Способ нейтрализации гидролизата растительного сырья

 

Использование: гидролизная промышленность . Сущность изобретения: от основного потока гидролизата отделяют 1/3 часть. Основной поток нейтрализуют известковым молоком с отделением осадка гипса . Затем вводят в него соли фосфорной кислоты и аммиачную воду и отделяют осветленный гидролизат от осадка фосфорнокальциевых солей. Этот осадок добавляют в отделенную часть гидролизата. Нейтрализуют эту смесь известковым молоком до рН 3,5-4,0. От осадка отделяют осветленный гидролизат. Осветленные гидролизаты объединяют . Выход 62%, ,6 мг/л, ,1 мг/л. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4842567/13 (22) 30.03.90 (46) 15.12.92. Бюл. N- 46 (71) Ленинградский технологический ийститут им. Ленсовета и Научно-производственное гидролизное объединение "Гидролизпром" . (72)Л. С. Келль,0. К. Павлова, В. И. Яковлев, Н. Н. Ржанников, В. И. Сушкова и Н. Н, Баев (56) Авторское свидетельство СССР

М 983143, кл. С 13 К 1/02, 1981. (54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ГИДРОЛИЗАТА РАСТИТЕЛ ЬНОГО СЫРЬЯ (57) Использование: гидролизная промышленность. Сущность изобретения: от основИзобретение относится к способам нейтрализации гидролизатб в растительного сырья и может быть использовано для обработки субстратов гидролизных произ водств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ нейтрализации гидролизатов, в котором предусматривается нейтрализация гидролизата известковым молоком, отделение осадка гипса, введение фосфатов в количестве необходимом для полного связывания ионов кальция и процесса культивирования дрожжей, донейтрализация гидролизата аммиачной водой, отделение полученного осадка фосфорно-кальциевых солей от осветленного гидролизата с последующим возвратом полученного осадка в исходный гидролиэат.

„„ Ы„„1781303 А1 (я)з С 13 К 1/02//С 12 N 1/22

2 ного потока гидролизата отделяют 1/3 часть. Основной поток нейтрализуют известковым молоком с отделением осадка гипса. Затем вводят в него соли фосфорной кислоты и аммиачную воду и отделяют осветленный гидролизат от осадка фосфорнокальциевых солей. Этот осадок добавляют в отделенную часть гидролизата. Нейтрализуют эту смесь известковым молоком до рН

3,5 — 4,0. От осадка отделяют осветленный гидролизат. Осветленные гидролизаты объединяют. Выход 62, Мп=16,6 мг/л, Zn=3,1 мг/л. 2 табл.

Данный способ позволяет практически полностью удалить растворенный гипс иэ осветленного гидролиэата -путем связывания иойов кальция в виде малорастворймых фосфатов.

Недостатками способа является удаление из осветленного гидролиэата микроэлементов, необходимых для роста дрожжей, в частности цинка и марганца, что вызывает необходимость внесения их дополнительно на стадии культйвирования, и высокое конечное значение рН осветленного гидролизата, равное 7,0-7,5, которое необходимо снижать перед его биохимической переработкой.

Цель изобретения — улучшение качества целевого продукта (осветленного гидролизата).

Поставленная цель достигается путем оптимизации минерального состава осветленного гидролизата эа счет изменения режима его подготовки. Для осуществления

1781303 способа, обработку гидролизата проводят двумя потоками с возвратом осадка фосфорнокальциевых солей из основного потока (большего по объему) в меньший— байпасный поток, где происходит регенерации фосфатов и микроэлементов в гидролизат за счет растворения в нем возвращенного осадка. Байпасный поток гидролиэата нейтрализуют известковым(меловым) молоком до

pH=3,5-4,0 (начиная с рН 3,5 происходит наиболее глубокое выпадение $02 ионов раствора, отделяют образовавшийся осадок гипса.

Затем осветленный гидролизат обоих потоков смешивают, усредняя таким обра зом йх состав и рН и единым потоком подают на биохимическую переработку.

Нейтрализация гидролизных сред аммиачной водой до нейтральных или слабощелочных значений рН в присутствии фосфатов приводит к выпадению в осадок солей ортофосфорной кислоты, В связи с чем в осветленном гидролизате, полученном на способу нейтрализации, взятому за прототип, содержание цинка и марганца меньше, чем это необходимо для нормального развития дрожжевых клеток.

