PL110696B1 - Method of obtaining glucose from plant raw materials containing cellulose - Google Patents

Method of obtaining glucose from plant raw materials containing cellulose Download PDF

Info

Publication number
PL110696B1
PL110696B1 PL1977199762A PL19976277A PL110696B1 PL 110696 B1 PL110696 B1 PL 110696B1 PL 1977199762 A PL1977199762 A PL 1977199762A PL 19976277 A PL19976277 A PL 19976277A PL 110696 B1 PL110696 B1 PL 110696B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
glucose
carried out
raw materials
leaching
weight
Prior art date
Application number
PL1977199762A
Other languages
English (en)
Other versions
PL199762A1 (pl
Inventor
Hans H Dietrisch
Michael Sinner
Fritz Opderbeck
Karl H Brachthaeuser
Original Assignee
Projektierung Chemische Verfahr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Projektierung Chemische Verfahr filed Critical Projektierung Chemische Verfahr
Publication of PL199762A1 publication Critical patent/PL199762A1/pl
Publication of PL110696B1 publication Critical patent/PL110696B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002Xylose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób otrzymywania glikozy zn surowców roslinnych za¬ wierajacych celuloze, rozwlóknionych przy uzyciu pary i cisnienia.Znane jest rozwlóknianie surowców zawieraja¬ cych celuloze w celu otrzymania i przetwarzania produktów, zawartych w tych surowcach, a zwlasz¬ cza w drewnie. W zaleznosci od rodzaju pozada¬ nych produktów, stosuje sie rózne sposoby roz¬ wlókniania. Zazwyczaj dotyczy to sposobu rozwlók¬ niania z zastosowaniem chemikalii, pod których wplywem nastepuje rozluznienie wiazania scian ko¬ mórek, albo rozpuszczenie substancji upajajacych.W ten sposób uzyskuje sie po rozdrobnieniu celulo¬ ze o strukturze wlóknistej, która w tej postaci mozna stosowac jako surowiec na przyklad do pro¬ dukcji plyt, papieru itd.W zaleznosci od warunków rozwlókniania, usu¬ wa sie substancje towarzyszace celulozie, uzyskujac czysta celuloze do dalszej przeróbki, na przyklad na sztuczny jedwab, ciete wlókno celulozowe i inne.Bedace w postaci rozpuszczonej substancje towarzy¬ szace celulozie niszczy sie.Ponadto wiadomo, ze surowce, na przyklad roz¬ drobnione drewno, traktuje sie para albo para pod cisnieniem, aby przez rozluznienie wiazania scian komórek ulatwic albo umozliwic dalsze rozdrobnie¬ nie. Celem tego postepowania jest odsloniecie struktury wlóknistej celulozy i dostarczyc w tej postaci do produkcji plyt pilsniowych albo paszy. 10 15 20 25 30 (Kanadyjski opis patentowy nr 933028). Oddzielone substancje towarzyszace w postaci rozpuszczonej przewaznie niszczy sie.Ponadto znane jest poddawanie drewna hydroli¬ zie kwasowej w celu przeprowadzenia celulozy za¬ wartej w drewnie w cukier. Uzyskuje sie przy tym mieszanine róznych cukrów, z których bardzo tru¬ dno jest wydzielic glikoze. Dlatego uzyskany pro¬ dukt hydrolizy przewaznie w tej postaci przerabia sie dalej na pasze lub alkohol. Praktycznie nie jest niemozliwa enzymatyczna hydroliza drewna.We francuskim opisie patentowym nr 2327314 opi¬ sany jest sposób odzyskiwania ksylozy. Sposób ten polega na tym, ze drewno bez zadnego rozpuszczenia, poddaje sie hydrolizie przy zastosowaniu najpierw lugu, a w drugim etapie kwasu, przy czym celuloza nie ulega hydrolizie. W procesie tym nie otrzymuje sie glikozy.Równiez opis patentowy RFN nr 2358407 dotyczy sposobu otrzymywania ksylozy przez traktowanie drewna roztworem wodorotlenku alkalicznego o ste¬ zeniu ponizej 4% wagowych. W procesie tym nie stosuje sie obróbki para-cisnienie i nie otrzymuje sie glikozy.Zadaniem niniejszego wynalazku jest podanie pro¬ stego sposobu otrzymywania glikozy o duzej czys¬ tosci z surowców roslinnych zawierajacych celulo¬ ze.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze su¬ rowce roslinne, zawierajace celuloze, traktuje sie 110 696110 696 3 para nasycona, pod cisnieniem w temperaturze 160—200°C w ciagu 2 minut do 4 godzin; tak roz¬ wlóknione surowce roslinne wylugowuje sie alka¬ licznym roztworem wodnym, a pozostalosc subs¬ tancji wlóknistej poddaje sie kwasnej lub enzyma¬ tycznej hydrolizie.Przykladami stosowanych zgodnie z wynalazkiem surowców sa: drewno z drzew lisciastych, sloma, wyslodki z trzciny cukrowej, plewy zbóz, pozosta¬ losci z kolb kukurydzy, sloma z kukurydzy itd. Su¬ rowce roslinne moga zawierac róznego rodzaju he- micelulozy. Jesli stosuje sie takie surowce roslinne, które zawieraja jako hemicelulozy, a przede wszyst¬ kim ksylan, w ilosci ponad 15% wagowych, a w szczególnosci ponad 25% wagowych, mozna przecho¬ dzace przy wylugowywaniu do fazy wodnej ksylany i ich fragmenty przerabiac dalej w korzystny spo¬ sób na ksyloze albo ksylit.Sposób opisano szczególowo w austriackim zglo¬ szeniu patentowym A 5346/76 z 20 lipca 1976, tej samej autorki. Jest to sposób otrzymywania ksy- lanu i substancji wlóknistych z surowców roslin¬ nych zawierajacych ksylan, rozwlóknionych dzia¬ laniem pary pod cisnieniem, który znamienny jest tym, ze traktowanie para nasycona pod cisnieniem prowadzi sie w temperaturze 160 do 230°C w czasie od 2 minut do 4 godzin. Nastepnie z tak rozwlók¬ nionych surowców roslinnych wylugowuje sie wod¬ nym roztworem ksylany i fragmenty ksylanu w czystej postaci, przewaznie monosacharydów i od¬ dziela w danym przypadku od innych zanieczysz¬ czen.Jesli potrzeba, ksylany i fragmenty ksylanów, bez specjalnego oddzielania, hydrolizuje sie do ksylozy, a gdy potrzeba ksyloze ewentualnie w postaci otrzy¬ manego roztworu, bez specjalnego oddzielania, re¬ dukuje w znany sposób do ksylitu.Jak powyzej wyjasniono, znane jest rozluznianie wiazan scian komórek surowców roslinnych po¬ przez traktowanie para pod cisnieniem i rozwlók¬ nianie. Proces zgodnie ze sposobem wedlug wyna¬ lazku prowadzi sie tak, azeby w miare mozliwosci uniknac chemicznego rozkladu produktów zawar¬ tych w surowcach. Równiez zgodnie z wynalazkiem, nie jest pozadane przy traktowaniu para dodawanie kwasów, zasad albo innych substancji chemicznych.Traktowanie para pod cisnieniem powinno sie prze¬ prowadzac delikatnie, ze wzgledu na hemicelulozy, szczególnie ksylan i fragmenty ksylanu, aby ewen¬ tualnie móc je dalej przerabiac na cenne produkty, na przyklad zgodnie z powyzej wymienionym zglo¬ szeniem patentowym.Dla rozwiazania tego zadania okazalo sie szcze¬ gólnie korzystne traktowanie para pod cisnieniem w temperaturze powyzej 175°C, korzystnie powyzej 180PC, jednak nie wyzej jak 200°C^a zwlaszcza w zakresie temperatur od 185° do 190°C. Jezeli wybie¬ rze sie temperature za wysoka, moze nastapic nie¬ pozadany rozklad ksylanu do monosacharydów.Przy za niskiej temperaturze rozwlóknienie moze byc niewystarczajace albo trwac za dlugo. Aby roz¬ wlóknianie przebiegalo lagodnie, czas traktowania para powinien byc jak najkrótszy. Dzialanie para powinno maksymalnie wynosic okolo 2—60 minut, korzystniej maksymalnie okolo 15 minut, a w szczególnosci korzystnie okolo 5 do 8 minut.Traktowanie para musi z reguly byc tym dluzsze im nizsza jest temperatura. Dolna granice czasu 5 przeróbki okresla wystarczajacy stopien roztworze¬ nia. Podane czasy dotycza okresu dzialania na ma¬ terial wyjsciowy temperatur pary podanych po¬ wyzej.Podczas przeróbki odczepiaja sie grupy acetyle- 10 nowe z surowców wyjsciowych, tworzac kwas oc¬ towy. Kwas octowy posiada korzystny wplyw na rozwlóknianie. W przypadku, gdy poddany rozwlók¬ nianiu roslinny surowiec odszczepia bardzo malo kwasu octowego, moze byc korzystnym dodanie nie- 15 co kwasu octowego albo równiez innych kwasów, przy czym z reguly nie powinno byc wiecej kwasu octowego jak 6%! wagowych w odniesieniu do su¬ rowca atro. Tak roztworzone surowce roslinne, zgodnie z wynalazkiem, wylugowuje sie roztworem 20 alkalicznym. Wylugowanie moze nastepowac w kil¬ ku etapach.Gdy maja byc uzyskiwane hemicelulozy, a w szczególnosci ksylany, wylugowywanie nastepuje ko¬ rzystnie kolejno woda, ewentualnie kolejno wielo- 8 krotnie i alkalicznym roztworem wodnym, równiez ewentualnie wielokrotnie kolejno. Szczególnie ko¬ rzystne i ekonomiczne jest po traktowaniu para pod cisnieniem, niezwloczne wylugowanie jeszcze go- so racych surowców roslinnych, poniewaz podgrzewa¬ ja one stosowana do wylugowywania wode lub lug.Mozna równiez stosowac podgrzana wode lub lug.Znaczna czesc hemiceluloz, na przyklad ksylany, wymywane sa juz woda. Jesli nie jest pozadane uzyskiwanie hemiceluloz, celowym jest natych- 35 miastowe wylugowywanie alkalicznym roztworem wodnym.Z roztworu z wylugowywania mozna w.znany spo¬ sób oddzielic skladniki stale, na przyklad przez fil¬ trowanie, odwirowanie, filtrowanie pod zmniejszo¬ nym cisnieniem