Способ переработки гидролизатов растительного сырья Советский патент 1982 года по МПК C13K1/04 

1

Изобретение относится к гидролиз ной промышленности, а именно к способам переработки гидролизатов, получаемых при кислотном гидролизе растительного сырья, для подготовки их к сбраживанию или ферментации.

Как известно, гидролизаты растительного сырья содержат в своем составе серную и органические кислоты, нейтрализация которых является обя зательной при подготовке гидролизатов к биохимической переработке.

Известен ряд способов обработки гидролизатов, направленных на устранение избыточной кислотности, в частности обработка сланцевой золой П (Пиролизованным активным илом 23, обработка ионитами в сочетании с известью и аммиачной водой 33.

Наиболее близким к предлагаемому :по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки гидролизатов.путем последовательной нейтрализации .известковым молоком и аммиачной водой и отделение образующегося гипсового шлама. При этом в горячий гидролизат при 7585 С вводят сначала известковое молоко, чтобы отнейтрализовать всю содержащуюся в нем серную кислоту (кислотность гидролизата при этом снижается до kO-SO мг-экв/л), затем вводят аммиачную воду в таком количестве, чтобы остаточная кислотность снизилась до

fO 20-25 мг-экв/л, после чего смесь подвергают отстаиванию для осаждения выпавшего гипса и направляют на дальнейшую переработку.

