Fizikalni model saharifikacije u proizvodnji alkohola. Hidroliza škroba

Žitarice su glavna sirovina za proizvodnju alkohola i destilata. Prije svega, to su ječam, zob, riža, kukuruz, pšenica itd. Koriste se iz više razloga:

  • Relativno niska cijena
  • Ugodan organoleptički profil dobivenog proizvoda
  • Visoki prinos alkohola

Tradicionalna kaša se pravi od šećera i kvasca. Kvasac je potreban za razgradnju šećera, što rezultira alkoholom. Međutim, u zrnu nema šećera kao takvog, ali ima puno škroba. Da bi se iz zrna dobila kaša, škrob se mora razgraditi enzimima. To su proteinske tvari koje omogućuju ili ubrzavaju kemijske reakcije potreban za stvaranje alkohola. Enzimi se nalaze u proklijalom zrnu (sladu) i prodaju se kao pripravci u čistom obliku.

Stoga postoje tri načina za pravljenje žitne kaše:

  1. Koristite slad za saharizaciju škroba u zrnu. Tako možete saharificirati do 40% količine nesladnog zrna.
  2. Proklijajte zrno tako da se enzimi prirodno akumuliraju u njemu. Odnosno napraviti slad.
  3. Enzim koristiti u obliku pripravka i nesladne sirovine.

Druga metoda je jeftinija i omogućuje brže postizanje rezultata.

Struktura zrna

Da bismo točno razumjeli kako se zrno obrađuje tijekom muljanja, potrebno je razumjeti njegovu strukturu. Razmotrimo primjer ječma.

Unutarnja građa zrna ječma

1-zametak stabljike, 2-zametak lista, 3-zametak korijena, 4-scutellum, 5-epitelni sloj, 6-endosperm, 7-prazne istrošene stanice, 8-aleuronski sloj, 9-sjemeni omotač, 10-plodni omotač, 11 - ljuska od pljeve

ječmeno zrno je caryopsis, čija se ljuska sastoji od nekoliko staničnih slojeva.

Školjke spojeni u pljevu (ili cvijet) - vanjsku ovojnicu, plod (ili perikarp) i sjeme (ili tijesto).

pljeva ljuska kod većine ječma raste zajedno sa zrnom. Ljuska pljeve je vrlo izdržljiva, ona je ta koja štiti zrno od mehaničkih oštećenja. Uglavnom se sastoji od celuloze, niskog sadržaja silicijeva kiselina, lipidi i polifenolni spojevi.

Ispod ljuske pljeve su srasli ovojnice ploda i sjemena. Ovojnica sjemena je polupropusna, dobro propušta vodu, ali zadržava tvari otopljene u vodi. Ovo svojstvo ovojnice sjemena omogućuje tretiranje zrna vodom s raznim kemikalijama koje ne prodiru u zrno i ne oštećuju zametak.

Endosperma(praškasto tijelo) prekriveno je aleuronskim slojem. Sastoji se od brojnih stanica bogatih proteinima. U klijajućem ječmu, aleuronski sloj je mjesto proizvodnje enzima.

Glavne komponente staničnih stijenki aleuronskog sloja su neškrobni polisaharidi - pentozani (70%) i β-glukan (30%).

Brašnasto tijelo (endosperm) zauzima cijeli unutarnji dio zrna, sastoji se od zrna škroba različite veličine. Oko 98% suhe tvari žitarica čini škrob.

Kemijski sastav

Proteinske tvari u ječmu sadrže prosječno 10,5-11%.

Protein u ječmu sadrži:

  1. aleuronski sloj - u obliku enzimskog proteina (albumini i globulini);
  2. Na vanjskoj strani endosperma nalazi se rezervni protein (prolamini);
  3. endosperm – tkivni protein (glutelini).

Po aminokiselinskom sastavu bjelančevine ječma su dosta cjelovite (u zrnu ječma nalazi se više od 20 aminokiselina).

Ugljikohidrati su predstavljeni mono- i polisaharidima, uglavnom škrobom, čiji se sadržaj kreće od 50 do 64%. Vlakna sadrže 5-6%, šećere i dekstrine do 6% (uključujući do 2% saharoze i 0,4% izravno reducirajućih šećera), masti - 2,1-2,6%, minerale - 2,5-3,5%. Većina vlakana i minerala koncentrirana je u ovojnici i ljusci zrna.

Žito u proizvodnji alkohola: teorija

Zrno ječma ima visoku aktivnost enzima (amilaze, proteaze i peroksidaze) pa je dobra stvar za izradu slada.

Bogat kemijski sastav predodređuje korištenje žitarica kao sirovine za proizvodnju alkohola. Ove tvari su hranjive komponente za kvasac, stoga će vrenje u takvom okruženju biti puno bolje, a konačni proizvod će imati izvrstan okus.

Ugljikohidrati su glavni izvor alkohola tijekom fermentacije. U zrnu su predstavljeni škrobom. Kvasac pretvara samo mono, disaharide i neke dekstrine u alkohol. Škrob je polisaharid koji se sastoji od amiloze i amilopektina. Kvasac prerađuje škrob samo ako se molekula razgradi na jednostavne ugljikohidrate (mono i disaharide). Ovaj proces zahtijeva enzime.

Temperatura želatinizacije škroba - temperatura na kojoj dolazi do bubrenja i uništavanja strukture škrobnih zrna, ovaj proces omogućuje enzimima da dovrše saharifikaciju škroba.

U skladu s tim, ako je temperatura želatinizacije viša od radne temperature enzima, tada se prvo provodi dekokcija (kaša se zagrijava na 90-100 stupnjeva) da nabubri i uništi strukturu škrobnih zrna, zatim se ohlade na radnoj temperaturi i dodaje se enzim.

Što je enzim

Enzimi su biološki katalizatori proteinske prirode koji mogu aktivirati različite kemijske reakcije u živom organizmu.

Jednostavno rečeno, to su proteinske molekule koje ubrzavaju kemijske reakcije ako se stave u odgovarajuće uvjete (temperatura i pH). Za svaki enzim ti su uvjeti individualni.

Prema specifičnosti utjecaja u različite polimere zrna visoke molekulske mase, enzimski pripravci mogu se podijeliti u 3 skupine.

  1. Amilolitičko djelovanje - pospješuje hidrolizu škroba. To uključuje enzime koji ukapljuju, dekstriniraju i saharificiraju.
  2. Proteolitičko djelovanje – uništava (hidrolizira) proteinske molekule.
  3. Celulolitičko djelovanje - hidrolizira neškrobne polisaharide, poput celuloze.
Podrijetlo
  1. Izvorno podrijetlo – nastaju u zrnu tijekom klijanja;
  2. Mikrobno podrijetlo - dobiveno uz pomoć gljivica plijesni;
  3. Bakterijsko podrijetlo - uzgojeno bakterijama

Enzime također dijelimo na tekuće i suhe.

