Читайте также:
|
Сировиною для одержання спирту являються різні продукти, вуглеводи яких здатні зброджувати незалежно або спеціальної обробки – оцукровування. Вуглеводи діляться на три групи: 1) моносахариди; 2) олігосахариди; 3)полісахариди;
Із полісахаридів найбільш розповсюджені в природі і представляють найбільший технічний інтерес крохмаль та інулін.
Вітчизняна промисловість не виробляє спирт з інуліновмісної сировини – клубнів топінамбура та корнів цикорію, хоча ця технологія була розробне ще в 30-тих рока в СССР. За кордоном промислове виробництво етилового спирту із топінамбуру та цикорію повністю налагоджене.
В домашніх умовах топінамбур та цикорій являються вигідною сировиною для отримання етилового спирту та внаслідок високої врожайності, низькою потребою кліматичних умов, можливістю обцукровування без використання солоду. Врожайність топінамбура становить до 50 т. з г.;Цикорію – до 20 - 30 т. з г. Клубні топінамбуру містять 18.3 %, а корні цикорію до 15.7% зароджуваних вуглеводів.
На відміну від крохмалю, інулін топінамбура і цикорію починає ростворюватись вже в теплій воді (30 – 40 
), і відповідно добре у гарячій (50 – 55 ) воді.
Інулін легко обцукровується інулазою, який міститься у самих клубнях топінамбуру, а інколи – і цикорію.Під дією інулази при температурі (50 – 55 ) інулін спочатку переходить в левуліни, які в подальшому переходять в фруктозу (левулозу), зброджувану ферментами дріжджів. Обцукровуюча дія інулази проявляється вже під час росту, а особливо при довготривалому зберіганні клубнів. Цією властивість інулази і присутністю її в клубнях топінамбуру користуються при переробці його на спирт.
Особливу увагу ми приділили біоконверсії інуліновмісного топінамбура для визначення перспективності його як сировини для алкогольного бродіння.
Топінамбур або земляна груша (Helianthus tuberosus — соняшник бульбистий) — бульбоносна рослина роду соняшників родини айстрових (Asteraceae). У дикому вигляді рослина зустрічається в Північній Америці від штату Мен на захід до Північної Дакоти та на південь до північної Флориди і Техасу. Її бульби їстівні, вона вирощується як кормова, технічна і харчова рослина.
Рис. 2.2. Топінамбур та його коренеплід
Інулін (від лат. inula — оман), (С6Н10О5)n — поширений в природі резервний полісахарид, поліцукридний ланцюжок якого складається переважно з залишків D-фруктози, з'єднаних між собою l,2-глюкозидними зв'язками. Молекула інуліну містить і невелику кількість залишків глюкози. Тобто, ланцюжок складається із фруктозних ланок з кінцевою глюкозою. Він не засвоюється організмом людини, але є необхідною для функціонування органів травлення баластною речовиною. Належить до групи фруктозанів.
Інулін легко гідролізується при нагріванні з водою або в присутності органічних (оцтової, винної) і неорганічних кислот. При неповному гідролізі утворюється дисахарид інулібіоза (1-β-D-фруктофуранозил-D-фруктоза), при повному - фруктоза. Гідроліз інуліну відбувається також під дією відповідних ензимів - інулаз, або β-фруктофуранозидаз.
2.4. Екологічне пальне для двигунів внутрішнього згоряння (аналіз світових тенденцій)
З початку цього століття ціна на нафту стала кожним роком невпинно зростає. Поява альтернативних видів відновлювального палива (біопаливо, спирт-бензинові суміші) та збільшення промислового виробництва електромобілів дещо зменшило ціну у 2009-2011 роках (рис. 2.3.) [36].
Рис. 2.3. Динаміка зростання цін на нафту
Бразилія та США є домінантними індустріальними країнами у виробництві біопалив, що складаються з спирту та бензину. Їх сумарна доля на світовому ринку виробництва етанолу – 87%. Бразилія на сьогодні займає друге місце по виробництву етанолу (30 млрд. л), а за масштабами експорту їй належить перше [37]. У кожній країні є власні законодавчі акти та економічні можливості, що регулюють виробництво та реалізацію біоетанольного палива. Наприклад, в Росії з 1 липня 2004 Держстандарт затвердив «етанольне моторне паливо для автомобільних двигунів з примусовим запалюванням». Цим документом узаконені "бензаноли" - моторні палива, що містять, крім бензину, етиловий спирт в кількості 5- 10%. Це аналоги американського «газохолу», у складі якого від 5,59 до 10% етанолу.
За останні роки об’єми світового виробництва етанолу невпинно зростають, і це зростання пов'язане з його використанням як палива у двигунах внутрішнього згорання (ДВЗ). У Бразилії етанол отримують з цукрової тростини, в США - переважно з кукурудзи. Займаються його виробництвом Іспанія, Швеція, а в Англії передбачається знизити податки на «спиртоване» паливо, щоб зробити його конкурентоспроможним по відношенню до традиційних бензинів.
У деяких країнах дешевше виготовляти синтетичне пальне по технології так званого зріджування твердого палива (вугілля). Найближчими замінниками бензинів та дизельних палив вважають низькомолекулярні спирти: метанол, етанол, більш віддаленим – водень [38-43]. Ці палива можна використовувати як добавки до нафтових палив, а також як самостійні палива. Як паливо чи добавку можна використовувати ізоспирти, ефіри та деякі інші сполуки, але вони дорожчі в добуванні. Енергетично спирт менш калорійний ніж бензин, проте цей недолік можна ігнорувати в силу економічності та екологічності його використання. Порівняльна характеристика питомої енергії, в залежності від типу палива,приведена в таблиці 1.[44]
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 46 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |