Способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки

 

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРОЛИЗНУХ СРЕД ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ , предусматривающий их замораживание , ВБщерживание в замороженном состоянии с последующим размораживанием , отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода продуктов биохимической переработки-, размораживание осуществляют ступенчато при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25°С с отбором соответствующих жидких фракций. : 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдерживание в замороженном состоянии проводят при температуре от -5 до -20с в течение 6ч.I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 13 К 1 04 . Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -.

К ABTOPCHOMV- СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514459/28-13 (22) 27 ° 10 ° 82 (46) 28 02 84 Бюл. М 8 (72) А.Т. Порубова, С.А. Сапотницкий и В.Ф. Гитерман (71) Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С.M.Кирова (53) 661.728.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 834129, кл. С 13 К 1/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3316715/28-13, кл. С 13 К 1/04, 1981.

„„SU„„40А (54) (57) 1 ° СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРОЛИЭНЦХ СРЕД ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ, предусматривающий их замораживание, выдерживание в замороженном состоянии с последующим размораживанием, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода продуктов биохимической переработки; размораживание осуществляют ступенчато при

1-3 3-5 5-8, 8-25 С с отбОром соответствующих жидких фракций.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что выдерживание в замороженном состоянии проводят при температуре от -5 до -20 С в тео чение 6 ч. е

С2

1076450

Изобретение относится к гидролизной и микробиологической промышленностям, а именно к способу подготовки гидролизных сред к биохимической переработке.

Известен способ подготовки водных предгидролизатов для биохимической переработки, предусматривающий их охлаждение перед инверсией до температуры от 0 до -10оС s течение

1-6 ч. Затем осуществляют инверсию, 10 нейтрализацию, отделение осадка, аэрацию 111 .

Известен также способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки, предусматривающий их $5 замораживание, выдерживание в замороженном состоянии с последующим размораживанием. Замораживанию подвергают водные предгидролиэаты, разйораживают, при 20 С осуществляют 20 нейтрализацию, аэрацию, отделяют осадок, обогащают питательными солями и используют для выращивания дрожжей. Выход дрожжей 40-52Ъ от

Редуцирующих веществ, выход спирта при спиртовом брожении 186 л/т древесины (2) .

Недостатками данного способа являются сложность процесса, связанная с его многостадийностью, а также невысокий выход продуктов биохимической переработки. Цель изобретения — упрощение процесса и увеличение выхода продуктов биохимической обработки. указанная цель достигается тем, 35 что согласно способу подготовки гидролиэных сред для биохимической переработки, предусматривающему их замораживание, выдерживание в замороженном состоянии с последующим размора- 40 живанием, размораживание осуществляют ступенчато при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25 C с отбором соответствующих жидких фракций.

При этом выдерживание в замороженном состоянии целесообразно проводить при температуре от -5 до -20 С

0 в течение 6 ч.

Способ осуществляют следующим образом.

Кислый гидролизат подвергают замораживанию при температуре от -5 до -20 С, выдерживают в течение 6 ч, о, затем размораживают ступенчато при

1-3, 3-5, 5-8, 8-25 С и отбирают со-о ответствующие жидкие фракции. Это приводит к тому, что при 1-3 С в раствор переходит серная кислота, при 3-5 С в раствор переходят гек.0 созные сахара, при 5-8 С вЂ” пентоз-. ные сахара, а оставшиеся органичес- 60 кие кислоты из льда переходят в раствор только при температуре выше 8оC так как каждому веществу, в зависимости от его содержания в растворе, соответствует определенная темпера- 65 тура замораживания и оттаивания (закон Рауля). Каждую фракцию исполь зуют отдельно. Так как на выращивание дрожжей и на получение спирта направляются растворы, не содержащие минеральных и органических кислот, I то отпадает необходимость нейтрализации, а поскольку коллоидные вещества находятся в последней фракции вместе с органическими кислотами, то исключаются и стадия аэрации. В то же время выход и качество целевых продуктов повышаются.

В работе используют Гидролизат с рН 1,2, РВ до инверсии 2,31, PB после инверсии 3,0.

Замораживание проводят в сосуде

Дьюара, в качестве хладагента используют смесь поваренной соли со льдом.

Пример 1. 600 мл гидролизата замораживают в стеклянной ампуле с термометром, помещенной в сосуд

Дьюара, при -5 С и выдерживают в течение 6 ч. Затем ступенчато размораживают при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25оС.

Отбирают жидкие фракции и определяют в них рН, содержание редуцирующих и коллоидных веществ (табл.1), а также проводят качественный и количественный состав сахаров (табл.2), продуктов деструкции сахаров (табл.3) .

