Технология получения спиртового топлива

Синтетический этанол вырабатывается в России по ТУ 2421 – 117 – 00151727 – 98 « Спирт этиловый синтетический денатурированный» трёх марок – А, Б, В.

Сбраживанием продуктов гидролиза древесины получают гидролизный этанол. Необходимые для сбраживания сахара получают гидролизом древесного сырья – опилки, щепа и другие отходы деревообработки. Сырьё (целлюлоза), содержащее полисахариды, обрабатывают раствором серной кислоты, что приводит к образованию глюкозы, которую затем подвергают спиртовому брожению. Рассмотрим процесс получения этанола методом гидролиза концентрированными кислотами, нейтрализации и брожения более подробно. [3, с. 145 – 152].

Собранную и высушенную биомассу измельчают, на ситах отделяют определённую фракцию частиц. Далее субстрат поступает в чан, где происходит гидролиз под действием серной кислоты (7,65 %) при температуре 100 в течение 2 ч. Приблизительно 75% гемицеллюлоз гидролизуется до ксилозы.

Остающиеся твёрдые частицы (лигнин и целлюлоза) удаляют на стадии фильтрации и передают на следующую стадию гидролиза, куда также подаётся серная кислота и большая часть ксилозного потока.

В результате получают смесь сахаров: пентозы и глюкозы в водном растворе при pH=1,0. На стадии нейтрализации образуется гипс, отделяемый на вращающемся фильтре.

Остающийся поток содержит глюкозу (11,6 %) и ксилозу (9,0 %).

Брожение также проводится в две стадии. Сначала дрожжи Sacharomyces cerevisiae превращают глюкозу в этанол. От полученной смеси дистилляцией отделяют этанол, непреобразованную ксилозу передают на следующую стадию ферментации, где она сбраживается в этанол дрожжами Pachysolen tannophilus. Этанол также выделяется дистилляцией. Лигниклектки высушивают и сжигают. [4, с. 49 – 50].

Дистилляция – это физический процесс, с помощью которого отдельные вещества отделяются, превращаются в пар и затем конденсируются. Дистилляция позволяет разделить смесь жидкостей на её компоненты при условии, что у них достаточно сильно различаются температуры кипения. При нормальном атмосферном давлении вода закипает при 100℃, этиловый спирт при 78,4℃; следовательно, в парах, образующихся при нагревании водно – спиртовой смеси, содержится больше спирта. Когда весь спирт преобразуется в пар и затем конденсируется, в котле остаётся только вода. В полученном дистилляте спиртовая крепость оказывается выше, чем в породившей его смеси. Процесс перегонки выглядит так: сначала, по достижении определённой температуры, начинают образовываться пары, которые поднимаются в котле. Попав на холодную крышку котла, они конденсируются и выпадают вниз в общую массу. Из паровой смеси, достигающей крышки котла, вода будет конденсироваться в большем объёме, чем спирт, поэтому в тех парах, которые уйдут в змеевик, спиртовая крепость будет выше, чем в парах, формирующихся внутри котла. Когда по ходу дистилляции «шлем», то есть крышка котла, прогревается, на нём больше не происходит конденсация спиртовых паров.

Полученный таким образом водный раствор этанола подвергается ректификации.

Ректификация – процесс разделения жидких летучих смесей на компоненты или группы компонентов (фракции) путём многократного двустороннего массо- и теплообмена между противоточно движущимися паровыми и жидкостными потоками. Необходимое условие процесса ректификации - различная летучесть отдельных компанентов.

Еще о транспорте:

Структурная реформа федерального железнодорожного транспорта
Основой функционирования железнодорожного транспорта в переходный период являлось проведение мероприятий по совершенствованию структуры отрасли. Анализ мероприятий, проводимых на железной дороге в 1997 – 1998 гг., позволил выявить общие направления работы по структурным преобразованиям. Они заключа ...

Определение масс деталей поршневой и шатунной групп
Для вычисления силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежной силы инерции вращающейся части массы шатуна необходимо знать массы деталей поршневой (mп) и шатунной (mш) групп. Масса поршневой группы: где m'п – удельная масса поршня, Для поршня из алюминиевого сплава принято m'п ...

Разработка приспособления для ТО автотранспорта
При выполнении планового объёма ТО, ремонтные рабочие осуществляют разборку и сборку посадок с натягом. Проектом предлагается конструкторская разработка универсального гидравлического съёмника. Съёмник содержит гидроцилиндр 1, шток с поршнем 2, упорный винт 3 с наконечником 4. Сверху в гидроцилиндр ...