Pjuvenų betonas yra paprastas. Cukraus išgavimas iš pjuvenų

Tai labai dažnas cheminis procesas. Yra pjuvenų ir kitų medienos atliekų pluošto(celiuliozė). Hidrolizės gamyklose iš jos ruošiama gliukozė, kuri gali būti naudojama įvairiais būdais. Dažniausiai jis paverčiamas alkoholiu, daugelio cheminių sintezių pradiniu produktu.

Taigi, kaip gauti cukraus iš pjuvenų? Norėdami tai padaryti, atlikime šį eksperimentą. Į porcelianinį puodelį įdėkite 2–3 šaukštus pjuvenų ir sudrėkinkite vandeniu. Įpilkite dar šiek tiek vandens ir tiek pat paruošto tirpalo (1:1), gerai išmaišykite skystą srutą. Uždarykite dangtį ir pašaukite į dujinės viryklės orkaitę maždaug valandai, gal kiek trumpiau.

Tada išimkite puodelį, įpilkite vandens į viršų ir išmaišykite. Filtruokite tirpalą ir neutralizuokite filtratą, įpildami susmulkintos kreidos arba kalkių vandens, kol burbuliukai sustos. Apie neutralizavimo pabaigą galima spręsti ir išbandžius skystį lakmuso popieriumi arba vienu iš naminių indikatorių.

Puodelio turinį supilkite į pieno buteliuką, suplakite skystį ir palikite kelias valandas pastovėti. Kalcio sulfatas, susidaręs neutralizuojant rūgštį, nusės apačioje, o viršuje liks gliukozės tirpalas. Atsargiai supilkite į švarų puodelį ir filtruokite.

Paskutinė likusi operacija – vandens garinimas vandens vonioje. Po jo apačioje lieka šviesiai geltoni gliukozės kristalai, kurie dar nėra pakankamai gryni. Būtent taip gliukozė gaunama hidrolizės gamyklose, tik, žinoma, ne porcelianiniuose puodeliuose...

O kitą pramoninį procesą galime atkurti be didelių sunkumų: vieną cukrų paverčiame dviem kitais.

Ilgai laikant, naminė uogienė dažnai būna cukruota. Taip atsitinka todėl, kad iš sirupo kristalizuojasi cukrus. Su uogiene, kuri parduodama parduotuvėje, tokia nelaimė nutinka daug rečiau. Faktas yra tas, kad konservų gamyklose, be runkelių ar cukranendrių cukraus, naudojama sacharozė C 12 H 22 O 11, kitos cukraus turinčios medžiagos, pvz. invertuoto cukraus. Kas yra cukraus inversija ir prie ko ji veda, sužinosite iš šios patirties.

Į mėgintuvėlį ar stiklinę supilkite 10–20 g silpno cukraus tirpalo ir įlašinkite kelis lašus praskiestos druskos rūgšties. Po to tirpalą kaitinkite verdančio vandens vonelėje 10–15 minučių, tada rūgštį neutralizuokite, geriausia magnio karbonatu MgCO 3.

Kai anglies dioksido burbuliukai sustos, leiskite skysčiui nusistovėti. Tik tuo atveju patikrinkite indikatoriumi, ar rūgštis visiškai neutralizuota. Nusausinusį skystį nukoškite ir paragaukite: pasirodys ne toks saldus nei pirminis tirpalas.

Gatavame tirpale sacharozės praktiškai neliko, tačiau atsirado dvi naujos medžiagos – gliukozė ir fruktozė. Šis procesas vadinamas cukraus inversija, o gautas mišinys vadinamas invertuotu cukrumi.

Invertuotas cukrus yra daug mažiau linkęs kristalizuotis nei įprastas cukrus. Jei atsargiai išgarinsite jo tirpalą vandens vonelėje, gausite tirštą sirupą, kuris šiek tiek primena medų. Po aušinimo jis nesikristalizuoja. Beje, tris ketvirtadalius visų mėgstamo bičių medaus sudaro tie patys angliavandeniai kaip ir invertuotasis cukrus – gliukozė ir fruktozė. Dirbtinis medus taip pat gaminamas iš invertuoto cukraus.

SVARBĖ YRA MILŽINĖ.

PIRMIAUSIA Truputį ISTORIJOS

1919 m. spalį Petrogrado sovietų pirmininkas gavo laišką iš Lenino. Vladimiras Iljičius rašė: „Sako, vabalas (nužudė) cukrų iš pjuvenų? Ar tai tiesa? Jei tiesa, būtinai turime rasti jo padėjėjų. norint tęsti darbą. Svarba milžiniška. Sveiki! Leninas"

Neišvengiamai kyla klausimų: kas tas Žukas? Kieno nužudytas? Koks yra cukraus gamybos iš pjuvenų būdas? Kodėl Vladimiras Iljičius šiam reikalui suteikė „milžinišką reikšmę“?

Jei kas atsitiktų mažame miestelyje Petrokrepsti (buvęs Šlisselburgas) netoli Leningrado, jis vienoje iš gatvių pamatydavo ženklą: „Žuk gatvė“. Justinas Žukas gimė ir užaugo Ukrainoje. Už aktyvų dalyvavimą 1905 m. revoliucijoje jis buvo nuteistas amžiniems katorgos darbams. Ir tik revoliucija išlaisvino kovotoją už liaudies reikalą.

Šalis tuo metu išgyveno sunkų laikotarpį. Neužteko duonos ir degalų. Cukraus visai nebuvo. Jo gamyba sumažėjo beveik 15 kartų, palyginti su prieškariu. Ir tada maisto komisaras prisiminė seniai girdėtą istoriją apie ekscentrišką inžinierių, kuris cukrų gaudavo virdamas pjuvenas su sieros rūgštimi.

Taigi vakarykštis Raudonosios gvardijos vadas tampa chemiku Ladogos ežero pakrantėje jis organizuoja seminarą, kuriame dieną ir naktį atlieka eksperimentus. Pagaliau čia – sėkmė! Žukas iš pjuvenų gauna saldų, į melasą panašų sirupą, bet... Generolas Judeničius artėja prie Petrogrado. Ir maisto komisaras vėl tampa kariniu komisaru.

Petrogrado fronto Karelijos sektoriuje Baltosios gvardijos kulka aplenkia narsųjį komisarą...

Ki IR DABAR šiek tiek chemijos

ar tai pasirodė „Justino cukrus“? Perdirbtą medieną daugiausia sudaro pluoštas (celiuliozė) ir nedidelis kiekis lignino. Būtent jame, celiuliozėje, visa tai yra. Pluoštas priklauso tai pačiai organinių junginių klasei kaip ir krakmolas, cukrus ir kai kurios kitos medžiagos, chemijoje žinomos kaip „angliavandeniai“. Pavyzdžiui, vieno iš paprasčiausių gliukozės cukrų formulė yra CeHuOg. Tačiau šią formulę galima pavaizduoti ir taip: C 6 (H20) in, kur yra 6 anglies atomai ir 6 vandens molekulės. Žodžiu, „angliavandeniai“.

Bet grįžkime prie celiuliozės. Jis, kaip ir krakmolas, yra klasifikuojamas kaip angliavandeniai, nepanašūs į cukrų. Jų molekulės yra natūralūs polimerai. Ir krakmolas, ir skaidulos susideda iš dehidratuotų vynuogių cukraus (gliukozės) likučių. Jei iš gliukozės molekulės atimtume vieną vandens molekulę, gautume:

C H, 206-H20 = C6H|o05.

Iš tokių gliukozės likučių susidaro celiuliozė. Bet kiek tokių

1 V. I. Leninas, baigtas. kolekcija cit., red. 5 t., 74 p.

likučių, esančių vienoje krakmolo ar celiuliozės molekulėje? Deja, kol kas tiksliai neaišku. Štai kodėl krakmolo ir celiuliozės formulė rašoma taip: (C e HioOj) p Ženklas „p“ rodo tam tikrą gliukozės likučių skaičių. Manoma, kad n celiuliozės molekulėje yra 3000 ar daugiau.

Gamta sugebėjo iš daugybės šimtų ar tūkstančių plytų – gliukozės molekulių – sukurti milžiniškas struktūras – krakmolą ir celiuliozę. Kodėl mums nepabandžius elgtis priešingai? Sunaikinti sudėtingas molekules, gauti plytų iš pastatų – gliukozės, tai yra vynuogių cukraus?

VĖL TRUMPAS ISTORIJOS

Tai įvyko daugiau nei prieš 150 metų, tiksliau, 1811 metais Sankt Peterburge. Tada pagrindinei didmiesčio vaistinei vadovavo K. S. Kirchhoffas. Atlikdamas porceliano gamybos eksperimentus, jis bandė rasti pigų ir prieinamą arabiškos gumos pakaitalą. Išbandęs įvairias medžiagas, mokslininkas apsigyveno ties krakmolu.

Atskiedęs krakmolą vandeniu ir įpylęs sieros rūgšties, Kirchhoffas pradėjo virti mišinį ant ugnies. Rezultatas buvo tiršta klampi masė, panaši į gumą. Ji pasirodė miela. Kirchhofas iš karto suprato: dalis krakmolo virto cukrumi! Jis, žinoma, negalėjo paaiškinti šio proceso chemijos, taip pat sieros rūgšties vaidmens. O šiandien?

