Способ получения раствора сахаров из пентозансодержащего растительного сырья

Способ получения раствора сахаров из пентозансодержащего растительного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА САХАРОВ ИЗ ПЕНТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесей водой, подогрев очищенного сырья проточным паром, последующий пентозный гидролиз с подачей пара и отмывку сахароз, отличающийся тем, что, с целью улучше:ния качества целевого продукта и упрощения его очисткЬ, на стадии пентозного гидрсшиза пар подают непрерывно и однЪвременно осуществляют отбор летучих примесей из реакционной зоны, при этом отмывку образуннр1х Сахаров ведут ступенчато 5 растворами Сахаров с уменьшающейся (Л концентрацией.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ()1) 2509 А

4(5() С 13 К 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flo делАм изоБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3661643/28-13 (22) 12. 10.83 (46) 28.02.85. Бюл. )Ф 8 (72) А.М.Филатова, Н.С.Николаева, Н.Д.Хоменко, Ю.С.Еременко, Б.А.Глазман, А.Г.Пенкин, А.Г.Афанасьев и M.Í.Ãóáñêèé (71) Северо-Кавказский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института биосинтеза белковых веществ (53) 663.53(088.8) (56) 1. Авторское. свидетельство СССР

Р 859449, кл. С 13 К 1/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 83412, кл. С 13 К 1/02, 1979. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА

САХАРОВ ИЗ ПЕНТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесей водой, подогрев очищенного сырья проточным паром, последующий пентозный гидролиз с подачей пара и отмывку сахаров, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта и упрощения его очисткй, на стадии пентозного гидролиза пар подают непрерывно и одновременно осуществляют отбор летучих примесей из реакционной эоны, при этом отмывку образующих сахаров ведут ступенчато растворами сахаров с уменьшающейся концентрацией.

t 11425

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу получения растворов сахаров методом гидролиза пентозансодержащего сырья, и может быть использовано для производства кристаллического ксилита, кормовых дрожжей и этилового спирта.

Известен способ получения сахаров гидролизом пентозансодержащего сырья, 1п предусматривающий разделение процесса гидролиза на несколько стадий: пропарка, ввод кислоты, гидролиз, экстракция, которые осуществляются в отдельных непрерывно действующих аппаратах (1, Однако известный способ из-за многостадийности процесса, а также проведения каждой стадии в отдельном аппарате является сложным и не позволя-2О ет получить растворы сахаров Требуемой доброкачественности.

На и 6 ол ее близ к им к пр едлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получе- 25 ния сахаров из пентозансодержащего растительного сырья, предусматривающий предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесей водой, подогрев очищенного сырья про-Зо точным паром, последующий пентозный гйдролиз с подачей пара и отмывку сахаров (2) .

Однако отсутствие постоянного отбора летучих примесей в течение всей

35 пентозной варки приводит к их распаду и конденсации с сахарами в зоне реакции, что дает увеличение цветности и снижение доброкачественности пентозных гидролизатов.

Кроме того, промывка прогидролизованного сырья водой или рециркулируемым пентозным гидролизатом в

I ступень не позволяет получить пентозные гидролизаты с высокой концентрацией сахаров, что отрицательно сказывается на последующих стадиях получения конечных продуктов.

Цель изобретения — улучшение качества целевого продукта и упрощение 50

его очистки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения растФ вора сахаров из пентозансодержащего растительного сырья, предусматриваю- 55 щему предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесей водой, подогрев очищенного сырья

09 1 проточным паром, последующий пентозный гидролиз с подачей пара и отмывку сахаров, на стадии пентозного гидролиза пар подают непрерывно и одновременно осуществляют отбор летучих примесей из реакционной зоны, при этом отмывку образующихся сахаров ведут ступенчато растворами сахаров с уменьшающейся концентрацией.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Предварительно очищенное сырье, в частности стержни початков кукурузы, пропитанные 1,5-2,5 -ным раствором серной кислоты, после подогрева проточным паром обрабатывают при 120130 С в течение 40-90 мин при гидроо модуле 2,0-2,3 с непрерывной подачей острого пара в нижнюю часть гидролизаппарата и отводом отходящих паров из верхней части. При этом пентозаны растворяются, гидролизуются до моносахаридов и переходят в капиллярновпитанную жидкость, образуя пентозный гидролизат с концентрацией сахаров

18-23, а летучие примеси (фурфурол, уксусная, муравьиная кислоты, фенолы и др .), образующиеся в процессе гидролиза,. удаляются с отходящим паром.

После завершения процесса гидролиэа гемицеллюпоз проводят отмывку продуктов гидролиза при атмосферном давлении в 3 ступени растворами сахаров с уменьшающейся концентрацией при гидромодуле в аппарате, равном 4.

При этом за счет остаточного тепла в зоне реакции температура процесса составляет 60-80 С. На первую ступень

О отмывки подают 3,3 гидромодуля раствора Р 1 с концентрацией сахаров в нем 5-7 и отбирают такое же количество (3,3 гидромодуля) готового пентозного гидролизата с концентрацией сахаров 10-12, который идет на дальнейшую переработку. На вторую ступень отмывки подают раствор 9 2 с концентрацией сахаров 3-4Х и отбирают раствор с концентрацией 5-7Х который используется на последующей варке в качестве раствора Ф 1 (см. пример). На третью ступень атмывки подают воду и отбирают раствор с кон-.центрацией сахаров 3-4, который испопьзуется на последующей варке в качестве раствора N - 2. Иодуль подачи и выдачи оборотных растворов воды и гидролизата на всех ступенях отмывки сохраняется постоянным и равным 3,3 гидромодуля. г

34,5

36,4

38,0

10,1

12,3

73,1

82,5

85 0

7,3

9,7

11,0 цветность в ед.Шт.

225,0

180,0,9,9

8,7

13,0

2,2

11,5

1,8

89,0

Пентозы, Х к PB

Фурфурол, Х к PB

90,0

1,3

3 11425

В результате многоступенчатой экстракции достигается максимальная степень отмывки сахаров при наивысшей их концентрации в пентозном гидролизате. Гексозный гидролиз целлолигнина- осуществляют известным способом.

Пример. 6 т абсолютно сухих предварительно очищенных стержней початков кукурузы обрабатывают в течение 1 ч в паровой фазе при гидромоду-1О ле 2,3; концентрация серной кислоты

1,5Х, температуре 125ЭС при непрерывной подаче острого пара в нижнюю часть гидролизаппарата и отборе отходящих паров из верхней части гидролизаппарата. При этом образуется

2340 кг сахаров или 39,0Х от сырья (схема). После завершения процесса гидролиза гемицеллюлоз проводят от.мывку его продуктов при гидромодуле 2б в аппарате, равном 4. Отмывку осуществляют в 3 ступени растворами сахаров с уменьшающейся концентрацией при гидромодуле подачи и отбора, равном 3,3. На первую ступень отмыв- 25 ки подают 20 м раствора ¹ 1, содержащего 1300 кг сахаров при их конВыход пентозных PB от а.с.с. за вычетом поданных сахаров на выделение, Х

Характеристика пентозного гидролизата: сухие вещества, Х доброкачественность, Х концентрация сахаров, Х кислотность (в пересчете на уксусную), X к РВ, минеральная органическая

Зольное вещества, Х к PB

09 4 центрации в нем 6,5Х, и отбирают

20 м готового пентозного гидролизата, содержащего 2160 кг сахаров с концентрацией 10,8Х который идет на дальнейшую переработку. На вторую ступень отмывки подают 20 м раствора ¹ 2, содержащего 600 кг сахаров с концентрацией их, равной 4Х, и отбирают 20 м раствора ¹ 1, содержащего 1300 кг сахаров при концентрации 6Х. На третью ступень отмывки подают 2 м воды и отбирают 20 мз раствора ¹- 2, содержащего 600 кг сахаров с концентрацией ЗХ.

Гексозныи гидролиз осуществляют известным способом.

Так, например, при испытаниях предлагаемого способа с непрерывным выводом летучих примесей из зоны реакции в количестве 0,2 модуля и отмывкой в три ступени в промышленных условиях Краснодарского химкомбината при гидролизе стержней початков кукурузы были получены показатели, приведенные в таблице. Для сравнения здесь приведены показатели известных способов..1142509

Составитель А.Синицын

Редактор Н.Киштулинец Техред А.Бабинец Корректор Н.Король

Заказ 658/26. Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Как видно из таблицы, выход и доброкачественность пентоэных PB и качественные показатели пентозного гидролизата, полученного по предлагаемому способу получения растворов сахаров, значительно выше показателей, получаемых по прототипу.

Кроме того, направив отходящие летучие примеси на конденсацию и ректи- 1О фикацию можно получить до 20 кг фурфурола с одной варки, т.е ° из 6 т; а.с.с. (абсолютно сухих стержней).

Указанный эффект может быть достигнут только за счет осуществления совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения — осуществления пентозного гидролиза при непрекращающейся подаче пара и отборе летучих .примесей. Кроме того, повышение доброкачественности гидролизатов, снижение цветности, содержания органических кислот, фурфурола позволяет на следующих стадиях очистки снизить расход дефицитных материалов — коллактивита H ионообменных смол.