والترشيح والتبخر. هذه هي بالضبط الطريقة التي يتم بها إنتاج الجلوكوز في مصانع التحلل المائي، فقط، بالطبع، ليس في أكواب البورسلين.

ويمكننا إعادة إنتاج عملية صناعية أخرى دون صعوبة كبيرة: حيث نقوم بتحويل سكر واحد إلى سكرين آخرين.

عند تخزينها لفترة طويلة، غالبًا ما يتم حلوى المربى محلي الصنع. يحدث هذا لأن السكر يتبلور من الشراب. مع المربى، الذي يباع في المتجر، تحدث مثل هذه الكارثة في كثير من الأحيان. والحقيقة هي أنه في مصانع التعليب، بالإضافة إلى البنجر أو قصب السكر، السكروز C 12 H 22 O 11، يتم استخدام مواد سكرية أخرى، على سبيل المثال، السكر المقلوب. ما هو انعكاس السكر وما يؤدي إليه، سوف تتعلم من التجربة التالية.

صب 10-20 جم من محلول السكر الضعيف في أنبوب اختبار أو كوب وأضف بضع قطرات من حمض الهيدروكلوريك المخفف. بعد ذلك، قم بتسخين المحلول في حمام مائي مغلي لمدة عشر إلى خمس عشرة دقيقة، ثم قم بمعادلة الحمض، ويفضل باستخدام كربونات المغنيسيوم MgCO 3. تبيع الصيدليات ما يسمى بالمغنيسيا البيضاء، وهي مادة ذات تركيبة أكثر تعقيدًا إلى حد ما؛ إنها جيدة أيضًا. كملاذ أخير، يمكنك أيضًا تناول صودا الخبز NaHCO 3، ولكن بعد ذلك سيبقى ملح الطعام في المحلول، والذي لا يتناغم بطريقة ما مع السكر...

عندما تتوقف فقاعات ثاني أكسيد الكربون، دع السائل يستقر. فقط في حالة حدوث ذلك، تحقق باستخدام مؤشر ما إذا كان الحمض قد تم تحييده بالكامل. صفي السائل المستقر وتذوقيه: ستجده أقل حلاوة من المحلول الأصلي (للمقارنة، اترك قليلا من المحلول السكر الأصلي).

لم يتبق سكروز عمليًا في المحلول النهائي، ولكن ظهرت مادتان جديدتان - الجلوكوز والفركتوز. وتسمى هذه العملية بانعكاس السكر، ويسمى الخليط الناتج بالسكر المحول.

وإليكم الأمر المثير للفضول: لا يمكن اكتشاف التفاعل خارجيًا. ويظل لون وحجم وتفاعل البيئة كما هو. لا يتم إطلاق أي غازات أو هطول الأمطار. ومع ذلك، يحدث التفاعل، ولا يلزم سوى الأدوات البصرية للكشف عنه. السكريات هي مواد نشطة بصريا: شعاع من الضوء المستقطب، الذي يمر عبر محلولها، يغير اتجاه الاستقطاب. يقولون أن السكريات تقوم بتدوير مستوى الاستقطاب، في اتجاه أو آخر، وبزاوية محددة للغاية. لذلك، السكروز يدور مستوى الاستقطاب إلى اليمين، والجلوكوز والفركتوز، منتجات التحلل المائي، تدور إلى اليسار. ومن هنا جاءت كلمة "الانعكاس" (التي تعني "الانقلاب" باللاتينية).

ولكن بما أنه ليس لدينا أدوات بصرية تحت تصرفنا، سنحاول التحقق كيميائيًا من أن السكر المأخوذ قد خضع بالفعل لتغييرات. أضف بضع قطرات من محلول الميثيلين الأزرق إلى محاليل السكر الأصلية والناتجة (يمكنك تناول حبر أزرق لأقلام الحبر) ومحلول ضعيف قليلاً من أي قلويات. تسخين حلول الاختبار في حمام مائي. في أنبوب الاختبار الذي يحتوي على السكر العادي، لن تحدث أي تغييرات، لكن محتويات أنبوب الاختبار الذي يحتوي على السكر المحول ستصبح عديمة اللون تقريبًا.

السكر المحول أقل عرضة للتبلور من السكر العادي. إذا قمت بتبخير المحلول بعناية في حمام مائي، فستحصل على شراب سميك يشبه العسل قليلاً. لا يتبلور بعد التبريد.

بالمناسبة، ثلاثة أرباع عسل النحل المفضل لدى الجميع يتكون من نفس الكربوهيدرات مثل السكر المحول - الجلوكوز والفركتوز. العسل الاصطناعي مصنوع أيضًا من السكر المقلوب. بالطبع، شرابنا يختلف عن العسل، وبشكل ملحوظ - بشكل رئيسي في غياب الرائحة. ولكن إذا قمت بإضافة القليل من العسل الطبيعي إليها، فيمكن التخلص من هذا العيب جزئيا.

ولكن لماذا لا نقوم بإعداد المزيد من الشراب غير المتبلور في المنزل لصنع المربى؟ وللأسف فإن تنقيته الكاملة من المواد الغريبة أمر صعب، وليس هناك ما يضمن إتمامه. وعلى أية حال، فإنه لا يستحق المخاطرة.

أو هولغوين. "تجارب بدون انفجارات"
م. "الكيمياء"، 1986

كتب المدون سيرجي أناشكيفيتش:

هل تتذكر النكتة التي تقول إن فاسيلي إيفانوفيتش طلب من بيتكا إخفاء خزان كحول عن الجنود، فرسم فوق نقش "ALCOHOL" مكتوبًا "C2H5OH" بدلاً من ذلك؟ وكان الجنود في حالة جيدة في الصباح. لماذا - هو مكتوب سعادة. اتضح أنه كان حقا!

من المثير للدهشة أنه لا توجد تقارير مفصلة على الإنترنت حول كيفية صنع EGO - المادة الخام الرئيسية للفودكا.

كيف يتم صنع الفودكا نفسها كاملة. من fusel إلى العلامات التجارية الفاخرة. لكن الكحول - لا!

سيتعين علي سد هذه الفجوة، حيث قمت الأسبوع الماضي بزيارة معمل تقطير Usad بالقرب من قازان، وهو جزء من منطقة Tatspirtprom.

هنا يصنعون الكحول من أعلى فئة "ألفا" ، والذي يزيح تدريجياً "لوكس" الذي كان في يوم من الأيام من إنتاج ماركات الفودكا عالية الجودة. كل نفس الطريقة القديمة، التي تم اختراعها قبل عصرنا، تم تنفيذها على نطاق صناعي في القرن الرابع عشر وتمارس على نطاق واسع في الحظائر والجراجات خلال البيريسترويكا. التقطير القديم الجيد ...

عند المدخل - حبوب من الكيس، عند الخروج - أنقى سائل بدرجة 96 درجة...

