Литература -->  Бумажный брак в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 [ 121 ] 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

древесины, прибавляют к ней питательные соли и сбраживают специальными дрожжами. Осахаривание торфа производится простым кипячением с кислотами, без применения давления. Так как при производстве клетчатки по сульфитному способу дерево варится под давлением с сернистой кислотой, то отбросные щелока этого производства всегда содержат глюкозу и могут также служить для производства спирта. Такое производство особенно распространено в Швеции, Америке и Германии. Спирт из дерева, торфа и сульфитных щелоков всегда содержит примесь метилового алкоголя и потому годен лищь для технического применения. В СССР из всех перечисленных материалов применяются только картофель, зерновые хлеба и меласса.

В настоящее время производство спирта осуществляется также и синтетич. путем из угля, извести и воды: сначала из угля и извести получается карбид кальция; при реакции с водой он дает ацетилен CgHg; последний, при пропускании в разбавленный нагретый раствор серной к-ты в присутствии ртутных соединений, присоединяет воду и дает альдегид CaHa + HjO =С2Н40, который водородом восстановляется в спирт СгН40 -f---На=СгНвО. На 1 т абсолютного спирта требуется 2 т карбида и 500 водорода. Т. к. для выработки 1 m карбида надо затратить 8 ООО kWh и для получения 500 л* водорода еще 3 ООО kWh, а в 1 m спирта содержится около 100 вд., то, следовательно, на 1 вд. спирта требуется 110 kWh, Ясно, что такое производство экономически возможно лищь там, гдзе имеется очень дешевая электриХг. энергия (не дороже 1 коп. за kWh), как, напр., в Швейцарии. Действительно, в 1927 г. Швейцарское электрическое общество получило от правительства концессию на 20 лет на производство спирта по этому способу. У нас такое производство пока невозможно.

Теоретически 1 кг крахмала дает 71,612 литр-процентов спирта, или 5,816 градусов * (см. Алкоголеметрия). На практике по-.лучаются, вследствие ряда причин, потери спирта. Так, часть крахмала солода остается нерастворимой (не подвергается запариванию), часть сахара остается несброжен-ной (недоброд), часть расходуется на посторонние брожения (маслянокислое, молочнокислое, уксусное и другие) и, наконец, часть спирта улетучивается вместе с углекислотой. Эти потери в значительной степени устраняются применением способа а м и л о или способа чистого брожения (Reingahrverfahren), при которых выход спирта повышается до 93,7% теоретического. По способу амило осахаривание производят не солодом, а культурой плесневых грибов: Amilomyces /9 или культурой Mucor Delimar, вырабатывающих диастатическ. энзимы. Осахаривание и брожение ведут в одном и том же закрытом чане (фиг. 6), снабженном мешалкой (а и б-вал и крылья мешалки, в-неподвижные брусья) и арматурой: для продува-

* Литр-процент (л-%) = 0,01 л безводного спирта, градус=0,01 вд. (весом 30 фн.).


Фиг. 6.

ния воздуха (г-воздушный фильтр), нагревания {д-паро- и воздухопровод), охлаждения (е-перфорированная труба для орошения чана водой, ж-термометр), для задачи культур плесеней и дрожжей (з-штуцер для загрузки заторной массы, и-штуцер дляввода культур); чан соединен с сосудом к для промывания углекислоты. Распаренную массу выдувают в чан и охлаждают до темп-ры35-40°при продувании стерильного воздуха; затем задают культуру плесени, а по окончании осахаривания - культуру дрожжей. Осахаривание при продувании воздуха и

работе мешалки продолжается ок. 20 час. Мукоровые дрожжи (Mucor Delimar) производят также и сбраживание образовавшегося сахара, но так как они дают сравнительно слабое сбраживание, то, по достижении осахаривания, прибавляют настоящих дрожжей и поддерживают t° 30°. Весь процесс продолжается 5-6 суток. Благодаря стерильным условиям работы устраняются посторонние брожения, устраняется также потеря алкоголя промыванием углекислоты, отсутствует крахмал солода, обычно не успевающий осахариться. При способе чистого брожения осахаривание и сбраживание производят также в одном и том лее железном чане, снабженном мешалкой и охлаждаемом до требуемой t орошением его поверхности. Осахаривание производится солодовой вытяжкой, стерилизуемой прибавлением формалина. Эту вытяжку приготовляют, настаивая солод с водой в небольшом фильтрационном чане, снабженном внутри вторым, дырчатым дном. Вытяжку сливают в особый чан и, прибавив к ней формалин, выщелоченную дробину спускают по жолобу в бродильный чан в тот момент, когда t° массы в нем понижается до 75°. При этой t° крахмал, оставшийся в дробине , клейстеризуется и быстро разжижается остатками диастаза, благодаря чему при последующем действии солодовой вытяжки он также нацело осахаривается. Солодовую вытяжку прибавляют тогда, когда t° в чане понизится до 60°. Эту t° поддерживают до конца осахаривания, продолжающегося ок. 1 ч. Затем охлаждают дальше до 25° и задают дрожжи, обычно прессованные, предварительно обработанные разбавленной серной к-той для уничтожения бактерий. Далее брожение идет, как обычно, и заканчивается в течение трех суток, при чем углекислота промывается водой, улавливающей спирт. Благодаря тому, что брожение ведется в стерильных условиях, солод и дрожжи применяются тоже стерилизованные, и весь крахмал солода используется,-выхода получаются максимальные, при минимальных расходах солода и дрожжей. Способ амило применяется пока только к зерновым



материалам, гл. образ, к кукурузе; с картофелем он дает худшие результаты. Способ чистого брожения можно применять ко всяким крахмалистым материалам.

Из перебродившей бражки, приготовленной тем или иным способом, отгоняют спирт на медных колонных перегонных аппаратах. На фиг. 7 показан перегонный аппарат обычной системы с одной колонной А. Устройство колонны изображено на фиг. 7а. Она разделяется поперечными перегородками, тарелками, а на ряд отделений (13 и более). Каждая тарелка имеет в середине отверстие с горловиной б, прикрытой сверху колпаком в, края к-рого немного не доходят до тарелки, а сбоку- сливную трубу г; верхний конец трубы немного выступает над тарелкой, а нижний опускается до следующей нижней тарелки. В нижнее отделение колонны пускают пар, который нагревает до кипения находящуюся здесь



Фиг. 7.

Фиг. 7а.

ЖИДКОСТЬ. Образующийся спиртоводяной пар поднимается кверху через средние отверстия тарелок, и так как прикрывающие колпаки погружены краями в находящуюся на тарелках лшдкость, то пар из-под колпака должен пройти через эту ндадкость. При этом он отчасти конденсируется и, нагревая жидкость, вызывает новое парообразование; новый пар богаче спиртом. Т. о., поднимаясь кверху, пар все более и более обогащается спиртом. По выходе из колонны он поступает в дефлегматоры Б (фиг. 7), где немного охлаждается протекающей через эту часть аппарата из холодильника В водой и бардой, направляющейся через дефлегматор в колонну. При охлаждении конденсируется гл. образ, вода, и, следовательно, пар еще более обогащается спиртом. Сгустившаяся здесь часть, флегма, стекает в верхнюю часть колонны, а пар идет в холодильник, где сгущается в сырой спирт, и через контрольный снаряд, определяющий количество спирта, поступает в спиртовой подвал. Бражка, дойдя до нижнего отделения колонны, лишается спирта и в этом виде называется бардой. Барда из нижнего отделения колонны поступает в бардяной регулятор Г, имеющий выпускное отверстие, закрываемое шарообразным поплавком. Когда в регуляторе есть барда, шар всплывает и дает ей возможность выйти

через отверстие. Когда она выйдет, отверстие закрывается шаром, и пар из колонны не может выйти вместе с бардой. Барда из аппарата поступает в бардяной ларь и отсюда раздается скоту в корм. Бардяные регуляторы часто снабжаются аппаратом Салерона для контроля барды на содержание спирта. В этом аппарате имеется охла ждаемый водой змеевик, через который проходят бардяные пары. Здесь пары сгущаются в жидкость, которая идет в эпрувет-ку с волчком, показывающим содержание спирта. Колонка, имеющая обычно очень большую высоту, иногда разделяется для удобства на 2 части,устанавливаемые рядом. Существует много систем брагоперегонных аппаратов, отличающихся различными конструктивными особенностями деталей и особенно дефлегматоров. Дефлегматоры новейшей системы Вагенера (г. Кюстрин) и Голь-церна (г. Гримма в Саксонии) дают возможность получать из аппарата спирт большей крепости, чем обычно. Обыкновенно сырой спирт получается крепостью в 90°. Т. к. он содержит еще много воды и кроме того различные примеси, как уксусный альдегид и высшие спирты (сивушное масло), то для питьевого и медицинского применения он обычно подвергается ректификации на особых ректификацией, аппаратах, периодически действующих (Саваля) или непрерывн. (Барбе, Гильома и др.) {см.. Ректификация). В сыром виде он идет для различи, технических надобностей (освещение, нагревание и пр.), при чем во избежание злоупотреблений денатурируется (см. Денатурация).

Производство спирта у нас до войны было широко развито, и Россия стояла по абсолютному количеству выработанного спирта на первом месте. В 1913/14 г. на 3 ООО, приблизительно, заводах было выкурено 139,5 млн. вд. 40°-ного спирта. Но по душевому потреблению Россия стояла на одном из последних мест, так как в среднем на одну душу приходилось 0,59 вд. (в 40°); ок. 10% выработанного спирта вывозилось за границу (1912 г.), глав. обр. в Турцию и Германию. В 1924/25 г. работало ок. 60 з-дов, в 1925/26 г.-367 з-дов с выработкой 4 038 400 гл, а в 1926/27 году-4 673 ООО гл 40%-ного спирта. Торговля спиртом у нас монополизирована государством. Статистические данные о В. см. Спирт. А. Шустов.

Винокурение из патоки. На многих сахарных з-дах в СССР практикуется В. из патоки. Главный продукт, идущий на переработку в спирт,-черная патока, или меласса, являющаяся отбросом свеклосахарного производства. Меласса представляет собой густую, довольно вязкую массу темно-коричневого или черного цвета, содержащую до 45-50% сахара. Химич. состав мелассы: воды 19,8% (И-30%), минеральных веществ 9,7% (7-14%), сахара 47,1 % (35-55%), азотистых и других органич. веществ 25,6% (15-39%). При переработке мелассы следует отдавать преимущество выдержанной мелассе.

Паточное В. слагается из следующих процессов: разбавление мелассы водой, нейтрализация ее кислотами, подогревание полученного раствора, приготовление дрожжей.



брожение сусла и перегонка бражки. Неразбавленная меласса имеет 40-43° по В6, что соответствует 75,2-81,4° по Баллингу, или уд. в. 1,38417-1,42528. Сусло для брожения приготовляется с содержанием сахара 20-22%. Меласса содержит обычно значительное количество извести и имеет поэтому щелочную реакцию, а так как дроленей не переносят щелочной среды, то полученный раствор приходится нейтрализовать кислотами. Наивыгоднейшее количество серной кислоты при сбраживании нормальных латок составляет 0,1% H2SO4 (что соответствует приблизительно содержанию 0,3- 0,4 см нормального едкого натра на 20 см затора). Определение рюйтральностираствора производится при помощи лакмусовой бумажки. Существуют, способы нейтрализации мелассы фосфорной кислотой и измельченным сухим торфом. Кипячение нейтрализованного раство]:>а производится при помощи пара. Лучшие дроноки для паточных заторов приготовляют из сухого солода и ржаной муки; кроме того, иногда при паточном В. применяют дролкки из зеленого солода и отрубей и пивные дрожлеи, а также пивные дрожлеи совместно с пшеничными отрубями и паточные дролежи. Наивысшая допускаемая при брожении t° 23°-ииачо происходят значительные потери в выходе спирта. Квасильные чаны для раствора строятся большей частью деревянные, вместимостью от 5 000 л и выше. Применяются также квасильные чаны из л-селеза, с поверхностным водяным охлалодением. После сбраживания следует отгон спирта из бражки на перегонных аппаратах.

Отбросом паточного В. является паточная барда, представляющая собой малоценное кормовое вещество; но т. к. эта барда со-дерлеит до 14,47 гиакзокиск хсалия КгО, то предпочитают перерабатывать ее путем выпаривания и соиакзния на бардяной уголь или удобрительный тук. Содержание КО в угле, считая на свободный от уг.аекислоты уголь, колеблется менаду 30 и 34%. Путем рафинирования угля добьшают поташ. Барда, как удобррхтельный тук, содерлшт в

1 ООО л .4 кг N и 15 кг КоО. Н. Ракицкий.

Винокурение из торфа. Процесс получения винного схнррта из торфа сводится главным образом к осахариванию торфа, т. е. к превращению содерлсащихся в нем целлюлозы и других полисахаридов в сбраживаемые сахара и к сбраживанию последних на спирт. К промелеуточным операциям относятся фильтрация и нейтрализация полученных после осахаривания кислых сахаристых растворов и отгонка спирта из перебродившей бралеки. Известны опыты по получению спирта из торфа-Фейлитцена (1898 г.), Мозера (1918- 1922 гг.), Философова (1921-1923 гг.) п др.

Фейлитцен, действием слабых минеральных к-т на сфагновый торф в автоклаве при 130° и соответствующем давлении (около 3 atm), получал сахаристые растворы, подвергавшиеся затем сбраживанию пивными дрожлсами, при чем на 100 кг воздушно-сухого торфа было получено около 5 кг 100%-ного винного спирта. Проф. А. Мо-зер (Москва) получал наилучшие выходы сахара обработкой торфа о N соляною

или Vio серною кислотами, которых на ка-ждыи г торфа прибавлялось 15 см; вся масса подвергалась варке в нродоллсение 5- 6 часов при 100°. Наилучшие выходы сахара дали молодые сфагновые и осоковые торфа. Осахаривание их составляло 34,1 н 34,3% веса сухого вещества торфа. Проверив свои опыты в полузаводском масштабе, проф. А. Мозер получил выход сппрта в 4,9 кг на 100 кг безводного торфа или 50 л 90° спирта на 1 000 кг воздушно-сухого торфа. \Кроме того, из 1 ООО кг торфа момепо получить не менее 450 кг нераз.тол-сившегося органическ. остатка в виде сухих брикетов (4 400 Cal). Себестоимость 1 гл спирта из торфа, считая но ценам 1914 года, проф. Мозер определи.! приблизительно в 14 р. 60 к. против 17 р. за гл спирта из картофеля. С усовершенствованием техники производства имеется возлюлгность достнлсения выходов до 90 л спирта на 1 ООО кг безводного торфа. Несмотря на благоприятные опытные дан1н-.1е как в СССР, так и в Западной Европе, В. из торфа дальше опытов не пошло и в промышленном масштабе нигде до сих пор не

производилось. Н. Успенский.

Выход спирта. Теоретически из 100 г глюкозы получается 51,11 г алкоголя и 48,89 г углекислоты согласно хнмнческ(.)му ур-ню;

СЛ Об = 2 CJI 0 + 2 СО глюкоза алкоголь углекислота

НО на практике выход этилового алкогсля нри В. значительно ниже благодаря получению побочных продуктов, понилеающих этот выход. На практике расчет приходится производить из сырья, а не из промежуточных продуктов, каким, например, является глюкоза, и поэтому для расчета необходимо знать %-ное содержание крахмала в том и.лн ином продукте, употрейляемом для В. Теоретически из 1 кг крахмала по.лучается 71,612 л-% спирта, но надо считать большим успехом при среднем оборудовании завода получение из 1 кг крахмала 60 л-%. Разница между теоретическим и практическим выходом спирта до-лжна быть отнесена к неизбежным потерям при производстве. Эти потерн обусловливаются оставшимся без изменения крахмалом, неполнотой сбраживания сусла, испарением спирта и дефектами оборудования. В исключительных случаях удается повысить в заводском производстве получение выхода спирта до 66,5 л-%, т. е. до 93,7% теоретического выхода. Исходя из расчета выхода спирта из крахмала, -легко составить рабочую калькуляцию и план сиаби-сения предприятия сырьем.

Приведенные расчеты относятся ко всем крахмалистым материалам, как-то: картофелю, зерновым хлебам (ячмень, пшеница, рожь), кукурузе и т. д. Уд. вес безводного спирта нри 15°= 0,7942. Для определения спиртового раствора (например в водках) в СССР принят ареометр Траллеса, показывающий объемные % спирта, хотя есть ареометры, дающие определения и в весовых % спирта (см. Ареометрия). В сыром спирте содержатся: высшие спирты-от 0,1 до 0,4%, объединяемые под общим именем сивушного масла, глицерин--в картофельном и х,леб-ном заторе от 1,6 до 4,3% и при бролеении виноградного сока от 2,5 до 14%-и к-ты.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 [ 121 ] 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161