СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО Советский патент 1973 года по МПК C13K1/02 

1

Изобретение относится к гидролизной промышленности.

В основном авт. св. № 234948 описан способ гидролиза растительного сырья в противотоке сырья и раствора гидролизующей жидкости с концентрацией 0,6-0,8% и температурой 188-190°С с применением принудительного подпрессовывания материала.

При этом в аппарате образуются три отдельные зоны.

В нижней части аппарата образуется зона гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов и происходит отделение гидролизата от гидролизуёмого материала (фильтрация).

В средней части образуется зона гидролиза трудногидролизуемых полисахаридов. В верхней части - зона подсушка лигнина и его удаление из аппарата.

Плотность слоя гидролизуёмого материала в аппарате регулируются с помощью подпрессовывающего устройства или путем подачи пара в верхнюю часть аппарата н создания там избыточного давления, превышающего давление, соответствующее температуре кипения жидкости в аппарате.

Известный способ имеет невысокую скорость выдачи гидролизата из-за плотного фильтрующего слоя, образующегося в результате спрессовывания сырья, и излишне глубокий гидролиз сырья в зоне фильтрации, что приводит к снижению выхода РВ.

Цель изобретения - улучшение процесса гидролиза, а именно увеличение скорости выдачи гидролизата и смягчение условий процесса гидролиза в зоне фильтрации.

Для этого в зону гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов дополнительно подают гидролизующую жидкость с концентрацией

0,3-0, и температурой 130-160°С с дополнительным отбором гидролизата из зоны гидролиза трудногидролизуемых полисахаридов. Способ заключается в следующем. Через вертикальный аппарат снизу вверх

пропускают сырье. Основное количество раствора гидролизующей жидкости с концентрацией 0,6-0,8% и температурой 188-190°С цропускают сверху вниз. Одновременно дополнительно вводят гидролизующую жидкость с

концентрацией 0,3-0,4% и температурой 130- 160°С. Причем дополнительный ввод гидролизующей жидкости осуществляют из центра нижней части аппарата в направлении, перпендикулярном движению сырья.

Таким образом, в аппарате образуются три отдельные зоны, имеющие различное технологическое назначение и отличающиеся по физико-химическим параметрам.

В нижней части аппарата, куда поступает свежее сырье, имеют место более мягкие условия гидролиза в результате снижения температуры гидролизующей жидкости при смешении ее с холодным сырьем, поступающим из питателя, л вследствие дополнительно поступающей из центра аппарата гидролизующей жидкости с пониженной концентрацией (0,3- 0,4%) и пониженной температурой (130- 160°С).

В этой зоне происходит гидролиз легкогидролизуемых полисахаридов сырья и фильтрация гидролизата (отделение гидролизата), полученного при гидролизе легкогидролизуемых полисахаридов.

Средняя зона - основная часть реакционного пространства аппарата, где происходит гидролиз трудногидролизуемых полисахаридов сырья за счет высокой концентрации (0,6-0,8Vo) и новыщенной температуры (188-190°С) основной гидролизующей жидкости, поступающей сверху.

Дополнительный отбор гидролизата осуществляют через дополнительное фильтрующее устройство - фильтрующие лучи, установленные в средней части аппарата.

Третья зона (верхняя часть аппарата) - зона промывки лигнина и удаления его из аппарата с помощью разгрузочного приспособления.

При принудительном подпрессовывании сырья плотность его достигает до 400 /сгЛи и выше, что снижает скорость выдачи гидролизата из-за сопротивления уплотненного фильтрующего слоя.

Использование дополнительного ввода гидролизующей жидкости с температурой 130- 160°С и концентрацией 0,3-0,4% создает условия для уменьшения деструкции сырья и увеличения выхода сахара из легкогидролизуемых полисахаридов.

Дополнительный отбор гидролизата увеличивает общую площадь фильтрации, уменьшает высоту фильтрующего слоя гидролизуемого сырья и уменьшает перепад давления, ведущий к слищком высокому уплотнению гидролизуемого сырья.

Снижение параметров дополнительно вводимой гидролизующей жидкости создает в зоне фильтрации слой менее прогидролизованiHoro сырья, который необходим для уменьщения уноса мелкодисперсного лигнина с гидролизатом и осаждения смолистых веществ на сырье.

Как показали испытания, гидролизаты, прошедшие фильтрацию через слой менее прогидролизовайного сырья, отличаются высокой биологической доброкачественностью и повышенным выходом дрожжей с высоким содержанием белка.

Пример. 100 кг абс. сухих древесных опилок и щепы (состав сырья: 18% гемицеллюлоз, 52% трудногидролизуемых полисахаридов и - негидролизуемый остаток - лигнин) пропускают через вертикальный аппарат снизу вверх. Навстречу движению сырья подают гидролизующую жидкость с концентрацией 0,68Vo и температурой 188°С в количестве 840 л, т. е. 70% от всей необходимой для гидролиза жидкости. Всего на гидролиз 100/сг абс. сухой древесины при гидромодуле 12 необходимо 1200 л гидролизующей жидкости.

Остальную жидкость - 360 л (30Vo) с концентрацией 0,35% и температурой, 145°С вводят из центра нижней части аппарата в зону гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов в направлении, перпендикулярном движению сырья. В средней части аппарата из зоны, расположенной выше зоны гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов, через дополнительное фильтрующее устройство осуществляют дополнительный отбор гидролизата в количестве 900 л с концентрацией РВ 4,0% (36 кг РВ), а Б нижней части аппарата производят фильтрацию гидролизата в количестве 300 л с концентрацией РВ 6,0% (18 кг РВ). Введением дололнительного отбора гидролизата были изменены места отбора легкогидролизуемых и трудногидролизуемых полисахаридов древесины.

Так основную часть Сахаров, полученных при гидролизе древесины, отбирают через дополнительный фильтр, а остальную часть -

g гидролизат легкогидролизуемых полисахаридов отбирают через основлой фильтр.

Всего выход сахара составляет 36+ + 18 54 кг РВ или 54,0% от абс. сухой древесины.

Расчетные данные и камеральные испытания показывают, что при осуществлении предлагаемого способа скорость выдачи гидролизата увеянчивается в 1,5 раза по сравнению со скоростью выдачи гидролизата по способу, описанному в основном авт. св. N° 234948 (см. таблицу).

Как видно из приведенных данных таблицы, скорость выдачи гидролизата по предлагаемому способу составляет 984 л/час; 1162л/ час; 1000 л/час; а по способу, описанному в авт. св. № 234948, соответственно 531 л1час; 831 л/час; 675 , т. е. скорость выдачи гидролизата по предлагаемому способу болъше на 40-50%. Выход РВ от абс. сухой древесины тоже по предлагаемо.му спосооу оольше на 4-5-/а.

Пред м е т изобретения

Способ непрерывного гидролиза растительного сырья по авт. св. ЛЬ 234948, отличающийся тем. что, с целью улучше ния процесса, в зону гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов дополнительно подают раствор гидролизующей жидкости с концентрацией 0,3- 0,4Vo при температуре 130-160°С с дополнительным отбором гидролизата из зоны гидролиза трудногидролизуемых полисахаридов.