Способ очистки растительного сырья

 

Союз Советскии

Социалистическиз

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<»>787477

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050279 (21) 2723176/28-13 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

С 13 К 1/04

ГосударственннЯ комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 1 1280. Бюллетень ¹46

Дата опубликования описания 151?80 (53) УДК 663.S3 (088.8) (72) Авторы изобретения т»

З.К. Климова, С.И. Беленький, P.Â. Катруш

A.Ï. Шубин и В.Н. Зырянов 5,": у: ) Л (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеэа белковых веществ (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЬ|РЬЯ

Изобретение относится к гидролиэной промышленности, а именно к способу очистки растительного сырья, такого как хлопковая шелуха, хлопковая лузга, кукурузная кочерыжка, подсолнечная и рисовая лузга, лиственная древесина (береза, осина) и др., применяемого для переработки гидролизом с получением растворов пентозных сахаров, используемых для производства ксилита и гексоэных сахаров для производства кормовых дрожжей, кристаллической глюкозы и других продуктов.

Известен способ очистки раститель- 15 ного сырья в котором с целью интенси1 фикации процесса, сокращения гидромодуля выдачи экстракта и улучшения степени очистки используют соли сульфита или бисульфита натрия $1) .

Однако в связи с необходимостью герметизации оборудования из-эа выделения сернистого газа этот способ не нашел практического применения.

Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемо му эффекту является способ очистки растительного сырья от примесей перед гидролизом путем последовательной обработки его кислым раствором и экс ракции примесей водой. При этом происходит поверхностная обработка сырья раствором кислоты для связывания эольных элементов (70-85%). Смоченное кислотой сырье загружают в гидролизаппарат с одновременной подачей в течение 60 мин воды, нагретой до

80-100оС. Для лучшего смачивания сырья водой ее продолжают подавать в течение 20-30 мин и после загрузки сырья, после чего начинают отбор жидкости снизу и далее проводят экстракцию в прямотоке при температуре воды

30-100оС и гидромодуле отбора экстракта 6 в течение 2-3 ч. При этом общее время очистки составляет 4-5 ч и гидромодуль отбора экстракта 6-8 2 .

Однако при подаче в гидролиэаппарат сырья одновременно с водой не достигается равномерность обработки его кислотой и водой, что приводит к повышению кислотности в отдельных участках обрабатываемого сырья. Это вызывает преждевременный частичный гидролиз и в связи с этим увеличиваются потери сахара с экстрактом. При этом увеличивается продолжительность очистки, расход реагента и снижается степень удаления примесей из сырья78747 Р

Все это в дальнейшем влияет на выход пентозных сахаров, который обычно составляет 20-21% от массы сырья (например хлопковой шелухи), а также снижает качество пентозного гидролизата за счет повышения зольности раствора.

Цель изобретения — интенсификация процесса очистки при одновременном улучшении качества раствора пентозного сахара и увеличении выхода его из сырья.

l0 указанная цель достигается тем, что перед экстракцией сырье пропитывают растворителем при 30-100оC и гидромодуле 0,5-4, а экстракцию осуществляют при 60-120 С и гидромодуле

2-4 в течение 30-90 мин, при этом обработку сырья кислым раствором проводят при 20-100ОС, концентрации раствора 2-30% и гидромодуле 0,1-1,5.

Кроме того, в качестве раствори- 20 теля используют воду или смесь воды с рециркулируемым экстрактом в количестве 10-50 об.%, а в качестве кислого раствора для обработки сырья— раствор серной кислоты или экстракт, подкисленный серной кислотой.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сырье, например хлопковую шелуху, обрабатывают путем опрыскивания в тон-З0 ком слое раствором 2,0-30%-ной серной кислоты при 25-50 1С и постоянном перемешивании. Далее проводят пропитку сырья водой при 30-100ОC и гидромодуле 0,5-4. Сырье после опрыскивания и пропитки непрерывно загружают в а11парат в течение 30-60 мин. После этого проводят .экстракцию примесей из сырья водой при 50-120оС, гидромодуле

3-4 в течение 30-90 мин, при этом в зоне экстракции поддерживают гидро- 40 модуль в пределах 2,0-3,5.

Образуемый экстракт в процессе экстракции рециркулирует в количестве от 10 до 50% от общего его количества на стадию опрыскивания или про-45 питывания вместо воды. Стадии опрыскивания, пропитывания и экстракции расположены каскадно,т.е. сырье после первой стадии направляется в нижерасположенный гидролизаппарат. 50

Общее время очистки сырья составляет 1,5-2,5 ч, гидромодуль отбора экстракта — 3-5. Очищенное гредлагаемым способом сырье подвергают кислотному гидролизу и получают раствор, содержащий на 10-15% больше пентозного сахара при содержании золы в гид" ролизате на 20-ЗОЪ меньше.

Пример 1. 50 г хлопковой шелухи обрабатывают в прямотоке непрерывно в три стадии. б0

На первой стадии сырье обрабатывают путем опрыскивания в тонком слое

30%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,1 и 40оС. Затем на второй стадии его пропитывают водой прн гидромодуле 2, 1001 С и перемешивании.

