Способ получения сахаров из пентозан- СОдЕРжАщЕгО РАСТиТЕльНОгО СыРья Советский патент 1981 года по МПК C13K1/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРОВ ИЗ ПЕНТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 38 ров должна быть ограничена скорость выдачи пентозного гидролизата. Все это влияет на длительность про цесса пентозного гидролиза, достигающего 4-5 ч, и повышение расхода реагента, применяемого для осветления гидролизата.Отбор пентозного гидролизата прекращают при содержании в нем сухих веществ 4-5%. В связи с этим при переходе от пентозного к гексозно му гидролизу температуру повышают пос тепенно от 130-140°С до 190-200 С, чт приводит к увеличению длительности гексозного гидролиза. При этом гидромодуль в процессе очистки и гидролиза в зоне реакции изменяется от 3,2 до 2,0, что ухудшает условия выведения Сахаров. Цель изобретения - интенсификация процесса гидролиза, увеличение выхода Сахаров и повьипение концентрации пентозного сахара в гидролизате. Указанная цель достигается тем, что в способе получения Сахаров из пентозансодержащего растительного сырья, предусматривающем предваритель ную очисткУ его серной кислотой j экст ракцию примесей водой, пентозный и гексозный гидролиз раствором серной кислоты, отмывку Сахаров и выделе ние целевого продукта,, пентозный гидролиз ведут в две стадии, на первой из которых гидролиз проводят в паровой фазе при 100-1 в течение 3060 мин и концентрации серной кислоты 0,5-2,5%, а на второй стадии гидролиз ведут при 70-130с в т ечение 3090 -мин и концентрации серной кислоты 0,3-1,2% при скорости отбора пентозного гидролизата 1,5-4,0 гидромодуля/ч а гексозный гидролиз осуществляют при 140-250 0 в течение 90-150 мин с последующей отмывкой гексозных Сахаров, при этом пентозный и гексозный гидролиз ведутпри постоянном гидромодуле в зоне реакции, равном 1,0-2,5, а отмывку пентозных Сахаров проводят цри бО-ПО С. Целесообразноотбор пентозного ;Гид ролизата на второй стадии гидролиза вести при подаче в зону гидролиза ре .циркулируемого пентозного гидролизата. Отмывку neHToaiaix Сахаров ведут водой или рециркулируемым пентозным гидролизатом. Кроме того, отмывку гексозных сахаров проводят вне зоны гидролиза. 74 Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Предварительно очищенное сырье, в частности хлопковую щелуху, обрабатывают 0,5-2,5%-ным раствором серной кислоты при 100-130°С в течение 0,5-1 ч при гидромодуле в зоне реакции 1,0-2,0. При этом пентозаны растворяются и гидролизуются .в паровой фазе и гетерогенной среде и частично переходят в капиллярно впитанную жидкость, т.е. раствор кислоты, образуя пентозный гидролизат. Затем начинают подачу 0,3-1, 2%-ного раствора или рециркулируемого пентозного гидролизата серной кислоты и выдачу пентозного гидролизата в течение 30-90 мин при 70130 С и гидромодуле в зоне реакции 1,0-2,5. При этом происходит одновременно гидролиз полисахаридов сырья и растворившихся полисахаридов в гидролизате, т.е. процесс образования моносахаров идет в гетерогенной и гомогенной фазе. Отбор пентозного гидролизата ведут при скорости 1,5-4 гидромодуля/ч после .чего оставшиеся сахара вымывают водой при 60-130 С. Полученные промывные воды в виде раствора Сахаров рециркулируют с предварительным подкислением их до концентрации серной кислоты в пределах 0,31,2%. Далее быстро повышают температуру от 60-130 0 до 190-250°С в течение 15-20 мин и ведут гексозный гидролиз в течение 1,5-2,5 ч при гидромодуле, в зоне реакции 1,0-2,5, при этом подачу.кислоты и выдачу гидролизата проводят непрерывно, а оставшиеся сахара из лигнина отмывают вне зоны гидролиза при 30-100 С. Пример 1. 50 г предварительно очищенной хлопковой шелухи обрабатывают в прямотоке периодически в две стадии при пентозном гидролизе с последующим гексозным гидролизом. На первой стадии проводят пентознь1Й гидролиз сырья в течение 1 ч в паровой фазе при гидромодуле 2, концентрации серной кислоты 2,5%, температур4 100 С при периодической подаче пара в гидролизаппарат для поддержания температуры. Затем на второй стадии проводят одновременный гетерогенный и гомогенный гидролиз при гидромодуле , температуре в течение 1 ч. При этом проводят подачу 0,3%-го раствора серной кислоты и выдают пентозный гидролизат количестве трех гидромодулей. Далее прогидролизованное сырье промывают водой при 130 С в течение 0,5 ч при гидромодуле 0,3. Затем осуществляют гексозный гид ролиз (третью стадию) при повышении температуры от 130 до 190 С в течение 0,25 ч и далее проводят подачу раствора кислоты и вьщачу гексоз гидролизата при гидромодуле в ного зоне реакции 2,0 температуре 190 С в течение 2,5 ч. Время пентозного и гексозного гид ролиза составляет 6 ч, выход общих с харов составляет 40% от сырья, концентрация сахара в пентозном гидролизате составляет 7,0% при содержании декстринов 2%. Таким образом, продолжительность процесса пентозного, и гексозного гид ролиза снижается на 30%, выход сахароз увеличивается на 10%, концентрация пентозного сахара - на 25%, содержание декстринов снижается на 70%. Пример 2. 100 г хлопковой лу ги, предварительно очищенной, обрабатывают непрерывно в две стадии при пентозном гидролизе с последующим гексозным гидролизом при постоянном гидромодуле в зоне реакции равном 1, На первой стадии ведут пентозный гидролиз сырья в паровой фазе и гете рогенной среде в течение 0,5 ч при 130°С и концентрации серной кислоты 0,5%, затем на второй стадии проводят одновременно гетерогенный и гомогенный гидролиз в течение 0,5 ч при 130°С. 1Три этом рециркулируюпщй разбавленный пентозный гидролизат промывные воды, полученные в предыду щем опыте, подкисленные до содержани в них соляной кислоты 1,0% подают на вторую степень и ведут отбор пентозного гидролизата со скоростью 2 гидромодуля/ч. Далее вымывают оставшиеся сахара из сырья водой при 60 С в количестве 2-х гидромодулей. После этого осуществляют гёксозный гидролиз при быстром повьш1ении температуры от 60 до в течение 0,33 ч и далее подают раствор серной кислоты и вьщают гексозный гидролизат при гидромодуле отбора 5в течение 1,5 ч, Время пентозного и гексозного гид ролиза составляет 4,33 ч, выход пентозньпс и гёксозных Сахаров 50%, концентрация сахара в пентозном гидролизате 14% при отсутствии декстринов в гидролизате. Таким образом, продолжительность процесса пентозного и гексозного гидролиза снижается иа 45%, выход Сахаров увеличивается на 15%, а кон- центрация сахара в пентозном гидролизате повьпвается на 30%. Предлагаемый способ обеспечивает снижение общего времени процессов на 30-40%, повышение выхода Сахаров из сырья на 5-10%, повышение концентрации сахара в пентозном гидролизате на 10-30%. Одновременно достигается снижение содержания декстринов иа 50-100%, повышение производительности основного оборудования за счет снижения времени процеса. Особый интерес представляет возможность снижения времени пентознога гидролиза при , что обеспечивает пентозное качество растворов. Отсутствие декстринов в получаё1«)1х растворах сахара обеспечивает возможность отмены дополнительной обработки (инверсии), т.е. снижение расхода пара. По предварительш расчетам эффективность внедрения предлагаемого способа гидролиза пентозансодержащего сырья на действующих заводах отрасли благодаря повьшению выхода пентозного и гексозного сахара из сырья и повышение концентрации пентозного сахара составляет около 400 тыс.р. Формула изобретения 1. Способ получения Сахаров из ентозансодержащего растительного сырья путем предварительной очистки его серной кислотой, экстракции приесей водой, пентозного и гексозного гидролиза раствором серной кислоы, отмывки сахароз и вьщеления цеевого продукта, отличаюи и с я тем, что, с целыб повыения концентрации .пентозного сахара, величения вьрсода Сахаров и интенсиикации процесса, пентозный гидролиз едут в две стадии, иа первой из коорых гидролиз проводят в паровой азе при 100-130 С в течение 300 мин и концентрации серной кислоты ,5-2,5%, а на второй стадии гидролиз ду при 70-130 С в течение 30-90 мин концентрации серной кислоты 0,31,2% при скорости отбора пентозного гидролизата 1,5-4,0 гидромодул я/ч, а 78 гексозный гидролиз осуществляют при 140-250С в течение 90-150 мин с последующей отмывкой гексозных Сахаров, при этом пентозный и гексозный гидролиз ведут при Постоянном гидромодуле в зоне реакции, равном 1,0-2,5, а отмывку пентозных сахароз проводят при 60-13CfC. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что отбор пентозного гидролизата на второй стадии гидролиза ведут при подаче в зону гидролиза рециркулируемого пентозного гидролйза та. 78 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что отмывку пентозных Сахаров ведут водой или рециркулируемым пентозным гидролизатом. 4.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я , что отмывку гексозных Сахаров проводят вне зоны гидролиза. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 326219, кл. С 13 К 1/02, 1968.