Композиция веществ средства для розжига и способ его получения
Группа изобретений относится к композиции веществ средства для розжига и способу ее получения. Композиция состоит из горючего вещества, гелеобразующего вещества и наполнителя, где горючее вещество взято в виде смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, полученных биотехнологическим способом, причем смесь алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот очищена от метанола, и горючее вещество составляет в общей массе композиции, мас.% - от 50-94%, в качестве гелеобразующего вещества используют карбоксивинилполимер и/или соли щелочных металлов алифатической карбоновой кислоты или уксусной кислоты, которое составляет от общей массы композиции, мас.% - 0,05-5%, в качестве наполнителя взят наполнитель в виде порошка твердых органических горючих веществ, мас.% - не более 45%, остальное вода. Технический результат - удешевление производства за счет исключения этапов дистилляции алифатических спиртов и отделения эфиро-альдегидной фракции, увеличение температуры горения в локальном очаге розжига, увеличение времени горения в локальном очаге розжига, уменьшение площади горения в локальном очаге розжига без растекания горящей смеси, возможность получения композиции веществ для розжига, очищенной от метанола. 2 н. и 10 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к продукции бытовой химии - гелеобразному топливу.
Назначением изобретения является создание твердых или полужидких топлив гелеобразного вида с применением углеводородного горючего, например, жидкого топлива, типа смеси алифатических спиртов и эфиров или парафина или солярки для высокоэкологичных бытовых и технических средств розжига.
Композиция веществ относится к области применения полимеров со сложноэфирными группами в топливных композициях, содержащих сырьевые материалы органического растительного происхождения. Относится к растопочным средствам, а именно к составам, используемым для изготовления таблеток или гелей, вязких жидкостей для разведения огня в печах различного типа и в полевых условиях.
Применяется также в качестве гелеобразного топлива, предназначенного для розжига дров, углей, а также для использования в качестве горючего в походных условиях, в декоративных каминах и горелках.
Известно изобретение «Растопочное средство», патент RU 2132362, опубл.27.06.1999,
МПК C10L 11/04, содержащее твердый горючий наполнитель, парафин и церезин. Позволяет изготовить брикеты и является простым в изготовлении растопочным средством из твердого горючего наполнителя и парафина в качестве углеводородного связующего. Однако при этом оно не обеспечивает бездымного, высокоэкологичного горения необходимого для приготовления пищи на открытом огне за счет использования парафинов в своем составе и не пригодно для этих целей. К тому же требуются значительные затраты энергии для его производства.
Известно изобретение - «Топливный гель для древесного угля или древесного топлива», патент США, US 4,436.525, опубл. 13.03.1984 г., МПК C10L 11/04; C10L 7/04; C10L 7/04, содержащий топливо в форме геля для розжига угля или дерева, который состоит из смеси спиртов, метанола, изопропанола и гелеобразующего вещества, в качестве которого используется жирная кислота. Однако данный гель не обеспечивает горения без образования вредных веществ, копоти и неприятных запахов, а также не обеспечивает экологичность. Кроме того, для его производства используется вредное вещество метанол, запрещенное для использования в товарах народного потребления РПН России.
Известно изобретение «Гелеобразное топливо», патент RU 2430960, опубл. 10.10.11, МПК C10L 1/182, C10L 1/196, C10L 1/236, содержащее спирт C1-C3 или их смесь, полимерный загуститель, регулятор рН и воду, и качестве ассоциирующего полиэлектролита оно содержит полиакриловую кислоту, а в качестве регулятора рН - триэтаноламин. Гелеобразное топливо, предназначено для розжига дров, углей, для использования в качестве горючего в походных условиях, в декоративных каминах и горелках. Оно обеспечивает более эффективное гелеобразное топливо. При этом обеспечено отсутствие неприятного запаха и горения коптящим пламенем. Однако данное средство не обеспечит розжиг основного топлива из-за недостаточной площади пятна горения, времени горения и температуры пламени на пятне горения, а также в топливе используют смесь очищенных спиртов, что существенно усложняет и удорожает производство, а также в нем взят полимерный загуститель, который содержит ассоциирующий полиэлектролит. Кроме того, для его производства используется вредное вещество метанол (спирт C1), запрещенное для использования в товарах народного потребления и в быту РПН России.
Известно также изобретение «Топливо для декоративных каминов», патент RU 2430959, опубл. 10.10.11, МПК C10L 1/182, C10L 1/19, C10L 10/02, содержащее низший алифатический спирт, алкилацетат, где алкил - низший алкил, и вода взяты при следующем соотношении компонентов, мас.%: низший алифатический спирт 66-70, указанный алкилацетат 15-22 и вода остальное. Назначение его - топливо для декоративных каминов, сгорающее бездымно и без остатка досуха. Горит бездымно, сгорает без остатков (досуха), не выделяя вредных или плохо пахнущих продуктов сгорания, не представляет опасности для здоровья человека и окружающей среды; пламя имеет эстетический вид и цвет. Однако данное средство имеет высокую текучесть и не может обеспечить контролируемое пятно поджига (площадь возгорания) и высоту факела, что противоречит правилам пожарной безопасности. Высокая текучесть средства не позволяет иметь достаточное количества горючего вещества на единицу площади в пятне поджига. Это ограничивает рабочее время горения данного средства и возможность разогрева поджигаемого топлива до высокой температуры в зоне пятна горения, что вызывает повышенный расход указанного средства. Также в топливе используют смесь очищенных спиртов и алкилацетатов, что существенно усложняет и удорожает производство.
Наиболее близким к предложенной композиции веществ является изобретение «Простая композиция гелиевого топлива», патент Японии, JP 10219265, опубл. 18.08.1998 г., МПК C10L 7/04; C10L 7/04, содержащий гель из смеси спиртов, этилового и пропиленгликоля с водой. В качестве гелеобразующего вещества используют карбоксивинилполимер (карбомер) 0.2-2%. Однако в России пропиленгликоль является непищевым канцерогенным продуктом и относится к опасным веществам наравне с метанолом, непригодным для использования в приготовлении пищи в его парах и в быту. Пропиленглиголь придает горящим дровам неприятный запах. За счет отсутствия наполнителя у данной композиции недостаточное время горения в локальном очаге розжига.
Постановка задачи. Для розжига бытовых средств топлива, используемых в печах, каминах, кострах и иных бытовых приборах следует использовать удобную, высокоэкологичную и эффективную растопку, поскольку человек, который осуществляет эту операцию находится непосредственно рядом с топливом и с источником огня. Кроме того, бытовые печи размещаются в закрытых помещениях, где недопустимо наличие угарного газа или иных неприятных и вредных запахов и дыма. Чаще всего в бытовых приборах используют природное сырье, например, уголь, дрова или иные материалы растительного происхождения. При этом повышенная влажность и погодные условия затрудняют розжиг таких материалов, им требуется увеличенное время на прогрев с одновременной просушкой. Для выполнения этого условия необходимо обеспечить более высокую температуру горения средства для розжига с ее безопасным и экологичным использованием. Кроме того, чем устойчивее и больше площадь контакта средства для розжига, тем быстрее будут созданы условия для розжига основного топлива. Если разжигают, например, дрова в камине, где эстетическая составляющая имеет большое значение, то недопустимо растекания средства для розжига по дровам и по всей площади каминного пода, где оно будет создавать расплывшееся пятно большой площади. При растекании такого средства на большую площадь, вспышка средства для розжига может оказаться опасной и неконтролируемой и иметь высоту пламени от этого средства значительно большую необходимой для поджига твердого топлива. Таким образом, улучшенные характеристики воспламенения, локализация пятна розжига, длительность горения, отсутствие вредных выделений и испарений при сжигании либо хранении средства для розжига является непременным условием его рационального, экологичного и безопасного использования. Кроме того, в композиции веществ должен отсутствовать запрещенный спирт метанол, который является ядовитым и запрещен к применению для изготовления продукции, использующейся в быту.
Предложенная композиция веществ обеспечивает следующий технический результат:
- свойство гореть без образования вредных веществ, копоти и неприятных запахов
- экологичность,
- увеличение температуры горения в локальном очаге розжига,
- увеличение времени горения в локальном очаге розжига,
- ограничение площади горения в локальном очаге розжига без растекания горячей смеси для розжига, т.е. увеличение безопасности и удобство его применения,
- безопасность, т.к. отсутствует большая вспышка, долго горит и поэтому более эффективен при розжиге» полностью сгорает, не оставляет продуктов горения на основном топливе.
Данный технический результат достигается за счет того, что предложена композиция веществ для розжига, состоит из горючего вещества, гелеобразующего вещества и наполнителя, где горючее вещество взято в виде смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот. Композиция отличается от известных веществ для розжига тем, что смесь алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот очищена от метанола и горючее вещество составляет в общей массе композиции, масс.% от 50-94%, в качестве гелеобразующего вещества используют карбоксивинилполимер и/или соли щелочных металлов алифатической карбоновой кислоты или уксусной кислоты, которое составляет от общей массы композиции, масс.% - 0,05-5%, в качестве наполнителя взят порошок твердых органических горючих веществ, мас.% - 3,5-45% и остальное вода. В частном случае, для композиции веществ может быть в качестве горючего вещества взята смесь алифатических спиртов с содержанием эфиров и сивушных масел, полученная из крахмалсодержащего сырья, и очищенная от метанола.
Например, для более эффектной формы реализации предложенной композиции веществ, в нее добавляют краситель масс.% от общей массы композиции не более 0,001%, получая требуемую окраску геля. В частном случае исполнения композиция веществ средства для розжига может иметь следующий состав, массовая доля %: горючего вещества - 50-94, гелеобразующего вещества - карбомеры - 0,1-5, остальное вода и наполнитель.
Также в качестве гелеобразующего вещества допустимо в частном случае брать стеарат натрия или ацетат калия. При этом массовая доля в общей массе композиции составляет, мас.%:
- горючего вещества - 50-94
- гелеобразующего вещества стеарат натрия - 0,1-5
остальное вода и наполнитель
или
массовая доля в общей массе композиции составляет, мас.%:
- горючего вещества - 50-60
- гелеобразующего вещества - ацетат кальция - 0,1-5,
- вода - 35-60 и остальное наполнитель.
При этом в композиции веществ для розжига берут, например, в качестве наполнителя порошок древесного или каменного угля или волокно целлюлозы. Размер зерна в порошке или размер волокна наполнителя берут от 100 мкм до 2 мм.
Во всех предложенных % составах композиции для розжига обеспечивается диаметр пятна капли геля массой в 1 гр от 1,15 до 0,50 см.
Гелеобразующее вещество обеспечивает возможность получать гель разной плотности от текучего, который можно по каплям наносить небольшими пятнами, например, на дрова, до желеобразного высокой плотности (в виде таблеток или иных декоративных изделий), которое укладывается снизу под основное топливо (горючее вещество) и поджигается. В обоих случаях площадь горения будет обеспечена не мене 1,15 см, что достаточно для того, чтобы поджечь основное топливо. Кроме того, поскольку гелеобразное вещество не позволяет растекаться средству для розжига, оно не пачкает основное топливо, не растекается по нему во время горения из-за быстрого и высокотемпературного пламени. Высокотемпературное пламя обеспечено за счет использования в качестве горючего вещества - смеси алифатических спиртов, очищенных от метанола. Более того, способ получения данной смеси позволяет оставить или специально получить ароматизированное горючее вещество. Длительность горения средства для розжига обеспечена тем, что наполнитель первоначально горит в капле гелеобразного средства для розжига, продлевая тем самым время горения этого средства и позволяя на площади горения сперва высушить дрова, а затем их надежно воспламенить. Отсутствие гари, копоти и испарения вредных веществ достигается за счет того, что и наполнитель, и горючее вещество взяты из разряда углеводородных и/или природных растительных материалов, не содержащих токсичные примеси. Само гелеобразующее вещество добавлено в безопасных количествах и вместе с парами вода, имеющимися в композиции, бездымно и быстро испаряется в процессе горения растопки. Более того, гелеобразующее вещество не дает растекаться горючему веществу по всей площади топки, очага либо мангала, что обеспечивает отсутствие неожиданных языков пламени при поджиге топлива, снижает пожарную опасность.