Ako se koriste mikrobni i bakterijski enzimi, nema potrebe za sladom zrna. Osim toga, ovi enzimi imaju širi temperaturni raspon djelovanja u odnosu na nativne.

Postoje dva načina obrade usjeva za razgradnju škroba u šećere:

  1. Gnječenje s prirodnim enzimima sadržanim u proklijalim zrnima. Ovaj proces je klasična tehnologija za proizvodnju zagušenja. Ali to je prilično naporno, uključujući klijanje zrna, prekoračenje temperaturnih ograničenja tijekom gnječenja, a proklijalo zrno ima red veličine veće cijene od običnog zrna.
  2. Gnječenje s enzimima bakterijskog podrijetla. Ova metoda je progresivna i dobiva sve veću popularnost. Njegova glavna prednost je relativna jeftinost i jednostavnost korištenja. Bakterijski enzimi omogućuju korištenje neproklijalog zrna, što smanjuje konačni trošak Gotovi proizvodi a također štedi vrijeme i energiju. Također, bakterijski enzimi imaju širi temperaturni raspon djelovanja, što omogućuje proširenje opsega njegove primjene u tehnološkom procesu.

Enzimi u Doctor Guber trgovinama

Za preradu žitarica kod kuće, prije svega, potrebni su amilolitički enzimi. Imamo ih predstavljene sljedećim enzimima:

  1. Amilosubtilin je enzimski pripravak mezofilne bakterijske α-amilaze. Hidrolizira unutarnje α-1,4-glikozidne veze škroba (amilozu i amilopektin) i proizvode njihovog sekvencijalnog cijepanja, što dovodi do brzog smanjenja viskoznosti želatiniziranih otopina škroba u fazi ukapljivanja, čime se osigurava priprema sladovine. za djelovanje glukoamilaze. Aktivnost je 1500 As/g. Temperaturni optimum djelovanja 30-60°S
  2. Glukavamorin - dobiva se dubinskim uzgojem soja plijesni Aspergillus awamori. Hidrolizira α-1,4 i alfa-1,6-glikozidne veze škroba, dekstrina, oligosaharida, sekvencijalno odcjepljujući glukozu s nereducirajućih krajeva lanca. Koristi se za saharifikaciju škroba. Aktivnost je 1500 Gs/g. Temperaturni optimum djelovanja 30-60 °S

Pripravci su predstavljeni u suhom obliku u pakiranju od 20 grama.

Za rad s neproklijalim žitaricama ovi će enzimi biti dovoljni.

Enzimi u proizvodnji alkohola: praksa

Prije svega, priprema se vodena otopina. Da biste to učinili, suhi pripravak se otopi u vodi u omjeru 1:10, temperatura vode je 25-30 stupnjeva i temeljito se miješa, u ovom stanju pripravak se čuva ne više od 24 sata. Zatim se izračunava potrebna količina enzima.

Aktivnost enzima izražava se u jedinicama/g. tvari.

  • Amilosubtilin - 2-4 jedinice. po gramu škroba.
  • Glukavamorin - 2-4 jedinice. po gramu škroba.

Primjer izračuna:

Kod muljanja u stroju zapremine 60 litara s omjerom vode 1:3 koristimo oko 15 kg zrna (pretpostavljamo da je u ovom slučaju zrno pšenice).

Zrno pšenice sadrži u prosjeku od 55 do 65% škroba (podaci iz tablice). Uzmimo prosječnu vrijednost od 60%.

To znači da 15 kg žitarica sadrži: 15 * 0,6 = 9 kg škroba.

S obzirom na dozu enzima i njihovu aktivnost po gramu škroba:

  • 1 gram amilosubtilina sadrži 1500 Gs jedinica, doza 2-4 jedinice. (prosjek 3)
  • 1 gram Glukavamorina sadrži 1500 As jedinica, doza 2-4 jedinice (prosječno 3)

Za 9000 grama škroba potrebno nam je:

  • 9000*3= 27000 AU za smanjenje viskoznosti
  • 9000 * 3 = 27000 Gs za saharifikaciju škroba

Što odgovara:

  • 27000/1500= 18 grama amilosubtilina
  • 27000/1500= 18 grama Glukavamorina

1 vrećica od 20 grama dovoljna je za ušećerenje 15 kg pšenice.

Proračuni su napravljeni za muljanje pri T=60°C. Na temperaturama ispod 60°C poželjno je povećati dozu enzima za 20-30%.

Nakon proračuna i pripreme pripravka, dodaje se zajedno sa usitnjenim zrnom u vodu i vrši se muljanje.

Škrobni proizvodi slatkog okusa dobivaju se sposobnošću škroba da saharificira pod djelovanjem kiselina i enzima. Tijekom kisele hidrolize škroba pod djelovanjem vodikovih iona dolazi do kidanja a-1,4- i a-1,6-glikozidnih veza. Na mjestu pucanja vodikov atom vode s kisikom glikozidnog mosta stvara aldehidnu skupinu u poluacetalnom obliku na prvom atomu ugljika glukoznog ostatka. S povećanjem broja lomova povećava se redukcijska sposobnost hidrolizata. Krajnji proizvod kisele hidrolize škroba je glukoza. Pretvorba škroba u glukozu izražava se općom jednadžbom: Ovisno o uvjetima i trajanju kisele hidrolize dobivaju se škrobni hidrolizati koji se razlikuju po ugljikohidratnom sastavu: sadržaju dekstrina, tetra- i trisaharida, maltoze, glukoze.

Škrobni hidrolizati s visokim GE slađi su, higroskopni, povećavaju osmotski tlak i djeluju konzervansno. Hidrolizati s niskim HE odlikuju se visokom viskoznošću, antikristalizirajućim djelovanjem i sposobni su stabilizirati pjene i emulzije.

Trenutno hidroliza škroba uz korištenje enzima postaje sve važnija. Djeluju na specifičan način. Stoga se dobivaju hidrolizati zadanog ugljikohidratnog sastava. Hidrolizati škroba također se dobivaju kombiniranom kiselinsko-enzimskom metodom.

Opće faze proizvodnje škrobnih hidrolizata su: priprema škroba za preradu - pranje, čišćenje od nečistoća; hidroliza škroba - želatinizacija, ukapljivanje i saharifikacija do željenog stupnja (provjerava se jodnim testom); neutralizacija kiseline ili inaktivacija enzima; pročišćavanje hidrolizata od netopivih i topivih nečistoća, uključujući bojila; koncentracija - isparavanje proizvoda dobivenih u tekućem obliku, isparavanje i sušenje ili kristalizacija praškastih proizvoda.

škrobna melasa

Škrobni sirup proizvodi se od škroba žitarica i krumpira.

Melasa je produkt nepotpune hidrolize škroba; je slatka gusta, vrlo viskozna tekućina, bezbojna ili žućkaste nijanse. Melasa je jedna od glavnih vrsta sirovina za proizvodnju slastica, koristi se za pripremu komercijalnih sirupa, u pekarstvu. Glavne tvari koje čine melasu: dekstrini, glukoza, maltoza. Svoju reducirajuću sposobnost melasa zahvaljuje glukozi i maltozi. Slatkoća melase i njezina higroskopnost ovise o sadržaju glukoze. Melasa, u kojoj su prisutne redukcijske tvari više maltoza, manje higroskopna. Što je više dekstrina u melasi, veća je njena viskoznost i sposobnost odgađanja kristalizacije šećera.

Ovisno o namjeni, melasa se proizvodi niskosaharificirana, s prosječnim stupnjem saharifikacije škroba - karamela i visoko saharificirana - glukoza. Maseni udio redukcijskih tvari (u smislu suhe tvari,%) u melasi: niskosaharificirana - 30-34, karamel - 34-44 i visokosaharificirana glukoza - 44-60.

U konditorskoj industriji melasa sa smanjenim udjelom glukoze koristi se za izradu proizvoda koji lako upijaju vlagu iz okoline - karamela, halva, a s visokim - za proizvode koji se brzo suše tijekom skladištenja - ruž za usne, šlag, keksi, itd. a na kakvoću melase značajno utječe metoda hidrolize škroba.

Kisela hidroliza melase. Nakon dobivanja melase, hidroliza škroba pod djelovanjem klorovodične kiseline provodi se pri višku tlaka i temperaturi od oko 140 ° C.

Niskosaharizirana melasa kisele hidrolize, zajedno s glukozom, sadrži visokomolekularne dekstrine različitih stupnjeva polimerizacije, uključujući one koji se po svojstvima približavaju škrobu. Takvi dekstrini sposobni su za brzu retrogradaciju. Melasa lako gubi prozirnost, postaje mliječno. Njegova visoka viskoznost i ljepljivost otežavaju proizvodnju karamele.

Kod dublje kiselinske hidrolize škroba, uz njegovu saharifikaciju, javljaju se nuspojave reverzije i razgradnje glukoze. Reverzija glukoze je reverzibilan proces njezine polimerizacije uz stvaranje uglavnom disaharida - gentiobioze, izomaltoze i drugih, kao i trisaharida i složenijih oligosaharida: U škrobnim hidrolizatima produkata reverzije glukoze može biti 5% ili više. Oni odgađaju kristalizaciju saharoze u šećernim sirupima povećavajući topljivost mješavine šećera.

Razgradnja glukoze tijekom hidrolize škroba posljedica je kisele reakcije srednje i visoke temperature. U tim uvjetima moguća je dehidracija glukoze. Kada se tri molekule vode odvoje od glukoze, nastaje hidroksimetilfurfural - nestabilan

spoj koji se može razgraditi na levulinsku i mravlju kiselinu. Tijekom polimerizacije hidroksimetilfurfurala, bojilažutosmeđe.

Produkti razgradnje glukoze koji se nakupljaju u melasi pogoršavaju njen sastav, boju i povećavaju higroskopnost. U melasi je utvrđen sadržaj 0,002-0,008% hidroksimetilfurfurala. Nečistoće prisutne u škrobu potiču visoku temperaturu i druge nuspojave u stvaranju tamno obojenih spojeva. Melasa prokuhana u vakuum aparatu do 78% krutine brzo se ohladi na 40-45 °C. Kiselinska metoda proizvodi uglavnom karamelnu melasu - prosječni stupanj saharifikacije.

Vysokosakharenny - glukozni sirup, dobiven kiselinskom hidrolizom, nestabilan je tijekom skladištenja zbog kristalizacije glukoze. Ima gorak okus zbog sadržaja produkata reverzije, pojačane boje.

Osim redukcijskih tvari, sadržaj pepela je normaliziran (u odnosu na suhu tvar), sadržaj pepela nije veći od 0,4-0,55%, kiselost, ovisno o sorti i vrsti škroba, je od 12 do E7 ml 1 N. Otopina NaOH, pH melase - ne niži od 4,6. Prilikom kuhanja uzorka karamele od melase trebao bi se formirati proziran slatkiš bez tamnih mrlja i vena.

Enzimska melasa hidroliza. Proces hidrolize odvija se na niskoj temperaturi (oko 60 °C). Koriste se enzimi proklijalih zrna žitarica, plijesni i bakterija. Amilolitički enzimi razgrađuju, ukapljuju i talože škrob. Djeluju specifično, pa dobivaju hidrolizate zadanog sastava ugljikohidrata.

Enzim a-amilaza cijepa a-1,4-glikozidne veze uglavnom u sredini makromolekula amiloze i amilopektina, tvoreći dekstrine niske molekulske mase i nešto maltoze. P-amilaza također hidrolizira a-1,4-glikozidne veze škroba, ali sekvencijalno odcjepljuje dva ostatka glukoze - maltozu - s nereducirajućih krajeva lanaca. Ovaj enzim gotovo u potpunosti hidrolizira amilozu, amilopektin - za 50-55%, jer zaustavlja djelovanje grana molekula s a-1,6-vezom, ostavljajući visokomolekularne dekstrine nepodijeljenim. Glukoamilaza potpuno hidrolizira škrob.

/Niskosaharificirani škrobni sirup enzimske hidrolize dobivenih pomoću enzima a-amilaze. Melasa se odlikuje smanjenim sadržajem reducirajućih tvari, posebice glukoze. Sastoji se uglavnom od dekstrina niske molekularne težine. pH na 5,6. Ova melasa ostaje bistra i tekuća kada se skladišti. Koristi se u proizvodnji niskohigroskopnih karamela i drugih konditorskih proizvoda kod kojih je važno smanjiti higroskopnost.

Melasa s visokim udjelom šećera nastaje kiselinsko-enzimskom hidrolizom. Prvo se škrob hidrolizira kiselinom do sadržaja redukcijskih tvari od 42-50%, zatim se neutraliziranom hidrolizatu ohlađenom na 55 °C doda pripravak enzima a-amilaze i sadržaj glukoze se podesi na 41-43%. Ovom metodom smanjuje se stvaranje produkata reverzije i razgradnje glukoze. Melasa ima čist sladak okus. Može se prijaviti djelomična zamjenašećera u proizvodnji marshmallowa, fondana i drugih proizvoda.

Melasa s visokim udjelom šećera s višim udjelom glukoze (47%) i ukupno reducirajuće tvari (68-75%) mogu se dobiti pomoću enzima gluko-amilaze. Ova melasa se koristi u pečenju kruha, u pivarstvu.

Umaltozna melasa poznatiji kao proizvod koji se dobiva od škroba i sirovina koje sadrže škrob - kukuruz, proso, visokokvalitetno brašno. Za saharizaciju škroba dodaje se slad koji sadrži enzim p-amilazu za stvaranje slada. Boja ove melase je smeđa, miris blago sladan, okus slatkast, sladnog okusa. Reducertrugotdtghh veshcheet" sadrži najmanje 65%, pepela - ne više od 1,3% u odnosu na suhu tvar. Maltozni sirup se koristi za pečenje ili kao slatki sirup. Razvijen nova tehnologija dobivanje maltoznih sirupa. Pripremaju se od škroba pomoću enzimskih pripravaka. Zbog niskog udjela glukoze (do 10%), ovako dobiveni maltozni sirup je niskohigroskopan, ima nisku viskoznost i pogodan je za izradu bombonske karamele.

Sirup s visokim sadržajem maltoze koristi se za proizvodnju novih proizvoda - hidrogeniranih škrobnih sirupa. Ovisno o ugljikohidratnom sastavu melase, ovi sirupi sadrže maltitol, sorbitol i polihidrične alkohole. Slađe su od originalne melase. Što se tiče slatkoće, maltitol približno odgovara saharozi, tijelo ga ne apsorbira, stoga se može koristiti u proizvodnji visokokaloričnih prehrambenih proizvoda. Dekstrin-maltozni sirup dobiva se uglavnom iz krumpirovog škroba pod djelovanjem enzima ekstrakta slada. Ovo je viskozna gusta tekućina jantarno-žute boje sladnog mirisa i okusa, sadrži približno jednake količine maltoze i dekstrina, malo glukoze (ne više od 10% težine suhe tvari melase).

Maltoza-dekstrin melasa proizvodi se s udjelom suhe tvari od 79 odnosno 93% (suha). Ova melasa se koristi za pripremu prehrambenih proizvoda za malu djecu - mliječne formule, itd.

Maltz- ekstrakt - dijetetski prehrambeni proizvod, koji je kuhani vodeni ekstrakt samog slada.

Skladištenje i transport škrobnog sirupa. Melasa se skladišti u spremnicima kapaciteta do 2000 tona, čija je unutarnja površina prekrivena ishchevy lakom. Prevozi se u željezničkim cisternama, drvenim i metalne bačve s unutarnjim premazom od laka ^ ili cinka. Stolna melasa pakirana je u staklenke.

Tijekom skladištenja neprihvatljivo je da vlaga uđe u melasu, jer na mjestima ukapljivanja lako fermentira. Toplina tijekom skladištenja dovodi do tamnjenja melase i potiče razvoj fermentacije. Melasu treba skladištiti na temperaturi od oko 10°C i relativnoj vlažnosti zraka do 70%. Maltodekstrini. U produkte enzimske hidrolize škroba ubrajaju se i maltodekstrini - polimeri čija je molekula sastavljena od pet do deset ostataka glukoze. Udio redukcijskih tvari u maltodekstrinima je oko 5-20%. Maltodekstrini su bez okusa i mirisa; u koncentracijama iznad 30%/ stvaraju viskozne otopine koje mogu usporiti kristalizaciju. Maltodekstrini se koriste u proizvodnji hrane kao punila. Maltodekstrin koji stvara gel - maltin - može se topiti poput masti. Njegov gel stvara stabilne emulzije. Maltin se kao dodatak koristi u proizvodnji sladoleda, krema.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Domaćin na http://www.allbest.ru/

Uvod

Etilni alkohol se naširoko koristi u nacionalnom gospodarstvu kao otapalo, također se koristi u proizvodnji divinila, u prehrambenoj i medicinskoj industriji, kao gorivo za raketne motore, antifriz itd., važan je međuproizvod organskih sinteza (u proizvodnji estera, celuloida, rajona, acetaldehida, octene kiseline, kloroforma, klorala, dietiletera i dr. proizvoda).

Dakle, etilni alkohol je jedan od proizvoda velike tonaže glavne organske sinteze, svjetska proizvodnja etilnog alkohola je preko 2,5 milijuna tona / godišnje (što se tiče proizvodnje, zauzima prvo mjesto u svijetu među svim organskim proizvodima).

Bit biokemijske tehnologije za pripremu alkohola je sljedeća: prvo se sirovine koje sadrže škrob drobe i kuhaju dok se stanična struktura potpuno ne uništi i škrob koji se nalazi u njima ne otopi. Tada se otopljeni škrob "saharificira", odnosno podvrgava hidrolizi pod djelovanjem enzima slada ili mikrobnih enzimskih pripravaka. Zatim se dobivena "saharizirana" sladovina fermentira alkoholnim rasama kvasca. U ovom slučaju, razgradnja glukoze događa se pod djelovanjem enzima kvasca. Glavni produkti vrenja su etilni alkohol i ugljikov dioksid. Zrela kaša sadrži i nusprodukte fermentacije - aldehide, ketone, alkohole fuzela, glicerin, karboksilne kiseline itd.

Za uklanjanje i pročišćavanje alkohola iz kaše, stručnjaci tvornice koriste metode destilacije piva, dok imaju jedinstvenu jedinicu za destilaciju piva opremljenu automatizirani sustav upravljanje, čime se eliminira utjecaj ljudskog čimbenika i samim time značajno poboljšava kvaliteta alkohola.

Procesi bragorektifikacije odvijaju se u nekoliko faza, tijekom kojih se alkohol koncentrira i oslobađa određenog dijela nečistoća. Kao rezultat toga, dobiva se rektificirani (pročišćeni) alkohol u skladu s GOST R 51652 - 2000. Danas tehnologija rektifikacije koju su posebno za postrojenje razvili vodeći ruski znanstvenici omogućuje dobivanje alkohola koji sadrže nečistoće za red veličine manje od one predviđene GOST-om.

1. Proizvodnja alkohola

Donedavno se proizvodnja etilnog alkohola temeljila na prehrambenim sirovinama - fermentaciji škroba iz pojedinih žitarica i krumpira uz pomoć enzima koje proizvode gljivice kvasca. Ova metoda se održala do danas, ali je povezana s visokim troškovima prehrambenih sirovina i ne može zadovoljiti industriju. Druga metoda, koja se također temelji na preradi biljnih sirovina, je prerada drva (hidrolitički alkohol). Drvo sadrži do 50% celuloze, a njenom hidrolizacijom vodom u prisutnosti sumporne kiseline nastaje glukoza koja se zatim podvrgava alkoholnom vrenju:

(C 6 H 10 O 5) x + x H 2 O x C 6 H 12 O 6,

C6H12O62C2H5OH + 2CO2.

