SU960265A1 - Способ получени сахаров - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРОВ

Изобретение относитс  к (Гидролизной прокЕЛоленности, а именно к способам получени  растворов Сахаров из целлюлозосодержащих Материалов. .

Известен способ гидролиза целлюлозного сырь  концентрированны1 01 растворами минеральных кислот, который позвол ет получать гидролиза- ты с высокой концентрацией саха-

ра fi Л.

Недостатками указанного способа  вл ютс  большой расход дорогосто щих , реагентов, необходимость подвергать сырье тщательной сушке, piereнерировать кислоту и использовать аппараты , изготовленные из противокоррозионных материалов.

Известны способы гидролиза растительного сырь  разбавленными растворами минеральных кислот, лишенные указанных недостатков..

Однако полисахарида растительных тканей вследствие неоднородности их мономерного гликозидного состава и сложной надмолекул рной организа-ции в растворах разбавленных кислот гидролизуют с разной скоростью, что щ иводит к нежелательному распаду сахара, выделившегос  из легкогидролизуемых гемицеллюлоэ.

Известен способ гидролиза, согласно которому с целью уменьшени  потерь сахара гидролиз осуществл ют либо в две стадии, на первой из которых происходит образование моноСс1харидов гемицеллюлоз при 100-140 С, а на второй - отделение глиноцел люлозы и ее гидролиз в более жестких услови х (при .180-2бО с) t23, либо

10 в одну стадию с перкол цией раствора кислоты при и давлении 0,98-1,17 1Ша через гидролизуемый материал з.

15

Недо :татком гидролиза растительных материалов раствораьш разбавленmtx кислот в обоих .указанных его вариантах  вл етс  необходимость создани  высоких температур (свыше ЮиС)

20 дл  полного перевода в раствор полисахаридов . Кроме того, несмотр  на различные модификации способа, удаетс  получить только 45-50% .(.здесь и далее от веса абсолютного сухого

25 материала) редуцирующих веществ, что ниже теоретически возможного на 15-20%.

Известен также способ кислотного гидролиза целлюлозосодержащего сырь 

30 путем преварительной обработки его

2,5%-ным раствором суперфосфата или другой соли фосфорной кислоты Г4.

Однако этот способ также требует значительных расходов реагентов и не позвол ет получить высокий выход Сахаров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ получени  сахаров из целлюлозосодержащих материалов , предусматривающий дл  увеличени  выхода Сахаров предварительнуюобработку исходного сырь  реагентами () с последующим облучением , гидролиз разбавленными растворами минеральных кислот, в частности серной, при 220-230 С и выделение целёвого проудкта. Выход Сахаров составл ет 50% от целлюлозы 5.

Недостатками известного способа  вл ютс  необходимость проведени  процесса гидролиза при высоких температурах , значительна  продол сительность самого процесса при выхо де РВ до 50% и большие энергетические расхода.

Целью изобретени   вл етс  повы|шение выхода Сахаров и снижение энегозатрат .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  Сахаров из целлюлозосодернащих материалсхв , предусматривающему предварительную обработку их реагентами гидролиз разбавленными растворами минеральных кислот при нагревании и выделение целевого продукта/ предварительную обработку целлюлозосодержащих материалов ведут в течение 0,5-1,0 ч, использу  в качестве реагента четырехокись азота.

Сущность способа заключаетс  в следующем.

Исходное сырье перед гидролизом обрабатывают жидкой четырехокисью азота в течение 0,5-1,0 ч или газообразной смесью 2lifO,j, М,рд при давлении насыщенных паров 0,15-0,49 МП и 30-60 С в том же временном интервале . По окончании обработки растворенные и сорбированные исходным материалом окислы азота удгш ют отгонкой под вакуумом с последующей отдувкой окислов азота воздухом или вымыванием их водой до концентрации образующихс  кислот 0,5-4%.

Подготовленный таким образом материал гидролизуют разбавленной серной кислотой либо смесью кислот, образующихс - при взаимодействий четырехокиси азота е водой при температурах , не превыьчающих . Предлагаема  дополнительна  Обработка растительного сырь  четырехокисью ( двуокисью J азота позвол ет проводить процесс его гидролиза в летгких

услови х при посто нном температурном ре,жиме (не выще ). Это обеспечивает значительное сокращение расходов энергетических затрат по сравнению с известным и увеличение выхода редуцирующих веществ из полисахаридов растительных материалов до 55-60%, что ниже теоретически возможного на 5-10%.

Пример 1.,5г необлагороженной сул)фатной- целлюлозы помещают в реакционный сосуд из нержавеющей стали, на дно которого предварительно наливают жидкую четырехокись азота и испар ют ее при в течение 0,5 ч. В сосуде развиваетс  давление до 0,15 МПа. Затем сорбированные и растворенные в целлюлозе окислы азота отгон ют под вакуумом с последующей отдувкой их воздухом. Подготовленный таким образом материал гидролизуют при 4%-ной

:серной кислотой в течение 4 ч. Выход редуцирующих веществ составл ет 80% Без дополнительной стадии обработки материала его гидролиз в тех же услови х дает только 20% редуцирующих веществ.

Пример 2. 8 г осиновой щепы помещают в реакционный сосуд, на дно которого наливают жидкую четырехокись азота и испар ют ее при 60°С в течение 1 ч. В сосуде развиваетс  давление 0,49 МПа. Сорбированные и растворенные в исходном материале окислы азота удал ют, как описзано в примере 1, и провод т гидролиз сырь  серной кислотой (Т IOO С

а5«ч 5 ) Выход редуцирующих веществ составл ет 60%. Гидролиз осиновой щепы в тех же услови х .без предварительной обработки ее четырехокисью азота позвол ет растворить только 14% полисахаридов V14% редуцирующих веществ)).

Пример 3. 8 г еловых опилок помещают в реакционный сосуд из нержавеющей стали и заливают 24 мл (36 г) жидкой четырехокиси азота, ерез 0,5ч избыточные окислы азота отгон ют под вакуумом до их остаточного содержани  в опилках примерно 30% от массы исходного материала, затем добавл ют 30 мл воды, что позвол ет получить суммарную концентра ,цию кислот 2%. Гидролиз осуществл ют при в течение 5 ч.-Количество полисахаридов, перешедших в раствор, составл ет 54%.

Преимущество предлагаемого способа гидролиза растительных материешов заключаетс  в том, что в результате обработки исходного сырь  четырехокисью азота удаетс  понизить температуру гидролизующей среды на 80-160 с и обеспечить при этом выход редуцирующих веществ до 60% .близкий к теоретическому).

Claims (5)

1.Авторское свидетельство СССР 106013, кл. С 13 К 1/02, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР 531845, кл; С 13 К 1/02, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР №347345, кл. С 13 ;к 1/04, 1968.

4.Авторское свидетелйство СССР №.114200, кл. С 13 JK 1/02, 1957.

5.Brenner Walter, Barry и др. Radiation pretreatmeuts

for optimizing the sugar yield In the add hydrolysis of Waste Cellulose . - Radlat. Phys. apd Chem, 1979, 14,N 3-6, p. 299-308.