Способ получения сахаров

Союз Соаетскитт Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111 765362(22) Заявлено 310578 (21) 2657062/28-13с присоединением заявки Мо(51) М, Кл,С 13 К 1/02 Госуларственный комитет СССР ио лелам изобретений и открытий(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРОВ 2 25 ЗГ Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу получения сахаров, получаемыхпри гидролизе разбавленной сернойкислотой пентозансодержащего сырьяхлопковой шелухи и кукурузной кочерыжки, используемых в производствекристаллического ксилита, ксилитана,дрожжей. 1 ОВ настоящее время особое значениеприобретает производство кристаллического ксилита, применяемого для пищевых и медицинских целей, получаемого при комплексной переработкехлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки по технологической схеме,включающей облагораживание сырья,пентозный гидролиэ с образованиемрастворов пентоз для производстваксилита и далее гексозный гидролиэдля получения растворов сахаров,перерабатываемых на дрожжи,Переработка растительного сырья по известной схеме гидролиза обеспечивает выход 80 пентозных сахаров от теории, а выход гексозных сахаров не превышает 55 от теории, За последние годы были проведены исследования, направленные на повышение выхода сахаров из пентоэансодержащего сырья, а также интенсификацию процесса облагораживания, пентозного и гексозного гидролиза,Известен способ получения сахаров из хлопковой шелухи и кукурузной кочерыжки разбавленной серной кислотой, предусматривающий смачивание исходного сырья водой и серной кислотой, облагораживание путем экстракции водой с последующим отбором экстракта.и пентознрм и гексозным гидролизом сырья 1.Общее время процессов облагораживания и лентозно-гексозного гидро- лиза 11-12 ч. В связи с тем, что процессы облагораживания и пентозного гидролиэа сырья проводят при непрерывной подаче экстрагента, а затем раствором серной кислоты через слой сырья высотой 10-15 м, ухудшаются условия равномерной обработки. Часть материала обрабатывается экстрагентом, частично загрязненным примесями,или практически экстрактом с различной концентрацией растворенных в нем примесей. Поэтому при пентоэном гидролиэе не обеспечивается достаточно полная степень очистки сырыот примесей, что ухудшает качествопентозного гидролиза. Наряду с этимпри пентозном гидролизе не обеспечивается равномерное распределениекислоты в капиллярах растительнойткани, а также не достигается равномерность температуры гидролиза в отдельных слоях по высоте. Это приводитк увеличению времени пентозного гидролиза и к повышению расхода сернойкислоты,Целью изобретения является повышение выхода сахаров, снижение расходаиспользуемых реагентов, сокращениепродолжительности процесса и тем самым интенсификация процесса получения сахаров.Это достигается тем, что экстракцию.и гидролиз хлопковой шелухи икукурузной кочерыжки ведут раздельно,при этом процессы экСтракции и гидролиза хлопковой шелухи ведут в тристадии каждый: на первой стадии обрабатывают верхний слой, на второй итретьей - соответственно 1/3 и 2/3слоя обрабатываемого сырья в количестве 1,5-2,0 гидромодуля по отношению к массе сырья каждой стадии.Процессы экстракции и гидролизакукурузной кочерыжки проводят соответственно каждый в две стадии: напервой стадии обрабатывают верхнийслой, а на второй стадии - 1/2 слояобрабатываемого сырья в количестве1,5-2,5 гидромодуля к массе сырьякаждой стадии, при этом выведениесахаров ведут из полученных гидролизатов.Предлагаемый способ осуществляютследующим образом.исходное сырье в процессе загруз- ки в гидролизаппарат смачивают раствором 2-30-ной серной кислоты и обрабатывают стационарно водой.Гидромодуль стационарной обработки 2-4, температура 40-120 С. Образовавшиеся соли и другие растворимые примеси выводят из сырья путем пода" чи воды в три стадии по высоте зон обрабатываемого сырья в количестве 1-3 гидромодулей по отношению к весу материала в каждой зоне. ПроцеосЫ облагораживания и пентозного гидроли за проводят перколяционно прямоточнО или противоточно. При этом непрерывно осуществляют снизу отбор объединенного экстракта. Температура экстракцйи 40-120 С. Затем,не прекращая выдачу экстракта, начинают подачу раствора серной кислоты последовательно в три стадии, сначала сверху с непрерывной выдачей пентозного гидролизата снизу, При подаче раствора кислоты вытесняется капиллярно впитанный в сырье пентозный гидролизат. Температура пентозного гидролиза подо держивается в интервале 100-130 С, скорость отбора 1,5-2 гидромодуля за60 65 15ЗО35405055 1 ч. Закончив отбор 3-4 