Sintetski etilni alkohol dobiva se hidratacijom etilena.

Hidratacija etilena provodi se na dva načina: uz pomoć sumporne kiseline (hidratacija sumpornom kiselinom) i izravnom interakcijom etilena s vodenom parom u prisutnosti katalizatora.

Alkoholna tehnologija obuhvaća sljedeće postupke: pripremu sirovina za vrenje, kuhanje žitarica s vodom radi razaranja stanične strukture i otapanja škroba, hlađenje ukuhane mase i ušećerenje škroba enzimima slada ili kulturama plijesni, vrenje šećera s kvascem u alkohol, destilacija alkohola. iz kaše i njezina rektifikacija .

Za pripremu slada koriste se visokokvalitetni ječam, raž, zob i proso koji moraju ispunjavati zahtjeve dane u tablici br.1. Boja ječma je svijetlo žuta, dopuštena je zamračena; zob bijela ili žuta; proso žuto, crveno, sivo, bijelo; raž žuta i zelena različitih nijansi; miris karakterističan za zrno; pljesniv, pljesniv i drugi strani mirisi nisu dopušteni.

Tablica 1. Obilježja kvalitete zrna

Kvaliteta žitarica koje idu na kuhanje nije regulirana. Poželjno je da zrno bude zdravo, s visokim sadržajem škroba, sadržajem vlage 14-17%, ovisno o usjevu, i s malo kontaminacije. Prezdravo zrno ocjenjuje se organoleptički.

Priprema zrna.

Sve vrste žitarica koje ulaze u proizvodnju čiste se od prašine, zemlje, kamenčića, metala i drugih nečistoća. Zrno namijenjeno za pripremu slada također se oslobađa od slabih zrna, polovica i sjemenki korova.

Separacija zračnim sitom. Nečistoće koje se razlikuju od zrna određenog usjeva po debljini (širini) i aerodinamičkim svojstvima (vjetrovitost) odvajaju se na zračno-sitastom separatoru. Prilikom čišćenja ječma, zobi i prosa, učinak separatora smanjuje se za 20 ... 30%. U očišćenom zrnu sadržaj nečistoća ne smije biti veći od 1%.

Magnetska separacija. Sitne metalne nečistoće sadržane u zrnu nakon čišćenja u zračno-sitastim separatorima uklanjaju se pomoću magnetskih separatora.

Odvajanje sjemena korova. Uz pomoć sita zrno se može razdvojiti samo po debljini i širini. Nečistoće koje se razlikuju od glavnog usjeva po duljini zrna izdvajaju se na strojevima koji se nazivaju triere. Radno tijelo triera je cilindar ili disk sa ćelijama koje izdvajaju kratke čestice iz zrnaste mase. Ovisno o namjeni, razlikuju se dvije vrste triera: selektori kukuljica - polovice zrna i sferne nečistoće, poput sjemenki kukuljice, koje se odvajaju od glavne kulture; kombajni za žetvu zobi - odvajanje zrna glavnog usjeva, poput ječma, raži, od njihove mješavine s dugim zrnima zobi i divlje zobi.

Digestija sirovina.

Kuhanjem se uništavaju stanične stijenke, oslobađa škrob iz stanica i pretvara u topljivi oblik u kojem se brže i lakše saharificira enzimima. Digestija škrobnih sirovina provodi se obradom vodenom parom pod tlakom od 400 - 500 kPa.

Pri vrenju dolazi do niza složenih fizikalnih, fizikalno-kemijskih i kemijskih promjena. Tijekom toplinske obrade u procesu vrenja dolazi do intenzivnog bubrenja škroba, njegovog grupiranja i prelaska u topljivi oblik, zbog intenzivnog upijanja vode. Kada kuhana masa napusti aparat za kuhanje, tlak se smanjuje na atmosferski, što uzrokuje transformaciju vode sadržane u ćelijama u paru, čiji je volumen nekoliko puta veći od volumena vode. Takav nagli porast volumena dovodi do pucanja staničnih stijenki sirovine i njezine transformacije u homogena masa. Proces vrenja prati povećanje udjela šećera i dekstrina zbog djelomične hidrolize škroba pod djelovanjem vlastitih enzima sirovine i prirodne kiselosti. Visoka temperatura u fazi vrenja uzrokuje procese stvaranja melanoidina (interakcija šećera s aminokiselinama), termičke razgradnje šećera (karamele) i druge, što dovodi do smanjenja količine fermentabilnih šećera.

Trenutno se probava sirovina koje sadrže škrob provodi na tri načina: serijski, polukontinuirano i kontinuirano. Najčešće korišteno kontinuirano kuhanje prema dvije sheme. Prema prvoj shemi, probava se provodi na niske temperature(130 - 140 °C), ali dugoročno (50 - 60 minuta). Prema drugoj shemi, temperatura vrenja je 165 - 172 ° C, a vrijeme kuhanja je 2 - 4 minute. Kod kontinuiranog kuhanja, sirovina se kreće u stalnom toku kroz aparat za kuhanje kako bi se osigurala ujednačenost protoka, sirovina se usitnjava.

Kontinuirano kuhanje usitnjenih sirovina uključuje operacije: doziranje sirovina i vode, pripremu šarže i kuhanje u dva stupnja (zagrijavanje šarže na temperaturu kuhanja i držanje šarže na toj temperaturi). Proces kontinuiranog kuhanja provodi se na sljedeći način. Usitnjeno zrno pomiješa se s vodom u količini od 2,0-3,5 litara na 1 kg zrna. Voda se dodaje na način da koncentracija žitne smjese bude 16-17% suhe tvari. Smjesa zrna se sekundarnom parom zagrijava na 70-75°C i dovodi pumpom do kontaktne glave, gdje se smjesa (kaša) trenutno zagrijava parom na 100-110°C. Zatim se zagrijana šarža dovodi u aparat za kuhanje, koji se sastoji od 2 - 4 koraka (kolona).

2. Hlađenjearena masa i njeno saharificiranje

Tijekom saharifikacije, ohlađena kuhana masa se tretira sa sladnim mlijekom ili enzimskim pripravcima za razgradnju škroba i bjelančevina. U ovom slučaju, glavni proces je hidroliza škroba do šećera koji mogu fermentirati u kvascu.

Kod saharifikacije kuhane mase sa sladnim mlijekom: škrob se hidrolizira za 70-75% do maltoze i glukoze i za 25-30% do graničnih dekstrina, koji se u fazi fermentacije cijepaju do šećera. Upotrebom sladnog mlijeka dobiva se sladovina koja sadrži 71-78% maltoze i 22-29% glukoze od zbroja svih fermentabilnih šećera. Sladovina dobivena saharizacijom enzimskim pripravcima mikrobnog podrijetla sadrži 14-21% maltoze i 79-81% glukoze.

