Способ получения субстрата и гемицеллюлоз из соломы

Способ получения субстрата и гемицеллюлоз из соломы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУБСТРАТА И ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ ИЗ СОЛОМЫ, предусмат . риваюь{Ий обработку ее раствором щелочи при кипячении, отделение раствора , содержащего гемицеллюлоэы и щелочь , от субстрата и его промывку, о т л и ч а ю щи и с я темг что, с 1{елью снижения себестоимости целевых продуктов путем сокращения расхода щелочи я вода, раство;р« содержащий гемицеллюлоэы и щёлочь, после отделения от субстрата доводят до объема, необходимого на предыдущем этапе обработки соломы, путем добавления в него промывных вод, полученных от предф щущей промявки субстрата, и щелочи до ее исходной концентрации с последукхцей многократной обработкой полученным раствором каждой следукяцей порции соломг до достижения концентрации гемицеллюлоз в конечном i растворе 1,5-3#. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК

09 (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к автФсьюмм свиратвъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfA4I

12 1) 3325968/28-13 (22) 11.03.81 ,(46) 15.05.83. Бюл. М 18 ,(72) P.Ð.:Êàòêåâè÷, Ю.Ю. Каткевич и В.С. Громов (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химии древесины

А8 Латвийской СССР (53) 663 ° 534(088.8) (56) 1. Авров О.E., Мороз З.М. Исполь зование солохи в сельском хозяйстве. Л ., "Колос", 1979, с. 52.

2. 0. Toyama. К. Agawa-. "Biotechn.

B1oeng.: Sump! . 9. 5, 225-244. (54) (57) СНОСОВ ПОЛуЧжНИя СуВСТжтл

И ГЕМИЦЖЛЛЮЛОЗ ИЗ СОЛОМЫ, предусмат.. ривающий обработку ее раствором щелочи при кипячении, отделение раство ДВ С 13 К 1/02// A 23 К 1/12 ра, содержащего гемицеллюлозы и щелочь, от субстрата и его промывку, отличающийся тем, что, с целью снижения.Себестоимости целевых продуктов путем сокращения расхода щелочи и воды, раствор, содержащий гемицеллюлозы и щелочь,. после отделения от субстрата доводят до объема, необходимого на предыдущем этапе обработки солонцы, путем добавления s него проьивных вод, полученных от предыдущей провивкй субстрата, и щелочи до ее исходной концентрации с последующей многократной обработкой полученным раствором каждой следующей порции соломы до достижения концентрации гемнцеллюлоз в конечнома растворе 1,5-3Р.

1017738

Полученные результаты по обработке соломы щелочью приведены в таблице (в перерасчете-на порции соломы 1 кг).

Изобретение относится к гидролиэной промышленности и касается способа получения субстрата, используемого для биохимической переработки или на корм скоту, и гемицеллюлоз иэ соломы; которые могут быть использованы для выращивания дрожжей или получения, например, ксилозы, ксилита и т. д.

Известен способ получения субстрата из соломы с использованием его в качестве грубого корма путем обра- 10 ботки измельченной солонцы 8-кратным количеством 1,5Ъ-ного раствора щелочи в течение 12 ч с последующей отмывкой полученного субстрата водой до полного удаления щелочи t,13. 35

Недостатком способа является трудоемкость и большой расход воды.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения 0 субстрата и гемицеллюлоз иэ растительного сырья, в частности соломы, согласно которому ее обрабатывают

1о-ным раствором гидроокиси натрия о при жидкостном модуле 7:1 гри 120 С в автоклаве в течение 1 ч или при

100 С в течение 3 ч, отделяют раст-. вор, содержаций гемицеллюлозы и щелочь от субстрата и промывают

его 2 .

Недостатком способа является большой расход воды и щелочи.

Цель изобретения — снижение себестоимости целевых родуктов путем сокращения расхода щелочи и воды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения субстрата и геиицеллюлоз из соломы, предусматривающему обработку ее раствором щелочи при кипячении, отделение раствора, содержащего гемицеллюлоэы и40 щелочь, от субстрата и его промывку, раствор, содержащий гемицеллюлозы и щелочь, после отделения от субстрата доводят до объеиа, необходимого на предыдущем этапе обработки соломы,45 путем добавления в него промывных вод полученных от предыдущей промывки субстрата, и щелочи до ее исходной концентрации с последующей многократной обработкой полученным раствором 50 каждой следующей порции соломы до достижения концентрации гемицеллюлоз в конечном растворе 1,5-3%.

Обработку соломы ведут 10-20-кратным количеством 1-2Ъ-ного раствора гидроокиси .натрия.

Многократное использование щелочного раствора с восстановлением его объема промывными водами и концентрации свежей щелочью позволяет сократить расход щелочи и одновременно на капливать в растворе гемицеллюлоэные полисахариды беэ снижения фериентативнОй гидролизуемости полученного субстрата, а высокий гидромодуль щелочной обработки соломы снижает расход воды, необходимой для промывки получаемого субстрата.

Способ осуществляется следующим образ,ом.

Измельченную солому загружают в реакционную емкость с механической мешалкой, добавляют 1-2Ъ-ный раствор гидроокиси натрия до необходимого гидромодуля и нагревают при кипячении

1-2 ч. После охлаждения реакционной смеси до б0-8(P С раствор от соломы отделяют, а полученный субстрат промывают водой в количестве, соответствующем объему раствора, оставшегося в соломе. Промывную воду собирают и используют,для доведения объема щелочного раствора до исходного, после чего доукрепляют раствор до исходной концентрации свежей щелочью. Доукрепленный раствор используют для обработки последующих порций соломы. После достижения концентрации геиицеллюлоз 1,5-3Ъ последние выделяют любым из известных способов или используют весь раствор в качестве связующего при гранулировании кормов или других целей. Полученный субстрат поступает намикробиологическую переработку,наприуер для выращивания микроорганизмов после введения в него солей,! или на корм скоту.

П р и и е р. 200 г воздушно-сухой соломы пшеницы с размером частиц менее 3 мм помещают в реакционнный сосуд, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником. Затем добавляют 3 л 1%-ного раствора щелочи и кипятят в течение 2 ч. После охлаждения смеси отделяют раствор и получают 2 л жидкости. Обработанную солому промывают 1 л воды и направляют ее для микробиологической обработки. Полученный щелочной раствор разбавляют проьывной водой до 3 л и доукрепляют 203-ным раствором гидроокиси натрия до получения 1Ъ-ного раствора. Доукрепленный раствор применяют для обработки последующих порций соломы по вышеприведенной схеме всего до 9 раз.

-1017738 сЧ . с(» »

OO О

Щ Ф. CO

» »

CO cp!

° Ф Ф

» » ф

С» р

1 am

1 \О

»

Ю: аСа

M с с -! о а О 3 с (Ч о а

Ch иЪ

» »

Р ) . р о щ

СЧ CO

» »

afa щ

1 00

P д

» »

%-(. !Я ю о

» » (Ч РЪ -4 СЯ

» (Ъ С Ъ л

CO

»

Ю

» в

Е Р»

О! 4 х о,х

И сл

Ю

M щ (Ч (Ч

» » о о

О\

% 1

Ю о о (М M

» с о о л! 4v

РЪ / (Ъ

»: » о о сч иЪ Ъ-(,л

I »

Ю Ю

Ю

\

»

Ю г о

Ch Ch о о

» » о о (О

CO Ф о о с о о

ct aCa

Щ (» о о с о о

P В аА сч

%-! . Ц с о о

Ю

Ю

С Ъ

»

nfl

C (а о

» »

CO CO

aCa ° с с (!

Ch (» с аО

Ю

М а о

С Ъ чф с а о

° aCa

1

I

I ю о хххааа еейхвф(4 Х х 4 Хд е0н ц нваооо ивн4р,х

l l ох

0 4+4

» они х н wх О

g o v, хо оеое>е и кхон

I 1 о х е

QXdmu х« дом ха(:р,.,оа,ва в

Н4йад

l

o5ze ( (аЦmcх х н go н ю

< vйи он оеэ о !

С 1 4 (((а

l со

XgjI c но р

В 0С О = еввхо

О ах( 0Х©В04

oa:oI ox

A l нов а о(ъЫОа

ОЛ 40

1 Х (- Ы О Р3 ноххн михово аивоп( (МХФЦ f4 а О an p ((о "Ъ . Ф аСа (Ъ

» с с

» о о о о

I 1

I

1 (1

I (1

l

I (1

1

I

1

1

1

1

I

1

1.

t

1

I

I

l

I

I

I .1

1

1 ! !

1

1

I !

I

I

I

1 (I

I

1

l

1 (1

I

-(1

1

1 !

1

l

1

I

1

I

1017738

Составитель И. Ларина

;Редактор . Л. Веселовская Техред N.Tenep Корректор С. Шекмар

Заказ 3483/29 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филппл ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрацию гемицеллюлоз, пере=. шедших в раствор, определяют по коли честву редуцирующих веществ после кислотного гидролиза растворившихся веществ. Степень ферментативного гидролиза полученного субстрата определяют с помощью ферментного комплекса целлолигнорина.

Как видно из таблицы, концентрация гемицеллюлоз в растворе по мере увеличения кратности его использования непрерывно растет, достигая 3,2% при

9-кратном использовании раствора.

Степень ферментативного гидролиза солоьы в результате обработки повышается до 72-80%. Кроме того, по мере 15 увеличения кратности использования раствора сокращается расход воды и щелочи на 1 кг произведенного субстрата. Так, например, расход щелочи при 9-кратном использовании раствора 2< уменьшается в 2 раза (с 0,15 до

0,075 кг сухой солоьы}, а общий расход воды уменьшается в 3 раза (с 20 до б,7 л воды на 1 кг сухой солоьи), выход гемицеллюлоэ при этом достига- 25 ет 0,04 кг на 1 кг солоьы. По способу-прототипу таким количеством воды проводится только щелочная обработка солома без учета расхода воды на проьивку.

Полученный раствор, содержащий растворенные гемнцеллюлоэы, может быть использован непосредственно в качестве связующего при гранулировании комбикормов, причем гемицеллюлоэы при этом являются дополнительным источником питательных веществ в низкокалорийных кормовых концентратах.

Остаток активной щелочи нейтрализуется кормом, способствуя улучшению перевариваеиости содержащихся в грану-. лах грубых кормов. Гемицеллюлозы также могут быть использованы для выращивания дрожжей или получения других ценных продуктов, например, ксилозы, ксилитов и др.

Применение"предложенного способа позволяет создавать практически безотходное-производство, так как при правильном ведении процесса может быть сокращен до минимума сброс загрязненных промывных вод.