كما تعلمون، فإن التأثير المبهج للمشروبات الكحولية وطرق الحصول عليها معروف للبشرية منذ العصور التوراتية: تذكر أن نوح شرب بطريق الخطأ عصير الفاكهة المخمر وسكر. بشكل عام، يشير العلماء إلى أن فكرة التقطير الكيميائي للسوائل نشأت في الألفية الأولى قبل الميلاد. تم وصف عملية التقطير لأول مرة بواسطة أرسطو (384-320 قبل الميلاد). شارك العديد من الكيميائيين في ذلك الوقت في تحسين تقنية التقطير، معتقدين أنه من خلال التقطير يمكنهم عزل روح النبيذ. بفضل هذا، تم استدعاء منتج التقطير "روح النبيذ" (من اللاتينية "سبيريتوس فيني").

تم اكتشاف عملية إنتاج الكحول في مناطق مختلفة من العالم في وقت واحد تقريبًا. في عام 1334، حصل الكيميائي أرنو دي فيليجر (فرنسا) من بروفانس لأول مرة على روح النبيذ من نبيذ العنب، معتبرا إياه عامل شفاء. في منتصف القرن الرابع عشر، أنتجت بعض الأديرة الفرنسية والإيطالية كحول النبيذ المسمى "أكوافيتاي" - "ماء الحياة"، وفي عام 1386، بفضل التجار الجنويين، وصل الكحول إلى موسكو.

بدأ إنتاج الكحول الإيثيلي في أوروبا بعد اختراع جهاز التقطير في إيطاليا في القرن الحادي عشر. لعدة قرون، لم يتم استخدام الكحول الإيثيلي في شكله النقي تقريبًا، إلا في مختبرات الكيميائيين. لكن في عام 1525، لاحظ باراسيلسوس الشهير أن الأثير الناتج عن تسخين الكحول بحمض الكبريتيك له تأثير منوم. ووصف تجربته مع الدواجن. وفي 17 أكتوبر 1846، قام الجراح وارن بالقتل الرحيم للمريض الأول.

تدريجيًا ، تم تقسيم الكحول إلى كحول غذائي وكحول تقني يتم الحصول عليه عن طريق تقسيم نفايات الخشب. في إنجلترا، تم إعفاء الكحول الصناعي من ضرائب المبيعات المتزايدة، حيث كانت القيمة السوقية للمشروبات الكحولية مدفوعة للضرائب الحكومية، لكن الأطباء والصناعيين لم يتمكنوا من تحمل مثل هذا السعر. ولمنع استهلاك الكحول الصناعي السام، تم خلطه بالميثانول وغيره من الإضافات ذات الرائحة الكريهة.

وفي وقت لاحق، اكتسب الكحول شعبية فورية في الطب بسبب الحروب المستمرة. في عام 1913، تم تسجيل حوالي 2400 مصنع على أراضي الإمبراطورية الروسية، وتنتج بشكل رئيسي الفودكا والنبيذ. وفي وقت لاحق، تم فصل إنتاج الكحول والفودكا.

مع اندلاع الحرب العالمية الأولى، توقف إنتاج الفودكا عمليا، كما انخفض إنتاج الكحول. بدأ الإنتاج في التعافي فقط في 1925-1926، ولم تبدأ عملية الترميم الفخمة لصناعة الكحول إلا في عام 1947، وبدأ تطبيق التقنيات والإنجازات العلمية والتقنية الجديدة بشكل مكثف. في عام 1965، كان هناك 428 مصنعًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بإنتاج سنوي قدره 127.8 مليون ديكالتر من الكحول، وبحلول عام 1975، ارتفع إنتاج الكحول إلى 188.1 مليون ديكالتر من الكحول. وفي السنوات اللاحقة، انخفض هذا الإنتاج تدريجيًا بسبب زيادة إنتاج المشروبات ذات القوة الأقل.

اعتمادًا على المادة الخام، يمكن أن يكون الكحول من الدرجة الغذائية أو التقنية.

يتم إنتاج الغذاء فقط من المواد الخام الغذائية. المادة الخام الأكثر شيوعًا واقتصادية لإنتاج الكحول هي البطاطس. يتم غلي نشا البطاطس بسهولة وتحويله إلى جيلاتين وتسكره. بالإضافة إلى البطاطس، يتم استخدام الحبوب لإنتاج الكحول - القمح والجاودار والشعير والشوفان والذرة والدخن، وكذلك بنجر السكر أو دبس السكر أو دبس السكر.

يتم الحصول على الكحول الصناعي من المنتجات الخشبية أو البترولية المعرضة للتحلل المائي الحمضي.

الآن عن فئات الكحول ولماذا يحل "ألفا" محل "لوكس". والحقيقة هي أن كحول ألفا يجب أن يتم إنتاجه من القمح أو الجاودار أو خليط منهما، أي حصريا من المواد الخام الحبوب، على عكس الكحوليات الأخرى، والتي يمكن إنتاجها أيضا من خليط الحبوب والبطاطس.

والفرق المهم الثاني بين "ألفا" و"لوكس" هو انخفاض محتوى كحول الميثيل السام: حيث تبلغ نسبة محتواه 0.003% فقط من حيث الكحول اللامائي، بينما تبلغ نسبة كحول "لوكس" 0.02%. هذا أمر مهم!

في معمل تقطير أوسلادسكي، يتم إنتاج الكحول حصريًا من القمح وفئة واحدة فقط - "ألفا".

يتم جلب القمح في شاحنات حبوب خاصة ووضعه في براميل مصعد عالية، حيث يتم توريده إلى الإنتاج.

يجب أن تكون الحبوب المستخدمة في إنتاج الكحول ذات نوعية جيدة ومحتوى رطوبة لا يزيد عن 17%، وإلا فسيكون هناك خطر كبير للتلف، مما سيؤثر على جودة المنتج النهائي.

ومن صهاريج التخزين، وبمساعدة مضخة توربينية ضخمة وقوية، يتم "ضخ" الحبوب عبر أعمدة عالية للمعالجة الأولية.

مضخة "ضخ" الحبوب من التخزين إلى التنظيف:

المهمة الأولى هي تنظيف الحبوب من جميع الشوائب، سواء الصلبة منها أو العادية، والقشور وغيرها.

لذلك في البداية يذهب إلى الفاصل.

أولاً، يتم غربلة القمح من خلال منخل يحتفظ بجميع العناصر الكبيرة.

هذه الركام تراكمت بالقرب من الفاصل خلال نصف يوم فقط!

هذا هو ما يبقى بعد أن "تمر" الحبوب عبر الأنابيب لسحقها:

تقوم الكسارة بتحويل الحبوب إلى دقيق خشن. يعد ذلك ضروريًا لمزيد من غليان الحبوب وإخراج النشا منها.

يتم غلي الحبوب لتدمير جدران خلاياها. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق النشا ويصبح قابلاً للذوبان. في هذه الحالة، يكون التحلل بالإنزيمات أسهل بكثير. تتم معالجة الحبوب بالبخار عند ضغط زائد قدره 500 كيلو باسكال. عندما تخرج الكتلة المغلية من الطباخ، يؤدي انخفاض الضغط إلى تكوين البخار (من الماء الموجود في الخلايا).

