одной емкости путем пропитки ее 44–45 %-ной соляной кислотой при 0 °C или — 10 °C с последующим насыщением массы газообразным хлористым водородом до 48 %-ной кислоты при 20 °C (время сокращается до 6 час, расход соляной кислоты — 0,94 кг на 1 кг сухого сырья)[84], а также, если отказаться от выделения кристаллической целлюлозы и использовать уваренный глюкозный сироп. Несмотря на упрощения и доступность аппаратурного оформления (для отгонки кислоты могут быть использованы с некоторыми изменениями вакуумные водоструйные системы), применение этой технологии в бытовых условиях достаточно сложно и опасно из-за высокой летучести и агрессивности соляной кислоты (необходима хорошая вентиляция, тщательная герметизация оборудования, защита окружающей среды и людей). Более удобен гидролиз древесины малыми количествами концентрированной серной кислоты. Сначала древесные опилки обрабатывают разбавленной серной кислотой для удаления гемицеллюлозы (например, 5-кратным объемом 2,5–3 %-ной кислоты при 100 °C), и полученный целлолигнит тщательно сушат (до 4–5 %-ной влажности). Затем по одному из способов целлолигнит смачивался 0,2–0,15 кратным количеством 40–42 %-ной серной кислоты, пропускался 12–15 раз через вальцы с зазором 0,2 мм при 100–110 °C до образования темно-коричневой или черной эластичной массы (в других опытах массу мяли на шаровых или вибромельницах). Затем массу разводили водой до создания 5 %-ной концентрации кислоты и проводили 5 час ее инверсию на кипящей водяной бане. Раствор отжимали от остатка, кислоту нейтрализовали мелом и осаждали в виде гипса,[85]отфильтрованный раствор упаривали. Выход сахаристых веществ — 53 % от сухого целлолигнита (или 88 % от теоретического)[86] Можно обойтись без вальцов и мельниц, если целлолигнит смешать с 1-кратным по весу количеством 70 %-ной серной кислоты (гидролиз идет 48 часов при 18 °C).[87] Кислоту регенерируют диализом (помещая массу в целлофановом мешочке в чистую воду, упаривая последнюю потом до нужной концентрации кислоты) или электродиализом. Простейшая электродиализная установка — пористый сосуд (например, из слабообожженной глины) с гидролизной массой разбавленной водой до 3 %-ной концентрации кислоты и катодом опускается в стеклянный сосуд с подкисленной водой и анодом. Оба электрода — угольные (от электрощеток, батареек и т. д.). К аноду отгоняется до 91 % кислоты. Расход энергии 1 квт-час на 1 кг H2SО4 (при напряжении 2 V)[88].
Все используемые кислоты и другие химикаты должны быть химически чистые. Оборудование — из кислотостойких материалов. Все манипуляции с кислотами должны вестись в вытяжном шкафу или на открытом воздухе с соблюдением техники безопасности работы с кислотами. Конечный продукт обязательно проверять на отсутствие кислоты (pH не менее 5), тяжелых металлов.
