Способ двухстадийного перколяционого гидролиза растительного сырья

 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, к способу двухстадийного перколяционного гидролиза растительного сырья„ Цель изобретения - повышение выхода редуцирующих вецеств и улучшение доброкачественности гидролизата,. Сырье загружают в гидролизаппарат, на смачивание подают фурфурольныи лютер (2-3 гидромодуля ) с концентрацией уксусной кислоты 0,05-1,2% и температурой 96°С„ Далее гидролизуемую массу нагревают до 160-170°С и выдерживают в течение 30-40 ют. После термовыдержки сьфья осуществляют перколяцию 0,5%-ной серией кислотой при постепенном подъеме температуры до 190°С После окончания перколяционного гидролиза производят отжим избытка гидролизата, а „чинш удаляют, Гидролизаты, полученные в результате пентозного и гек- cotiioi о гидролиза, поступают на биохимическую переработку после проведения процесса инверсии при температуре 98 С в течение 6 ч Пары самоиспарения гидролизата направляют на ректификацию фурфурола, а полученный при этом фурфуролъньш лютер вновь используют на смачивание сьфья в гидролизаппарате 2 табл„ § (Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1645303 А 1 щ) С 13 К 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (E г

У

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ CCCP I (21) 4625050/13 (22) 26.12.88 (46) 30„04„91. Бюп,, h 16 (71) Научно-производственное гидроли»ное объединение, (72) P.К. Шаханова, Г.В, Попцов, О.И. Шаповалов, JI.Н . Краев и Н.В. Горбатовская (53) 665.471(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 709679, кл. С 13 К 1/02, 1980„

Шарков В„И. Технология гидролизных производств, 11..: Лесная промышленность, 1973, с. 68-71, 312-320. (54) СНОСОВ ДВУХСТА1911111ОГО ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ПДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СНРЬЯ (57) Изобретение относится к гидролизной промьпыениости, к способу двухстадийного перколяционного гидролиза растительного сырья. Цель изобретения — повышение выхода редуцирующих веществ и улучшение доброкачественности гидролизата. Сырье загружают в

Изобретение относится к гидролизной промышленности, к способу двухстадийного перколяционного гидролиза растительного сырья

Цель изобретения — повышение выхода редуцируюцих веществ и улучшение доброкачественности гидролиэата, В качестве гидролизующего агента при смачивании растительного сырья используют фурфурольньпi лютер, в котором концентрация уксусной кислоты составляет 0,05-1,2%. Фурфурольный лютер является отходои производства фурфурола из паров самоиспарения гидролизаппарат, на смачпвание подают фурфурольнъп» лютер (2-3 гидромодуля) с коггцентрацией уксусной кислоты 0,05-1,2% и температурой 96 С.

Далее гидролиэуемую массу нагревают до 168-170 С и выдерживают в течение о, 30 — 40 гаш. 1Iосле термовыцержки сырья осуществляют перколяцию 0,5%-ной сернсй кислотой прн постепенном подъе ме температуры до 190 С., После оконо чания перколяционного гидролиза производят отяагм избытка гидролизата, а . ггшш удаляют, Гидролизаты, полученные в результате пентозного и гекс.оэного гидролиза, поступают на биохимическую переработку после проведения процесса инверсии при темперао туре 98 С в течение 6 ч, Пары самоиспарения гидролизата направляют на ректификацию фурфурола, а полученный при этом уурфурольный лютер вновь используют на смачивание сырья в гидролизаппарате. 2 табл. гидролизата, образующегося в процессе перколяционного гидролиза сырья.

Способ осуществляют следующим образом. 1 Э

Растительное сырье загружают в

;гидролизаппарат. Затем смачивают его 2-3 гидромодулями фурфурольного лютера, содержащего 0,05-1,2% уксус- ю ной кислоты, при 96 С ° Далее гидролио зуемую массу нагревают до 168-170 С и выдерживают в течение 30-40 мин.

После термовыдержки сырья, обеспечивающей полное растворение легкогидролиэуемых полисахаридов (пентоэный

1645303 гидролиз), осуществляют перколяцию

0,5_#_-ной серной кислотой при постепенном подъеме температуры до 190 С.

По окончании перколяционного гидроли5 за производят отжим избытка гидролизата, а оставшийся лигнин удаляют из гидролпзаппарата. Гидролиэаты, полученные в результате пентазного и гексозного гидролиза, поступают на биохимическую переработку после проведещ я процесса инверсии при 98 С в о течение 6 ч.

