Способ получения активированного гидролизного лигнина

Э вФМВнпчесйЬжаЬеМна:";-,.,ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскня Соцналнстнческнк Республик(22) Заявлено 221277 (21) 2559429/23-04с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 300980,бюллетень Йо 36 С 07 С 1/00 Государственный комитет ССС Р, но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт литейногомашиностроения, литейной технологии и автоматизациилитейного производства(54) СНОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО ГИДРОЛИЗНОГОЛИГНИНА 1Изобретение относится к области переработки побочного продукта гид- ролизного производства - гидролизного лигнина.Известны способы получения акти вированного гидролизного лигнина химическими методами; например путем обработки лигнина кислотой или щелочью и раствором 50-ного хромового ангидрида Ц , Эти способы характе10 ризуются большим расходом реактивов и использованием вредных .для организма веществ.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу яв ляется способ получения активированного гидролизного лигнина путем обработки гидролизного лигнина водным раствором щелочи с введением и одновременным перемешиванием водораство римых органических веществ, например спиртов, альдегидов, кетонов, с последующей нейтрализацией кислотой 12) .Однако этот способ получения ак тивированного гидролизного лигнина также характеризуется большим расходом дорогостоящих реактивов (на активирование 1 кг гидролизного лигнина, кроме щелочи, требуется 5 л эти лового спирта и 300 мл концентрированной уксусной кислоты), а использование.в процессе активированияконцентрированной уксусной кислотыприводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий трудаЦель изобретения - упрощение процесса за счет удешевления активиро-вания гидролизного лнгнина и улучшения санитарно-гигиенических условийтруда.Поставленная .цель достигается эа счет того,что гидролизный лигнин обрабатывают водным раствором щелочи в количестве 3-5 вес.ч. на 1 вес,ч. гидролизного лигнина до рН 6,0-8,0 с последующим введением минеральных солей азота, ФосФора и калия в количестве 0,5-2,0 от веса гидролизного лигнина и накопительной культуры низших грибов;Репс 11 на и 5 рсаг 1 а в количестве 0,0025-0,025 от веса гидролизного лигнина и культивированием низших грибов при аэрации н температуре 18-40"С. Для получения рН 6,0-8,0 в процессе обычно используют щелочь 0,5-1,0-ной концентрацииСледует отметить, что меньшее количество водной фазы не обеспечиваетдостаточного смачивания, необходимого для развития организмов, а большее количество - технически нецелесообразно, так как при этом уменьшается концентрация основного материала - активированного лигнина в продукте производства.При рН 6,0-8,0 создаются оптимальные условия для микробиологическогоактивирования гидролизного лигнина(см.табл.1). Как более кислая, таки более щелочная среда (опыты РР 4 и5) снижают связующие свойства ак. тивированного гидролизного лигнина,измеряемые величиной адгеэии к стеклу, определяемой в соответствии сГОСТ 10772-64.Единственным источником углеродав среде, необходимым для питаниямикроорганизмов, является гидролиз. ный лигнин.В качестве источников минерального питания низших грибов, содержащихся в полученной системе, используютминеральные соли азота, например,ЙН 4 МО, КМОз, йаНОЗ, в количестве0,25-1,25 от веса гидролизного лигнина, соли фосфора, например КНРО 4,КНР 04, суперфосфат в количестве0,15-0,5, и соли каЛия, напримерКН РО 4, КНРО, КНО, в количестве0-Ок 25Оптимальное количество всех солей.составляет 0,5-2,0 от веса исходного гидролизного лигнина см.табл.1большее количество вводить экономически нецелесообразно, так как качество материала при этом больше неповышается, меньшее - не обеспечивает жизненных потребностей микроорганизмов,Далее в гидролизный лигнин послевнесения минеральных солей вносятагенты активации - накопительнуюкультуру низших грибов, приготовленную следующим образом.Низшие грибы родов Реп)с 0 це и. брсага предварительно выращиваютв среде, содержащей воду, 16-33 гидролизного лигнина, 0,25-1,35 минеральных солей азота, 0,1-0,25 минеральных солей Фосфора и 0,15-0,5минеральных солей калия.рН среды . 6,0-8,0Температура культивирования, фС 18-40Время культивирования, сутки 5-10Культивирование низших грибов осуществляется при аэрации путем вэбалтывания на качалкеПриготовленную этим способом накопительную культуру низших грибов вносят совместно со средой, в которой она была выращена, в активируемый гидролизный лигнин.Количество вносимой накопительной культуры составляет 0,00250,025 от веса гидролизного лигнина.Меньшее количество не обеспечиваетдостаточной скорости процесса, большее - нецелесообразно, так как влечет за собой увеличение затрат напроизводство.После внесения накопительной культуры низших грибов последние культивируются также в течение 5-10 сутокпри аэрации (продувка воздухом) итемпературе 18-40 С, которая являет- О ся оптимальной для проведения процесса, При температуре ниже 18 С ивыше 40 оС развитие грибов замедля.ется и прекращается.Аэрация необходима для обеспече ния жизненных потребностей низших,грибов, развитие которых происходиттолько приналичии кислорода воздуха. В анаэробных условиях микробиологический процесс протекает в неблагоприятном направлении, лигнин приэтом не приобретает связующихсвойств.При непрерывном проведении процесса нейтрализация лигнина, внесение минеральных солей, аэрация и отбор готового материала производят .постоянно.Об окончании процесса судят попоявлению у гидролизного лигнинасвязующих свойств, измеряемых величи ной адгезии к стеклу, равной 1,52,5 кг, а также по изменениям в химическом составе этого материала, вчастности по уменьшению содержаниятрудно- и легкогидролиэуемых поли сахаридов и собственно лигнина.В табл. 1 представлена зависимостьсвязующих свойств гидролизного лигнина от способа активирования и отразличных параметров процесса акти вирования: рН содержания минеральныхсолей и низших грибов и .температурыпроцесса культивирования.Исходный гидролизный лигнин, необработанный низшими грибами, связующими свойствами и адгезионной спо собностью не обладает (опыт 14).Нейтрализованный гидролизный лигнин, не обработанный микробиологическим способом (опыт 13), также непроявляет связующих свойств.50 Гидролизный лигнин, активированный известной 2 последовательнойобработкой щелочного раствора лигнинаэтиловым спиртом и уксусной кислотой,обладает мало выраженной связующей 55 способностью (опыт 16) и требуетрасхода значительного количествадорогостоящих веществ. При обработке гидролизного лиг нина по другому известному способу ,(1 (хромовым ангидридом в щелочнойили кислой среде) для придания адгеэионных свойств на 1 кг гидролизного лигнина расходуется 220 г НСй 5 и 1 кг хромового ангидрида (опыт 151.767118 создания рН среды 6,0-8,0, для чеговводят в 1 кг гидролизного лигнина4 л водного раствора щелочи, содержащего 25 г МаОН. Затем вносят минеральные соли (см.табл.1) Пример получения активированного гидролизного лигнина.Исходный гидролизный лигнин, измельченный до размера 4 2,5 мм, обрабатывают водным раствором йаОЙ для Таблица 1 2 0 4 2+ 1,9 + 2,0 0 5 0,0025 1,25 01 7 2 1,25 20 О 2,0,10 гнин беэ микробиологичеекой нейтрализованный гидролизный лиобработки;исходный гидролизный лигнин без микроб огической обработ. ки,+ гидролизный лигнин, активированный путвым ангидридом 1;гидролизный лигнин, активированный путвым спиртом и уксусной кислотой 2 Ъ 8ФФ6 8 2,0 2,0 0,0120,0025 0,0250,00250,0025 обработки хромо- обработки зтило7671 На 1 кг сухого л 12,5 г йН 4 МОэ и 7,5 веса лигнийа).Затем вводят нак ру низших грибов Ре маце и 5 рсага дч стве 0,0025-0,025 ного лигнина. игнина не г кнР 04 ходим 2 от Культивирование грибов проводят в т аэрации на качалке 20 220 С.В табл, 2 предст изменению. физико-хи гидролизного лигнин гическом активирова укаэаннечениеи темпе низшихдней притуре опительнис)агсайаот веса культугедпеполичеролиэавлены данные помических свойства при микробиолонии,Исходгидроный линин 8 8,16 79,80 0 , 0,4 Активированныйгидролизный лигни 63 0,07 11,5,5,ныенчегонизия 1 9225 1968илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Микробиологическая обработка существенно активирует гидролизный лигнин, в результате чего он приобретает связующие свойства, появление которых обусловлено изменениями в химическом составе исходного материала. В результате развития грибов заметно снижается содержание трудногидролиэуеьых полисахаридов, исчезают легкогидролизуемые, снижается содержание собственно лигнина.формула изобретен Способ получения активированног гидролизного лигнина путем обработ гидролизного лигнина водным раство ром щелочи при перемешивании, о т л и ч а ю ш,и й с я тем, что, с це лью упрощения процесса, гидролнзны 0 лигнин обрабатывают водным растворомщелочи в количестве 3-5 вес.ч. на1 вес.ч, гидролизного лигнина дорН среды 6,0-8,0,вводят минеральсолй азота, фосфора и калия в кол5 стве 0,5-2,0 от веса гидролизнолигнина и накопительную культуруших грибов Реп 1 с 1111 цщ и 5 рсага вколичестве 0,0025-0,025 от веса гидролизного лигнина, с последующимкультивированием низших грибов приаэрации и температуре 18-40 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР191, кл. С 07 С 1/00, опублик,2. Авторское свидетельство СС188966, кл. С 07 С 1/00, опубли964 (прототип).