Способ получения сахаров из пентозансодержащего растительного сырья

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (114 С 13 К 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 т муле

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3828811/28-13 (22) 20.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт кибернетики с вычислительным центром Научно-производствен. ного объединения "Кибернетика"

АН УЗССР (72) К.Ахметов, Б.А.Захидов, Ш.Т.Каримов и Н.P.Ñàëèìîâ (53) 663. 1.6 1-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 306170, кл. С 13 К 1/02, 1967.

Авторское свидетельство СССР

У 834127, кл. С 13 К 1/02, 19?9. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРОВ

ИЗ ПЕНТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО

СЫРЬЯ, предусматривающий предварительную очистку его серной кислотой, экстракцию примесей водой, пентозную и гексозную варку сырья раствором серной кислоты и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода пентозных и гексозных сахаров, уменьшения времени получения продукта и увеличения производительности гидролизаппарата, дополнительно осуществляют выдержку принудительной циркуляцией варочной жидкости и поддерживают температурный режим на стадии пентоэной варки по формуле

ÄÄSUÄÄ 1234426 А1 т =т. а,(;-,) а,(;-,) 1 где ҄— начальная температура пентозной варки, С;

a„a,,О, — экспериментально определяемые коэффициенты, С, 1/мин, 1/мин2 время выдержки всей массы в гидролизаппарате, мин;

1 ; - текущее время пентозной варки, мин;

Т„ — требуемая температура стадии пентозной варки в гидролизаппарате на момент времени <, С, а на стадии гексозной варки по форгде Т„ — конечная температура стадии пентозной варки, С; — экспериментально определяео мые коэффициенты, С, 1 мин;

ll конечное время пентоэной варки, мин;

1 — текущее время гексоэной варки мин т — требуемая температура гексоэной варки на момент времени 1,, С, при этом переход от пентозной варки к гексозной осуществляют при 150155 С.

1 123

Изобретение относится к получению сахаров путем гидролиза растительного сырья, в частности пентозно-гексоэного гидролиэа хлопковой шелухи, Целью изобретения является повышение выхода пентозных и гексозных сахаров, уменьшение времени получения продукта и увеличение производительности гидролизаппарата, поскольку на стадии принудительной циркуляции за счет интенсивного перемещения процесс растворения полисахаридов и выход их в раствор значительно увеличивается, что способствует уменьшению времени ведения процесса и потерь сахаров за счет быстрого выведения впоследствии сахаров из гидролиэаппарата

Уменьшение времени ведения процесса пентозно-гексозного гидролиза достигается эа счет оптимального ведения температурного режима, который способствует интенсификации процесса гидролиза, а увеличение скорости выдачи гидролизата способствует быстрому выведению сахаров иэ гидролизаппарата, что позволяет получить продукты пентоэной стадии за более короткий промежуток времени.

За счет оптимального ведения процесса и быстрого вывода продукта из реакционной области уменьшается количество продуктов распада, тем самым выход продуктов с единицы сырья повышается °

Сущность способа заключается в том, что осуществляют предварительную очистку сырья серной кислотой, экстракцию примесей водой, выдержку с принудительной циркуляцией варочной жидкости и поддерживают температурный режим на стадии пентоэной варки по формуле т„. т,.,,(" е ) <, ) где Т, — начальная температура пентоэной варки, С; а,,а,,o - экспериментально определяемые, коэффициенты, С, 1/мин

1/мин Еб - вре выдер* и всей массы сырья в гидролизаппарате (с одновременной циркуляцией нарочной жидкости), мин; — текущее время пентозной варки, мин; — требуемая температура стадии пентоэной варки в гидролизаппарате на момент времени

4426 2 а на стадии гексозной варки по формуле к т, ° т „ь (I-å (° l) где Т" — конечная температура стадии

О пентоэнок варки, С; „,b, — экспериментально определяемые коэффициенты, С, 1/мин; — конечное время пентоэной

10 варки, мин;

1, — текущее время гексоэной варки, мин;

1 — требуемая температура гексозной варки на момент вре15 мени 1„, С.

На основании результатов вычисле" ния измерений температуры по формулам (1) и (2) сделаны так аэываемые

"лекала", которые вставляются в программные задатчики, и изменение температуры процесса пентозно-гексозного гидролиза ведется программным путем.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят предварительную очистку сырья, т.е. хлопковой шелухи, слабым раствором серной кислоты, экстракцию примесей водой, и подготовленное сырье подают в гидролизаппарат емкостью 34 м .

В смеситель 1 подают воду, серную

35 кислоту с концентрацией t,67 и пар с температурой 225 С, Образующуюся в смесителе i варочную жидкость с тем" пературой 1 t5 С одновременно с сырьем также подают в гидролизаппарат 2.

40 После заполнения объема гидролиэаппарата подачу варочной жидкости прекращают и производят принудительную циркуляцию варочной жидкости в гидролизаппарате 2 насосом 3 снизу вверх в течение 35-40 мин. Таким образом осуществляют операции выдержки и при-, нудительной циркуляции варочной жидкости. Это позволяет ускорить процесс получения легкогидрируемых

50 сахаров.

Затем ведется стадия пентозного гидролиза. Возобновляют подачу жидкости с паром иэ смесителя 1 в гидролизаппарат 2, закрывают клапан 4

55 для прекращения циркуляции варочной жидкости и открывают клапан 5 для выдачи пентозного гидролиэата. Общее время пентозного гидролиза длится 110

Показатели

Предлагаемый способ

Известный способ

34

100

160

110

150

10-12

16-19

8-9 при гексоэной варке

12-13

120 мин, при этом с целью наилучшего выхода пентозных и частично гексозных сахаров температуру в гидролнзаппарате меняют по формуле (1) .

К концу пентозной варки, т.е. через 110-120 мин, температура в гидо ролизаппарате достигает 150-155 С.

В это время с гидролизатом полностью вводятся пентоэные сахара и начинают выходить гексозные сахара. Начинается процесс варки. Гексозная варка длится также 110-120 мин, и температуру меняют по формуле (2)..

К концу гексозной варки температура в гидролизаппарате достигает

180-190 С.

От начала пентоэной — =.. ки до конца гексозной варки под .> жидкости с паром из смесителя 1 и выдачу гидролизата из гидролизаппарата 2 производят непрерывно. В результате общее время пентозно-гексозного гидролиза составляет 3,6-4 ч.

Таким образом, оптимизация температурного режима при пентоэно-гексозном гидролизе позволяет увеличить выход сахаров из растительного сырья, сократить продолжительность самого процесса гидролиза и увеличить производительность гидролизаппарата.

Пример. В гидролизаппарате емкостью 34 м раствор пентозного сахара выделяют из хлопковой шелухи, предварительно облагороженной и проЕмкость гидр олизат ора, м

Время пентозного гидролиэата, мин

Время гексозного гидролиэа, мин

Концентрация пентоэных сахаров, Х

Концентрация гексозных сахаров, Х

Скорость отбора гидролизата, м /ч при пентозной варке

34426 4 гидролизованной в паровой фазе при

115 С и 1,5Х концентрации серной кис лоты, и проводят выдержку с принудительной циркуляцией всей массы сырья в течение 35 — 45 мин.

Далее при пентозном гидролизе тем" пературный режим в гидролизаппарате поддерживают по формуле (1) и подни- мают до 115. С в течение 120 мин.

10 В это время производят выделение пентоэного гидролизата, и вытесненный гидролизат направляют в сборник концентрированного пентозного гидролиэата. После этого осуществляют гексозный гидролиз при повышении температуры от 155 до 180 С и по форму.ле (2), подают раствор 1,6Х-ной серной кислоты и выделяют гексозный гидролизат в течение 50-120 мин.

В таблице представлены данные промьппленного получения пентозно-гексозного гидролизата по предлагаемому способу и существующему способу на

Янгиюльском биохимическом заводе.

25

Применение данного способа обеспечивает снижение общего времени процесса на 20-25Х, повышение выхода сахаров из сырья на 4-6Х, повышение

30 концентрации сахара в пентозном гидролизате на 30-40Х. Одновременно достигается повышение производительности основного оборудования на 15Х за счет снижения времени процесса.!

234426

Составитель Л.Кудрявцева

Редактор М.Бандура Техред Л.Олейник Корректор Л ° Пилипенко

Заказ 3018 Тираж 328 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4