Способ предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для ферментативного гидролиза

 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности к способам предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для ферментативного получения сахаров, и может быть использовано в микробиологической промышленности, пищевой и комбикормовой промышленности. Цель изобретения - повышение степени гидролизуемости сырья за счет снижения содержания лигнина. Способ осуществляют следующим образом. Готовят водную суспензию с концентрацией твердой фазы (1:15)-(1:20) и обрабатывают постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50-100 В при плотности тока 0,1-1 А/ дм<SP POS="POST">2</SP> в присутствии 2-8% H<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">2</SB> в кислой среде. Для подкисления используют уксусную кислоту в количестве 1-5%, и дополнительно может быть внесена серная кислота в количестве 0,1-3%. Предлагаемый способ предобработки целлюлозосодержащего сырья позволяет сократить продолжительность процесса предобработки по сравнению с прототипом с 6,5 и более часов до 20-60 мин и обеспечить повышение степени гидролиза на 12-20%. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1504249 А 1 (51)4 С 13 К 1 02

В:Е.,0123Н "".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4302215/28-13 (22) 15.07.87 (46) 30.08.89, Бюл. Ф 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биотехнологии (72) Л.С. Лосякова, H.Á. Филиппова и Н.Г. Бочкарева (53) 663 ° 534(088.8) (56) Патент Японии - 38881, кл. 39 А 481, 1975. (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЛ10ЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ДЛЯ

ФЕРХЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА (57) Изобретение относится к гидролиэной промышленности, в частности к способам предварительной обработки целлюлоэосодержащего сырья для ферментативного получения сахаров, и может быть использовано в микробиологической промышленности, пищевой и комбикормовой промышленности. Цель

Изобретение относится к гицролизной промышленности, в частности к способам предварительной обработки целлюлоэосодержащего сырья для ферментативного получения сахаров, и может быть использовано в микробиологической, пищевой и комбикормовой промышленности.

Цель изобретения — повышение степени гидролизуемости сырья за счет снижения содержания лигнина.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят водную суспензию целлюпоэосодержащего сырья концентрацией (1:15) †(1:20), вносят 1-57. уксу«нсй

2 изобретения — повышение степени гидролиэуемости сырья эа счет снижения содержания лигнина. Способ осуществляют следующим образом. Готовят водную суспенэию с концентрацией твердой фазы (1:15)-(1:20) и обрабатывают постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50-100 В при плотности тока 0,1-1 А/дм в при2 сутствии 2-8Х Н О в кислой среде.

Для подкисления используют уксусную кислоту в количестве 1-57 и дополнительно может быть внесена серная кислота в количестве 0,1-3Х. Предлагаемый способ предобработки целлюлозосодержащего сырья позволяет сократить продолжительность процесса предобработки по сравнению с прототипом с 6,5 ч более часов до 20-60 мин и обеспечить повышение степени гидролиэа на

12-207. 1 з.ц. ф-лы. кислоты и 2-SX Н О и осуществляют обработку постоянным электрическим током с напряжением на электродах 50-!

00 В и плотности тока 0,1-1 А/дм и

Время обработки 20-60 мин в зависи мости от вида сырья, Для различных видов сырья подкисление осуществляют либо уксусной кислотой в количестве 1-57., либо ее сочетанием с серной кислотой в количестве 0 1-37.

Оптимальное значение количества вводимой кислоты зависит от химического состава сырья, выбирается экспериментально в каждом конкретном слу3 чае и колеблется в указаннь|х пределах.

Введение серной кислоты в указан ных пределах наряду с уксусной при прочих равных условиях предобработ ки позволяет снизить содержание лиг нина на 0 5-3Х и повысить степень ролиэуемости сырья на 2-67..

Пример 1. Готовят водную суспензию из бумажной пыли с содерж нием лигнина 12,57. в соотношении 1: вносят IХ СНЗСООН, 27 Н О и осущес вляют обработку постоянным электрич ким током напряжением 50 В и плотно тью тока 0,1 А/дм в течение 20 мин

Содержание лигнина в сырье после пр обработки 67 ° Степень гидролиза ком лексными ферментными препаратами Це ловередин П10Х и Пектофоетидин П10Х составляет 49Х, в контроле беэ пред обработки — 377, с механической обр боткой на вибромельнице — 44Х, с пр обработкой по прототипу — 347.