При этом первую и вторую стадии проводят в течение 10 мин. На третьей стадии осуществляют экстракцию примесей из сырья водой при гидромодуле экстракции 4, 80-120ОС в течение 1 ч 30 мин.

Общее время очистки сырья составляет 1 ч 40 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу при 120 С и гидромодуле отбора гидролизата 3, при этом получают раствор, содержащий 23,0% пентозного сахара от сырья и 1,0Ъ золы.

Таким образом, продолжительность процесса очистки уменьшается на 60Ъ, выход пентозных РВ увеличивается на

10%, содержание золы снижается на 40%.

Пример 2. 100 г кукурузной кочерыжки обрабатывают периодически в прямотоке в три стадии.

На первой стадии производят опрыскивание сырья экстрактом предварительно подкисленным серной кислотой до концентрации 15% при гидромодуле

0,2 и 35оС. На второй стадии проводят пропитку сырья также экстрактом, полученным при экстракции сырья водой, но при этсм температура пропитки

80оС, а гидромодуль 2. Далее проводят экстракцию примесей из сырья водой в течение 90 мин при гидромодуле 4,5 и 100оС.

Общее время очистки сырья составляет 1 ч 40 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизату аналогично примеру 1 и получают раствор, содержащий 35Ъ пентозного сахара и 0,9Ъ золы от сухих веществ раствора.

Таким образом, продолжительность очистки кукурузной кочерыжки уменьшается на 50%, выход сахара повышается на 5%, содержание золы снижается на

35Ъ.

При этом за счет использования рециркуляции экстракта на стадии пропитки и смачивания расход воды сни><ае ся на ЗОЪ.

Пример 3. 100 г хлопковой шелухи очищают в три стадии при их каскадном расположении, т.е. на первой стадии сырье опрыскивают 30%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,1 и 20оС и далее направляют в нижерасположенный пропитыватель, где на второй стадии проводят пропитку сырья водой при 70-100 Ñ, гидромодуле 3. Смоченное кислотой и пропитанное водой сырье далее направляют в нижерасположенный гидролизаппарат прк одновременной подаче воды и в процессе загрузки ведут экстракцию при гид— ромодуле 1 в течение 30 мин.Далее продолжают экстракцию в течение

90 мин при гидромодуле 2 и 100-120 С., Общее время очистки сырья составляет 2 ч. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу аналогично примеру 1 и получают оас787477

Формула изобретения

Составитель М.Ларина

Редактор T.Âåñåëoâà Техред И. Асталош Корректор М.Демчик

Заказ 8280/26 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 твор, содержащий 24% пентозного сахара от сырья и эолы 0,8Ъ от сухих веществ гидролиэата.

Таким образом, продолжительность очистки хлопковой шелухи уменьшается на 50%, выход пентоэного сахара повышается на 10%, содержание эолы снижается на 30%.

Пример 4. 150 r хлопковой лузги непрерывно в противотоке очищают в три стадии.

На первой стадии сырье обрабатывают 2,0%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 1,0 и 100оC и далее направляют в нижерасположенный пропитыватель, где на второй стадии проводят пропитку сырья водой при 30 С и 15 гидромодуле 0,5. Далее проводят третью стадию — зкстракцию сырья водой в течение 30 мин, при 60-100 С и гидромодуле 3.

Общее время очистки сырья состав- 2О ляет 1 ч 30 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу аналогично примеру 1 и получают раствор, содержащий 36% пентозного сахара от сырья и золы 0,5% от сухих веществ раствора.

Таким образом, продолжительность очистки хлопковой лузги уменьшается на 50Ъ, выход пентозного сахара повышается на 8%, содержание золы снижается на 40%. 30

Предлагаемый способ обеспечивает снижение времени очистки сырья в 1,52,5 раза, улучшение качества растворов за счет снижения содержания золы на 20-30Ъ, повкшение выхода пентозного сахара на 10-15Ъ и производи-. тельности основного оборудования за счет снижения времени процесса и увеличения плотности загрузки сырья.

Но предварительным расчетам эффективность внедрения предлагаемого способа составит около 200 тыс.р.

1. Способ очистки растительного сырья от примесей перед гидролиэом путем последовательной обработки его кислым раствором и экстракции примесей водой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, а также улучшения. качества раствора пентозного сахара и увеличения выхода его иэ сырья, перед экстракцией сырье пропитывают растворителем при 30-100 С и гидромодуле 0,54, а экстракцию осуществляют при 60120ОС, гидромодуле 2-4 в течение

30-90 мин, при этом обработку сырья кислым раствором проводят при 20100 С, концентрации 2-30% и гидроо модуле 0,1-1,5.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, в качестве растворителя используют воду или смесь воды с рециркулируемым экстрактом в количестве 10-50 об.Ъ.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве кислого раствора для обработки сырья используют раствор серной кислоты или экстракт, подкисленный серной кислотой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 543677, кл. С 13 К 1/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 163068, кл. 0 21. С 1/00, 1962 (прототип).