Beberapa komentator, yang tidak menganggap masalah ini cukup serius, ironisnya:
“Hanya saya juga menyarankan mengumpulkan tinja yang longgar secara terpisah. Anda tidak dapat membuat bahan peledak darinya, tetapi jika Anda menuangkannya ke kepala musuh, seperti tank napalm, maka efek demoralisasi akan luar biasa.”
Yang paling menarik adalah bahwa komentator ini salah: bahan peledak, atau lebih tepatnya, bahan baku terpenting untuk pembuatannya, juga dapat diperoleh dari kotoran. Dan kita berbicara tentang TNT - salah satu jenis bahan peledak militer utama dan paling umum.
Terkenal oleh banyak pemeriksa TNT
TNT, atau trinitrotoluene, seperti banyak bahan kimia militer, diberikan kepada kami oleh Jerman. Zat ini ditemukan pada tahun 1863, tetapi sifat-sifatnya sebagai bahan peledak dipelajari pada tahun 1889 oleh Karl Heussermann. Pada tahun 1901, perusahaan Jerman Dynamit Nobel AG membuka pabrik pertamanya di Schlebusch (sekarang bagian dari kota Leverkusen, dekat Cologne). Sudah pada tahun 1902, TNT menggantikan asam pikrat dalam cangkang dan granat tangan. TNT, sebagai bahan peledak yang cukup kuat, tetapi pada saat yang sama dengan sensitivitas yang sangat rendah dan kemampuan meleleh pada suhu 80,1 derajat, dengan cepat menjadi salah satu jenis bahan peledak utama yang digunakan untuk keperluan militer. Produksi TNT selama perang mencapai proporsi yang sangat besar. Misalnya, Jerman selama Perang Dunia Kedua menghasilkan 18 ton TNT per bulan, dan total produksi melebihi 800 ton.
Salah satu bangunan pabrik yang masih bertahan untuk produksi bahan peledak dan peluru di sekitar kota kecil Hessisch Lichtenau, tidak jauh dari Kassel. Dalam dokumen rahasia, itu dikenal dengan nama kode Friedland. Dari tahun 1938 hingga 1945, 118,6 ribu ton TNT dan 5,6 ribu ton asam pikrat diproduksi di sini.
Bahan baku untuk produksi TNT - toluena, diperoleh dari minyak dengan proses catalytic reforming fraksi bensin. Ini adalah cara utama untuk mendapatkan produk yang digunakan terutama sebagai pelarut dalam ekonomi perdamaian. Dalam jumlah kecil, toluena dapat diperoleh dari resin yang terbentuk selama kokas batubara atau batubara coklat. Di Jerman, kedua metode untuk memperoleh toluena digunakan. Tetapi, karena hanya ada sedikit minyak, dan resin digunakan dalam jumlah besar untuk produksi bahan bakar sintetis, di Jerman toluena diperoleh dengan alkilasi benzena, produk lain dari kokas batu bara. Metanol dan katalis juga berpartisipasi dalam reaksi.
Toluena, bahan baku utama untuk produksi TNT, terlihat agak tidak berbahaya: cairan tidak berwarna, mudah bergerak dan mudah menguap, biasanya digunakan sebagai pelarut
Ini adalah salah satu teknologi militer yang khas: cukup kompleks, dengan hasil toluena yang relatif kecil, tetapi di sisi lain, memungkinkan untuk mengubah benzena menjadi bahan baku untuk produksi bahan peledak, yang merupakan produk sampingan dari produksi kokas dan hanya digunakan sebagai bahan bakar motor. Mungkin Jerman akan mengembangkan teknologi ini, tetapi mereka jelas terhambat oleh kurangnya metanol, yang pada tahun-tahun itu diperoleh dengan penyulingan kayu kering, dan bahan baku ini juga kurang di Jerman.
Berapa banyak TNT yang akan keluar dari kotoran?
Karena semua fasilitas untuk ekstraksi, pengolahan dan pengangkutan minyak termasuk dalam daftar target prioritas, maka perlu, jika terjadi perang besar dan berkepanjangan, untuk siap secara mental dan teknis untuk dibiarkan tanpa minyak (atau dengan jumlah yang sangat kecil). Oleh karena itu, harus ada teknologi untuk memperoleh zat dan bahan yang diperlukan dari beberapa bahan mentah lain, yang bagaimanapun juga akan tersedia. Nah, misalnya pupuk kandang.
Tampaknya luar biasa dan tidak mungkin. Bahkan, sangat mungkin untuk mendapatkan toluena yang sama dari pupuk yang sama. Atau lebih luas dari limbah pengolahan air limbah, baik dari saluran pembuangan kota maupun dari berbagai macam usaha peternakan. Apalagi perbedaan antara jenis sampah ini sangat kecil.