itd. Mozna do tego wykorzystac urzadzenia stosowane do przeróbki surowców za¬ wierajacych celuloze, na przyklad prózniowy filtr - komorowo-bebnowy, prasy tasmowe i slimakowe, wirówki o dzialaniu ciaglym itd. Wylugowanie prze¬ biega odpowiednio w przeciwpradzie.Wylugowanie surowców roslinnych przeprowadza sie jak dalece to mozliwe tak, azeby usunac mozli¬ wie jak najdokladniej hemicelulozy, ich fragmenty i inne zanieczyszczenia. Pozostalosc powinna zawie¬ rac mozliwie jak najmniej cukru albo polisachary¬ dów, z wyjatkiem celulozy.Jako zasady do lugowania stosuje sie przewaznie alkalia, szczególnie lug sodowy. Jest on tani i posia- S5 da ponadto wlasciwosci speczniania surowców ros¬ linnych. Mozna równiez stosowac lug potasouy, jed¬ nak jest on na ogól drozszy. Lug sodowy posiada dalsza zalete, mozna go potem latwo zneutralizowac, tworzac produkty nie stwarzajace problemów zanie- 50 czyszczania srodowiska. Stezenie zasady w roztwo¬ rze polugowym powinno byc mozliwie jak najmniej¬ sze, poniewaz stosowanie wiekszych ilosci zasad jest nieekonomiczne, gdyz musza one byc pózniej neu¬ tralizowane. Ponadto sa one szczególnie niepozada- 65 ne wtedy, gdy roztwory polugowe maja byc dalej 40 455 przerabiane, jak to opisano w wyzej wymienionym i równoczesnie zlozonym zgloszeniu patentowym.Dlatego zaleca sie, azeby stezenie zasad przy stosowaniu NaOH nie przekraczalo okolo 4, korzyst¬ niej 2% wagowych, zwlaszcza nie ponad okolo 1% wagowy i szczególnie korzystnie nie ponad okolo 0,6% wagowych w stosunku do wagi roztworu do lugowania. Dolna granica stezenia wynosi odpowied¬ nio okolo 0,1% wagowych, korzystnie ponad okolo 0,2% wagowych, zwlaszcza ponad okolo 0,3% wa¬ gowych. Jesli stosuje sie inne zasady, nalezy ustalic odpowiednie optymalne ilosci poprzez proste próby.Otrzymana z roztwarzanych surowców roslin¬ nych '— po wylugowaniu zasadami, pozostalosc wlóknista przemywa sie odpowiednio woda i/albo neutralizuje, aby uzyskac pozostalosc wlóknista w mozliwie najczystszej postaci i poddaje kwasnej lub enzymatycznej hydrolizie, celem otrzymania glikozy. Znana jest sama w sobie hydroliza czystej celulozy do glikozy przy uzyciu kwasów lub enzy¬ mów. Moga byc stosowane wedlug stanu techniki rozcienczone kwasy, zwlaszcza, w rozumieniu wy¬ nalazku, rozcienczone kwasy mineralne. Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie przeprowadza sie hydro¬ lize przy uzyciu enzymów. .Przy hydrolizie otrzymuje sie praktycznie tylko glikoze z bardzo dobra wydajnoscia, poniewaz otrzymana zgodnie z wynalazkiem pozostalosc wlók¬ nista zawiera obok ligniny prawie wylacznie celu¬ loze. Szczególnie jest zaskakujace, ze otrzymana zgodnie z wynalazkiem pozostalosc wlóknista, po¬ mimo wysokiej zawartosci ligniny, mozna rozlozyc z duza wydajnoscia do glikozy, podczas gdy nie mozna enzymatycznie scukrzac drewna. Znane sa na ogól enzymy rozkladajace celulozy do glikozy.Produkty te mozna stosowac w rozumieniu wynalaz¬ ku. Przeróbke roztworu po hydrolizie mozna pro¬ wadzic w znany sposób, uzyskujac glikoze.Istotnym technicznym postepem wynalazku jest, ze nie stosuje sie chemikalii szkodliwych dla sro¬ dowiska oraz ze stosowane chemikalia uzywa sie w bardzo malych stezeniach.W opisie i przykladach chodzi przy % o procenty wagowe, o ile nie podano inaczej. Uzyskiwanie wzglednie wyizolowywanie i oczyszczaniepozadanych substancji, wystepujacych w roztworze, odbywa sie wedlug sposobu stosowanego w dziedzinie chemii cukrów, na przyklad przez zageszczanie roztworów, dodawanie cieczy, w których pozadane produkty sa nierozpuszczalne albo trudno rozpuszczalne, skrys¬ talizowanie itd. „Atro" oznacza absolutnie suchy.Przyklad I. Proces rozwlókniania 400 g drewna buku czerwonego w postaci zreb- ków, wysuszonego na powietrzu, traktuje sie w la¬ boratoryjnym mlynku stozkowym firmy Defibra- tor A.G. para przez 6 do 7 minut przy 185° do 190°C, co odpowiada cisnieniu okolo 12 atmosfer i rozciera okolo 40 sekund. Tak otrzymana wlóknista, wilgot¬ na substancje wyplukuje sie w sumie 4 litrami wo¬ dy ze scieraka i przemywa na sicie. Wydajnosc subs¬ tancji wlóknistej wynosi 83% w stosunku do uzy¬ tego drewna (atro).Wymyta i odcisnieta substancje wlóknista suspen- duje sie nastepnie w 5 litrach wodnego Toztworu NaOH w temperaturze pokojowej, a po 30 minutach ) 696 e oddziela sie od alkalicznego