Аппарат для ферментативного гидролиза углеводных субстратов

 

Использование: гидролизная промышленность , целлюлозно-бумажное и микробиологическое производства. Сущность изобретения: аппарат содержит цилиндрический корпус с теплообменником и патрубками для подвода гидролизующего агента, углеводного сырья, буферного раствора и отвода гидролизата. В корпусе размещены ультрафильтрационная мембрана и мешалка , между стенкой корпуса и мембраной образованы отдельные секции, разделенные радиальными перегородками. Патрубки для подвода буферного раствора и отвода гидролизата подключены к каждой секции с .возможностью циклического подвода-отвода буфера и гидролизата соответственно. 2 ил. ел

СО!03 СОНГ.ТСКИХ

COIтИАЛИ,TMЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s С 13 К 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4907384/13 (22) 04,02.91 (46) 23.02.93. Бюл. ¹ 7 (71) Советско-шведское совместное предприятие "Техноферм-инжиниринг" (72) B.M.Êóçíåöîâ, И.М,Голубков, А.П.Синицин и Л.Г.Малхасян (56) I.Ohlson, G. Tradqardt, В. Hahn-НаЛегба!, Recirculation о1 Celiulolytic Enzymes In an

ultraflttration ч. В 37, ¹ 8, 1983 г„р, 737 — 738.

Membrane Reactor, Acta ChemIca

Scandinavica.

Авторское свидетельство СССР

¹ 488861, кл. С 13 К 1/06, 1973, 0.Albanesi, M,Cantarella. V.Scardl and

А.Vetromile, Klmeties of enzymatic

saccharification of cellulose In à flatmembrane reactor, 3,Biomass, v.2, 1982, р.245-253.

Предлагаемое изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности, к аппаратам для ферментативного гидролиза, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, микробиологической и пищевой промышленностях.

Целью изобретения является снижение расхода гидролизующего агента и регенерации ультрафильтрационной мембраны.

На фиг.1 и 2 изображен аппарат для ферментативного гидролиза лигноцеллюлоэного сырья.

Он содержит корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, перемешивающее устройство

3, ультрафильтрационную мембрану 4, за„„5Ц „„1796678 Al (54) АППАРАТ ДЛЯ ФЕРМЕНТАТИВНОГО

ГИДРОЛИЗА УГЛЕВОДНЪ|Х СУБСТРАТОВ (57) Использование: гидролизная промышленность, целлюлозно-бумажное и микробиологическое производства. Сущность изобретения: аппарат содержит цилиндрический корпус с теплообменником и патрубками для подвода гидролизующего агента, углеводного сырья, буферного раствора и отвода гидролизата, В корпусе размещены ультрафильтрационная мембрана и мешалка, между стенкой корпуса и мембраной образованы отдельные секции, разделенные радиальными перегородками. Патрубки для подвода буферного раствора и отвода гидролизата подключены к каждой секции с воэможностью циклического подвода-отвода буфера и гидролизата соответственно. 2 у ил. крепленную на перфорированной подложке

5 и разделенную перегородками на секции

А, Б, В, Г, „штуцеры 6 для подачи буферной смеси и отвода сахарного раствора, патрубок 7 для подачи лигноцеллюлозного сырья, штуцер 3 для подачи раствора гидролиэующего агента, патрубок 9 выгрузки непрогидролизованного остатка.

Аппарат работает следующим образом.

Он загружается лигноцеллюлозным сырьем через патрубок 7, раствором гидролизующего агента через штуцер 8, буферной смесью через один из штуцеров 6, например, штуцер 6 секции А. Перемешивающее устройство 3 обеспечивает однородность

1796678 суспензии и равномерное распределение в ней гидролизующего агента. С помощью теплообменной рубашки 2 температура в аппарате поднимается до значения, оптимального для гидролиза. По достижении не- 5 обходимой концентрации сахаров, образующихся в результате гидролиза ферментами, в штуцер 6 секции А непрерывно. начинают подавать буферную смесь. Промывая лигноцеллюлозную суспензию, эта 10 смесь выносит сахара к поверхности мембраны в секциях Б, В, Г,.... Мембрана пропускает сахарный раствор, оставляя внутри аппарата в зоне реакции ферменты и частицы лигноцеллюлозного сырья. Раствор саха- 15 ров выводят иэ аппарата через штуцеры 6 секций Б, В, Г,.... Со временем ультрафильтрационная мембрана в секциях Б, В, Г„„ засоряется частичками лигноцеллюлозного сырья, а содержание ферментов около нее 20 становится повышенным из-за эффекта поляризации. Это ухудшает условия гидролиза. Поэтому место ввода буферной смеси меняют, и ее подают через штуцер 6 секции

Б. Благодаря изменению йаправления дви- 25 жения жидкости через мембрану частицы лигноцеллюлозного сырья и ферменты смещаются в объем аппарата, и мембрана в этой секции регенерируется. Сахарный раствор при этом выводится через мембрану в ЗО секциях В, Г... и очищенную в секции А.

Увеличение числа секций в аппарате при неизменном расходе буферной смеси приведет к повышению давлейия в регенериру35 емой секции и соответствующему уменьшению давления в секциях, из которых сахарный раствор выводится. По мере выведения сахарного раствора из аппарата его снабжают через патрубок 7 свежим лигноцеллюлозным сырьем. Потери ферментов вследствие инактивации компенсируются добавкой гидролизующего агента через штуцер 8. При прекращении гидролиза по причине накопления лигнина или негидролизуемого остатка сырья аппарат разгружают через патрубок 9, стерилизуют и процесс повторяют.

Формула изобретения

Аппарат для ферментативного гидролиза углеводных субстратов, содержащий ци-. линдрический корпус теплообменником и патрубками для подвода гидролизующего агента, углеводного сырья, буферного раствора и отвода гидролизата и размещенные в корпусе ультрафильтрационную мембрану и мешалку, отличающийся тем, что, с целью сйижения расхода гидролйзующего, агента и повышения производительности за счет регенерации мембраны; между стенкой корпуса и мембраной образования отдельные секции, разделенные радиальными перегородками, установленными равномерно по окружности, при этом патрубками для подвода буферного, раствора и отвода гидролизата снабжена каждая:секция и эти пат-. рубки подключены с воэможностью циклического подвода-отвода буфера и гидролизата, соответственно.

1796678

Фиа2

Составитель В. Кузнецов

Редактор О. Стенина Техред M. Моргентал Корректор A. Обручар

Заказ 632 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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