Пример 2. Способ осуществляют согласно примеру 1, но замораживание проводят при -10 С. Результаты приведены в табл. 1 — 3.

Пример 3. Способ осуществ1ляют примеру 1, но замораживание проводят при -20 С. Результаты привео дены в табл. 1 — 3.

Пример 4; Способ осуществляют согласно примеру 2. Фракцию, полученную при размораживании при

3-5оС, содержащую гексозные сахара, пос е добавления питательных солей используют . для спиртового брожения дрожжей рода Saccharomyces. Брожение ведут при 28-30 С в течение 12 ч.

Результаты представлены в табл.4, Пример 5. Способ осуществляют согласно примеру 2. Фракцию, полученную при размораживании при

5-8 С, содержащую пентозные сахара, после добавления питательных солей и разбавления водой до содержания

PB 1,2Ъ, используют для выращивания дрожжей Candida scottii КС-2 на установке периодического действия.

Результаты представлены в табл.4.

Таким образом,,предлагаемый способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки по сравнению с известным позволяет исключить стадии нейтрализации и аэрации, что снижает затраты на химикаты, электроэнергию и высвобождает оборудование, при этом увеличивается

1076450 выход дрожжей до 59-62%, содержание протеина до 55%, выход спирта до

220 л/т древесины. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность выделения чистой серной кислоты из гидролиэатов, которую можно

Таблица 1

Показатели

Темгература замораживания, C

-25-20

-10

Температура размораживания и отбора полученных растворов, С

20 1-3 3-5 5-8 8-25 1-3 3-5 5-8 8-25 1-3 3-5 5-8 8-25 м

Прототип

Предлагаемый способ

1,2 1,2 4,0 4,2 1,1 1,1 4,6 4,7 1,1

l,1 4,6, 4,7 1,0

О 2,02 0,93 О.рН

1,67 0,64 0,47 О 2,09 0,93 О

2,9 О

РВ, % с

1,8 0 О 0,7 1,1 0 О С 1,8 О О О

1, 8

Таблица 2

Содержание истинных сахаров в обработанных растворах

О

Температура замораживания растворов гидролиэата, С

Сахара

-25

-20 — 10

Температура размораживания и отбора растворов, С о

20 3-5 5-8 6-25 3-5 5-8 3-5 5-8

Прототип

Предлагаемый способ

О . 0,83 О

0,80 0,74 О

0,80 0

Глюкоза 0,61

Галактоза 0,11

О О 39 0 О 35 О

О 35 О 26 О

0,68 0,02 0,69 0,01

0,70 0,52 0,15 О

Манноэа 0,42

Ксилоэа 0,56

0,62

0,62 О

0,21 0,37 О

0,62 О

Арабиноза

0,17

0,18 О

0,13 0,01 О

0,18 О

0,12

Содержание коллоидных веществ, г/л

Исходный необработанный гидролизат направить на вторичную переработку, а также позволяет дополнительно получить отдельные растворы органических кислот, представляющих ценный товарный продукт (уксусная, ле5 вулиновая кислоты, фурфурол) .

1076450

Таблица 3

Содержание неорганических и органических веществ в гидролнэатах

Вещество

Содержание, В в гидролиэатах

- 5 -Z0

-20

-25

Прототип

Предлагаемый способ

0 5

Ф

0 5

0,5 0 5—

0,5

Муравьиная кисло та Ор03 0,29

0,029

0,0629, 0,008 0,02

0,25 0,25 - 0,07 0,03 0,15 - - - 0,24 - - - 0,25

Oil 0i13

ФурФу рол 0,035 0,037 — 0,005 0,001 0,03

0,35 — — — 0,38

0,076 0,078 - 0,001 0,006 0,07 - — — 0,076 — - - 0,079

Таблица 4 держание отеина, Ъ

46,4

Исходный гидролизат без обработки

186 40,2

Прототип - раствор замораживают до -25 С и размораживают при 20 С

51,2

186

52,4

Уксусная кислота

Левули,новая кисло та

ОксиметилФУРФУ рол

Исходный гидролизат

Температура обработки гидролиэатов, С

Температура размораживания и отбора растворов, С

0il - .- - 0,1 - — — 0,13 1076450

Продолжение табл. 4

Предлагаемый — раствор замораживают до -lO Ñ и размораживают при температуре, С

3-5 (вторая фракция - гексозные сахара) - весь раствор идет на спирт

216

5-8 (третья фракция — пентозные сахара) - весь раствор направляют на дрожжи

60,5

-54,7

Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 652/23

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель T. Мелентьева

Редактор В. Петраш Техред А.Бабинец Корректор В. Бутяга