Способ получения раствора сахаров из пентозансодержащего растительного сырья

(19) (11) 509 3 К 1/02 4(5 БРЕТЕН ПИСАНИЕ ЬСТВУ аева,.А.Глазев ал Всесоского и ве ство СССР1980.во СССР1979. АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИД(56) 1. Авторское,свидетелВ 859449, кл. С 13 К 1/02,2. Авторское свидетельсУ 83412, кл. С 13 К 1/02,(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРАСАХАРОВ ИЗ ПЕНТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающийпредварительные очистку его сернойкислотой и экстракцию примесей водой,подогрев очищенного сырья проточнымпаром, последующий пентозный гидролиз с подачей пара и отмывку сахаров,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения качества целевогопродукта и упрощения его очисткй,на стадии пентозного гидролиза парподают непрерывно и одновременно осуществляют отбор летучих примесей изреакционной эоны, при этом отмывкуобразующих сахаров ведут ступенчаторастворами сахаров с уменьшающейсяконцентрацией.1 11425Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к способу получения растворов сахаров методом гидролиза пентозансодержащегосырья, и может быть использовано дляпроизводства кристаллического ксилита, кормовых дрожжей и этиловогоспирта.Известен способ получения сахаровгидролизом пентозансодержащего сырья, 1 Опредусматривающий разделение процесса гидролиза на несколько стадий;пропарка, ввод кислоты, гидролиз,экстракция, которые осуществляются вотдельных непрерывно действующих аппаратах 1,Однако известный способ из-за многостадийности процесса, а также проведения каждой стадии в отдельном аппарате является сложным и не позволяОет получить растворы сахаров требуемой доброкачественности.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сахаров из пентозансодержащегорастительного сырья, предусматривающий предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесейводой, подогрев очищенного сырья про-ЗОточным паром, последующий пентозныйгйдролиз с подачей пара и отмывку сахаров 2 .Однако отсутствие постоянного отбора летучих примесей в течение всей35пентозной варки приводит к их распаду и конденсации с сахарами в зонереакции, что дает увеличение цветности и снижение доброкачественностипентозных гидролизатов.Кроме того, промывка прогидролизованного сырья водой или рециркулируемым пентозным гидролизатом в1 ступень не позволяет получить пентозные гидролизаты с высокой концентрацией сахаров, что отрицательносказывается на последующих стадияхполучения конечных продуктов. Цель изобретения - улучшение качества целевого продукта и упрощение 50 его очистки.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения растФвора сахаров из пентозансодержащего растительного сырья, предусматриваю щему предварительные очистку его серной кислотой и экстракцию примесей водой, подогрев очищенного сырья 09 1проточным паром, последующий пентозный гидролиз с подачей пара и отмывку сахаров, на стадии пентозного гидролиза пар подают непрерывно и одновременно осуществляют отбор летучихпримесей из реакционной зоны, приэтом отмывку образующихся сахаров ведут ступенчато растворами сахаров суменьшающейся концентрацией.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Предварительно очищенное сырье, вчастности стержни початков кукурузы,пропитанные 1,5-2,5 -ным растворомсерной кислоты, после подогрева проточным паром обрабатывают при 120130 С в течение 40-90 мин при гидроомодуле 2,0-2,3 с непрерывной подачейострого пара в нижнюю часть гидролизаппарата и отводом отходящих паровиз верхней части. При этом пентозанырастворяются, гидролизуются до моносахаридов и переходят в капиллярновпитанную жидкость, образуя пентозныйгидролизат с концентрацией сахаров18-23%, а летучие примеси (фурфурол,уксусная, муравьиная кислоты, фенолыи др.), образующиеся в процессе гидролиза удаляются с отходящим паром.После завершения процесса гидролиэагемицеллюпоз проводят отмывку продуктов гидролиза при атмосферном давлении в 3 ступени растворами сахаровс уменьшающейся концентрацией пригидромодуле в аппарате, равном 4.При этом за счет остаточного тепла взоне реакции температура процессасоставляет 60-80 С. На первую ступеньОотмывки подают 3,3 гидромодуля раствора Р 1 с концентрацией сахаров внем 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 У 2 сконцентрацией сахаров 3-4 . и отбирают раствор с концентрацией 5-7 .,который используется на последующейварке в качестве раствора В 1 (см,пример). На третью ступень атмывкиподают воду и отбирают раствор с кон-центрацией сахаров 3-4 , который испопьзуется на последующей варке в качестве раствора Р 2. Иодуль подачи ивыдачи оборотных растворов воды игидролизата на всех ступенях отмывкисохраняется постоянным и равным 3,3гидромодуля,гВыход пентозных РВ а.с.сахаро за вычетом поданна выделение, 7 4,6 3 73,1 82,80,0 9,9 13, 2,2 аническа а, ЕкР ольное веще ентозы, 7 90 9,фурол, Ж к В 3 11425В результате многоступенчатой экстракции достигается максимальная степень отмывки сахаров при наивысшей их концентрации в пентозном гидролизате. Гексозный гидролиз целлолигнинаосуществляют известным способом,П р и м е р. 6 т абсолютно сухих предварительно очищенных стержней початков кукурузы обрабатывают в течение 1 ч в паровой фазе при гидромоду д ле 2,3; концентрация серной кислоты 1,57., температуре 125 ЭС при непрерывной подаче острого пара в нижнюю часть гидролизаппарата и отборе отходящих паров из верхней части гидролизаппарата. При этом образуется 2340 кг сахаров или 39,0 Ж от сырья (схема). После завершения процесса гидролиза гемицеллюлоз проводят от.мывку его продуктов при гидромодуле 2 б 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- д ки подают 20 м раствора У 1, содержащего 1300 кг сахаров при их конХарактеристика пентозногоролизата: сухие вещества, 7доброкачественность, Жконцентрация сахаров, 7цветность в ед.Шт. ислотность (в пересче а уксусную), Х к РВ .минеральная 09 4центрации в нем 6,57, и отбирают 20 м готового пентозного гидролизата, содержащего 2160 кг сахаров с концентрацией 10,8 Х, который идет на дальнейшую переработку, На вторую ступень отмывки подают 20 м раствора У 2, содержащего 600 кг сахаров с концентрацией их, равной 4 Х, и отбирают 20 м раствора У 1, содержащего 1300 кг сахаров при концентрации 6 Е. На третью ступень отмывки подают 2 м воды и отбирают 20 мз раствора У 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.СиницынРедактор 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, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 Как видно из таблицы, выход и доброкачественность пентоэных РВ и качественные показатели пентозного гидролизата, полученного по предлагаемому способу получения растворов 5 сахаров, значительно выше показателей, получаемых по прототипу,Кроме того, направив отходящие летучие примеси на конденсацию и ректи О фикацию можно получить до 20 кг фурфурола с одной варки, т.еиз 6 т;а,с.с. (абсолютно сухих стержней). Указанный эффект может быть достигнуттолько за счет осуществления совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения - осуществленияпентозного гидролиза при непрекращающейся подаче пара и отборе летучих.примесей, Кроме того, повышение доброкачественности гидролизатов, снижение цветности, содержания органических кислот, фурфурола позволяет наследующих стадиях очистки снизитьрасход дефицитных материалов - коллактивита н ионообменных смол.