СПОСОБ ГИДРОЛИЗА ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХМАТЕРИАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК C13K1/02 

Изобретение относится к гидролизной промышленности и может быть использовано для получения глюкозы и других водорастворимых редуцирующих Сахаров.

Продукты гидролиза могут быть нереработаны в чистую глюкозу, дрожжи, снирт и другие соединения.

Известен способ гидролиза целлюлозосодержащих материалов путем обработки растворами минеральных кислот, например угольной. сернистой, при давлении 30 атм и температуре до 230°С.

Продолжительность процесса 1,5 час.

Длительность процесса, трудоемкость и большой расход реагентов являются недостагками известных способов гидролиза целлюлозосодержаших материалов.

С целью интенсификации процесса гидролиза для получения глюкозы из целлюлозосодержапдих материалов, исключения кислот и других реагептов, предлагается проводить гидролиз чистой водой при высокой температуре.

Для этого растворяют целлюлозосодержащие материалы в воде, нагретой до критической температуры {370°С) и ведут процесс при давлепии выше 225 атл1.

Воду, нагретую в автоклаве до 370°С, подают под давлением более 225 атм в резервуар, заполиенпый целлюлозосодержащим материалом. При фильтрации воды через пего происходит растворение и гидролиз целлюлозы с образованием гидролизата, содержащего глюкозу.

Однако при 370°С образовавшаяся глюкоза

разлагается, поэтому, чтобы предотвратить

разложение глюкозы и других редуцирующих

Сахаров, гидролизат должен быть немедленно

охлажден до температуры 100°С или ниже.

В этом случае гидролизат, образовавшийся при фильтрации воды через целлюлозосодержащий материал, подают в сборник гидролизата, где давление резко падает до 1 атл, в результате чего происходит быстрое испарение воды, упаривание гидролизата и падение его температуры до 100°С.

Гидролиз происходит в течение 2 сек. Способ гидролиза испытан на чистой целлюлозе, ископаемых углях, древесине, примененной в виде щепы толщиной в 3 мм. При температуре выход водорастворимых редуцирующих Сахаров 70% в расчете на глюкозу.

Гидролиз проводится без применения кислот и поэтому не требует затрат, связанных с удалением последних после проведения процесса путем не1 трализации гидролизата щелочными реагентами (сода, известь), как это принято в промышленности.

лов, связанных с операцией фильтрации для отделения выпадающих осадков, например для отделения сульфата кальция при нейтрализации серной кислоты известью.

Гидролиз ведут в аппарате, представляющем собой толстостенный сосуд из нержавеющей стали, рассчитанный на давление 250 атм и температуру 370°С, с помещенной внутри него сеткой, на которой располагается гидролизуемый материал. Через сосуд с гидролизуемым материалом пропускают из автоклава воду, нагретую до 370°С. Затем гидролизат поступает в сборник гидролизата через редукционный вентиль и трубу.

Сборник гидролизата - открытый сосуд любой формы. Во избежание выбрасывания жидкости из сборника сильной струей гидролизата, поступающего по трубе, в последней имеется расщирение и сетка.

Пример. 21,6 2 химически чистой целлюлозы влажностью 8,1% загружают в аппарат, через который пропускают воду, нагретую до 370°С (давление около 250 атм).

Полученный гидролизат содержит 14,9 г глюкозы.

При использовании в качестве исходного сырья древесины тополя (20 г древесины тополя, содерл ащей 52% целлюлозы), получают гидролизат, содержащий 10,2 г редуцирующих Сахаров.

Из ископаемого угля (10 г ископаемого угля, содержащего 24% целлюлозы) получают гидролизат, содержащий 5,4 г глюкозы.

Гидролизаты целлюлозы, древесины и ископаемого угля представляют собой слегка желтоватую, сладкую жидкость с рН около 4-5, которую можно перерабатывать в спирт, твердую глюкозу и другие продукты.

Подготовка к этой иереработке может начинаться с процесса упарки, который происходит при выпуске гидролизата. Чем короче труба, соединяющая аппарат со сборником гидролизата, тем больщее количество воды гидролизата уйдет в виде пара, т. е. в сборнике окажется более упаренный раствор глюкозы.

Сбраживание гидролизата на спирт может быть произведено дрожл ;евыми грибками, специально акклиматизированными к гидролизату.

Одним из методов выделения глюкозы в твердом виде может служить сильная упарка гидролизата (приблизительно до 60% содержания сухих веществ) с иоследующей затравкой чистой иорощкообразной глюкозой и продолл ительным выстаивание.м жидкости.

Предмет изобретения

Снособ гидролиза целлюлозосодержащих материалов путем обработки последних гидролизующим агентом при повыщенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью интенсификации нроцесса, в качестве гидролизующего агента нрименяют воду, нагретую до температуры 370°С, и процесс ведут при давлении выще 225 атм.