Способ получения растворов моносахаридов

 

I Фи ° ,.ppe 1f .

«4а% ii», .

»

О П И С А Н И Е ti)626I22

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 24.12.76 (21) 2433913/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) Ч Кti 2

С 13К 1/02

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.09.78. Бюллетень № 36 (53) УДК 66.093.8 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 03.10.78 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. В. Лебедев, В. И. Сарже и О. М. Бабина

Всесоюзное научно-производственное и проектноконструкторское объединение гидролизной промышленности

«Гидролизпром» (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАС1 ВОРОВ

МОИОСАХАРИДОВ

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу получения растворов моносахаридов путем гидролиза растительного сырья минеральными кислотами. 5

Известен способ получения растворов моносахаридов путем гидролиза растительного сырья 2 — 9%-ной минеральной кислотой при 100 — 120 С в протнвотоке с последующей отмывкой полученного целлолигнина и 10 его гидролизом в непрерывном прямотоке (1).

Недостатком известного способа является необходимость достаточно тонкого измельчения целлолигнина, что приводит к дополнительным энергозатратам, возникающие затруднения по перекачке целлолигниновой пульпы в части подбора перекачивающих средств (насосов), работающих с большим напором, невозможность сокращения жидкостного модуля из-за резкого измельчения реологических свойств пульпы, приводящих к невозможности ес перекачивания, большая степень разрушения образовавшихся сахаров в связи с большой концентрацией 25 катализатора (кислоты) в реакционной массе.

Целью изобретения является упрощение процесса получения растворов моносахаридов из растительного сырья и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что отмывку целлолип1ина ведут минеральной кислотой с концентрацией 0,5 — 2% в противотоке для полного извлечения сахаров, а гидролнз целлолнгнина осуществляют водой с температурой 200 — 290 С прп давлении 16 — 80 атм

Прп переводе цсллолигнина, полученного при гидролизе растительного сырья минеральной кислотой, на стадию отмывки избыток кислоты стекает с частичек целлолигнпна и возвращается на стадию гидролиза растительного сырья, а влажньш целлолип;ин загружают в реактор, в который одновременно пода от перегретую воду до температуры, несколько превышающей температуру реакции, с целью подогрева влажного цсллолнпшна. Прп подогреве пропитанного кислотой целлолигнина с помощью перегретой воды происходит гндролиз целлюлозы цсллолппшна н диффузия кислоты и сахара нз внутренних пор частпчек целлолигнина в наружную воду с понижением концентрации кпслоты и концу реакционного времени. Снижение концентрации кислоты в среде, в которую диффундирует растворенный сахар, значительно сокраща.

/ 1 Р, а / 626122

3 ф ет его разложение и способствуд бовыйению выхода и доброкачественнй ф,r®ролизатов.

Пример. Гидролиз щепы березовой древесины проводят в гидролизаппарате в противотоке твердой и жидкой фаз с верхней подачсй сырья. Соотношение твердой и жидкой фаз 1: 5, т. е. на 1 т абсолютно сухой щепы задают 5 т разбавленной серной кислоты с концентрацией 1,5%. Процесс 10 ведут при температуре 120 С, которую достигают подачей острого пара в реакционное пространство. Время гидролиза составляет 120 мпн. Предгидролизат отбирают в верхней части аппарата в количестве 2,5 15 модулей, т. е. на 1 т перерабатываемого сырья отбирают 2,5 т предгидролизата. При этом получают концентрацию сахара в предгидролнзате, равную 10 /, при количественном растворении легкогидролизуемых полисахаридов. Полученный остаток древесипы — целлолигнин отмывают 0,5% -ной серной кислотой с температурой 70 — 80 С от сахара и избытков кислоты в нижней части гидролизаппарата, так же в противо- 25 токе фаз, и перегружают его в реактор для последующего гидролиза, При этой перегрузке избыток промывной кислоты стекает с частичек целлолигнина и, возвращаясь, используется для гидролиза щепы, а цел- 30 лолигнип с влажностью 65 — 73%, без дополнительного измельчения, загружают в реактор для проведения процесса гидролиза, в который одновременно подают перегретую до 280 — 290 С воду. При этом влажный целлолигнин быстро нагревается до необходимой температуры реакции 228—

230 С. При указанной температуре реакции целлолигнин в прямотоке твердой и жидкой фаз, при общем гидромодуле, равном 10, выдерживаетя 200 — 300 с и через систему испарителей, в которых происходит ступенчатое снижение давления до атмосферного и температуры до 100 С, поступает в нейтрализатор, В нейтрализаторе пульпу обрабатывают известковым молоком до рН 4—

5 и подвергают разделению на винтовой отжимной машине, при этом разделении производят полную отмывку сахара от лигнина и обезвоживание лигнина до остаточной влажности 40 — 45%, что дает возможность сжигать его в котле-утилизаторе. Общий выход сахаров составляет 63 — 65 /о.

Предлагаемый способ дает возможность в широком диапазоне изменять жидкостной модуль для нахождения оптимальной его величины, улучшает условия проведения процесса гидролиза целлюлозы на второй стадии, когда продукты гидролиза из внутренних пор целлолигнипа начинают диффундировать в окружающую воду со снижением концентрации катализатора — кислоты, упрощает подачу компонентов в зону реакции и исключает применение насосов высокого давления для перекачки пульпы.

Формула изобретения

Способ получения растворов моносахаридов путем гидролиза растительного сырья 2 — 9 -ной минеральной кислотой при

100 — 120 С в противотоке с последующей отмывкой полученного целлолигнина и его гидролизом в непрерывном прямотоке, отличающийсяя тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, отмывку целлолигнина ведут минеральной кислотой с концентрацией 0,5—

2% в противотоке для полного извлечения сахаров, а гидролиз целлолигнина осуществляют водой с температурой 200 †2 С при давлении 1б — 80 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

X 407873, кл. С 13К 1/02, 1971.

Составитель М. Ларина

Техред Н. Рыбкина Корректор Т, Добровольская

Редактор М. Дмитриева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1909/17 Изд. Мв 649 Тираж 473

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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