Takva razlika u produktima hidrolize škroba pri korištenju različitih materijala za saharificiranje posljedica je činjenice da sladno mlijeko sadrži A- i (B-amilazu i dekstrinazu, a enzimski pripravci mikrobnog podrijetla sadrže A-amilazu i glukoamilazu. Svi ti enzimi se razlikuju u prirodi njihovog djelovanja na škrob iu odnosu na temperaturu i kiselost okoliša. Ovisno o podrijetlu, A-amilaze mogu razgraditi škrob samo na dekstrine (A-amilaze bakterijskog podrijetla) ili formirati i dekstrine i šećere ( većina A-amilaza gljivičnog podrijetla i enzima slada).Zato se saharizacija ukuhane mase provodi pri određenoj temperaturi, kiselosti, koncentraciji supstrata i materijala za sahariziranje.

Najnaprednija metoda saharifikacije je kontinuirana saharifikacija uz vakuumsko hlađenje. Njegova bit leži u smanjenju tlaka, što dovodi do trenutačnog hlađenja kuhane mase zbog trošenja topline za isparavanje vode. Hlađenje pod vakuumom sprječava toplinsku inaktivaciju enzima materijala za saharificiranje. U ohlađenu masu dodaju se saharificirajuće tvari. Optimalna temperatura za djelovanje amilolitičkih enzima je 57-58°C. Kontinuirano sahariziranje kuhane mase provodi se jednoprotočnom ili dvoprotočnom metodom. Kod jednoprotočne metode kuhana masa se unosi u saharizator (cilindrični aparat sa stožastim dnom i mješalicom), sva izračunata količina saharificirajućeg materijala i drži se 10 - 15 minuta. Kod dvostrujne metode kuhana masa se dijeli na dva jednaka mlaza i šalje u dva saharizatora. 2/3 materijala za saharificiranje dovodi se u prvi saharizator, djelomično saharificirana sladovina se hladi u drugi i dovodi za fermentaciju u prvu i drugu glavu jedinice baterije za fermentaciju.

Gotova sladovina treba sadržavati 16 - 18% suhog šećera, uključujući 13 - 15% fermentirajućih šećera; kiselost 0,2 - 0,3 st. Prilikom ispitivanja joda, boja sladovine ne smije se promijeniti.

3 . vrenje

Vrenje zašećerene mase (sladovine) počinje od trenutka kada se u nju unese industrijski kvasac; Pod djelovanjem enzima kvasca maltoza se razgrađuje do glukoze koja se zatim fermentira u alkohol i ugljični dioksid – glavne produkte vrenja. Uz to nastaju sekundarni i nusproizvodi vrenja: viši alkoholi, kiseline i esteri. Kako se odvija fermentacija mono- i disaharida pod djelovanjem amilolitičkih enzima, dolazi do dodatnog zašećerivanja dekstrina i škroba sadržanih u sladovini. Trajanje fermentacije ovisi o brzini ovog procesa.

U procesu vrenja mošta razlikuju se tri razdoblja: vrenje, glavno vrenje i naknadno vrenje. U prvom razdoblju dolazi do intenzivnog razmnožavanja kvasca i fermentacije šećera. Drugo razdoblje karakterizira snažna fermentacija šećera i popraćeno je brzim oslobađanjem ugljičnog dioksida. U trećem razdoblju dolazi do polagane naknadne fermentacije šećera, koji nastaju kao rezultat postsaharifikacije dekstrina sladovine.

Proces fermentacije provodi se u zatvorenim fermentorima kako bi se spriječio gubitak alkohola i oslobađanje ugljičnog dioksida u proizvodna soba. Hermetički zatvoreni fermentor je vertikalni cilindar sa sfernim ili konusnim dnom, unutar njega se nalazi zavojnica za hlađenje sladovine koja fermentira.

Fermentacija sladovine provodi se periodičkim, cikličkim i kontinuiranim metodama. Najsavršenija i najučinkovitija je metoda kontinuiranog protoka, koja se provodi na postrojenju koje se sastoji od dva kvasca, fermentora i 8-10 fermentora povezanih u seriju preljevnim cijevima. Kvasac i fermentor namijenjeni su kuhanju potreban iznos industrijski kvasac. Proces je sljedeći. Kvasac se napuni sladovinom, pasterizira na 80°C 30 minuta, ohladi na 30°C, pH namjesti na 3,6-3,8 sumpornom kiselinom, a iz drugog kvasca unosi se sjemenski kvasac u količini od 25-30% vol. . Kvasac se razmnožava dok sadržaj suhe tvari u sladovini ne dosegne 5 - 6% - Zatim se 70 - 75% kvasca prenosi u fermentor, gdje se istovremeno dovodi ohlađena sladovina, cijela masa se zakiseli do potrebne kiselosti. Masa u ovom obliku ostavlja se za vrenje i razmnožavanje kvasca. Ostatak kvasca (25%) stavlja se u drugi kvasac za razmnožavanje.

Kada sadržaj suhe tvari dosegne 5 - 6%, masa se dovodi u prvi glavni fermentor, koji se istovremeno puni ohlađenom sladovinom. Prilikom punjenja prve glave aparata za vrenje, fermentirana sladovina teče u nju, u drugu glavu aparata, iz njega u treći itd. Trajanje fermentacije je 60 sati.Iz ​​posljednjeg aparata zrela kaša se dovodi za destilaciju. Tijekom fermentacije u aparatima se održava određena temperatura: u prvom - 26 - 27 ° C, u drugom - 27, u trećem - 29 - 30, u sljedećim - 27-28 ° C.

Ugljični dioksid koji se oslobađa tijekom fermentacije, zajedno s alkoholnim parama iz fermentora, ulazi u posebne zamke, au kojima se alkohol otapa i izdvaja ugljični dioksid. Vodeno-alkoholna tekućina iz zamke šalje se zajedno s kašom na destilaciju, a ugljični dioksid šalje se u posebnu radionicu za proizvodnju suhog leda ili tekućeg ugljičnog dioksida.

Zrela kaša mora biti u skladu s utvrđenim standardima. Jačina komine (sadržaj etilnog alkohola u volumnim postocima) treba biti u rasponu od 8,0-9,5 vol.%: sadržaj neprovrelih šećera ne smije biti veći od 0,4-0,5%; kiselost zrele kaše ne smije prelaziti 0,5-0,6 stupnjeva.

4 . Spiralna destilacijaonaj kaše i njezina rektifikacija

Zrela kaša dobivena fermentacijom ima složen sastav. Osim vode i alkohola sadrži razne organske i anorganski spojevi: šećeri, dekstrini, minerali, hlapljivi spojevi (esteri, alkoholi, aldehidi, kiseline) i dr. Sastav i sadržaj nečistoća ovisi o vrsti sirovine, njezinoj kvaliteti i načinu njezine obrade tijekom tehnološkog procesa.

