Съедобная история человечества. Еда как она есть – от жертвоприношения до консервной банки

Решающая демонстрация состоялась 2 июля 1909 г. в присутствии двух сотрудников BASF – Алвина Митташа и Юлиуса Кранца. Утром в процессе демонстрации вылетел один из болтов в реакторе высокого давления, что потребовало ремонта в течение нескольких часов. Но ближе к вечеру аппарат начал работать при 200 атмосферах и около 500 ^°С, и это привело к выходу аммиака 10 %. Митташ в волнении сжал руку Габера в тот момент, когда появились бесцветные капли жидкого аммиака. К концу дня машина произвела 100 куб. сантиметров аммиака. Ликующий Габер написал в BASF на следующий день: «Вчера мы начали работать с большим аммиачным аппаратом с циркуляцией газа в присутствии доктора Митташа и смогли сохранить производство непрерывным в течение пяти часов. Все это время он работал без сбоев и непрерывно производил жидкий аммиак. Из-за опоздания в несколько часов и так как мы все устали, мы остановили производство, потому что уже ничего нового нельзя было узнать из продолжения эксперимента».

Экспериментальный аппарат Габера

Синтез аммиака в больших масштабах оказался осуществимым. BASF поставила задачу преобразовать работу настольного аппарата Габера в крупномасштабный промышленный процесс под высоким давлением своему химику-технологу Карлу Бошу. Он должен был решить, как генерировать два исходных газа (водород и азот) в больших количествах и по разумной стоимости, найти подходящие катализаторы и, самое сложное, разработать большие стальные сосуды, способные выдерживать огромное давление, требуемое для реакции. Первые два аппарата, построенные Бошем, были примерно в четыре раза больше, чем аппарат Габера. Однако они оказались неудачными. Их трубки высокого давления, необходимые для получения реакции, взорвались примерно через 80 часов работы, хотя и были заключены в железобетон. Бош понял, что водород под высоким давлением восстанавливает углерод в стали, и материал трубок теряет свою прочность и коррозионную стойкость. Его команда также разработала новые виды предохранительных клапанов для работы при высоких давлении и температуре. Были созданы детально продуманные системы теплообмена, способные сократить расход энергии, требуемой для синтеза. Кроме того, были разработаны приспособления, позволившие тестировать большое количество различных материалов-катализаторов. В течение 1910 и 1911 гг. конвертеры Боша постепенно становились больше, хотя все еще производили лишь несколько килограммов аммиака в день. Только в феврале 1912 г. объем дневного производства превысил одну тонну.

Карл Бош

К этому времени Габер и BASF были атакованы соперниками, которые оспаривали патенты Габера на процесс синтеза аммиака. Главным среди них был Вальтер Нернст, чей спор с Габером побудил последнего разработать новый процесс. Некоторые из работ Габера были основаны на более ранних экспериментах Нернста, поэтому BASF предложил Нернсту «отступные» в 10 тыс. марок в год в течение пяти лет в знак признания этого. В ответ Нернст согласился не оспаривать патенты Габера, а все другие претензии к нему были впоследствии отвергнуты судами.

Тем временем все более крупные конвертеры, способные производить от трех до пяти метрических тонн в день, были запущены на новом производстве BASF в городке Оппау. В них были объединены оригинальные методы Габера и инновационные разработки Боша для производства аммиака – азота из воздуха и водорода из угля. Теперь это известно как процесс Габера–Боша. К 1914 г. завод в Оппау был способен производить почти 20 метрических тонн аммиака в день, или 7200 метрических тонн в год, а затем он мог быть переработан в 36 тыс. метрических тонн сульфатных удобрений. Но Первая мировая война, начавшаяся в августе 1914 г., изменила ход событий: большая часть аммиака, производимого на заводе, пошла на производство взрывчатых веществ, а не удобрений. (Германские поставки селитры из Чили были прерваны после серии морских сражений, в которых победу одержали англичане.)

Война высветила два варианта использования достижений химии: с одной стороны, поддерживать жизнь, с другой – разрушать ее. Перед Германией тоже встал вопрос – использовать свой новый источник синтетического аммиака для увеличения производства продуктов питания или для снабжения армии боеприпасами. Некоторые историки даже предположили, что без достижений Габера–Боша селитра в Германии закончилась бы к 1916 г. и война завершилась бы намного раньше. Немецкое производство аммиака резко возросло после 1914 г., но большую часть его поставок использовали для выпуска боеприпасов, так что поддерживать производство продуктов питания оказалось невозможным. Поэтому повсюду ощущалась нехватка продовольствия, которая способствовала упадку морального духа людей, а затем и поражению Германии в 1918 г.