Состоящие из древесного сахара. Как сделать спирт из опилок: все способы получения биотоплива. Очистка раствора глюкозы

ВАЖНОСТЬ ГИГАНТСКАЯ.

СНАЧАЛА НЕМНОГО ИСТОРИИ

R октябре 1919 года председатель Пет-роградского Совета получил письмо от Ленина. Владимир Ильич писал: «Говорят, Жук (убитый) дегал сахар из опилок? Правда это? Если правда, надо обязательно найти его помощников. дабы продолжить дело. Важность гигантская. Привет! Ленин»

Невольно возникают вопросы: кто такой Жук? Кем убит? Что это за способ делать сахар из опилок? Почему Владимир Ильич придавал этому делу «важность гигантскую»?

Если кому довелось бывать в небольшом городе Петрокрепссти (быв. Шлиссельбург) под Ленинградом, тот мог видеть на одной из улиц табличку: «Улица И. Жука». Иустин Жук родился и вырос на Украине. За активное участие в революции 1905 года был осужден на вечную каторгу. И только революция освободила борца за народное дело.

Тяжелое время переживала тогда страна. Не хватало хлеба, топлива. Сахара и подавно не было. Его производство уменьшилось чуть ли не в 15 раз по сравнению с довоенным. И тут продовольственный комиссар вспомнил давно слышанный рассказ о чудаке инженере, который получал сахар, варя опилки с серной кислотой.

И вот вчерашний командир Красной гвардии становится химиком, На берегу Ладожского озера он организует мастерскую, дни и ночи ставит опыты. Наконец вот он - успех! Из древесных опилок Жук получает сладкий, похожий на патоку сироп, но... Генерал Юденич подходит к Петрограду. И продовольственный комиссар снова становится комиссаром военным.

На Карельском участке Петроградского фронта белогвардейская пуля настигает отважного комиссара...

Ki А ТЕПЕРЬ НЕМНОГО ХИМИИ

же получался «Иустинов сахарок»? ревесина в основном состоит из клетчатки (целлюлозы) и небольшого количества лигнина. Вот в ней-то, в целлюлозе, и все дело. Клетчатка принадлежит к тому же классу органических соединений, что и крахмал, сахар, некоторые другие вещества, известные в химии под названием «углеводы». К примеру, формула одного из самых простых Сахаров глюкозы - CeHuOg. Но эту формулу можно представить и так: С 6 (Н20)в, где 6 атомов углерода и 6 молекул воды. Одним словом, «углевод».

Но вернемся к целлюлозе. Ее, как и крахмал, относят к несахароподобным углеводам. Молекулы их представляют собой природные полимеры. И крахмал и клетчатка состоят из обезвоженных остатков виноградного сахара (глюкозы). Если же у молекулы глюкозы отобрать одну молекулу воды, получим:

С в Н, 2 0 6 -Н 2 0 = С 6 Н|о0 5 .

Из таких глюкозных остатков и построена целлюлоза. Но сколько этих

1 В. И. Ленин, Полн. собр. соч., изд. 5-е, т. 51, стр. 74.

остатков входит в состав одной молекулы крахмала или целлюлозы? К сожалению, точно пока не выяснено. Вот почему формулу крахмала и целлюлозы пишут так: (C e HioOj) п. Значок «п» говорит о некотором числе глюкозных остатков. Полагают, что в молекуле целлюлозы п равно 3000 и больше.

Природа сумела из многих сотен или тысяч кирпичиков - молекул глюкозы - возвести гигантские сооружения - крахмал и целлюлозу. А почему бы нам не попытаться сделать обратное? Разрушить сложные молекулы, получить из зданий кирпичи - глюкозу, то есть виноградный сахар?

ОПЯТЬ НЕМНОГО ИСТОРИИ

Это произошло 150 с лишним лет назад, точнее - в 1811 году в Санкт-Петербурге. Главной столичной аптекой заведовал тогда К. С. Кирхгоф. Занимаясь опытами по производству фарфора, он пытался найти дешевый и доступный заменитель аравийской камеди. Перепробовав различные материалы, ученый остановился на крахмале.

Разбавив крахмал водой и долив к нему серной кислоты, Кирхгоф стал варить смесь на огне. Получилась густая вязкая масса, похожая на камедь. Она оказалась сладкой. Кирхгоф сразу же смекнул: часть крахмала перешла в сахар! Объяснить химизм этого процесса, а равно и роль серной кислоты он тогда, разумеется, не мог. А сегодня?

Из того, что мы знаем о строении крахмала, ясно: большая молекула крахмала расщепилась. К каждому глюкоз-ному остатку присоединилась молекула воды. Такой процесс химики называют гидролизом. Что касается серной кислоты, то она выполняет роль катализатора.

На открытии Кирхгофа зиждется все современное производство крахмальной патоки и глюкозы. Но если можно расщепить крахмал, то почему нельзя сделать то же с целлюлозой?

Первые опыты в этом направлении поставил француз Браконно; за ним последовал русский химик И. Фогель, получивший еще в 1822 году сладкое вещество из льняного полотна и бумаги, то есть из той же целлюлозы. В 1837 году профессор Петербургского лесного института И. Чирвинский выполнил солидную работу по гидролизу древесных опилок и получил из них кормовой сахар. А в конце прошлого столетия на одном из лесопильных заводов Архангельска была оборудована первая в мире установка по гидролизу древесины.

Так что ничего нгт удивительного в том, что «чудак инженер», о котором слышал Иустин Жук, еще в начале нашего века получал сахар (понятно, виноградный) из древесных опилок.

ЧУТЬ-ЧУТЬ экономики

Иной читатель может заметить: Ленин писал о сахаре из древесины в трудном для страны 1919 году. Но зачем об этом поднимать разговор теперь? Действительно, наша страна не испытывает недостатка в сахаре. В 1964 году в Советском Союзе было выработано 8,2 млн, т сахара - в 92 раза больше, чем в 1920 году. В 1965 году производство сахара увеличилось еще примерно на четверть. Это не считая патоки и глюкозы!

И все же пора поговорить о химической переработке древесины в глюкозу. Ведь сахарная свекла - сырье дорогое. Для выработки 10 млн. т сахара потребуется около 80 млн. т свеклы. Площадь для выращивания такого количества свеклы составит почти 4 млн. га! Представляете, сколько труда надо затратить, чтобы обработать такую пло

щадь? Дорогим и трудоемким является и получение крахмала для производства пищевой глюкозы. Кроме того, и сам крахмал и те материалы, из которых его изготовляют (картофель и кукурузное зерно), сами по себе являются пищевыми продуктами. Между тем для глюкозы, получаемой химическим гидролизом клетчатки, сырья у нас сколько угодно, и притом дарового! Ведь только в лееопильно-деревообрабатывающей промышленности у нас каждый год выбрасывают на свалку около 70 млн. куб. м отходов. Успевай их только перерабатывать! Вот почему после полного освоения производства глюкозы представляется целесообразным и выгодным часть свекловичного сахара заменить глюкозой, полученной из древесины.

В ФРГ, во Франции, в других странах уже имеются заводы по переработке древесины в пищевую глюкозу.

НАКОНЕЦ ТЕХНОЛОГИЯ

Пегодня в нашей стране создана мощеная гидролизная промышленность. Используя огромные ресурсы древесного сырья и сельскохозяйственных отходов, гидролизные заводы превращают целлюлозу в такие ценные продукты, как этиловый спирт (прекрасное сырье для изготовления полимеров) и белковые дрожжи (прекрасный корм для скота). Ну, а как же с сахаром из опилок? Ведь спирт и дрожжи все же не сахар! На этот вопрос можно ответить так: и спирт и дрожжи получаются из тех Сахаров, которые образуются при гидролизе целлюлозы. Получение же пищевого сахара (глюкозы) до последнего времени не практиковалось, так как требовало сравнительно сложной технологической обработки древесины. Года два тому назад затруднения были преодолены.

В городе Канске Красноярского края, неподалеку от тех мест, где Ленин когда-то отбывал ссылку, построен первый в Советском Союзе опытно-промышленный цех. Там пищевой сахар (глюкозу) получают из древесины. Вот что рассказал мне главный инженер завода Г. Горохов.

Древесина (ель, сосна) измельчается в щепу, которая затем подвергается предварительному гидролизу в присутствии слабой соляной кислоты. При этом в раствор переходит все, что легко гидролизуется. А целлюлоза и лигнин остаются. После фильтрации их подсушивают и обрабатывают крепкой кислотой. Происходит гидролиз. На этой стадии технологического процесса решается основная задача: целлюлоза превращается в глюкозу. Глюкозный раствор очищается и уваривается. Из густого сиропа выпадают кристаллы глюкозы. Их подсушивают - и сахар готов!

Разумеется, на деле все обстоит несколько сложнее, Но факт остается фактом: Канский гидролизный завод уже вырабатывает из дерева глюкозу, которая годится даже для медицинских целей.

Так через четыре с половиной десятилетия осуществилось дело, о котором Владимир Ильич писал: «Важность гигантская».

