Способ получения гидролизата из растительного сырья

ОЮЭ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 5)4 С 13 К 1/О 16 ЕЛЬСТВУ(54) (57) С ТА ИЗ РАСТ сматривающ растительн кислотами, тем, что, да минерал выхода цел ПОСО ИТЕЛ ий п ого о т 35. Бюл. Н 28ин, Н.Г.Рубин.Ю.ухарова,В.В,Безденеж ный с ц ьны еличени сло на я евог а, пр сырья го качес тельног щеннои ергнчт ически очельно подой обрабо ьство ССС 1971. гидролиз ая промышке в эл охимиче том элек иологиче Ууществ- Ж ере ки очищ хкамерн ляют в дву с использо бельтинг п анионообме мембран в ности тока зическои ванием в олихлорв нных и к течение 0,5-5,0 иниловои тканиатионообменных20-120 мин и плА/дм 2 ..2,тОСУДАРОТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВ(56) 1. Авторское свидетеМф 382597, кл. С 13 К 1/О2. Нарнов В.И. Технологиных производств. М,: Лесленность, 1973, с. 68,3. Герасимов Я.И. Курс фхимии. М.: Химия, 1973,с. 362, 583. ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗА"ОГО СЫРЬЯ, предуколяционный гидролиз ырья минеральнымил и ч а ю щ и й с яью уменьшения расхо одукта и улучшени есс гидролиза рассуществляют биоловодой, предварий электрохимичесектролизере, при скую обработк нной воды осм электролизкачестве диафрагмИзобретение относится к гидролизной и микробиологической промышленности, в частности к способуполучения гидролизата из растительного сырья, и может быть использовано для производства дрожжей и спирта,Известен способ получения гидролизата из растительного сырья путемгидролиза растительного сырья разбавленными минеральными кислотами под .1 Одавлением И,23,Недостатками указанного способаявляются значительный расход кислоты и низкий выход продукта,Наиболее близким к изобретению 15техническим решением является способполучения гидролизата из растительного сырья, предусматривающий перколяционный гидролиз растительногосырья минеральными кислотами 1 53, жНедостатком указанного способаявляется большой расход концентрированной серной кислоты и относительнонизкий выход сахаров, средний расходсерной кислоты составляет около300 кг на 1 т дрожжей,Целью изобретения является уменьшение расхода минеральных кислот,увеличение выхода целевого продуктаи улучшение его качества, 30Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения гидролизата из растительного сырья,предусматривающему перколяционныйгидролиз растительного сырья минеральными кислотами, процесс гидролиза осуществляют биологически очищенной водой, предварительно подвергнутой электрохимической обработкев электролизере, при этом электрохимическая обработка биологическиочищенной воды осуществляется в двухкамерном электролизере с использованием в качестве диафрагм бельтингперхлоривиниловой ткани, анионообменных,и катионообменных мембранв течение 20-120 мин и плотноститока 0,5-5,0 А/дм,Способ осуществляют следующимобразом. 50Растительное сырье (древесноесырье или отходы сельскохозяйственного производства) подвергаетсяпроцессу гидролиза. В качествеварочной кислоты используется биолргически очищенные сточные воды (БОВ),прошедшие предварительную электрохимическую обработку в двухкамерном электролизере, Электролизер разделен диафрагмой на два отделения.При пропускании постоянного электрического тока через водные системыу катода происходит подщелачиваниераствора, а у анода - подкисление.В электролизере, разделенном диафрагмой, имеет место электропереносионов растворенных солей. От катода к аноду электрические зарядыпереносятся ионами ОН и другими,от анода к катоду ионами Н и другими катионами. Наличие определенного вида анионов и катионов зависитот состава растворенных солей, присутствующих в БОВ.В результате электрохимическойобработки биологически очищеннойсточной воды рН БОВ в анодной камере 1,5-2,0,Способ поясняется следующимипримерами,П р и м е р 1 (прототип). Предварительно измельченное сырье загружается в автоклав. Одновременно с загрузкой сырья в аппарат подают варочную смесь - водный раствор 0,57НБО . Модуль обработки 15. Герметично закрытый автоклав помещаетсяв предварительно нагретую глицериновую баню Гидролиз содержимого автооклава осуществляется при 170 С ипродолжительности обработки 2 ч.После гидролиза автоклав охлаждают,а содержимое переносят на бюхнеровскую воронку, на которой происходитотделение твердого (непрогидролизованного) осадка от фильтрата, Осадок промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции, В фильтрате определяют РВ, кислотность,сухой остаток, фурфурол и другие компоненты,1Выход РВ в результате одностадийного гидролиза составляет 157.