Способ очистки растительного сырья Советский патент 1980 года по МПК C13K1/04 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к гидролизной промьлиленности, а именно к способу очистки растительного сырья, такого как хлопкозвая шелуха, хлопковая j лузга, кукурузная кочерыжка, подсолнечная и рисовая лузга, лиственная древесина (береза, осина) и др., применяемого для переработки гидролизом с получением растворов пентозных саха- JQ ров, используемых для производства ксилита и гексозных Сахаров для производства кормовых дрожжей, кристаллической глюкозы и других продуктов.

Известен способ очистки раститель-|с ного сырья, в котором с целью интенсификации процесса, сокращения гидромодуля выдачи экстракта и улучшения степени очистки используют соли сульфита или бисульфита натрия Til. 20

Однако в связи с необходимостью герметизации оборудования из-за выделения сернистого газа этот способ не нашел практического применения.

Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемо му эффекту является способ очистки растительного сырья от примесей перед гидролизом путем последовательной обработки его кислым раствором и JQ

ракции примесей водой. При этом происходит поверхностная обработка сырья раствором кислоты для связывания зольных элементов (70-85%), Смоченное кислотой сырье загружают в гидролизаппарат с одновременной подачей в течение 60 мин воды, нагретой до ЗО-ЮО С. Для лучшего смачивания сырья водой ее продолжгиот подавать в течение 20-30 мин и после загрузки сырья, после чего начинают отбор жидкости снизу и далее проводят экстракцию в прямотоке при температуре воды ЗО-ЮО С и гидромодуле отбора экстракта 6 в течение 2-3 ч. При этом общее время очистки составляет 4-5 ч и гидромодуль отбора экстракта 6-8 2.

Однако при подаче в гидролизаппарат сырья одновременно с водой не достигается равномерность обработки его кислотой и водой-, что приводит к повьапению кислотности в отдельных участках обрабатываемого сырья. Это вызывает преждевременный частичный гидролиз и в связи с этим увеличиваются потери сахара с экстрактом. При этом увеличивается продолжительность очистки,расход реагейта и снижается степень удаления примесей из сырьяВсе это в дальнейшем влияет на выход пснтоэных Сахаров, который обычно составляет 20-21% от массы сырья (например хлопковой шелухи), а также снижает качество пентозного гидролизата за счет повышения зольности раствора.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки при одновременном улучшении качества раствора пентозного сахара и увеличении выхода его из сырья.

Указанная цель достигается тем, что перед экстракцией сырье пропитывают растворителем при ЗО-ЮО С и гидромодуле 0,5-4, а экстракцию осуществляют при 60-120 С и гидромодуле 2-4 в течение 30-90 мин, при этом обработку сырья кислым раствором провдят при 20-100°С, концентрации раствора 2-30% и гидромодуле 0,1-1,5.

Кроме того, в качестве растворителя используют воду или смесь воды с рециркулируемым экстрактом в количестве 10-50 об.%, а в качестве кислого раствора для обработки сырья - раствор серной кислоты или экстракт, подкисленный серной кислотой.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сырье, например хлопковую шелуху, обрабатывают путем опрыскивания в TOH ком слое раствором 2,0-30%-ной серной кислоты при 25-50 С и постоянном перемешивании. Далее проводят пропитк сырья водой при 30-100°С и гидромодуле 0,5-4. Сырье после опрыскивания и пропитки непрерывно загружают в аппарат в течение 30-60 мин. После этого проводят -экстракцию примесей из сырья водой при 50-120ОС, гидромодуле 3-4 в течение 30-90 мин, при этом в зоне экстракции поддерживают гидромодуль в пределах 2,0-3,5.

Образуемый экстракт в процессе экстракции рециркулирует в количестве от 10 до 50% от общего его количества на стадию опрыскивания или npo питывания вместо воды. Стадии опрыскивания, пропитывания и экстракции расположены каскаднр,т.е. сырье после первой стадии направляется в нижерасположенный гидролизаппарат.

Общее время очистки сырья составляет 1,5-2,5 ч, гидромодуль отбора экстракта - 3-5. Очищенное предлагаемым способом сырье подвергают кислотному гидролизу и получают раствор, содержащий на 10-15% больше пентозного сахара при содержании золы в гидролизате на 20-30% меньше.

Пример. 50г хлопковой шелухи обрабатывают в прямотоке непрерывн в три стадии.

На первой стадии сырье обрабатывают путем опрыскивания в тонком слое 30%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,1 и . Затем на второй стадии его пропитывают водой при

гидромодуле 2, и перемешивании. При этом первую и вторую стадии проводят в течение 10 мин. На третьей стадии осуществляют экстракцию примесей из сырья водой при гидромодуле экстрации 4, 80-120°С в течение 1 ч 30 мин

Общее время очистки сырья составляет 1 ч 40 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу при 120-с и гидромодуле отбора гидролизата 3, при этом получают раствор, содержащий 23,0% пентозного сахара от сырья и 1,0% -золы.

Таким образом, продолжительность процесса очистки уменьшается на 60%, выход пентозных РВ увеличивается на 10%, содержание золы снижается на 40%

П р и м е р 2. 100 г кукурузной кочерыжки обрабатывают периодически в прямотоке в три стадии.

На первой стадии производят опрыскивание сырья экстрактом предварительно подкисленным серной кислотой до концентрации 15% при гидромодуле 0,2 и 35°С. На второй стадии проводят пропитку сырья также экстрактом, полученным при экстракции сырья водой, но при этом температура пропитки , а гидромодуль 2. Далее проводят экстракцию примесей из сырья водой в течение 90 мин при гидромодуле 4,5 и .

Общее время очистки сырья составляет 1ч 40 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизату аналогично примеру 1 и получают раствор, содержащий 35% пентозного сахара и 0,9% золы от сухих веществ раствора.

Таким образом, продолжительность очистки кукурузной кочерыжки уменьшается на 50%, выход сахара повьииается на 5%, содержание золы снижается на 35%.

При этом за счет использования рециркуляции экстракта на стадии пропитки и смачивания расход воды снижае- ся на 30%.

Примерз. 100 г хлопковой шелухи очищают в три стадии при их каскадном расположении, т.е. на первой стадии сырье опрыскивают 30%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,1 и и далее направляют в нижерасположенный пропитыватель, где на второй стадии проводят пропитку сырья водой при 70-100 С, гидромодуле 3. Смоченное кислотой и пропитанное водой сырье далее направляют в нижерасположенный гидролизаппарат при Одновременной подаче воды и в процессе загрузки ведут экстракцию при гид ромодуле 1 в течение 30 мин.Далее продолжают экстракцию в течение 90 мин при гидромодуле 2 и 100-120 С,,

Общее время очистки сырья составляет 2 ч. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу аналогично примеру 1 и получают оаствор, содержащий 24% пентозного сахара от сырья и золы 0,8% от сухих веществ гидролиэата.

Таким образом, продолжительность очистки хлопковой шелухи уменьшается на 50%, выход пентозного сахара повышается на 10%, содержание золы снижается на 30%.

П р и м е р 4. 150 г хлопковой лузги непрерывно в противотоке очищают в три стадии.

На первой стадии сырье обрабатывают 2,0%-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 1,0 и 100°С и далее направляют в нижерасположенный пропитыватель, где на второй стадии проводят пропитку сырья водой при и гидромодуле 0,5. Далее проводят третью стадию - экстракцию сырья водой в течение 30 мин, при 60-100°С и гидромодуле 3.

Общее время очистки сырья составляет 1 ч 30 мин. Очищенное сырье подвергают кислотному пентозному гидролизу аналогично примеру 1 и получают раствор, содержащий 36% пентозного сахара от сырья и золы 0,5% от сухих веществ раствора.

Таким образом, продолжительность очистки хлопковой лузги уменьшается на 50%, выход пентозного сахара повышается на 8%, содержание золы снижается на 40%.

Предлагаемый способ обеспечивает снижение времени очистки сырья в 1,52,5 раза, улучшение- качества растворов за счет снижения содержания золы на 20-30%, повышение выхода пентозного сахара на 10-15% и производи-тельности основного оборудования за счет снижения времени процесса и увеличения плотности загрузки сырья.

По предварительным расчетам эффективность внедрения предлагаемого способа составит около 200 тыс.р.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 163068, кл. D 21. С 1/00, 1962 (прототип).