Способ получения растворов моносахаридов

ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 612962 Союз Советскиз Социалистнческнн Реслублин(23) итет Государственнын комитет Совета Министров СССР(45) Дата опубликования описания 16.06.78. В. Новожилов, Е, Д. Гельфанд, Г. ф. Проквин и И. Г. 71) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ МОНОСЛХАРИДОВ Недостаткамисложность технозанные с этим зЦель изобретесахаридов, а таПоставленнаяперед гидролизолисахаридов путщелока через колизу разбавленнми подвергают данного способа являются логии электродиализа и свяачтельные затраты.ея - повысить Выход монокже упростить процесс.цель достигается тем, что и осуществляют сорбцию поем пропускания сульфитного лонку с сорбентом, а гидроыми минеральными кислотаполисахариды на сорбенте,соб гидрол ения в нег нагревания 1,Изобретение относится к микробиологической промышленности, а точнее к способу получения растворов моносахаридов путем гидролиза полисахаридов сульфитных щелоков разбавленными кислотами для последующей 5 переработки их на спирт или кормовые дрожжи.Сульфитные щелоки - это отработанные варочные растворы, образующиеся при получении целлюлозы и полуцеллюлозы из расти тельного сырья в результате варки с сульфитными варочными реагентами.Отработанные сульфитные щелоки (главным образом моносульфитные и бисульфитные) содержат значительное количество по лисахаридов - гемицеллюлоз, олигосахаридов и целлодекстринов, - которые не сбраживаются и не ассимилируются дрожжами при биохимической переработке щелоков, но легко могут быть гидролизованы до моносахаридов, Осуществление дополнительного гидро- лиза полисахаридов сульфитных щелоков (СЩ) представляет значительный интерес для увеличения выработки кормовых дрожжей. 25Известен спо иза полисахаридов СЩ путем введ о серной кислоты и последующего при температуре 100 С и вышеОднако на практике этот способ практического применения не нашел из-за большого расхода минеральных кислот на подкисление СЩ, так как СЩ содержат соли, вступающие во взаимодействие с минеральной кислотой.Известен также способ получения моносахаридов из полпсахаридов сульфитных щелоков путем пдролиза его разбавленными минеральными кислотами и выделения целевого продукта 2, Этот способ предусматривает декатионирование путем электродиализа на ионитовых мембранах, нагрев и выдержку при температуре выше 100 С. При декатионировании кислотность щелока возрастает, а последующее нагревание при повышенной кислотности и температуре вызывает гидролиз полисахаридов СЩ.55 60 65 3При этом в качестве сорбента целесообразно использовать сульфитную небеленую целлюлозу.Для осуществления предлагаемого способапоток сульфитного щелока пропускают черезслой загруженного в колонку сорбента, специально подобранного таким образом, что онизбирательно сорбирует из щелока главнымобразом полисахариды. После насыщениясорбента полисахаридами подачу СЩ прекращают, оставшемуся в аппарате СЩ даютстечь или вытесняют его небольшим количеством воды и через сорбент с поглощеннымина нем полисахаридами пропускают горячийраствор минеральной кислоты, при этом полисахариды растворяются и гидролизуются домоносахаридов, 1 о окончании гидролиза подачу кислоты прекращают, оставшейся кислоте дают стечь либо вытесняют ее небольшим количеством воды и в аппарат вновь подают СЩ для поглощения полисахаридов.Последующий цикл гидролиза может бытьосуществлен с использованием гидролизатаот предыдущего цикла, что способствует экономии кислоты и повышению концентрациисахара в гидролизате,Процесс поглощения полисахаридов сорбентом и удаления их с сорбента обработкойкислотой может осуществляться многократно.С целью повышения эффективности поглощения стадию обработки сорбента СЩ проводятпри 70 в 1 С; гидролиз полисахаридов достаточно легко протекает при температуреоколо 100 С и концентрации минеральнойкислоты (серной, сернистой или соляной) 1 -2%. При температурах выше 100 С гидролизможно проводить при меньших концентрацияхкислоты.Процесс поглощения пол исахаридов сорбентом и их последующий гидролиз можноосуществлять и путем перемешивания сорбента с СЩ на стадии сорбции или с кислотой на стадии гидролиза с последующим разделением путем фильтрования.В качестве сорбента для избирательногопоглощения полисахаридов сульфитного щелока целесообразно использовать целлюлозу,например, сульфитную небеленую. Как показали исследования, сульфитная целлюлозаможет поглощать до 15 полисахаридов поотношению к своему весу,Пример 1. Навеску сульфитной небеленой целлюлозы с Архангельского ЦБК, взятую в количестве 21,4 г в расчете на абсолютно сухое вещество (содержание пентозанов вцеллюлозе 4,6%), загружают в колонку диаметром 35 мм и высотой 200 мм, помещаютв баню с кипящей водой и через колонку непрерывно пропускают 150 мл горячего (около90 С) моносульфитного щелока с Архангельского ЦБК (плотность 1,028 т/м, содержаниемоносахаридов - следы, содержание полисааридных компонентов - 1,69% ), предварительно отфильтрованного от мелкого волокнана сетке Мо 40, со скоростью 100 мл/ч. Сорб 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цию контролируют по убыли показателя окисляемости СЩ в г О/л и по содержанию полисахаридных компонентов (ПК) в щелоке. Количество поглощенной из СЩ органики в г О составляет 2,385 г, а по убыли содержания ПК - 2,05 г.После прекращения подачи СЩ оставшийся в колонке СЩ вытесняют 100 мл воды, затем через колонку пропускают 150 мл горячей (90 С) 2%-ной соляной кислоты со скоростью 100 мл/ч. В пропущенной через колонку кислоте (гидролизате) находится 2,43 г О органических веществ, т. е. несколько больше, чем поглотилось из СЩ. Это расхождение относят за счет гидролиза гемицеллюлозных (легкогидролизуемых) компонентов в сульфитной целлюлозе. Содержание моносахаридов после инверсии, равное 1,89 г, оказалось близким к количеству поглощенных ПК.П р и м е р 2. Через колонку с целлюлозой после завершения процесса в примере 1 пропускают свежий образец моносульфитного щелока в количестве 150 мл за 1 ч, затем все остальные операции повторяют как в примере 1, Количество поглощенной органики составляет 0,945 г О, содержание моносахаридов в гидролизате после инверсии - 0,89 г,П р и м е р 3. Через колонку с целлюлозой пропускают 150 мл моносульфитного щелока в условиях примера 1. Затем пропускают 500 мл воды со скоростью 100 мл/ч, целлюлозу с поглощенными ПК извлекают из колонки и определяют содержание пентозанов, количество которых составляет 14,4 , что подтверждает эффективную сорбцию полисахаридов из СЩ на целлюлозе,Адсорбция ПК моносульфитного щелока целлюлозой происходит за счет образования водородных связей между гидроксильными и карбоксильными группами целлюлозы и ПК.Преимуществом предлагаемого способа является то, что для осуществления его не требуются какие-либо посторонние, отсутствующие на целлюлозных предприятиях материалы, так как в качестве сорбента используют продукт, вырабатываемый самими предприятиями. Учитывая, что сорбент может быть использован многократно, его расход небольшой. Щелок после обработки по предлагаемому способу может быть направлен на регенерацию по обычной технологии. Формула изобретения1. Способ получения растворов моносахаридов из полисахаридов сульфитных щелоков путем гидролиза его разбавленными минеральными кислотами и выделения целевого продукта, отл и чающий ся тем, что, с целью повышения выхода моносахаридов, а также упрощения процесса, перед гидроли. зом осуществляют сорбцию полисахаридов путем пропускания сульфитного щелока через колонку с сорбентом, а гидролизу разбавленными минеральными кислотами подвергают полисахариды на сорбенте.Корректоры: О. Тюринаи Н. Федорова Редактор М. Дмитриева Заказ 1259/13 Изд. Мз 524 Тираж 456 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве сорбента используют сульфитную небеленую целлюлозу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61. Сапотницкий С, А. Использование сульфитных щелоков. М., Лесная промышленность, 1965, с. 125 - 126,2. Авторское свидетельство СССР406873.5 кл. С 12 В 3/10, 191.