wyciagu przez filtrowa¬ nie i wyzymanie. Po przemyciu woda, rozcienczo¬ nym kwasem i ponownie woda wydajnosc substancji wlóknistej wynosila 66% w stosunku do uzytego i drewna (atro).W podobny sposób przerabiano inne rodzaje drew¬ na, równiez w postaci grubych trocin, jak równiez slome w postaci sieczki. Srednie wartosci wydajnos¬ ci substancji wlóknistych w stosunku do materia- io lów wyjsciowych (atro) podano w tablicy I.Tablica I Material wyjsciowy Buk czerwony Topola Brzoza Dab Eukaliptus Sloma pszenna Sloma jeczmienna Sloma owsiana Pozostalosci substancji wlóknistych (%) po myciu H20 83 - 87 86 82 85 90 82 88 po traktowa¬ niu NaOH 66 71 68 66 • 71 67 65 68 Przyklad II. Sklad weglowodanów substancji wlóknistych.Okreslenie skladu weglowodanów w materialach so wyjsciowych i substancji wlóknistych przeprowa¬ dzane po calkowitej hydrolizie poprzez ilosciowa analize cukrów w autoanalizatorze — Biotronic (porównaj M. Sinner, M. H. Simatupang i H. H.Dietrichs, Wood Science and Technology 9 (1975), U str. 307 do 322). Uzyskane wyniki przedstawiono w tablicy II.Tablica II Material wyjsciowy Drewno bukowe Substancja wlóknista po myciu HjO Substancja wlóknista po traktowaniu NaOH Drewno debowe Substancja wlóknista po myciu H20 Substancja wlóknista po traktowaniu NaOH Drewno eukaliptusowe Substancja wlóknista po myciu H20 Substancja wlóknista | po traktowaniu NaOH Zawartosc cukrów % w stosunku do calko¬ witej zawartosci weglo¬ wodanów glikoza 62 75 82 67 81 89 74 86 93 ksyloza 31 21 15 29 17 9 ' | 22 12 5 | Przyklad III. Wplyw temperatury i stezenia alkaliów na zawartosc weglowodanów w wyciagach.Substancje wlókniste brzozy i slomy pszennej przemywane tylko woda, traktowano odpowiednio do przykladu I wodnym roztworem NaOH o rów-110 696 7 nej temperaturze i stezeniu. Okreslenie pojedyn¬ czego cukru i sumy cukrów przeprowadzono zgod¬ nie z przykladem II.Tablica III BRZOZA 8 Wyciag 1% NaOH Temperatura pokojowa 58°C 78°C 0,5% NaOH Temperatura pokojowa 100°C 0,2% NaOH Temperatura pokojowa 100°C Rozpuszczone weglowodany sumarycz¬ nie (% w stosunku do mate¬ rialu wyjs¬ ciowego atro) 7,3 6,3 4,3 9,1 3,3 4,8 3,8 czesci (% w sto¬ sunku do wy¬ ciagu) ksy- lozy 84 77 74 91 77 84 82 gli- kozy | 3 <3 <3 2 3 3 3 Tablica IV SLOMA PSZENICZNA Wyciag 1% NaOH Temperatura pokojowa 56°C 63°C 80°C Rozpuszczone weglowodany sumarycz¬ nie (% w stosunku do mate¬ rialu wyjs¬ ciowego atro) 7,1 9,5 9,9 7,9 czesci (% w sto¬ sunku do wy¬ ciagu) ksy- lozy 81 79 79 77 gli- lozy 4 5 5 4 Przyklad IV. Hydroliza kwasna ^substancji wlóknistych.Po 300 mg traktowanych lugiem, uzyskanych zgodnie z przykladem I, substancji wlóknistych de¬ bu i eukaliptusa miesza sie, chlodzac z 3 ml stezo¬ nego H2S04 w zwykly sposób przewidziany dla cal¬ kowitej hydrolizy (porównaj J. F. Saemen, W. E.Moore, R. L. Mitchell i M. A. Millet, Tappi 37 (1954) str. 336 do 343, inkubujac przy 30°C przez 60 minut, rozciencza 84 ml wody i podgrzewa przez 60 minut do 120°C.Po tej próbce roztwory zawieraly w stosunku do nawazek substancji wlóknistych okraglo 70% mo- nosacharydów. Ilosciowo analiza cukrów w roztwo¬ rach (porównaj przyklad II) wykazala 98% zawar¬ tosci glikozy dla debu i 93% dla eukaliptusa. Na rys. 1 przedstawiono chromatogram cukrów hydro¬ lizatu substancji wlóknistych z prawej debu, a z le¬ wej eukaliptusa. 10 15 Z5 30 40 45 50 65 Przyklad V. Hydroliza enzymatyczna subs¬ tancji wlóknistych.Po 200 mg tych pozostalosci substancji wlóknis¬ tych inkubowano z 25 mg uzyskanego produktu przez dialize i nastepna liofilizacje handlowego pre¬ paratu enzymowego. Onozuka SS (Ali Japan Bio- chemicals Co., Nishinomiya, Japan) w 5 ml 0,1 m buforu octanu sodowego Ph=4,8 w kolbie Erlen- mayera na lazni wodnej i wstrzasano w tempera¬ turze 46°C. Do roztworu dodano srodka hamuja¬ cego wzrost mikroorganizmów Thimerosal (28 mg/ /l). Inkubowano kazdorazowo 2 próbki z enzymem i 1 próbke bez enzymu (próbka kontrolna). Rozklad sledzono poprzez ilosciowa analize cukrów (porów¬ naj przyklad II). Po 24 godzinach inkubacji oddzie¬ lono pozostalosc przez odsaczanie przez saczek szklany (G 3) i po wysuszeniu zwazono. Ostatecz¬ ny rozklad sprawdzono dodatkowo przez okresle¬ nie ilosci weglowodanów przechodzacych do roz¬ tworu (w filtracie) za pomoca orcyny i kwasu siar¬ kowego (porównaj M. Sinner, N. Parameswaran, H. H. Dietrichs