Ряд сахаров и других родственных соединений содержится в выделениях различных деревьев. Хотя, строго говоря, они не являются экстрактивными компонентами древесины, а «манназами», о них следует кратко упомянуть. Мелезитоза (Ci8H360i8-2H20) плавится при температуре 153-154°, (x]g’-[ 88,2° (Н20) . Она также вырабатывается Alhagi camelorum

Роль сахаров в процессе лигнификации выяснилась в последние годы. Исследованиями с меченой глюкозой древесины сосны Pinus strobus и Eucalyptus nitens /27, 28/ был подтвержден механизм образования лигнина через шикимовую (см. рис. 2) и префеновую (рис. 3) кислоты. Аналогичные эксперименты с меченой шикимовой кислотой подтвердили, что этот механизм является при лигнификации решающим. Ацетатный механизм (см. рис. 1) в процессе лигнификации не играет роли. Шикимовая кислота чрезвычайно распространена в высших растениях,и в настоящее время установлено, что шикимовая и префеновая кислоты управляют синтезом ароматических соединений в микроорганизмах и растениях. Далее было установлено, что ключевую роль при образовании лигнина играют аромаэтнеские аминокио-лоты - фенилаланин и тирозин, которые являются промежуточными продуктами метаболизма фенилпропаноидов (рис. 5). Опыты с мечеными фенилаланином и тирозином однозначно доказали, что все растения обладают способностью инкорпорировать фенилаланин в ароматической части лигнина. С другой стороны, тирозин не играет такой универсальной роли в процессе лигнификации растений. Поэтому предпочтительным оказывается механизм с участием фенилаланина, превращаемого дезаминированием в коричную кислоту (рис. 6), а не сходный механизм перехода тирозина в n-кумаровую кислоту.[ ...]

Освобожденная от сахаров вода вместе с большей частью зольных элементов должна уходить в водопроводящую часть ствола. Это подтверждается тем, что в образовавшейся древесине содержание зольных элементов по сравнению с поступающим из листьев ничтожно мало. Аналогичные данные были получены для молодой древесины ели, осины и березы.[ ...]

На практике выход сахара при гидролизе отходов древесины по вышеприведенной схеме (рис. 6.9) не превышает 50 %, что составляет лишь 70 % от теоретически возможного выхода. В связи с этим разработаны другие способы гидролиза растительного сырья, позволяющие значительно увеличить этот показатель.[ ...]

Эксидия встречается на древесине хвойных и лиственных пород. На ветвях лиственных деревьев часто поселяется эксидия гландулоза (Е. glandulosa). На коре отмерших стволов сосны и ели можно нередко найти эксидию сахарину (Е. saccharina). У этого гриба плодовые тела имеют неправильную форму, верхняя сторона их очень волнистая и морщинистая. Они достигают диаметра 10 см и имеют коричневую окраску жженого сахара.[ ...]

Поскольку объем молодой древесины при отложении слоев вторичной стенки не увеличивается, на последующих стадиях ее развития в том же объеме должно отложиться около 40 г древесинного вещества. Между тем в заполняющем молодую ткань соке содержится только 6,8 г сахарозы и инвертного сахара. Таким образом, содержащегося в соке сахара недостаточно для формирования древесинного вещества и приток сока должен превышать в несколько раз объем сока, содержащегося во вновь образовавшихся клетках древесины и луба.[ ...]

При выделении лигнина из древесины с целью количественного его определения полисахариды - целлюлозу и гемицеллюлозы - подвергают гидролизу до простых сахаров действием минеральных кислот. В жестких условиях кислотного гидролиза (продолжительная обработка, повышенная температура, высокая концентрация кислоты) сахара могут претерпевать гумификацию с образованием нерастворимых продуктов. Однако путем соответствующего подбора условий обработки гумификацию можно свести до минимума. Возможна также конденсация с лигнином фурфурола, образующегося из пентоз при кислотном гидролизе. Поэтому в случае растительных материалов с высоким содержанием пентозанов (некоторые лиственные породы, солома) иногда применяют предварительный гидролиз разбавленными (1-5%) кислотами, хотя эти кислоты могут частично удалять и лигнин.[ ...]

По мнению Вислиценуса , древесина представляет собой главным образом продукт коллоидного адсорбционного синтеза. Тростниковый сахар в камбиальном соке инвертируется, причем глюкоза является материнским веществом целлюлозы, а фруктоза материнским веществом лигнина. Путем реакций энолизации, дегидратации, циклизации, окисления и конденсации фруктоза превращается в ряд соединений, которые образуют «урлигнин» (предшественник лигнина). Эти соединения затем полимери-зуются с образованием высококоллоидальных цепных молекул, которые частично адсорбцией, частично осаждением отлагаются на поверхности волокна и в межклеточных пространствах. Этот адсорбционный процесс определяет состав лигнина в различных породах древесины.[ ...]

Содержание гемицеллюлоз в древесине обычно определяют двумя способами: либо переводом их путем гидролиза в раствор с последующим определением образовавшихся простых сахаров (например, хроматографически), либо путем извлечения гемицеллюлоз разбавленными растворами щелочей с последующим осаждением их из этих растворов. Хроматографическим методом можно количественно определить как легко-, так и трудногидролизуемую часть гемицеллюлоз, используя для гидролиза кислоты различных концентраций. Второй метод определения гемицеллюлоз, по существу, представляет собой метод грубого их фракционирования, так как гемицеллюлозы в этом случае, как правило, выделяются ступенчатой обработкой образца щелочью различных концентраций или растворами различных щелочей. В настоящее время этот метод, из-за невозможности выделить гемицеллюлозы в неизмененном состоянии и без примесей, считают недостаточно пригодным для точных исследований. Кроме того, этим методом нельзя с достаточной точностью определить суммарное содержание гемицеллюлоз. Поэтому методом щелочной экстракции обычно пользуются для выделения препаратов гемицеллюлоз, а не для количественного их определения.[ ...]

Другой метод выделения ксилана древесины, при котором в результате гидролиза не образовывалось других сахаров, был разработан Шеттлером . Он приготовил сульфатную осиновую целлюлозу и, обрабатывая ее крепким раствором едкого натра, выделил альфа-целлюлозу. Волокнистый остаток он затем экстрагировал водным раствором едкого кали, этот раствор слегка подкислял уксусной кислотой и обрабатывал спиртом.[ ...]

Кроме целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина, древесина содержит вещества, которые не входят в состав клеточной стенки. К этой группе веществ относятся алифатические и ароматические углеводороды и кислоты, терпены, фенолы, смоляные и жирные кислоты, эфирные масла, смолы, жиры, стерины и т. д. Эти вещества извлекаются (экстрагируются) нейтральными растворителями, такими, как эфир, спирт, бензол, ацетон, вода и т. п. Состав экстрактивных веществ зависит от породы древесины; некоторые из них составляют значительный процент в древесине, другие, наоборот, присутствуют настолько в малых количествах, что при их определении приходится пользоваться специальными методами выделения и большими навесками исходного материала. Состав этих веществ различен для разных частей одного и того же дерева. Так, сахара и резервные питательные вещества (крахмал, жиры) содержатся в заболони, а вещества фенольного характера - в ядровой древесине. Состав экстрактивных веществ меняется и внутри микроструктуры дерева: жиры присутствуют в паренхимных клетках, смоляные кислоты - в эпителиальных клетках и т. д. Кроме того, состав экстрактивных веществ, особенно питательных веществ, зависит от времени года, места произрастания, климатических условий и т. д.[ ...]

Тщательно приготовленные альфа-целлюлозы из древесины лиственных пород не были полностью исследованы в отношении единиц присутствующих сахаров, за исключением глюкозы и ксилозы. Однако в отношении а-целлюлозы из осины было показано присутствие 2% маннана и весьма вероятно, что а-целлюлозные фракции древесины других покрытосемянных также содержат незначительное количество вещества, образующего при гидролизе маннозу.[ ...]

Любопытно отметить, что в состав гемицеллюлоз древесины входит только относительно небольшая группа сахаров , а именно: ¿-ксилоза, ¿-манноза, ¿-глюкоза и в гораздо меньшей степени /-арабиноза, ¿-галактоза и /-рамноза. В продуктах гидролиза древесной целлюлозы упоминается также ¿-левулоза , однако присутствие ее является весьма сомнительным. Сундман после тщательного изучения методов, применявшихся ранее при определении фруктозы в древесине и целлюлозе, указал на несостоятельность этих методов. Он разработал метод определения, при котором гидролиз осуществляется в мягких условиях и не происходит эпимеризации. Когда этот метод был применен при исследовании еловой, сосновой и березовой древесины, еловой холоцеллюлозы и различных целлюлоз, было установлено, что ни один из этих материалов не содержал единиц фруктозы.[ ...]

По третьему способу, способу Медисона (Madisson) , древесину обрабатывают 0,5-0,6%-ной серной кислотой при температуре 150-180° С. Гидролизат перерабатывается в дальнейшем на древесный сахар. Сточные воды в этом процессе образуются только в виде конденсата при выпаривании раствора, содержащего 5% сахара и охлаждающей воды.[ ...]

Гемицеллюлозы - это группа углеводных веществ древесины, которые в отличие от целлюлозы более доступны воздействию разбавленных растворов минеральных кислот и щелочей. При кипячении с разбавленными кислотами гемицеллюлозы гидролизуются и переходят в простые сахара. При действии щелочей (холодных или горячих водных растворов) гемицеллюлозы растворяются и извлекаются из древесины.[ ...]

Сточные воды, образующиеся в процессе осахаривания древесины и производства сульфитного спирта. На 1 тп готовой целлюлозы образуется 9 -10 л3 отработанных щелоков, которые содержат в среднем 1,5% сахара и сбраживаются на спирт по шведскому способу, применяемому в Германии с 1920 г.[ ...]

Практически для получения достаточно высоких выходов сахара (при экономически приемлемой концентрации его в гидролизате) приходится выбирать некоторые средние условия пер-коляции. Обычно останавливаются на выходе сахара в 45-50% от веса абсолютно сухой древесины при концентрации сахара в гидролизате 3,5-3,7%. Эти оптимальные условия реакции соответствуют отбору через нижний фильтр из гидролизаппара-та 12-15 ж3 гидролизата на 1 т абсолютно сухой древесины. загруженной в гидролизаппарат. Количество гидролизата, отбираемого за варку на каждую тонну гидролизуемого сырья, называют гидромодулем вытекания, и он является одним из основных показателей примененного на заводе режима гидролиза.[ ...]

При сульфитном способе производства целлюлозы измельченная древесина (щепа) обрабатывается при повышенной: температуре раствором сернистой кислоты и ее солей. В результате на каждую тонну абсолютно сухой целлюлозы образуется около 10 м3 отработанного сульфитного щелока, содержащего более 100 г/л сухого остатка, основными компонентами которого являются лигнин (около 60 г/л) и сахара (около 20 г/л).[ ...]

Определение содержания легко- и трудногидролизуемых полисахаридов в древесине основано на реакциях их гидролитического распада до моносахаридов. Количество образовавшихся моносахаридов определяют по их редуцирующей (восстанавливающей) способности методом Бертрана или эбулиостатическим методом. Полученные результаты пересчитывают в количество полисахаридов и выражают в процентах от абсолютно сухой древесины. Иногда гидролизаты анализируют на содержание отдельных сахаров хроматографическим методом.[ ...]

Некоторые другие мутуалистические связи имеют уже значение для сообщества. Древесина - один из главных биологических ресурсов нашей планеты, но в мире очень мало высших животных, которые способны переваривать целлюлозу и лигнины, эти главные компоненты древесины. В зоне холодного умеренного климата разложение древесины осуществляют главным образом высшие грибы. В теплом умеренном и тропическом климатах много отмершей древесины потребляется термитами, которые содержат в своем пищеварительном тракте особые жгутиковые простейшие, способные использовать древесину как пищу. От этого партнерства простейшие получают дом и запас частиц раздробленной термитами древесины в качестве пищи, а термиты питаются излишками сахаров, получаемых из переваренной простейшими сверх своей надобности древесины. Крупные травоядные млекопитающие для переваривания растительных тканей нуждаются в симбиотических бактериях, живущих в рубце-специальной части желудка жвачных животных. Некоторые высшие растения (особенно бобовые) зависят от партнерства с азотофиксирующими бактериями, которые поселяются в корнях этих видов: растение снабжает бактерии пищей, а бактерии поставляют растению азот.[ ...]

Многотрубные установки типа «Пандиа» (США) служат для варки полуцеллюлозы из древесины разнообразных пород и качества, а также из сахарного тростника после экстракции сахара и.из других однолетних растений. Варку в этих установках производят по сульфатному, нейтрально-сульфитному и щелочному способам. Изредка многотрубные установки применяют для варки целлюлозы.[ ...]

Теоретически по расчету можно было бы ожидать от 20 до 26% полисахаридов от веса древесины. Однако такого выхода сахара в щелоке практически никогда получить не удается. Содержание сахара в щелоке почти вдвое меньше теоретического. Это объясняется рядом неизбежных причин. При определенных условиях сульфитной варки целлюлозы может иметь место неполнота гидролиза даже легкогидролизуемои части полисахаридов. Очевидно, процесс гидролиза будет происходить глубже при варке с крепкой кислотой и при более высокой конечной температуре даже независимо от сорта вырабатываемой целлюлозы.[ ...]

Приведенные выше анализы сока относятся к содержимому молодых растущих клеток древесины и луба. Поэтому в них, кроме сахарозы и инвертного сахара, в больших количествах содержатся такие водорастворимые компоненты, как пектины, гликозиды и минеральные вещества. В этих соках практически полностью отсутствуют свободные и связанные ксилоза и манноза, из которых строятся полисахариды гемицеллюлоз. По-видимому, полисахариды образуются очень быстро непосредственно у клеточных стенок.[ ...]

Принудительная циркуляция, обеспечивая хороший провар щепы, увеличивает выход целлюлозы из древесины и улучшает ее механические свойства, снижает расход пара и ускоряет варку. Принудительная циркуляция позволяет также вести варку при большом уплотнении щепы в котле. Непрямой обогрев и большая степень уплотнения позволяют получить сульфитный щелок с более высокой концентрацией органических веществ и сахаров, что очень важно при их дальнейшей переработке.[ ...]

Метод требует специального оборудования.[ ...]

Грибам нужны влага, воздух и питательные вещества. Заболонь хвойных обычно содержит влаги больше, чем ядровая древесина, к тому же по сравнению с ядром она часто быстрее поглощает воду. Заболонь некоторых пород содержит значительные количества сахаров или крахмала (гл. Мертвая ядровая древесина зачастую содержит относительно большие количества экстрактивных веществ: смол, таннидов и красящих веществ (гл. Некоторые исследователи предполагали, что эти соединения механически или химически препятствуют проникновению грибов или насекомых. Некоторые танниды токсичны (хотя и в небольшой мере) в отношении грибов, например Merulius lacrymans, и могут играть роль предохранительных консервирующих средств. Из стойкой ядровой древесины были выделены и другие соединения, обладающие более высокими токсическими свойствами. Считают, что высокая устойчивость зависит от присутствия экстрактивных компонентов, которые иногда обладают специфической структурой.[ ...]

Определение маннана связано с определенными трудностями, которые наблюдаются особенно при анализе лиственной древесины и высокооблагороженных целлюлоз, когда манноза составляет очень небольшую часть от общего количества сахаров, получающихся при гидролизе с концентрированной кислотой. Присутствие больших количеств ксилозы несколько снижает определяемое количество маннозы . Поэтому в случае анализа лиственных пород древесины и, особенно, лиственных целлюлоз величины, получаемые при определении содержания маннана, могут оказаться значительно заниженными.[ ...]

Сточные воды и твердые отходы солодовен, пивоваренных и спиртоводочных заводов, а также заводов по производству сахара из древесины, которые работают с большим расходом воды, будут рассмотрены в следующих разделах.[ ...]

Эфирорастворимая часть ацетонового экстракта обычно содержит вещества, от которых зависит устойчивость ядровой древесины. Другие соединения этой фракции имеют стероидную природу (см. гл. Вместе с веществами оболочки сахара и другие нерастворимые в эфире вещества осаждаются из ацетона эфиром. Их можно удалить экстракцией водой.[ ...]

Спирт этиловый - С2Н5ОН, М=46,07, применяют в качестве растворителя фенолформальдегидных смол. Получают при спиртовом брожении сахаров, образующихся при гидролизе древесины, растительных отходов или сульфитной варке целлюлозы. Физико-химические показатели технического спирта этилового различных марок приведены в табл. 4.[ ...]

Многие из перечисленных хвойных, а также лиственных деревьев не только используются для заготовки строительной и поделочной древесины, но и служат также источниками получения других разнообразных продуктов и веществ. Из хвойных получают древесную и бумажную массу, целлюлозу, искусственную шерсть; иэ лиственных пород - пробку, каучук и гуттаперчу, смолы и камеди, эфирные и жирные масла, органические кислоты и сахар, дубильные экстракты и красящие пигменты и т. д. Лучшую пробку получают из пробкового дуба (Quercus súber), образующего леса в странах Средиземноморья и культивируемого в ряде стран Европы и Северной Африки. Пробку также продуцируют бархатное дерево (Phellodendron amurense), распространенное в лесах Дальнего Востока и Северо-Восточно-го Китая; киельмейера (Kielmeyera coriacea), обитающая в Бразилии (бассейн Амазонки), и др.[ ...]

Гемицеллюлоза наряду с целлюлозой содержится в разнообразных видах растений и растительных остатков - ободочках семян и плодов, древесине, початках кукурузы, соломе и др. В различных местообитаниях термофильных грибов гемицеллюлозы также нередко служат селективным экологическим фактором, обусловливающим наличие или преобладание определенных вцдов термофильных грибов на различных самонагревающихся растительных субстратах. Ксиланы весьма распространены в отдельных видах растительных субстратов и отходов, полимерная цепь их состоит из единиц ксилозы, связанных уЗ-1,3- и ft-l,4-ксялопиранозидшши связями. Из термофильных грибов ксяланаза детально изучена yMalbranohee pulchella ver. sulfúrea [э, 21, 111, 15>. 2527.[ ...]

Гемицеллюлозы, выделенные из не содержащей экстрактивных веществ тополя осинообразного (Рори1из 1гетиЫс1е5), гидролизовали серной кислотой до сахаров и уроновых кислот . При полном гидролизе древесины образовалось весьма небольшое количество гидрата кристаллической рамнозы .[ ...]

Для выяснения природы углеводного остатка, связанного с лигнином, лигнинуглеводный комплекс по описанной выше методике извлекали из буковой и березовой древесины . В полученном продукте содержалось около 10-12% ангидрида ксилозы.[ ...]

Окрашенная в темнокрасный и. светло-коричневый цвета, огга широко применяется для изготовления мебели и декоративной отделки интерьеров. Из древесины делают также лодки, плоты и деревянные части для ружей и, кроме того, она служит хорошим топливом. Инкрустированные кремнеземом сильно шероховатые листья курателлы американской и ряда видов рода тетрацера используются как наждачная бумага для полировки дерева, рога и металла. Плоды диллении индийской, напоминающие по вкусу кислое яблоко, употребляют в пищу в сыром виде с добавлением сахара, используют для приготовления желе, джемов и прохладительных напитков, но особенно часто в качестве приправы к мясным и рыбным блюдам. Сок плодов, смешанный с сахаром и водой, применяют как микстуру от кашля. Подобным образом используют менее крупные плоды диллении пятипестичной и других видов этого рода. Листья диллении индийской являются цепным кормом для шелкопряда. Кора большинства видов дштлеииевых содержит много дубильных веществ, и ее используют для дубления кож и в качестве вяжущего средства.[ ...]

Кормовые дрожжи (C. utilis) тоже относятся к этому роду. Их белки содержат все необходимые животным аминокислоты. Получают кормовые дрожжи из разного сырья: мелассы, кислотных гидролизатов древесины, сульфитных щелоков и отходов сельскохозяйственного производства.[ ...]

На гидролизных заводах СССР применяется метод непрерывной перколяции. В специальных гидролизаппаратах разбавленная (0,5 %-ная) серная кислота непрерывно протекает через слой измельченной древесины, а образующиеся сахара в виде раствора непрерывно удаляются. Гидролиз осуществляется при 180-190 °С в течение примерно 3 ч.[ ...]

Снижение морозоустойчивости цитрусовых ь плодовых культур и зимостойкости озимой ржи и пшеницы в полевых условиях при недостатке магния, по-видимому, обусловлено низким содержанием сахаров в древесине побегов и в листьях озимых культур. В наших опытах влияние магния на накопление крахмала в клубнях картофеля и сахара в корнях сахарной свеклы проявлялось в течение длительного времени и в сильной степени.[ ...]

Бардяные стимуляторы готовят из концентратов, которые в качестве побочных продуктов сульфитной варки целлюлозы выпускают целлюлозно-бумажные комбинаты. В их состав входят лигносульфонаты, сахара, органические и минеральные кислоты, микроэлементы и остатки биологически активных веществ древесины. Барда и бражка по химическому составу сходны и отличаются в основном содержанием сахаров. Промышленность выпускает жидкие, твердые и порошкообразные концентраты. Наиболее удобны для применения твердые и порошкообразные, их легче перевозить и хранить.[ ...]

В Западной Европе существует до 500 сортов катптаиов, многие из которых были завезены туда еще 2000 лет назад из Малой Азии. Сорта каштанов сильно различаются по величине плодов, их массе, содержанию сахаров, толщине кожуры, химическому составу. Если обычные сорта каштанов содержат в плюске по 2-4 сравнительно небольших ореха, то марроиы - улучшенные сорта - имеют по 1-2 очень крупных ореха хорошего вкуса. Деревья, производящие марроиы., более требовательны к почве, менее урожайны и имеют древесину худшего качества, чем ординарные сорта. Орехи лучших сортов марропов достигают в диаметре 4 см.[ ...]

В составе клеточных стенок растений наряду с целлюлозой присутствуют и другие полисахариды меньшего молекулярного веса, которые получили название гемицеллюлоз. Наибольшее содержание гемицеллюлоз в соломе и древесине (до 20-40%). Степень полимеризации гемицеллюлоз составляет 150-400, то есть молекулярный вес их примерно равен 25-60 тысячам.[ ...]

Следовательно, чтобы получив из лесной дачи одну таксационную сажень древесины, весом околс 220-250 пудов, нужно ввезти в дачу от 2 до 4% по весУ пищевыз продуктов, привозимых обыкновенно издалека. Точно также, самая до ставка людей и лошадей во вновь открываемые для рубки лесные участи также сопряжена с немалыми затруднениями.[ ...]

Рассматриваемый способ утилизации ПДБ имеет большое значение не только для гидролизной, но и для целлюлозно-бумажной промышленности. В этой отрасли около 40% Целлюлозы вырабатывается по так называемому сульфитному способу, при котором в результате гидролиза древесины образуются отработанные варочные растворы, содержащие гексозные и пентозные сахара; последние являются субстратом для микробиологического синтеза по производству спирта и дрожжей. Так же как и в гидролизно-дрожжевом производстве, на суль-фитно-дрожжевых заводах основным источником загрязнений является ПДБ, содержащая около 60 кг/т целлюлозы и органические загрязнения в единицах БПКб, что в 3-4 раза превышает загрязненность сточных вод производства небеленой сульфитной целлюлозы.[ ...]

Для того чтобы подчеркнуть различие между аэробным процессом и ферментацией рассмотрим два примера получения ценного продукта из отходов сульфитного щелока. Сульфитный щелок представляет наиболее опасный загрязнитель воды при сульфатной варке целлюлозы и производстве бумаги. Древесная пульпа получается путем варки окоренной измельченной древесины в бисульфатном щелоке. Целлюлозное волокно, используемое для получения бумаги, не растворяется. Лигнин, смолы, сахара и другие компоненты древесины растворимы. На эти материалы приходится около половины всей массы древесины. Отходы сульфитного щелока имеют темно-бурый цвет, содержат от 8 до 12% (по массе) растворенных твердых веществ, незначительное количество взвешенных твердых веществ, 2% сахара, 0,6% двуокиси серы и совершенно не содержат живых организмов. На 1 т производимой пульпы образуется от 7500 до 15 ООО л сульфитного щелока, т. е. огромное количество труднообрабатываемых отходов. Несмотря на то что из этих отходов могут быть получены многие полезные вещества, только 20% целлюлозных заводов могут извлечь экономическую выгоду из получаемых материалов, так как один крупный целлюлозный завод может удовлетворить большую часть потребностей рынка в любом из производимых продуктов.[ ...]

Известно около 200 видов калины - высоких кустарников и небольших деревьев, листопадных и вечнозеленых. Они относятся к семейству жимолостных, очень декоративны в период цветения и плодоношения, а также осенью благодаря разнообразным по форме крупным листьям, окрашивающимся у многих видов в яркие тона. Плоды калины съедобны, из них готовят варенье, мармелад, морсы, кисели, напитки, начинку для пирогов. В них содержатся танины, сахара и витамин С. В коре присутствуют дубильные вещества, смола, ряд кислот. Сок свежих ягод и экстракт из коры используют в народной медицине. Ряд видов имеет цветки с сильным приятным ароматом, которые часто применяют для ароматизации. Древесина идет на мелкие поделки. Калина принадлежит к числу долговечных кустарников, многие ее виды доживают до 80- 100 лет.[ ...]

Начните, например, с количества воды и мыла, которое вам потребовалось для утреннего туалета, и не забудьте записать, куда поступила грязная мыльная вода, после того как вы закончили умывание. Если на завтрак у вас мучные изделия, то следует записать все компоненты этих изделий (овес, изюм, пшеница) и все, что имеет отношение к бумаге, которая пошла на изготовление пакета для упаковки этих изделий. Если за завтраком вы пили кофе с сахаром и молоком, то уточните, во-первых, откуда поступала энергия для приготовления кофе, и, во-вто-рых, происхождение самого кофе, а также сахара и молока. Если на десерт вам были поданы апельсины, то интересно знать, были ли они сорваны с дерева, растущего под окном вашей кухни, или их доставили издалека. Запишите, что стало с апельсиновыми корками и водой, которая была израсходована для мытья посуды после завтрака. Затем подсчитайте, сколько древесины пошло на газету, которую вы прочли утром, все затраты (и отходы), связанные с приготовлением чистой рубашки, а также количество топлива, необходимого, чтобы доставить вас на работу или учебное заведение, в котором вы учитесь. Если у вас есть автомобиль, подсчитайте, сколько тонн стали, для производства которой потребовалось извлечь определенное количество руды из недр земли, пойдет в отходы после истечения полезного срока службы автомобиля.[ ...]

Несмотря на ее общий характер, эта схема выделения (подобно всем другим) не является применимой или желательной во всех случаях. Перегонка с водяным паром очень хороша для удаления некоторых летучих компонентов, например эфирных масел и свободных кислот, но древесный остаток от такой обработки может оказаться частично деградированным (гл. Так, могут быть отщеплены ацильные группировки от холоцеллюлозы клеточной стенки и появиться в дистиллатах в виде свободных кислот, создавая ошибочное впечатление, что эти свободные кислоты уже существовали в исходной древесине. Легко гидролизующиеся арабинофуранозные единицы клеточной стенки могут быть превращены в простой сахар - арабинозу, которая таким образом может появиться среди экстрагированных веществ. Кроме того, тепло пара может вызвать изомеризацию первичных смоляных кислот, первоначально присутствующих в древесине и, таким образом, привести к неправильному выводу. Именно по этой причине некоторые исследователи предпочитают не экстрагировать образцы древесины, подвергавшиеся перегонке с водяным паром. Для некоторых видов древесины их нежелание обоснованно. Хотя многие окрашенные вещества в большой степени нерастворимы в эфире, другие, подобно желтому пигменту лапахола, могут непосредственно экстрагироваться этим растворителем. Данный тип экстракта не указан в схеме Курта.[ ...]

Наиболее легко подвергаются гидролизу гетероцепные полимеры. По способности к гидролизу их можно расположить в следующий ряд: полисахариды>полиамиды (белки и синтетические полиамиды) >сложные полиэфиры>простые полиэфиры. Катализаторами реакции гидролиза служат ионы водорода Н+ и гидроксила ОН-. Ионы водорода (кислоты) сильнее разрушают полисахариды (например, хлопчатобумажные ткани), а ионы гидроксила (щелочи) - белки (например, шерстяные ткани). Катализаторами гидролиза природных гетеро-цепных полимеров могут быть также различные ферменты. Реакцию гидролитической деструкции применяют специально для получения простых сахаров (моносахаридов) из полисахаридов и в том числе из полисахаридов древесины в гидролизном производстве (см. с. 123).[ ...]

В наиболее ранних работах разделение и идентификацию углеводов в гидролизатах осуществляли действием химических реагентов (фенилгидразина и др.) с образованием соответствующих производных, позволяющих выделить из смеси отдельные компоненты и установить их природу. Возможность разделения и идентификации этим путем основана на способности моносахаридов давать кристаллизующиеся фенилгидразоны и озазоны, по температурам плавления которых можно установить природу исходных моносахаридов. Такой анализ можно проводить с каплей раствора, наблюдая под микроскопом форму кристаллов и температуру их плавления при медленном нагревании препарата. Подсчетом кристаллов соответствующих фенилпроизводных сахаров О’Двайэр количественно определила содержание моносахаридов в некоторых гидролизатах гемицеллюлоз древесины дуба.

Как только человек начал готовить себе пищу, так он, пусть и неосознанно, стал химиком. На сковородах и в жаровнях, в бочках и глиняных сосудах шли сложнейшие химические и биохимические процессы . Между прочим, не все они получили полное объяснение и сегодня, что, впрочем, не мешает людям варить, печь, солить и мариновать. Однако многое уже хорошо изучено. И кое-что - конечно, не самое сложное - можно воспроизвести даже в домашней лаборатории .

У опытов, помещенных в этом разделе, есть по меньшей мере одно неоспоримое достоинство: нужные вещества (точнее,- продукты) найдутся в кухонном шкафу или в холодильнике. Или же их можно купить в продовольственном магазине. Вам понадобятся небольшие количества веществ, но если вы купите того или иного продукта больше, чем требуется для опыта, остальное не пропадет.

Самая важная составная часть пищи - белок , основа всего живого, строительный материал всякого организма . Тысячи исследователей во всем мире работают с белком, изучают его свойства. Конечно, в наших опытах мы не откроем ничего нового. Но, говорят, лиха беда начало... Первый опыт - качественная реакция на белок , т. е. такая реакция, которая позволит нам уверенно судить - белок перед нами или нет. Таких реакций несколько. Ту, которую мы проведем, называют биуретовой . Для нее нам потребуются растворы стиральной соды (или едкого натра ) и медного купороса .

Приготовьте несколько растворов, которые, как можно предположить, содержат белок. Пусть это будет мясной или рыбный бульон (желательно процеженный через марлю), отвар каких-либо овощей или грибов и др.

Растворы налейте в пробирки примерно наполовину. Затем прибавьте немного раствора щелочи - едкого натра или стиральной соды (раствор соды желательно прокипятить и остудить). Наконец, добавьте голубого раствора медного купороса. Если в испытуемом отваре действительно есть белок, то окраска сразу станет фиолетовой .