Iš to, ką žinome apie krakmolo struktūrą, aišku: suskilo didelė krakmolo molekulė. Prie kiekvienos gliukozės liekanos yra prijungta vandens molekulė. Chemikai šį procesą vadina hidrolize. Kalbant apie sieros rūgštį, ji veikia kaip katalizatorius.

Visa šiuolaikinė krakmolo sirupo ir gliukozės gamyba paremta Kirchhoff atradimu. Bet jei galite suskaidyti krakmolą, kodėl negalite to padaryti su celiulioze?

Pirmuosius eksperimentus šia kryptimi atliko prancūzas Braconneau; jam antrino rusų chemikas I. Vogelis, 1822 metais gavęs saldžiąją medžiagą iš lino ir popieriaus, tai yra iš tos pačios celiuliozės. 1837 metais Sankt Peterburgo miškų instituto profesorius I. Čirvinskis atliko solidų pjuvenų hidrolizės darbą ir iš jų gavo pašarinį cukrų. O praėjusio amžiaus pabaigoje vienoje Archangelsko lentpjūvių buvo įrengta pirmoji pasaulyje medienos hidrolizės gamykla.

Tad nenuostabu, kad „ekscentriškasis inžinierius“, apie kurį mūsų amžiaus pradžioje girdėjo Justinas Žukas, iš pjuvenų gavo cukrų (žinoma, vynuogių cukrų).

Šiek tiek taupumo

Kitas skaitytojas gali pastebėti: Leninas apie cukrų iš medienos rašė 1919-aisiais, sunkiais šaliai metais. Bet kam tai iškelti dabar? Išties mūsų šalyje cukraus netrūksta. 1964 metais Sovietų Sąjunga pagamino 8,2 milijono tonų cukraus – 92 kartus daugiau nei 1920 metais. 1965 metais cukraus gamyba padidėjo dar ketvirtadaliu. Tai neapima melasos ir gliukozės!

Visgi laikas pakalbėti apie cheminį medienos perdirbimą į gliukozę. Juk cukriniai runkeliai – brangi žaliava. Norint pagaminti 10 mln. tonų cukraus, reikės apie 80 mln. tonų runkelių. Tokio kiekio burokėlių auginimo plotas sieks beveik 4 milijonus hektarų! Ar įsivaizduojate, kiek darbo reikia išleisti apdirbant tokią medieną?

gailestingumas? Taip pat brangu ir daug darbo reikalaujama gauti krakmolą, skirtą maistinei gliukozei gaminti. Be to, ir pats krakmolas, ir medžiagos, iš kurių jis gaminamas (bulvės ir kukurūzų grūdai), yra maisto produktai. Tuo tarpu gliukozei, gaunamai ląstelienos cheminės hidrolizės būdu, žaliavos turime tiek, kiek norime, o tuo pačiu ir nemokamų! Juk vien lentpjūvėje ir medienos apdirbimo pramonėje kasmet į sąvartynus išmetama apie 70 mln. m atliekų. Tiesiog turėkite laiko juos perdirbti! Štai kodėl visiškai įsisavinus gliukozės gamybą, atrodo tikslinga ir naudinga dalį runkelių cukraus pakeisti iš medienos gaunama gliukoze.

Vokietijoje, Prancūzijoje ir kitose šalyse jau veikia gamyklos, perdirbančios medieną į maistinę gliukozę.

TECHNOLOGIJA PAGALIAU

Šiandien mūsų šalyje sukurta asfaltuota hidrolizės pramonė. Naudodami didžiulius medienos žaliavos ir žemės ūkio atliekų išteklius, hidrolizės įrenginiai celiuliozę paverčia vertingais produktais, tokiais kaip etilo alkoholis (puiki žaliava polimerams gaminti) ir baltyminės mielės (puikus pašaras gyvuliams). Na, o pjuvenų cukrus? Juk alkoholis ir mielės – ne cukrus! Į šį klausimą galima atsakyti taip: ir alkoholis, ir mielės gaunamos iš tų cukrų, kurie susidaro celiuliozės hidrolizės metu. Stalo cukraus (gliukozės) gamyba dar visai neseniai nebuvo vykdoma, nes reikėjo gana sudėtingo technologinio medienos apdorojimo. Prieš dvejus metus sunkumai buvo įveikti.

Kansko mieste, Krasnojarsko krašte, netoli nuo vietų, kur Leninas kadaise tarnavo tremtyje, buvo pastatytas pirmasis Sovietų Sąjungoje bandomasis pramoninis cechas. Ten iš medienos gaunamas stalo cukrus (gliukozė). Taip man pasakė gamyklos vyriausiasis inžinierius G. Gorochovas.

Mediena (eglė, pušis) susmulkinama į drožles, kurios po to iš anksto hidrolizuojamos esant silpnai druskos rūgščiai. Šiuo atveju viskas, kas lengvai hidrolizuojama, patenka į tirpalą. Tačiau celiuliozė ir ligninas lieka. Po filtravimo jie išdžiovinami ir apdorojami stipria rūgštimi. Vyksta hidrolizė. Šiame technologinio proceso etape išspręsta pagrindinė užduotis: celiuliozė paverčiama gliukoze. Gliukozės tirpalas išvalomas ir virinamas. Iš tiršto sirupo iškrenta gliukozės kristalai. Jie išdžiovinami – ir cukrus paruoštas!

Žinoma, iš tikrųjų viskas yra šiek tiek sudėtingiau, tačiau faktas išlieka: Kansky hidrolizės gamykla jau gamina gliukozę iš medienos, kuri tinka net medicinos tikslams.

Taigi, praėjus keturiems su puse dešimtmečio, buvo suvoktas dalykas, apie kurį Vladimiras Iljičius rašė: „Milžiniška svarba“.

Leningradas

Ir statyti sienas naudojant cementą ir pjuvenas. Tame straipsnyje daugiausia buvo aprašyta teorija. Šios dienos straipsnis - Medienos betonas, kaip tai padaryti - praktika. O mes kalbėsime konkrečiai apie techninius aspektus – proporcijas, atsargumo priemones, ypatybes.

Medienos betonas – kaip tai padaryti praktiškai? Pirmas, puikus, daug kartų patikrintas patarimas: jei planuojate ką nors statyti patys (mūsų atveju iš medžio betono), tai praktikuokitės ant mažų formų, kol visiškai pasitikėsite savimi. Tai yra, pirmiausia

Padarykite bandomąsias plytas iš medžio betono – kad pamatytumėte, kaip tai jaučiasi. Be to, tiriama reikiama proporcija.
Padarykite nedidelį suoliuką iš medžio betono.
Tada netgi galite padaryti nedidelę pastogę ar garažą.
Ir dabar, pagaliau, yra galimybė, kad laikas pereiti prie namo statybos.

Žinoma, taškus galima praleisti, o 1 iš karto pakeisti 4. Bet visgi, kas jau ne kartą patikrinta patirtimi, geriau veikti palaipsniui. Pavyzdžiui, panašus patarimas iš knygos apie krosnelių kūrimą: jei niekada nekūrėte krosnelės, pasidarykite maketą – iš mažyčių molinių plytelių; išdėstymas, kuris tiksliai atkartoja būsimą orkaitę. Ir tada uždekite ugnį modelyje. Jei gerai dega, vadinasi, galite veikti. Jei nedega, treniruokitės toliau.

Ta pati istorija su mediniu betonu – iš pradžių mažas daiktas, tada didesnis, o tada namas.

Medienos betono minkymo praktika.

Trumpi apibrėžimai:

Medienos betonas - M500 cementas ir pjuvenos (pjuvenos - 80-90% viso kiekio)
Pjuvenų betonas - cementas, smėlis ir pjuvenos.

Taip pat į medžiagą dedama medžiagų, kad mediena nedarytų įtakos mišinio kietėjimui. Tai

natrio silikatas
kalcio chloridas
kalcio nitratas
kalkių
palikite pjuvenas ore bent mėnesį

Geriausias užpildas yra ne tik pjuvenos, bet ir mišinys su drožlėmis. Pjuvenų ir drožlių santykis yra nuo 1:1 iki 1:2. Proporcija parenkama eksperimentiniu būdu, naudojant bandomąsias plytas. Pjuvenos turi būti švarios ir neturi būti daug žievės, nes jose yra daug organinių komponentų, trukdančių hidratuotis.

Kiekvienam 1 m3 pjuvenų žaliavos reikia 150-200 litrų 1,5% kalkių tirpalo, į kurį 3-4 dienas dedamas mūsų užpildas, maišant pjuvenas 1-2 kartus per dieną. Šis metodas leidžia ne tik pagreitinti pjuvenų paruošimo procesą, bet ir visiškai pašalinti pjuvenose esantį cukrų. Toks žaliavų išlaisvinimas iš cukraus padeda išvengti pjuvenų puvimo blokuose, tai yra, pastarųjų išbrinkimo.

