Способ гидролиза растительного сырья Советский патент 1989 года по МПК C13K1/02 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, точнее касается способов гидролиза растительного сырья.

Цель изобретения - ускорение процесса и повышения качества гидроли- зата.

Способ осуществляется следующим образом.

Измельченное растительное сырье смешивают с водой при гидромодуле 30- 50 до получения суспензии, нагревают до 70-100°С и помещают в вакуумную камеру, в которой размещен конденса- тор-вымораживатель водяного пара. Затем камеру герметизируют и подключают вакуумный насос.

После достижения остаточного давления в камере 40-285 Па и температуры сырья (-10)-(-30)°С, вакуумную систему откачки отключают и камеру разгерметизируют. Размораживание сырья проводят при комнатной температуре.

После такой предварительной обработки гидролиз сырья кислотой ведут при t 80-160°С в течение 15 мин.

Для достижения максимального эффекта предварительной обработки необходимо, чтобы на стадии кристаллизации в вакуумной камере материал был полностью насыщен водой, только в этом случае происходит разрушение целлюлозных кристаллитов и аморфиза- ция материала. Следовательно, с учетом потерь на испарение (нагрев сырья до 70-100 С и вакуумное охлаждение) гидромодуль исходной смеси должен находиться ь пределах 30-50.

Увеличение гидромодуля свыше 50 может вызвать к моменту кристаллизации наличие в целлюлозно-водной смеси значительного количества свободной жидкой фазы, которая, кристаллизуясь, в первую очередь тормозит образование кристаллов внутри материала, замедляет скорость процесса и снижает его эффективность. Снижение исходно- го гидромодуля ниже 30 вызывает образование в материале к моменту кристаллизации обезвоженных зон, что в значительной степени уменьшает степень разрушения материала.

Нагрев влажного сырья до 70-100 С позволяет увеличить градиент давления и скорость замораживания в вакууме, что обуславливает разрушение внутренней структуры сырья, как за счет интенсивного испарения влаги из капиллярно-пористой структуры сырья, так и за счет формирования мелкокристаллической структуры водяного льда в замороженном продукте. При этом происходит частичное разрушение полисахаридов растительного сырья,на что указывает увеличение -редуцирующих веществ в продукте после замораживания в вакууме.

Нагрев воды перед замораживанием выше 100 С вызывает распад моносахаридов, что приводит к образованию токсичных продуктов, вследствие чего уменьшается выход и снижается качест- во целевого продукта. Нагрев сырья ниже 70°С приводит к снижению градиента давления при последующем замораживании и как следствие уменьшение выхода целевого продукта,

При замораживании в вакууме за счет интенсивного испарения влаги происходит снижение температуры продукта, конечное значение которой за- висит от величины остаточного давления и при 285-40 Па достигает (-10)- (-30)° С.

Конечная температура (-10)-(-30) С обусловлена тем,- что при значениях температуры замораживания выше -10°С возможна неполная кристаллизация влаги, а снижение конечной температуры замораживания -30 С нецелесообразно, так как вся способная к

кристаллизации влага в сырье при даной температуре выморожена,1

Пример 1. Измельченное растительное сырье смешивали с водой при гидромодуле 30, нагревали до 70°С и помещали в вакуумную камеру. Включали вакуумный насос и откачивали парогазовую смесь до остаточного давления 285 Па. Температура замораживания при этом давлении достигала -10 С. Затем камеру разгерметезиро- вали и проводили размораживание сырья при комнатной температуре. Обработанное сырье помещали в автоклав и в течение 15 мин проводили кислотный гидролиз 0,5%-ной серной кислотой при 120 С. В полученном гидролизате определяли содержание редуцирующих веществ, а в остатке - содержание легко- и трудногидролизуемых полисахаридов .

Последующие примеры осуществлены в последовательности, аналогичной примеру 1, но с соответствующим изменением режима обработки.

Результаты примеров сведены в. таблицу.

Предлагаемый способ позволяет сократить длительность подготовки сырь к гидролизу на 6 ч, а за счет вакуумного замораживания снизить загрязне- ниё гидролизата и тем самым повысить его качество.

Формула изобретения

Способ гидролиза растительного сырья, предусматривающий смешивание предварительно измельченного сырья с водой до получения суспензии, замораживание ее, последующее размораживание и обработку сырья кислотой при 80-160°С с получением гидролизата, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения качества гидролизата, смешивание сырья с водой осуществляют при гидромодуле .30-50, перед замораживанием полученную суспензию нагревают до 70-100 С, а замораживание ее ведут в замкнутом объеме путем вакууми рования до остаточного давления 40- 285 Па и температуры замораживания (-10)-(-30)С.

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способам гидролиза растительного сырья. Изобретение позволяет ускорить и упростить процесс, а также повысить качество целевого продукта. Способ осуществляется следующим образом. Измельченное растительное сырье смешивают с водой при гидромодуле 30-50, нагревают до 70 - 100°С и замораживают в вакууме при остаточном давлении 40 - 285 Па до (-10)-(-30°С). Размораживание сырья проводят при атмосферном давлении и комнатной температуре. Такая предварительная подготовка сырья позволяет осуществлять кислотный гидролиз при 80-160°С в течение 15 мин. 1 табл.