Способ перколяционного гидролиза растительного сырья

 

Использование: гидролизная промышленность . Сущность изобретения: растительное сырье смачивают варочной кислотой, прогревают паром, а затем ведут перколяционный гидролиз путем подачи варочной кислоты в аппарат при постоянной скорости 35-60 м /ч и температуре 180- 190°С. Одновременно отбирают гидролиэат. Первые 3-4 гидромодуля гидролизата отбирают со скоростью, превышающей скорость подачи варочной кислоты в 2-3 раза. Затем перколяцию ведут при постоянном количестве жидкой фазы, т.е. подачу варочной кислоты и отбор гидролизэта ведут с одинаковой скоростью. 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 13 K 1/02

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Сд

О

О, 0O

Сд

> (гд (21) 4869492/13 (22) 05.07.90 (46) 23.07.93. Бюл. N. 27 (71) Архангельский гидролизный завод Производственного объединения "Архангельскгидролиэпром" (72) В,И. Каменный, Е.М, Назаренко, В,В.

Севастьянов и Э.П. Меркулова (73) Архангельский гидролизный завод Производственногоо объединения "Архангел ьскгидролизпром" (56) Халькин Ю.И, Технология гидролиэных производств. — М.. "Лесная промышленность", 1989, с.156. (54) СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к микробиологической промышленности. в частности к способам гидролиза растительного сырья, Цель изобретения — повышение выхода редуцирующих веществ и экономичность способа.

Поставленная цель достигается тем. что сырье загружают в гидролизаппарат, смачивают варочной кислотой и прогревают острым паром, После прогрева сырья осуществляют перколяцию путем подачи в аппарат варочной кислоты и одновременнымотбором гидролиэата. При этом подачу варочной кислоты на перколяцию осущаствляют при постоянной скорости 35-60 м /ч з и температуре 180-190 С, а выдачу гидрслизата в две стадии по скорости, На 1-й стадии отбор гидролизата ведут со скоростью. превышающей скорость под5U 1830083 АЗ (57) Использование: гидролизная промышленность. Сущность изобретения: растительное сырье смачивают варочной кислотой, прогревают паром, а затем ведут перколяционный гидролиз путем подачи варочной кислоты в уппарат при постоянной скорости 35-60. м /ч и температуре 180190 С. Одновременно отбирают гидролиэат. Первые 3-4 гидромодуля гидролиэата отбирают со скоростью. превышающей скорость подачи варочной кислоты в 2-3 раза.

Затем перколяцию ведут при постоянном количестве жидкой фазы, т.е. подачу варочной кислоты и отбор гидролизата ведут с одинаковой скоростью. 1 табл. ачи варочной кислоты в 2-3 раза, за счет чего достигается уплотнение сырья и снижеwe запаса жидкости в аппарате перед второй стадией до 2-1.5 ГМ, Этому способствует создаваемый перепад давления за счет того, что варочная кислота подается в аппарат с температурой 180-190 С, где давление после прогрева составляет 6-8 втм и. испаряясь, образует в верхней части аппарата паровое давление. превышающее давление в нижней части аппарата, одновременно при этом вытесняется гидролизат.

Подаваемая с высокой температурой варочная кислота прогревает реакционную массу (целлолигнин) в аппарате при проведении второй стадии перколяции, Снижение рабочего запаса жидкости в аппарате позволяет осуществить быстрый

1830083 вывод иэ реакционной зоны моносахаридон, образу|ощихся из легкогидролйэуемой части сырья во время прогрева, После отбора на 1-й стадии выдачи 3 — 4

ГМ гидролизата скорость выдачи снижают до значения, равнозначного количеству подаваемой нарочной кислоть и далее варку ведут по обычному режиму.

Сырье уплотняется и снижается в обьеме н 2-2,5 раза (плотность сырья при загрузке составляет l50 †1 кг/м, а после з уплотнения 250-300 кг/м ), 2-я стадия выдачи гидролизата осуществляется при соотношении скорости выдачи гидролизата и подачи нарочной кислоты

1;1 — 1:0,8; причем гидромодуль отбора выбирается с учетом достижения оптимальных значений удельной производительности гидролизэппарата, затрат сырья, теплоэнергии, кислот и воды на выработку редуцирующих веществ (РВ), Скорость отбора гидролизата из аппарата контролируется по показаниям расходомерэ подачи нарочной кислоты в аппарат

ri несомера аппарата, количество остаточной жидкости н аппарате перед второй стадией — по показаниям несомера.

Пример 1. В GAblTa> использовали типовой ГА обьемом 80 м, представляющий

3 собой вертикальный цилиндрический сосуд с конусными окончаниями. Аппарат имеет сверху загрузочный люк, снизу — люк для

"выстрела" лигнина. Подача нарочной кислоты осуществляется н верхнюю часть аппарата. В нижней цилиндрической части эппэрэтэ установлены лучевые фильтры для отбора гидролизатэ на стадии перколяции, промывки и отжима.

Для проведения перколяциоиного гидролизата г1о предлагаемому способу н àïïàрат загрузили через верхнюю горловину сырьевую смесь обычно перерабатываемого состава (50% опилок и 50% щепы смеси древесины хвойных и лиственных пород).

Количество загруженного сырья составило

10.0 . э.с,с. Одновременно с загрузкой сырья в ГА пооизнели подачу нарочной кис лоты концентрацией 1 /, в количестве 22 м . о з

После окончания загрузки аппарат герметически закрыли и осуществили стадию подогрева путем подачи н аппарат острого пара.

Прогрев вели в течение 40 мин до температуры в аппарате 150 C (данление б,5 атм— обычный регламент), Показания весомера после прогрева 55 т. После этого провели стадию перколяции путем подачи в аппарат нарочной кислоты концентрацией 0,5 /, при

185 С со скоростью 45 м /ч при одновременном отборе гидролизата со скоростью

100 м" /ч до обеспечения количества жидкой фазы в аппарате 2 — 1,5 ГМ. Продолжительность 1-й стадии определяется показаниями весомера. Снижение весомера производили до 36 т в течение 20 — 30 мин.. Затем подачу нарочной кислоты и отбор гидролизата осу.ществляли со скоростью 45 м /ч, . После перколяции провели промывку. остатка в течение 20 мин, подавая в аппарат через центральную трубу 15 м перегретой воды. Далее проводили отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором его через нижние лучевые фильтры, Давление в аппарате после завершения отжима составило 0,7 МПа, Далее произвели "выстрел" лигнинового остатка из ГА путем открытия быстродействующего клапана нижней горловины, Общий выход гидролизата с варки 115 м, количество сахаров в з гидролизате 4084 кг.

Пример 2. Загрузку аппарата и прогрев сырья осуществляли согласно примеру 1.

Процесс перколяции нели путем подачи нарочной кислоты концентрацией 0,5, при

185"С со скоростью бОм"/ч при одновременном отборе гидролизата со скоростью

78 м /ч до обеспечения количества жидкой .з фазы в аппарате 2 — 1,5 ГМ. Снижение несомера производили до 40 т в течение 20 — 30 мин. Затем подачу нарочной кислоты и отбор гидролиэата осуществляли со скоростью б0 мз/ч.

После перколяции провели промывку остатка в течение 15 мин, подавая в аппарат через центральную трубу 15 м перегретой воды. Далее провели отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором его через нижние лучевые фильтры.

Давление в аппарате после завершения от>кима составило 0,8 Mila. Далее провели

"выстрел" лигнинового остатка из гидролизного аппарата путем открытия быстродействующего клапана нижней горловины.

Общий выход гидролизата с варки 96 м, количество сахаров в гидро>тизате 4303 кг, Пример 3. Загрузку аппарата и прогрев сырья осуществляли согласно примеру 1.

Процесс перколяции вели путем подачи

50 нарочной кислоты концентрацией 0,5%, при

185 С со скоростью 35 м /ч при одновременном отборе гидролизата со скоростью б9 м /ч до обеспечения количества жидкой

3 фазы в аппарате 2-1,5 ГМ. Снижение весо55 мера производили до 40 т в течение 20—

30 мин. Затем подачу нарочной кислоты и отбор гидоолизата осуществляли со скоростью 35 м /ч, После перколяции провели промывку остатка н течение 40 мин, подавая в аппарат

1830083 тели отбора... арки, кг я РВ;% ин иницу проное, т а.с.с. та, т ический, Гкал бестоимости ое ческий через центральную трубу 23 м перегретой з воды. Далее провели отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором его через нижние лучевые фильтры.

Давление в аппарате после завершения 5 отжима составило 0,8 МПа. Общий выход гидролизата с варки 100 м, количество саз харов в гидролизате 4000 кг, Пример 4 (контроль). Для сравнения предлагаемого способа с прототипом была 10 проведена варка на таком же гидролизаппараге по обычному режиму, осуществленному следующим образом.

Загрузка аппарата и прогрев сырья осуществлены согласно примеру 1. l5

Процесс пеоколяции вели путем подачи варочной кислоты в нижнюю зону аппарата со скоростью 60 м /ч (количество жидкой

5 фазы в аппарате 4,5 ГМ).

Выход гидролизата с варки 160 м, ко- 20 з личество сахаров 4400 кг.

Использование заявленного изобретения позволяет повысить эффективность использования гидролизаппарата, снизить материальные затраты на выработку саха- 25 ров, сократить водопотребление и водоотведение, улучшить качество гидролизата и снизить загрязненность промышленных сточных вод (см, таблицу)..

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ сварки с дифференцированными параметрами по сравнению с обычным, применяемым на БХЗ, позволяет уменьшить оборот гидролизаппарат íà 21%, повысить концентрацию сахара в гидролизате на 39%, снизить расход технологического пара и кислоты на варку, что приводит к снижению затрат на гидролиз по кислоте и пару на 1 т

PB на 28% и 26% соответственно. Кроме того, разработанный способ гидролиза растительного сырья позволяет улучшить качественные характеристики гидролизата, Так, содержание оксиметилфурфурола снижается íà 24%, левулиновой кислоты íà 23%, лигнофурановых веществ на 25%, фурфурола на 21%.

Формула изобретения

Способ перколяционного гидрализа растительного сырья путем загрузки сырья, смачивания его варочной кислотой, прогрева острым паром с последующей перколяцией с подачей варочной кисло-ы и одновременным отбором гидролизата, осуществляемыми с постоянной скоростью и промывкой, отжимом и выгрузкой остатка, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода редуцирующих веществ и экономичности способа, первые 3 — 4 гидромодуля гидролизата отбирают со скоростью, превышаюшей скорость подачи варочной кислоты в 2 — 3 раза, отбор оставшегося обьема гидролизата осуществляют с постоянной скоростью, при этом варочную кислоту подают с температурой 180 — 190 С.

1830083

Продолжение таблицы

Составитель В. Каменный

Техред M.Mîðråíòàë Корректор И. Шмакова

Редактор

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

Заказ 2490 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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