Способ получения фурфурола и кормовых дрожжей Советский патент 1987 года по МПК C12N1/22 C12N1/22 C12R1/72 

I133

Изобретение относится к химической и микробиологической промьштенности, а именно к способу получения фурфурола гидроля 1ом пе.нтозансодержащего

сырья и последующим выращиванием кормовых дрожжей на полученном гидроли- зате.

Цель изобретения - увеличение выхода целевых продуктов.

Способ осуществляют следующим-образом.

Гидролиз пентозаысодержащего сьфья с одновременной отгонкой фурфурола, проводят при 180 200°С, давлении 1,0- 1,6 Ша в течение 6П--100 мин.

Пилений температурный предел ограничивается тем, что при температуре ниже эффективность нитроаммофоски как катализатора процесса обра

зованния фурфурола резко уменьшается. При этом снижается выход фурфурола из сырья и увеличивается время его отгонки.

Верхний температурный предел огра- ничен тем, что при температуре вьше наряду с увеличением скорости образования фурфурола, значительно возрастает также скорость процесса его разрушения, что в условиях огра- ничейной возможности отбора фурфурол- содержащик паров приводит к снижению его суммарного выхода из сырья.

Указанное время отгонки фурфуро- ла определяется тем, что при его снижении происходит неполное извлечение потенциального фурфурола из сырья, а при увеличенгш - значительная деструкция- целлолигнина, что отрицатель

но сказывается на выходе сахароз в качестве получаемой питательной среды.

В качестве кататшзатора использую нитроаммофоску в концентрации 1-6% от абсолютно су-кого сырья.

Нитроаммофоска является сложной комплексной солью, используемой в ка честве минерального удобрения и содержащей, согласно ГОСТ 19691-80, 17t1% N, 17t1% Pj05 и 17t1% .-Эти элементы находятся в различных формах:

фосфор В форме мета, пиро- и полифосфатов, азот в зшде нитритной и нитратной, аммонийной и других форм. Эти элементы составляют в сум- мр. около 50% от массы нитроаммофоски. Остальные 5П% представлены сое- динениями железа, алюминия, натрия, ()ора, меди, ванадия, марганца, кобальта, хлора, фтора, йода и др.

301

Ь

IQ

, -|5

20

25 Q

ЗВ

40

45

СП

55

552

элементами,-содержа1цимися в количестве 10-0,01% и менее.

Различные формы азота и фосфатов а также микро- и макроэлементы, со- держагциеся в нитроаммофоске, являются активаторами процессов получения фурфурола и ферментации дрожжей, - Количество задаваемой нитроаммофоски определяется двумя фаторами: оптимальным количеством, необходимым для проведения процесса образования фурфурола, а также достаточным для процесса выращивания дрожжей. При снижении расхода нитроаммофоски ниже 1% от массы а.с.с, ее оказывается недостаточно для проведения процесса получения фурфурола и выращивания -дрожжей, а при увеличении выше 6% наблюдается избыток минеральных солей в получаемой питательной среде.

Полученный после отгонки фурфурола целлолигниновый остаток подвергают гидролизу любым известным дом, гидролизат нейтрализуют, опре- деляют выпавший осадок, а надосадоч- ную жидкость используют в качестве питательной.среды для вьфащивания кормовых дрожжей. При:этом добавления питательных веществ не производят.

Данные получения фурфурола и кормовых дрожжей в сравнении с известными способами п-риведены в таблице,

.Пример 1 (контрольный по прототипу). В качестве пентозансодер- жащего сырья используют опилки берёзовой древесины влажностью 45 отн,%.

Навеску исходного сырья массой 300 г или 165 г абсолютно сухого сырья смешивают с 50 мл 10%-ного раст- , вора серной кислоты и загружают в гидролизаппарат. После герметизации гидролизаппарата загр-уженное сырье нагревают до 170°С и осуществляют сгонку фурфуролеодержащих паров при 170°С и давлении 0,8-МПа в течение 120 мин. Получают 480 мл конденсата с содержанием фурфурола 2,83% при выходе его 8,23% от массы абсолютно сухого сырья.

После отгонки фурфурола целлолиг- ниновьй остаток подвергают гидролизу раствором серной кислоты с концентрацией 1,0% при 187 с и давлении 1,2 МПа в течение 150 мин. Получают 1610 мл гидролизата с концентрацией редуцирующих -веществ (РВ) 2,72% и выходом их 26,54% от массы а.с,с,. Полу- ченньй гидролизат нейтрализуют извест10

31330155

ковым молоком до рН 4,2 и отделяют от взвешенных частиц. Осветленное сусло разбавляют водой до содержания ,5% и обогащают питательными соля ми в количестве: суперфосфата 0,9, сульфата аммония 4,2 хлорида калия и сульфат аммония вносят в виде водного раствора, суперфосфат в виде от- . стоявшейся водной вытяжки.

В подготовленную таким образом питательную среду вносят, чистую культуру засевных дрожжей Candida scottii и проводят выращивание в ферментере с барботажным воздухораспределением до полной утилизации РВ. Время роста дрожжей составляет 360 мин. Получают 80,24 г дрожжей влажностью 75 отн.%. ,Выход абсолютно сухих дрожжей составляет 45,80% от РВ или 12,15% от массы абсолютно сухого сырья.

Пример 2, Навеску березовой древесины той же массы, что и в примере 1, смешивают с нитроаммофоской.

та с концентрацией Сахаров 3,62% и выходом их 35,32% от массы абсолютно сухого сьфья. При вьфащивании получают 137,36 г дрожжей влажностью 75%. Выход абсолютно сухих дрожжей 58,92% от РВ или 20,81% от массы абсолютно сухого сырья. Время роста дрожжей 285 мин.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но количе- ство нитроаммофоски составляет 1,65 г (1% от массы а.с.с.), а процесс отгонки фурфурола ведут при и

15 давлении 1,6 МПа в течение 60 мин. . Получают 485 мл конденсата с содержанием фурфурола 3,60% и выходом 10,58% от массы абсолютно сухого сырья.

После отгонки фурфурола целлолиг2Q ниновьШ остаток интенсивно перемешивают с 80%-ной серной кислотой, взятой в количестве ,150 мп, в течение 30 мин, разбавляют десятикратным количеством воды и нагревают при

взятой в количестве 9,9 г (6% от мае- 25 течение 150 мин. Получают 1650 мл сы абсолютно сухого сырья) и загружа- .гидролизата с содержанием РВ 4,96% ют в гидролизаппарат. Отгонку фур- и выходом их 4,60% от массы а.с.с. фурола ведут перегретым водяным паром При выращивании получают 203,11 дрожпри 180 С и давлении 1,0 МПа в течежей влажностью 75 отн.%, Выход а.с.с.

ние 100 мин. Получают 490 мл конден- 30 составляет 62,04% от РВ или 30,77%

сата с содержанием фурфурола 3557% при выходе его 10,60% от массы а.с.с. Полученный целлолигниновый остаток подвергают гидролизу при 190°С и давлении 1,3 МПа раствором 0,7%-ной серной кислоты в течение 150 мин. Получают 1650 мл гидролизата с концентрацией рВ 35,50% и выходом их 35,0% от массы а.с.с. Полученный гидролизат нейтрализуют известковым молоком до рН 4,2, отделяют от взвешенных частиц, разбавляют водой до содержания ,5% и используют для выращивания дрожжей Candida scottii до полной утилизации РВ. Время вьфащивания 300 мин. Получают 127,32- г дрожжей влажностью 75 отн.%. Выход абсолютно сухих дрожжей 55,12% от РВ или 19,29% от абсолютно сухого сырья.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но количество нитроаммофоски составляет 6,6 г (4% от массы абсолютно сухого сьфья), а процесс отгонки фурфурола ведут при 190°С и давлении 1,3 МПа в течеот массы абсолютно Сухого сьфья. Время роста дрожжей 270 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить выход фурфуро ла на 30-36%, дрожжей на 60-70% от массы- а,с.с.Jсократить время отгон- ,ки фурфурола в 1,2-1,3 раза, интенсифицировать рост дрожжей в 1,2-1,3 раза и упростить .технологию получения питательной среды за счет ликвидации операций по приготовлению, дозировке и внесению растворов питательных со- лей.

45

50

Формула изобретения

1. Способ получения фурфурола и кормовых дрожжей, предусматривающий парофазную обработку пентозансодержа- щего сырья при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализатора с одновременной отгонкой фурфурола, гидролиз целлолигнинового остатка, нейтрализацию полученного

ние 70 мин. Получают 480 мл конденса- 5 гидролизата, отделение осадка с пота с содержанием фурфурола 3,85% при следующим использованием надосадочной выходе его 11,20% от массы абсолют- жидкости в качестве питательной сре- но сухого сьфья и 1610 МП гидролиза- ды для выращивания кормовых дрожжей.

та с концентрацией Сахаров 3,62% и выходом их 35,32% от массы абсолютно сухого сьфья. При вьфащивании получают 137,36 г дрожжей влажностью 75%. Выход абсолютно сухих дрожжей 58,92% от РВ или 20,81% от массы абсолютно сухого сырья. Время роста дрожжей 285 мин.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но количе- ; ство нитроаммофоски составляет 1,65 г (1% от массы а.с.с.), а процесс отгонки фурфурола ведут при и

давлении 1,6 МПа в течение 60 мин. Получают 485 мл конденсата с содержанием фурфурола 3,60% и выходом 10,58% от массы абсолютно сухого сырья.

После отгонки фурфурола целлолигниновьШ остаток интенсивно перемешивают с 80%-ной серной кислотой, взятой в количестве ,150 мп, в течение 30 мин, разбавляют десятикратным количеством воды и нагревают при

жей влажностью 75 отн.%, Выход а.с.с.

от массы абсолютно Сухого сьфья. Время роста дрожжей 270 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить выход фурфуро ла на 30-36%, дрожжей на 60-70% от . массы- а,с.с.Jсократить время отгон- ,ки фурфурола в 1,2-1,3 раза, интенсифицировать рост дрожжей в 1,2-1,3 раза и упростить .технологию получения питательной среды за счет ликвидации операций по приготовлению, дозировке и внесению растворов питательных со- лей.

45

50

Формула изобретения

1. Способ получения фурфурола и кормовых дрожжей, предусматривающий парофазную обработку пентозансодержа- щего сырья при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализатора с одновременной отгонкой фурфурола, гидролиз целлолигнинового ос513301556

отличающийся тем, что, 2. Способ по п. 1, отличаю- с целью повышения выхода целевых про- щ и и с я тем, что обработку пенто- дуктов, в качестве катализатора не- зансодержащего сырья ведут в течение пользуют нитроаммофоску в концентра- 60-100 мин при температуре 180-200°С ции 1--6% от абсолютно сухого сырья. г и давлении 1,0-1,6 МПа.

Изобретение относится к химической и микробиологической промьшшенности, а именно к способу получения фурфурола и кормовых дрожжей. Цель изобретения - увеличение выхода целевых продуктов. Пентозансодержащее сырье подвергают парофазной обработке при температуре 18Q-200 C и давлении 1,0-1,6 МПа в течение 60-100 мин. Обработку ведут в присутствии катализатора - нитроаммофоски в концентрации 1-6% от массы абсолютно сухого сырья. Полученный после отгонки фурфурола целлолигниновый остаток гидг рол из уют-любым известным способом,, . нейтрализуют, о Г деляют осадок, а над- осадочную жидкость без добавления питательных веществ используют в качестве питательной среды для вырапщва- ния кормовых дрожжей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л с со OQ сл ел