Способ перколяционного гидролиза растительного сырья

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам гидролиза растительного сырья с получением гидролизатов, используемых для получения дрожжей, этилового спирта и других продуктов. Цель изобретения - увеличение выхода сахаров и улучшение качества гидролизата. Сырье обрабатывают конечным нейтрализатом при 40-100°С, PH 3,5-5,5, гидромодуле 10-300 в течение 30-300 мин, прогревают острым паром, проводят пентозный гидролиз 0,5-1,5%-ным раствором серной кислоты при 160-170°С, отделяют целлолигниновый остаток, гидролизуют его 0,3-0,5%-ным раствором серной кислоты при 180-190°С, промывают лигнин водой, гидролизат испаряют, нейтрализуют и используют для обработки новой порции сырья. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)S С 13 К 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я А870РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 !.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4612667/31-13 .(22) 02,12,88 (46) 15.11.90. Бюл. У 42 (7 1) Белорусский технологический институт им. С.M.Кирова (72) Е,П,Шишаков, В.M.Øêóò, О.M.Øåâчук, А.Н.Турок, Р.Г.Назаревич и ЛЛ.Иакаревич (53) 663.554(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 709679, кл. С 13 К 1/02, 1980. (54) СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к микробиологической промьппленности, а именно к способам гидролиза растительного

Изобретение относится к микробиологической промьппленности, а именно к способу гидролиэа растительного сырья .с получением гидролизатов, используемых для производства дрожжей, этилового спирта и других продуктов.

Цель изобретения — увеличение выхода сахаров и улучшение качества гидролиэата.

Способ заключается в том, что сырье смачивают конечным нейтрализатом при рН 3,5-5,5, при этом перколяцию ведут при 40-100 С, гидромодуле

10-300 в течение 30-300 мин, а пентозный гидролиз проводят 0,5-1,5%-ным раствором серной кислоты при 160170 C.

„„SU „„Е60ЯДЯ А1 сырья с получением гидролизатов, используемых для получения дрожжей, этилового спирта и других продуктов, Цель изобретения — увеличение выхода саха-. ров и улучшение качества гидролизата.

Сырье обрабатывают конечным нейтрализатом при 40-100 С рН 3,5-5,5, гидромодуле 10-300 в течение 30-300 мин, прогревают острым паром, проводят пентоэный гидролиз 0,5-1,5%-ным раствором серной кислоты при 160-170 С, отделяют целлолигниновый остаток, гидролизуют его 0,3-0 5%-ным раствором серной кислоты при 180-190 С, промывают лигнин водой, гидролизат испаряют, нейтрализуют и используют для обработки новой порции сырья. 1 табл.

В гидролизаппарат загружают 1012 т технологического сырья, состоящего из смеси щепы и опилок с влаж. ностью 40- 50%. На смачивание сырья подают 2,5-3,0 гидромодуля конечного нейтрализата, полученного путем подготовки гидролизата предыдущих варок. Гидролиэаппарат герметизируют и проводят перколяцию сырья нейтрали» эатом при рН 3,5-5,5, температуре

40-100 С в течение 30-300 мин. Гидромодуль обработки 10-300, Сырье прогревают острым паром.и проводят пентоэный гидролиз 0,5-1,5%-ным раствором серной кислоты при 160170 С, в течение 40-60 С мин при гидромодуле 6-7. Дальнейший гидролиз целлолчгнинового остатка и подготовна подачей 12 мз воды при 187-190 С, отжимают остаток гидролиэата в количестве 8 мэ, а оставшийся лигнин удаляют путем "выстрела". Пентоэный и гексозный.гидролизаты охлаждают в испарителях, объединяют в единый поток, инвертируют, нейтрализуют и используют для обработки новой порции сырья. После обработки сырья нейтрализатом получают 97 м нейтрализованного гидролизата с содержанием, %: сахары 2,60, фурфурол 0,014, броми-,. руемые вещества .0,18, взвешенные ве-. щества 0,03. Выход сахаров из сырья составляет 2522 кг или 46,7 .. Содержание ингибиторов по отношению к сахарам .составляет, %: фурфурол 0,53, бромируемые вещества 6,92, вэвешеннейтралиэате, пропущенном через слой сырья, составляет 56,4 от выхода сахаров.

Способ позволяет увеличить выход сахаров из сырья на 14,8-16,6 и повысить доброкачественность гидролиэата. Относительное содержание фурфурола снижается в 1,2-2,6 раза, бромируемых веществ B 1,2-1,6 раэ, взвешенных веществ в 4,5-21,8 раз по сравнению с прототипом, Выход дрожжей увеличивается на 3,0-20,7 от содержания в гидролизате сахаров.

Формула изобретения

Способ нерколяционного гидролиза растительного сырья, предусматриваю40 щий смачивание сырья сахаросодержащим раствором, прогрев острым паром, пентозный гидролиз сырья, отделение целлолигнинового остатка, гидролиз целлолигнинового остатка разбав45 ленным раствором серной кислоты, промывку лигнина водой, испарение, инверсию и нейтрализацию гидролизата с получением нейтрализата, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

50 увеличений выхода сахаров, улучшения качества гидролизата, в качестве сахаросодержащего раствора исполь. зуют конечный нейтрализат, при этом о перколяцию осуществляют при 40-100 С

55 гидромодуле 10-300 в течение 30300 мин.

3 1606538 4 ку гидролизата проводят по условиям способа-прототипа.

При повышении рН более 5,5 вы ход сахаров от сырья (39,4 ) снижается ниже уровня прототипа, При эна" чениях рН нейтралиэата ниже 3,5 снижается качество гидролизата, о .. чем свидетельствует уменьшение выхода дрожжей ниже прототипа. 10

При повышении температуры обработки выше 100 С происходит распад сахаров, что приводит к снижению г"чества гидролизата и выходу дрот .,и.

Снижение температуры ниже 40 С при- 15 водит к увеличению гидравлическогд сопротивления слоя сырья и неоправданному увеличению времени процесса.

Снижение гидромодуля ниже 10 или увеличение более 300 приводит к ухуд- 20 ные вещества 1,15. Выход дрожжей на шению качества: гидролиэа вследствие чего выход дрожжей практически не отличается от выхода дрожжей по прототипу.

Уменьшение времени обработки нейтрализатом менее 30 мин приводит к ухудшению качества гидролизата, .а увеличение более 300 — к деструкции растительного. сырья и снижению выхода сахаров (см.таблицу), 30

Пример. В гидролизаппарат загружают технологическое сырье, состоящее из смеси хвойных и лиственных норад древесины (1 :1) в количестве 15,4 т абсолютно сухой древесины. На смачивание сырья в период его. загрузки подают 15 мз нейтрализата, имеющего рН 4,5 и полученного путем подготовки гидролизата предыдущих варок. Гидролиэаппарат герметиэируют и проводят перколяцию сырья нейтрализатом при рН 4,5, температуре 95"С, гидромодуле 18 (97 2 м ) в течение 60 мин. Затем прекращают подачу нейтрализата и прогревают сы-рье острым паром до 165 С и прово. дят пектоэный гидролиз сырья l -asm раствором серной кислоты (35 м ) при

165 С, После отбора 39 м пентозного гидролизата целлолигнин прогревают . до 180 С и проводят.гексозный гидролиз подачей 38 м 0,4 -наго раствора серной кислоты при повышении темпео. ратуры до 190 С в течение 40 мин.

После отбора 39 мэ гексозного гидролизата осуществляют промывку лигни1606538 л

IC о

Р М

I

Х иЪИ иЪ ИИ иЪМ

Π— М О сЪ М сЪ М О М М СО с Ъ М ь. е е е в в е а е е е л в е е л е е (иъ и ФОООли ООсОФОлФ сЧ ь» «» ° ь» . «ь СЧ «ь ° »

1 а

Х

Х Сь I

Ф I" I, I

K Ce

C4 m 1 Е

0 Р I л м Ф О1 M сч co w w с ъ Ф с ъ О 0 с ъ

О И Ф ьО Ch О iО Ф Л И О О О Ф СО W

° a е е е в е а е е е а е е а в е в ььООООО»ОООО» »ОО

I оо1 к(ф1 ь

О ь Лсь ФОСЧ 3 сОИ0 Л «ЛеьЪИ ьь а- а а а. а а а е а е а а е а е a a

Оiоn »сч ОсчФиъсоиъФФОi иь 2 ФЪ М сг М 3 М М М

О

О (ч

1 О сс 0

Р

4) в

1» <б

eN Ч !.ь

О иъ

1 иЪ И 1о

5 и

О

Сь

Ф.w со О О и иъ иъ иъ и и сч О О О О 40 4О ЧР О О О О О 4О ОCClC0 1 !

3Х ч! Х 0 оз иил-з иъф осомiолоъжм i в в е а е в в а в а а a a a a в ь ОО»ОООООюООО !

I

О В

Ц

Х и л еьь Х са Z! ь0

С4,ь

О Ц с:(с:!

1 V

cc o с!

ИООО

О\сО иЪл

1 о о

Р Р о сс

1- х

t6 в о

Х

Гч &ь х о

Х

М

1

О

Х

Й !

О

Ц сб о

i"

3g

Ю

Х

Х ь0

С4

О

Х

34

О ь W CV, Ф OO W Co O a W O O — ь а е е а е е е л е а е а а а а а е О а Ф Л Ф Ф Л И Ф Ф Л СО Ф Ф Л В иЪИ З Ф 3 2

W сЧ сЧ CO W W W W И е! иЪ

СЪЕ ЕЪОЪМММ â€” I СОМаМ С Ъ а е в е а а в е а е в е а а а а а в сО Ф Ф О Ф Ф л О 4О О О О Ф Ф сЧ

О О О О О О О О О О О О О Q О О

I Ф Ф 00 СЧ М О О Со Ф 4А ьО О СЧ И СЧ И

М ° сЧ cV М М

Ф И О О О 4h О О О И О О О О О

1 СЧ ОМ 3 СЧОьОИ ООИИФ

ЕьЪ CV NCVCV

ООООООООИООО О Оь И С"Ъ Ф 1 И CO Ф

И О И И О И О О СЧ О И СЧ И И О в а е е е в а а а е а л а а л а

1 иЪ М иЪ Фь 4 М ь,О И Ф с Ъ И 3 И

О

I М

Ч е Ф Ф ® ® Ф

Р 6 Ф Ф е Ф ь! с !с Ф В Э е ь1ь Фс

Д О СЧ М W И О Л Со Сп Π— СЧ М W И u I )

«»» ь»»»е «\ ь»ь «ь ь °

Х

Ф !

5 ! ть (0

Iy

J a а