П р и м е р 2. Способ осуществляется аналогично контрольному опыту. В качестве варочной смеси используется биологически очищеннаясточная вода (БОВ), предварительнопрошедшая электрохимическую обработку в электролизере. Электрохимическая обработка БОВ осуществляетсяв электролизере, разделенном на двечасти диафрагмой. В качестве диафрагмы желательно использовать диафрагмы, избирательно пропускающие только катионы или анионы, т.е. анионо.(МАи МК).В качестве анода использовалсятитан, покрытый окисЬю рутения,катода - листовая нержавеющая сталь,диафрагма - бельтинг.Процесс электрохимической обработки осуществляется при следующихусловиях - плотность тока 5,0 А/дм,время обработки 20 мин. Гицролизосуществляли следующим образом.Предварительно измельченное сырье загружали в автоклав. Одновременнос загрузкой подавали варочную кислоту - БОВ, предварительно прошедшую электрохимическую обработку методом электродиализа и отобраннуюиз анодной камеры. Гидромодуль обработки 15. Герметично закрытый автоклав помещали в предварительно нагретую глицериновую баню. Гидролизосуществляли при 170 С и продолжиотельности обработки 120 мин, Послегидролиза автоклав охлаждали, содержимое переносили на бюхнеровскую 35воронку, на которой происходило отделение твердого (непрогидролизованного) осадка от фильтрата. Осадокпромывали дистиллированной водой, до нейтральной реакции. В фильтратеопределяют РВ, кислотность, фурфурол,оксиметилфурфурол. Выход РВ составляет 18,27.1П р и м е р 3. Способ осуществляется аналогично примеру 2. Условияэлектрохимической обработки: плотность тока 5,0 А/дм, время обработки 30 мин. Выход РВ составляет 19,3 Е,П р и м е р 4. Способ осуществляется аналогично примеру 2. Условия 4 Оэлектрохимической обработки; плотность тока 0,5 А/дм, время 60 мин,Выход РВ 17,0 Е.П р и м е р 5. Способ осуществляется аналогично примеру 2. Условия 45электрохимической обработки: плотность тока 0,5 А/дм, время 120 мин.Выход РВ 19,3 Ж.Данные, характеризующие предлагаемый способ и его отличия от протоОтипа приведены в таблице. Сравнениекачества гидролцзатов по основнымхарактеристикам, представленным в таблице,.позволяет сделать выводо том, что использование БОВ предварительно подвергнутой электрохимической обработКе, в качестве варочнойсмеси, дает воэможность получить гидролизаты с более высоким содержаниемРВ и меньшим количеством примесей,чем в прототипе. Кроме того, в отличие от прототипа, серная кислота нерасходуется.Из-за специфики технологии гидролизного производства состав БОВ,с точки зрения содержания солей,представляет собой сложную многокомпонентную смесь, в которой могут4присутствовать такие катионы как Са,К , Ба , Мр , Мп , Ре и др., а такжеациоцы БО , С 1 , НО, Н РО, и т.д.В растворе оци могут находитьсяв виде таких солей, как СаБО 4, МЯО,КС 1, Еа С 1, Иа ВО , К КО, Са (Н РО )МК(Н,рРО ) э (1 Н 4)г ЯО, и т.д Приэлектролизе к аноду будут переноситься аниоцы С 1 , БО, , МО , и т.д,На аноде будет выделяться кислороди образовываться кислота (НС 1, НЯО,НИО, Н 1 РО и т.д.) пропорциональноколичеству выделившегося кислорода.Одцовремеццо катионы переносятсяв катодцое пространство. На катодевыделяется водород и щелочь (КОН,МаОН, Са(ОН) и т.д,Таким образом, в процессе электро- химической обработки (электродиализа) БОВ из ацодной камеры мы отбираем водный раствор таких кислот как НС 1, НБО, И РО , НЮНаибольшей каталитической актив цостью обладает соляная кислота к=1, у серцой кцслотык =0,53, а у фосфорной к=0,062. Азотная кислота при низких температурах имеет каталитическую активность, близкую к активности соляной кислоты, а при высоких температурах - значительно меньшую к,=-0,26, Последнее связано с уменьшением концентрации кислоты в растворе за счет разложения ее до окислов азота, Таким образом, при электро- химической обработке БОВ следует учитывать только образование серной и соляной кислот.1169992 оказатели Состав по пример 2 звестный Условия гидролиза температура обработк 170 17 17 17 120 120 1207. Н 0,1 э/о БОВ э/о БОВ ремя обработки, ми/о БО э/о БОВ Варочная смесь 2,1,7 1,75 Условия э ектрообработки ть тока, А/дм 5,0 отн 20 емя, мин Характеристика выход РВ от идролизатседеЖ 15,0 18,3 7,0 110 52 1120 цветность,Х 2,3 4 2,0 08 Оэ 1 0,17 7. 0,4 минеральная кислотнос О,0,27 7. О 58 О,аническая кислотнос Ов 27 Оэ 24 22,06 оксиметилфурфурол,4674/23 Тираж 364ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушская на Подписнта СССРтийб д. 4/ За ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,Составитель А.Синицынтор М.Недолуженко Техред А.Бабинец Корректор Л.Бескид