Способ гидролиза растительного материала Советский патент 1974 года по МПК C13K1/02 

1

Известен способ непрерывного гидролиза растительных материалов, заключающийся в том, что гидролиз предварительно обработанного кислотой материала осуществляют в непрерывном паровом потоке с регулированием температуры процесса нутем изменения скорости пара на выходе.

Предлагается способ гидролиза растительного сырья, заключающийся в том, что гидролиз материала, пропитанного водным раствором кислоты, осуществляют паром, проходящим через неподвижный слой материала, а быстрое прекращение процесса осуществляют подачей в аппарат холодной воды.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Гидролизируемый материал загружают в гидролизаппарат, представляющий собою горизонтальный цилиндр с загрузочной горловиной вверху и разгрузочным приспособлением внизу. Материал пропитывают горячим водным раствором кислоты до загрузки в гидролизаппарат или непосредственно в нем. Прогревают и гидролизуют материал в потоке водяного пара высокого давления. Пар подают в нижнюю часть аппарата. Чтобы осуществить быстрый нагрев, обеспечивается быстрое прохождение пара через неподвижную массу гидролизируемого материала. Для этого из верхней части гидролизаппарата отсасывают пар, прошедщий через гидролизируемый материал, и с помощью инжектора, турбокомпрессора или другого известного приспособления подают вновь в нижнюю

часть гидролизаппарата. Таким образом осуществляется равномерное быстрое прохождение пара через гидролизируемый материал и его рециркуляция через аппарат, благодаря чему материал быстро нагревается и гидролизуется, пар при этом расходуется лишь на нагрев гидролизируемого материала и содержащейся Б нем воды.

Гидролизируемый материал применяют измельченным (опилки, мелкая щепа и т. д.),

удельная поверхность его весьма велика и в единице объема (кубическом метре) исчисляется сотнями и даже тысячами квадратных метров. Поскольку насыщенный пар, подаваемый в гидролизаппарат в период прогрева

материала, имеет более высокую температуру, чем гидролизируемый материал, теплопередача сопровождается конденсацией пара. При этих условиях коэффициент теплопередачи конденсирующегося пара 10000 кал/чм2-°С,

поэтому нагрев гидролизируемого материала и гидролиз происходят в период, исчисляемый десятками секунд или несколькими минутами. Обязательное условие высокотемпературного гидролиза - быстрое снижение температуры, которое предотвращает разложение образовавшихся Сахаров. Чтобы быстро снизить температуру после окончания гидролиза, подачу и циркуляцию пара прекращают и в гидролизаппарат вводят холодную воду, которая резко снижает относительное содержание кислоты и быстро охлаждает гидролизируемый материал. Поскольку в условиях парового нагрева количество влаги в гидролизируемом материале невелико, введение в автоклав относительно небольшого количества холодной воды снижает температуру до 100°С. При такой температуре образовавшиеся сахара не разлагаются. После этого гидролизат из автоклава спускают в нижнюю часть аппарата и производят отмывку сахаров. Затем лигнин удаляют и процесс повторяют. Если необходимо провести гидролиз

материала с раздельным использованием гемицеллюлозной части (например, для использования пентоз с целью получения ксилозы), первоначальцо при более низкой температуре проводят гидролиз гемицеллюлоз, затем уже при высокой температуре основной гидролиз материала.

Предмет изобретения

Способ гидролиза растительного материала путем обработки измельченного сырья кислотой, отличающийся тем, что гидролиз материала, пропитанного водным раствором кислоты, осуществляется паром, проходящим через неподвижный слой сырья, а быстрое прекращение процесса осуществляется подачей в аппарат холодной воды.