Про такие реакции говорят, что они характерные . Они идут только в том случае, если в растворе действительно есть белок . Для контроля поставьте опыт с лимонадом или с минеральной водой.

Всем известно, что при нагревании белок свертывается и переходит в нерастворимую форму - сырое яйцо становится крутым. Это явление называют денатурацией белка. Каждая хозяйка знает: чтобы приготовить вкусный бульон, надо нарезанное мясо положить в холодную воду. А когда хотят приготовить отварное мясо, то большие куски опускают в кипяток. Есть ли в этом химический смысл ? Попробуем разобраться.

Налейте и пробирку холодной воды, опустите в нее немного сырого рубленого мяса и нагрейте. По мере нагревания образуются (и в большом количестве) серые хлопья. Это свернувшийся белок , пена, которую снимают шумовкой, чтобы не портила вид и вкус бульона. При дальнейшем нагревании растворимые в воде вещества постепенно переходят из мяса в раствор. Эти вещества называют экстрактивными , потому что они извлекаются из мяса при его экстракции кипящей водой (проще говоря, при варке бульона). Они-то, в первую очередь, и придают бульону характерный вкус. А мясо, лишившись этих веществ, становится менее вкусным.

В другой пробирке воду вскипятите заранее и положите сырое мясо уже в кипяток. Как только мясо соприкоснется с водой, оно моментально станет серым, зато хлопьев образуется очень мало. Тот белок, что находился на поверхности, под действием высокой температуры сразу свернулся и закупорил многочисленные поры, которые пронизывают мясо. Экстрактивные вещества , и белки в том числе, уже не могут перейти в раствор. Значит, они остаются внутри мяса, придавая ему хороший вкус и аромат. А бульон, разумеется, получается несколько хуже.

Белок денатурируется (свертывается) не только при нагревании. Налейте в пробирку чуть-чуть свежего молока и капните одну-две капли уксуса или раствора лимонной кислоты . Молоко тут же скиснет, образуя белые хлопья. Это свертывается молочный белок. Кстати, без такой реакции не приготовить творога, и не случайно творог так полезен - в него переходит почти весь молочный белок.

Когда молоко оставляют в теплом месте, то его белок тоже свертывается, но уже по иной причине- это работают молочнокислые бактерии . Их известно очень много, и все они вырабатывают молочную кислоту, даже если питаются не молоком, а, скажем, соком капусты. Профильтруйте немного скисшего молока и прибавьте к сыворотке несколько капель какого-нибудь самодельного индикатора . Цвет индикатора покажет, что в растворе есть кислота. Эта кислота - молочная , ее же можно обнаружить и в капустном, и в огуречном рассоле.

В состав некоторых белковых молекул входит, помимо углерода , водорода , кислорода и азота , еще и сера . В этом можно убедиться на опыте. Немного яичного белка поместите в пробирку с раствором едкого натра или стиральной соды и, нагрев пробирку, добавьте в нее немного раствора ацетата свинца Рb(СН 3 СОО) 2 . 3Н 2 O - свинцовой примочки, которая продается в аптеках. Если содержимое пробирки почернеет, значит, сера есть: это образуется сульфид свинца PbS, вещество черного цвета.

И в заключение приготовим настоящий белковый клей - казеиновый , которым пользуются по сей день, несмотря на обилие синтетических клеев. Казеин - это основа творога, а если так, то клей мы будем делать из молока, точнее, из его белковых веществ.

Отфильтруйте простоквашу от сыворотки . То, что осталось на фильтре, несколько раз промойте водой, чтобы удалить растворимые примеси, и высушите. Потом промойте полученную массу бензином и высушите вновь; это нужно для того, чтобы избавиться от молочного жира (он растворяется в бензине). Когда масса станет совсем сухой, измельчите ее в ступке - получится порошок казеина.

Сделать из него клей совсем просто - смешать порошок с нашатырным спиртом и водой в отношении 1: 1: 3. Конечно, вы захотите испытать клей. Попробуйте склеить им какие-нибудь деревянные или керамические предметы, потому что для этих материалов казеиновый клей особенно хорош.

Углеводы - один из "трех китов" нашего питания (два других -- белки и жиры). Глюкоза и фруктоза , крахмал и клетчатка , десятки других углеводов образуются непрерывно и "сгорают" (окисляются) в растительных и животных клетках, служат важнейшим энергетическим материалом организма.

При всей несхожести отдельных представителей углеводов есть у них, конечно, общие, обязательные для всех свойства. Это и позволяет обнаружить углеводы даже в очень малых количествах. Верный и к тому же красивый способ их распознавания - цветная реакция Молиша .

Налейте в пробирку примерно 1 мл воды и бросьте несколько крупинок сахарного песка (сахарозы ), часть таблетки глюкозы или клочок фильтровальной бумаги (клетчатки ). Теперь добавьте 2-3 капли спиртового раствора резорцина или тимола (эти вещества продают в аптеке). Наклоните пробирку и осторожно налейте по стенке 1-2 мл концентрированной серной кислоты. Будьте осторожны с кислотой, следите, чтобы она не попала на кожу!

Закрепите пробирку в вертикальном положении . Тяжелая кислота опустится на дно, а на границе ее с водой появится яркое красивое кольцо - красное , розовое или фиолетовое .

Если вещество, состав которого неизвестен, даст при реакции Мелиша такое кольцо - можете не сомневаться, что углевод налицо. Помните только, что эта реакция настолько чувствительна, что ее может вызвать даже пылинка и волоконце на стенках пробирки. Поэтому посуду, в которой проводят реакцию, надо очень тщательно мыть, а ополаскивать лучше дистиллированной водой.

Теперь, научившись распознавать углеводы, перейдем к крахмалу , одному из самых известных углеводов. Для начала поучимся правильно готовить крахмальный клейстер -- коллоидный раствор крахмала в воде. Налейте в кастрюлю немного холодной воды и добавьте крахмал, из расчета примерно две чайные ложки на стакан (учитывая и ту воду, которую вы добавите позже). Смесь хорошо размешайте - получится так называемое крахмальное молоко. При перемешивании добавьте к нему кипяток и, продолжая размешивать, нагревайте на огне до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. Остудите его. Это и есть крахмальный клейстер, который так хорошо склеивает бумагу; поэтому его часто применяют, например, для приклеивания обоев.

Вы уже знаете, что в присутствии свободного иода крахмал синеет . Это его свойство нам еще пригодится; заметьте только, что раствор иода должен быть очень слабым. Кстати, пользуясь таким раствором (а чтобы приготовить его, достаточно разбавить аптечный раствор водой), можно исследовать на содержание крахмала различные пищевые продукты. Заготовив пробирку со слабым раствором иода, понаблюдаем за превращениями крахмала. Попробуем сделать из крахмального клейстера глюкозу .

Огромные молекулы крахмала под действием воды гидролизуются , расщепляются на более мелкие молекулы. Сначала образуется растворимый крахмал , потом "обрубки" помельче - декстрины , затем дисахарид , но не всем привычная сахароза , а другой - мальтоза , или солодовый сахар . Наконец, при распаде мальтозы образуется глюкоза, виноградный сахар . Готовый продукт гидролиза часто содержит все переходные вещества; в таком виде он известен под названием патоки .

К половине стакана крахмального клейстера добавьте 1-2 чайные ложки разбавленной, примерно 10%-ной серной кислоты . Не забудьте: при разбавлении серной кислоты обязательно нужно лить кислоту в воду, а не наоборот!

Смесь клейстера с кислотой поставьте кипятиться в кастрюльке, понемногу доливая воду по мере ее испарения. Время от времени берите ложкой пробы жидкости и, слегка охладив, капайте на них разбавленным иодным раствором. Крахмал, как вы помните, дает синее окрашивание , а вот декстрины - красно-бурое . Что касается мальтозы и глюкозы, то они вовсе не окрашиваются. По мере гидролиза цвет проб будет меняться, а когда окрашивание иодом исчезнет, нагревание можно прекратить. Впрочем, для более полного разложения мальтозы имеет смысл прокипятить смесь еще несколько минут.