Подача осадка фосфорно-кальциевых солей, полученного при нейтрализации до нейтральных или слабощелочных значений рН основного потока гидролизата, обработанного солями фосфорной кислоты на смешивание с гидролизатом байпасного потока, приводит к растворению в гидролизате осадка фосфатов при кислых значениях рН 1,6 — 2,0, присущих гидролизату. При этом фосфатосодержащие реагенты, ионы цинка и марганца переходят в раствор и утилизируются впоследствии дрожжами, при биохимической переработке полученного осветленного гидролизата.

В процессе растворения осадка фосфорно-кальциевых солей в байпасном потоке гидролизата, происходит связывание части свободной серной кислоты, содержащейся в гидролизате. Оставшуюся свободную серную кислоту донейтралйзовывают известковым (меловым) молоком, После че го происходит отделение осадка гипса и лйгногуминовых веществ, затем осветленйый гидролизат байпасного потока, с содержащимися в нем растворенными фосфатами и ионами цинка и марганца, объединяют с осветленным гйдролиэатом Основного потока. Содержание микроэлементов в объединенном осветленном гидролиэате остается неизменным и равняется-йачальному содержанию их в исходном гидролиэате.

Примеры осуществления способа:

Берем гидролизат объемом 9 л с рН 1,7.

Делим на два потока. Основной поток — 6 л, байпасный поток-3 л. Основной поток гидролизата с рН 1,7 нейтрализуем известковым (меловым) молоком, приготовленным с содержанием по СаО 120 г/л. На нейтрализацию 6 л гидролизата до рН 3,8-4,0 идет

255 мл известкового молока. Затем гидролизат основного потока выдерживается 1 час при непрерывном перемешивании и Т 8085 С. Образовавшийся осадок гипса отделяем отстоем. Затем в кальциевый нейтрализат вносим фосфатсодержащую соль, это может быть монокальцийфосфат, дикальций фосфат, диаммонийфосфат, либо

15 применяемая на гидролизных заводах в качестве питательной добавки суперфосфатная вытяжка.

Суперфосфатная вытяжка готовится путем добавления к суперфосфату воды при

20 перемешивании. Содержание фосфора в ней в пересчете на Р205 — 8-15 j,, В качестве фосфатсодержащей соли в

25 этом примере использовали монокальцийфосфат. К 6 л кальциевого нейтрализата прибавляли 6 г монокальцийфосфата, рН после введения монокальцийфосфата стал равным

3,6, Затем кальциевый нейтрализат, обогащенный фосфатами основного потока, донейтрализовывали аммиачной водой до рН

7 0. На нейтрализацию 6 л кальциевого ней30 трализата пошло 48 мл аммиачной воды

Уравнение реакции, происходящей в

35 результате аммиачной донейтрализации выглядит следующим образом:

Ca(HYPO<)z+CaSOa+2NHaO H <+

+(ЙН4)2$04+2 Н20

Образовавшийся осадок фосфорно40 кальциевых солей отделяют отстоем. Содержание микроэлементов в нейтрализате после отделения осадка составило: по Мп—

0,2 мг/л, по Zn — 0,2 мг/л, рН нейтрализата — 7;О, 45 Отделенный осадок из основного потока внесли в 3 л гидролизата с рН 1,7 байпасного потока, В кислой среде (рН=1,7) произошло растворение осадка, фосфаты и микроэлементы перешли в раствор, 50 Уравнение реакции, характеризующее процесс растворения осадка в гидролизате, вйгФядит следующим образом:

МеН РО +Н2$0 — Ме$04+НзРО4, где Ме — любой микроэлемент, Са.

55 Загрязнения, поступившие вместе с осадком фосфорно-кальциевых солей, также переходят в байпасный поток гидролизата. Затем байпасный поток нейтрализуем аналогично кальциевой нейтрализации ос1781303 известковым молоком (Ca0=120 г/л) до рН 40

3,0; 3,2; 3,5; 3,7 соответственно, при температуре 80 С, с последующим выдерживанием при постоянной температуре в течение часа при перемешивании. После чего осадок гипса и лигногуминовых веществ отде- 45 ляют отстоем. В полученных пробах определяют содержание SO 4-ионов. Результаты определения приведены в табл. 1.

Из результатов таблицы 1 видно, что начиная с рН=3,5 и далее содержание SOz 4 50 ионов в нейтрализате остается неизменным и составляет 1500 мг/л. Затем осветленный нейтрализат байпасного потока с рХ 3,5 объединяют с пропорциональным количеством основного потока нейтрализата с рН 55

7,0. После объединения потоков получается конечный кейтрализат с рН 4,5, готовый для дальнейшей биохимической переработки. новного потока до рН 3,8-4,0. Образовавшийся осадок гипса отделяем отстоем, Вместе с осадком из байпасного потока выделяются находящиеся в нем загрязнения, Затем два потока нейтралиэата — основной с рН 7,0 в количестве 6 литров и байпасный с рН 3,8 — 4,0 в количестве 3 литров объединяются. В результате предложенного способа нейтрализации гидролизата получается нейтрализат с рН, равным 4 8-5,0, в количестве 9 литров, с содержанием

РгОв=580 мг/л, Zn=3,1 мг/л, Mn=16 мг/л.

Содержание цинка и марганца равно начальному содержанию их в гидролизате.

В производстве полученный осветленный гидролиэат охлаждают и подают на биохимическую переработку. После этого процесс повторяется снова.

Для определения биологической доброкачественности полученного осветленного гидролизата на нем производили опыты по выращиванию дрожжей Candida scottli u

Hansumila. Результаты показали увеличение выхода целевого продукта по сравнению с аналогом с 54 до 62 .

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным приводит к увеличению выхода целевого продукта до 62ь.

Пример 2. Подготовка основного потока нейтрализата осуществляется аналогично подготовке в примере 1. Осадок фосфорно-кальциевых солей основного по- . тока вносят в байпасный малый поток гидролизата, перемешивают. При растворении осадка, рН байпасного потока возрастает с

1,7 до 2,2. Затем фосфатсодержащий гидролизатделят в равных пропорциях на 4 части, Каждую часть гидролизата нейтрализуют

Пример 3. Подготовка основного потока нейтрализата и растворение осадка фосфорно-кальциевых солей в байпасном потоке гидролиэата осуществляют аналогично примерам 1 и 2, После растворения осадка в байпасном потоке гидролизата, полученный фосфатосодержащий гидролизат, содержит микроэлементы (ионы Zn, Мп) в количествах, равных содержанию их в исходном байпасном потоке, пропорционально объему до растворения в нем осадка и содержанию микроэлементов, перешедших в гидролизат из осадка. Затем его делили на 5 частей и нейтрализовали известковым молоком (СаО

120 мг/л). Нейтрализацию проводят до рН

3,5; 3,7; 4,0; 4,5; 5,0 соответственно, при температуре 80 С при перемешивании в течение ч. После образования осадка гипса

его отделяли отстоем и определяли в полученном нейтрализате содержание Zn и Мп, Результаты определения приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, содержание микроэлементов в нейтрализате снижается с рН 4,0.

Таким образом, для сохранения полного количества микроэлементов в нейтрализате нижний предел рН принимают равным

4,0. Затем осветленные нейтрализаты байпасного потока с рН 4.0 и пропорциональное количество основного потока нейтрализата с рН 7,0 объединяют. Конечный нейтрализат имеет рН 5,5 и содержание микроэлементов соответствующее исходному гидролизату, готов для дальнейшей биохимической переработки.

Формула изобретения

Способ нейтрализации гидролизата растительного сырья, включающий обработку основного потока гидролизата известковым молоком с отделением осадка гипса, введение солей фосфорной кислоты и аммиачной воды с последующим отделением осветленного гидролизата от осадка фосфорно-кальциевых, солей, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта за счет оптимизации минерального состава, перед обработкой от основного потока отделяют 1/3 часть гидролизата, вводят в нее образовавшийся на стадии нейтрализации основного потока осадок фосфорно-кальциевых солей, в полученную смесь добавляют известковое молоко до рН 3 5 — 4,0, отделяют осадок от осветленного гидролизата и осветленные гидролизаты объединяют.

1781303

Таблица 1

37

30

S0z мг/л

1500

1750

1600

1500

Таблица 2

Редактор

Заказ 4256 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рн нейт ализата

Составйтель Л. Келль

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор E. Папп