i W. Liese, Holzforschung 27 (1973), str. 36—42).Po okresie inkubacji 2V4 godziny substancja wlók¬ nista debu przeksztalcona zostala srednio w 17% w monomery i oligosacharydy, odpowiednia war¬ tosc dla brzozy wynosila 18%. Ostateczne wartosci rozkladu wynosily srednio dla debu 24% i dla brzo¬ zy srednio 42%. Chromatogramy cukrów roztworów ostatecznego rozkladu zawieraly tylko monosacha- rydy, a mianowicie glikoze i ksyloze. Stosunek gli¬ kozy do ksylozy odpowiadal stosunkowi, jaki osiaga sie przy hydrolizie kwasnej. W enzymatycznie roz¬ lozonej substancji wlóknistej debu udzial glikozy stanowil 84%, a w substancji wlóknistej brzozy 81%.Na rys. 2 przedstawiono chromatogram cukrów w roztworze ostatecznego rozkladu debu. Jest on po¬ dobny do chromatogramu siarczanowego hydroliza¬ tu substancji wlóknistej debu zgodnie z przykla¬ dem IV (rys. 1).Przy uwzglednieniu zawartosci ligniny substancji wlóknistych 22 do 24% wynika, ze weglowodany skladajace sie zwlaszcza z celulozy (porównaj przy¬ klad II) scukrzane sa w okolo 54% i mianowicie przewaznie do glikozy.Opisany w tym przykladzie sposób powtórzono z drugim wsadem drewna brzozowego, jak równiez slomy pszennej. Stwierdzono przy tym, ze wyzej wspomniane wartosci ostatecznego rozkladu po 24 godzinach wynosily w stosunku do uzytej pozosta¬ losci substancji wlóknistych 51% dla drewna brzo¬ zowego i 62% dla slomy pszennej.Jezeli traktowanie enzymatyczne, to znaczy in¬ kubacje, przedluzono do 48 godzin, otrzymane war¬ tosci wynosily 62, wzglednie 66% wagowych. Po¬ zostalosci po traktowaniu enzymatycznym zawiera¬ ly po calkowitej hydrolizie mniej niz 10% weglowo¬ danów w stosunku do uzytej substancji wlóknistej, dominowala ksyloza, a glikoza wystepowala tylko w bardzo malych ilosciach (Hydroliza i analiza cu¬ krów — porównaj przyklad II). Oznacza to, ze ce¬ luloza substancji wlóknistej przez oddzialywanie enzymatyczne scukrza sie prawie calkowicie, a mia¬ nowicie do glikozy.9 Przyklad VI. 400 g drewna brzozowego w pos¬ taci zrebków o zawartosci wody 21%, tzn. 316 g drewna atro, traktuje sie w laboratoryjnym sciera¬ ku firmy Defibrator A.B. para w ciagu 80 minut w temperaturze 185—190°C, co odpowiada cisnieniu okolo 12 atmosfer, i okolo 2 minut rozwlóknia tak otrzymana substancje wlóknista wyplukuje sie ze scieraka okolo 4 1 wody i przemywa na sicie. Wydaj¬ nosc wlókna wynosi 61% w przeliczeniu na uzyte drewno atro. Wlókno skladalo sie w 37% z lignin (pozostalosc po hydrolizie) i w okolo 58% z weglowo¬ danów. Po hydrolizie wlókien ilosc glikozy w calko¬ witej zawartosci weglowodanów wynosila 91%.Analizy przeprowadzono w sposób opisany w uprzednich przykladach. Strawnosc wlókien u prze¬ zuwaczy wynosila 79%.Zanieczyszczone popluczki zateza sie pod próznia i koncentrat suszy sie przy zamarzaniu. Otrzymuje sie przy tym 63,4 g produktu odpowiadajacego wy¬ dajnosci 20,1% w przeliczeniu na drewno atro. Ta calkowita sucha masa wodnego wyciagu zawiera po hydrolizie 31 g ksylozy (9,8% w stosunku do drew^ na atro) i 23 g innych cukrów.W dalszych badaniach podwyzszono do 120 mi¬ nut czas roztwarzania, zachowujac pozostale wa¬ runki. Wydajnosc wlókien wynosila 60% w przeli¬ czeniu na drewno atro. Wlókno skladalo sie w 35% z ligniny (pozostalosc po hydrolizie) i w okolo 58% z weglowodanów, zawierajacych 93% glikozy. Straw¬ nosc u przezuwaczy wynosila 80%.Wysuszone przy zamarzaniu popluczki daja 51,5 g suchego produktu, co odpowiada 16,3% wydajnosci w przeliczeniu na drewno atro. Suche substancje po hydrolizie zawieraja 16 g ksylozy (5,1% w prze¬ liczeniu na drewno atro) i 12 g innych cukrów.Przyklad VII. 400 g drewna brzozowego w postaci zrebków o zawartosci* wody 40%, tzn. 240 g drewna atro, traktuje sie w laboratoryjnym scie¬ raku ftrmy Defibrator A. B. para w ciagu 80 minut z dodatkiem 12 g kwasu octowego w temperaturze 185—190°C, co odpowiada cisnieniu okolo 12 atmos¬ fer i okolo 2 minut rozwlóknia. Tak otrzymane wil¬ gotne wlókno wyplukuje sie ze scieraka okolo 4 1 wody i przemywa na sicie. Wydajnosc wlókna wy¬ nosi 62% w przeliczeniu na drewno atro. Wlókno sklada sie w 32% z ligniny pozostalosc po hydroli¬ zie) i okolo w 60% z weglowodanów. Po hydrolizie wlókna ilosc-glikozy w calkowitej zawartosci we¬ glowodanów stanowi 92%. Analizy przeprowadzono, jak opisano w poprzednich