После кипячения жидкость надо немного охладить и постепенно добавлять в нее при перемешивании около 10 г порошка мела , чтобы полностью нейтрализовать серную кислоту . Смесь при этом будет вспениваться, потому что во время реакции кислоты с мелом выделяется углекислый газ . Как только вспенивание прекратится, поставьте полученную желтоватую жидкость на слабый огонь, чтобы она упарилась примерно на две трети, затем еще горячей профильтруйте ее через несколько слоев марли, после чего упарьте жидкость еще раз, но теперь более аккуратно, уже не на открытом огне, а на водяной бане (смесь легко пригорает). У вас получится густая сладкая патока , основу которой составляет глюкоза . Примерно так же патоку получают в больших количествах на крахмалопаточных заводах.

Глюкоза человеку необходима, она - один из главных поставщиков энергии. Но в хлебе, в картошке, в макаронах содержится преимущественно крахмал, а в организме он превращается в глюкозу под действием ферментов.

В нашем опыте серная кислота в процессе реакции не расходовалась. Она играла роль катализатора, т. е. вещества, резко ускоряющего ход реакции. Каталитическое действие природных ферментов намного сильнее, оно более целенаправленно. Ферментов очень много, и у каждого из них свой, узкий участок работы. Например, содержащийся в слюне фермент амилаза может превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. Проследим на опыте за действием этого фермента.

Необработанные опилки можно использовать в качестве грубого корма в рационе мясного скота . Опилки древесины как хвойных, так и лиственных пород, применяемые в виде кормовой добавки в количестве до 25 %, не повреждают пищеварительный тракт телят и не оказывают токсического действия. Хотя они и обеспечивают нормальную функцию рубца, но не являются источником питательных веществ. Полисахариды древесины, особенно хвойных пород, почти не перевариваются в рубце жвачных животных. Наиболее высокая перевариваемость, которая достигает 37 %, наблюдается лишь у древесины осины. У хвойных пород она составляет 5-7 % > у березы 6-8 и у тополя разных видов - от 4 до 25 %

Существуют различные способы обработки древесины, позволяющие улучшить ее перевариваемость. Измельчение древесины, например размалыванием осиновых опилок, несколько улучшает усвояемость питательных веществ. Критический размер частиц такой кормовой муки составляет 2 мм. Более мелкие частицы из-за ускоренного прохождения через рубец не подвергаются должным образом воздействию микрофлоры и перевариваются хуже. Экспериментально доказано, что целлюлоза, полученная путем делигнификации древесины, почти полностью переваривается жвачными животными и ее приравнивают к корму из зерна ячменя. Однако скармливание технической целлюлозы сравнительно дорого и невыгодно. Корма повышенной питательности получают из древесины гидротермическими, термохимическими и микробиологическими методами глубокой переработки. В результате древесина частично подвергается делигнификации и гидролизу. Удаление лигнина способствует доступу фермента к молекуле целлюлозы и лучшей перевариваемости. Гидролиз полисахаридов повышает питательность кормов.

Сырьем для получения кормовых продуктов могут служить опилки, любые измельченные отходы древесины, зеленая и технологическая щепа. Гидротермическая обработка сырья, которое предварительно увлажняют до 70-75 %, осуществляется в автоклавах. Здесь при повышенном давлении (0,6-0,9 МПа) и температуре 158-165 °С происходит реакция гидролиза полисахаридов, в результате чего за 2-3 ч содержание простых Сахаров - легко перевариваемых углеводов - в готовом продукте возрастает до 7- 9 %. Полученный корм представляет собой бурую массу, хорошо пахнущую, мягкую и рассыпчатую. Перевариваемость такого корма из хвойных пород составляет 35%, из лиственных 55%- Хранить его можно в сухом виде как сено или подвергать брикетированию и гранулированию. Для гидротермической обработки могут быть использованы автоклавы периодического и непрерывного действия, применяемые в различных отраслях промышленности, а также технологическое оборудование гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности: гидролизаппараты и аппараты для получения целлюлозы непрерывным способом .

Термохимическую обработку тщательно измельченной древесины осуществляют в тех же аппаратах с применением в качестве химических реагентов минеральных кислот - серной или соляной. Такая обработка оказывается более эффективной, способствует получению продукта с большим выходом легкоусвояемых Сахаров.

Кормовые продукты в виде волокнистой массы можно получить при производстве древесноволокнистых плит. Получив более грубый размол щепы при увеличенном до 1 мм расстоянии между размольными дисками, волокнистую массу разбавляют водой и используют для отлива ковра, минуя проклейный бассейн. После отжима на форпрессах поверхность ковра обильно поливают 15-30%-ным раствором кормового гидролизного сахара. Пропитанный ковер разрезают на куски и сушат в роликовой сушилке. Возможны и другие варианты технологии производства кормовой древесноволокнистой массы, которую скармливают животным в виде смеси с кормами.

Глубокой химической переработкой измельченной древесины в гидролизаппаратах получают кормовой гидролизный сахар. Продукт представляет собой темно-коричневую, вязкую, хорошо текучую сироповидную жидкость с характерным карамельным запахом. Плотность гидролизного сахара при температуре 20 °С составляет 1150-1220 кг/м3, содержание сухого вещества- не менее 30%. Технологический процесс получения кормового сахара включает нейтрализацию гидролизата, осветление и упаривание нейтрали- зата, удаление шлака, очистку и отбор готового продукта. Количество кормового сахара при соблюдении определенных требований сохраняется в течение длительного времени. Хранят и перевозят его в специальных цистернах или бочках. Скармливают гидролизный сахар как заменитель легкопе- ревариваемых углеводов кормовых корнеплодов или как добавку кормовых рационов. На основе продуктов гидролизного производства получен углеводно-протеиновый корм, который представляет собой густую пасту с запахом подгорелого хлеба. Сухое вещество такого корма составляет 40- 50 %, а количество протеина достигает 20 % .

Продуктом биохимической переработки гидролизных Сахаров, полученных из древесины, являются кормовые дрожжи. Они содержат до 52 % хорошо перевариваемого белка и группу витаминов В. Естественное сочетание в дрожжах белков и витаминов делает их исключительно ценным кормовым продуктом для питания животных и птиц. Употребляют дрожжи как белково-витаминную добавку в кормовых рационах. Технология производства кормовых дрожжей включает подготовку гидролизата и выращивания на нем дрожжей в специальном дрожжерастильном чане - инокуляторе. Выросшие в инокуляторе при интенсивной аэрации дрожжи непрерывно отбирают, извлекают из бражки флотацией, подвергают сгущению в сепараторах и упариванию. Высушенные до влажности 8-10 % дрожжи упаковывают в бумажные мешки и отправляют потребителю .

Опилки – ценное сырье для производства различных спиртов, которые можно использовать в качестве горючего .

На таком биотопливе могут работать:

• автомобильные и мотоциклетные бензиновые двигатели;
• электрогенераторы;
• хозяйственная бензиновая техника.

Основная проблема , которую приходится преодолевать при изготовлении биотоплива из опилок – это гидролиз, то есть превращение целлюлозы в глюкозу.

Основа у целлюлозы и глюкозы одна – углеводороды. Но для превращения одного вещества в другое необходимы различные физические и химические процессы.

Основные технологии для преобразования опилок в глюкозу можно поделить на два типа:

• промышленные , требующие сложного оборудования и дорогих ингредиентов;
• домашние , не требующие какого-то сложного оборудования.

Вне зависимости от способа гидролиза, опилки необходимо максимально измельчить. Для этого применяют различные дробилки.

Чем меньше размер опилок, тем более эффективным будет разложение древесины на сахар и другие компоненты.

Найти более подробную информацию об оборудовании для измельчения опилок вы сможете здесь: . Никакой другой подготовки опилки не требуют.

Промышленный способ

Опилки засыпают в вертикальный бункер, затем заливают раствором серной кислоты (40 %) в соотношении 1:1 по массе и, закрыв герметично, нагревают до температуры 200–250 градусов.

В таком состоянии опилки держат 60–80 минут, постоянно перемешивая.

За это время проходит процесс гидролиза и целлюлоза, впитывая воду, распадается на глюкозу и другие составляющие.

Полученное в результате этой операции вещество процеживают , получая смесь раствора глюкозы с серной кислотой.

Очищенную жидкость сливают в отдельную емкость и смешивают с раствором мела, который нейтрализует кислоту .

Затем все отфильтровывают и получают:

• ядовитые отходы;
• раствор глюкозы.

Недостаток этого метода в:

• высоких требованиях к материалу, из которого изготовлено оборудование;
• больших расходах на регенерацию кислоты,

поэтому широкого распространения он не получил.

Существует и менее затратный метод , в котором используют раствор серной кислоты крепостью 0,5–1 %.

Однако для эффективного гидролиза необходимы:

• высокое давления (10–15 атмосфер);
• нагрев до 160–190 градусов.

Время протекания процесса 70–90 минут.

Оборудование для такого процесса можно изготовить из менее дорогих материалов, ведь столь разбавленный раствор кислоты менее агрессивен, чем тот, который применяют в описанном выше методе.

А давление в 15 атмосфер не является опасным даже для обычного химического оборудования, ведь многие процессы также проходят при высоком давлении.

Для обоих методов применяют стальные, герметично закрывающиеся емкости объемом до 70 м³, выложенные изнутри кислотоупорным кирпичом или плиткой.

Такая футеровка защищает металл от контакта с кислотой.

Нагревают содержимое емкостей, подавая в них раскаленный пар.

Сверху устанавливают спускной клапан, который настраивают на необходимое давление. Поэтому излишки пара выходят в атмосферу. Остальной пар создает необходимое давление.

В обоих методах задействован один и тот же химический процесс . Под воздействием серной кислоты целлюлоза (C6H10O5)n впитывает воду H2O и превращается в глюкозу nC6H12O6, то есть смесь различных сахаров.

После очистки эту глюкозу используют не только для получения биотоплива, но и для производства:

• питьевого и технического спирта;
• сахара;
• метанола.

Оба метода позволяют перерабатывать древесину любых пород, поэтому являются универсальными.

В качестве побочного продукта переработки опилок в спирт получают лигнин – вещество, склеивающее:

• пеллеты;
• брикеты.

Поэтому лигнин можно продавать предприятиям и предпринимателям, которые занимаются производством пеллет и брикетов из отходов древесины.

Еще один побочный продукт гидролиза – фурфурол. Это маслянистая жидкость, эффективный антисептик для обработки древесины.

Фурфурол также применяют для:

• очистки нефти;
• очистки растительного масла;
• производства пластмасс;
• создания противогрибковых лекарств.

В процессе обработки опилок кислотой выделяются ядовитые газы , поэтому:

• все оборудование необходимо монтировать в проветриваемом цеху;
• работники должны надевать защитные очки и респираторы.

Выход глюкозы по массе составляет 40–60 % от веса опилок, но с учетом большого количества воды и примесей вес продукта в несколько раз больше исходного веса сырья .

Лишняя вода будет удалена в процессе перегонки.

Кроме лигнина побочными продуктами обоих процессов являются:

• алебастр;
• скипидар,

которые можно продать, получив какую-то прибыль.

Очистка раствора глюкозы

Очистку проводят в несколько этапов:

1. Механическая очистка с помощью сепаратора удаляет из раствора лигнин.
2. Обработка меловым молоком нейтрализует кислоту.
3. Отстаивание разделяет продукт на жидкий раствор глюкозы и карбонаты, которые затем используют для получения алебастра.

Вот описан технологический цикл переработки древесины на гидролизном заводе в городе Тавда (Свердловская Область).

Домашний способ

Этот способ проще, но занимает в среднем 2 года. Опилки насыпают большой кучей и обильно поливают водой, после чего:

• накрывают чем-нибудь;
• оставляют преть.

Температура внутри кучи поднимается и начинается процесс гидролиза, в результате которого целлюлоза превращается в глюкозу , которую можно использовать для брожения.

Минус этого метода в том, что при низкой температуре активность процесса гидролиза снижается, а при отрицательной полностью прекращается.

Поэтому такой метод эффективен лишь в теплых регионах.

Кроме того, велика вероятность перерождения процесса гидролиза в гниение , из-за чего получится не глюкоза, а ил, а вся целлюлоза превратится в:

• углекислый газ;
• небольшое количество метана.

Иногда в домах строят установки, подобные промышленным. Их изготавливают из нержавеющей стали, которая без последствий выдерживает воздействие слабого раствора серной кислоты.

Нагревают содержимое таких аппаратов с помощью:

• открытого огня (костер);
• змеевика из нержавеющей стали с циркулирующим по нему раскаленным воздухом или паром.

Закачивая в емкость пар или воздух и отслеживая показания манометра, регулируют давление в емкости. Процесс гидролиза начинается при давлении в 5 атмосфер, но наиболее эффективно протекает при давлении 7–10 атмосфер .

Затем так же, как и при промышленном производстве:

• очищают раствор от лигнина;
• обрабатывают с помощью раствора мела.

После этого раствор глюкозы отстаивают и сбраживают с добавлением дрожжей.

Брожение и перегонка

Для брожения в раствор глюкозы добавляют обычные дрожжи, которые активизируют процесс брожения.

Эту технологию используют как на предприятиях, так и при получении спирта из опилок в домашних условиях.

Время брожения 5–15 дней , в зависимости от:

• температуры воздуха;
• породы древесины.

Процесс брожения контролируют по количеству образования пузырьков углекислого газа.

Во время брожения происходит такой химический процесс – глюкоза nC6H12O6 распадается на:

• углекислый газ (2CO2);
• спирт (2C2H5OH).

После окончания брожения материал подвергают перегонке – нагреву до температуры 70–80 градусов и охлаждению отходящего пара.

При такой температуре из раствора испаряются:

• спирты;
• эфиры,

а вода и водорастворимые примеси остаются.

• охлаждения пара;
• конденсации спирта

используют змеевик, погруженный в холодную воду или охлаждаемый холодным воздухом.

Для увеличения крепости готового продукта его перегоняют еще 2–4 раза, постепенно снижая температуру до значения 50–55 градусов.

Крепость полученного продукта определяют с помощью спиртометра, который оценивает удельную плотность вещества.

В качестве биотоплива можно использовать продукт перегонки с крепостью не менее 80 % . В менее крепком продукте слишком много воды, поэтому техника будет работать на нем неэффективно.

Хотя спирт, полученный из опилок, очень похож на самогон, его нельзя использовать для питья из-за большого содержания метанола, который является сильным ядом. Кроме того, большое количество сивушных масел портит вкус готового продукта.

Чтобы очистить от метанола, необходимо:

• первую перегонку проводить при температуре 60 градусов;
• слить первые 10 % полученного продукта.

После перегонки остаются:

• тяжелые фракции скипидара ;
• дрожжевая масса , которую можно использовать как для сбраживания следующей партии глюкозы, так и для получения кормовых дрожжей.

Они более питательны и полезны, чем зерно любых злаковых культур, поэтому их охотно покупают фермерские хозяйства, разводящие крупный и мелкий скот.

Применение биотоплива

По сравнению с бензином у биотоплива (спирта, полученного из переработанных отходов) есть как преимущества, так и недостатки.

Вот основные преимущества:

• высокое (105–113) октановое число;
• меньшая температура горения;
• отсутствие серы;
• меньшая цена.

Благодаря высокому октановому числу можно увеличить степень сжатия , повысив мощность и экономичность мотора.

Меньшая температура сгорания:

• увеличивает срок службы клапанов и поршней;
• снижает нагрев двигателя в режиме максимальной мощности.

Благодаря отсутствию серы, биотопливо не загрязняет воздух и не сокращает срок службы моторного масла , ведь оксид серы окисляет масло, ухудшая его характеристики и снижая ресурс.

Благодаря значительно менее высокой цене (если не считать акцизы), биотопливо серьезно экономит семейный бюджет.

Есть у биотоплива и недостатки:

• агрессивность по отношению к резиновым деталям;
• низкое массовое соотношение топливо/воздух (1:9);
• слабая испаряемость.

Биотопливо повреждает резиновые уплотнители , поэтому во время переделки мотора для работы на спирту все резиновые уплотнители меняют на полиуретановые детали.

Из-за меньшего соотношения топливо-воздух для нормальной работы на биотопливе необходима перенастройка топливной системы, то есть установка жиклеров большего сечения в карбюратор или перепрошивка контроллера инжектора.

Из-за слабой испаряемости затруднен пуск холодного двигателя при температуре ниже плюс 10 градусов.

Чтобы решить эту проблему, биотопливо разбавляют бензином в соотношении 7:1 или 8:1.

Для работы на смеси бензина и биотоплива в соотношении 1:1 никакой переделки двигателя не требуется.

Если же спирта будет больше, то желательно:

• заменить все резиновые уплотнители на полиуретановые;
• прошлифовать головку блока цилиндров.

Шлифовка необходима для увеличения степени сжатия, что позволит реализовать более высокое октановое число . Без такой переделки двигатель будет терять в мощности при добавлении в бензин спирта.

Если же биотопливо используют для электрогенераторов или бытовых бензиновых приборов, то желательна замена резиновых деталей на полиуретановые.

В таких устройствах можно обойтись без шлифовки головки, потому что небольшая потеря мощности компенсируется увеличением подачи топлива. Кроме того, потребуется перенастройка карбюратора или инжектора , это сможет сделать любой специалист по топливным системам.

Более подробно о применении биотоплива и переделке моторов для работы на нем читайте в этой статье (Применение биотоплива).

Видео по теме

О том, как сделать спирт из опилок, вы можете увидеть в данном видео:

Выводы

Производство спирта из опилок – сложный процесс , который включает в себя массу операций.

Если есть дешевые или бесплатные опилки, то, заливая биотопливо в бак своего автомобиля, вы серьезно сэкономите, ведь его производство обходится заметно дешевле бензина.

Теперь вы знаете, как получить спирт из опилок, применяемый в качестве биотоплива и как это можно сделать в домашних условиях.

Кроме того, вы узнали о побочных продуктах , которые возникают в процессе переработки опилок в биотопливо. Эти продукты также можно продать, получив пусть и небольшую, но все же выгоду.

Благодаря этому бизнес по производству биотоплива из опилок становится весьма выгодным , особенно если использовать топливо для собственного транспорта и не платить акцизный сбор на продажу спирта.

Вконтакте

Статьи Рисунки Таблицы

Сахар из опилок

из "Опыты без взрывов"

Свое название углеводы получили по ошибке. Произошло это в середине прошлого века. Тогда считали, что молекула любого сахаристого вещества отвечает формуле С (Н20) . Все известные тогда углеводы подходили под эту мерку, и формулу глюкозы 6H 206 писали как Сб(Н20)б.
Но позднее были открыты и такие сахара, которые оказались исключением из правила. Так, явный представитель углеводов рамиоза (она тоже дает реакцию Молиша) имеет формулу СбН)205. И хотя неточность в названии целого класса соединений была очевидной, термин углеводы стал уже настолько привычным, что его не стали менять. Впрочем, в наши дни многие химики предпочитают иное название - сахара.
Один из сахаров мы попытаемся получить из опилок гидролизом, т.е. разложением водой. Это очень распространенный химический процесс. Опилки и другие древесные отходы содержат углевод клетчатку (целлюлозу). Из нее на гидролизных заводах готовят глюкозу, которую можно использовать затем по-разному чаще всего ее сбраживают, превращая в спирт, исходный продукт для множества химических синтезов. Большая и самостоятельная отрасль химической индустрии носит название гидролизной промышленности.
Прежде чем воспроизвести процесс гидролиза древесины, попытаемся понять, в чем его суть, а для этого удобнее будет начать не с опилок, а с огурцов и лучинок.
Вымойте свежий огурец, натрите его на терке и выжмите сок. Сок можно отфильтровать, но это не обязательно.
Приготовьте в пробирке гидроксид меди Си(0Н)2- Для этого добавьте 2-3 капли раствора медного купороса к 0,5 - 1 мл раствора едкого натра. К полученному осадку прибавьте равный объем огуречного сока и встряхните пробирку. Осадок растворится, получится синий раствор.
Такая реакция характерна для многоатомных спиртов, т.е. для спиртов, которые содержат несколько гидроксильных фупп.
Теперь нагрейте до кипения (или поставьте в кипящую воду) пробирку с полученным синим раствором. Он сначала пожелтеет, затем станет оранжевым, а после охлаждения выпадет красный осадок оксида меди Си20.
наверное, догадываетесь, что этот опыг совсем не обязательно ставить именно с соком огурца. Он хорошо получается и с другими сладкими соками - виноградным, морковным, яблочным, фушевым. Можно взять для опыта и туалетную огуречную воду, которая продается в парфюмерных магазинах. И, конечно, просто таблетки глюкозы.
Теперь второй предварительный опыт - осахаривание лучинки.
Приготовьте раствор серной кислоты к одному объему воды прилейте один объем концентрированной серной кислоты (ни в коем случае не лить воду в кислоту). В пробирку с раствором опустите лучинку и нагрейте раствор до кипения. Лучинка при этом обуглится, но опыту это не помешает.
После нагревания выньте лучинку, опустите ее в другую пробирку с 1 - 2 мл воды и прокипятите. В обеих пробирках теперь есть глюкоза. Проверить это можно, добавив к растворам две-три капли медного купороса, а затем и едкий натр - появится знакомая синяя окраска. Если же этот раствор прокипятить, вйпадет, как мы и ожидали, красный осадок оксида меди Си20. Итак, глюкоза обнаружена.
что наша лучинка осахарилась, и есть результат гидролиза целлюлозы (а на ее долю в древесине приходится около 50%). Как и при гидролизе крахмала, серная кислота в этом процессе не расходуется, она ифает роль катализатора.
Наконец, мы подошли к основному опыту, который был обещан в заглавии получение сахара из опилок.
В фарфоровую чашку насыпьте 2-3 столовые ложки древесных опилок и смочите их водой. Добавьте еще немного воды и равное количество ранее приготовленного раствора серной кислоты (1 1), жидкую кашицу хорошо перемешайте. Закройте крышкой и поставьте в духовку газовой плиты (или в русскую печь) примерно на час, можно на немного меньше.
Содержимое чашки слейте в молочную бутылку, взболтайте жидкость и дайте постоять несколько часов. Сульфат кальция, образовавшийся при нейтрализации кислоты, осядет на дно, а сверху останется раствор глюкозы. Осторожно слейте его в чистую чашку (лучше по стеклянной палочке) и отфильтруйте.
Осталась последняя операция - выпаривание воды на водяной бане. После нее на дне остаются светло-желтые кристаллы глюкозы. Их можно попробовать на вкус, но и только - продукт недостаточно чистый.
мы выполнили четыре операции варку опилок с раствором серной кислоты, нейтрализацию кислоты, фильтрование и выпаривание. Именно так и получают глюкозу на гидролизных заводах, только, конечно, не в фарфоровых чашках...
И еше один промышленный процесс мы можем воспроизвести без особых затруднений превратим один сахар в два других.
При долгом хранении домашнее варенье часто засахаривается. Это происходит потому, что сахар кристаллизуется из сиропа. С вареньем же, которое продается в магазине, такая беда случается гораздо реже. Дело в том, что на консервных заводах, кроме свекловичного или тростникового сахара, сахарозы СцНггОц, используют и другие сахаристые вешества например инвертный сахар. Что такое инверсия сахара и к чему она приводит, вы узнаете из следующего опыта.