Спирт из сульфитных щёлоков

Древесина не так проста, как кажется с первого взгляда. Стенки клеток растений имеют слоистое строение. Внутри — самые прочные слои из клетчатки (целлюлозы); наружные же слои наряду с целлюлозой содержат гемицеллюлозу и лигнин. Гемицеллюлозой называются такие спутники целлюлозы, которые растворяются в разбавленных щелочах и легко подвергаются гидролизу разбавленными кислотами. Лигнин сообщает растительным волокнам жёсткость и придаёт древесине механическую прочность.

Для ряда производства — бумаги, искусственного волокна, бездымного пороха, пластических масс, лаков, киноплёнки, искусственной кожи — требуется чистая древесная целлюлоза.

Чистая целлюлоза — это высокомолекулярное вещество. При разложении водой (гидролизе) установлено, что молекула целлюлозы состоит из 10—15 тыс. остатков глюкозы, последовательно соединённых друг с другом.

Способы выделения целлюлозы из растений основаны на различии свойств целлюлозы и лигнина. В отличие от целлюлозы лигнин не гидролизуется кислотами, но при повышенных температурах растворяется в водном растворе едкого натра, в сернистой кислоте и в растворах ее солей. Способы выделения целлюлозы делятся на: а) кислотные, б) щелочные и в) комбинированные (кислотно-щелочные).

Среди кислотных способов наибольшее промышленное распространение получил сульфитный способ. На целлюлозных заводах большие количества древесной щепы загружают в аппараты и обрабатывают древесину при повышенной температуре раствором кислой сернокислой соли кальция или магния, который содержит некоторый избыток свободного SO₂.

Жидкость, которой обрабатывают щепу, носит название сульфитных щёлоков. Это — отход производства целлюлозы. На каждую тонну вырабатываемой целлюлозы получается 10—12 т сульфитных щёлоков. В среднем щёлоки содержат около 100 г органических веществ на литр, в том числе до 25 г Сахаров. Примерно две трети Сахаров: (гексозы) способны сбраживаться, давая этиловый спирт.

В настоящее время такое производство осуществлено. Сульфитные щёлоки нейтрализуют известью (чтобы & кислой среде не погибли дрожжи!), прибавляют к ним необходимые для жизнедеятельности дрожжей азотистые,  фосфористые и другие вещества и сбраживают. Бражка в бродильных чанах получается слабой: в ней около 1 % спирта, но перегонкой и ректификацией на тарельчатых колоннах (о них дальше будет подробно сказано) получают крепкий этиловый спирт.

Из 1 г сульфитных щёлоков можно получить до 10 л 96-процентного спирта. Это — тоже спирт из дерева, на не «гидролизный», а «сульфитный». Он применяется для технических целей. Тщательно очищенный (от примесей метилового спирта), он может с успехом использоваться в производстве синтетического каучука. Себестоимость сульфитного спирта примерно в два раза ниже, чем спирта из сельскохозяйственных продуктов.

Гидролизный и сульфитный спирт иногда неправильно называют древесным спиртом. Надо иметь в виду, что здесь речь идёт об этиловом (винном) спирте С2Н5ОН, тогда как в химии древесным спиртом именуют метиловый спирт СH₃ОН. Метиловый спирт — яд; он непригоден для питья. Этот алкоголь отравляет катализатор, на котором получают бутадиен из спирта по способу С. В. Лебедева.

Поэтому в производстве синтетического каучука метиловый спирт не применяется.

Мы рассмотрели три способа получения этилового спирта, и каждый из них включал биохимический процесс — брожение. Микроскопически маленькие грибки дрожжей, выделяя сложные органические катализаторы — ферменты брожения, давали нам из сахаристых веществ этиловый спирт. Таким образом, все три вида спирта — картофельный, гидролизный, сульфитный являются спиртами брожения.

Можно ли получить спирт без дрожжей?

Русские учёные разработали такой способ. Это — чисто химический, синтетический  способ получения этилового спирта.