Способ перколяционного гидролиза растительного сырья

 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу перколяционного гидролиза растительного сырья. Цель изобретения - повышение доброкачественности гидролизата и ускорение гидролиза растительного сырья. Способ перколяционного гидролиза растительного сырья заключается в том, что гидролиз ведут разбавленным раствором серной кислоты (0,5%) при повышенной температуре (160-190°С) в присутствии добавки - карбамида в количестве 1,0-3,5% от массы а.с.с. 2 табл.

00)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)5 С 13 К 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 i ) 4652715/31-13 (22) 20.02.89 (46) 07.11.90. Бюл. И 41 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им, Ф.Э.Дэержинского (72) В.Т.Ровенский, Е.И.Сокол, Г.И.Дружинина, Т.Г.Луц, В.Я.Ярьпп, А.И.Осадчая, В.М.Иванов, В.M.Бетанов и Ф.M.Öûãàí (53) 663.554(088.8) (56) Химия древесины) 1986, )) 2, с. 105-111.

Авторское свидетельство СССР

У 310933, кл. С 12 К 1/02, 1970.

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу перколяционного гидролиза растительного сырья.

Цель изобретения — повышение доброкачественности гидролизата за счет повышения выхода редуцирующих веществ (РВ) и ускорение процесса.

Введение добавки карбамида дает возможность значительно дольше сохранить. в процессе перколяционного гидролиза морфологическую целостность сырья и повысить фильтруемость загрузки, что позволяет не снижать скорости выдачи гидролизата по мере увеличения глубины гидролиэа. При этом сокращается время пребывания моносахаридов в зоне высоких температур, уменьшается количество продуктов распада и возрастает выход PB сварки.

2 (54) СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу перколяционного гидролиза растительного сырья. Цель изобретения повышение доброкачественности гидролизата и ускорение гидролиза растительного сырья. Способ перколяционного гидролиэа растительного сырья заключается в том, что гидролиз ведут разбавленным раствором серной кислоты (О,SZ) при повышенной температуре (160-190 С) в присутствии добавки— карбамида в количестве 1,0-3,5Е от массы а.с.с. 2 табл.!

Это происходит эа счет того, что кар-. бамид взаимодействует с компонентами растительного материала, в частности лигнином, образуя возможно мостичную связь между фрагментами. молекул лигнина, оказывая тем самым структурирующее действие, благодаря этому возрастает фильтруемость сырья (табл.1)..

При улучшении фильтруемости возрастает скорость выдачи гидролизата, сокращается время пребывания.моносахаридов в зоне высоких температур, что обеспечивает рост выхода РВ и более высокую доброкачественность гидролиэата.

Повышение доброкачественности гидролиэата происходит за счет образования гликоэилмочевин, препятствующих появлению продуктов распада моно1604856 сахаридов — фурфурола и оксиметилфур-. фурола.

Таким образом, добавка карбамида выполняет две функции — химического

5 реагента, вступающего ва взаимодействие с моносахаридами, благодаря чему снижается интенсивность распада и повышается доброкачественность, и структурирующего соединения. Структу- 10 рирующее действие позволяет более длительное время сохранять морфологическую целостность сырья, что обеспечивает высокую фильтруемость загрузки, способствует сокращению длительности процесса, а также росту доброкачественности.

Выбор верхнего уровня по количеству вводимой добавки (3,5 ) определяется достижением максимально эффектив-20 ного действия карбамида на выход PB доброкачественность и фильтруемость.

Ввод добавки в количестве более 3,5 не приводит к росту эффективности структурирующего действия, выхода РВ, 25 а также экономически не представляется целесообразным. Нижний уровень (1,0 ) обосновывается тем, что наб-. людается рост фильтруемости, снижение содержания продуктов распада сахаров, 30

В повышается выход РВ.

Пример 1 (по прототипу).

Стержни початков кукурузы (СПК) смачивают 3 модулями 0,5 -ного раствора

H

14 модулей в течение 140 мин. Выход

PB составляет 70,2 . от теоретически возможного, Доброкачественность гидролизата 15 при суммарном содержа40 нии фурфурола и оксиметилфурфурола

4,35Х.

Пример 2. СПК смачивают

3 модулями 0 5Х-ного раствора серной

45 кислоты, содержащего 3,5Х карбамида от массы а.с.с., и гидролизуют перколяционно при 160-190 С. Отбирают

14 модулей гидролизата в течение

95 мин. Выход РВ составляет 79,1 ..

Доброкачественность гидролизата 4Х

50 при суммарном содержании фурфурола и оксиметилфурфурола 1,03Х.

Результаты по проведению гидролиза растительного сырья по предлагаемому способу приведены в табл. 1.

Фильтруемость определяется следующим образом: после каждого периода

1 перколяции измеряется время истечения

1 л 0,5 -ного раствора Н SO+ через лой сырья. Времена суммйруются. Приведенные в табл. 1 данные рассчитаны относительно суммарной фильтруемости загрузки по прототипу, принятой за

100 ..

На гидролизатах, полученных по прототипу и предлагаемому способу, проводят микробиальный синтез белка.

Процесс осуществляют на стендовых установках.

Характеристика гидролизата приведена в табл. 2.

Среду для выращивания дрожжей готовят путем нейтрализации гидролизата аммиаком и дополнительного внесения минеральных солей и микроэлементов в количествах, обеспечивающих оптимальный рост дрожжей. Условия ферментации: температура 37 С, рН среды 4,2-4,5.

При росте дрожжевых культур на гидролизате, полученном по прототипу, концентрация биомассы составляет

7,0 r АСД/л, а по предлагаемому способу 9,1г АСД/л. Таким образом, гидролизат, полученный по предлагаемому способу с применением в качестве добавки карбамида, является благоприятным субстратом и может использоваться для производства кормовых дрожжей, так как содержит в 3,7 раз меньше вредных для микробиального синтеза веществ. !

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход PB в

1,1 раза, сократить длительность перколяции на 20-45 мин, увеличить доброкачественность гидролизата в среднем в 3 раза.

Формула и э обретения

Способ перколяционного гидролиза растительного сырья, включающий гид- ролиз сырья разбавленным раствором серной кислоты при повьппенной температуре в присутствии добавки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения доброкачественности гидролизата за счет повьппения выхода

PB и ускорения процесса, в качестве добавки используют карбамид в количестве 1,0-3 5 от массы абсолютно сухого сырья.

1604856

Таблица 1

Выход PB

7 от содержания ПС (полисахаридов) 7. добавки от а.с.с.

Вид сырья

Время перколяции мин

ДоброкачественФильтруемость, отн.7 ность (ингиби— торы)

РВ

СПК

70,2

72,8

76,1

78,0

79,1

78,8

100, 0

90,3

80,1

74,3

60,0

58,8

Березовые опилки 100,0

69,5

71,0

76,6

12,8

3,5

Таблица 2

Содержание компонента, 7., по способу

Состав гидролизата прототипу предлагаемому

РВ, в том числе пентоз гексоз

Кислотность: минеральная органическая .

Летучие кислоты

Фурфурол

Оксиметилфурфурол

Коллоиды:

Бромируемые

Лигногуминовые

Доброкачественность сумма ингибиторов

PB t 5,0

4,11

Составитель А.Болобова

Техред JI.Îëèéïûê Корректор И.Зрдейи

Редактор А.Шандор

Тираж 310 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Заказ 3435

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, Ул. Гагарина, 101

По прототипу

0,75

1,0

1,5

3,5

4,0

По прототипу

3,5

15, О.

11,0

6,1

5,8

4,0

3,6

1,30

0,69

0,61

0,43

0,43

0,53

0,24

0,08

0,115

0,12

0,19

0,27

i 45

0,78

0,67

0,45

0,45

0,42 0,19

0,018

О, 041

0,052

0,083

0,11