Maišymo proporcijos gaminant arbolito blokelius

1 dalis pjuvenų, 1 dalis cemento, 1,5 dalys vandens ir 2-4% priedų.

Apytikslis komponentų ir tūrio santykis:

1 dalis cemento, 1 dalis kalkių (arba vietoj kalkių 2 dalys cemento), 9 dalys pjuvenų + 2-4% priedų

Jei nuspręsite gaminti pjuvenų betonas, tada galite naudoti šį apytikslį santykį (taip pat pagal tūrį):

1 dalis cemento, 1 dalis smėlio, 1 dalis pjuvenų.

Kita proporcija:

4 kibirai pjuvenų, 1,5 smėlio, pusė kibiro cemento.

Kaip matote, yra daug receptų. Taigi išvada tokia: reikia pasidaryti bandomąsias plytas.

Minkykite mišinį - 2 būdais.

Pirmasis yra betono maišyklėje.
Antra – rankiniu būdu

Antrasis metodas yra lengvesnis, jei esate susipažinę su Adobe minkymo praktika. Ten minkymas vyksta ant patvaraus audinio pagrindo (arba vinilo ar brezento ir pan.). Tokiu būdu jūs netgi galite maišyti didelius kiekius. Daugiau skaitykite knygoje „Saman – filosofija ir praktika“.

Minkymo seka:

smėlis (jei tai pjuvenų betonas)

Sienų statybos iš medžio betono praktika.

Pirmasis metodas - iš arbolito blokelių. Jis pagamintas taip pat, kaip ir iš įprastų plytų. Šiek tiek sprendimo, lygio, bakstelėta čia, pridėta ten – čia padės tik praktika.

Žinoma, horizontalios linijos turi būti išlaikytos visuose trijuose matmenyse, kad apkrova pasiskirstytų tolygiai.

Antras būdas - monolitinis medinis betonas. Štai vaizdo įrašo praktika, kuri jums geriausiai parodys:

Pirmojo ir antrojo metodų derinys - nuolatiniai klojiniai iš tvirtesnio medžio betono + beveik pjuvenos viduje:

Korpusai gali būti gaminami iš didelio tankio (1000 kg/m3) pjuvenų betono, kuris sustingus naudojamas kaip nuolatinis klojinys. Ertmės užpildytos monolitiniu medienos betonu. Šiuo atveju santykinis sienos vienodumas pasiekiamas dėl minimalaus perforuoto skiedinio siūlių buvimo, taip pat galima naudoti mažesnio tankio, taigi ir šiltesnio, medienos betoną.

Štai tokio nuolatinio klojinio pavyzdys:

Taip pat kyla mintis – o jeigu medienos betonas supakuotas į maišus? Tai bus kaip namas iš žemės maišų, bet iš pjuvenų? turėsiu pabandyti.

Sienų iš medžio betono apsaugos praktika.

Medinių betoninių konstrukcijų išorinis paviršius, besiliečiantis su atmosferos drėgme, turi turėti apsauginis apdailos sluoksnis. Oro drėgmę patalpose su medinėmis betoninėmis sienomis patartina palaikyti ne aukštesnę kaip 75%.

Apsaugai naudojamas paprastas tinkas:

Galiausiai, pora vaizdo įrašų apie statybas naudojant medinį betoną.

Sėkmės medžio betono praktikoje!

Klausimus ar paaiškinimus būtinai rašykite komentaruose.

Buitinis chemijos mokslas yra priskiriamas plėtojant pramoninę cukraus gamybą iš medienos. Iš tokio cukraus gaminamas alkoholis ir kitos medžiagos.

Cukrinių medžiagų susidarymas augale vyksta pagal šią schemą. Paprastos cukraus turinčios medžiagos, tokios kaip vynuogių cukrus – gliukozė ir vaisių cukrus – fruktozė, susidaro iš anglies dvideginio ir vandens žaliuose lapuose. Jei gliukozė ir fruktozė susijungia, susidaro sacharozė – cukrus, su kuriuo geriame arbatą. Sudėtingesnės augaluose susidarančios medžiagos – krakmolas, celiuliozė ir kitos – nebeturi saldumo.

Krakmolo pavertimą cukringa medžiaga – gliukoze – atliko rusų akademikas K. S. Kirchhoffas.

Šią transformaciją jis atliko 1811 m., kaitindamas krakmolą praskiestomis rūgštimis. Šis procesas buvo vadinamas hidrolize. K. S. Kirchhoffas, iš karto pamatęs dideles praktines savo atradimo galimybes, jo pagrindu sukūrė technologinį melasos ir kristalinės gliukozės gamybos procesą.

Netrukus jau veikė pirmosios krakmolo ir sirupo pramonės gamyklos. O jo kūrimas savo ruožtu iškėlė naują įdomią chemijos mokslo užduotį – medienos pavertimą cukringomis medžiagomis.

Chemijos gamyklose pjuvenos virsta alkoholiu, o alkoholis – sintetiniu kaučiuku.

Chemikai pjuvenas paverčia vertingais produktais.

Galutinis produktas, kurį gamina žalias lapas, yra krakmolas, sudarytas iš didelių molekulių, kurių kiekvienoje yra tūkstančiai gliukozės vienetų. Augalas saugo jį savo rezerviniuose maisto „sandėliuose“ arba naudoja plėsti ir auginti ar atkurti savo kūną. Tačiau kuo didesnė ir sudėtingesnė cukraus struktūra, tuo mažiau joje lieka saldumo. Celiuliozė yra sudėtinga gliukozės likučių molekulinė struktūra. Iš jo augalas susikuria savo skeletą.

Paprasti cukrūs ištirpsta vandenyje, bet iš jų pagamintas krakmolas ir celiuliozė netirpsta. Tai labai svarbu augalui, nes priešingu atveju visas jo kūnas ir skeletas ištirptų nuo pirmojo lietaus.

Sunaikinti augalo skeletą ir hidrolizės būdu paversti jo kietą, nesaldintą kūną į saldžias medžiagas yra mūsų laikų mokslo užduotis. Ir mūsų buitinė chemija išsprendė šią problemą. V.I.Šarkovas ir kiti sovietų mokslininkai celiuliozę pavertė cukringa medžiaga 1931 m.

Kadaise lentpjūvėse kaupėsi ištisi kalnai pjuvenų. Norint juos sunaikinti, reikėjo išrasti specialius deginimo įrenginius.

Atliekos, kurių anksčiau bandė atsikratyti, dabar yra vertinga žaliava hidrolizės pramonei. Mediena paverčiama arba į maisto produktus gyvuliams – cukrų, baltymus ir riebias mieles, arba į technines žaliavas – spiritą, gliceriną, furfurolą ir kitas, kurioms anksčiau buvo naudotos bulvės ir grūdai.

Viena tona normalios drėgmės pjuvenų pakeičia toną bulvių arba 300 kilogramų grūdų ir pagamina 650 kilogramų cukraus arba 220 litrų alkoholio.

Nedidelė lentpjūvė, kurioje įrengtos dvi lentpjūvės, per metus gali pagaminti pjuvenų milijonui litrų alkoholio.

Kasmet žemės ūkyje lieka šimtai milijonų tonų augalinių atliekų – šiaudų, pelų, lukštų, grūdų. Dabar jie rado pritaikymą pramoninėje chemijoje. Mūsų mokslininkai N. A. Sychevas, N. A. Četverikovas ir akademikas A. E. Porai-Koshits sukūrė metodą, kuriuo iš tonos sausų šiaudų gaunama iki 100 litrų alkoholio.

Hidrolizės pramonės gaminamas alkoholis yra žaliava vertingų produktų, įskaitant sintetinį kaučiuką, gamybai.

Angliavandeniai gavo savo pavadinimą per klaidą. Tai atsitiko praėjusio amžiaus viduryje. Tada buvo manoma, kad bet kurios saldžios medžiagos molekulė atitinka formulę C m (H 2 O) n. Visi tuo metu žinomi angliavandeniai atitinka šį standartą, o gliukozės C 6 H 12 O 6 formulė buvo parašyta kaip C 6 (H 2 O) 6.

Tačiau vėliau buvo atrastas cukrus, kuris buvo taisyklės išimtis. Taigi akivaizdus angliavandenių atstovas ramnozė (ji taip pat sukelia Molischo reakciją) turi formulę C 6 H 12 O 5. Ir nors visos junginių klasės pavadinimo netikslumas buvo akivaizdus, terminas „angliavandeniai“ jau buvo toks pažįstamas, kad jo nepakeitė. Tačiau šiais laikais daugelis chemikų renkasi kitą pavadinimą - „cukrus“.

Vieną iš cukrų bandysime gauti iš pjuvenų hidrolizės būdu, t.y. skaidydami vandeniu. Tai labai dažnas cheminis procesas. Pjuvenose ir kitose medienos atliekose yra angliavandenių ir skaidulų (celiuliozės). Iš jos hidrolizės gamyklose paruošiama gliukozė, kurią vėliau galima panaudoti įvairiais būdais; dažniausiai fermentuojamas, paverčiant alkoholiu, daugelio cheminių sintezių pradiniu produktu. Didelė ir nepriklausoma chemijos pramonės šaka vadinama hidrolizės pramone.

Prieš atkartodami medienos hidrolizės procesą, pabandysime suprasti, kokia jo esmė, ir tam bus patogiau pradėti ne nuo pjuvenų, o nuo agurkų ir drožlių.

Šviežius agurkus nuplaukite, sutarkuokite ir išspauskite sultis. Sultis galima filtruoti, bet tai nėra būtina.

Mėgintuvėlyje paruoškite vario hidroksidą Cu(OH) 2. Norėdami tai padaryti, į 0,5-1 ml natrio hidroksido tirpalo įlašinkite 2-3 lašus vario sulfato tirpalo. Į susidariusias nuosėdas įpilkite vienodo tūrio agurkų sulčių ir pakratykite mėgintuvėlį. Nuosėdos ištirps ir susidarys mėlynas tirpalas. Ši reakcija būdinga polihidroksiliniams alkoholiams, ty alkoholiams, kuriuose yra keletas hidroksilo grupių.

Dabar pakaitinkite mėgintuvėlį su gautu mėlynu tirpalu iki užvirimo (arba įdėkite į verdantį vandenį). Iš pradžių ji pagels, vėliau taps oranžinė, o atvėsus susidarys raudonos vario oksido Cu 2 O nuosėdos. Ši reakcija būdinga kitai organinių junginių klasei – aldehidams. Tai reiškia, kad agurkų sultyse yra medžiaga, kuri vienu metu yra aldehidas ir alkoholis. Ši medžiaga yra gliukozė, kurios struktūra yra aldehido alkoholis. Jo dėka agurkas turi saldų skonį.

Tikriausiai spėjate, kad šis eksperimentas nebūtinai turi būti atliekamas su agurkų sultimis. Taip pat puikiai dera su kitomis saldžiomis sultimis – vynuogių, morkų, obuolių, kriaušių testavimui galite naudoti ir agurkinį tualetinį vandenį, kuris parduodamas kvepalų parduotuvėse. Ir, žinoma, tik gliukozės tabletės.

Dabar antrasis preliminarus eksperimentas: atplaišos sucukrinimas.

Paruoškite sieros rūgšties tirpalą: vieną tūrį koncentruotos sieros rūgšties įpilkite į vieną tūrį vandens (jokiu būdu nepilkite vandens į rūgštį!). Į mėgintuvėlį su tirpalu įdėkite atplaišą ir pakaitinkite tirpalą iki virimo. Atplaišas bus apanglėjęs, tačiau tai netrukdys eksperimentui.

Pakaitinus išimame skeveldrą, dedame į kitą mėgintuvėlį su 1-2 ml vandens ir užviriname. Abiejuose mėgintuvėliuose dabar yra gliukozės. Tai galite patikrinti į tirpalus įlašindami du ar tris lašus vario sulfato, o tada kaustinės sodos – pasirodys pažįstama mėlyna spalva. Jei šis tirpalas virinamas, susidarys raudonos vario oksido Cu 2 O nuosėdos. Taigi, kaip ir tikėjomės, buvo aptikta gliukozė.

Tai, kad mūsų atplaišos susicukravo, yra celiuliozės hidrolizės rezultatas (o jos dalis medienoje yra apie 50%). Kaip ir krakmolo hidrolizės atveju, sieros rūgštis nėra sunaudojama, ji atlieka katalizatoriaus vaidmenį.

Galiausiai prieiname prie pagrindinio eksperimento, kuris buvo žadėtas pavadinime: cukraus gavimas iš pjuvenų.

Į porcelianinį puodelį įdėkite 2–3 šaukštus pjuvenų ir sudrėkinkite vandeniu. Įpilkite dar šiek tiek vandens ir tiek pat anksčiau paruošto sieros rūgšties tirpalo (1:1), skystą srutą gerai išmaišykite. Uždarykite dangtį ir pašaukite į dujinės viryklės orkaitę (arba į rusišką orkaitę) maždaug valandai, gal kiek trumpiau.

Tada išimkite puodelį, įpilkite vandens į viršų ir išmaišykite. Filtruokite tirpalą ir neutralizuokite filtratą, įpildami susmulkintos kreidos arba kalkių vandens, kol anglies dioksido burbuliukai nustos skleisti. Apie neutralizavimo pabaigą galima spręsti ir išbandžius skystį lakmuso popieriumi arba vienu iš naminių indikatorių. Nereikia lašinti indikatoriaus tiesiai į reakcijos mišinį. Turėtumėte paimti mėginį, pažodžiui 2–3 lašus, ir įdėti jį ant stiklinės plokštelės arba į mažą mėgintuvėlį.