Komposisi kimia pupuk kandang... Ya, dalam agronomi komposisi kimia pupuk kandang telah dipelajari dengan sangat hati-hati karena ini adalah pupuk organik yang paling umum dan Anda perlu tahu persis kandungan nutrisi tanaman di dalamnya. Jadi, komposisi kimia pupuk kandang adalah sebagai berikut: 65-77% (tergantung jenisnya) adalah air, 20-30% adalah bahan organik. Residu kecil didistribusikan di antara berbagai zat yang berguna untuk nutrisi tanaman: nitrogen, asam fosfat, kalium, kapur, asam silikat. Kandungannya relatif kecil, katakanlah asam fosfat 0,2-0,3%.
Untuk kebutuhan kimia militer, bagian yang paling menarik terdiri dari zat organik, yang merupakan konglomerat kompleks dari semua jenis senyawa hidrokarbon - sisa makanan. Dengan bantuan pirolisis, yaitu dekomposisi termal menjadi senyawa hidrokarbon yang lebih sederhana dan zat sederhana (seperti hidrogen, karbon monoksida, karbon), bahan baku untuk produksi bahan peledak dapat diperoleh dari residu organik ini.
Sebuah pabrik pirolisis khas. Foto dengan jelas menunjukkan bagian-bagian utamanya: retort horizontal untuk pirolisis dengan palka pemuatan (di sebelah kanan), alat pemanas dengan pasokan gas pirolisis sebagai bahan bakar (melalui pipa kuning), pipa untuk mengeluarkan produk pirolisis dan kondensor ( di kiri).
Pirolisis limbah ternak merupakan teknologi yang tidak terlalu umum saat ini, tetapi sudah cukup berkembang untuk dapat menilai kemampuannya. Ketika dipanaskan hingga 400-500 derajat, limbah selama proses pirolisis terurai menjadi tiga fraksi utama: gas (biasanya campuran hidrogen, karbon monoksida dan metana), cairan pirolisis cair, dan residu karbon padat. Hasil spesifik produk tergantung baik pada sifat bahan yang diproses dan pada mode pirolisis, tetapi kira-kira fraksi gas sekitar 30%, fraksi cair adalah 35-40%, dan sisanya adalah karbon padat.
Cairan pirolisis, atau disebut minyak sintetis, adalah campuran senyawa hidrokarbon, dalam warna dan konsistensi yang sangat mirip dengan bahan bakar minyak atau bahan bakar diesel berat. Itu dapat mengalami distilasi, seperti minyak, dan sejumlah produk lain dapat diperoleh darinya: bensin, minyak tanah, bahan bakar diesel, dll.
Cairan pirolisis merupakan persilangan antara solar dan bahan bakar minyak.
Katakanlah, dalam cairan pirolisis seperti itu, sekitar 28% volume jatuh pada fraksi bensin. Bensin kuning memiliki nilai oktan 84,3 dan mengandung sejumlah besar zat berharga: benzena - 4,2%, total hidrokarbon aromatik - 46,8%, termasuk 12% toluena, 4,6% xilena dan 17,4%% etilbenzena. Bensin seperti itu tidak cocok untuk digunakan sebagai bahan bakar motor, tetapi merupakan bahan baku yang berharga untuk diproses lebih lanjut.
Artinya, dari satu ton kotoran kering sangat mungkin untuk mendapatkan sekitar 11,7 kg toluena atau 23,1 kg TNT. Hasil yang sangat bagus. Ini hanya menyangkut ekstraksi langsung toluena dari cairan pirolisis.
Hasil dapat ditingkatkan jika benzena dilibatkan dalam pengolahan, dimana dalam proses pirolisis diperoleh terlebih dahulu pada tahap penghilangan air dari zat yang diproses (benzena dengan air membentuk azeotropik, yaitu campuran yang tidak terpisahkan, mengandung 91 % benzena, mendidih pada 69 derajat). Tidak sulit untuk mengekstrak benzena dari air pirolisis dengan distilasi di peralatan distilasi yang paling biasa, sama seperti untuk distilasi alkohol. Pada tahap kedua, benzena dapat diperoleh dengan pirolisis fraksi bensin dari cairan pirolisis. Metanol yang diperlukan untuk sintesis toluena dapat diperoleh dalam unit khusus dari gas sintesis yang dilepaskan selama pirolisis.
Tampaknya dengan penggunaan bersama toluena dan benzena, yang diperoleh dari produk pirolisis kotoran, dimungkinkan untuk membawa produksi TNT menjadi sekitar 45-50 kg per ton kotoran kering.
Kami tidak akan membahas teknologi secara rinci, tetapi untuk alasan lain: sangat kompleks dan hanya menarik bagi ahli kimia dan teknologi. Adapun masalah tertentu, teknologinya sangat kompleks sehingga tidak dapat direproduksi dalam kondisi artisanal. Jika ada ratusan, bahkan ribuan, pengrajin yang membuat nitroselulosa di dapur, maka saya belum pernah mendengar ada ahli kimia rumahan yang bisa membuat TNT di rumah, bahkan dari komponen yang sudah jadi.
Satu juta ton kotoran untuk perang besar
Apakah ada banyak bahan baku ini? Ini juga tidak mudah untuk dipercaya, tetapi banyak yang terbentuk. Volume tahunan limbah ternak diperkirakan 300 juta ton, dan limbah pengolahan limbah perkotaan sekitar 8,6 juta ton. Ini, tentu saja, perkiraan kasar, karena tidak ada yang menimbang limbah ini, dan datanya terutama merupakan perkiraan "dengan mata". Tetapi bahkan dengan metode yang tidak sempurna untuk menghitung jumlah kotoran, itu adalah masalah yang sangat besar bagi peternakan. Hal ini tidak mengherankan, mengingat satu ekor sapi per hari menghasilkan sekitar 55 kg pupuk kandang. Mudah untuk menghitung bahwa peternakan untuk 100 ekor per hari akan menghasilkan 5,5 ton pupuk kandang, atau 2 ton per tahun. Di mana harus meletakkan semua ini - tidak ada jawaban yang pasti. Biasanya, kotoran cair diambil dan disimpan di tangki penyimpanan, di mana mengendap, dikomposkan dan kemudian diubah menjadi pupuk, kurang lebih cocok untuk diekspor ke ladang.
Gambaran khas untuk banyak peternakan adalah gunungan kotoran ternak dan danau lumpur.
Pada prinsipnya, berbagai metode pembuangan kotoran telah dikembangkan, mulai dari pembakaran hingga berbagai metode dekomposisi biologis, termasuk produksi biogas. Tapi mereka masih sedikit berguna. Pasalnya, instalasi untuk mengolah ratusan ribu ton pupuk kandang per tahun (misalnya, peternakan dengan 4000 ekor sapi, yang “menghasilkan” sekitar 80 ribu ton pupuk kandang per tahun) membutuhkan banyak uang, dan dana untuk investasi. di non-inti untuk peternakan, hanya sedikit orang yang memiliki pengolahan pupuk kandang. Hanya peternakan terbesar dan paling menguntungkan yang mampu melakukan investasi jangka panjang dalam pengolahan pupuk kandang. Sisanya masih membawanya ke gudang.
Reservoir kotoran biasanya sangat sederhana - bendungan tanah tempat kotoran cair dialirkan. Terkadang bendungan runtuh dan lumpur mengalir ke sungai dan danau.
Di masa perang, seseorang tidak dapat melewati sumber "bahan penting militer" seperti itu (saya telah lama mencoba menemukan terjemahan istilah Jerman kriegswichtiger Stoff yang paling akurat dan nyaring; versi yang disajikan adalah yang terbaik sejauh ini), seperti segala macam kotoran. Dari sudut pandang ekonomi militer, itu adalah sumber produk pirolisisnya, seperti: gas yang mudah terbakar yang digunakan sebagai bahan bakar atau untuk sintesis organik; cairan pirolisis yang digunakan sebagai bahan bakar atau untuk produksi zat lain, serta batubara yang cocok untuk bahan bakar. Beberapa dari rangkaian produk ini berlaku untuk produksi bahan peledak.
Mudah dihitung bahwa dari 300 juta ton pupuk kandang (75 juta ton bahan organik, yaitu kotoran kering), dapat diproduksi 1,7 juta ton TNT, atau sekitar 140 ribu ton per bulan, jika semuanya diolah. . Ini, tentu saja, cakupan megah dari perang yang benar-benar total, tetapi ini tidak mungkin dicapai dari sudut pandang teknis semata. Namun, jika Anda menetapkan sendiri tujuan untuk memproduksi sekitar 20 ribu ton TNT per bulan (yang cukup untuk perang yang cukup besar), maka cukup untuk melibatkan sekitar 870 ribu ton kotoran kering atau 3,4 juta ton pupuk kandang per bulan. tahun. Bagaimanapun, pasokan kotoran jauh melebihi kebutuhan bahan peledak yang dapat dibuat darinya. Bahkan dengan fantasi militeristik saya yang tidak terkendali, sangat sulit untuk membayangkan untuk apa 140 ribu ton TNT per bulan dapat digunakan.
... misalnya, untuk penembakan artileri besar-besaran
Pentingnya pupuk kandang untuk ekonomi perang juga ditekankan oleh fakta bahwa minyak dapat habis dari ekstraksi yang berlebihan, atau ladang minyak dapat dihancurkan dan dibakar. Dan bagaimanapun, sapi dan babi akan tetap ada, karena tanpa ternak, daging, dan kulit tidak mungkin untuk bertarung. Karena akan ada sapi dan babi, maka pasti akan ada kotoran. Itu dapat dipaksa untuk mengumpulkannya untuk diproses oleh penduduk yang tidak mampu dalam urutan dinas militer. Pemrosesan pirolisis pupuk kandang primer dapat dilakukan di dekat kompleks ternak di pabrik pirolisis stasioner atau bergerak kecil, dan zat antara yang sudah diperoleh, terutama cairan pirolisis, dapat dikirim ke pabrik khusus, termasuk untuk produksi TNT.