Отделение гипса иногда проводят

15 между стадиями введения известкового молока и аммиачной воды. Кроме того, поскольку образуются сильно пересыщенные гипсом растворы (т.е. растворы, фактическая концентрация раство30ренного гипса в которых превышает предел растворимости гипса в воде) последующая переработка таких растворов сопровождается гипсацией обору390дования, поэтому для получения растворов с минимальной степенью пересыщения нейтрализацию гидролизатов известковым молоком проводят с направленной кристаллизацией гипса, для осуществления .которой в поток известкового молока, подаваемого для смещения с гидролизатом, вводят затравку кристаллов гипса. Эту затравку получают путем введения в поток известкового молока некоторого количест ва серной кислоты . Недостатками способа являются необходимость проведения направленной кристаллизации гипса и связанный с тим дополнительный расход реагентов (известкового молока и серной кислоты) на приготовление гипсовой затравки, несмотря на применение направленной кристаллизации гипса, получаемые нейтрализаты характеризуются еще сравнительно высокой концентрацией растворенного гипса, которая составляет от 2,3 до 2,8 г/л по сравнению с концентрацией насыщенного раст вора, состоящего около 1,85 г/л. Пос ледующая переработка таких пересыщен ных гипсом гидролизатов приводит к гипсации оборудования и наносит гидролизной промышленности большой экономический ущерб. Цель изобретения - снижение содер жания растворенного гипса в конечном продуктео Поставленная цель достигается тем что в способе переработки гидролизатов растительного сырья, предусматривающем проведение операций нейт рализации гидролиза известковым молоком, аммиачной водой, введение гипсового шлама в виде затравки с последующей очисткой нейтрализата от взвешенных частиц гипса и органических веществ, введение гипсового шлама осуществляют непосредственно в гидролизат перед его нейтраллизацией. При этом перед нейтрализацией известковым молоком в раствЬр гидролизата с гипсовым шламом добавляют раствор аммиака в количестве 2050 мг-экв/л, а известкое молоко используют, в количестве, обеспечивающем содержание свободной серной кислоты в нейтрализате 5-20 кг-экв/л. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. По первому варианту гидролизат непрерывно поступает в сборник с мешалкой, куда одновременно подают гипсовый шлам, отобранный со стадии осветления нейтрализата. Полученный раствор гипса в гидролизате поступает непрерывно в нейтрализаторсмеситель, где он смешивается с известковым молоком. Образующийся нейтрализат непрерывно проходит через нейтрализатор-выдерживатель, а затем поступает на стадию отделения гипсового шлама, после чего часть гипсового шлама отводят на растворение в гидролизате, а часть отводят в отвал, осветленный же нейтрализат донейтрализовывают аммиачной водой (аммиачную воду можно вводить и до стадии отделения гипса от нейтрализата). По второму варианту гидролизат непрерывно подают в сборник с мешалкой, куда непрерывно поступает гипсовый шлам со стадии осветления нейтрализата, затем в образующийся раствор вводят от 20 до 50 MI-экв/л сразу подают на нейтралиаммиака и сразу подают на зацию известковым молоком, причем известковое молоко задают в таком количестве, чтобы в растворе оставалась серная кислота, затем от полученного нейтрализата отделяют выпавший гипс с подачей части гипса на стадию растворения в гидролизате и подвергают его донейтрализации аммиачной водой. Важной отличительной особенностью второго варианта нейтрализации от первого, а также от известного является то, что по первому варианту дозировка известкового молока не влияет на эффективность процесса (можно связывать хоть всю содержащуюся в гидролизате серную кислоту, хоть часть ее), тогда как по второму варианту дозировка извести должна быть такой, чтобы в нейтрализате обязательно оставалось некоторое количество (от 5 до 20 мг-экв/л) свободной серной кислоты, в противном случае эффект второго варианта не будет выше, чем первого. Пример 1. Берут 1 л гидролизата из производственного потока и при . в него вводят 10 г/л гипсовогр шлама влажностью Зб.Смесь перемешивают в течение 5 мин, после чего концентрация растворенного гипса в гидролизате равна 3,12 г/л. 400 мг приготовленного таким образом раствора, содержащего серной кислоты 120 мг-экв/л, органических кислот 48 мг-экв/л, нейтрализуют известковым молоком, содержащим 80 г/л СаО, при до остаточной кислотности 45 мг-экв/л, затем выдерживают 40 мин на водяной бане при указанной температуре, непрерывно пбремешивая, после чегр отделяют выпавший осадок гипса фильтрованием, донейтрализовывают фильтрат TOt-ной аммиачной водой до остаточной кислотности 20 мг-экв/л и определяют в нем концентрацию растворенного гип са, которая оказываетх;я равной 2,1 г/л. Параллельно для сравнения эффективности предлагаемого способа с известными проводят контрольный опыт, в котором 400 мл идентичного по составу гидролизата, но без предварительного растворения в нем гипсового шлама, нейтрализуют в тех же условия известковым молоком, в которое предварительно вводят гипсовую затравку. Концентрация растворенного гипса в полученном нейтрализате составляет 2,4 г/л. Из сопоставлений концентрации растворенного гипса в опытном и конт рольном нейтрализатах видно, что в опытном нейтрализате содержание гипса на 12,5 ниже, чем в контрольном. Пример 2.Берут 1 л гидролизата по условиям примера 1 и смешивают его с гипсовым шламом аналоги но примеру 1. Затем в полученный гид ролизат вводят раствор аммиачной воды в количестве 20 мг-экв/ после чего сразу нейтрализуют его известковым молоком по условиям примера 1 до остаточной кислотности 53 мг/экв/л, при этом содержание сво бодной серной кислоты .в конечном нейтрализате составляет 5 MI-экв/л. После отделения выпавшего гипса и донейтрализации аммиачной водой до остаточной кислотности 25 мг/экв/л концентрация растворенного гипса в конечном нейтрализате составляет 2,0 г/л, что примерно на 5% ниже, чем концентрация растворенного гипса по первому варианту. Аналогичный же результат получают в том случае, когда нейтрализацию известковым молоком проводят до оста86точной кислотности 68 мг-экв/л, в том числе по серной кислоте 20 мг-экв/л. П р и м е р 3. Обработку гидролизата проводят в условиях, идентичных примеру 2, с той разницей,что перед стадией введения известкового молока в гидролизат вводят 50 мг-экв/л аммиачной воды. Содержание растворенного гипса в конечном нейтрализате составляет в опыте 1,9 г/л. В таблице сопоставлена эффективность, переработки гидролизатов по предлагаемому и известному способам. Концентрация растворенного гип2,4 2,1 2,0 1,9 са, г/л Из данных таблицы видно,что предлагаемый способ переработки гидролизатов обеспечивает получение растворов с более низкой концентрацией гипса, чем известный. Предлагаемый способ позволяет получить нейтрализаты с содержанием растворенного гипса примерно на 201 ниже по сравнению с нейтрализатами, полученными по известному способу. Поэтому реализация его снижает гипсацию оборудования в гидролизной промышленности, которая, как указывалось, наносит большой экономический ущерб гидролизным заводам. Одновременно при применении предлагаемого способа отпадает необходимость в применении направленной кристаллизации и экономятся соответствующие реагенты (серная кислота и известь) . Предлагаемый способ характеризуется простотой. Для реализации его требуется всего один дополнительный аппарат для приготовления раствора гипсового шлама в гидролизате. Учитывая, что скорость растворения Гипса в гидолизате высока (насыщение достигаетя в течение 2-3 мин), .требуемая емкость аппарата незначительна по сра нению с емкостью основного технологического оборудования. Формула изобретения 1, Способ переработки гидролизатов растительного сырья, предусма ривающий проведение операций нейтра зации гидролизата известковым молоком, аммиачной водой, введение гипсового шлама в виде затравки с последующей очисткой нейтрализата от рзвешенных частиц гипса и органичес ких веществ, о т ч а ю щ и и с тем, что, с целью снижения содержания растворенного гипса, введение гипсового шлама осуществляют непос,редственно в гидролизат перед его нейтрализацией. 8 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что перед нейтрализацией известковым молоком в раствор гидролизата с гипсовым шламом добавляют раствор аммиака в количестве 20-50 мг/экв/л, при зтом известковое молокб используют в количестве, обеспечивающем содержание свободной сеоной кислоты в нейтрализате 520 мг-экв/л. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 128807, кл. С 12 К 1/02, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. С 13 К 1/Oit, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 636263, кл. С 13 К 1/02, 1977. k. Шарков В.И. и др. Технология гидролизных производств. М., Лесная промышленность, 1973, с.84-97 Спрототип).