СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ МОНОСАХАРИДОВ Советский патент 1973 года по МПК C13K1/02 

1

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения соединений гидролизом растительного сырья, который применяется в микробиологической промышленности.

Известен способ получения растворов моносахаридов периодическим двухстадийным перколяционным гидролизом растительного сырья разбавленной серной кислотой, заключающийся в том, что первоначально для гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов, растительное сырье подвергают обработке при 130- 150°С и концентрации кислоты 0,5%, ,после чего в том же аппарате проводят дальнейший гидролиз трудногидролизуемых полисахаридов при 180-190°С и концентрации кислоты также 0,5%. Выведение продуктов гидролиза осуществляют путем фильтрации гидролизата через гидролизуемый материал, находящийся в неподвижном состоянии с постепенной усадкой и уплотнением с модулем отбора гидролизата в пределах 14-18.

Однако этот способ имеет большой жидкостной модуль 14-18, который обуславливает низкие концентрации сахара в получаемых гидролизатах, сопровождается значительным разрушением пептозпых Сахаров с образованием фурфурола, требует дополнительной инверсии олигосахаридов гидролизат. Кроме того, наличие предельной величины скорости выдачи гидролизата, обусловленной гидравлическим сопротивлением фильтрующего материала, затрудняет разработку и освоение способа увеличения производительности гидролизаппаратов как периодического, так и непрерывного действия. Выход Сахаров при этом не превышает 41%.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что сырье обрабатывают при атмосферном давлении в противотоке твердой и

жидкой фаз разбавленной 2-9%-ной минеральной кислотой при 100-120°С с модулем отбора гидролизата 2-4, полученный целлолигнин отмывают, измельчают с образованием пульпы, содержащей 8-20% сухих веществ

и обрабатывают 0,1-0,4%-ной минеральной кислотой при 210-2бО°С обычно в течение 2-10 мин в непрерывном прямотоке с последующим разделением лигнина и гидролизина нри атмосферном давлении. Выход Сахаров

составляет 55-60%.

Пример. Первую ступень гидролиза древесины (щепа березовой древесины) нроводят в гидролизаппарате в противотоке твердой и жидкой фаз с верхней подачей древесины.

Соотношение твердой и жидкой фаз 1 :5, т. е. на 1 т абсолютно сухой щепы задают 5 т разбавленной соляной кислоты с концентрацией 2,5%. Процесс ведут при 100°С, которую достигают иодачей острого пара в реакционное

пространство гидролизаппарата. Общее время варки составляет 2 час. Гидролизат отбирают в верхней части гидролизаппарата в количестве 2,5 модулей, т. е. на 1 т перерабатываемого сырья отбирают 2,5 т гидролизата. При этом получают конце 1трацию сахара в гидролизате равную 10% в случае переработки лиственной древесины (береза, осина). Полученный остаток древеспна-целлолнгнин отмывают горячей водой с температурой 70°С от кислоты и сахара в нижней части гидролизаппарата. Целлолигнин выгружают из гидролизанпарата с влажностью 65-70% и измельчают на дефибраторе в присутствии воды до онилок с размером 1-2 мм.

Полученную пульпу целлолигнина направляют в пароэжекционный смеситель, в котором происходит нодогрев пульпы до 230°С с одновременной подачей серной кислоты в количестве, обеспечивающем ее концентрацию в пульпе, 0,3%. Концептрация измельченного целлолигнина в пульпе поддерживается равной 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество. Эта пульпа при достигнутой температуре 230°С в течепие 3 мин, проходит по трубе-реактору и выходит в систему испарителей, в которых происходит ступенчатое снижение давления до атмосферного и температуры до 100°С. В нейтрализаторе пульпу, в жидкой фазе которой содержится 3,5% сахара, обрабатывают известковым молоком до рН 4-4,5. Затем пульпу сгущают на гидроциклоне типа радиклон, где отбирают часть осветленного нейтрализата.

Окончательное отделение и промывку твердой фазы (лигнина и гипса) осуществляют на фильтрнрессе типа ,ФПАКМ.

Концентрация сахара в гидролизате равна 3,5%. Суммарный выход -сахара на первой и второй стадиях гидролиза лиственной древесины составляет 60%.

Предмет изобретения

Способ получения растворов моносахаридов двухстадийным гидролизом растительного сырья разбавленным раствором минеральной кислоты при атмосферном давлении и повыщенной температуре с последующим разделением лигнина и гидролизата при атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта сырье обрабатывают в противотоке твердой и жидкой фаз

разбавленной 2-9%-ной минеральной кислотой при 100-120°С с модулем отбора гидролизата 2-4, полученный при этом целлолигнин отмывают, измельчают с образованием пульпы, содержащей 8-20% сухих веществ

и обрабатывают 0,1-0,4%-ной минеральной кислотой при 210-260°С в непрерывном прямотоке.