Аппарат для гидролиза полисахаридного сырья Советский патент 1982 года по МПК C13K1/02 

(54) АППАРАТ ДНЯ ГИДРОЛИЗА ПОЛИСАХАРИДНОГО СЫРЬЯ

12

Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности к ап паратам для гидролиза полисахаридного сырья, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, микробиологической, пищевой, крахмало-паточной промьтшенностях и в сельском хозяйстве для гидролиза различных видов сырья

Известен аппарат для гидролиза полисахаридного сырья, содержащий корпус с камерой для гидролиза, бункер .для подачи сырья и патрубками ввода гидролизующего агента, вывода гидролизата и непрогидролизованного сырья, и расположенные в корпусе, соответственно, в зонах загрузки сырья и выгрузки непрогидролизованного сырья полое и имеющее перфорацию прессующее устройство и выполненное в виде поршня подпрессовывающее устройство 1.

Недостатками известного аппарата является большой расход гидролизующего агента на единицу сырья, а также попадание гидролизующего агента в тидролизат, содержащий продукты реакции, что при использовании в качестве гидролизующего агента для полисахаридного сырья растворов ферментов, значительно удорожает процесс гидролиза.

Цель изобретения - сокращение расхода гидролизующего агента путем его . регенерации в процессе гидролиза.

Для достижения указанной цели аппарат для гидролиза полисахаридного сырья, содержащий корпус с камерой для гидролиза, бункер для подачи сырья и патрубками ввода гидролизующего агента, вывода гидролизата и

10 непрогидролизованного сырья, и расположенные в Koptiyce, соответственно, в зонах загрузки сырья и выгрузки непрогидролизованного сырья полое и имеющее перфорацию прессующее уст15ройство и выполненное в виде поршня подпрессовывающее устройство,снабжен теплообменниками,расположенными на внешней стороне камеры гидролиза с образованием зоны адсорбции, разме20щенной перед зоной гидролиза по холу движения сырья, при этом патрубок вывода гидролизата подсоединен к полости прессующего устройства, а перфорация последнего выполнена на

25 его рабочей поверхности контактирующей с зоной адсорбции.

Кроме того, поршень подпрессовывгиоздего устройства выполнен полым,

30 его рабочая поверхность перфорирована, а полость сообщается с патруб-. ком ввода гидролиэующего агента.

При этом аппарат снабжен усеченным перфорированным конусом, расположенным мезвду зоной гидролиза и эонбй выгрузки непрогидролизованного сырья, обращенным большим основанием к зоне гидролиза и образующим зону десорбции и полость между наружной поверхностью конуса и стенкой корпуса с подключенным к ней патрубком ввоДа гидролизующего агента.

Прессующее устройство выполнено в виде шнека или поршня, причем вал шне ка снабжен теплообменником.

Соотношение длин зон адсорбции, гидролиза, и десорбции составляет 1:3:0,5.

На фиг. 1 изображен аппарат для гидролиза полисахаридного сырья; на фиг. 2 - прессующее устройство в виде поршня, вариант.

Аппарат для гидролиза полисахаридного сырья имеет корпус 1, бункер 2 для.подачи сырья, прессующее устройст во 3 с теплообменником 4, зону 5 ад-, сорбции с теплообменником б, зону7 гидролиза с теплообменником 8, зону 9 десорбции фермента и непрсгидролизованного сырья, полый подпрессовываюпщй поршень Ю для выгрузки непрогидролизованного сырья, патрубок 11 для отвода гидролизата, подключенный к полости прессующего устройства 3, патрубок 12 для ввода в аппарат гидролизующего агента или буферного раствора, патрубок 13 для ввода- в аппарат десорбирующего или буферного раствора, или гидролизующего агента и патрубок 14 для отвода непрогидролизованного сырья.

Прессующее устройство 3 может быть выполнено в виде шнека или поршня. Рабочая поверхность 15 прессующего устройства 3, контактирующая с зоной 5 адсорбции, выполнена перфорированной, а вал 16 прессующего устройства выполнен полым в виде теплообменника труба в трубе, причем внутренняя труба вала теплоизолирована. Конец полого вала 16 соединен с патрубком 11 для отвода гидролизата. Зона 9 десорбции образована усеченным перфО рированным конусом 17, установленным большим основанием в сторону зоны 7 гидролиза,причем между стенкой I корпуса 1 и наружной поверхностью усеченного конуса 17 образована полость 18, к которой подключен патрубок 12. Полый псдпрессовывающий поршень 10 имеет перфорированную рабочую поверхность 19, при этом шток 20 поршня 10 выполнен полым, а патрубок 13 ввода гидролизующего агента или десорбирующего раствора подключен к штоку 20.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

В бункер 2 загружают измельченное полисахаридное сырье. Далее с помощью прессующего устройства 3 оно прессуется, йагревается паром, подаваемым в теплообменники 4, расположенные на jKopnyce 1 аппарата или на прессующем устройстве 3, и при этом стерилизуется. Стерилизованное сырье передвигается в зоны 5 и 7 до их заполнения, В начальный период поступившее сырье охлаждают до помощью; теплообменников б и 8, что соответству-, . ет оптимальнсрму режиму адсорбхщи гидролизующего агента (фермента) на сырье. Затем через патрубки 12 и 13 подают раствор фермента. Последний при зтом температурном режиме практически полностью адсорбируется сырьем, не вызывая его заметного гидролиза. Лишенный гидролизующего агента . раствор выводят через перфорацию 15, полость 16 и патрубок 11, После насыщения сырья адсорбированным ферментом через патрубки 12 и 13 начинают подавать буферный раствор, соответствующий оптимуму гидролитического действия фермента, и с помощью теплообменника 8 устанавливают в зоне 7 оптимальную температуру действия фермента (30-50 0 , При зтом в зоне 7 происходит гидролиз сырья до растворимых Сахаров с освобождением адсорбированного на сырье фермента, который с гидролизатом попадает в зону 5 еплообменника б, где сохраняется оптимальная температура адсорбции (на 1Я-50 С ниже, чем в зоне 7). Противотоком хидролизату в зону 5 подают свежее СЕлрье с помощью прессующего устройства 3 со скоростью, равной суммарной скорости, удаления из аппарата растворимых сахаров и непрогидролизованного сырья, В зоне 5 происходит фильтрация гидролизата, содержащего сахара и освобожденный фермент, через свежее сырье и выделение фермента из гидролизата. При этом фермент вновь адсорбируется на сырье (поскольку в условиях зоны 5 гидролиз не-идет, но происходит полная, адсорбция фермента) и в адсорбированной форме снова поступает в зону 7, где снова осуществляется гидролиз сырья, а профильтрованный гидролизат с сахарами, не содержащими фермента, удаляется из процесса через перфорацию 15, полость 16 и патрубок 11.

По мере того как в зоне 9 накапливается непрогидролизованное сырье, содержащее некоторую часть адсорбированного фермента, его промывсцот десорбирующим раствором, периодически подаваемым через патрубок 13 перед выгрузкой непрогидролизованного сырья -При зтом адсорбированный на остатках , фермент переходит в раствор и вместе с ним возвращается в зону 7,где смешивается; с подаваемым через патрубок 12, полость 18 и перфорацию конуса 17 буферным раствором с кислым значением рН, .создающим в зоне. оптимальные условия действия фермента на сырье. Таким образом осуи1ествляют возвращение в процесс гидролиза ферт мента, уводимого из зоны 7..с непрогидролизованным сырьем. Пролитое , сырье, не содержащее гидролизующего агента, удаляют из процесса через патрубок 14, периодически отводя поршень 10. ,

Аппарат для гидролиза полисахаридного сырья позволяет осуществлять циркуляцию фермента внутри корпуса аппарата между зонами 5 и 9, таким образом, обеспечивает возвращение в зону 7 гидролиза практически всего iгидролизующего агента, т.е. позволяет проводи- ь его регенерацию в ходе процесса гидролиза,потери гидролизующего агента в предлагаемом аппарате могут происходить лишь в результате частичной термоинактивации фермента при длительном функционировании аппарата в непрерывном режиме. При первоначальной зарядке известного и предлагаемого аппаратов ферментом в соотношении 100 ед, активности на 1 г сырья.- для обеспечения непрерывного гидролиза со скоростью 2.0 г/л.ч известный аппарат требует введения фермента, в ко(Личестве 1000 ед/л .ч,тогда как предлагаемый аппарат только 50 ед./л-ч (для восполнения потерь, связанных с термоинактивацией фермента), т.е. в 20 раз меньше.

Формула изобретения

1. Аппарат для гидролиза полиса.харидного сырья, содержащий корпус с камерой гидролиза, бункером для подачи сырья и патрубком ввода гидролизующего .агента, вывода гидролизата и непрогидролизованного сырья, и расположенные в корпусе соответственно в зонах загрузки сырья и

выгрузки непрогидролиэованного сырья полое и имеющее перфорацию прессующее устройство и выполненное в виде поршня подпрессовывгиощее устройство, отличающий.с я тем, что,

с целью сокргицения расхода гидролизующего агента путем его регенерации в процессе гидролиза, он снабжен теплообменникгми, расположенными на внешней стороне камеры гидролиза с ,

образованием зоны.адсорбции, размещенной перед зоной гидролиза по ходу дззижения сырья, при этом патрубок вывода гидролизата подсоединен к полости прессующего /устройства, а перФорация последнего выполнена на его рабочей поверхности, контактирующей с зоной адсорбции..

2.Аппарат поп. 1, oтличa:ta щ и и с я тем, что поршень под прес-

совывающего устройства выполнен полым, его рабочая поверхность перфорирована, а полость сообщена с патрубком ввода гидролизующего агента.

3.Аппарат по п. 1, oтличaю щ и и с я тем, что он снабжен усечённым перфорированным конусом, расположенным между зоной гидролиза и зоной выгруз-ки непрогидролизованного сырья, обращенным большим основанием к зоне гидролиза и образующим зону

десорбции и полость между наружной поверхностью конуса и стенкой корпуса Сподключенным к ней патрубком ввода гидролизующего агента.

4.Аппарат по п. 1, отл.ичаю щ и и с я тем, что прессующее устройство выполнено в виде шнека или поршня, причем вал шнека снабжен теплообменником.

5. Аппарат поп, 1, отличаю щ и и с я тем,, что соотношение длин зон адсорбции, гидролиза и десорбцки составляет 11:3:0,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР it 363747, кл. С 13 К 1/02, 1971.,

ттгт.