Способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки Советский патент 1984 года по МПК C13K1/04 

3 4

сл Изобретение относится к гидролиз ной и микробиологической промышленностям, а именно к способуподготов ки гидролизных сред к биохимической переработке. Известен способ подготовки водны предгидролизатов для биохимической переработки, предусматривающий их охлаждение перед инверсией до температуры от О до -10°С в течение 1-6 ч. Затем осуществляют инверсию, нейтрализацию, отделение осадка, аэрацию ij . Известен также способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки, предусматривающий их замораживание, выдерживание в замороженном состоянии с последующим ра мораживанием. Замораживанию подвергают водные предгидролизаты, разйораживают, при 20°С осуществляют нейтрализацию, аэрацию, отделяют осадок, обогащают питательными соля ми и используют для выращивания дрожжей. Выход дрожжей 40-52% от редуцирующих веществ, выход спирта при спиртовом брожении 186 л/т древесины 2 . Недостатками данного способа являются сложность процесса, связанна с его многостадийностью, а также невысокий выход продуктов биохимической переработки. Цель изобретения - упрощение про цесса и увеличение выхода продуктов биохимической обработки. Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки гид ролизных сред для биохимической переработки, предусматривающему их раживание, выдерживание в заморожен ном состоянии с последующим размора живанием, размораживание осуществляют ступенчато при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25°С с отбором соответствующих жидких фракций. При этом выдерживание в замороженном состоянии целесообразно проводить при температуре от -5 до -20 в течение 6 ч. Способ осуществляют следующим об разом. Кислый гидролизат подвергают замораживанию при температуре от -5 до -20°С, выдерживают в течение б ч затем размораживают ступенчато при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25°С и отбирают со ответствующие жидкие фракции. Это приводит к тому, что при в . раствор переходит серная кислота, при 3-5 С в раствор переходят гексозные сахара, при - пентоз-. ные сахара, а оставшиеся органические кислоты из льда переходят в рас вор только при температуре выше так как каждому веществу, в зависимости от его содержания в растворе, соответствует определенная температура замораживания и оттаивания (закон Рауля) . Ка,ждую фракцию используют отдельно. Так как на выращивание дрожжей и на получение спирта направляются растворы, не содержащие минеральных и органических кислот, то отпадает необходимость нейтрализации, а поскольку коллоидные вещества находятся в последней фракции вместе с органическими кислотами, то исключаются и стадия аэрации. В то же время выход и качество целевых продуктов повышаются, В работе используют гидролизат с рН 1,2, РВ до инверсии 2,31, РВ после инверсии 3,0, Замораживание проводят в сосуде Дьюара, в качестве хладагента используют смесь поваренной соли со льдом. Пример 1, 600 мл гидролизата замораживают-в стеклянной ампуле с термометром, помещенной в сосуд Дьюара, при -5с и выдерживают в течение б ч. Затем ступенчато размораживают при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25С. Отбирают жидкие фракции и определяют в них рН, содержание редуцирующих и коллоидных веществ (табл,1), а также проводят качественный и количественный состав Сахаров (табл.2), продуктов деструкции Сахаров (табл.3). При мер 2, Способ осуществляют согласно примеру 1, но замораживание проводят при . Резуль аты приведены в табл, 1-3, Пример 3, Способ осуществляют примеру 1, но замораживание проводят при -20с, Результаты приведены в табл, 1 - 3, Пример 4, Способ осуществл.яют согласно примеру 2, Фракцию, полученную при размораживании при , содержащую гексозные сахара, посте добавления питательных солей используют . для спиртового брожения дрожжей рода Saccharomyces. Брожение ведут при 28-30 с в течение 12 ч. Результаты представлены в табл,4, Пример 5, Способ осуществляют согласно примеру 2, Фракцию, полученную при размораживании при 5-8с, содержащую пентоз ные сахара, после добавления питательных солей и разбавления водой до содержания РВ 1,2%, используют для выращивания дрожжей Candida scottii КС-2 на установке периодического действия. Результаты представлены в табл,4. Таким образом,. предлагаемый способ подготовки гидролизных сред для биохимической переработки по сравнению с известным позволяет исключить стадии нейтрализации и аэрации, что снижает затраты на химикаты, электроэнергию и высвобождает оборудование, при этом увеличивается

выход дрожжей до 59-62%, содержание протеина до 55%, выход спирта до 220 л/т древесины. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность вьаделения чистой серной кислоты из гидролизатов, которую можно Показатели Температура

-25- .

-5 Температура размораживания и отбора 1-3 3-5 5-8 8-25 1-33-5 5-8 8-25 ПрототипПредлагаем1,2 1,2 4,0 4,2 1,1 1,1 2,9 О 1,67 0,64 0,47 О Содержание коллоидныхвеществ, г/л 1,80 О 0,71,1 О Содержание истинных Сахаров в обработанных

направить на вторичную переработку, а также позволяет дополнительно получить отдельные растворы органических кислот, представляющих ценный товарный продукт (уксусная, левулиновая кислоты. Фурфурол).

Таблица 1

-20

-10 замораживания,с полученных растворов, °С 1-3 3-5 5-8 8-25 й способ 1,1 4,6 4,7 1,0 4,6 4,7 1,1 О 2,02 0,93 О 2,09 0,93 О О О 1,8 О О 01, 8 Таблица 2 растворах

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРОЛИЗНУХ СРЕД ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ, предусматривающий их замораживание, ВБщерживание в замороженном состоянии с последующим размораживанием, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода продуктов биохимической переработки-, размораживание осуществляют ступенчато при 1-3, 3-5, 5-8, 8-25°С с отбором соответствующих жидких фракций. : 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдерживание в замороженном состоянии проводят при температуре от -5 до -20с в течение 6ч.I

Прототип0,80 0,74 О Глюкоза 0,61 Галакто0,35 0,26 О О за 0,70 0,52 0,15 О Манноза 0,62 О 0,21 0,37 Ксилоза Араби0,18 О ноза 0,13 0,01 Предлагаемый способ О 0,83 О 0,80 О 0,39 О 0,35 О 0,68 0,02 0,69 0,01 О 0,62 О 0,62 0,18 О О 5 Содержание неорганических и

ПротоПредлагаемый способ тнп 0,5 0,5 - - - 0,5 0,5

0,008 0,02 0,03

0,29 Уксуснаякисло0,25 0,25 - 0,07 0,03 та Левули.новая кисло0,13 таФурфу0,037 - 0,005 0,001 рол Оксиметилфурфу0,076 0,078 - 0,001 0,006

Исходный гидролизат без обработки

Прототип - раствор згшоражийают до -25,С и размсфаживают при

с

0,5

- 0,029 - 0,0029,

Таблица 4

186 40,2

46,4

52,4

51,2

186 1076450 органических веществ в ридролиэатах Таблица 3 - 0,24 - - - 0,25 0,15 -0,13 0,1 0,1 0,03 0,35 -0,38 - 0,076 - - - 0,079 0,07 Предлагаемый - раствор замораживают до -10®с и размораживают при температуре, с 3-5 (BTOparf фракция - гексозные сахара) - весь раствор идет на спирт 5-8 (третья фракция - пентозные сахара) - весь раствор направляют на дрожжи

Продолжение табл. 4 216 - 60,5 -54,7