SU1330155A1 - Способ получени фурфурола и кормовых дрожжей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к химической и микробиологической промьшшенности , а именно к способу получени  фурфурола и кормовых дрожжей. Цель изобретени  - увеличение выхода целевых продуктов. Пентозансодержащее сырье подвергают парофазной обработке при температуре 18Q-200 C и давлении 1,0-1,6 МПа в течение 60-100 мин. Обработку ведут в присутствии катализатора - нитроаммофоски в концентрации 1-6% от массы абсолютно сухого сырь . Полученный после отгонки фурфурола целлолигниновый остаток гидг рол из уют-любым известным способом,, . нейтрализуют, о Г дел ют осадок, а над- осадочную жидкость без добавлени  питательных веществ используют в качестве питательной среды дл  вырапщва- ни  кормовых дрожжей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л с со OQ сл ел

Description

I133

Изобретение относитс  к химической и микробиологической промьштенности, а именно к способу получени  фурфурола гидрол  1ом пе.нтозансодержащего

сырь  и последующим выращиванием кормовых дрожжей на полученном гидроли- зате.

Цель изобретени  - увеличение выхода целевых продуктов.

Способ осуществл ют следующим-образом .

Гидролиз пентозаысодержащего сьфь  с одновременной отгонкой фурфурола, провод т при 180 200°С, давлении 1,0- 1,6 Ша в течение 6П--100 мин.

Пилений температурный предел ограничиваетс  тем, что при температуре ниже эффективность нитроаммофоски как катализатора процесса обра

зованни  фурфурола резко уменьшаетс . При этом снижаетс  выход фурфурола из сырь  и увеличиваетс  врем  его отгонки.

Верхний температурный предел огра- ничен тем, что при температуре вьше нар ду с увеличением скорости образовани  фурфурола, значительно возрастает также скорость процесса его разрушени , что в услови х огра- ничейной возможности отбора фурфурол- содержащик паров приводит к снижению его суммарного выхода из сырь .

Указанное врем  отгонки фурфуро- ла определ етс  тем, что при его снижении происходит неполное извлечение потенциального фурфурола из сырь , а при увеличенгш - значительна  деструкци - целлолигнина, что отрицатель

но сказываетс  на выходе сахароз в качестве получаемой питательной среды.

В качестве кататшзатора использую нитроаммофоску в концентрации 1-6% от абсолютно су-кого сырь .

Нитроаммофоска  вл етс  сложной комплексной солью, используемой в ка честве минерального удобрени  и содержащей , согласно ГОСТ 19691-80, 17t1% N, 17t1% Pj05 и 17t1% .-Эти элементы наход тс  в различных формах:

фосфор В форме мета, пиро- и полифосфатов, азот в зшде нитритной и нитратной, аммонийной и других форм. Эти элементы составл ют в сум- мр. около 50% от массы нитроаммофоски . Остальные 5П% представлены сое- динени ми железа, алюмини , натри , ()ора, меди, ванади , марганца, кобальта , хлора, фтора, йода и др.

301

Ь

IQ

, -|5

20

25 Q

ЗВ

40

45

СП

55

552

элементами,-содержа1цимис  в количестве 10-0,01% и менее.

Различные формы азота и фосфатов а также микро- и макроэлементы, со- держагциес  в нитроаммофоске,  вл ютс  активаторами процессов получени  фурфурола и ферментации дрожжей, - Количество задаваемой нитроаммофоски определ етс  двум  фаторами: оптимальным количеством, необходимым дл  проведени  процесса образовани  фурфурола, а также достаточным дл  процесса выращивани  дрожжей. При снижении расхода нитроаммофоски ниже 1% от массы а.с.с, ее оказываетс  недостаточно дл  проведени  процесса получени  фурфурола и выращивани  -дрожжей, а при увеличении выше 6% наблюдаетс  избыток минеральных солей в получаемой питательной среде.

Полученный после отгонки фурфурола целлолигниновый остаток подвергают гидролизу любым известным дом, гидролизат нейтрализуют, опре- дел ют выпавший осадок, а надосадоч- ную жидкость используют в качестве питательной.среды дл  вьфащивани  кормовых дрожжей. При:этом добавлени  питательных веществ не производ т.

Данные получени  фурфурола и кормовых дрожжей в сравнении с известными способами п-риведены в таблице,

.Пример 1 (контрольный по прототипу). В качестве пентозансодер- жащего сырь  используют опилки берёзовой древесины влажностью 45 отн,%.

Навеску исходного сырь  массой 300 г или 165 г абсолютно сухого сырь  смешивают с 50 мл 10%-ного раст- , вора серной кислоты и загружают в гидролизаппарат. После герметизации гидролизаппарата загр-уженное сырье нагревают до 170°С и осуществл ют сгонку фурфуролеодержащих паров при 170°С и давлении 0,8-МПа в течение 120 мин. Получают 480 мл конденсата с содержанием фурфурола 2,83% при выходе его 8,23% от массы абсолютно сухого сырь .

После отгонки фурфурола целлолиг- ниновьй остаток подвергают гидролизу раствором серной кислоты с концентрацией 1,0% при 187 с и давлении 1,2 МПа в течение 150 мин. Получают 1610 мл гидролизата с концентрацией редуцирующих -веществ (РВ) 2,72% и выходом их 26,54% от массы а.с,с,. Полу- ченньй гидролизат нейтрализуют извест10

31330155

ковым молоком до рН 4,2 и отдел ют от взвешенных частиц. Осветленное сусло разбавл ют водой до содержани  ,5% и обогащают питательными сол  ми в количестве: суперфосфата 0,9, сульфата аммони  4,2 хлорида кали  и сульфат аммони  внос т в виде водного раствора, суперфосфат в виде от- . сто вшейс  водной выт жки.

В подготовленную таким образом питательную среду внос т, чистую культуру засевных дрожжей Candida scottii и провод т выращивание в ферментере с барботажным воздухораспределением до полной утилизации РВ. Врем  роста дрожжей составл ет 360 мин. Получают 80,24 г дрожжей влажностью 75 отн.%. ,Выход абсолютно сухих дрожжей составл ет 45,80% от РВ или 12,15% от массы абсолютно сухого сырь .

Пример 2, Навеску березовой древесины той же массы, что и в примере 1, смешивают с нитроаммофоской.

та с концентрацией Сахаров 3,62% и выходом их 35,32% от массы абсолютно сухого сьфь . При вьфащивании получают 137,36 г дрожжей влажностью 75%. Выход абсолютно сухих дрожжей 58,92% от РВ или 20,81% от массы абсолютно сухого сырь . Врем  роста дрожжей 285 мин.

Пример 4. Способ осуществл ют аналогично примеру 2, но количе- ство нитроаммофоски составл ет 1,65 г (1% от массы а.с.с.), а процесс отгонки фурфурола ведут при и

15 давлении 1,6 МПа в течение 60 мин. . Получают 485 мл конденсата с содержанием фурфурола 3,60% и выходом 10,58% от массы абсолютно сухого сырь .

После отгонки фурфурола целлолиг2Q ниновьШ остаток интенсивно перемешивают с 80%-ной серной кислотой, вз той в количестве ,150 мп, в течение 30 мин, разбавл ют дес тикратным количеством воды и нагревают при

вз той в количестве 9,9 г (6% от мае- 25 течение 150 мин. Получают 1650 мл сы абсолютно сухого сырь ) и загружа- .гидролизата с содержанием РВ 4,96% ют в гидролизаппарат. Отгонку фур- и выходом их 4,60% от массы а.с.с. фурола ведут перегретым вод ным паром При выращивании получают 203,11 дрожпри 180 С и давлении 1,0 МПа в течежей влажностью 75 отн.%, Выход а.с.с.

ние 100 мин. Получают 490 мл конден- 30 составл ет 62,04% от РВ или 30,77%

сата с содержанием фурфурола 3557% при выходе его 10,60% от массы а.с.с. Полученный целлолигниновый остаток подвергают гидролизу при 190°С и давлении 1,3 МПа раствором 0,7%-ной серной кислоты в течение 150 мин. Получают 1650 мл гидролизата с концентрацией рВ 35,50% и выходом их 35,0% от массы а.с.с. Полученный гидролизат нейтрализуют известковым молоком до рН 4,2, отдел ют от взвешенных частиц , разбавл ют водой до содержани  ,5% и используют дл  выращивани  дрожжей Candida scottii до полной утилизации РВ. Врем  вьфащивани  300 мин. Получают 127,32- г дрожжей влажностью 75 отн.%. Выход абсолютно сухих дрожжей 55,12% от РВ или 19,29% от абсолютно сухого сырь .

Пример 3. Способ осуществл ют аналогично примеру 2, но количество нитроаммофоски составл ет 6,6 г (4% от массы абсолютно сухого сьфь ), а процесс отгонки фурфурола ведут при 190°С и давлении 1,3 МПа в течеот массы абсолютно Сухого сьфь . Врем  роста дрожжей 270 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет увеличить выход фурфуро ла на 30-36%, дрожжей на 60-70% от массы- а,с.с.Jсократить врем  отгон- ,ки фурфурола в 1,2-1,3 раза, интенсифицировать рост дрожжей в 1,2-1,3 раза и упростить .технологию получени  питательной среды за счет ликвидации операций по приготовлению, дозировке и внесению растворов питательных со- лей.

45

50

Claims (2)

1. Способ получени  фурфурола и кормовых дрожжей, предусматривающий парофазную обработку пентозансодержа- щего сырь  при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализатора с одновременной отгонкой фурфурола , гидролиз целлолигнинового остатка , нейтрализацию полученного

ние 70 мин. Получают 480 мл конденса- 5 гидролизата, отделение осадка с пота с содержанием фурфурола 3,85% при следующим использованием надосадочной выходе его 11,20% от массы абсолют- жидкости в качестве питательной сре- но сухого сьфь  и 1610 МП гидролиза- ды дл  выращивани  кормовых дрожжей.

та с концентрацией Сахаров 3,62% и выходом их 35,32% от массы абсолютно сухого сьфь . При вьфащивании получают 137,36 г дрожжей влажностью 75%. Выход абсолютно сухих дрожжей 58,92% от РВ или 20,81% от массы абсолютно сухого сырь . Врем  роста дрожжей 285 мин.

Пример 4. Способ осуществл ют аналогично примеру 2, но количе- ; ство нитроаммофоски составл ет 1,65 г (1% от массы а.с.с.), а процесс отгонки фурфурола ведут при и

давлении 1,6 МПа в течение 60 мин. Получают 485 мл конденсата с содержанием фурфурола 3,60% и выходом 10,58% от массы абсолютно сухого сырь .

После отгонки фурфурола целлолигниновьШ остаток интенсивно перемешивают с 80%-ной серной кислотой, вз той в количестве ,150 мп, в течение 30 мин, разбавл ют дес тикратным количеством воды и нагревают при

жей влажностью 75 отн.%, Выход а.с.с.

от массы абсолютно Сухого сьфь . Врем  роста дрожжей 270 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет увеличить выход фурфуро ла на 30-36%, дрожжей на 60-70% от . массы- а,с.с.Jсократить врем  отгон- ,ки фурфурола в 1,2-1,3 раза, интенсифицировать рост дрожжей в 1,2-1,3 раза и упростить .технологию получени  питательной среды за счет ликвидации операций по приготовлению, дозировке и внесению растворов питательных со- лей.

45

50

Формула изобретени 

1. Способ получени  фурфурола и кормовых дрожжей, предусматривающий парофазную обработку пентозансодержа- щего сырь  при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализатора с одновременной отгонкой фурфурола , гидролиз целлолигнинового ос513301556

отличающийс  тем, что,

2. Способ по п. 1, отличаю- с целью повышени  выхода целевых про- щ и и с   тем, что обработку пенто- дуктов, в качестве катализатора не- зансодержащего сырь  ведут в течение пользуют нитроаммофоску в концентра- 60-100 мин при температуре 180-200°С ции 1--6% от абсолютно сухого сырь . г и давлении 1,0-1,6 МПа.