Пары самоиспарения гидролиэата направляют на ректификацию фурфурола, а 15 полученный при этом фурфурольный лютер вновь используют на смачивание сырья в гидролизаппарате.

Пример 1. Сырье (осиновая епа) загружают в гидролизаппарат емкостью 25 л, На смачивание сырья подают лютер (2 гидромодуля) с концентрацией уксусной кислоты 0,05Х и температурой 96 С. Прогрев гидролизуемой массы проводят в интервале 166- 25

175 С в течение 40 мин, после чего осуществляют перколяцию раствором

0 57.-ной серной. кислоты при посте0 о пенном подъеме температуры до 190 С.

Полученный гидролизат подвергают инверсии при 98 С в течение 6 ч. Результаты представлены в табл. 1.

Результаты исследований подтверждают целесообразность выбранного интервала температур: при эиачении температуры нике 168 С происходит уменьшение выхода РВ в гидролиэате, а при температуре выше 170 С ухудшается доброкачественность гидролизата.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Варьируют количество лютера на сиачивание сырья в период загрузки. Процесс термовыдержки перед гидролизом проводят при

1704С в течение 40 мин. Результаты представлены в табл. 2.

Таким образом, при гидромодуле ниже 2,0 происходит недостаточная пропитка растительного сырья фурфурольным лютером, что отрицательно сказывается на выходе РВ. Увеличение гидромодуля вьян 3,0 не дает увеличения выхода сахаров.

Таким образом, данный способ позволяет увеличить выход редуцирующих вецеств на 3 абс.Х, улучшить доброкачественность получаемых гидролизатов эа счет снижения содержания в них фурфурола и бромируевжх веществ.

Проведение первой стадии гидролиза растительного сырья беэ использования серной кислоты и воды экономически выгодно. Использование в качестве гидролизуюцего агента фурфурольного лютера — одного из основных стоков производства фурфурола, сокращают объем сточных вод, требующих очистки на гидролизных заводах, и обеспечивает безотходную технологию.

Ф о р м у л а изобретения

Способ двухстадийного перколяционного гидролиза растительного сырья, вкличаюций смачивание сырья гидролиэунцим агентом, пентоэный гидролиз,выделение целлолигнина с последующим

его гексозньм гидролиэом разбавленной серной кислотой, получение фурфурола и отделение фур рурольного лютера, отличающийся тем, что, с целью повьвпения выхода редуцирующих вецеств и улучшения доброкачественности гидролизата, для смачивания сырья и пентозного гидролиза используют полученный иэ этого же сырья фурфурольный лютер при гидромодуле

2-3, при этом пентозный гидролиз проводят при 168-170 С.

1645303

Таблица 1

Содержание редуцирующих веществ, фурфурола и бромируемых веществ в гидролизате в зависимости от температуры нагрева растительной массы, обработанной лютером

Способы

Выход PB (пооле инверсии)

7 от

Содержание бромируемых веществ, Х

Содержание фурфурола, X

Выход PB (до инвер сии) Е от

1 .а.с.д. емпераура теровыдержки гидролизуемой массы, С а.с.д.

0,34

43,2 0,029

166

28,6

Да»»нь»й способ

Режим: пентоэный гидрсцйз при t 170 С, 30 иин

Катализатор: фурфурольньЫ» лютер с 1,2Х

СИ Соои

Известный способ

Режим: пентозньп» гидролиз при t = 145 С, 30 иин

Катализатор: гексоэньп» гидролизат с 0,5% 1 БО

0,029

0,036

0,36

0,34

168

170

30,6

36,3

45,2

47,2

44,7

0,42

О, 061

37,1

172

44,2 0,052

0,46

145

Т а блица 2

Влияние гидромодуля на выход редуцирующих веществ в гидролиэате

Гидромо- Выход PB (посдуль ле инверсии) X

1 от а.с.д.

Способы

39,4

47,2

46,7

47,3

43,1

Данный способ 1,7

2,0

2,5

3,0

3,5

Известный способ

44,2

2,7

Составитель А. Болобва I

Редактор И., Касарда Техред M.Дндык Корректор M. Шароши з

Заказ 1322 Тираж 253 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретенням и открытиям прн ГКНТ СССР

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

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