przykladach. Strawnosc wlókien u przezuwaczy wynosi 77%.Zanieczyszczone popluczki zateza sie pod próznia, a koncentrat suszy przy zamarzaniu. Otrzymuje sie 72 g produktu, co odpowiada 30% wydajnosci w przeliczeniu na drewno atro. Ta calkowita sucha masa wodnego wyciagu zawiera po hydrolizie 38,4 g 0 696 10 ksylozy (16% w przeliczeniu na drewno atro), 14,4 g innych cukrów i 3,1 g ligniny (pozostalosc po hy¬ drolizie).Przyklad VIII. 100 g pocietej slomy, odpowia- 5 dajacej nawazce 90 g slomy atro, traktuje sie w la¬ boratoryjnym scieraku firmy Defibrator A. B. para w ciagu 60 minut w temperaturze 170°C i 1 minute rozwlóknia. Tak otrzymane wilgotne wlókno wy¬ plukuje sie ze scieraka okolo 4 1 wody i przemy¬ lo wa na sicie. Wydajnosc wlókna wynosi 60% w prze¬ liczeniu na slome atro. Wlókno sklada sie w 24% z ligniny (pozostalosc po hydrolizie), i po hydrolizie daje 76% weglowodanów o zawartosci glikozy 85%. 15 Analizy przeprowadzano, jak opisano w poprzed¬ nich przykladach. Strawnosc wlókien u przezuwa¬ czy wynosila 68%.Zanieczyszczone popluczki zateza sie, a koncen¬ trat suszy przy zamarzaniu. Wydajnosc suchej subs- 20 tancji wynosi 33% w przeliczeniu na wprowadzona slome atro. Po hydrolizie suchej substancji otrzy¬ muje sie 61% weglowodorów o zawartosci ksylozy 78%i 25 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania glikozy z surowców ros¬ linnych, zawierajacych celuloze przez rozwlóknia¬ nie para pod cisnieniem i rozdrabnianie, znamienny 30 tym, ze traktowanie para nasycona pod cisnieniem prowadzi sie w temperaturze 160—200° w ciagu 2 minut do 4 godzin; tak rozwlóknione surowce ros¬ linne wylugowuje sie alkalicznym roztworem wod¬ nym, a pozostalosc substancji wlóknistej poddaje w sie kwasnej lub enzymatycznej hydrolizie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie alkaliczne przeprowadza sie w roztwo¬ rze o zawartosci 0,1—4% wagowych, NaOH. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ^ lugowanie alkaliczne przeprowadza sie w roztworze o zawartosci 0,1—2% wagowych NaOH, korzystnie 0,2—1% wagowych, zwlaszcza 0,3—0,6% wagowych NaOH. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 45 traktowanie para nasycona pod cisnieniem prowa¬ dzi sie w ciagu 2^-60 minut. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie rozwlóknionych surowców prowadzi sie wieloetapowo.M 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie przeprowadza sie kolejno woda i wodnym roztworem alkalicznym. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze otrzymana pozostalosc substancji wlóknistej po 55 wylugowaniu roztworzonych surowców roslinnych przemywa sie woda i/lub zobojetnia.110 696 Glukoza Glukoza — 60min.—- Ksylozd poczatek Eukaliptus Ksyloza poczatek Dab FIG.1 Glukoza Ksyloza poczatek FIG 2 LDA, Zakl. 2. Zam. 491/81. Nakl. 105 egz.Cena 45 zl PL

Claims (2)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania glikozy z surowców ros¬ linnych, zawierajacych celuloze przez rozwlóknia¬ nie para pod cisnieniem i rozdrabnianie, znamienny 30 tym, ze traktowanie para nasycona pod cisnieniem prowadzi sie w temperaturze 160—200° w ciagu 2 minut do 4 godzin; tak rozwlóknione surowce ros¬ linne wylugowuje sie alkalicznym roztworem wod¬ nym, a pozostalosc substancji wlóknistej poddaje w sie kwasnej lub enzymatycznej hydrolizie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie alkaliczne przeprowadza sie w roztwo¬ rze o zawartosci 0,1—4% wagowych, NaOH. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ^ lugowanie alkaliczne przeprowadza sie w roztworze o zawartosci 0,1—2% wagowych NaOH, korzystnie 0,2—1% wagowych, zwlaszcza 0,3—0,6% wagowych NaOH. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 45 traktowanie para nasycona pod cisnieniem prowa¬ dzi sie w ciagu 2^-60 minut. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie rozwlóknionych surowców prowadzi sie wieloetapowo. 6. M 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lugowanie przeprowadza sie kolejno woda i wodnym roztworem alkalicznym. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze otrzymana pozostalosc substancji wlóknistej po 55 wylugowaniu roztworzonych surowców roslinnych przemywa sie woda i/lub zobojetnia.110 696 Glukoza Glukoza — 60min.—- Ksylozd poczatek Eukaliptus Ksyloza poczatek Dab FIG.1 Glukoza Ksyloza poczatek FIG 2 LDA, Zakl.
  2. 2. Zam. 491/81. Nakl. 105 egz. Cena 45 zl PL
PL1977199762A 1976-07-20 1977-07-20 Method of obtaining glucose from plant raw materials containing cellulose PL110696B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT534576A AT350986B (de) 1976-07-20 1976-07-20 Verfahren zur gewinnung von glucose aus zellulosehaltigen pflanzlichen rohstoffen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL199762A1 PL199762A1 (pl) 1978-03-13
PL110696B1 true PL110696B1 (en) 1980-07-31

Family

ID=3574769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1977199762A PL110696B1 (en) 1976-07-20 1977-07-20 Method of obtaining glucose from plant raw materials containing cellulose

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4160695A (pl)
JP (1) JPS6052800B2 (pl)
AT (1) AT350986B (pl)
CA (1) CA1087122A (pl)
CH (1) CH631210A5 (pl)
DE (1) DE2732289A1 (pl)
ES (1) ES460856A1 (pl)
FI (1) FI62140B (pl)
FR (1) FR2359206A1 (pl)
GB (1) GB1582480A (pl)
IT (1) IT1077402B (pl)
PL (1) PL110696B1 (pl)
SE (1) SE439323B (pl)
SU (1) SU1072816A3 (pl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737118A1 (de) * 1977-08-17 1979-03-01 Projektierung Chem Verfahrenst Verfahren zur gewinnung von zuckern, gegebenenfalls cellulose und gegebenenfalls lignin aus lignocellulosischen pflanzlichen rohstoffen
DE2827388C2 (de) * 1978-06-22 1982-11-11 Hans Dipl.-Ing. 7758 Meersburg Knauth Verfahren zur Gewinnung von Zuckern aus cellulosehaltigen Rohstoffen
FR2433475A1 (fr) * 1978-08-16 1980-03-14 Prunet Achille Dispositif permettant de rendre une enceinte ou cuve autovidante et cuve equipee d'un tel dispositif
US4237226A (en) * 1979-02-23 1980-12-02 Trustees Of Dartmouth College Process for pretreating cellulosic substrates and for producing sugar therefrom
US4298013A (en) * 1980-04-28 1981-11-03 Philip Morris, Inc. Method for recycling cellulosic waster materials from tobacco product manufacture
DE3225074A1 (de) * 1982-07-05 1984-01-12 Josef Erne & Co, Rohrbogenwerk, 6824 Schlins Verfahren und vorrichtung zur abtrennung der hemicellulose und des lignins von cellulose in lignocellulosischen pflanzenmaterialien, zur gewinnung von cellulose, gegebenenfalls zuckern und gegebenenfalls loeslichem lignin
US4831127A (en) * 1983-07-12 1989-05-16 Sbp, Inc. Parenchymal cell cellulose and related materials
DE3428661A1 (de) * 1983-08-09 1985-03-07 Krupp Industrietechnik GmbH Werk Buckau Wolf, 4048 Grevenbroich Verfahren zur hydrolyse von lignocellulosehaltiger biomasse
AT387981B (de) * 1985-01-17 1989-04-10 Bobleter Ortwin Verfahren zur hydrothermalen und enzymatischen hydrolyse von stroh und anderen pflanzenmaterialien
AT391493B (de) * 1988-06-08 1990-10-10 Waagner Biro Ag Verfahren zum aufschluss von cellulosehaeltiger biomasse
US5876505A (en) * 1998-01-13 1999-03-02 Thermo Fibergen, Inc. Method of producing glucose from papermaking sludge using concentrated or dilute acid hydrolysis
EP1767658A1 (en) * 2001-02-28 2007-03-28 Iogen Energy Corporation Method of processing lignocellulosic feedstock for enhanced xylose and ethanol production
ES2280503T3 (es) * 2001-02-28 2007-09-16 Iogen Energy Corporation Metodo para procesar materia prima lignocelulosica para produccion aumentada de xilosa y etanol.
AT500706B1 (de) * 2004-07-30 2007-01-15 Bobleter Ortwin Verfahren zum aufschliessen von biomasse
WO2008017145A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-14 Emicellex Energy Corporation Process for recovery of holocellulose and near-native lignin from biomass
US7815876B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
US7815741B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
CA2638157C (en) * 2008-07-24 2013-05-28 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
US9127325B2 (en) 2008-07-24 2015-09-08 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
CA2638150C (en) * 2008-07-24 2012-03-27 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638152C (en) * 2008-07-24 2013-07-16 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
CA2650919C (en) * 2009-01-23 2014-04-22 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638160C (en) * 2008-07-24 2015-02-17 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
US8915644B2 (en) 2008-07-24 2014-12-23 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2650913C (en) * 2009-01-23 2013-10-15 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638159C (en) * 2008-07-24 2012-09-11 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
CA2673134A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-17 Murray J. Burke Method and apparatus for the heat treatment of a cellulosic feedstock upstream of hydrolysis
ES2458554T3 (es) 2009-08-24 2014-05-06 Abengoa Bioenergy New Technologies, Inc. Procedimientos de producción de etanol y coproductos a partir de biomasa celulósica
CN102115994B (zh) * 2010-01-06 2012-08-29 安琪酵母股份有限公司 一种木质纤维素原料的处理方法
RU2624668C1 (ru) * 2016-05-23 2017-07-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО РАН) Способ получения высококонцентрированных растворов глюкозы из целлюлозосодержащего сырья
FI20205614A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-13 Upm Kymmene Corp WOOD DERIVED CARBOHYDRATE COMPOSITION
FI20205615A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-13 Upm Kymmene Corp WOOD DERIVED CARBOHYDRATE COMPOSITION

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2198785A (en) * 1937-06-07 1940-04-30 Mohr John Method for treating waste materials
FR896034A (fr) * 1942-07-13 1945-02-09 Hermann Schubert Procédé pour l'obtention des polyoses (polysaccharures) du bois, à partir du bois, de la paille et d'autres matières de départ végétales
US2510668A (en) * 1945-10-08 1950-06-06 Alfred M Thomsen Method of converting woody substances
GB934904A (en) * 1960-09-16 1963-08-21 Ledoga Spa Improvements in or relating to pentose solutions
DE1567335C3 (de) * 1967-10-17 1979-03-29 Rudolf Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Eickemeyer Verfahren und Vorrichtung zum chemischen Aufschluß cellulosehaltigen Materials
US3565687A (en) * 1968-02-26 1971-02-23 Okamura Oil Mill Manufacturing method of xylose with cottonseed hulls as material
DE1950729A1 (de) * 1968-10-24 1970-06-18 Forsch Die Gaerungsindustrie E Verfahren zur enzymatischen Hydrolyse von zellulosehaltigen Ausgangsmaterialien
CA933028A (en) * 1970-12-21 1973-09-04 Bender Frederick Method of converting broad-leafed wood or bagasse into nutritious fodder and the nutritious fodder so produced
US4018620A (en) * 1975-05-19 1977-04-19 Biocel Corporation Method of hydrolyzing cellulose to monosaccharides

Also Published As

Publication number Publication date
IT1077402B (it) 1985-05-04
DE2732289A1 (de) 1978-01-26
ATA534576A (de) 1978-11-15
SE7708301L (sv) 1978-01-21
ES460856A1 (es) 1978-04-16
JPS5334935A (en) 1978-03-31
FR2359206B1 (pl) 1983-01-14
FI62140B (fi) 1982-07-30
FR2359206A1 (fr) 1978-02-17
SE439323B (sv) 1985-06-10
CH631210A5 (de) 1982-07-30
GB1582480A (en) 1981-01-07
AT350986B (de) 1979-06-25
CA1087122A (en) 1980-10-07
JPS6052800B2 (ja) 1985-11-21
DE2732289C2 (pl) 1988-10-20
FI772233A (pl) 1978-01-21
PL199762A1 (pl) 1978-03-13
SU1072816A3 (ru) 1984-02-07
US4160695A (en) 1979-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL110696B1 (en) Method of obtaining glucose from plant raw materials containing cellulose
PL121396B1 (en) Method of manufacture of xylanes,products of fission of xylanes and fibrous materials from vegetable stocks containing xylanesolov i voloknistykh materialov iz rastitel&#39;nogo syr&#39;ja,soderzhahhego ksiloly
Dietrichs et al. Potential of steaming hardwoods and straw for feed and food production
AU2008324070B2 (en) Process for preparing a sugar product
US4239906A (en) Method for obtaining a purified cellulose product from corn hulls
US9096692B2 (en) Method to produce microcellulose
US10358504B2 (en) Process for producing microcellulose
US2541058A (en) Processing of lignocellulose materials
JPS6214280B2 (pl)
Dekker et al. Pretreatment of hardwood (Eucalyptus regnans) sawdust by autohydrolysis explosion and its saccharification by trichodermal cellulases
CN112522985B (zh) 农业秸秆的微化学法制浆及生物质全组分炼制方法
KR100652975B1 (ko) 옥수숫대 반화학 기계펄프의 제조방법
US2708160A (en) Process for pulping
US2269665A (en) Preparation of celulose metal
DE2628971A1 (de) Verfahren zur herstellung von zellstoff in verbindung mit der gewinnung von holzzuckern
Walia et al. Isolation, Extraction and Purification of Hemicelluloses of Ceiba pentandra and Morus nigra
Schorger The Gelatinization of Lignocellulose.
Vega et al. Fractionation of lignocellulose materials with phenol and dilute HCl
Puiţel et al. Fractionation of agricultural waste biomass by means of integrated biorefinery concept.
CS225851B1 (cs) Spdsob úpravy dřeva a iných lignocelulózových surovin predhydrolýzou a rozvláknením, respektive delignifikáciou pre nadvázujúce výroby
US2810647A (en) Process of preparing fiber from pithcontaining plant materials
Mansor et al. Preliminary studies on the steam explosion pretreatment of the oil palm stem
Dickerman Acid Treatment of Pulp at Different Temperatures and the Resultant Change in Pulp Characteristics
PL137724B1 (en) Method of producing cellulose pulp intended for chemical processing

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20090613