Аппарат для ферментативного гидролиза углеводных субстратов Советский патент 1993 года по МПК C13K1/02 

Предлагаемое изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности, к аппаратам для ферментативного гидролиза, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, микробиологической и пищевой промышленностях.

Целью изобретения является снижение расхода гидролизующего агента и регенерации ультрэфильтрационной мембраны.

На фиг.1 и 2 изображен аппарат для ферментативного гидролиза лигноцеллю- лозного сырья.

Он содержит корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, перемешивающее устройство 3, ультрафильтрационную мембрану 4, закрепленную на перфорированной подложке 5 и разделенную перегородками на секции А, Б, В, Г,..., штуцеры б для подачи буферной смеси и отвода сахарного раствора, патрубок 7 для подачи лигноцеллюлозного сырья, штуцер 8 для подачи раствора гидролизующего агента, патрубок 9 выгрузки непрогид- ролизованного остатка.

Аппарат работает следующим образом.

Он загружается лигноцеллюлозным сырьем через патрубок 7, раствором гидролизующего агента через штуцер 8, буферной смесью через один из штуцеров б, например, штуцер 6 секции А. Перемешивающее устройство 3 обеспечивает однородность

О

о

4

суспензии и равномерное распределение в ней гидролизующего агента. С помощью теплорбменной рубашки 2 температура в аппарате поднимается до значения, оптимального для гидролиза. По достижении необходимой концентрации Сахаров, образующихся в результате гидролиза ферментами, в штуцер 6 секции А непрерывно начинают подавать буферную смесь. Промывая лигноцеллюло.зную суспензию, эта смесь выносит сахара к поверхности мембраны в секциях Б, В, Г,.... Мембрана пропускает сахарный раствор, оставляя внутри аппарата в зоне реакции ферменты и частицы лигноцеллюлозного сырья/Раствор Сахаров выводят из аппарата через штуцеры б секций Б, В, Г,.... Со временем ультрафиль- трационная мембрана в секциях Б, В, Г,... засоряется частичками лигноцеллюлозного сырья, а содержание ферментов около нее становится повышенным из-за эффекта поляризации. Это ухудшает условия гидролиза. Поэтому место ввода буферной смеси меняют, и ее подают через штуцер 6 секции Б. Благодаря изменению направления движения жидкости через мембрану частицы лигноцеллюлозного сырья и ферменты смещаются в объем аппарата, и мембрана в этой секции регенерируется. Сахарный раствор при этом выводится через мембрану в секциях В, Г,., и очищенную в секции Д. Увеличение числа секций в аппарате при неизменном расходе буферной смеси приведет к повышению давления в регенериру0

5

0

5

0

5

емой секции и соответствующему уменьшению давления в секциях, из которых сахарный раствор выводится, По мере выведения сахарного раствора из аппарата его снабжают через патрубок 7 свежим лигнрцеллю- лозным сырьем. Потери ферментов вследствие инактивации компенсируются добавкой гидролизующего агента через штуцер 8. При прекращении гидролиза по причине накопления лигнина или негидро- лизуемого остатка сырья аппарат разгружают через патрубок 9, стерилизуют и процесс повторяют.

Формула изобретения Аппарат для ферментативного гидролиза углеводных субстратов, содержащий цилиндрический корпус теплообменником и патрубками для подвода гидролизующего агента, углеводного сырья, буферного раствора и отвода гидролизата и размещенные в корпусе ультрафильтрационную мембрану и мешалку, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения расхода гйдролйзующего агента и повышения производительности за счет регенерации мембраны, между стенкой корпуса и мембраной образования отдела ные секции, разделенные радиальными перегородками, установленными равномерно по окружности, при этом патрубками для подвода буферного, раствора и отвода гидролизата снабжена каждая секция и эти патрубки подключены с возможностью циклического подвода-отвода буфера и гидролизата, соответственно.

s

4

3 t

Использование: гидролизная промышленность, целлюлозно-бумажное и микробиологическое производства. Сущность изобретения: аппарат содержит цилиндрический корпус с теплообменником и патрубками для подвода гидролизующего агента, углеводного сырья, буферного раствора и отвода гидролизата. В корпусе размещены ультрафильтрационная мембрана и мешалка, между стенкой корпуса и мембраной образованы отдельные секции, разделенные радиальными перегородками. Патрубки для подвода буферного раствора и отвода гидролизата подключены к каждой секции с .возможностью циклического подвода-отвода буфера и гидролизата соответственно. 2 ил. ел

Фаг.2

У