Данную композицию веществ получают за счет применения биотехнологического способа получения смеси алифатических спиртов из углеводородного сырья. Причем в процессе получения горючего вещества можно обеспечить его ароматизацию и при этом миновать стадию получения спирта в чистом виде, что существенно удешевляет производство композиции. Так при получении смеси алифатических спиртов исключена стадия отделения других фракций алифатических спиртов от этанола, что требует необоснованных затрат и существенно удорожает производство. Для получения смеси алифатических спиртов достаточно получить очищенную от метанола смесь алифатических спиртов в таком соотношении, которое требуется для горючего вещества, достаточно получить эту смесь спиртов исходя из первичной перегонки бражки.
Полученная этим способом смесь алифатических спиртов и эфиро-альдегидной фракции не оставляют неприятный запах, а содержание эфирных масел в предложенном способе может быть увеличена за счет добавок эфиросодержащего углеводородного сырья непосредственно в бражку, например, апельсиновых корок.
Предложенным способом обеспечивается возможность получения требуемой смеси алифатических спиртов, воды и эфиров, являющиеся горючим веществом, упрощение технологической цепочки, удешевление технологического процесса за счет использования промежуточных фракций, состоящих из непастеризованного спирта, соединенного с водой и эфиро-альдегидных фракций, смесь не содержит вредных примесей, а также очищена от метанола.
Известна заявка на изобретение «Способ деструктурирования желатинированных углеводородов», заявка RU 94011139, опубл. 10.11.1995, МПК C10L 7/02, в котором обрабатывают углеводородный гель путем включения в него углеводородов, нефтепродуктов композиции на основе алкилкарбоновой кислоты C1-С9 и спирта C1-C8.
Однако в гель добавляют смесь очищенных спиртов, что является дорогостоящим и сложным. Кроме того, данный способ решает иную, противоположную задачу, а именно он предназначен для восстановления гелеобразных (отвержденных) углеводородных жидкостей, нефти, топлив до исходного жидкого состояния.
Известно изобретение «Топливный брикет и способ его получения», патент RU 2061737, опубл.2061737, МПК C10L 5/44, C10L 11/04, в соответствии со способом получения осуществляют перемешивание измельченных древесных отходов с раствором нитрата целлюлозы в органическом растворителе, где используют раствор нитрата целлюлозы или отходов пироксилиновых порохов 20-30%-ной концентрации, и в смесь добавляют измельченный парафин или стеарин и перемешивание ведут при 14-20ºС. Способ позволяет получить топливо, которое содействует воспламеняемости и устойчивости горения в условиях повышенной влажности и пониженного атмосферного давления. Однако способ использует переработку целлюлозосодержащих отходов деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства и отходов порохового производства, которые являются токсичными и вредными. Кроме того, способ предназначен для получения топливных брикетов, а не гелиевого топлива.
Наиболее близким способом к предложенному способу получения комбинации веществ для розжига является заявка на изобретение «Биотехнологический способ получения моющей композиции путем очистки от метанола смеси алифатических спиртов», заявка RU №2010118444, дата опубл. 10,11,2011 г., МПК С12Р 7/06, включающий очистку и измельчение, разваривание с выделением крахмала и охлаждение исходного сырья, после чего осуществляют осахаривание крахмала исходного углеводородного сырья путем ферментативного гидролиза на основе препарата а амилазы и глюкоамилазы, сбраживание образующихся сахаров в исходном углеводородном сырье дрожжевыми микроорганизмами с получением бражки, перегонку бражки с выделением алифатических спиртов и отгонку бражки в ректификационной колонне, затем осуществляют отгонку метанола при нагревании бражки не выше 65°С с отбором фракции метанола, а затем осуществляют перегонку бражки с сырьевыми добавками без метанола до получения бинарной смеси, содержащей алифатические спирты, эфиры и альдегиды при нагревании от 75 до 100°С, и отбор бинарной смеси алифатических спиртов, очищенной от метанола. Данный способ позволяет обеспечить возможность получения требуемой смеси алифатических спиртов, воды и эфиров, и упрощение и удешевление технологического процесса за счет использования промежуточных фракций. Однако способ предназначен для получения состава для очистки стекол, преимущественно автомобильных.
В предложенном способе получения композиции веществ для розжига использована возможность сохранить все достоинства биотехнологического способа для получения смеси алифатических спиртов на промежуточной фракции. При этом также обеспечивают очистку смеси от вредных примесей метанола и иных вредных фракций. Получают смесь алифатических спиртов, которые в предложенном способе используют не как чистящее средство, а как горючее вещество, которое в дальнейшем загущают гелеобразующими добавками и смешивают с наполнителем, получая иную, качественно новую композицию веществ, используемую как средство для розжига.
Таким образом, предложенный способ позволяет получить горючее средство без образования вредных веществ, копоти и неприятных запахов, обеспечивающее экологичность. За счет загустителя и наполнителя данное средство обеспечивает технический результат:
- удешевление производства за счет исключения этапов дистилляции алифатических спиртов и отделения эфиро-альдегидной фракции,
- увеличение температуры горения в локальном очаге розжига,
- увеличение времени горения в локальном очаге розжига,
- уменьшение площади горения в локальном очаге розжига без растекания горящей смеси,
- возможность получения композиции веществ для розжига, очищенной от метанола.
Данный технический результат достигается следующим образом. Способ получения средства для розжига осуществляют за счет очистки от метанола смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, при этом полученную биотехнологическим способом, и способ включает подготовку исходного углеводородного сырья из ароматических углеводородов, для чего осуществляют очистку и измельчение, разваривание с выделением крахмала и охлаждение исходного углеводородного сырья, после чего осуществляют осахаривание крахмала исходного углеводородного сырья и переработку образующихся при этом сахаров путем ферментативного гидролиза на основе препарата а-амилазы и глюкоамилазы дрожжевыми микроорганизмами в смесь алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот с получением культуральной жидкости и с одновременным выделением из культуральной жидкости смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот в эпюрационной или ректификационной колонне. При этом, при необходимости, предварительно подготовленные сырьевые добавки, содержащие ароматические углеводороды, добавляют в полученную культуральную жидкость. Затем осуществляют отгонку метанола при нагревании культуральной жидкости не выше 65ºС с отбором паров метанола на отдельный конденсатор, затем осуществляют перегонку культуральной жидкости с сырьевыми добавками без метанола до получения бинарной смеси, содержащей алифатические спирты» эфиры и жирные кислоты, при нагревании от 75ºС до 100ºС. Способ отличается тем, что после отбора углеводородов бинарной смеси из алифатических спиртов, жирных кислот, эфиров и альдегидов, очищенных от метанола получают средство для розжига, причем для получения средства для розжига в полученную смесь из алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, добавляют добавляют карбоксивинилполимер и/или соли щелочных металлов алифатической карбоновой кислоты или уксусной кислоты, в достаточном количестве в виде порошка, для образования гелеобразного вещества и затем вводят наполнитель. В частом случае могут добавлять в качестве гелеобразующего вещества карбомер в достаточном количестве в виде порошка, который добавляют после получения смеси из алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, очищенной от метанола, а затем по каплям щелочной раствор для образования гелеобразного вещества и затем вводят наполнитель, также в частном случае в бинарную смесь добавляют соли карбоновой или уксусной кислоты с нагреванием до температуры не менее 60°С, а затем вводят наполнитель и охлаждают для получения гелеобразного вещества высокой плотности.
Предложенный способ реализуют следующим образом. Сначала осуществляют подготовку производства: подготовку сырья из ароматических углеводородов, очистку и измельчение углеводсодержащего сырья, приготовление препарата а амилазы и препарата глюкоамилазы, разваривание сырья, ее вакуумоохлаждение. При этом из питательной среды удаляются механические примеси. Далее осуществляют выращивание посевного материала в дрожжанках с удалением углекислого газа. Получают культуральную смесь с применением пеногасителя в процессе ферментации. Далее из концентрированного раствора бражки осуществляют отгонку метанола при нагревании культуральной жидкости не выше 65ºС с отбором паров метанола на отдельный конденсатор. Перегонку культуральной жидкости с сырьевыми добавками без метанола осуществляют до получения бинарной смеси, содержащей алифатические спирты, эфиры и жирные кислоты, при нагревании от 75ºС до 100ºС. Таким образом, осуществляется технология процесса получения смеси алифатических спиртов и эфиро-альдегидной фракции из, например, зерно-картофельного сырья, также могут добавлять в углеводородное сырье источник ароматических углеводородов, например, шкурки апельсина и другие. Перегонка бражки может осуществляться по периодической, полунепрерывной и непрерывной схемам, в зависимости от оборудования.
Таким образом, сначала подготавливают путем биосинтеза основные горючие вещества (ОГВ), а затем получают композицию веществ для розжига. Для получения ОГВ основными действующими веществами которого являются спирты алифатические, альдегиды, эфиры, гликоли и жирные кислоты, полученные в бинарной смеси, сначала получают культуральную жидкость, для этого на заводе осуществляют процесс сбраживания в бродильных чанах периодическим способом. При этом расход дрожжей составляет от 8 до 10% к количеству сбраживаемой питательной среды. Продолжительность брожения 72 часа. По окончании ферментации готовую культуральную жидкость подают на выделение основных веществ ОГВ и очистку их от метанола. Нормативными показателями культуральной жидкости являются нарастание кислотности и содержание алифатических спиртов. Нарастание кислотности в культуральной жидкости при нормальных условиях производства не должно превышать 0,2%. Процентное содержание действующих веществ и алифатических спиртов должно быть на уровне 7,0-9,0% объема. Затем осуществляют выделение и очистку основных действующих веществ ОГВ, отделение и очистка ОГВ осуществляют по непрерывной схеме производства. Культуральную жидкость подают самотеком в подогреватель, где подогревают до 65°С теплом пара. Подогретую культуральную жидкость направляют в сепаратор для дегазации. Дегазированную культуральную жидкость подают на питательную тарелку испарителя колонны. В испарителе из культуральной жидкости выпаривают бинарную смесь алифатических спиртов, жирных кислот, эфиров, альдегидов и др летучие примеси. Пары направляют в конденсатор перегонной колонны, получают конденсат и отводят на эпюрационную колонну для очистки от метанола.
Отработанную культуральную жидкость из колонны отводят в цех реализации отработанной культуральной жидкости. Пары из эпюрационной колонны конденсируют. Несконденсировавшийся пар отводят в конденсатор, из которого отбирают метанолсодержащие отходы. С целью концентрирования основных действующих веществ освобожденная от метанола жидкость подается в дистилляционную колонну.
В колонне ее нагревают до 99-100°С. Далее пары поступают в конденсатор и дистиллируется.
После отбора углеводородов бинарной смеси из алифатических спиртов, жирных кислот, эфиров и альдегидов, очищенных от метанола, в смесь добавляют карбопол в достаточном количестве в виде порошка, затем по каплям щелочной раствор для образования гелеобразного вещества и затем вводят наполнитель. В частном случае, вместо карбопола, в смесь алифатических спиртов добавляют соли карбоновой или уксусной кислоты с нагреванием до температуры не менее 60°С, затем вводят наполнитель и охлаждают для получения гелеобразного вещества.
Поскольку карбомеры, в частности карбопол, используется как загуститель и одновременно стабилизатор при получении гелей, он обеспечивает в зависимости от введенного процентного состава гелеобразный вид горючего вещества от кремообразной консистенции до желеобразной плотной массы. Карбомеры представляют собой белый водорастворимый порошок, образующий в воде мелкодисперсную смесь. После его введения необходимо его нейтрализовать для нейтрализации и консервации добавлением, например, щелочного раствора с концентрацией до 1%, добавляя по каплям в смесь до образования геля. В качестве щелочного раствора лучше всего брать триэтаноламин, или 18% раствор едкого натра (NaOH), или в худшем случае раствор пищевой соды, которые в композиции веществ нейтрализуются. Карбомер представляет собой высокомолекулярный карбоксивинилполимер. Для гелеобразования можно применять другие виды карбоксивинилполимеров. Для приготовления геля карбомер должен быть полностью растворен в воде представленной смеси алифатических спиртов. Поскольку в предложенном способе на этапе получения бинарной смеси имеется необходимое количество воды, то это условие выполняется. Карбомеры позволяют получать прозрачные, нелипкие гели, образует нелипкий гель, не токсичный для кожи, биологически не активен, не вступает во взаимодействие с другими компонентами и с кожей. Данный загуститель используют даже в косметической промышленности и он является абсолютно безвредным. Все виды карбоксивинилполимеров позволяют регулировать вязкость в гелях, не токсичен. Также в качестве гелеобразующего вещества возможно добавлять в смесь алифатических спиртов соли карбоновой или уксусной кислоты. При этом они образуют соли щелочных металлов алифатической карбоновой кислоты или уксусной кислоты, например, стеарат натрия и ацетат кальция. Соли и эфиры стеариновой кислоты называют стеаратами. (Лит.: Kirk-Othmer encyclopedia; 3 ed., v.4, N.Y., 1978, r.814-71.) Для получения стеаратов используют, например, стеариновую кислоту, которая известна в трех модификациях: А, В и С. Форма В образуется при медленном испарении эфирного раствора стеариновой кислоты, формы А и С - при кристаллизации стеариновой кислоты из уксусной кислоты. Стеариновая кислота - типичный представитель алифатических карбоновых кислот.
Поскольку технология получения смеси дает в качестве бинарной смеси - смесь алифатических спиртов, жирных кислот, эфиров и альдегидов, для получения конечного продукта добавляют соли стеариновой кислоты, например, стеарата натрия, который является гелеобразующим веществом. Стеариновая кислота является типичным представителем гаицеридов всех высших карбоновых кислот, полученных из растительного сырья. Иными словами, для получения гелеобразной растопки из смеси алифатических спиртов, полученных предложенным способом стеарат натрия возможно получить либо путем добавления в бинарную смесь солей стеариновой кислоты, либо добавлением металлов для получения их солей непосредственно в процессе получения конечного продукта, поскольку в бинарной смеси присутствуют высшие алифатические спирты и карбоновые кислоты.
При добавлении в смесь алифатических спиртов солей стеариновой кислоты соблюдают температурный режим нагрева до 70°С с перемешиванием и дальнейшем охлаждением конечного продукта. Стеарат натрия возможно заменить ацетатом натрия, при этом его растворяют и нагревают до 70°С, с последующим охлаждением.
Использование карбопола, солей стеариновой кислоты или иного гелеобразующего вещества обеспечивает характеристики средства для розжига:
- площадь локального очага 1 гр. предложенной композиции - до 12 мм2, время горения в локальном очаге 1 гр. предложенной композиции - до 60 сек, температура горения выше, она торит желто - голубым пламенем, что соответствует более высоким температурам, чем при горении традиционных жидкостей для розжига. Это существенно лучшие показатели, чем у традиционной жидкости для розжига на основе спиртов, такая жидкость растекается до 70 мм, что существенно уменьшает ее температуру горения и время горения, дает прерывистое пламя, которое не в состоянии при малых количествах жидкости для розжига осуществить воспламенение основного топлива.
Например, капля в 1 грамм композиции при концентрации: 1 кг на 1 т карпола дает время горения в 30 сек, при этом она растекается на 12 мм. (см. таблицу)
| Таблица | ||||
| Характеристики горения композиции для розжига в сравнении с традиционными жидкостями. Величины пересчитаны на 1 гр. композиции или жидкости для розжига, | ||||
| Предложенная гелиевая композиция для розжига | Традиционное средство для розжига на основе спиртов | |||
| Количество карбопола в кг на 1000 кг гелевой композиции для розжига | Время горения 1 капли в 1 гр, сек | Площадь горения 1 капли в 1 гр, см | Время горения 1 капли в 1 гр, сек | Площадь горения капли в 1 гр, см |
| 1 | 30 | 1,15 | 20 | 7 |
| 2 | 35 | 0,95 | ||
| 3 | 40 | 0,75 | ||
| 4 | 45 | 0,6 | ||
| 5 | 52 | 0,55 | ||
| 6 | 60 | 0,5 |
В частном случае затем в процессе гелеобразования могут добавлять тонкозернистый порошок, например, древесного угля, получая композицию веществ для розжига в смеси с твердыми вкраплениями. Предложенный способ обеспечивает улучшенные характеристики предложенной композиции для розжига.
1. Композиция веществ средства для розжига, состоящая из горючего вещества, гелеобразующего вещества и наполнителя, где горючее вещество взято в виде смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, отличающаяся тем, что смесь алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот очищена от метанола и горючее вещество составляет в общей массе композиции, мас.% - 50-94, в качестве гелеобразующего вещества используют карбоксивинилполимер и/или соли щелочных металлов алифатической карбоновой кислоты или уксусной кислоты, которое составляет от общей массы композиции, мас.% - 0,05-5, в качестве наполнителя взят наполнитель в виде порошка твердых органических горючих веществ, мас.% - не более 45, остальное - вода.
2. Композиция веществ средства для розжига по п.1, отличающаяся тем, что в качестве горючего вещества взята смесь алифатических спиртов с содержанием эфиров и сивушных масел, полученная из крахмалсодежащего сырья и очищенная от метанола.
3. Композиция веществ средства для розжига по п.1, отличающаяся тем, что в композицию добавлен краситель мас.% от общей массы композиции не более 0,001%.
4. Композиция веществ средства для розжига по п.1 или 2, отличающаяся тем, что массовая доля в общей массе композиции составляет, мас.%:
- горючего вещества - 50-94;
- гелеобразующего вещества - карбомеры - 0,1-5;
- остальное - вода и наполнитель.
5. Композиция веществ средства для розжига по п.1 или 2, отличающаяся тем, что массовая доля в общей массе композиции составляет, мас.%:
- горючего вещества - 50-94;
- гелеобразующего вещества стеарат натрия - 0,1-5;
- остальное - вода и наполнитель.
6. Композиция веществ средства для розжига по п.1 или 2, отличающаяся тем, что массовая доля в общей массе композиции составляет, мас.%:
- горючего вещества - 50-94;
- гелеобразующего вещества - ацетат кальция - 0,1-5;
- вода - 35-06 и остальное - наполнитель.
7. Композиция веществ средства для розжига по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя взят порошок древесного или каменного угля или целлюлоза.
8. Композиция веществ средства для розжига по п.1, отличающаяся тем, что размер зерна в порошке наполнителя от 100 мкм до 2 мм.
9. Композиция веществ средства для розжига по п.1, отличающаяся тем, что композиция веществ обеспечивает диаметр пятна капли геля от 1,15 до 0,50 см.
10. Способ получения средства для розжига по п.1 включает:
- очистку от метанола смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, полученного биотехнологическим способом, и включает подготовку исходного углеводородного сырья из ароматических углеводородов, для чего осуществляют очистку и измельчение, разваривание с выделением крахмала, после чего осуществляют осахаривание крахмала исходного углеводородного сырья и переработку образующихся при этом сахаров путем ферментативного гидролиза на основе препарата а-амилазы и гаюкоамилазы дрожжевыми микроорганизмами в смесь алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот с получением культуральной жидкости, и с одновременным выделением из культуральной жидкости смеси алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот в эпюрационной или ректификационной колонне, при этом предварительно подготовленные сырьевые добавки, содержащие ароматические углеводороды, добавляют в полученную культуральную жидкость, затем осуществляют отгонку метанола при нагревании культуральной жидкости не выше 65°C с отбором паров метанола на отдельный конденсатор, затем осуществляют перегонку культуральной жидкости с сырьевыми добавками без метанола до получения бинарной смеси, содержащей алифатические спирты, эфиры и жирные кислоты, нагревании от 75°С до 100°C, отличающийся тем, что после отбора углеводородов бинарной смеси из алифатических спиртов, жирных кислот, эфиров и альдегидов, очищенных от метанола, получают средство для розжига, причем для получения средства для розжига в полученную смесь из алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот добавляют карбоксивинилполимер и/или соли щелочных металлов алифатической карболовой кислоты или уксусной кислоты в достаточном количестве в виде порошка для образования гелеобразного вещества и затем вводят наполнитель.
11. Способ получения средства для розжига по п.10, отличающийся тем, что в качестве гелеобразующего вещества используют карбомер в достаточном количестве в виде порошка, который добавляют после получения смеси из алифатических спиртов, эфиров и жирных кислот, очищенной от метанола, а затем по каплям щелочной раствор для образования гелеобразного вещества и затем вводят наполнитель.
12. Способ получения средства для розжига по п.10, отличающийся тем, что в бинарную смесь добавляют вместо карбомеров соли карбоновой или уксусной кислоты в достаточном количестве с нагреванием до температуры не менее 60°C, затем вводят наполнитель и охлаждают для получения гелеобразного вещества.