مثل هذه الزيادة في الحجم تكسر جدران الخلايا وتحول الحبوب إلى كتلة متجانسة. درجة حرارة الغليان 172 درجة مئوية، ومدة الطهي حوالي 4 دقائق.

تتم مراقبة جميع العمليات التي تحدث في معمل التقطير من قبل المشغلين في غرفة التحكم. هنا يرون كل ما يحدث في كل موقع، حيث أن عملية إنتاج الكحول مستمرة ويتم تنفيذها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

يتم خلط الحبوب المطحونة مع الماء بنسبة 3 لتر لكل 1 كجم من الحبوب. يتم تسخين دفعة الحبوب بالبخار (75 درجة مئوية) ويتم ضخها في فتحة التلامس الخاصة بالتركيب. ومن هنا يتم تسخين اللب على الفور إلى درجة حرارة 100 درجة مئوية. بعد ذلك، يتم وضع الدفعة الساخنة في الطباخ.

أثناء عملية التسكر، يضاف الحليب المملح إلى الكتلة المبردة لتكسير النشا. يؤدي التفاعل الكيميائي النشط إلى حقيقة أن المنتج يصبح مناسبًا تمامًا لعملية التخمير الإضافية. والنتيجة هي نبتة تحتوي على 18٪ سكر جاف.

عند إجراء اختبار اليود من الكتلة، يجب أن يظل لون نقيع الشعير دون تغيير.

يبدأ تخمير نقيع الشعير بإدخال الخميرة الصناعية في الكتلة السكرية. يتم تقسيم المالتوز إلى الجلوكوز، والذي بدوره يتم تخميره إلى كحول وثاني أكسيد الكربون. تبدأ أيضًا منتجات التخمير الثانوية (الأحماض الأساسية وما إلى ذلك) في التشكل.

تتم عملية التخمير في وحدات تخمير مغلقة ضخمة، مما يمنع فقدان الكحول وإطلاق ثاني أكسيد الكربون إلى منشأة الإنتاج.

المنشآت كبيرة جدًا لدرجة أن الأجزاء العلوية والسفلية تقع في طوابق مختلفة!

وهذا هو شكل الهريسة عند تركيبها يجب أن تنظر بعناية شديدة حتى لا تستنشق بخار ثاني أكسيد الكربون.

يدخل ثاني أكسيد الكربون وبخار الكحول المنطلق أثناء عملية التخمير من وحدة التخمير إلى حجرات خاصة حيث يتم فصل السائل المائي الكحولي وثاني أكسيد الكربون. يجب أن يصل محتوى الكحول الإيثيلي في الهريس إلى 9.5 حجمًا٪.

بالمناسبة، عرض علينا في المصنع تجربة الهريس.

في كل مكان في ورش العمل يمكنك رؤية نوافير مثل هذه. وهي مصممة لغسل العينين في حالة وصول المنتجات الصناعية الخطرة إليها، والتي يوجد الكثير منها هنا.

بعد ذلك، يبدأون في تقطير الكحول من الهريس وتصحيحه. يبدأ الكحول بالتحرر من الهريس نتيجة الغليان عند درجات حرارة مختلفة. تعتمد آلية التقطير نفسها على النمط التالي: الكحول والماء لهما نقاط غليان مختلفة (الماء - 100 درجة، الكحول - 78 درجة مئوية). يبدأ البخار المنطلق في التكثيف والتجمع في حاوية منفصلة. تتم تنقية الكحول من الشوائب في وحدة التقطير.

فوقنا أرضية بها وحدات التقطير. هنا، تحتها، توجد شبكة كاملة من الأنابيب - بعضها للكحول، وبعضها للمياه، وبعضها للبخار، وبعضها للمنتجات الثانوية.

والجو حار في غرفة التقطير!!!

لا يمكن استخدام الكحول الخام (الكحول الخام) الذي يتم الحصول عليه في المرحلة الرئيسية للإنتاج للأغراض الغذائية، لأنه يحتوي على العديد من الشوائب الضارة (زيوت الفوسيل، كحول الميثيل، استرات). العديد من الشوائب سامة وتعطي الكحول رائحة كريهة، ولهذا السبب يخضع الكحول الخام للتنقية والتصحيح.

تعتمد هذه العملية على نقاط غليان مختلفة للإيثيل والميثيل والكحوليات والإسترات العالية. في هذه الحالة، يتم تقسيم جميع الشوائب تقليديا إلى الرأس والذيل والوسيط.

شوائب الرأس لها نقطة غليان أقل من الكحول الإيثيلي. وتشمل هذه الأسيتالديهيد والاسترات الفردية (أسيتات الإيثيل، فورمات الإيثيل، وما إلى ذلك) التي تكونت أثناء التقطير.

تحتوي الشوائب الذيلية على نقطة غليان أعلى مقارنة بالكحول الإيثيلي. وهي تتكون بشكل رئيسي من زيوت فيوسيل وكحول الميثيل.

الجزء الأكثر صعوبة في الفصل هو الشوائب المتوسطة (حمض إيثيل إيزوبتيريك والاسترات الأخرى).

عند تنقية الكحول الخام باستخدام أجهزة التصحيح، يتم فصل الشوائب الضارة ويزداد تركيز الكحول في المنتج النهائي (من 88% في الكحول الخام إلى 96-96.5% في الكحول المصحح).

يتم ضخ الكحول النهائي بقوة 96% إلى صهاريج التخزين.

يجب أن تنظر إلى هذه الحاويات بعناية أكبر من الحاويات التي تحتوي على الهريس. هنا يمكنك أن تسكر في لحظة...

يتم إرسال الكحول النهائي لقياسات المراقبة، وإذا كان كل شيء على ما يرام، يتم تعيينه ضمن فئة "ألفا"، وبعد ذلك سيتم استخدامه لإنتاج الفودكا أو لأغراض أخرى...

الأهمية عظيمة.

أول القليل من التاريخ

في أكتوبر 1919، تلقى رئيس سوفييت بتروغراد رسالة من لينين. كتب فلاديمير إيليتش: "يقولون أن الخنفساء (قتلت) السكر من نشارة الخشب؟ هل هذا صحيح؟ إذا كان هذا صحيحا، فيجب علينا بالتأكيد العثور على مساعديه. من أجل مواصلة العمل. الأهمية هائلة. مرحبًا! لينين"

الأسئلة تطرح حتما: من هو جوك؟ قتل على يد من؟ ما هي هذه الطريقة لصنع السكر من نشارة الخشب؟ لماذا أولى فلاديمير إيليتش "أهمية كبيرة" لهذه المسألة؟

إذا صادف أن كان أي شخص في بلدة بيتروكريبستي الصغيرة (شليسلبورج سابقًا) بالقرب من لينينغراد، فيمكنه رؤية لافتة في أحد الشوارع: "شارع آي جوك". ولد جاستن جوك ونشأ في أوكرانيا. لمشاركته النشطة في ثورة 1905، حكم عليه بالأشغال الشاقة الأبدية. والثورة وحدها هي التي حررت المناضل من أجل قضية الشعب.

