Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих материалов Советский патент 1984 года по МПК C13K1/02 

ND

СХ5

а, Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения глюкозы из целлкшоэосодержаадих материалов.. Известен способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего материала,- предусматривающий измельчение сырья перед гидролизом IJ . Известен также способ получения глюкозы из целлюлозосодержащйх мате риалов, предусматривающий измельчение сырья, его предварительную об работку раствором щёлочи с. последую щим ферментативным или кислотным гид рол из ом 2 . . По известному способу обработку ведут 1-4%-ным раствором щелочи при температуре 100-120 С. При этом выход Сахаров составляет 9,4-13,6%. Цель изобретения ,- повышение вы.хода глюкозы. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения глюкозы из целлюлозосодержащйх. мате риалов, предусматривающем измельче ние сырья, его предварительную обра ботку раствором щелочи с последующи ферментативным или кислотным гидролизом, перед обработкой раствором щ лочи на сырье действуют острым паро при температуре 160-210 С и давлени 6-20 ати в течение 5-240 шн,пpи этом концентрация раствора щелочи составляет 0,2-1,0%. Способ осуществляют следующим образом.. В качестве сырья используют различные растительные целлюлозосодержащие материалы, например древесину листве ных пород, солому, багассу, зерновую шелуху, остатки кукурузных початков маисовую солому и т.д. Сырье подвергают обработке паром под давлением. Обработку проводят в течение 5-240 мин причем время обработки зависит от температуры. Процесс обработки сопровождается образованием уксусной кислоты, которая оказывает благоприятное воздействие на подготовку сырья. Если в процессе образуется мало уксусной кислоты, то целесообразно добавлять около .6% кислоты. После пропаривания сырья осуществляют обработку щелочным раствором,.которую можно проводить в несколько стадий.Выщелачива.ние проводят сразу после обработки паром под давлением, так как горячее сырье нагревает щелочной раствор. Выщелачивание целесообразно осуществ лять по противоточному принципу. Полученный после выщелачивания ос таток, представляющий собой волокнистое вещество, промывают водой и подвергают кислотному или ферментативному гидролизу. Поскольку получен ное волокнистое вещество практически содержит, кроме лигнина, толь ко-ц еллюлозу, при гидролизе образуется только глюкоза. Пример. 400 г древесины дуба в виде воздушно-сухих - щепок, обрабатывают паром в лабораторном рафинере фир(«л Дефибратор А.Г. 7 мин при 190°С и под давлением 12 ати, затем измельчают. Полученное влажное волокнистое вещество вымывают 4 л воды иэ дефибратора и промывают на сите. Непосредственно после этого промытый и отпрессованный волокнистый материал суспендируют в 5 л 1%-ного водного раствора гидроокиси натрия при комнатной температуре. Через 30мин материал фильтруют, промывают водой, разбавленной кислотой, и снова водой. Выход волокнистого вещества составляет 66% в расчете на прим енное количество древесины. Полученный после обработки материал подвергают кислотному гидролизу. К 300 мг волокнистого материала добавляют при охлаждении 3 мл концентрированной серной кислоты. Массу выдерживают 60 мин, разбавляют 84 мл воды и нагревают 60 мин при 120с. После обработки растворы содержч1Т 70% глюкозы в расчете на вес волокнистого вещества. Пример 2. Древесину березы подвергают обработке, как описано в примере 1, но время обработки паром составляет 80 мин и используют 0,5%-ный раствор щелочи. Полученный после обработки материал подвергают ферментативному гидролизу. К 200 мг волокнистого вещества добавляют 25 мг продукта, полученного в результате диализа и последующей сублимационной сушки из ферментного препарата .Onozuka ss (All Japan .Biochemicals Co.Nishinomiya, Япония) 5 мл fl, M натрийацетатного буфера с рН 4,8 и выдер- . живают в закрытых колбах Эрленмейера при на водяной бане при встряхивании. Выход глюкозы 81%. П р и м е р 3. Способ осуществляют согласно примеру 2, но в качестве исходного сырья используют солому пшеницы. Выход глюкозы - 66% от волокнистого вещества. Полученный после ферментативной обработки остаток содержит после полного гидролиза менее 10% углеводов . в расчете на примененное количество волокнистого материала, причем это количество составляет ксилоза, а глюкоза содержится в очень малом количестве. . Следовательно, целлюлоза волокнистого вещества в результате ферментативного гидролиза почти полностью превращается в глюкозу. П р и м е р 4. 200 г березовой древесины в виде щепы обрабатывают паром под давлением 20 ати и темпе310728164

ратуре 210 5 мин, затем измельчают ратура обработки составляет 160 (как в примере 1J и обрабатывают давление 6 ата, время обработки 4ч. 0,2%-ным раствором щелочи. Выход После кислотного гидролиза выход волокнистого вещества 69%. . .глюкозы 56,6% в расчете на абсолютПослекислотного гидролиза выход - После .ферментативного хидррлиза глюкозы составляет 53,4% в расчете-. выход глюкозы 58,2% в расчете на абна вес волокнистого вещества или солютно сухое во юкнистое вещество. 36,9% в расчете на абсолютно Таким образом, предлагаемый споиспользованную древесину. об получения глюкозы из целлюлоэоПр и м ё р5. Способ осуществ- 0 родержащих материалов позволяет поляют согласно примеру 4, но темце- учать глюкозу с хоролшм выходом.

но сухое волокнистое вещество.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ ИЗ ЦЕЛЛЙЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ 14АТЕРИАЛОВ, предусматривающий измельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с последующим ферментативным или кислотным гидролизом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода глюкозы, перед обработкой раствором щелочи на сырье действуют острым паром при температурю 160-210°С и давлении 6-20 ати в течение 5-240 мин, при этом концентрация раствора щелочи сос тавляет 0,2-1,0%. СО