Дрожжи (кормовые)
Питательной средой может служить зерно-картофельная барда (после отгонки спирта), а также зерно-картофельные заторы, меласса, сахарные растворы с содержанием 1–1,5 % сахаров и необходимых минеральных солей. На 1 л барды добавляют 6,5 г сульфата аммония (или 2–3 г мочевины), 0,09 г фосфорной кислоты, подкисляют серной кислотой и заливают дрожжами. Процесс ведут непрерывно при 35 °C, барботировании воздуха через раствор из расчета 55–60 л в час на 1 л объема раствора и поддерживании кислотности летом рН = 4,5–5,0, а зимой рН = 4,8–5,5. Каждые 8 часов часть бражки с дрожжами отбирают и заливают в растильную емкость такой же объем питательного раствора. В отобранной бражки гасят пену (механическими пеногасителями или добавлением олеиновой кислоты, фосфатидов и др.). Потом дрожжи отделяют сепарированием в 3 ступени, сгущая их до 450–500 г/л (10–18 % сухих веществ). Для обезвреживания (отмирания) дрожжи перед сушкой выдерживают 45 мин при 70–75 °C. Сушат их при 90 — 950 до 10 % влажности. Непрерывное ращение дрожжей можно осуществлять зимой до 2–3 месяцев, а летом — до 15–30 дней. Затем все оборудование дезинфицируется (формалином и др.) и 1 час пропаривается.[89]
Едкий натрий, едкий калий, поташ
В 10 частях кипящей воды растворяют 1 часть кальцинированной (стиральной соды и добавляют 1 часть измельченной гашеной извести при перемешивании. Кипятят около 4 часов, периодически добавляя воду до прежнего объема. Окончание реакции определяют добавлением к отфильтрованной пробе раствора кислоты (уксусной, серной ит. д.). Если углекислота в виде пузырьков газа не выделяется, значит, вся сода превратилась в едкий натрий. Тогда раствор охлаждают, отфильтровывают от осадка и упаривают до нужной концентрации на медленном огне.
Осадок (мел) можно прокалить на сильном огне (при 9000 и выше) и полученную известь использовать повторно. Для получения едкого калия из древесной золы сначала выделяют поташ (карбонат калия). Золу смачивают водой, через сутки. Затем емкость плотно набивают золой на 3/4 объема и заливают водой на 4 часа, потом сливают воду и еще 2 раза заливают водой на 2 часа. Полученный раствор уваривают, образующийся от него осадок (поташ с небольшой примесью других солей) прокаливают.[90]
В 10 частях кипящей воды растворяют 10 частей поташа и добавляют к ней небольшими порциями помешивая 10 частей измельченной гашенной извести.[91] Далее так же как при приготовлении едкого натрия.
Каталитические печи
Состоит из бака-резервуара бензина и каталитической горелки в одном корпусе из железа толщиной 1 мм. Через узкую щель в бак опущены асбестовые фитили. Прямоугольная горелка сделана из уголков, на которых уложены 2 металлические сетки, между которыми равномерная засыпка из асбестового волокна с каталитической пропиткой. Все герметизируют. Засыпку получают так.
1200 г чистого азотнокислого железа (получают растворением в азотной кислоте) разводят в 1,5 л дистиллированной воды при 40-800, добавляют 12,5 окиси кобальта растворенной в азотной кислоте (кобальт содержится во многих радиодеталях — постоянных магнитах, магнитных сердечниках из пермендюра, ножках микросхем и т. д.). Этой смесью пропитывают 300 г асбестовой ваты 1 час при частом перемешивании, охлаждают до 20 °C, добавляют 550 г двуххромовокислого аммония растворенного в 1 л воды, 3–4 раза перемешивают и энергично размешивая, приливают небольшими порциями 380 см3 20 %-ного раствора аммиака. Через 1–1,5 часа вату вынимают, слегка отжимают, сушат тонким слоем при 100–120 °C. Затем теребят до получения мягкого рыхлого волокна и 3 часа прокаливают при 380–400 °C. Все операции делают в резиновых перчатках, на открытом воздухе с респиратором (асбестовая пыль — вызывает рак легких). Коротковолокнистый, листовой и шнуровой асбест не годится. Для розжига каталитической печи на горелку наливают 50-100 см3 бензина, поджигают. Через 3–4 минуты пламя гаснет и начинается беспламенное горение. Возможен беспламенный розжиг печи, если в катализатор заложить нихромовую спираль и включить ее в электрическую сеть.[92]
В литературе приводятся составы менее дефицитных катализаторов, например, алюмо-хромовых (25,1%окиси алюминия; 74,1 % Сr2О3 и 0,8 % СuО). Готовят его аналогично, смешивая азотнокислый алюминий и азотнокислую медь с хромовокислым аммонием (смесь покупного двуххромовокислого аммония и аммиака), пропитывая асбест и затем прокаливая.
Катализаторы дают температуру до 950 — 11500, работают до 1 тыс. часов, а после отравления