وكانت البلاد تمر بفترة صعبة في ذلك الوقت. ولم يكن هناك ما يكفي من الخبز والوقود. لم يكن هناك سكر على الإطلاق. انخفض إنتاجها بنحو 15 مرة مقارنة بما قبل الحرب. ثم تذكر مفوض الغذاء قصة سمعها منذ فترة طويلة عن مهندس غريب الأطوار حصل على السكر عن طريق غلي نشارة الخشب مع حامض الكبريتيك.

وهكذا أصبح قائد الحرس الأحمر بالأمس كيميائيًا، وعلى ضفاف بحيرة لادوجا ينظم ورشة عمل، ويجري التجارب ليلًا ونهارًا. وأخيرا هنا هو - النجاح! يحصل "جوك" على شراب حلو يشبه دبس السكر من نشارة الخشب، لكن... يقترب الجنرال "يودينيتش" من "بتروجراد". ويصبح مفوض الطعام مفوضًا عسكريًا مرة أخرى.

في القطاع الكاريلي لجبهة بتروغراد، رصاصة الحرس الأبيض تتجاوز المفوض الشجاع...

كي والآن القليل من الكيمياء

هل تبين أنه "سكر جاستن"؟ يتكون الخشب بشكل رئيسي من الألياف (السليلوز) وكمية صغيرة من اللجنين. إنه في السليلوز، كل شيء يدور حوله. تنتمي الألياف إلى نفس فئة المركبات العضوية مثل النشا والسكر وبعض المواد الأخرى المعروفة في الكيمياء باسم "الكربوهيدرات". على سبيل المثال، صيغة أحد أبسط سكريات الجلوكوز هي CeHuOg. ولكن يمكن أيضًا تمثيل هذه الصيغة بهذه الطريقة: C 6 (H20) حيث يوجد 6 ذرات كربون و6 جزيئات ماء. في كلمة واحدة، "الكربوهيدرات".

ولكن دعونا نعود إلى السليلوز. وهو، مثل النشا، يصنف على أنه كربوهيدرات غير شبيهة بالسكر. جزيئاتها عبارة عن بوليمرات طبيعية. يتكون كل من النشا والألياف من بقايا سكر العنب (الجلوكوز) المجففة. إذا أخذنا جزيء ماء واحد من جزيء الجلوكوز نحصل على:

C في H، 2 0 6 -H 2 0 = C 6 H|o0 5.

يتم بناء السليلوز من بقايا الجلوكوز. ولكن كم من هؤلاء

1. في. لينين، كامل. مجموعة المرجع السابق. الخامس، المجلد 51، ص 74.

البقايا الموجودة في جزيء واحد من النشا أو السليلوز؟ لسوء الحظ، لم يتضح بعد بالضبط. ولهذا السبب تكتب صيغة النشا والسليلوز على النحو التالي: (C e HioOj) p تشير علامة "p" إلى عدد معين من بقايا الجلوكوز. ويعتقد أن n في جزيء السليلوز يبلغ 3000 أو أكثر.

تمكنت الطبيعة من بناء هياكل عملاقة - النشا والسليلوز - من عدة مئات أو آلاف الطوب - جزيئات الجلوكوز. لماذا لا نحاول أن نفعل العكس؟ تدمير الجزيئات المعقدة، والحصول على الطوب من المباني - الجلوكوز، أي سكر العنب؟

القليل من التاريخ مرة أخرى

لقد حدث ذلك منذ أكثر من 150 عاما، على وجه التحديد، في عام 1811 في سانت بطرسبرغ. ثم كان يرأس صيدلية العاصمة الرئيسية K. S. Kirchhoff. أثناء إجراء تجارب في إنتاج الخزف، حاول إيجاد بديل رخيص وسهل الوصول إليه للصمغ العربي. وبعد تجربة مواد مختلفة، استقر العالم على النشا.

بعد تخفيف النشا بالماء وإضافة حمض الكبريتيك إليه، بدأ كيرشوف في طهي الخليط على النار. وكانت النتيجة كتلة لزجة سميكة، تشبه العلكة. اتضح أنها حلوة. أدرك كيرشوف على الفور: تحول جزء من النشا إلى سكر! وهو بالطبع لم يستطع شرح كيمياء هذه العملية، وكذلك دور حمض الكبريتيك. اليوم؟

مما نعرفه عن بنية النشا واضح: لقد تحطم جزيء كبير من النشا. يتم ربط جزيء الماء بكل بقايا الجلوكوز. يسمي الكيميائيون هذه العملية بالتحلل المائي. أما حمض الكبريتيك فهو يعمل كمحفز.

يعتمد الإنتاج الحديث بالكامل لشراب النشا والجلوكوز على اكتشاف كيرشوف. ولكن إذا كان بإمكانك تفكيك النشا، فلماذا لا يمكنك فعل الشيء نفسه مع السليلوز؟

تم إجراء التجارب الأولى في هذا الاتجاه من قبل الفرنسي براكونو. وتبعه الكيميائي الروسي آي فوغل، الذي حصل في عام 1822 على مادة حلوة من الكتان والورق، أي من نفس السليلوز. في عام 1837، قام أستاذ معهد سانت بطرسبرغ للغابات I. Chirvinsky بعمل قوي على التحلل المائي لنشارة الخشب وحصل على سكر العلف منه. وفي نهاية القرن الماضي، تم تجهيز أول مصنع للتحلل المائي للأخشاب في العالم في إحدى المناشر في أرخانجيلسك.

لذلك ليس من المستغرب أن يحصل "المهندس غريب الأطوار" الذي سمع عنه جاستن جوك في بداية قرننا على السكر (سكر العنب بالطبع) من نشارة الخشب.

قليلا من الاقتصاد

قد يلاحظ قارئ آخر: كتب لينين عن السكر من الخشب في عام 1919، وهو عام صعب بالنسبة للبلاد. ولكن لماذا طرح هذا الآن؟ والواقع أن بلدنا لا يفتقر إلى السكر. في عام 1964، أنتج الاتحاد السوفييتي 8.2 مليون طن من السكر - أي أكثر بـ 92 مرة مما كان عليه في عام 1920. وفي عام 1965، زاد إنتاج السكر بمقدار الربع الآخر. وهذا لا يشمل دبس السكر والجلوكوز!

ومع ذلك، فقد حان الوقت للحديث عن المعالجة الكيميائية للخشب وتحويله إلى جلوكوز. بعد كل شيء، بنجر السكر مادة خام باهظة الثمن. ولإنتاج 10 ملايين طن من السكر، سيتطلب الأمر حوالي 80 مليون طن من البنجر. تبلغ مساحة زراعة هذه الكمية من البنجر حوالي 4 ملايين هكتار! هل يمكنك أن تتخيل مقدار العمالة التي يجب إنفاقها لمعالجة هذا الخشب؟

رحمة؟ كما أن الحصول على النشا لإنتاج الجلوكوز الغذائي أمر مكلف ويتطلب عمالة مكثفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن النشا نفسه والمواد التي يصنع منها (البطاطا وحبوب الذرة) هي في حد ذاتها منتجات غذائية. وفي الوقت نفسه، بالنسبة للجلوكوز، الذي يتم الحصول عليه عن طريق التحلل الكيميائي للألياف، لدينا العديد من المواد الخام التي نحبها، والمواد الخام المجانية في ذلك! بعد كل شيء، في صناعة المنشرة والنجارة وحدها، يتم إلقاء حوالي 70 مليون متر مكعب في مكب النفايات كل عام. م من النفايات. فقط لديك الوقت لإعادة تدويرها! ولهذا السبب، بعد إتقان إنتاج الجلوكوز بالكامل، يبدو من المناسب والمربح استبدال جزء من سكر البنجر بالجلوكوز المستخرج من الخشب.

وفي ألمانيا وفرنسا ودول أخرى توجد بالفعل مصانع لمعالجة الأخشاب وتحويلها إلى جلوكوز غذائي.

التكنولوجيا أخيرا

اليوم تم إنشاء صناعة التحلل المائي المعبدة في بلدنا. باستخدام موارد هائلة من الخشب والنفايات الزراعية، تقوم محطات التحلل المائي بتحويل السليلوز إلى منتجات قيمة مثل الكحول الإيثيلي (مادة خام ممتازة لصنع البوليمرات) والخميرة البروتينية (علف ممتاز للماشية). حسنًا، ماذا عن سكر نشارة الخشب؟ بعد كل شيء، الكحول والخميرة ليسا سكر! يمكن الإجابة على هذا السؤال بهذه الطريقة: يتم الحصول على الكحول والخميرة من تلك السكريات التي تتشكل أثناء التحلل المائي للسليلوز. لم تتم ممارسة إنتاج سكر المائدة (الجلوكوز) إلا مؤخرًا، حيث كان يتطلب معالجة تكنولوجية معقدة نسبيًا للخشب. قبل عامين تم التغلب على الصعوبات.

في مدينة كانسك، إقليم كراسنويارسك، ليس بعيدًا عن الأماكن التي خدم فيها لينين منفاه ذات يوم، تم بناء أول ورشة صناعية تجريبية في الاتحاد السوفيتي. وهناك يتم الحصول على سكر المائدة (الجلوكوز) من الخشب. هذا ما أخبرني به كبير مهندسي المصنع ج. جوروخوف.

يتم سحق الخشب (شجرة التنوب، الصنوبر) إلى رقائق، والتي تخضع بعد ذلك للتحلل المائي الأولي في وجود حمض الهيدروكلوريك الضعيف. في هذه الحالة، كل ما يمكن تحلله بسهولة يذهب إلى المحلول. ولكن يبقى السليلوز واللجنين. بعد التصفية، يتم تجفيفها ومعالجتها بحمض قوي. يحدث التحلل المائي. في هذه المرحلة من العملية التكنولوجية، يتم حل المهمة الرئيسية: تحويل السليلوز إلى الجلوكوز. يتم تنقية محلول الجلوكوز وغليه. تتساقط بلورات الجلوكوز من الشراب السميك. لقد تم تجفيفها - والسكر جاهز!

بالطبع، في الواقع، كل شيء أكثر تعقيدا إلى حد ما، ولكن تظل الحقيقة: مصنع التحلل المائي Kansky ينتج بالفعل الجلوكوز من الخشب، وهو مناسب حتى للأغراض الطبية.

وهكذا، بعد أربعة عقود ونصف، تحقق الشيء الذي كتب عنه فلاديمير إيليتش: "الأهمية الهائلة".

لينينغراد

نشارة الخشب هي مادة خام قيمة لإنتاج الكحوليات المختلفة، والتي يمكن أن تكون استخدامه كوقود.

يمكن استخدام الوقود الحيوي التالي:

• محركات البنزين للسيارات والدراجات النارية؛
• مولدات كهربائية؛
• معدات البنزين المنزلية.

المشكلة الرئيسيةالمشكلة التي يجب التغلب عليها عند إنتاج الوقود الحيوي من نشارة الخشب هي التحلل المائي، أي تحويل السليلوز إلى جلوكوز.

السليلوز والجلوكوز لهما نفس الأساس - الهيدروكربونات. ولكن لتحويل مادة إلى أخرى، هناك حاجة إلى عمليات فيزيائية وكيميائية مختلفة.

يمكن تقسيم التقنيات الرئيسية لتحويل نشارة الخشب إلى جلوكوز إلى نوعين:

• صناعيوتتطلب معدات معقدة ومكونات باهظة الثمن؛
• محلي الصنعوالتي لا تتطلب أي معدات معقدة.

بغض النظر عن طريقة التحلل المائي، يجب سحق نشارة الخشب قدر الإمكان. لهذا، يتم استخدام الكسارات المختلفة.

كيف مقاس اصغرنشارة الخشب، أكثر فعاليةسيكون هناك تحلل للخشب إلى سكر ومكونات أخرى.

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات التفصيلية حول معدات طحن نشارة الخشب هنا:. نشارة الخشب لا تتطلب أي تحضيرات أخرى.

الطريقة الصناعية

ثم يتم سكب نشارة الخشب في قادوس عمودي صب محلول حامض الكبريتيك(40%) بنسبة 1:1 من حيث الوزن، ومحكم الغلق، ومسخن إلى درجة حرارة 200-250 درجة.

يتم الاحتفاظ بنشارة الخشب على هذه الحالة لمدة 60-80 دقيقة مع التحريك باستمرار.

خلال هذا الوقت، تتم عملية التحلل المائي ويتحلل السليلوز، الذي يمتص الماء، إلى الجلوكوز ومكونات أخرى.

المادة التي تم الحصول عليها نتيجة لهذه العملية منقيالحصول على خليط من محلول الجلوكوز وحمض الكبريتيك.

يُسكب السائل المنقى في وعاء منفصل ويخلط بمحلول الطباشير يحيد الحمض.

ثم يتم تصفية كل شيء ونحصل على:

• نفايات سامة؛
• محلول الجلوكوز.

عيبهذه الطريقة في:

• متطلبات عالية للمواد التي يتم تصنيع المعدات منها؛
• ارتفاع تكاليف تجديد الحمض،

ولذلك، لم يتم استخدامه على نطاق واسع.

هناك أيضًا طريقة أقل تكلفةحيث يتم استخدام محلول حامض الكبريتيك بقوة 0.5-1٪.

ومع ذلك، من أجل التحلل المائي الفعال فمن الضروري:

• الضغط العالي (10-15 أجواء)؛
• التدفئة إلى 160-190 درجة.

تستغرق العملية 70-90 دقيقة.

يمكن تصنيع المعدات اللازمة لمثل هذه العملية من مواد أقل تكلفة، لأن هذا المحلول الحمضي المخفف أقل عدوانية من ذلك المستخدم في الطريقة الموضحة أعلاه.

أ ضغط 15 جوًا ليس خطيرًاحتى بالنسبة للمعدات الكيميائية التقليدية، لأن العديد من العمليات تتم أيضًا تحت ضغط مرتفع.

لكلتا الطريقتين استخدم حاويات فولاذية محكمة الغلقيصل حجمها إلى 70 مترًا مكعبًا، ومبطنة من الداخل بالطوب أو البلاط المقاوم للأحماض.

هذه البطانة تحمي المعدن من ملامسة الحمض.

يتم تسخين محتويات الحاويات عن طريق ضخ البخار الساخن فيها.

يتم تثبيت صمام الصرف في الأعلى، والذي يتم ضبطه حسب الضغط المطلوب. ولذلك، يهرب البخار الزائد إلى الغلاف الجوي. بقية البخار يخلق الضغط اللازم.

كلتا الطريقتين تنطويان على نفس العملية الكيميائية. تحت تأثير حمض الكبريتيك، يمتص السليلوز (C6H10O5)n الماء H2O ويتحول إلى جلوكوز nC6H12O6، أي خليط من السكريات المختلفة.

بعد التنقية، يتم استخدام هذا الجلوكوز ليس فقط لإنتاج الوقود الحيوي، ولكن أيضًا لإنتاج:

• الشرب والتقنية الكحول.
• الصحراء؛
• الميثانول.

كلتا الطريقتين تسمحان بمعالجة الأخشاب من أي نوع، لذلك فهي كذلك عالمي.

كمنتج ثانوي لمعالجة نشارة الخشب إلى كحول، يتم الحصول على اللجنين - مادة لاصقة:

• الكريات.
• قوالب

ولذلك، يمكن بيع اللجنين للشركات ورجال الأعمال الذين ينتجون الكريات والقوالب من نفايات الخشب.

آخر منتج ثانوي للتحلل المائي هو فورفورال.هذا سائل زيتي ومطهر فعال لمعالجة الأخشاب.

يستخدم فورفورال أيضًا في:

• تنقية الزيت
• تنقية الزيوت النباتية.
• إنتاج البلاستيك
• خلق الأدوية المضادة للفطريات.

أثناء معالجة نشارة الخشب بالحمض يتم إطلاق الغازات السامة، لهذا السبب:

• يجب تركيب جميع المعدات في ورشة عمل جيدة التهوية؛
• يجب على العمال ارتداء نظارات السلامة وأجهزة التنفس.

محصول الجلوكوز بالوزن هو 40-60% من وزن نشارة الخشب ولكن مع مراعاة كمية كبيرة من الماء والشوائب وزن المنتج أكبر بعدة مرات من الوزن الأصلي للمواد الخام.

سيتم إزالة الماء الزائد أثناء عملية التقطير.

بالإضافة إلى اللجنين، المنتجات الثانوية لكلتا العمليتين هي:

• المرمر.
• زيت التربنتين،

والتي يمكن بيعها مقابل بعض الربح.

تنقية محلول الجلوكوز

يتم التنظيف على عدة مراحل:

1. ميكانيكي تنظيفباستخدام فاصل، فإنه يزيل اللجنين من المحلول.
2. علاجحليب الطباشير يحيد الحمض.
3. المناصرةيفصل المنتج إلى محلول سائل من الجلوكوز والكربونات، والذي يستخدم بعد ذلك للحصول على المرمر.

فيما يلي وصف للدورة التكنولوجية لمعالجة الأخشاب في مصنع التحلل المائي في مدينة تافدا (منطقة سفيردلوفسك).

طريقة المنزل

هذه الطريقة أسهلولكنها تستغرق في المتوسط ​​عامين. تُسكب نشارة الخشب في كومة كبيرة وتُسقى بسخاء، وبعد ذلك:

• تغطية بشيء ما؛
• ترك ليتعفن.

ترتفع درجة الحرارة داخل الكومة وتبدأ عملية التحلل المائي ونتيجة لذلك يتم تحويل السليلوز إلى الجلوكوزوالتي يمكن استخدامها للتخمير.

مساوئ هذه الطريقةوالحقيقة هي أنه في درجات الحرارة المنخفضة يتناقص نشاط عملية التحلل المائي، وفي درجات الحرارة السلبية يتوقف تماما.

ولذلك فإن هذه الطريقة فعالة فقط في المناطق الدافئة.

بجانب، هناك احتمال كبير لتدهور عملية التحلل المائي إلى التعفنوالتي بسببها لن يكون جلوكوز بل حمأة ويتحول كل السليلوز إلى:

• ثاني أكسيد الكربون؛
• كمية صغيرة من الميثان.

في بعض الأحيان يتم بناء منشآت مشابهة لتلك الصناعية في المنازل . إنها مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والذي يمكنه تحمل تأثيرات محلول حمض الكبريتيك الضعيف دون عواقب.

تسخين المحتوياتهذه الأجهزة تستخدم:

• نار مفتوحة (نار) ؛
• ملف من الفولاذ المقاوم للصدأ مع دوران الهواء الساخن أو البخار من خلاله.

ومن خلال ضخ البخار أو الهواء إلى الحاوية ومراقبة قراءات مقياس الضغط، يتم ضبط الضغط في الحاوية. تبدأ عملية التحلل المائي عند ضغط 5 أجواء، ولكن يتدفق بكفاءة أكبر عند ضغط 7-10 أجواء.

ثم، تمامًا كما هو الحال في الإنتاج الصناعي:

• تنظيف الحل من اللجنين.
• معالجتها باستخدام محلول الطباشير.

بعد ذلك يتم تسوية محلول الجلوكوز وتخميره مع إضافة الخميرة.

التخمير والتقطير

للتخمير في محلول الجلوكوز أضف الخميرة العاديةالتي تنشط عملية التخمير.

يتم استخدام هذه التكنولوجيا في المؤسسات وعند إنتاج الكحول من نشارة الخشب في المنزل.

وقت التخمير 5-15 يوما، يعتمد على:

• درجة حرارة الهواء؛
• أنواع الخشب.

يتم التحكم في عملية التخمير من خلال كمية فقاعات ثاني أكسيد الكربون المتكونة.

أثناء التخمير، تحدث العملية الكيميائية التالية - يتحلل الجلوكوز nC6H12O6 إلى:

• ثاني أكسيد الكربون (2CO2)؛
• الكحول (2C2H5OH).

بعد اكتمال التخمير يتم تقطير المادة– التسخين إلى درجة حرارة 70-80 درجة وتبريد بخار العادم.

