Способ перколяционного гидролиза растительного сырья
Изобретение относится к способам гидролиза растительного сырья с целью получения моносахаридов. Целью изобретения является повышение скорости гидролиза и увеличение выхода сахаров. Способ осуществляют следующим образом. В вертикальный цилиндрический гидролизаппарат загружают растительное сырье, смачивают его варочной кислотой, после чего подают острый пар и проводят перколяцию с подачей варочной кислоты в нижнюю и верхнюю зону при массовом соотношении потоков от 16:1 до 5:1 и одновременным отбором гидролизата. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО}.}ИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5}) 4 С 13 К 1/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4258303! 28-13 (22) 05.06.87 (46) 30.07.89. Бюл. К - 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) В.И.Каменный, В.В.Севастьянов, В.Н,Чуркин, Е.Д.Гельфанд, Э.ПЛеркулова, Н.И.Серебров и В.A.Êîâàëü÷óê (53) 663. 534 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР
}} 885256, кл. С 13 К 1/02, 1978. (54) СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИ3А РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к спосоИзобретение относится к способам гидролиза растительного сырья с целью получения моносахаридов, которые используются для производства спиртов, коромовых дрожжей и других продуктов.
Цель изобретения — повышение скорости гидролиза и увеличение выхода сахаров.
Способ осуществляют следующим образом. . В реакционную камеру, например вертикальный цилиндрический гидролиэаппарат, через верхнюю горловину загружают. измельченное растительное сырье и одновременно подают на смачивание раствор варочной кислоты.
Затем аппарат герметически закрывают и подают в него острый пар, который, конденсируясь, нагревает смоченное варочной кислотой сырье. По достижении заданной температуры (по обычно принятым режимам) проводят стадию
ÄÄSUÄÄ 1497219 А1 бам гидролиз. растительного сырья с целью получения монасахаридов.
Целью изобретения является повьппение скорости гидролиза и увеличение выхода сахаров. Способ осуществляют следующим образом. В вертикальный цилиндрический гидролиэаппарат загружают растительное сырье, смачивают его варочной кислотой, после чего подают острый пар и проводят перколяцию с подачей варочной кислоты в нижнюю и верхнюю зону при массовом соотношении потоков от
16: 1 до 5: 1 и одновременным отбором гидролизата. перколяции, для чего в нижнюю и ваox- . нюю эоны реакционной камеры через центральную подающую трубу, нижний конец которой открыт, а верхний участок снабжен отверстия а}, подают горячую варочную кислоту.и одновременно из реакционной камеры отб..дают гидролизат из верхних периферийных зон, При этом варочную кислоту подают в реакционную камеру, в верхнюю зону через отверстия на верхнем участке центральной подающей трубы, а в нижнюю зону через нижний конец трубы при массовом соотношении потоков варочной кислоты от 16: 1 до 5: 1.
Соблюдение указанных распределений потоков варочпой кислоты является обязательным, так как при подаче варочной кислоты в верхнюю зону в количестве менее 6 или более 16Х .положительный эффект предлагаемого способа уменьшается вплоть до нуля.
Наиболее предпочтительно подавать
1497 в верхнюю зону около 10 и в нижнюю
90 варочной кислоты. Необходимое распрделение потоков варочной кислоты в верхнюю и нижнюю зоны реакционной камеры достигается изменением числа открытых отверстий на верхнем участке центральной подающей трубы.
После окончания стадии перколяции подобным же образом проводят стадию промывки остатка в аппарате (подавая вместо варочной кислоты воду); затем проводят отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором гидролиэата через лучевые фильтры, расположенные в нижних периферийных зонах. После завершения последней операции проводят выстрел лигнина иэ аппарата через нижшою горло- вину эа счет избыточного давления в аппарате.
Пример. В опытах используют э типовой гидролизаппарат объемом 50м представляющий собой вертикальный цилиндрический сосуд с конусными верхней и нижней частью. Аппарат имеет сверху загрузочный люк, снизу люк для "выстреливания" лигнина; в центре аппарата имеется вертикальная труба для подачи варочной кислоты (диаметр 100 мм), нижний конец которой открыт и входит в конусную часть аппарата, верхний конец (на расстоя-. нии около 7 м от нижнего конца) снабжен чешуйчатыми отверстиями в количестве 60 шт. на участке 400 мм, что обеспечивает подачу 10% варочной кислоты в верхнюю зону аппарата и соответственно 90 — в нижнюю зону. В верхних периферийных зонах установлены 4 вертикальных лучевых фильтра дпя отбора гидролиэата на стадии перколяции и промывки, а в нижней конусной части (у стенок) установлены
4 лучевых фильтра для отбора гидролизата на стадии отжима.
Для проведения перколяционного . гидролиза по предлагаемому способу в аппарат загружают через верхнюю горловину сырьевую смесь обычно перерабатываемого на заводе состава (80% опилок и 20% щепы древесины хвойных пород с примесью лиственных в количестве 1б ). Количество загруженного сырья составляет 11,73 т при влажцости его 48 . Одновременно с загрузкой сырья в аппарат производят подачу варочной кислоты концен219 4
4S
55 трацией О,б при температуре 100 С в количестве 16 м з
После окончания загрузки аппарат герметически закрывают и осуществляют стадию прогрева путем подачи в аппарат через нижние лучевые фильтры острого пара. Прогрев ведут в течение 40 мин до температуры в аппарате 150 С )обычный регламент) . После этого проводят стадию перколяции путем подачи в центральную трубу варочной кислоты концентрацией 0,5, 0 температурой 180-190 С со скоростью
80 м /ч в течение 45 мин и одновреэ менного отбора гидролизата через лучевые фильтры в верхних периферийных зонах гидролизаппарата; при этом в верхнюю зону аппарата подают 8 мэ/ч варочной кислоты, а в нижнюю 72 мэ/ч (соотношение потоков 9:1). 3а время з перколяции отбирают 68 м гидролиэата.
После стадии перколяции проводят стадию промывки в течение 10 мин, подавая в аппарат через центральную трубу 60 м перегретой воды; отбор гидролизата проводят также через лучевые фильтры в верхних периферийных зонах (отбирают 7 м гидролиэа-, з та) . Затем проводят отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором его через нижние лучевые фильтры. Количество отобранного гидролиэата составляет 13 м . Давление в з аппарате после завершения отжима около 0,8 MIIa. Далее производят выстрел лигнинового остатка из гидролиэаппарата путем открытия быстродействующего клапана нижней горловины. Общий выход гидролизата с варки 88м
3 количество сахаров в гидролизате
3109 кг.
Иэ сравнения предлагаемого способа с прототипом видно, что выход сахаров с варки увеличился с 2610 до 3109 кг или с 42,8 до 51 или на
19,1 отн. .
Для того, чтобы выяснить, как влияет распределение подачи варочной кислоты через верхнюю и нижнюю зоны на выход сахаров, были проведены варки в условиях примера 1 при следующих распределениях потока варочной кислоты в нижнюю и верхнюю зоны реакционной камеры в массовом соотношении 3: 1; 5: 1; 16: 1; 18: 1.
Для изменения распределения потоков меняли количество открытых отСоставитель Н,Афанасьева
Редактор Н.Киштулинец Техред И.Ходаиич, Корректор;О.Ципле
Заказ 4405/29 Тирах 311 Подписное
ВНИИПЙГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5 с
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
6 149 72 верстий на верхнем участке центральной подающей трубы.
Ниже приведены выходы сахаров с вар ок.
Соотношение нижнего Выход сахаи верхнего потоков - ров с варки, варочной кислоты кг
3:1 2680
5:1 2790
9:1 3109
16:1 2807
18:1 2690
Формула изобретения
Способ перколяционного гидролиэа растительного сырья, включающий за19
6 грузку сырья в аппарат, смачивание его варочной кислотой, прогрев паром, перколяцию с подачей варочной кислоты одновременно в верхнюю и нижнюю зоны аппарата с одновременным отбором гидролиэата, промывку остатка, отжим иэ него гидролизата, o a л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости гидролиза и увеличения выхода сахаров, массовое соотношение потоков варочной кислоты, подаваемой в нижнюю и верхнюю зоны, составляет 16:1-5:1.