Пример 2. Суспензию бумажной пыли готовят как в примере 1 и осуществлют предобработку при напря женки 100 В, плотности тока 1 А/дм

В реакционную среду вносят СН СО

2Х Н О . Продолжительность обработк

20 мин. Содержание лигнина после об работки составляет 4,57. Степень гид ролиза 527.

П р и и е р 3. Суспензию бумажн пыли I 20 подвергают обработке пост янным электрическим током напряжени ем 50 В, плотностью тока 1 А/дм в

1 присутствии 57 !! О, l СНЗСООН. Со держание лигнина после обработки со ставило 4,6Х. Степень гидролиза 55

Пример 4. Суспензию бумажной пыли 1:15 подвергают предварит ной обработке постоянным электриче ким током при напряжении на электро дах 50 В и плотности тока 0,5 А/дм в присутствии 5Х !1 О,г, 4Ж СН СООН.

Содержание лигнина после обработки составило 3,77.. Степень гидролиза

56Х.

Пример 5, Суспензггю бумаж ной пыли подвергают предобработке постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50 В и пл ности тока 0,1 А/дм . Гидромодуль

1:15. Предобработку проводят в при сутствии 57 Н О, 5Х СН СООН, 17

Н О ° Степень гидролиэа 547.

Пример 6. Осуществляют ан логично примеру 5. Содержание Н.гО водорода.

1504249

37. Содержание лигнина после предобработки 4,27 ° Степень гидролиза

557.

Пример 7. Суспенэию мелкорезанной соломы подвергают предобработке постоянным электрическим током ид- при напряжении на электродах 100 В, плотности тока 1 А/дм, в присутствии SX Н,гО,г, 37 СН СООН и 37 HzO . а- Степень гидролиэа составляет 687.

15, Верхнее предельное соотношение т- концентрации в воде составляет 1:15, ес- так как при использовании более гусс- I5 тых суспенэий происходит заваривание субстрата на электродах с необратимыми химическими изменениями. Нижний и- предел 1:20 определяется экономическими соображениями (производитель20 ностью и энергоемкостью в расчете на единицу сырья), а также снижением буа- ферности системы. ед- При напряжении на электродах 50100 В, плотности тока 0,1 — 1 А/дм

25 продолжительности обработки 20-60 мин, в кислой среде (1-5Х уксусной кислоты или в сочетании с 0,1-3Х серной

1 кислоты) происходит быстрое разложеОН, ние перекиси до активного кислорода и 30 (в обычных условия>. этот процесс идет трудно и медленно, даже при повышенных температурах) и эффективное окисление лигнина, одновременно обработой ка субстрата при укаэанных режимах о- электролиза позволяет понизить. крис35 талличность целлюлозы. В результате обработки по предлагаемому способу степень гидролизуемости сырья возрастает на 12-207, повышается проиэво,57.40 дительность эа счет использования концентрированных суспензий. ель- ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Ъ с- I. Способ предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для фер l

45 ментативного гидролиза, включающии приготовление водной суспенэии сырья с последующей электрохимической обработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени гидролизуемости сырья эа счет снижения содержания лигнина, концентрация твердой фазы в водной суспензии соот- ставляет (1:15)-(I 20), а обработку водной суспензии проводят при напряжении на электродах 50 †1 В и плот55 ности тока 0,1-1 А/дм в течение 20 2

60 мин, при этом в суспенэию вносят а- 1-57 уксусной кислоты и 2-87 перекиси

1504249

Составитель Н. Афанасьева

Редактор Т. Лаэоренко Техред M ° Moðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 5213/28 Тираж 311 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101

2. Способ по и. I, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что в суспензию вводят дополнительно серную кислоту в количестве 0,1-3Х.