عند درجة الحرارة هذه يتبخر من المحلول :

• الكحوليات.
• الأثيرات,

ويبقى الماء والشوائب القابلة للذوبان في الماء.

• التبريد بالبخار
• تكثيف الكحول

استخدام لفائفمغمورة في الماء البارد أو تبريدها بالهواء البارد.

ل زيادة القوةيتم تقطير المنتج النهائي 2-4 مرات أخرى، مما يؤدي إلى خفض درجة الحرارة تدريجياً إلى 50-55 درجة.

قوة المنتج الناتج يتم تحديده باستخدام مقياس الكحول،الذي يقدر الكثافة النوعية للمادة.

يمكن استخدام منتج التقطير كوقود حيوي بقوة لا تقل عن 80٪. يحتوي المنتج الأضعف على كمية كبيرة من الماء، وبالتالي لن تعمل المعدات بشكل فعال عليه.

على الرغم من أن الكحول الذي يتم الحصول عليه من نشارة الخشب يشبه إلى حد كبير لغو، إلا أنه لا يمكن استخدامها للشرببسبب محتواه العالي من مادة الميثانول، وهو سم قوي. بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية كبيرة من زيوت fusel تفسد طعم المنتج النهائي.

لتنظيف الميثانول، تحتاج إلى:

• يتم التقطير الأول عند درجة حرارة 60 درجة.
• استنزاف أول 10٪ من المنتج الناتج.

وبعد التقطير يبقى:

• ثقيل كسور زيت التربنتين;
• كتلة الخميرةوالتي يمكن استخدامها لتخمير الدفعة التالية من الجلوكوز وإنتاج خميرة العلف.

فهي مغذية وصحية أكثر من الحبوب الموجودة في أي محاصيل حبوب، لذلك يتم شراؤها بسهولة من قبل المزارعين الذين يقومون بتربية الماشية الكبيرة والصغيرة.

تطبيق الوقود الحيوي

بالمقارنة مع البنزين، فإن الوقود الحيوي (الكحول المصنوع من النفايات المعاد تدويرها) له مزايا وعيوب.

هنا المزايا الرئيسية:

• رقم أوكتان مرتفع (105-113) ؛
• انخفاض درجة حرارة الاحتراق.
• نقص الكبريت
• سعر منخفض.

بفضل رقم الأوكتان العالي يمكنك ذلك زيادة نسبة الضغط، زيادة قوة وكفاءة المحرك.

انخفاض درجة حرارة الاحتراق:

• يزيد من عمر الخدمةالصمامات والمكابس.
• يقلل من تسخين المحركفي وضع الطاقة القصوى.

بسبب غياب الكبريت والوقود الحيوي لا تلوث الهواءو لا يقلل من عمر خدمة زيت المحركلأن أكسيد الكبريت يعمل على أكسدة الزيت مما يؤدي إلى إضعاف خصائصه وتقليل مدة خدمته.

نظرًا لسعره المنخفض بشكل كبير (باستثناء الضرائب غير المباشرة)، فإن الوقود الحيوي يوفر ميزانية الأسرة بشكل خطير.

الوقود الحيوي لديها عيوب:

• العدوانية تجاه الأجزاء المطاطية.
• انخفاض نسبة الوقود/كتلة الهواء (1:9)؛
• تقلبات منخفضة.

الوقود الحيوي يدمر الأختام المطاطيةلذلك، عند تحويل المحرك ليعمل بالكحول، يتم استبدال جميع الأختام المطاطية بأجزاء من مادة البولي يوريثين.

ونظرًا لانخفاض نسبة الوقود إلى الهواء، يتطلب التشغيل العادي للوقود الحيوي إعادة تشكيل نظام الوقود،أي تركيب طائرات أكبر في المكربن ​​أو إعادة تحميل وحدة التحكم في الحاقن.

بسبب انخفاض التبخر صعوبة في تشغيل المحرك الباردعند درجات حرارة أقل من 10 درجات.

لحل هذه المشكلة، يتم تخفيف الوقود الحيوي بالبنزين بنسبة 7:1 أو 8:1.

للعمل بمزيج من البنزين والوقود الحيوي بنسبة 1:1، لا يلزم إجراء أي تعديلات على المحرك.

إذا كان هناك المزيد من الكحول فمن المستحسن:

• استبدال جميع الأختام المطاطية بأخرى من مادة البولي يوريثين؛
• طحن رأس الاسطوانة.

الطحن ضروري لزيادة نسبة الضغط، الأمر الذي سيسمح بذلك تحقيق رقم أوكتان أعلى. وبدون هذه التعديلات، سيفقد المحرك طاقته عند إضافة الكحول إلى البنزين.

إذا تم استخدام الوقود الحيوي للمولدات الكهربائية أو أجهزة البنزين المنزلية، فمن المستحسن استبدال الأجزاء المطاطية بأجزاء من مادة البولي يوريثين.

في مثل هذه الأجهزة، يمكنك الاستغناء عن طحن الرأس، لأن فقدان الطاقة الطفيف يتم تعويضه عن طريق زيادة إمدادات الوقود. بجانب، سوف يحتاج المكربن ​​أو الحاقن إلى إعادة التكوينيمكن لأي متخصص في أنظمة الوقود القيام بذلك.

لمزيد من المعلومات حول استخدام الوقود الحيوي وتحويل المحركات للعمل عليه، اقرأ هذا المقال (استخدام الوقود الحيوي).

فيديو حول الموضوع

يمكنك مشاهدة كيفية صنع الكحول من نشارة الخشب في هذا الفيديو:

الاستنتاجات

إنتاج الكحول من نشارة الخشب – عملية صعبةوالتي تتضمن الكثير من العمليات.

إذا كانت هناك نشارة خشب رخيصة أو مجانية، فمن خلال صب الوقود الحيوي في خزان سيارتك، ستوفر الكثير، لأن إنتاجها يكلف أقل بكثير من البنزين.

الآن أنت تعرف كيفية الحصول على الكحول من نشارة الخشب المستخدمة كوقود حيوي وكيف يمكن القيام بذلك في المنزل.

بالإضافة إلى ذلك، تعلمت عن المنتجات الثانويةوالتي تنشأ أثناء معالجة نشارة الخشب إلى وقود حيوي. يمكن أيضًا بيع هذه المنتجات والحصول عليها، وإن كانت صغيرة، ولكنها لا تزال تحقق ربحًا.

بفضل هذا، تصبح أعمال الوقود الحيوي نشارة الخشب مربحة جداخاصة إذا كنت تستخدم الوقود لوسائل النقل الخاصة بك ولا تدفع رسوم الإنتاج على بيع الكحول.

