Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих материалов

3(51) С 13 К ЕНКЫЙ КОМИТЕТ ССС ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ГОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ БРЕТЕН Ни П ЕНТУ 5рихск и аэл Ха нцтехарен ш ьств 1949 детел(71) Ироектирунг Хеминик ГмбХ (,ФРГ)(56) 1. Авторское свВ 86626, кл. С 13 К2. Тоуаав М., ОцаргойцсСхоп 1 гоа адисмавСез Ьу аассЬагГТцсЬойегша чгйе сепо 1 ап 1 В 1 1 ц 8 Яупр1975 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫИЗ ЦЕЛЛЙЛОЗОСОДЕРШ(ЦИХ ИАТЕРИАЛОВ,предусматривающий измельчение сырья,его предварительную обработку раствором щелочи с последующим ферментативным или кислотным гидролиэом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения выхода глюкозы,перед обработкой раствором щелочи насырье действуют острым паром притемпературе 160-210 С и давлении6-20 ати в течение 5-240 мин, приэтом концентрация раствора щелочисоставляет 0,2-1,0.Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения глюкозы из целлюлоэосодержащихматериалов.Известен способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего материала, предусматривающий измельчениесырья перед гидролизом 11,Известен также способ полученийглюкозы из целлюлозосодержащих мате.риалов, предусматривающий иэмельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с. последую.щим ферментативным или кислотнымгидролизом 2 .По известному способу обработку 15ведут 1-4-ным раствором щелочипри температуре 100-120 ОС. При этомвыход сахаров составляет 9,4-13,6.Цель изобретения - повышение вы,хода глюкозы. 20Укаэанная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияглюкозы из целлюлозосодержащих мате"риалов, предусматривающем измельчение сырья, его предварительную обработку раствором щелочи с последующимФерментативным или кислотным гидролизом, перед обработкой раствором щелочи на сырье действуют острым паромпри температуре 160-210 С и давлении6-20 ати в течение 5-240 мин,приэтом концентрация раствора щелочисоставляет 0,2-1,0.Способ осуществляют следующимобразом.В качестве сырья используют различ-, З 5ные растительные целлюлоэосодержащиематериалы, например древесину лиственных пород, солому, багассу, зерновуюшелуху, остатки кукурузных початков,маисовую солому и т.д. Сырье подвергают обработке паром под давлением.Обработку проводят в течение 5-240 мин,причем время обработки зависит оттемпературы.Процесс обработки сопровождается 45образованием уксусной кислоты, которая оказывает благоприятное воздействие на подготовку сырья. Если впроцессе образуется мало уксуснойкислоты, то целесообразно добавлятьоколо,б кислоты. После пропаривания сырья осуществляют обработкущелочным раствором, которую можно про- .:водить в несколько стадий.Выщелачива.ние проводят сразу после обработкипаром под давлением, так как горячее 55сырье нагревает щелочной раствор.Выщелачивание целесообразно осуществлять по противоточному принципу.Полученный после выщелачивания остаток, представляющий собой валокнистое вещество, промывают водой иподвергают кислотному или Ферментатмвному гидролнзу. Поскольку полученное волокнистое вещество практически содержит, кроме лигнина,только цел-,65 люлозу, при гидррлизе образуется только глюкоза.П р и м е р 1. 400 г древесиныдуба в виде воздушно-сухих. щепок,обрабатывают Паром в лабораторномрафинере фирмы "Дефибратор А.Г."7 мин при 190 С и под давлением12 ати, затем измельчают,Полученное влажное волокнистоевещество вымывают 4 л воды иэ дефибратора и промывают на сите.Непосредственно после этого промытый и отпрессованный волокнистый материал суспендируют в 5 л 1-ноговодного раствора гидроокиси натрияпри комнатной температуре, Через30 мин материал. фильтруют, промывают водой, разбавленной кислотойи снова водой, Выход волокнистоговещества составляет 66 в расчетена примеуенное количество древесины.Полученный после обработки материал подвергают кислотному гидролизу.К 300 мг волокнистого материаладобавляют при охлаждении 3 мл концентрированной серной кислоты; Кассувыдерживают 60 мин, разбавляют 84 млводы и нагревают 60 мин при 120 С.После обработки растворы содержат70 глюкозы в расчете на вес волокнистого вещества.П р и м е р 2. Древесину березыподвергают обработке, как описанов примере 1, но время обработкипаром составляет 80 мин и используют 0,5-ный раствор щелочи. Полученный после обработки материал подвергают Ферментативному гидролизу.К 200 мг волокнистого веществадобавляют 25 мг продукта, полученного в результате диализа и последующей сублимационной сушки иэ ферментного препарата ,"ОпогцЫа вв"(А 11 амарал Восйейпса 1 в Со,БхвЬпоЫуа, Япония) 5 мл .0,1 М натрийацетатного буфера с рй 4,8 и выдерживают в закрытых колбах Эрленмейера при 46 С на водяной бане при встряхивании. Выход глюкозы 81.П р и м е р 3. Способ осуществляют согласно примеру 2, но в качестве исходного сырья используют солому пшеницы. Выход глюкозы - 66от волокнистого вещества,Полученный после Ферментативнойобработки остаток содержит после полного гидролиэа менее 10 углеводов .в расчете на примененное количествоволокнистого материала, причем этоколичество составляет ксилоза, а глюкоза содержится в очень малом количестве., Следовательно, целлюлозаволокнистого вещества в результатеферментативного гидролиза почтиполностью превращается в глюкозу.П р и м е р 4. 200 г березовойдревесины в виде щепы обрабатываютпаром под давлением 20 ати и темпе1072816 10 Составитель Т.МелентьеваРедактор Н.Стащиюина Техред Л.ПилипенкоКорректор И.МускаМ Ф Ф Заказ 167/55 Тираж 375. ; , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратуре 210 е 5 мин, затем измельчают.как .в примере 1) и обрабатывают0,2-ным растэором щелочи. Выходволокнистого вещества 69. После кислотного гидролиэа выход глюкозы составляет 53,.4 в расчете . на вес волокнистого вещества или 36,9 в расчете на абсолютно. сухую использованную древесину,П р и м е р 5; Способ осуществляют согласно примеру 4, но темпе ратура обработки составляет 160 О давленые 6 ати, время обработки 4 ч,После кислотного гидролиэа выход глюкозы 56,6 в расчете на абсолютно сухое волокнистое вещество.После 4 ерментативного гидролиэа выход глюкозы 58,2 в расчете на абсолютно:сухое волокнистое вещество.Таким образом, предлагаеьЫй способ получения глюкозы иэ целлюлоэородержащих материалов пбзволяет поручать глюкозу с хоре;зим выходом.