Гидролиз древесины

Под гидролизным производством понимают осахаривание древесины кислотами (серной и соляной), включая переработку получаемых сахаров на этиловый спирт, углекислоту, кормовые дрожжи, фурфурол и другие продукты. Получающиеся при гидролизе древесины сахара могут быть выделены и в кристаллическом виде. Гидролизу обычно подвергают отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки. Применяются два метода гидролиза: гидролиз древесины разбавленной до 0,5% серной кислотой при температуре 170...200 °С и давлении 98,1 * 104...147,15 * 104 Па; гидролиз древесины концентрированными кислотами: 70%-ной серной и 40...41%-ной соляной при комнатной температуре.
Гидролиз древесины разбавленной серной кислотой производят в гидролизаппарате (объемом 18 м3 и более). Измельченное сырье из бункера транспортером через загрузочную воронку поступает в гидролизатор. Во время загрузки сырье смачивается нагретой до 71...90 °С серной кислотой крепостью 0,5...0,7%. В загруженный аппарат подают острый пар. Как только температура массы достигнет 150...170 °С, в аппарат вводится 0,5...0,7%-ная серная кислота, нагретая до 170...200 °С, в количестве достаточном для заливки сырья. Образующийся гидролизат непрерывно выводится из нижней части аппарата в течение всего процесса гидролиза (1...3 ч). Уровень кислоты в аппарате поддерживается поступающей горячей кислотой. Полученный гидролизат фильтруется и подается в испарители высокого и низкого давления. Пары гидролизата конденсируются и поступают на переработку для извлечения метилового спирта и фурфурола. Выгрузку лигнина из гидролизатора в циклон производят выдуванием его под давлением 68,67 * 104...79,48 * 104 Па.
Гидролиз древесины концентрированными кислотами производят в гидролизаторе при температуре 15...40 °С, при этом получают гидролизат с большим содержанием моносахаридов. Гидролизат упаривают и нейтрализуют гашеной известью. Нейтрализованный, очищенный и охлажденный гидролизат называется древесным суслом. Сахара древесного сусла сбраживают при помощи спиртообразующих дрожжей в батарее бродильных чанов. Процесс сбраживания продолжается 6...10 ч. Сброженный нейтрализат называется бражкой. Бражку отделяют от дрожжей в сепараторе. Очищенную бражку, содержащую 1,2...1,6% этилового спирта, пропускают через трехколонный ректификационный аппарат и получают 94...96%-ный этиловый спирт-сырец. Освобожденная от спирта бражка называется бардой.
Этиловый спирт применяется преимущественно в производстве синтетического каучука. При комплексной переработке 1 т абсолютно сухой древесины можно получить 150...180 л этилового спирта, 30...40 кг кормовых дрожжей, 25...30 кг жидкой углекислоты, 300 кг лигнина, 4...7 кг фурфурола и 5...8 кг других химикатов. Фурфурол служит сырьем для производства пластических масс и других синтетических продуктов, применяется при очистке нефтяных смазочных масел, в медицине и сельском хозяйстве. Кормовые белковые дрожжи содержат 45...55% белка и употребляются в кормовом рационе животных. Жидкую углекислоту, расфасованную в стальные баллоны, применяют для газирования воды, в сварочной технике и т. д. Из лигнина можно получать активированный уголь, органические кислоты, наполнители резины и пластмасс, удобрения.