Способ переработки отходов гидролизного производства этанола

Способ переработки отходов гидролизного производства этанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ падролизного ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛА путем электролиза, отличающийся тем, что, с целью полной утилизации отходов гидролизного производства этанола путем получения из них полисахаридов и алифатических соединений, электролиз осуществляют в нейтральной среде при анодной плотности тока 0,06-0,03 А/см при перемешивании в течение 25-72 ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОВИ . РЕСПУБЛИК

В 09 В 3/00

ЗШ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

АО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЬСЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3622702/30-15 (22) 05. 05. 83 (46) 30.11.84. Бюл. У 44 (72) В.К.Акименко, В.Г.Сахаровский, В.Н.Сенечкин, Н.А.Чувильская и Д.Н.Черменский (71) Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР (53),66.087(988.8) (56) I. А.Bally, Н.И..Brooks. "J. im.

Chem. Soc" ° 1946, v 68 ° р. 445.

2. Корытцева В.Ф., Водзинский Ю.В.

Вольтамперное окисление лигнинов на графитовом электроде. Вольтамперный анализ остаточноге лигнина в целлюлозе н лигнина в древесине. "Химия древесины", 1980, Ф 4, с. 85-87.

3. Стромский С.В., Чупка Э.Н.

Особенности электрохимического окисления лигнина; "Химия и технология целлюлозы"-, 1979, В 6, .с. 84-86.

4. Смирнов В.А. и другие. Электрохимическая переработка отходов гид- . ролизного производства. Известия . СКНЦ ВШ. Серия технических наук, 1975, 11 4, с. 89"92.

5. Демин В.А. и другие. Структурные изменения сульфатного лигнина в процессе электрохимнческого окисления. "Химия древесины", 1980, М 4, с. 82-84.,SU,, 1 6340 А (54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

ГИДРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛА путем электролиза, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью полной утилизации отходов гидролизного производства этанола путем получения из них полисахаридов и алифатических соединений, электролиз осуществляют в нейтральной среде при анодной плотности тока 0,06-0,03 А/см при перемешивании в течение 25-72 ч.

1126340 1

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способам получения целлюлозы, других полисахаридов и алифатических соединений из отходов гидролизного производства этанола.

Большая часть отходов гидролизного производства этанола не используется для производства товарной продукции и вывозится в отвалы. Затраты по пе- 1Î ревозке отходов ежегодно составляют около 4 мли.руб.

Соотношение основных компонентов отходов гидролизной промышленности колеблется в широких пределах в зависимости от вида сырья и применяе1 мых технологических режимов его об-. работки. Отходы гидролизной промышленности состоят из лигнина (50-70X),; трудногидролизуемых полисахаридов (13-38X), смолистых веществ (7-19X) зольных элементов (1-107).

По предварительным расчетам полная утилизация отходов может привести к увеличению производительности гидролизно-дрожжевых заводов на

18-20Х без дополнительных затрат древесины.

Известны способы электролитического разложения чистого лигнина. Для электролитического разложения чистого лигнина проводят щелочную экст" ракцию лигнина при высоких температурах и давлении из различных источников растительного сырья или из от35 ходов гидролизной промышленности и полученный экстракт подвергают окислительному электролизу до низкомолекулярных ароматических и .алифатических соединений 11-4 ).

Известен способ электролитического разложения лигнина, получаемого экстракцией диоксаном иэ сульфатной целлюлозы с последующим электролизом в бездиафрагменнои системе

45 электродов в среде с NaC1 и добавлением бихромата калия и беэ него (5).

Однако этот способ не позволяет полностью переработать отходы гид-50 ролизного производства, так как в основном для переработки используется только экстракт, причем последний получают в агрессивных средах и при высокой температуре.

Цель изобретения — полная утилизация отходов гидролизного производства этанола путем получения из них полисахаридов и алифатических соединений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу переработки отходов гидролизного производства этанола путем электролиза,электролиз осуществляют в нейтральной среде при анодной плотности тока 0,060,03 А/см при перемешивании в течение 25-72 ч.

Известные способы электролитического разложения чистых растворов лигнинов не позволяют сделать однозначный вывод о возможности электролитического разложения лигнинового компонента и смолистых веществ в отходах гидролизного производства этанола, так как эти отходы являются гетерогенной системой. Для полного разложения лигнина и смолистых веществ в отходах гидролизного производства, представляющего собой гетерогенную систему, используют интенсивное перемешивание гетероген1 ной системы продолжительность проЭ цесса электролиза 25-72 ч при анодной плотности тока 0,06-0,03 А/см что позволяет разложить лигнин и смолистые вещества без существенных изменений других компонентов отходов гидролизного производства. Электролиз ведут до полного разложения лигнинового компонента и смолистых веществ отходов (об окончании процесса судят по изменению окраски электролизата от черного до светло-зеленого или бесцветного ). После окончания процесса электролиза смесь остаточной целлюлозы и труднорастворимых полисахаридов отделяют от растворимых алифатических соединений с помощью фильтрования. Алифатические соединения (спирты, кислоты, альдегиды, кетоны) можно использовать в качестве источника углерода и энергии для культивирования гетеротрофных микроорганизмов, либо в качестве растворителя новой порции отходов для проведения процесса электролиза. Смесь остаточной, целлюлозы и труднорастворимых полисахаридов так же, как алифатические соединения, можно использовать в различных областях народного хозяйства, в частности, в качестве источника углерода и энергии для культивирования целлюлозоразрушающих микроорганизмов.

Отсутствие этапа экстракции лигнинового компонента из отходов гидю is.Н яч

Составитель И.Марченко

Редактор И.Касарда Техред М.Кузьма КоРРектоР JI.Пилипенко

Заказ 8598/7 Тираж 434 Подписное

"ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4 ролизного производства, применение нейтральных сред и бездиафрагменной системы электродов в предлагаемом способе, позволяет перерабатывать отходы гидролизного производства без агрессивных сред, высокой температуры и значительного давления, что дает возможность беэ больших энергетических затрат получить смесь остаточной целлюлозы, труднорастворимых . полисахаридов и растворимых алифатических соединений и использовать их в различных областях народного хозяйства.

П р и. м.:е р 1. Для проведения полного электролитического разложения отходов гидролизного производства этанола 20 г отходов ,!помещают в трехгорлую колбу объемом

500 мл, вносят также 10 г КС1 и наливают 200 мл водопроводной воды (проводник второго рода ). В боковые отводы вставляют платиновые электроды и подключают к источнику постоянного тока. Злектролиз ведут при постоянном перемешивании. Длитель-. ность электролиза при анодной плотности тока 0,05 А/см2 составляет

46 ч. Об окончании процесса электро30 .лиза судят по изменению окраски электролизата от черного до светло-зеленого цвета. После окончания электролизата смесь разделяют на две фракции — фильтрат и осадок с помощью фильтрования через стеклянный фильтр З5

Ф 3.

Фильтрат представляет собой смесь алифатических соединений, органических кислот, спиртов, альдегидов и кетонов,(по данным метода протон- 4б ного магнитного резонанса ). Выход алифатических соединений составляет

22% от исходной навески отходов гидролизного производства этанола.

Фильтрат может быть использован как 45 для культивирования микроорганизмов, так и в качестве среды для прове, дения повторных процессов электролиl эа отходов гидролизного производства этанола.

Нерастворимый осадок представляет собой смесь целлюлозы и труднорастворимых полисахаридов. Выход целлюлозы и труднорастворимых полисахаридов (нерастворимый осадок) составляет ЗЗ от исходной навески отходов гидролизного производства. Содержание целлюлозы в нерастворимом осадке 13, труднорастворимых полисахаридов 20Х.

Полученная смесь целлюлозы и труднорастворимых полисахаридов может быть использована как источник углерода для культивирования целлюлозоразрушающих бактерий и в качестве сырья для гндролизной и целлюлознобумажной промышленности. Содержание газовой фракции: С02 2%, СО, СН+ следовые количества (определено масс-спектрометрически), CI отсутствует.

Пример 2. Проводят электролиз аналогично примеру 1, но при анодной плотности тока 0,03 А/см

2.

Длительность электролиза при данной анодной плотности тока составляет 72 ч. Выход продуктов такой же как в примере 1.

Пример 3, Проводят электролиз аналогично примеру 1, но при ю анодной плотности тока 0,06 А/см

Длительность электролиза составляет

30 ч. Выход продуктов такой же как в примере 1.

Таким образом, все три приведенных примера осуществления способа дают воэможность практически полностью утилизировать отходы гидролизного производства этанола без применения агрессивных сред и высоких температур и давлений при меньших энергетических и материальных затратах. Кроме того, исключается загрязнение окружающей среды и отъем земельных площадей под отвалы производственных отходов.