Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих материалов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ ИЗ ЦЕЛЛЙЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ 14АТЕРИАЛОВ, предусматривающий измельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с последующим ферментативным или кислотным гидролизом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода глюкозы, перед обработкой раствором щелочи на сырье действуют острым паром при температурю 160-210°С и давлении 6-20 ати в течение 5-240 мин, при этом концентрация раствора щелочи сос тавляет 0,2-1,0%. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 13 К 1 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY (21) 2506593/28-13 (22) 20 ° 07.77 (31) A 5345/76 (32) 20.07.76 (33) Австрия. (46) 07.02.84. Бюл. 9 5 (72) Ханс-Херманн Дитрихс, Михаэль

Зиннер, Фритц Опдербек и Карл-Хайнц

Брахтхойзер (ФРГ) (71) Ироектирунг Хемише Ферфаренстех-. ник ГмбХ (ФРГ) (53) 663.18(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство, СССР

В 86626, кл. С 1 3 К 1/02, 1949.

2. Toyama N., Ogawa К. Sugar.

production from agucultural.woody

wastes by saccharification with

Tuchoderma viride ceIluIase Biotech-

nol and Bi >lug Sym1i q р. 225-244, 1975 (прототип).

„„Sll „„A (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

ИЗ ЦЕЛЛЙЛОЗОСОДЕРИМЦИХ NATEPHAJIOB, предусматривающий измельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с последующим ферментативным или кислотным гидролиэом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода глюкозы, перед обработкой раствором щелочи на сырье действуют острым паром при температуре 160-210 С и давлении

6-20 ати в течение 5-240 мин, при этом концентрация раствора щелочи составляет 0,2-1,0Ъ.

1072816

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения глюкозы из целлюлоэосодержащих материалов.

Известен способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего материала,. предусматривающий измельчение сырья перед гидролизом(Я .

Известен также способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих материалов, предусматривающий иэмель- 10 чение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с. последующим ферментативным или кислотным гидролизом(2) .

По известному способу обработку 15 ведут 1-4%-ным раствором щелочи при температуре 100-120ОС. При этом выход сахаров составляет 9,4-13,6%.

Цель изобретения - повышение вы.хода глюкозы. 20

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения глюкозы из целлюлозосодержащих материалов, предусматривающем измельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с последующим ферментативным или кислотным гидролизом, перед обработкой раствором ще-. лочи на сырье действуют острым паром при температуре 160-210 С и давлении

6-20 ати в течение 5-240 мин,при этом концентрация раствора щелочи составляет 0,2-1,0%.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве сырья используют различ-, З5 ные растительные целлюлоэосодержащие материалы, например древесину лиственных пород, солому, багассу, зерновую шелуху, остатки кукурузных початков, маисовую солому и т.д. Сырье подвер- 40 гают обработке паром под давлением.

Обработку проводят в течение 5-240 мин, причем время обработки зависит от температуры..

Процесс обработки сопровождается 45 образованием уксусной кислоты, которая оказывает благоприятное воздействие на подготовку сырья. Если в процессе образуется мало уксусной кислоты, то целесообразно добавлять 0 около .6% кислоты. После пропаривания сырья осуществляют обработку щелочным раствором, которую можно про- .

:водить в несколько стадий.Выщелачива.ние проводят сразу после обработки паром под давлением, так как горячее 55 сырье нагревает щелочной раствор.

Выщелачивание целесообразно осуществлять по противоточному принципу.

Полученный после выщелачивания ос таток, представляющий собой валок- 60 нистое вещество, промывают водой и подвергают кислотному или ферментатмвному гидролнзу. Поскольку полученное волокнистое вещество практически содержит, кроме лигнина,только цел" 65 люлозу, при гидррлизе образуется только глюкоза.

Hp и м е р 1. 400 r древесины дуба в виде воздушно-сухих. щепок, обрабатывают Паром в лабораторном рафинере фирмы "Дефибратор A.Ã."

7 мин при 190 С и под давлением

12 ати, затем измельчают.

Полученное влажное волокнистое вещество вымывают 4 л воды иэ дефибратора и промывают на сите.

Непосредственно после этого промытый и отпрессованный волокнистый материал суспендируют в 5 л 1%-ного водного раствора гидроокиси натрия при комнатной температуре. Через

30 мин материал. фильтруют, промывают водой, разбавленной кислотой и снова водой. Выход волокнистого вещества составляет 66% в расчете на примененное количество древесины.

Полученный после обработки материал подвергают кислотному гидролизу.

К 300 мг волокнистого материала добавляют при охлаждении 3 мл концентрированной серной кислоты; Кассу выдерживают 60 мин, разбавляют 84 мл воды и нагревают 60 мин при 120©С.

После обработки растворы содержат

70% глюкозы в расчете на вес волокнистого вещества.

Пример 2. Древесину березы подвергают обработке, как описано в примере 1, но время обработки паром составляет 80 мин и используют 0,5%-ный раствор щелочи. Полученный после обработки материал подвергают ферментативному гидролизу.

К 200 мг волокнистого вещества добавляют 25 мг продукта, полученного в результате диализа и последующей сублимационной сушки иэ ферментного препарата ."Onozuka ss" (A11 Japan Bioche?nicaIs Co.Nishinomiya Япония) 5 мл .0,1 М натрийацетатного буфера с рй 4,8 и выдерживают в закрытых колбах Эрленмейера при 46 С на водяной бане при встряхивании. Выход глюкозы 81%.

Пример 3. Способ осуществляют согласно примеру 2, но в качестве исходного сырья используют солому пшеницы. Выход глюкозы - 66% от волокнистого вещества.

Полученный после ферментативной обработки остаток содержит после полного гидролиэа менее 10% углеводов . в расчете на примененное количество волокнистого материала, причем это количество составляет ксилоза, а глюкоза содержится в очень малом количестве.. Следовательно, целлюлоза волокнистого вещества в результате ферментативного гидролиза почти полностью превращается в глюкозу.

Пример 4. 200 r березовой древесины в виде щепы обрабатывают паром под давлением 20 ати и темпе1072816

Составитель Т.Мелентьева

Редактор Н.Стащишина Техред Л,Пилипенко Корректор И.Муска

М\

Заказ 167/55 Тираж 375, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратуре 210 5 мин, затем измельчают. (как .в примере 1) и обрабатывают

0,2Ъ-ным растэором щелочи. Выход волокнистого вещества 69%.

После кислотного гидролиэа выход глюкозы составляет 53,.4В в расчете, на вес волокнистого вещества или

36,9Ъ в расчете на абсолютно. сухую использованную древесину.

Пример 5; Способ осуществляют согласно примеру 4, но темпеI ратура обработки составляет 160О давленые 6 ати, время обработки 4ч.

После кислотного гидролиэа выход глюкозы 56,6% в расчете на абсолютно сухое волокнистое вещество.

После .ферментативного гидролиэа выход глюкозы 58,2в в расчете на абсолютно:сухое волокнистое вещество.

Таким образом, предлагаеьЫй ciio",îá получения глюкозы иэ целлюлоэородержащих материалов позволяет поручать глюкозу с хоре;зим выходом.