Ленинград

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

Отечественной химической науке принадлежит заслуга в развитии промышленного производства сахара из древесины. Из такого сахара вырабатывают спирт и другие вещества.

Образование сахаристых веществ в растении происходит по следующей схеме. Из углекислого газа и воды в зеленом листе строятся простые сахаристые вещества, такие, как виноградный сахар - глюкоза и фруктовый сахар - фруктоза. Если глюкоза и фруктоза соединяются вместе, то образуется сахароза - тот сахар, с которым мы пьем чай. Более сложные вещества, образуемые в растениях, - крахмал, целлюлоза и другие - уже не имеют сладости.

Превращение крахмала в сахаристое вещество - глюкозу - осуществил русский академик К. С. Кирхгоф.

Это превращение выполнено им в 1811 году при нагревании крахмала с разбавленными кислотами. Процесс был назван гидролизом. К. С. Кирхгоф, сразу увидев в своем открытии большие практические возможности, разработал на базе его технологический процесс получения патоки и кристаллической глюкозы.

Вскоре уже работали первые заводы крахмало-паточной промышленности. А ее развитие, в свою очередь, поставило перед химической наукой новую интересную задачу - превращение древесины в сахаристые вещества.

На химических заводах опилки превращаются в спирт, а спирт - в синтетический каучук.

Химики превращают древесные опилки в ценные продукты.

Готовая продукция, которую вырабатывает зеленый лист, - это крахмал, состоящий из больших молекул, каждая из тысяч остатков глюкозы. Растение откладывает его в свои запасные пищевые «склады» или же использует для расширения и роста или восстановления своего организма. Но чем больше укрупняется и усложняется сахарная постройка, тем меньше остается в ней сладости. Сложной молекулярной постройкой из остатков глюкозы является и целлюлоза. Из нее растение строит свой скелет.

Простые сахара растворяются в воде, а построенные из них крахмал и целлюлоза не растворяются. Это очень важно для растения, иначе все его тело и скелет растаяли бы от первого дождя.

Разрушить скелет растения и превратить его твердое несладкое тело с помощью гидролиза в сахаристые вещества - вот задача, вставшая перед наукой в наше время. И эту задачу разрешила наша отечественная химия. Превращение целлюлозы в сахаристое вещество достигнуто было в 1931 году В. И. Шарковым и другими советскими учеными.

Когда-то на лесопильных заводах скапливались целые горы опилок. Приходилось изобретать специальные мусоросжигательные печи для их уничтожения.

Отходы, от которых раньше старались избавиться, служат сейчас ценным сырьем для гидролизной промышленности. Древесина превращается или в пищевые продукты для скота - сахар, белковые и жировые дрожжи, или в техническое сырье - спирт, глицерин, фурфурол и другие, на которые раньше расходовались картофель и зерно.

Одна тонна опилок нормальной влажности заменяет тонну картофеля или 300 килограммов зерна и дает 650 килограммов сахара или 220 литров спирта.

Небольшой лесопильный завод, оборудованный двумя пилорамами, может за год обеспечить опилками производство миллиона литров спирта.

Сотни миллионов тонн растительных отходов - соломы, мякины, шелухи, зерен - остаются ежегодно в сельском хозяйстве. Теперь и им найдено применение в промышленной химии. Наши ученые Н. А. Сычев, Н. А. Четвериков и академик А. Е. Порай-Кошиц разработали метод, по которому из тонны сухой соломы получают до 100 литров спирта.

Спирт, вырабатываемый гидролизной промышленностью, служит сырьем для производства ценнейшей продукции, в том числе синтетического каучука.

Иначе такой бетон называют еще арболитом . Это легкий бетон, получаемый из минерального вяжущего (обычно портландцемента) и древесного заполнителя в виде опилок и стружки, образующихся при пилорамной разделке древесины, древенсная дробленка, костра льна или конопли и др.

Дом, построенный из арболита, получается сухим, теплым, прочным, стены у него не горят, не гниют и хорошо поддаются отделке, по комфортабельности близок к деревянному. Теплозащитные свойства арболита выше, чем у полнотелого кирпича, но ниже, чем у дерева. К примеру, согласно теплотехнических норм толщина стены из этих трех материалов для нормального по влажности климата и разных требуемых значений теплосопротивления R () будет следующей:

Блоки из арболита можно пилить и сверлить, в них легко вколачивать гвозди. Материалы, необходимые для производства арболита, легко доступны, технология изготовления блоков - простейшая при минимальных затратах. Изделия из арболита используют в виде панелей, плит, блоков, стеновых камней. Основной материал (опилки) - в избытке на любой пилораме или деревообрабатывающем предприятии.

Арболит состоит из наполнителя, связующего, некоторых добавок и воды. В качестве связующего применяется портландцемент марки 400. Цемент необходим свежий и без комков. Если комки в нем все же есть, то цемент просеивают через сито с размером ячейки 0,5 мм. Опилки просеивают через такое же сито. В дело пойдет отсев, то есть, та часть опилок, которая через сито не прошла.

В качестве заполнителя лучше всего подходят не просто опилки, а их смесь со стружками. Соотношение опилок и стружек составляет от 1:1 до 1:2. Опилки со стружками необходимо предварительно либо выдержать на открытом воздухе 3-4 месяца, периодически перелопачивая их, либо обработать известковым раствором.

В последнем случае для каждого 1 м 3 опилочного сырья требуется 150-200 л 1,5%-ного известкового раствора, в который помещают заполнитель на 3-4 дня, перемешивая его 1-2 раза в сутки. То есть, на 1 м 3 опилок используют 2,5 кг извести-пушенки, растворенной в 200 литрах воды.

Этот способ позволяет не только ускорить поцесс подготовки опилок, но и наиболее полно удалить из древесных опилок содержащийся в них сахар. Такое освобождение сырья от сахара помогает избежать гниения опилок в блоках, то есть, вспучивания последних.

Соотношение компонентов опилкобетона зависит от того, для какой цели его предполагается использовать. Составы для разных случаев приведены в таблице.

Расход материалов на 8-10 ведер опилкобетона, кг

Если применяется цемент марки 500, то его расход можно уменьшить на 10% от указанного в таблице. Если цемент 300, то расход следует увеличить на 10%. Для справки: ведро 10 л вмещает: цемента - 12 кг, сухих опилок - 1,4 кг, стружки - 1,2 кг, костры - 0,8 кг.

Прочность арболита определяется маркой цемента и специальными минеральными добавками. Последние включают в себя растворимое (жидкое) стекло, хлористый кальций - CaCl 2 , сернокислый кальций - CaSO 4 , гашеную известь - Ca(OH) 2 , сернокислый алюминий - Al 2 (SO 4) 3

Добавки придают арболиту огнестойкость, пластичность, способность противостоять гниению. Наиболее часто в качестве добавки применяют смесь сернокислого кальция и сернокислого алюминия, взятых в соотношении 1:1 по массе, или смесь растворимого стекла и гашеной извести, взятых в том же соотношении.

Среди наиболее доступных компонентов можно использовать жидкое стекло и гашеную известь, которые сначала перемешиваются между собой, а затем растворяются в воде, на которой далее и замешивается арболитовая масса.

В емкость поочередно высыпают отмеренное количество опилок и цемента (слой опилок, слой цемента и т.д.). Затем лопатой компоненты тщательно перемешивают, добиваясь равномерного распределения их в смеси.После этого вливают отмеренное количество воды, в которой уже заранее растворено нужное количество добавок. Смесь снова тщательно перемешивают.

В один прием готовят такое количество смеси, которое необходимо для работы в течение 4-5 часов. Оставленная на более длительное время смесь схватится и станет непригодной для применения.

Свежеприготовленную смесь укладывают в форму и уплотняют. Затем поверхность смеси заглаживают мастерком. По окончании формования конструкции ее поверхность укрывают рубероидом или любой пленкой для предохранения от быстрого высыхания. Твердение смеси будет продолжаться четыре недели.

Жестких рекомендаций по составу опилкобетона нет. Наилучший способ определить нужные пропорции - это пробные отливки. Для этого делают удлиненный короб сечением 15х15 см с несколькими перегородками и каждую ячейку набивают смесью с различными составами. После твердения определяют наиболее подходящую смесь.

А вот еще состав некоторых марок арболита.

Составы других бетонов можно посмотреть

Пишет блогер Сергей Анашкевич:

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же - написано ОН. Оказалось, и вправду, он!

Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО - главное сырье для водки.

Как делают саму водку - полно. От сивухи до элитных марок. А спирт - нет!

Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе - зерно из мешка, на выходе - чистейшая 96-градусная жидкость…

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384–320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «духом вина» (от латинского «spiritus vini»).

Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» - «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.

Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая цена была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.

Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.

С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.

Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.

Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!

На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории - «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:

Первая задача - очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки - около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, так как процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющиеся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода - 100 градусов, спирт - 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов - какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!

Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке - ректификации.

Этот процесс основан на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.

Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).

Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть в миг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа», а дальше он пойдет на производство водки или другие цели…