гидромодулей пентозного гидролизата, повышают температуру в зоне реакции от 130 до 190 С и продолжают непрерывный отбор гексозного гидролизата. В результате применения предлагаемого способа продолжительность процесса гидролизаснижается на 30-40, гидромодуль экстракции примесей уменьшается на 30- 50, а расход серной кислоты на 15. При этом выход пентозно-гексозных сахаров повышается до 70-80 от теории. Одновременно при таком способе снижается расход пара и повышается производительность основного оборудования,Предлагаемый способ позволяет на 20 увеличить выработку кристаллического ксилита и дрожжей на действующих заводах при снижении расхода воды на 20, кислоты на 20 и пара на 10. Ориентировочно годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа гидролиза на заводах, перерабатывающих сырье по схеме ксилитксилитан-дрожжи, составит около 90000 руб.П р и м е р 1. Хлопковую шелуху смачивают 10-ным раствором серной кислоты, при этом гидромодуль смачивания 0,3, а температура 20 С. Далеео смоченное сырье обрабатываЮт водой в стационарных условиях при 100 Сов течение 30 мин, после чего осуществпяли перколяционную экстракцию с поочередной подачей экстрагента ( вода). Вначале экстрагент подают на верхний слой сырья, затем на 1/3 высоты и далее на 2/3 его высоты. Количество подаваемого экстрагента 1,5- 1,0 гидромодуля по отношению к массе сырья каждого слоя по высоте. Отбор экстракта осуществляют непрерывно снизу. Температуру экстракции изменяют от 100 до 120 С. Затем по окончании выдачи экстракта поочередно подают раствор кислоты вначале сверху на сырье, а затем на 1/2 и 2/3 высоты слоя сырья. Отбор пентозного гидролизата ведут со скоростью 1,5-2,0 гидромодуля в 1 ч. Температура гидролиза 120 С, концентрация серной кислоты 1,0-1,5.После отбора пентозного гидролизата повышают температуру гидролиза до 150-180 ОС и выдают гексозный гидролизат. Продолжительность процессов облагораживания и пентозного гидролизата снизилась на 30, выход пентозных РВ 23 (повысился на 15), гидромодуль подачи экстрагента снизился с 7,4 до 5,0 (или на 34 ), расход кислоты снизился на 20, расход пара на 10. П р и м е р 2. Кукурузную кочерыжку смачивают 10-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,2, а далее водой при гидромодуле 1,5- 2. При этом температура смачивания водой составляет 80 С. Далее прово765362 Формула изобретения Составитель М.ЛаринаТехред Т.Маточка Корректор В.Бутяга Редактор А.Бер Заказ 6450/28 Тираж 399 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дят перколяционную экстракцию с поочередной подачей экстракта (воды)вначале сверху на сырье, затем на1/2 высоты. Гидромодуль подачи 1,52,5 по отношению к массе сырья каждого слоя по высоте, Отбор осуществляют снизу непрерывно. Далее одновременно с выдачей экстракта подают раствор серной кислоты на пентозный гидролиз с подачей кислоты сверху. После завершения отбора экстракта раствор серной кислоты подаютпоочередно; вначале сверху, а затемна 1/2 высоты слоя сырья. Отбор пентозного гидролизата осуществляют соскоростью 1,5-2 гидромодуля. Температура гидролиза 115-120 фС. Концентрация серной кислоты 0,5-2,0. Далеетемпературу повышают до 150-180 фСи ведут отбор гексозного гидролизата.Продолжительность процессов облагораживания и пентозного гидролизаснизилась на 20, выход общих сахаров 60 от сырья (повысился на 20),расход кислоты снизился на 15. Способ получения сахаров из хлопковой шелухи и кукурузной кочерыжки предусматривающий смачивание исходного сырья водой и серной кислотой,облагораживание путем экстракции водой с последующим отбором экстракта и пентозным и гексозным гидролизом сырья, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения выхода сахаров, снижения расхода используемых реагентов, сокращения продолжительности процесса и тем самым интенсификации процесса, экстракцию и гидролиз хлопковой шелухи и кукурузной кочерыжки ведут раздельно, при этом процессы экстракции и гидролиза хлопковой шелухи ведут в три стадии каждый: на первой стадии обрабатывают верхний слой, на второй и третьей стадиях соответственно 1/3 и 2/3 слоя обрабатываемого сырья в количестве 1,5-2,0 гидромодуля по отношению к массе сырья каждой стадии, а каждый процесс экстракции и гидролиза кукурузной кочерыжки проводят соот ветственно в две стадии: на первойстадии обрабатывают верхний слой, а на второй стадии 1/2 слоя обрабатываемого сырья в количестве 1,5-2,5 гидромодуля к массе сырья каждой ста дии, при этом выведение сахаров ведутиз полученных гидролизатов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9326219, кл. С 13 К 1/02, 1968,