في تواصل مع

نشارة السكر

من "تجارب بلا انفجارات"

حصلت الكربوهيدرات على اسمها عن طريق الخطأ. حدث هذا في منتصف القرن الماضي. ثم كان يعتقد أن جزيء أي مادة سكرية يتوافق مع الصيغة C (H20). جميع الكربوهيدرات المعروفة في ذلك الوقت تتوافق مع هذا المعيار، وتمت كتابة صيغة الجلوكوز 6H 206 بالصيغة Cb(H20)b.
ولكن تم اكتشاف السكريات لاحقًا والتي تبين أنها استثناء للقاعدة. وبالتالي، فإن الممثل الواضح للكربوهيدرات، الراميوز (وهو يعطي أيضًا تفاعل موليش) له الصيغة SbH)205. وعلى الرغم من أن عدم الدقة في اسم فئة كاملة من المركبات كان واضحًا، إلا أن مصطلح الكربوهيدرات أصبح مألوفًا بالفعل لدرجة أنهم لم يغيروه. ومع ذلك، في هذه الأيام، يفضل العديد من الكيميائيين اسمًا مختلفًا - السكر.
سنحاول الحصول على أحد السكريات من نشارة الخشب عن طريق التحلل المائي، أي. التحلل بالماء. هذه عملية كيميائية شائعة جدًا. تحتوي نشارة الخشب والنفايات الخشبية الأخرى على الكربوهيدرات والألياف (السليلوز). يتم تحضير الجلوكوز منه في مصانع التحلل المائي، والذي يمكن بعد ذلك استخدامه بطرق مختلفة، وغالبًا ما يتم تخميره وتحويله إلى كحول، وهو المنتج الأولي للعديد من التركيبات الكيميائية. يُطلق على فرع كبير ومستقل من الصناعة الكيميائية اسم صناعة التحلل المائي.
قبل إعادة إنتاج عملية التحلل المائي للخشب، سنحاول فهم جوهرها، ولهذا سيكون أكثر ملاءمة للبدء ليس بنشارة الخشب، ولكن بالخيار والشظايا.
اغسلي الخيار الطازج، وابشريه، ثم اعصري العصير منه. يمكن تصفية العصير، لكن هذا ليس ضروريا.
قم بتحضير هيدروكسيد النحاس Cu(0H)2 في أنبوب اختبار، وللقيام بذلك أضف 2-3 قطرات من محلول كبريتات النحاس إلى 0.5 - 1 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم. أضف كمية متساوية من عصير الخيار إلى الرواسب الناتجة ورج أنبوب الاختبار. سوف يذوب الراسب وينتج محلول أزرق.
هذا التفاعل نموذجي للكحولات متعددة الهيدرات، أي. للكحولات التي تحتوي على عدة مجموعات هيدروكسيل.
الآن قم بتسخين أنبوب الاختبار بالمحلول الأزرق الناتج حتى الغليان (أو ضعه في الماء المغلي). سوف يتحول أولاً إلى اللون الأصفر، ثم يتحول إلى اللون البرتقالي، وبعد التبريد سيتشكل راسب أحمر من أكسيد النحاس Cu20.
ربما يمكنك تخمين أن هذه التجربة لا يجب إجراؤها باستخدام عصير الخيار. كما أنه يعمل بشكل جيد مع العصائر الحلوة الأخرى - العنب والجزر والتفاح والفوش. يمكنك أيضًا تجربة ماء تواليت الخيار الذي يباع في متاجر العطور. وبالطبع أقراص الجلوكوز فقط.
الآن التجربة الأولية الثانية هي تسكر الشظية.
قم بإعداد محلول حمض الكبريتيك إلى حجم واحد من الماء، وأضف حجمًا واحدًا من حمض الكبريتيك المركز (لا تصب الماء في الحمض تحت أي ظرف من الظروف). ضع شظية في أنبوب اختبار يحتوي على المحلول ثم قم بتسخين المحلول حتى الغليان. سوف تتفحم الشظية، لكن هذا لن يتعارض مع التجربة.
بعد التسخين، قم بإزالة الشظية، وضعها في أنبوب اختبار آخر مع 1-2 مل من الماء وقم بغليها. يحتوي كلا أنبوبي الاختبار الآن على الجلوكوز. يمكنك التحقق من ذلك عن طريق إضافة قطرتين أو ثلاث قطرات من كبريتات النحاس إلى المحاليل، ثم الصودا الكاوية - سيظهر اللون الأزرق المألوف. إذا غلي هذا المحلول سيتكون راسب أحمر من أكسيد النحاس Cu20 كما توقعنا. لذلك، تم الكشف عن الجلوكوز.
أن شظيتنا أصبحت متسكرة، وهي نتيجة التحلل المائي للسليلوز (وتبلغ حصتها في الخشب حوالي 50٪). كما هو الحال مع التحلل المائي للنشا، لا يتم استهلاك حمض الكبريتيك في هذه العملية، بل يلعب دور المحفز.
أخيرًا، نأتي إلى التجربة الرئيسية الموعودة في العنوان - الحصول على السكر من نشارة الخشب.
ضع 2-3 ملاعق كبيرة من نشارة الخشب في كوب من الخزف وقم بترطيبه بالماء. أضف المزيد من الماء وكمية مساوية من محلول حامض الكبريتيك المحضر مسبقًا (1 1)، واخلط الملاط السائل جيدًا. أغلق الغطاء وضعه في الفرن على موقد غاز (أو في فرن روسي) لمدة ساعة تقريبًا، وربما أقل قليلاً.
صب محتويات الكوب في زجاجة الحليب، ورج السائل واتركه لعدة ساعات. سوف تستقر كبريتات الكالسيوم، التي تشكلت أثناء تحييد الحمض، في القاع، وسيبقى محلول الجلوكوز في الأعلى. اسكبه بعناية في كوب نظيف (يفضل استخدام قضيب زجاجي) ثم قم بالتصفية.
العملية الأخيرة المتبقية هي تبخر الماء في حمام مائي. بعد ذلك، تبقى بلورات الجلوكوز الصفراء الخفيفة في الأسفل. يمكنك تذوقها، ولكن هذا كل شيء - المنتج ليس نقيًا بدرجة كافية.
أجرينا أربع عمليات: غلي نشارة الخشب بمحلول حمض الكبريتيك، وتحييد الحمض، والترشيح والتبخر. هذه هي بالضبط الطريقة التي يتم بها الحصول على الجلوكوز في مصانع التحلل المائي، فقط، بالطبع، ليس في أكواب البورسلين...
ويمكننا إعادة إنتاج عملية صناعية أخرى دون صعوبة كبيرة: حيث نقوم بتحويل سكر واحد إلى سكرين آخرين.
عند تخزينها لفترة طويلة، غالبًا ما يتم حلوى المربى محلي الصنع. يحدث هذا لأن السكر يتبلور من الشراب. مع المربى، الذي يباع في المتجر، تحدث مثل هذه الكارثة في كثير من الأحيان. والحقيقة هي أنه في مصانع التعليب، بالإضافة إلى البنجر أو قصب السكر، يتم استخدام ScNggOts السكروز أيضًا مواد سكرية أخرى، مثل السكر المقلوب. ما هو انعكاس السكر وما يؤدي إليه، سوف تتعلم من التجربة التالية.