Rektifikacija se koristi za izolaciju alkohola iz kaše i njegovo pročišćavanje. Rektifikacija je proces odvajanja smjese koja se sastoji od dvije ili više komponenti koje vriju na različitim temperaturama. Kada se takva smjesa kuha, komponenta s višim tlakom pare (više hlapljiva) ulazi u parnu fazu u relativno velikim količinama, a parna faza postaje obogaćena hlapljivijom komponentom. Vrelište ove komponente pri konstantnom tlaku je niže. Stoga, kada smjesa hlapljivih komponenti vrije, parna faza je obogaćena komponentom koja ima nižu točku vrelišta. U vodeno-alkoholnoj otopini tlak pare alkohola na bilo kojoj temperaturi mnogo je veći od tlaka pare vode. Zbog toga je sadržaj alkohola u pari veći nego u kipućoj vodeno-alkoholnoj otopini.

Pročišćavanje alkohola od nečistoća destilacijom temelji se na razlici u koeficijentima njihovog isparavanja. Koeficijent isparavanja je omjer koncentracije određene tvari u parnoj fazi i koncentracije u tekućoj fazi. Koeficijenti isparavanja pojedinih nečistoća međusobno se razlikuju i variraju ovisno o sadržaju etanola. Za određivanje mogućnosti pročišćavanja etilnog alkohola od nečistoća potrebno je usporediti koeficijent isparavanja nečistoća s koeficijentom isparavanja etilnog alkohola.

Uz koeficijent ispravljanja, jednako jedan, destilacija je neučinkovita, jer destilat nakon nje ostaje nepromijenjen. Ako je koeficijent rektifikacije veći od jedan, tada u destilatu ima više nečistoća nego u izvornoj smjesi. Ako je koeficijent rektifikacije manji od jedan, tada je u destilatu manje nečistoća nego u destiliranoj smjesi. Za nečistoće na glavi, koeficijent ispravljanja je veći od jedan, za nečistoće na repu je manji.

Pročišćavanje sirovog alkohola od nečistoća trenutno se provodi uglavnom u destilacijskim postrojenjima kontinuiranog rada, u kojima se sirovi alkohol oslobađa od nečistoća u skladu s vrijednostima koeficijenata isparavanja. Takve instalacije se koriste u destilerijama, gdje je glavna sirovina sirovi alkohol.

Rektificirani alkohol trenutno se dobiva u destilerijama izravno iz napitka u postrojenjima za neizravnu destilaciju. Instalacija uključuje tri stupca: kaša. operacijska dvorana i soba za ispravljanje. U koloni za komprimiranje iz komine se odvajaju etilni alkohol i hlapljive nečistoće, u operacijskoj sali se odvajaju čeone nečistoće, a u koloni za destilaciju dobiva se rektificirani alkohol. Instalacija uključuje dva dodatna stupca - fusel i završni. Fuzel kolona je dizajnirana za izolaciju frakcije viših alkohola (fuzil ulja) i njihovu koncentraciju, a završna kolona je dizajnirana za dodatno oslobađanje etilnog alkohola od nečistoća.

Kod instalacije neizravnog djelovanja, postupak ispravljanja provodi se na sljedeći način. Komušina se zagrijava na 90°C u grijaču komine i dovodi na gornju ploču kolone komine u koju s donje strane ulazi ogrjevna para. Pare koje se dižu iz stupca kaše ulaze u kondenzator kroz grijač kaše, gdje odaju toplinu zreloj kaši koja ulazi u stupac kaše. U kondenzatoru se para potpuno kondenzira i nastali kondenzat čvrstoće 45 - 55 vol.% ulazi u radnu kolonu.

Zaključak

alkohol ethyl hydrolysis destilacija

Proizvodnja visokokvalitetnog jestivog alkohola u potrebne količine treba stalnu opskrbu sirovinama, bilo da se radi o žitu ili krumpiru.

Tehnologija proizvodnje alkohola je višefazni tehnološki proces.

Tehnologija proizvodnje alkohola sastoji se od operacija različite prirode i podrijetla, od mehaničkih (priprema sirovina) do prijenosa topline i mase (rektifikacija), kao i korištenje enzima mikrobiološkog i biološkog podrijetla uz kvasac.

Unatoč dobi formiranja proizvodne tehnologije, postoji mnogo načina za poboljšanje proizvodnje i povećanje prinosa i kvalitete proizvoda: modernizacija stare opreme, razvoj novih uređaja, poboljšanje sojeva mikroorganizama i kvasaca, provođenje selekcijskog rada za dobivanje visokokvalitetne sirovine. materijala.

Književnost

Opća kemijska tehnologija: udžbenik za specijalnosti kemijskog inženjerstva. T. 2.

Glavne kemijske industrije. / Mukhlenov I.P., Averbukh A.Ya., Kuznetsov D.A. i dr. Uredio I.P. Muhlenov. - M.: Viši. škola, 1984.

Timofeev V.S., Serafimov L.A. Principi osnovne tehnologije organske i petrokemijske sinteze. - M.: Kemija, 1992.

Kononova G.N., Safonov V.V. Nastavno-metodički priručnik "Proizvodnja etilnog alkohola izravnom hidratacijom etilena."

Domaćin na Allbest.ru

Slični dokumenti

    Dobivanje etilnog alkohola fermentacijom prehrambenih sirovina. Hidroliza drva i naknadna fermentacija. Dobivanje etilnog alkohola iz sulfitnih tekućina. Metoda sumporne kiseline za hidrataciju etilena. Fizikalne i kemijske osnove procesa. Odjel za hidrataciju etilena.

    diplomski rad, dodan 16.11.2010

    Sirovina za proizvodnju etilnog alkohola i metode za njegovu proizvodnju. Fizikalno-kemijska potkrijepljenost glavnih procesa za proizvodnju etilnog alkohola. Opis tehnološke sheme proizvodnog procesa, izračun glavnih tehnoloških pokazatelja.

    seminarski rad, dodan 01.04.2009

    Tehnološke značajke i faze, sirovine i materijalna baza za proizvodnju etilnog alkohola u kemijskoj industriji, njegove glavne fizičke i Kemijska svojstva, upute praktičnu upotrebu. Hidracija etilena i njezina shema.

    seminarski rad, dodan 16.10.2011

    Definicija alkohola, opća formula, klasifikacija, nomenklatura, izomerija, fizikalna svojstva. Metode dobivanja alkohola, njihova kemijska svojstva i primjena. Dobivanje etilnog alkohola katalitičkom hidratacijom etilena i fermentacijom glukoze.

