Способ получения кормового гидролизного сахара Советский патент 1981 года по МПК A23K1/12 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ГИДРОЛИЗНОГО Изобретение относится к гидролиз му производству, в частности, к спо собу получения кормового гидролизного сахара и может быть использова но в животноводстве как кормовой продукт и в гидролизной промьлиленности - как основа для выращивания белковых кормовых дрожжей. Поиск путей нормализации сахаропротеинового отношения и повышения содержания легкоперевариваемых углеводов в рационе сельскохозяйствен иых животных привел к тому, что соз далась основа для широкого применения кормового гидролизного сахара в животноводстве. В настоящее время основным источ ником пополнения дефицита Сахаров в кормах животных являются кормовые корнеплоды, которые отличаются низким содержанием сахара (4-6%) , плохой сохранностью с большой трудоемкостью при выращивании. Кроме того, возможности для расширения плснцсщей под кормовые корнеплоды ограничены. Гидролизный сахар при введении его в рационы сельскохозяйственных животных заменяет легкоперевариваемые углеводы, получаемые в обычных кормах, в том числе в корнеплодах. САХАРА Гидролиз древесины, позволяющий превращать клетчатку в легкоперевариваемые сахара, является хорошо разработанным технологическим процессом и используется в гидролизной промышленности как одна из стадий при получении кормовых дрожжей и спирта. Известен способ получения кормового сахарсодержащего продукта из древесины, включающий кислотный гидролиз древесных отходов, отстой гидроли зата для отделения примесей, нейтрализацию его 1. Недостаток данного способа заключается в низком качестве получаемого кормового продукта, так как содержаишеся в нем примеси ограничивают его использование на корм животным. Наиболее близким к изобретению является способ, включающий термокислотный гидролиз древесного сырья с последующим отделением лигнина и обработкой гидролизата путем отстоя гидролизата для отделения примесей, нейтргшизгщии его, дополнительного отстоя нейтрализата и упаривания его I2. Недостаток данного способа заключается в длительности процесса полу-г

чения кормового продукта. Отстой гидролиз ата до и после нейтрализации очень длительная операция (60-70 ч); При-высокой температуре гидролизата это приводит к потере сахароз и ухудшению.качества получаемого кормового продукта.

Цель изобретения - интенсификация процесса получения кормового продукта и повышение его качества за счет снижения содержания вредных примесей.

Это достигается тем, что в способе получения кормового гидролизного сахара, заключающегося в термокислотном гидролизе древесных отходов, охлаждении гидррлизата с выделением лигнина и обработкой древесного гидролизата, путём, нейтрализации отстоя и упаривания, после охлаждения осуществляют продувку паром гидролизата фильтрацию и охлаждение с вьаделвнием паров фурфурола и кислотного конден сатора,причем проводят дву ратио нейтрализацию гидролйзата до отстоя -ри 3,5-4,0 и после упаривания, до рН 4,55,5 с промежуточной фильтрацией и подогревом путем сдувки пара, а посл упаривания нейтрализованньИ гйдролизат дополнительно отстаивают.

Выделенным конденсатом промывают

лигнин и используют его для кислот.ного гидролиза, а обработанный лингин используют в качестве фильтрата

для гидролйзата..

Предлагаемый способ .осуществляют следующим образом. Технологическую щепу загружают в гидролизаппарат, пропаривают и пропитывают О,8%-ным раствором серной кислоты. В результате из гидролизаппарата отбирают гидролизат, то есть раствор сахара и кислоты в воде.

В гидролизате содержатся сахара, летучие органические кислоты, лигногуминовые вещества, фурфурол и его . производные. Поэтому очень важна подготовка сусбстратов для получения кормового сахара, имеющая ряд специфических .особенностей.

Горячий гидролизат охлаждают для предотвращения распадов моносахаров затем проводят горячую продувку, для укрупнения и коагуляции коллоидов лигногуминовых ;веществ. После продувки гидролизат осветляют, т.е. взвешенные примеси выпадают в осадок, удаляя из раствора попавший в гидролизат лигнин, содержащий гуминоа яв вещества. Из осветленного гидролиэата выделяют фурфурол и летучие Органические кислоты. Пары охлаждают с концентрацией их, и из образовавшейся жидкости отделяют фурфурол От водного раствора летучих кислот. Кислотный конденсат подают на про.ккхвку лигнина, а также на смачива;ние сырья в качестве варочной жид кости. Гидролизат, оставшийся после охлаждения, подвергают инверсии, то есть выдержке при температуре 130 С с добавлением 3%-ной упаренной последрожжевой бражки. Легко гидролизуе- мне полисахариды в процессе гидролизата растворяются и уже в растворе гидролизуются до полного превращения в моносахара. Позтому часто, особенно при пентозном гидролизе,

значительная часть растворенных углеводов находится в гидролизате еще в виде сложных Сахаров. Для окончательного превращения их в моносахара необходима инверсия, являющаяся обяc зательной стадией технологического процесса при получении пентозных гкдЬолизатов. Неинвертированные углеводы (дикстрины) снижают их дальнейшую переработку. В процессе инверсии из гидролйзата выделяют осадок

затвердевшей смолы и взвешенный диг НИН. 80% .дикстринов гидролизуются до моносахаров, количество которых увеличивается на 7-8%.

Инвертироваяный кислый гидролизат

5 подают на нейтрализацию. Нейтрализовать действие серной кислоты- в, ЛуяУг, дукте необходимо, так как в пищеварительном тракте животных целлюлозоразлагающие бактерии погибают в кислой среде. Для получения унивед сгшьного кормовоуо сахара нейтрализ йю и донейтрализацию проводят известковым молоком (150 г СаО в 1 л воды), а для получения КОЕФЮВОГО сахара

5 только для жвачных животных нейтрализацию проводят известковым молоком, а донейтрализацию - аммиачной водой.

С целью снижения содержания растворенного гипса гидролизат нейтрализуют до рН 3,5, соответствукицего полному связыванию содержащейся в гидролизате серной кислоты гипсом. Затравка из мелких кристаллов гипса устраняет пёресьщение раствора, до

5 водя кондеитрацию гипса до 1, 8гМ.

Нейтрализат имеет t - 80С,рН 3,5 содержит взвешенные частицы гипса и органических веществ, состошцих из 0 лигнина, коагулированных гуминовых веществ, смолистых веществ. Поэтому он осветляется. Осадок (шлам) уплотняют, из него выжимают до 5% Сахаров, Которые возвращают в производство. Шлам продувают для окисления и коагу. ляции лигногуминового комплеса и перевода части растворенного гипса во взвешенное :остояние..

Взмученный шлам фильтруют, сахар содержащий раствор возвращают в ней0 трализат, а шлам используют как топливо для котельной. Осветленный ней.трализат подогревают парами сдувки. В верхней части гидролизаппара-,iTa, куда подают горячий варочный ра5 ie-RBOp, гидролиз оканчивается раньше.

чем в нижней. Когда надо быстро снизить температуру жидкости в аппарате необходимо произвести сдувку пара. Происходит вскипание жидкости во всем объеме массы, что способствует выведению Сахаров из частиц гидроли зуемого материёша в раствор. После глубоких сдувок/ благодаря взрихлению гидролизуемого сырья, обычно улучшается вьвдача гидролизата. За варку проводят две-три сдувки. При подаче пара в гидролизаппарат для прогрева сырья в начальной стадии подогрева производят сдувку воздуха и летучих продуктов.

Подогретый нейтрализат со слабокислой реакцией рН 3,5 с содержани.ем гипса 1,8 г/л направляют на выпарку. После упаривания концентраци рН в натуральном продукте повышается до 27%. Затем упаренный нейтрали- зат донейтргшизуют до рН 5,0. Во времся упарки теряется до 15% Сахаров Донейтрализация после упарки- способствует наращиванию количества Сахаров. Полученный сироп отстаивают и он содержит концентрацию Сахаров в сухом остатке до 80%. Готовый сироп можно использовать как кормовой продукт.

Внедрение предлагаемого способа получения гидролизного сахара позволит сократить посевные площади под корнеплоды; повысить продуктивность сельскохозяйственных животных за счет уменьшения дефицита сахара в рационах, необходимого для лучшего усвоения питательных веществ животными ; использовать бросовый, дешевый материал в качестве исходного сырья для получения технологической щепы; сохранить окружающую среду от засорения; сократить затраты на сбор и сжигание лесосечных отходов и малоценного кустарникового сырья.

Предложенный способ обеспечивает выигрыш во времени очистки от вредных примесей. При новом способе, время горячей продувки, а следовательно, очистки от коллоидов лнгногуминовых веществ составляет 0,5-1 ч. Весь объем гидролизата равномерно продувается, поэтому вредные вещества укрупняются и Коагулируют быстро и по всему объему.

Формула изобретения

10

1.Способ получения кормового гидролизного сахара, включаю1кий . мокислотный гидролиз древесных отходов, охлаждение гидролизатора с

5 последующим отделением лигнина и обработкой гидролизата путей нейтргшизации, отстоя и упаривания, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повыаеиия

0 качества получаемого кормового продукта, после охлаждения осуществляют продувку паром гидролизата, фильтрацию и охлаждение с вщ(елением паров фуррола и кислотного конденсата, причем нейтрализацию гидролизата про5водят двукратно до отстоя до рИ 3,54,0 и после упаривания до рН 4,5-5,5

с промежуточной фильтрацией и подогревом путем сдувки пара, а после упаривания нейтрализованный гидролн0эат дополнительно отстаивают.

2.Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что выделенным кондейсатс проводят прокывку лигнина с по-. следукндим использованием его для

5 кислотного гидролиза отходов, а обработанного лигнина в качестве фильтра для гидролизата.

I Источники информации, , принятые во внимание при экспертиэе- 1.Котовский А.В. Древесина, как кормовой продукт. Л., 1934, с. 37-38.

2,Авторское свидетельство СССР ; 698605, кл. А 23 К 1/12,1977

5