Paskutinė likusi operacija – vandens garinimas vandens vonioje. Po jo apačioje lieka šviesiai geltoni gliukozės kristalai. Galima jų paragauti, bet tai ir viskas – produktas nėra pakankamai grynas.

Taigi, atlikome keturias operacijas: virinome pjuvenas su sieros rūgšties tirpalu, neutralizavome rūgštį, filtravome ir išgaravome. Būtent taip gliukozė gaminama hidrolizės gamyklose, tik, žinoma, ne porcelianiniuose puodeliuose.

O kitą pramoninį procesą galime atkurti be didelių sunkumų: vieną cukrų paverčiame dviem kitais.

Ilgai laikant, naminė uogienė dažnai būna cukruota. Taip atsitinka todėl, kad iš sirupo kristalizuojasi cukrus. Su uogiene, kuri parduodama parduotuvėje, tokia nelaimė nutinka daug rečiau. Faktas yra tas, kad konservų gamyklose, be runkelių ar cukranendrių cukraus, sacharozės C 12 H 22 O 11, naudojamos ir kitos saldžios medžiagos, pavyzdžiui, invertuotasis cukrus. Kas yra cukraus inversija ir prie ko ji veda, sužinosite iš šios patirties.

Į mėgintuvėlį ar stiklinę supilkite 10-20 g silpno cukraus tirpalo ir įlašinkite kelis lašus praskiestos druskos rūgšties. Po to tirpalą kaitinkite verdančio vandens vonelėje 10–15 minučių, tada rūgštį neutralizuokite, geriausia magnio karbonatu MgCO 3. Vaistinėse parduodama vadinamoji baltoji magnezija – šiek tiek sudėtingesnės sudėties medžiaga; ji irgi gera. Kraštutiniu atveju galite pasiimti ir soda NaHCO 3, bet tada tirpale liks valgomoji druska, kuri kažkaip nesiderina su cukrumi...

Kai anglies dioksido burbuliukai sustos, leiskite skysčiui nusistovėti. Tik tuo atveju patikrinkite indikatoriumi, ar rūgštis visiškai neutralizuota. Nustovėjusį skystį nupilkite ir paragaukite: pasirodys ne toks saldus nei pradinis tirpalas (palyginimui palikite šiek tiek originalaus cukraus tirpalo).

Ir štai kas įdomu: reakcijos negalima aptikti išoriškai. O spalva, tūris ir aplinkos reakcija išlieka ta pati. Dujų ar kritulių neišsiskiria. Ir vis dėlto reakcija įvyksta, jai aptikti reikia tik optinių instrumentų. Cukrus yra optiškai aktyvios medžiagos: poliarizuotos šviesos spindulys, praeinantis per jų tirpalą, keičia poliarizacijos kryptį. Jie sako, kad cukrus sukasi poliarizacijos plokštumą viena ar kita kryptimi ir labai specifiniu kampu. Taigi, sacharozė sukasi poliarizacijos plokštumą į dešinę, o gliukozė ir fruktozė, jos hidrolizės produktai, sukasi į kairę. Iš čia kilo žodis „inversija“ (lot. „apversti“).

Bet kadangi neturime optinių prietaisų, bandysime chemiškai patikrinti, ar paimtas cukrus tikrai pasikeitė. Į pradinį ir gautą cukraus tirpalą įlašinkite kelis lašus metileno mėlynojo tirpalo (galite paimti mėlyną rašalą plunksnakočiams) ir šiek tiek silpno bet kokio šarmo tirpalo. Tirpalus pašildykite vandens vonioje. Mėgintuvėlyje su įprastu cukrumi pokyčių nebus, tačiau mėgintuvėlio su invertuotu cukrumi turinys taps beveik bespalvis.

Beje, tris ketvirtadalius visų mėgstamo bičių medaus sudaro tie patys angliavandeniai kaip ir invertuotasis cukrus – gliukozė ir fruktozė. Dirbtinis medus taip pat gaminamas iš invertuoto cukraus. Žinoma, mūsų sirupas skiriasi nuo medaus ir ženkliai – daugiausia tuo, kad nėra kvapo. Bet jei į jį pridėsite šiek tiek natūralaus medaus, šis trūkumas gali būti iš dalies pašalintas.

Bet kodėl gi nepasiruošus namuose daugiau nesikristalizuojančio sirupo, su kuriuo pasigaminti uogienę? Deja, jį visiškai išvalyti nuo pašalinių medžiagų yra sunku ir nėra garantijos, kad jis bus baigtas. Bet kokiu atveju rizikuoti neverta.

O. Holguinas. „Eksperimentai be sprogimų“
M., „Chemija“, 1986 m