ПРИМЕНЕНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА

Основные продумы гидролиза — моносахариды — путем химической или биохимичевкой’ переработки могут быть превращены в целый ряд важных для. народного хозяйства веществ.

Например, при гидрировании гексоз и пентоз водородом под давлением и при повышенных температурах в присутствии никелевого катализа­тора получаются соответствующие многоатомные-еппрты — гекситы и пен- титы, являющиеся полноценными заменителями глицерина, а также имеющие и самостоятельное значение в различных производствах [56- 67].

Получаемый восстановлением глюкозы многоатомный спирт — сор­бит — наше* широкое применение при производстве алкидных смол, в лако­красочном производстве, в кондитерском производстве, при получении витамина С и т. д. Немаловажное^ значение сорбит имеет как пластифика­тор и стабилизатор влагядости. Близок по свойствам к сорбиту ксилит — продукт гидрирования ксилозы.

Перспективным продуктом является соответствующий» галантозе мно­гоатомный спирт — дульцит, полученный недавно с высоким выходом из водорастворимого полисахарида — арабогалантана [68]. Pj Гидрированием укпеводов, а тамке — чекситов и йентитов могут быть получейы и другие многоатомные спирты — глицерин и различные гя-

КО. ТШ.

Дегидратацией пентоз в кислой среде получается гетероциклический альдегид — фурфурол, широко применяемый в производстве пласт масс, синтетических волокон, для селективной очистки масел, смол и т. д.[59]. Большое значение имеют также производные фурфурола, особенно про­дукты его гидрирования и окисления. При гидрировании фурфурола получаются фуриловый спирт — сырье для производства синтетических смол, стойких к кислотам и щелочам, тетрагидрофуриловый спирт — хо­роший растворитель для эфиров целлюлозы, фенольно-альдегидных смол, и ряд других соединений. Из продуктов окисления фурфурола наиболь­шее значение имеют малеиновый ангидрид и малеиновая кислота, кото­рые применяются при производстве многих синтетических смол.

Важную роль в медицине и ветеринарии при лечении различных ин­фекционных заболеваний играют получающиеся на основе фурфурола соединения нитрофуранового ряда (фурацилин, фурацид, фурадонин и др.). Большие работы по синтезу новых препаратов ведутся в СССР Гиллером и его сотрудниками [60].

Ценным сырьем для органического синтеза являются и продукты дегидратации гексоз — оксиметилфурфурол и левулиновая кислота. Мно­гообразие реакций, свойственных оксиметилфурфуролу, как фурановому соединению с альдегидной и спиртовой группами, делает возможным осуществлять на его основе синтез эфиров, диальдегидов, гликолей, ацеталей и целого ряда других веществ, представляющих самые различ­ные классы органических соединений [61> 62, 63]. Высокой реакционной способностью обладает и левулиновая кислота, благодаря чему она может служить исходным сырьем для производства смол, искусственных волокон, медицинских препаратов, растворителей, пластификаторов и т. д. [84’66’6в].

Окислением гексоз и пентоз могут быть получены монокарбоновые и дикарбоновые кислоты. В настоящее время наиболее изучены во­просы производства и применения ксилотриоксиглутаровой кислоты, получающейся окислением ксилозы [67].

Из биохимических методов переработки гидролизного сахара боль­шое значение имеет сбраживание гексоз (глюкозы, маннозы, галак­тозы) [77] до этилового спирта. Брожением, как известно, называется вызываемый микроорганизмами (дрожжевыми и плесневыми грибками, бактериями) распад сахаров с образованием различных конечных про­дуктов. В зависимости от рода конечных продуктов брожение может быть спиртовым, молочнокислым, маслянокислым, лимоннокислым и т. д.

Суммарные уравнения, выражающие распад гексоз при различных процессах брожения, могут быть представлены следующим образом

С6Н1206 —> 2С02 + 2С2Н5ОН — спиртовое брожение, С6Н12Ое —> 2СН3 — СНОН • СООН —молочнокислое брожение, СеН1206 —> 2Н2 + 2С02 + С3Н7 • СООН — маслянокислое брожение, СсН1206-|-30 —> 2Н20 -j — С3Н4ОН(СООН)3— лимоннокислое брожение, 2СсН1206 —» 5С02 -(- 4Н2 -[- С4Н9ОН — J — СН3 — СО — СН3 — ацетобутиловое брожение

И т. д.

