Способ предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для ферментативного гидролиза Советский патент 1989 года по МПК C13K1/02 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности к способам предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для ферментативного получения Сахаров, и может быть использовано в микробиолог-ичес- кой, пищевой и комбикормовой промышленности.

Цель изобретения - повышение степени гидролизуемости сырья за счет снижения содержания лигнина.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят суспензию целлюлозосодержащего сырья концентрацией (I : 15)-( i : 20) , РНОСЯТ 1-5% уксус:иой

кислоты и 2-8% и осуществляют обработку постоянным электрическим током с напряжением на электродах 50- 100 В и плотности тока 0,1-1 А/дм . Время обработки 20-60 мин в зависи- мости от вида сырья.

Для различных видов сырья подкис- ление осуществляют либо уксусной кислотой в количестве 1-5%, либо ее сочетанием с серной кислотой в количестве 0,1-3%.

Оптимальное значе1Гие количества вводимой кислоты зависит от химического состава сырья, выбирается экспериментально в каждом конкретном случае и колеблется в указанных пределах.

Введение серной кислоты в указанных пределах наряду с уксусной при прочих равных условиях предобработки позволяет снизить содержание лигнина на 0,5-3% и повысить степень гвд- ролизуемости сырья на 2-6%.

Пример 1. Готовят водную JQ суспензию из бумажной пыли с содержанием лигнина 12,5% в соотношении 1:15, вносят 1% CHjCCTOH, 2% и осуществляют обработку постоянным электричес3%. Содержание лигнина после предобработки 4,2%. Степень гидролиза 55%.

Пример 7. Суспензию мелко- резанной соломы подвергают предобработке постоянным электрическим током при напряжении на электродах 100 В, плотности тока 1 А/дм, в присутствии 8% , 3% СН,СООН и 3% Н-гО. Степень гидролиза составляет 68%.

Верхнее предельное соотношение концентрации в воде составляет 1:15, так как при использовании более гус

Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности к способам предварительной обработки целлюлозосодержащего сырья для ферментативного получения сахаров, и может быть использовано в микробиологической промышленности, пищевой и комбикормовой промышленности. Цель изобретения - повышение степени гидролизуемости сырья за счет снижения содержания лигнина. Способ осуществляют следующим образом. Готовят водную суспензию с концентрацией твердой фазы (1:15)-(1:20) и обрабатывают постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50-100 В при плотности тока 0,1-1 А/ дм² в присутствии 2-8% H₂O₂ в кислой среде. Для подкисления используют уксусную кислоту в количестве 1-5%, и дополнительно может быть внесена серная кислота в количестве 0,1-3%. Предлагаемый способ предобработки целлюлозосодержащего сырья позволяет сократить продолжительность процесса предобработки по сравнению с прототипом с 6,5 и более часов до 20-60 мин и обеспечить повышение степени гидролиза на 12-20%. 1 з.п. ф-лы.

ким током напряжением 50 В и плотное- 5 тых суспензий происходит заваривание

35

тью тока 0,1 А/дм в течение 20 мин. Содержание лигнина в сырье после предобработки 6%. Степень гидролиза комплексными ферментными препаратами Це- ловередин П10Х и Пектофоетидин П10Х 20 составляет 49%, в контроле без предобработки - 37%, с механической обработкой на вибромельнице - 44%, с предобработкой по прототипу - 34%.

Пример 2. Суспензию бумажной пыли готовят как в примере 1 и осуществлют предобработку при напряжении 100 В, плотности тока 1 А/дм . В реакционную среду вносят 1% , 2% H,0j. Продолжительность обработки ЗО 20 мин. Содержание лигнина после обработки составляет 4,5%. Степень гидролиза 52%.

Пример 3. Суспензию бумажной пыли 1:20 подвергают Обработке постоянным электрическим током напряжением 50 В, плотностью тока 1 А/дм в присутствии 5% 1ЦО, 1% СНзСООЫ. Содержание лигнина после обработки составило 4,6%. Степень гидролиза 55,5%.Q

Пример 4. Суспензию бумажной пыли 1:15 подвергают предварительной обработке постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50 В и плотности тока 0,5 А/дм в присутствии 5% ,, 4% . Содержание лигнина после обработки составило 3,7%. Степень гидролиза 56%.

Пример 5. Суспензию бумажной пыли подвергают предобработке постоянным электрическим током при напряжении на электродах 50 В и плотности тока 0,1 А/дм . Гидромодуль 1:15. Предобработку проводят в присутствии 5% , 5% CHjCOOH, 1% . Степень гидролиза 54%.

Пример 6. Осуществляют аналогично примеру 5. Содержание .

субстрата на электродах с необратимыми химическими изменениями. Нижний предел 1:20 определяется экономическими соображениями ( производительностью и энергоемкостью в расчете на единицу сырья, а также снижением бу- ферности системы.

При напряжении на электродах 50- 100 В, плотности тока 0,1-1 А/дм , 25 продолжительности обработки 20-60 мин в кислой среде (1-5% уксусной кислоты или в сочетании с 0,1-3% серной кислоты) происходит быстрое разложение перекиси до .активного кислорода (в обычных условиях этот процесс идет трудно и медленно, даже при повышенных температурах) и эффективное окисление лигнина, одновременно обработка субстрата при указанных режимах электролиза позволяет понизить, кристалличность целлюлозы. В результате обработки по предлагаемому способу степень гидролизуемости сырья возрастает на 12-20%, повьшается производительность за счет использования концентрированных суспензий. Формула изобретения

., ментативного гидролиза, включающий приготовление водной суспензии сырья с последующей электрохимической обработкой, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения степени гидролизуемости сырья за счет снижения содержания лигнина, концентрация твердой фазы в водной суспензии составляет (1:15)-(1:20), а обработку водной суспензии проводят при напряжении на электродах 50-100 В и плот- ности тока 0,1-1 А/дм в течение 20- 60 мин, при этом в суспензию вносят 1-5% уксусной кислоты и 2-8% перекиси водорода.

5

0

О

Q

субстрата на электродах с необратимыми химическими изменениями. Нижний предел 1:20 определяется экономическими соображениями ( производительностью и энергоемкостью в расчете на единицу сырья, а также снижением бу- ферности системы.

При напряжении на электродах 50- 100 В, плотности тока 0,1-1 А/дм , 5 продолжительности обработки 20-60 мин, в кислой среде (1-5% уксусной кислоты или в сочетании с 0,1-3% серной кислоты) происходит быстрое разложение перекиси до .активного кислорода (в обычных условиях этот процесс идет трудно и медленно, даже при повышенных температурах) и эффективное окисление лигнина, одновременно обработка субстрата при указанных режимах электролиза позволяет понизить, кристалличность целлюлозы. В результате обработки по предлагаемому способу степень гидролизуемости сырья возрастает на 12-20%, повьшается производительность за счет использования концентрированных суспензий. Формула изобретения

5I5042A9

2. Способ по п. 1,отлича- вводят дополнительно серную кислоту КЗ ш и и с я тем, что в суспензию в количестве 0,1-3%.