    prezentacija, dodano 16.03.2011

    Opis procesa proizvodnje izopropilnog alkohola metodom sulfatne hidratacije propilena. Značajke sirovina i gotovih proizvoda. Proračun hladnjaka, materijalne i toplinske bilance stupa. Tehničko-ekonomski pokazatelji rada postrojenja.

    diplomski rad, dodan 27.11.2014

    Metode dobivanja ciljnog proizvoda. Termodinamička analiza reakcije. Oporaba karboksilnih kiselina. Reakcija glicerola s oksalnom kiselinom. Hidrogenacija propargil alkohola. Selektivno hidrogeniranje akroleina ili propargil alkohola preko paladija.

    diplomski rad, dodan 18.05.2011

    Glavna kemijska svojstva acetona i izopropilnog alkohola, područja primjene i utjecaj na ljude. Dobivanje izopropilnog alkohola iz acetona. Toplinska i materijalna bilanca adijabatskih RIV i RPS. Programi proračuna i rezultati, izbor reaktora.

    seminarski rad, dodan 20.11.2012

    Proizvodnja acetona fermentacijom škroba. Proizvodnja acetona iz izopropil alkohola. Obrazloženje za stvaranje učinkovitog CTS-a. Određivanje tehnološke topologije CTS-a. Konstrukcija matematičkog modela CTS. Svojstva i učinkovitost funkcioniranja.

    seminarski rad, dodan 12.02.2009

    Fizikalna i kemijska svojstva alkohola, njihova interakcija s alkalijskim metalima. Supstitucija hidroksilne skupine alkohola halogenom, dehidracija, stvaranje estera. Proizvodnja etilnog, metilnog i drugih vrsta alkohola, područja njihove primjene.

    prezentacija, dodano 04.07.2014

    industrijska proizvodnja butadiena iz etanola u prisutnosti bifunkcionalnog katalizatora. Karakteristike butadiena i njegov opseg. Priprema aluminij-krom katalizatora za rad. Produkt termokemijske aktivacije hidrargilita.

U šumi ste... Debela i tanka debla se gomilaju okolo. Za kemičara, svi se sastoje od istog materijala - drveta, čiji je glavni dio organska tvar - vlakno (C 6 H 10 O 5) x. Vlakna čine stijenke biljnih stanica, odnosno njihov mehanički kostur; sasvim čista imamo u vlaknima pamučnog papira i platna; u drveću se uvijek nalazi zajedno s drugim tvarima, najčešće s ligninom, gotovo istog kemijskog sastava, ali različitih svojstava. elementarna formula vlakno C 6 H 10 O 5 podudara se s formulom škroba, šećer od repe ima formulu C 12 H 2 2 O 11. Omjer broja atoma vodika i broja atoma kisika u ovim je formulama isti kao u vodi: 2:1. Stoga su ove i slične tvari 1844. godine nazvane "ugljikohidrati", odnosno tvari, kao da se (ali ne zapravo) sastoje od ugljika i vode.

Ugljikohidratna vlakna imaju veliku molekulsku masu. Njegove molekule su dugi lanci sastavljeni od pojedinačnih karika. Za razliku od bijelih zrna škroba, vlakno predstavlja jake niti i vlakna. Razlog tome je različita, danas točno utvrđena, strukturna struktura molekula škroba i vlakana. Čista vlakna tehnički se nazivaju celuloza.

Godine 1811. akademik Kirchhoff došao je do važnog otkrića. Uzeo je obični škrob, dobiven iz krumpira, i na njega djelovao razrijeđenom sumpornom kiselinom. Pod djelovanjem H 2 SO 4 došlo je hidrolizaškrob i pretvorio se u šećer:

Ova reakcija je bila od velike praktične važnosti. Na njemu se temelji proizvodnja škrobne melase.

Ali vlakna imaju istu empirijsku formulu kao i škrob! Dakle, od njega se može dobiti i šećer.

I doista, 1819. godine prvi je put provedeno saharificiranje celuloze razrijeđenom sumpornom kiselinom. U ove svrhe može se koristiti i koncentrirana kiselina; Ruski kemičar Vogel 1822. godine dobio je šećer iz običnog papira, djelujući na njega 87% otopinom H 2 SO 4 .

Krajem XIX stoljeća. dobivanje šećera i alkohola iz drva već je postalo zanimljivo praktičnim inženjerima. Trenutno se alkohol iz celuloze dobiva u tvorničkim razmjerima. Metoda, otkrivena u epruveti jednog znanstvenika, provodi se u velikim čeličnim aparatima jednog inženjera.

Posjetit ćemo postrojenje za hidrolizu... Ogromni digestori (perkolatori) punjeni su piljevinom, strugotinom ili drvnom sječkom. Ovo je otpad pilana ili drvoprerađivačkih poduzeća. Ranije se ovaj vrijedan otpad spaljivao ili jednostavno bacao na odlagalište. Kroz perkolatore kontinuiranom strujom prolazi slaba (0,2-0,6%) otopina mineralne kiseline (najčešće sumporne). Nemoguće je držati istu kiselinu u aparatu dulje vrijeme: šećer koji se nalazi u njoj, dobiven iz drva, lako se uništava. U perkolatorima je tlak 8-10 atm, a temperatura 170-185°. U tim uvjetima hidroliza celuloze odvija se puno bolje nego pod normalnim uvjetima kada je proces vrlo težak. Perkolatori proizvode otopinu koja sadrži oko 4% šećera. Prinos šećernih tvari tijekom hidrolize doseže 85% od teoretski mogućeg (prema jednadžbi reakcije).

Riža. 8. Vizualna shema za dobivanje hidrolitičkog alkohola iz drva.

Za Sovjetski Savez, koji ima beskrajne šume i koji stalno razvija industriju sintetičke gume, proizvodnja alkohola iz drva je od posebnog interesa. Već 1934. godine 17. kongres Svesavezne komunističke partije boljševika odlučio je na sve moguće načine razviti proizvodnju alkohola iz piljevine i otpadaka papirne industrije. Prva sovjetska postrojenja za hidrolizu-alkohol počela su redovito raditi 1938. U godinama drugog i trećeg petogodišnjeg plana izgradili smo i pokrenuli pogone za proizvodnju alkohola za hidrolizu - alkohola iz drva. Ovaj alkohol se sada sve više prerađuje u sintetičku gumu u velikim količinama. Ovo je alkohol iz neprehrambenih sirovina. Svaki milijun litara hidroliziranog etilnog alkohola oslobađa oko 3 tisuće tona kruha ili 10 tisuća tona krumpira za prehranu i, posljedično, oko 600 hektara sjetvenih površina. Za dobivanje ove količine hidrolitičkog alkohola potrebno je 10.000 tona piljevine s 45%-tnim sadržajem vlage, što godišnje može proizvesti jedna pilana prosječne produktivnosti.