Способ подготовки гидролизата для выращивания кормовых дрожжей и получения этилового спирта Советский патент 1991 года по МПК C12N1/22 C12N1/22 C12R1/72 

Изббретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу подготовки сахарсодержащих сред, полученных в процессе кислотного гидролиза растительного сырья.

Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов при более полном удалении фурфурола, а также дополнительное извлечение фурфурола.

Способ заключается в том, что гидролизат растительного сырья нейтрализуют до рН 4,2 и полученный нейтрализат направляют на ректификацию при пониженном давлении 0,04-0,08 МПа и при в нейтрализат с концентрацией фурфурола 0,001-0,01 мас.% непрерывно подают кислородсодержащий газ, например воздух.

Подача воздуха в кипящую кубовую жидкость приводит к глубокому окислению лиг- ногуминовых веществ. Лигногуминовые вещества представляют собой сложные аг- регатированные соединения, образованные благодаря повышенной комплексообразую- щей способности лигнина и его модификаций, Так как лигногуминовые вещества являются одной из модификаций лигнина, то при их окислении и некипящем состоянии процесс происходит на поверхности комплекса и не затрагивает внутренние связи. В связи с тем, что в процессе кипячения часть связей разрушается, комплексы превращаются в более простые соединения, вероятно поэтому окисляются как внешние, так и внутренние связи лигногуминовых веществ.

ЛV, ч . У - NG

О

Процесс должен проходить при пониженном давлении потому, что при атмосферном давлении начинают разрушаться сахара. Непрерывная подача воздуха в кубовую жидкость колонны при ректификации обеспечивает исчерпание фурфурола из куба колонны и выделение его вверху колонны. При этом не происходит окисления фурфурола кислородом воздуха в связи с тем, что кислород расходуется в основном на окисление лигногуминовых соединений в кубовой жидкости и на нижних тарелках колонны, где практически отсутствует фурфурол. При давлении в колонне менее 0,04 МПа снижается степень окисления лигногуминовых веществ и, кроме того, начинается унос фурфурола в атмосферу. При давлении в колонне более 0,08 МПа начинается процесс разрушения Сахаров, что приводит к уменьшению выхода дрожжей.

При концентрации фурфурола в кубовой жидкости колонны больше 0,01 мас.% происходит снижение степени его извлечения из нейтрализата. Поддержание концентрации фурфурола в кубовой жидкости колонны менее 0,001% приводит к увеличению расхода греющего пара и, как следствие этого, повышается себестоимость целевых продуктов.

Таким образом, необходимым и достаточным условием для осуществления предлагаемого способа является давление 0,04-0,08 МПа и концентрация фурфурола в кубовой жидкости колонны 0,001- 0,01 мас.%.

В табл. 1 приведены данные о выходе дрожжей, спирта и фурфурола в зависимости от давления в колонне и содержания фурфурола в кубовой жидкости колонны.

П р и м е р 1. Гидролизат, содержащий водный раствор Сахаров 2,8% и до 0,06% фурфурола, подается на стадию двуступен- чатой нейтрализации: до рН 3,5 известковым молоком, затем до рН 4,2-25%-ным раствором аммиака в воде. Нейтрализованный гидролизат фильтруют и направляют на ректификацию в колонну, работающую при давлении 0,04 МПа.

Температура в кубе колонны 78°С. Температура вверху колонны 75°С. Вверху колонны отбирают дистиллят с содержанием фурфурола 3 мас.%, который направляют в сборник фурфуролсодержащего конденсата. Выход фурфурола 90% от его содержания в нейтрализате. В кипящую кубовую жидкость колонны с содержанием фурфурола 0,006% непрерывно подается воздух.

Нейтрализат выводят из кубовой части колонны и направляют на выращивание дрожжей Candida scottll KO2 при 38-39°С, рН 4,2. Выход дрожжей 59,3% от РВ, Нейтрализат направляют на получение этилового спирта. Выход спирта 50%.

П р и м е р 2. Получение дрожжей аналогично примеру 1, но ректификацию 0 проводят при Р 0,06 МПа. Температура в кубе колонны 88°С.Температура вверху колонны 85иС. Содержание фурфурола в облагороженном нейтрализате 0,001 мас.%. Выход фурфурола из нейтра- 5 лизата98%.

Нейтрализат направляют на выращивание дрожжей. Выход дрожжей 58,9% от РВ.

Нейтрализат направляют на получение спирта. Выход спирта 50%. 0П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1.

Давление 0,08 МПа. Температура в кубе колонны 95°С, температура вверху колонны 92°С.

Полученное сусло направляют на пол- 5 учение спирта. Выход фурфурола 83-84%. Выход спирта 50%.

Нейтрализат направляют на выращивание дрожжей. Выход дрожжей 57,8% от РВ.

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 1. 0 Давление атмосферное. Воздух нагнетают в куб колонны компрессором. Температура в кубе колонны 101°С, температура вверху колонны 99,8°С. Содержание РВ уменьшается до 2,61 %. Содержание фурфурола в облаго- 5 роженном нейтрализате 0,008 мас.%. Выход фурфурола из нейтрализата 60%.

Нейтрализат направляют на выращивание дрожжей. Выход дрожжей от исходного РВ53,9%.

0 П р и м е р 5. Аналогичен примеру 1. Давление 0,09 МПа. Выход фурфурола из нейтрализата 68%.

Нейтрализат направляют н,э выращивание дрожжей. Выход дрожжей 55% от РВ. 5Нейтрглизат направляют на стадию

получения спирта. Выход спирт а 48%.

П р и м е р 6. Аналогичен примеру 1. Давление 0,03 МПа.

Полученное сусло направляют на пол- 0 учение спирта. Выход фурфурола из нейтрализата 80%, выход спирта 49%.

Нейтрализат направляют на выращивание кормовых дрожжей.

Результаты выращивания дрожжей на 5 нейтрализованных гидролизатах после их обработки предлагаемым и известным способами приведены в табл. 2.

В качестве контроля в предлагаемом способе используют нейтрализованный гидролизат, продутый воздухом при 40.45°С, при атмосферном давлении в течение 1 ч.

Как видно из табл. 2, при продувке воздухом кипящей кубовой жидкости при пониженном давлении при 77,8 и 88°С разрушения Сахаров не происходит. Увеличение выхода дрожжей по сравнению с из- вестным способом 12-13% от РВ. Использование данного способа при атмосферном давлении приводит к распаду 6-8% Сахаров от исходных и к уменьшению выхода дрожжей.

Таким образом, предлагаемый способ подготовки сахарсбдержащих сред позволяет увеличить выход дрожжей на 8-10% от РВ, этилового спирта на 4-6%, фурфурола на 10-12%.

0

5

Формула изобретения Способ подготовки гидролизата для выращивания кормовых дрожжей и получения этилового спирта, предусматривающий нейтрализацию гидролизата и окисление инги- бирующих примесей, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов при более полном удалении фурфурола, а также дополнительного извлечения фурфурола, после нейтрализации гид- ролизат направляют на ректификацию, которую ведут при давлении 0,04 -0,08 МПа, отбирая фурфуролсодержащий конденсат, а окисление ингибирующих примесей ведут путем подачи воздуха в нейтрализат, содержащий 0,001-0,01 мас.% фурфурола, при 78-95°С.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу подготовки сахарсодержащих сред, полученных в процессе кислотного гидролиза растительного сырья. Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов при более полном удалении фурфурола, а также дополнительное извлечение фурфурола. Способ заключается в том, что гидролизат нейтрализуют и подвергают ректификации при давлении 0,04- 0.08 МПа, отбирая фурфуролсодержащий конденсат, а окисление ингибирующих примесей ведут путем подачи воздуха в нейтрализат, содержащий 0,001-0,01 мас.% фурфурола, при 78-95°С. 2 табл. / Г} Г

Таблица 1

Таблица 2