В действительности процессы брожения протекают значительно слож­нее, представляя собой целый ряд непрерывно следующих друг за другом превращений. Процессы брожения вызываются органическими катали­заторами — ферментами, вырабатываемыми микроорганизмами.

На гидролизных заводах СССР гексозные сахара сбраживаются до этилового спирта при помощи дрожжей из родов Saccliaromyces И Schizosacharomyces.

Древесные гидролизаты перед брожением подвергаются обработке, способствующей созданию оптимальных условий для жизнедеятельности дрожжей. Подготовка гидролизатов к брожению заключается в нейтрали­зации их известковым молоком до определенной величины рН (4.2—4.5), добавлении соединений азота и фосфора, необходимых для нормальной жизнедеятельности дрожжей, отстаивании от выпавшего при нейтрали­зации гипса и охлаждении до температуры брожения (31—33° С). Сбра­живание такого подготовленного гидролизата — древесного сусла — осу­ществляется непрерывно в батареях бродильных чанов. Этиловый спирт отгоняется из сброженного сусла, укрепляется и очищается от примесей в ректификационных колоннах.

Выделяющийся при брожении в значительных количествах углекислый газ улавливается и используется для получения жидкой углекислоты и сухого льда. Остающиеся после спиртового брожения пентозные сахара используются в качестве питательной среды для выращивания богатых витаминами и белком кормовых дрожжей, применяемых в качестве высоко­ценного дополнительного корма в животноводстве, птицеводстве, зверо­водстве, рыбоводстве и т. д. [®8]. Прп производстве кормовых дрожжей применяются дроя? жи и дрожжеподобные грибки, которые способны усваи­вать не только пентозы, но также и гексозы, поэтому на ряде заводов в технологической схеме отсутствует спиртовое производство, и все са­хара — пентозы и гексозы — используются для выращивания кормовых дрожжей.

Большой интерес представляет возможность использования гидролиз­ного сахара для получения более ценных кормовых продуктов — актино- мицетов, дающих биомассу с высоким содержанием витамина В12 и анти- биотина [®9].

Содержащиеся в гидролизатах органические кислоты, прежде всего уксусная, могут быть выделены в чистом виде [®7], а также совместно с уг­леводами служить сырьем для дрожжевого производства.

Долгое время не находил рационального применения многотоннажный отход гидролизной промышленности — гидролизный лигнин. За послед­ние годы проведен ряд работ, показавших, что из гидролизного лигнииа могут быть получены ценные продукты. Так, путем карбонизации и акти­вации гидролизного лигнина получается активированный уголь [70]; при щелочной обработке гидролизный лигнин переходит в продукт, который может служить усилителем синтетического каучука [71 ]. Нитро — лигнин, получаемый действием разбавленной HN03 На обычный гидро­лизный лигнин, может применяться при бурении нефтяных скважин для понижения вязкости и разжижения загустевающих глинистых раство­ров [7а]. Гидролизный лигнин легко хлорируется при комнатной темпе­ратуре. Продукт хлорирования — хлор-лигнин можно использовать как разжижитель при бурении нефтяных скважин и как заменитель таннидов при извлечении редких элементов из производственных отходов [73]. Представляет интерес принципиальная возможность получения из гидро­лизного лигнина щавелевой и протокатеховой кислот [72]. При конден­сации гидролизного лигнина с фенолом и формальдегидом в присутствии кислых катализаторов образуются фенол—лигнин-формальдегидные смолы, пригодные для получения пульвербакелита и пресспорошков. Использо­вание лигнина позволяет экономить при этом до 30% фенола [74].

ДаЯЪйбМже ксследования дадут возмбжность сказат§Г"ка*?Ье из этих и а 1 г р а Г: л ен (It Г о каЛ" уте я няЬбоЙе вьйтщными для многотоннй/ййбго исполь­зования Гидролизного лиЛйгна.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв