PRODUCERE HIDROLIZATĂ. servesc la alimente, furaje și tehnică. produse din culturi nealimentare. materii prime - exploatare forestieră, exploatare forestieră și prelucrarea lemnului (rumeguș, așchii mici, așchii), prelucrarea produselor agricole. culturi (paie, coji de semințe, etc.). Baza producției de hidroliză este hidroliza materiilor prime ale căror produse sunt supuse unui tratament chimic suplimentar. și biochem. prelucrare.
Hidroliza materialelor vegetale. Hidroliza are loc în mod obișnuit în prezența razb. sau conc. minerale și org. to-t, mai puțin frecvent - săruri. dând o soluție apoasă de acid acid. Hidroliza (convertit. Polizaharidele materiei prime în monozaharide) obținut Hidrolizatele (apos Org p riu. B-B, Sec. Arr. Pentoze și hexoze) și lignină (randament aproximativ 30% -Iată și bazat în continuare pe de 1 tonă de materii prime absolut uscate). Deoarece rata și gradul de hidroliză al polizaharidelor afectează dimensiunea particulelor materiilor prime, este măcinat în prealabil.
Hidroliza cu acizi diluați (în bază 0,4-0,7% H2S04) se efectuează la 120-190 ° C și 0,6-1,5 MPa. Avantajele metodei: puteți utiliza materii prime umede și petrece p-TION fără regenerare pentru tine, din cauza consumului mic. Dezavantaje: costuri mari de căldură pentru hidroliză. înseamnă. pierderea de monozaharide datorită descompunerii lor în reacție. zona, contaminarea subproduselor hidrolizate, ceea ce le reduce calitatea. Cu toate acestea, simplitatea procesului a determinat dezvoltarea intensă a acestei metode, care este cea mai importantă din industria de hidroliză a URSS.
Hidroliza prin acizi concentrați (proba principală 30-41% HCI și 70-80% H2S04) conduce la temperaturi de cel mult 60 ° C și atm. presiune pentru a produce hidrolizate care conțin un număr mare de monozaharide și câteva impurități. Cu toate acestea, în acest proces, este necesar să se usuce planta. materii prime, regenerați-vă și folosiți materiale rare pentru a proteja echipamentele împotriva coroziunii.
Condițiile de hidroliză și compoziția produselor formate în acest mod. sunt determinate de prezența în plantă. tesatura din două fracțiuni polizaharidice - ușor hidrolizată (hemiceluloză) și greu hidrolizabilă (celuloză și o mică parte din hemiceluloză); rata de hidroliză a acestuia din urmă în mai multe. de o sută de ori mai puțin. Cu o creștere a temperaturii și a concentrației, rata de hidroliză a polizaharidelor crește.
Hidroliza este crescută. materiile prime sunt inevitabil însoțite de descompunerea monozaharidelor. la care se formează produse secundare nedorite - furfural și hidroximetilfurfural, care la rândul lor se descompun prin formarea de levulină și acid formic. Rata de descompunere a monozaharidelor crește odată cu creșterea r-r. Cu toate acestea, dependența constantelor de rată a hidrolizei materiilor prime (kg) și descompunerea monozaharidelor (kp) pe m-e este diferită: cu cât temperatura este mai mare, cu atât mai multă hidroliză precede degradarea. Reziduul solid după hidroliză (lignină hidrolitică) conține, pe lângă lignină. polizaharide nereacționate.
Modul de proces (t-py, concentrație, durată) este ales astfel t. că gradul de hidroliză a polizaharidelor este de cca. 90%. Când este optim. randamentul monozaharidelor este de 46-50%.
Hidroliza polizaharidelor ușor hidrolizabile se efectuează periodic într-o singură etapă. Datorită raportului mare dintre ratele de hidroliză a materiei prime și descompunerea monozaharidelor, randamentul acestora este aproape de cantitatea cantitativă. În hidroliza polizaharidelor greu hidrolizabile (constantele menționate sunt apropiate unele de altele), gradul de descompunere a monozaharidelor crește substanțial. Prin urmare, valoarea lor maximă. Randamentul într-un proces cu o singură etapă nu depășește 50% din conținutul inițial de polizaharide. Creșterea randamentului de monozaharide se realizează prin utilizarea așa-numitei. hidroliza de percolare. propus în 1926-28 și pus în aplicare în URSS în industrie. (1935). În centrul metodei se află principiul filtrării continue a p-ra k-vă prin instalație. material cu o singură dată. selectarea hidrolizatului. În acest caz, acest rp servește nu numai ca un catalizator. dar și un extractant de monozaharide. care sunt deduse continuu din sfera p-tionului. Faza solidă este încărcată periodic în mașină.
Hidroliza hemiceluloizelor (hidroliza pentozei) și hidroliza de percolare a polizaharidelor greu hidrolizabile (hidroliza hexozelor) se efectuează în hidrolizatori - cilindri verticali. vase de oțel cu sferice. top (pentru încărcarea materiilor prime) și conic. inferior (pentru evacuarea ligninei hidrolitice) de gât. Din interiorul reactorului este căptușită cu metale nemetalice rezistente la acizi. materiale, iar în afara acestuia este izolat. Dispozitivul este echipat cu dispozitive de irigare și filtrare, viteza de filtrare la tine și creșterea productivității.
În timpul hidrolizei, polizaharidele trec în p-p, ceea ce determină o scădere a masei materiei prime spre sfârșitul procesului, în medie, cu 70% și simultan. comprimarea fazei solide. Aceasta complică hidroliza de percolare. deoarece duce la o creștere a nivelului hidraulic. rezistența stratului material și scăderea corespunzătoare a ratei de filtrare la tine. Utilizarea mai completă a capacității dispozitivului, precum și creșterea productivității sale m. realizate cu încărcare continuă a materiilor prime, hrănirea digestorului, selectarea hidrolizatului și descărcarea ligninei.
În URSS și în alte țări (Ungaria, Cehia, Polonia, Cehoslovacia, China, Statele Unite, Franța, Italia, Japonia, Finlanda) în bază. producția hidrolitică. profiluri: drojdie, alcool-drojdie, drojdie furfurală, drojdie de xiloză.
Drojdii și alcool-drojdie de producție. Materia primă pentru producția de drojdii este de foioase (bogată în pentozani) și de lemn de conifere. pentru alcool-drojdie - conifere, în care predomină hexosanii. Produsele vizate sunt biochimice. prelucrarea monozaharidelor - alcool etilic și drojdie furajeră; în care o drojdie pro-ve toate formate în timpul hidrolizei monozaharide (hexoze și pentoze) prelucrate în drojdii și drojdie de alcool de producție-ve pentru a da alcoolul din hexoze. și monozaharidele rămase (în baza pentozei) sunt utilizate pentru cultivarea drojdiei.
Tehnologia de obținere a hidrolizatelor constă în următoarele: operațiuni: impregnarea materiilor prime H2S04. încălzirea cu abur în scopul hidrolizei pentozelor. îndepărtarea din reactor a aerului și a substanțelor volatile (așa-numita suflare), percolarea. spălare cu apă. stoarcerea și descărcarea ligninei hidrolitice. Când reziduul este spălat, continuă filtrarea fazei lichide prin materialul hidrolizabil, dar în loc de apă, este furnizată apă. to-hera extrage lignina în pori și capilare. monozaharide și to-tu. Hidrolizatul de pentoză este răcit în două sau trei etape în evaporatoare succesiv conectate. Presiunea din ele este redusă de la o etapă la alta; din ultimul aparat, hidrolizatul lasă la atmosferă. presiune cu un th-th ok. 100 ° C Vaporii de hidrolizat sunt trimiși la schimbătoare de căldură pentru condensarea și încălzirea apei. mergând la hidroliză. Fractura este îndepărtată din condens prin distilare (a se vedea mai jos).
Parametrii procesului: temperatura 120-150 ° C (hidroliza pentozei) și 150-190 ° C (hidroliza hexozelor), timpul de reacție este mai mare. h (depinde de volumul unității de hidroliză și de viteza de filtrare a r-ra-ului prin materiile prime). Număr de lichide. selectată prin hidroliza de percolare. exprima așa-numitul. modul hidraulic de livrare a hidrolizatului - raportul dintre volumul său și masa materiei prime absolut uscate încărcate în reactor. Optim. Modurile de hidroliză sunt caracterizate de un modul hidraulic de 12-16 m 3 / t.
Hidrolizat hexoza înainte de al hrani pe biohim. Prelucrarea trebuie preparată preliminar pentru a elimina impuritățile conținute în ea. Acesta din urmă sau nu este utilizat de microorganisme - producători de alcool etilic și drojdie de nutreț. sau inhibă capacitatea lor de a trăi (dextrine - produse de hidroliză incompletă a polizaharidelor sunt suspendate în Insulele -. lignină și produse rășinoase particule aldegidyfurfurol, hidroximetilfurfuralul, formaldehidă Ser lignohumic coloid complex în Insulele, nek- org-vă ...). Prepararea hidrolizatului include mai multe. pași: inversiune (hidroliza) dextrinelor la monozaharide (înmuiere la presiune atm și 100 ° C și o presiune de 0,1 MPa cu mai mare T-D.) în spec. Aparate de neutralizare hidroxid de Ca și apă de amoniac până la pH 4,0-5,6, purificarea particulelor suspendate în bazinele de decantare și de la ei dăunătoare impuritățile de coagulare după răcirea la 33-37 ° C, adsorbție carbon activat și purjare a aerului.
În producția de alcool-drojdie se cheamă hidrolizatul care intră în procesare. mustului de bere. Monozaharidele (hexoză) care intră în compoziția sa fermentează disulfura. rase de drojdie. Produsul rezultat (preparat) care conține 1-2% alcool etilic. concentrat prin rectificare. Randamentul alcoolului de 94-96% este de 150-180 litri (a se vedea și alcoolul etilic).
Hidrolizatul de la- include nefolosită în timpul fermentației alcoolice a pentoză și org. la tine (așa-numitul bard), este îndreptată spre drojdie de furaj în creștere. În cazul producției pure de drojdie, toate hidrolizatele obținute sunt utilizate pentru cultivarea drojdiilor, al căror randament este de până la 220 kg (a se vedea și furajele de drojdie).
Producția de drojdie furfurală. Sunt utilizate două metode de preparare a furfuralului. direct și din vaporii fracțiunii de auto-evaporare a hidrolizatelor. Prima metodă este de irigare și impregnarea bogate-pentozani materii prime (știuleți de porumb, ovăz, bumbac și coji de orez, coji de floarea-soarelui, lemn de esență tare) în încălzirea acestuia până la 160-170 ° C cu abur și placenta. purjarea-le timp de 2-3 ore. În aceste condiții, hemiceluloza conținute în materia primă sunt hidrolizate la pentoze. să-și secoleze în continuare prin deshidratare în prezență. catalizatori (k-t) convertiți. în furfural. Acesta din urmă, amestecând cu vaporii de apă. este eliminat în sistemul de condensare. Selecția continuă a furfuralului în reacție. zona reduce gradul de descompunere. Condensul conține 3-4% furfural și 1-2% org. la-t. Reziduul după distilarea furfurol (tsellolignin) supuse percolare cu hidrolizatul formarea hexoze de la- drojdiei produse furajere.
Cu a doua metodă, furfuralul este produs în plante de drojdie alcoolică, extras-o prin rectificare (în cantitate de 0,2-0,4%) din condensatul fracțiunii auto-evaporate a hidrolizatului de pentoză. Marfa furfural prin ambele metode se obține prin rectificare. Producția de furfural la prima metodă este de până la 60-100 kg, a doua - 5-6 kg.
Producția de xiloză și drojdie. Ca materie primă pentru producerea de xiloză, se utilizează șobolani. deșeuri (ovăz și coji de bumbac, știuleți de porumb), în pentozani k-ryh dominat (xilan) și conține min. numărul de mineri. și org. impurități. Pentru a le elimina brut, pre-udată un tratat cu apă fierbinte. Procesul se desfășoară în două etape. In prima percolarea hidroliza pentoză este efectuată la 140 ° C, care împiedică hidroliza celulozei. Prelucrarea hidrolizatului include clarificarea carbonului său activ. Branch-suspendate într-o decantare și filtrare și inversarea leafminer de ioni de purificare de schimb. și org. impurități evaporare r-ra și izolarea xiloză prin cristalizare (300 kg). postnatal. hidrogenarea xilozelor a dat cristalinitate. xilitol (până la 125 kg). În a doua etapă a reziduului obținut după hidroliză - tsellolignin prelucrat în același mod ca în producție-ve furfurol. A se vedea și Dendrochimia.
===
App. literatura de specialitate pentru articolul "PRODUCȚIA HIDROIZIZATĂ". Sharkov VI I. Kuibina N. I. Chimia hemiceluloizelor. M. 1972; Tehnologia industriilor de hidroliză, M. 1973; Korolkov II Hidroliza de percolare a materiilor prime vegetale, 2 ed. M. 1978. E. S. Sapotnitsky.
Pagina "PRODUCȚIA HIDROLIZATĂ" a fost pregătită pe baza materialelor encyclopediei chimice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: