Гидролиз концентрированными кислотами

Несмотря на то, что при гидролизе растительного сырья концентрирован­ными кислотами может быть получен почти количественный выход моноса­харидов, этот способ долгое время не осуществлялся в промышленном масштабе из-за более сложной технологии и необходимости специальных кислотоупорных материалов для изготовления производственной аппара­туры. В настоящее время эти трудности в большей части преодолены: разработаны и проверены на практике варианты технологических схем с регенерацией или повторным использованием кислоты; освоены и по­лучили широкое распространение кислотоупорные покрытия из графита, хастелоя, резины, термопрена, фаолита, фторопласта и т. п. Осахаривание древесины концентрированными кислотами стало благодаря этому ре­альным и экономически выгодным производством.

Наиболее полно изучена в СССР и зарубежных странах технология гидролиза древесины сверхконцентрированной соляной кислотой, в ос­нову которой легли исследования Вилыптеттера, Бергиуса и Хегглунда. По этому методу древесина вначале освобождается от гемицеллюлоз путем предгидролиза 0.5—0.8%-й НС1 при нагревании или 25—38%-й НС1 при нормальной температуре. Удалением гемицеллюлоз облегчается последующее выделение глюкозы в кристаллическом виде. Предгидроли — зат, содержащий 12—15% Сахаров древесины, может быть переработан на кормовые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт. Полученный в ре­зультате предгидролиза целлолигнин подсушивается до влажности 7—8% игидролизуется41%-йНС1 путем последовательного перемещения кислоты черев батарею щщролизаппаратов (диффузоров). С целью получения максимальной коццентрцпк^ рахаров в гидролизате Npi^ Гидролизе осу- ществянегся принцип протр^одока:, рвежая кислота проходит через слой в эйа*й1те" ьнбй степещ} гцщролизовденрцо матер^вда в «хвостовом» дим фузоре, а^гидролизрт направляется в последующ» диффузоры,

Каждый ^з которых содержит менее пщролизованный материал, чем пре­дыдущий., ,Б лголорцрм» диффуздре, откуда отбирается гидролиз н^даль — неЖлчв переработку, МаходитС^Наиболее богатое полн, едхарида1ж сырье. Гидролират, соде^эдагт 20—25 % *-у В о д Or: И приблизительно.30 % НС1.

Регенерация улористрго, водореда осуществляется путем вакууы — Быщц гидролизата и батарейной промывки лигнина в диффузорах. И

Гидролизат цосде отде^ендаЛшоуристого водорода подвергают инвер­сии и. че^ттралцзации.

Сложуоц операцией является выделение кристалличесроц (люкозы из полуаенныхЗчшролизатрв, так как глюкоза плохо кррсталлиеуется в присутствии неглюкозаы^сахаро», солеи", ^коллоидных, веществ. Леглю- козщые сахара почти Nq.Nj,Гостью удаляются в результате предгидролиза а последующая очистка гидродн^атов с помощью ионообменнико^и акч тивйрованного угли обеспечивает значительное Л1Йжение содержания других примесей, затрудняющих кристаллизацию глюкозы. Осуществле­ние этих мероприятий дает возмо^^рсть ^получить глюкозные растворы высокого-качества (содержание глюкозы — 90% от сухих веществ гидро­лизата), вследствие — аего улучшается кристаллизация глюкозы и повыша­ется ее выход [47]. Большое значение имеет такж^ рем ищи кристаллиза­ции, так как глюкоза способна кристаллизоваться в нескольких кристал­лографических формах, из которых не всё, оказываются пригодными для протзводства. Для упрощения процесса получения кристаллическойт^лю- козьГЛ^бепЖым я Люоиным [48] был предважен метод выделения #е в виде кристаллов двойного соединения с яяористым натрием. Благодаря высокой к р и с та л,’ ш ЯНн он F Г Ft Ii* С J 16 с о б 11 О с т и этоЬо соединения меньше называется пшсутствж примесей, что дает возможность отказаться от исщообменной очистщ^ гидролкз^тов. Чистая глюкоза в кристаллическом виде. получа ется путем разложении, кписталлоц, двойного соединения водой-

"При гидролиз^ растительных тканей кон^ентрироваин^й^еррод! кислой той отпадает проблема поир^уэв наде? аных методов защиты аппаратуры от коррозии, так WЈU9J|A Многих узлах технологической схемы может быть применило оборуд^Я^нис из черных медаддов. Однако отсутствие ^Даких — либо прифиншых сцособов регенерации щтслоты затрудняет промышлен — н(If Применение этого метода. Для уде! пеу. текли производства предложены способы вторичного использования отработанной сернор^кислоты (напри­мер, для получения преципитата)й^ли тесщцр смешения сырья с неболь­шим ЯлЖКтвом концентрпрованно^кислоты (при модуле, т. е. отношении веса моногидрата H2S04 К весу абсолютно сухого сырья, равном 0.2—0 6).

Одинцовым и сотр. [49] разработан и цспытар в полуз^водеких условиях метод гидролизу древесины при ядадйостпом модуле 1.5 ^повторным иеполь — зовашпгм серной /пК’.Юти для получения удобрительного и .кормового преципитатов CaETj^^)4 • 2Н20. По этому методу исходно^ сырье с влажно­стью 5—7% (опалки или целлолигнрн, полученный в результате предгид­ролиза древесины, разбавлением ,H2S-04) Тщательно перемешивается с 75—76%3 серн-ой, ^ислотоц^в вал^цеврм гидролизере непрерывного дем ствия при температуре 50° С, в результате черо получается пастообразная масса. Серная кислота, находящаяся в этшР^массе, нейтрализуется апати­том /?гСа5С1(Р04)3• пСа5Г(Р04)3, принем образуется раствор, содержащий углеводы и фосфорную кйслоту, а й остатке — фосфоУпвС и яйгшш. После инвврсшр*1 обесфторивагатя раствора [76] ‘осуществляется н&йтралпВация фосфорной кислоты «ЗЬеетняком — ItpeIfumiTiipoBaiHre.’

{[рецнпитироващ^е ведется в 2 стадии: до рН ■ ‘Зиыпадает удобритель ный преципитат, а от рК = 3 до рН = 6 — кормовой преципитат. Отфильтро­ванный сахарный раствор используется для получения кристаллЧнЛСШй глкжовы: "-Наличие в 1 растворе хлористого натрия позволяет выделять глюкозу через ее двойное воединение. Выход ‘сахара после гидролиза составляет 62—68% от втеа древ^сшпи.

По другому методу, разработанному под руководством Одинцова Г5®’а1], применяемся мштяш кнЯМИ! ‘моду.*!." (0.3), что исключает ‘Ъеобходи мосил вторичного ис4Ю. тН)30вания1серной-к1п;лоты. Выход сахара при этом метод^саставляет 55—57% от вееа древесины»*

Неоднократно предлагались и друтее приёмы оса^йривания дре1&сины, не имеющие Um;A Промышленного значения. Значительный" интерес пред­ставляет метод «вдролиаа разительных отходов безводным фторйстым водородом или фтористо-водородной кислотой концентрацией 80% и более вследствие способности этого реагента быстро растворять полисахариды и возможнооии лрактачески«нолнон регенерации его [й2′ 53]. Значительное ускорение процесса гидролиза достигается при применении вместо сверх­концентрированной соляной йислоты хЛористо-водородного газа. Расход хлористого водорода на гидролиз при этом (0.94 части хлористого водорода на 1 часть древесины) не превышает расхода 41 % НС1 при гидролизе в диф­фузионной батарее [®4]. Резкое снижение расхода жшристого водорода (до 5% от веса растительного сырья) достигается при одновременном раз­моле гидролизуемого материала [55].

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв