UA34477C2 - Спосіб виробництва цукрів з матеріалів, які містять целюлозу і геміцелюлозу, спосіб відділення кислоти та цукрів від рідин, одержаних цим способом виробництва, спосіб зброджування цукрів, одержаних цим способом виробництва, і спосіб переробки твердих речовин, одержаних цим способом виробництва - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу гідроліза біомаси і способу виробництва сахарів із матеріалів, що містять целюлозу та геміцелюлозу, шляхом гідроліза концентрованою сірчаною кислотою.

Description

Изобретение относится к способу гидролиза биомассь, а точнее к способу производства сахаров из материалов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу, путем гидролиза концентрированной серной кисло- той.

Целлюлоза составляєт основную часть всей растительной биомассьї. Источником целлюлозь яв- ляется структурная ткань растений. Целлюлоза вместе с гемицеллюлозой и лигнином составляет основ- ную часть растительной клетчатки. Целлюлоза состоит из длинньїх цепочек р-глюкозньїх групп, сшитьх в положениях 1, 4. Зти связи придают целлюлозе вьісокую степень кристаллизации, что определяет низкую возможность воздействия ферментов или кисльїх катализаторов. Гемицеллюлоза является аморфнь!м ге- терополимером, которьй легко подвергается гидролизу. Лигнин -ароматический трехмерньй полимер, за- полняющий промежутки между целлюлозой и гемицеллюлозой внутри клетчатки растений.

Установлено, что три четверти от приблизительно 24 миллионов тонн биомассьі, получаемой на культивированньїх землях и пастбищах, превращаеєтся в отходьі. Зти отходьі давно стремились использо- вать для создания альтернативньїх источников горючего, химических продуктов и других полезньїх ве- ществ. Однако попьітки осуществить гидролиз целлюлозь! до сих пор не привели к созданию зкономически зффективного способа производства сахаров в больших количествах, что главньм образом определено вьісокой степенью кристаллизации структурьї целлюлозь и наличием в ней лигнина.

Способьі гидролиза целлюлозь, о которьїх сообщалось ранее, включают биологические и небиологи- ческие способьї деполимеризации. В биологических способах используются ферменть! целлюлозьі. Среди небиологических способов традиционньім и найболее известньм в производстве сахаров из целлюлозь является гидролиз с помощью кислоть!. Кислотой, найболее часто используемой в зтом способе, является серная кислота. Вообще, гидролиз, осуществляемьй с помощью серной кислотьії, можно подразделить на гидролиз либо разбавленной, либо концентрированной кислотой.

При проведений гидролиза целлюлозьі разбавленной кислотой обьічно используют серную кис- лоту с концентрацией от 0,5 до 1595. Кроме того, для проведения гидролиза необходима температура в диапазоне от 90 до 600"С и давление до 5515,8 кПа. При вьсоких температурах сахара разлагаются, образуя фурфурол и другие нежелательнье побочнье продукть!. Вьіход глюкозь, которая при зтом об- разуется, обьічно низок, менее чем 5095. Соответственно, способ гидролиза разбавленной кислотой не дает возможности получать сахара из материалов, содержащих целлюлозу, с большим вьіїходом при низкой стоимости.

Способь гидролиза, осуществляемье с помощью концентрированной серной кислоть!, более зффек- тивнь, а вьїход сахара при зтом вьіше. В зтих способах обьічно используют серную кислоту с концентра- цией от 60 до 9095. Несмотря на то, что зти способь! били успешньіми, обеспечивая вьїходь! сахара вьіше 9095, в прошлом они не бьіли зкономически осуществимьми в связи с вьісокой стоимостью концентри- рованной серной кислотьі и ее последующей регенерации, трудностями, которне встречаются при обра- щении с концентрированной серной кислотой, и необходимостью в оборудованийи, кислотостойком при вь- соких температурах. Кроме того, чем вьиіше концентрация используемой кислоть, тем больше знергии тре- буется для повьішения ее концентрации, что делаєт зти процессьї зкономически невьггодньми.

В недавнем прошлом, однако, способ гидролиза концентрированной кислотой стал обьектом допол- нительного исследования (см. докладь! Фзна Л.Т., Гсарпюрея М.М. и Ли И.Х., "лГидролиз целлюлозь!", стр. 170-172, 1992 г., и Бродера Дж. Д., Барриера Дж. В. и Лайтсея Дж. Р. "Превращение хлопковой макулатурь и других остатков в жидкое топливо", представленнье на конференции Американской Ассоциации Сельско- хозяйственньїх Инженеров, 14-15 декабря 1992 г.). Зти способь! в основном состоят из следующих стадий: (1) предварительньй гидролиз для осуществления гидролиза гемицеллюлозь, (2) основной гидролиз цел- люлозь и (3) последующий гидролиз для образования глюкозьі! из олигосахаридов, образованньх на ста- дии (2). Первая стадия включаєт добавление серной кислоть! к биомассе, которая затем подогреваєтся до температурь! не ниже 100"С для разложения гемицеллюлозьі. Результатом стадии предварительного гид- ролиза является раствор, содержащий не только фактически все сахара С5, но также сахара Сб. Таким об- разом, сахара Сб невозможно извлечь, пока не будут извлечень! все сахара С5, в результате вьїход сахара понижается. После удаления потока сахара, образованного на стадии предварительного гидролиза, добав- ляют концентрированную кислоту для разрушения кристаллической решетки целлюлозь! и образования глюкозьі. Образованнье сахара затем подвергаются сбраживанию для превращения в спирть!. Однако бь- ло установлено, что для придания зтому способу коммерческой целесообразности его стадиий необходимо упростить, снизить расход знергии и устранить проблемьї, связаннье с регенерированием использованной

КИСлОтТЬІ.

Дополнительнье проблемьї, возникающие на пути коммерциализации известного способа гидролиза кислотой, связань! с образованием больших количеств гипса при нейтрализации отработанной или исполь- зованной кислоть!. В связи с низкой концентрацией сахара, получаемого в результате зтого процесса, воз- никает необходимость повьішения концентрации перед началом процесса брожения. Если гидролиз произ- водят при температуре вьіше 150"С, то в результате разложения пентоз образуются такие соединения, как фурфурол. Зти соединения препятствуют брожению, и некоторьсе из них токсичнь!.

В дополнение к зтим трудностям бьіло установлено, что брожение сахаров, полученньх в результате гидролиза концентрированной кислотой, связано с дополнительньми проблемами. В результате гидролиза целлюлозьї и гемицеллюлозьї образуются сахара С5 и Сб. Известно, что гексозьї легко подвергаются бро- жению, в то время как процесс брожения пентоз является более трудньім. Таким образом, полученньсе са- хара сначала необходимо разделить, что часто связано с использованием сложной технологии сепарации, а затем подвергнуть сбраживанию под действием различньїх микроорганизмов, обладающих свойствами производить сбраживание либо гексоз, либо пентоз.

В предшествующих способах гидролиза кислотой совершенно не принималось во внимание то, каким образом должна перерабатьваться биомасса с вьісоким содержанием диоксида кремния. Просто вьібра- сьівать ее - означаєт брать на себя ответственность за состояние окружающей средь и рисковать деньга- ми. В проектах, предусматривающих использование биомассь! для сжигания в целях производства знер- гии, внісокое содержание диоксида кремния приведет к образованию больших количеств шлама и к необхо- димости решения проблем, связанньїх с переработкой огромньїх масс зольі, образующейся в результате сжигания биомассь!.

Зти соединения кремния имеют большое коммерческое значение и регенерация диоксида кремния из сельскохозяйственньїх отходов является все более важной (см. Карера А., Нарджис С., Пател С., Пател

М., "Материаль! на основе соединений кремния, получаемье из рисовой шелухи", Журнал научньх и про- мьішленньх исследований, т. 45, 1986 г., стр. 441-448). Хорошо известно, что обработка биомассь гидрок- сидом натрия приводит к растворению целлюлозь и гемицеллюлозь, что дает возможность отделить их от лигнина. Однако, целлюлоза с короткой цепочкой часто загрязняет кремниевье соединения в процессе удаления, и тем самьм снижается вьїход сахара. Кроме того, удаление диоксида кремния путем фильтра- ции затруднено вследствие образования густого геля, которьй очень трудно отфильтровьвать.

Таким образом, существует необходимость в созданий зкономически зффективного, не загрязняю- щего окружающую среду способа получения сахара из биомассьі, содержащей целлюлозу и гемицеллю- лозу.

Сущность изобретения.

В соответствий с одним из аспектов изобретения предусмотрен способ производства сахаров из ма- териалов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу. Способ включает смешивание биомассь с раствором, содержащим от 25 до 9095 кислотьї, причем найболее предпочтительньїм является содержание кислоть от 70 до 7795, при котором происходит декристаллизация целлюлозьі и гемицеллюлозьі. В соответствии с изобретением раствор кислотьї добавляют до достижения отношения чистой кислоть! к материалу, содер- жащему целлюлозу и гемицеллюлозу, по крайней мере 1:1. Найболее предпочтительньїм является соотно- шение 1,25:11. В соответствии с предпочтительньмм вариантом осуществления изобретения используют серную кислоту.

В соответствии с другим аспектом изобретения предусмотрен способ гидролиза материалов, содер- жащих целлюлозу и гемицеллюлозу, кислотой, разбавленной до концентрации от 20 до 3095, с подогревом смеси. Наиболее предпочтительньі!м является подогрев смеси до температурь! от 80 до 1007"С продолжи- тельностью от 40 до 480 мин, причем гидролиз проводят при атмосферном давлений. Затем жидкий гидро- лизат отделяют от твердого материала предпочтительно путем прессования гидролизованной биомассь!.

Жидкий гидролизат, содержащий сахара и кислоту, собирают для дальнейшей переработки.

По данному изобретению исходнье материаль! сначала промьівают для удаления грязи и примесей.

Затем материаль! могут бьіть вьісушеньі предпочтительно до влажности приблизительно 1095. Далее ис- ходнье материаль! могут бьіть измельченьі! до частиц размером предпочтительно от 0,075 мм до 7 мм, причем найболее предпочтительньй средний размер частиц составляет приблизительно 5 мм перед стадией декристаллизации. Измельчение может проводиться рядом устройств, включая те, что обес- печивают перетирку, резку и дробление в молотковой мельнице.

В соответствий с другим аспектом изобретения декристаллизацию и гидролиз исходньїх материалов повторяют. Твердьй материал, отделенньй после первой стадии гидролиза, смешивают с серной кислотой с концентрацией 25-9095, причем более предпочтительной является концентрация серной кислоть от 70 до 7795, в результате чего происходит дальнейшая декристаллизация оставшегося твердого материала. По данному изобретению раствор кислотьї добавляют до достижения отношения чистой кислоть! к материалу, содержащему целлюлозу и гемицеллюлозу, по крайней мере 1:1. Болеє предпочтительнь!м является отно- шение 1,25:1.

В соответствий с другим аспектом изобретения вторую стадию гидролиза проводят кислотой с кон- центрацией от 20 до 3095 с подогревом смеси, в результате чего происходит дальнейший гидролиз цел- люлозь и всей оставшейся гемицеллюлозь. Предпочтительньім является подогрев смеси до температу- рьї 80-1007"С продолжительностью от 40 до 480 мин, гидролиз проводят при атмосферном давлении.

После зтого гидролизат отделяют путем прессования гидролизованной биомассь». Жидкий гидролизат собирают и смешивают предпочтительно с первьім жидким гидролизатом для проведения дальнейшего процесса, из оставшегося твердого материала может бьїть изготовлено гранулированное топливо.

В соответствий со следующим аспектом изобретения предусмотрен усовершенствованньй способ отделения сахаров от кислотьї в жидком гидролизате для получения жидкости, содержащей в целом по крайней мере 15 95 сахаров и не более 395 кислотьі. Зтот способ включает использование устройства для сепарации, в котором сахара адсорбируются на сильнокислотной смоле. Устройство для сепарации предс- тавляет собой предпочтительно слой катионообменной смоль! - сшитого полистирола, в котором смола сшита дивинилбензолом и обработана серной кислотой для получения сильнокислотной катионообменной смольі. Предпочтительная величина концентрации дивинилбензола составляет приблизительно от 6 до 895. Другим способом получения зтой смольі! является сополимеризация винилбензилхлорида с дивинил- бензолом и обработка сульфитом натрия для получения сильнокислотной катионообменной смоль!. Ве- личина концентрации дивинилбензола предпочтительно составляєт также приблизительно от 6 до 895.

Предпочтительной формой частиц смольі, используемьхх на стадии сепарации, являются шарики диаметром приблизительно от 200 до 500 микрон. Предпочтительная величина скорости в слое смольі сос- тавляет приблизительно от 2 до 5 м/ч, температура нагрева 40-60"С. По данному изобретению слой смоль!

имеет плотность на различньїх участках от 0,6 до 0,9 г/мл, обменная емкость катионита составляєт, по меньшей мере, 2 мг-зкв/г.

В соответствий с изобретением гидролизат пропускают через слой смоль, на которой сахара адсор- бируются. Затем смолу продувают газом, практически не содержащим кислород, которьй вьітесняет кисло- ту из смоль! перед стадией промьівки. Зта стадия включаєт промьівку смоль! водой, практически не содер- жащей кислород, в результате чего образуется поток сахара, в котором содержится по крайней мере 9895 сахара, которьій содержал жидкий гидролизат, поданньй в устройство для сепарации.

В соответствии с другим аспектом изобретения после отделения кислоть! от потока сахара по- вьшают ее концентрацию с целью повторного использования. Повьішение концентрации производят пред- почтительно путем испарения.

В соответствии со следующим аспектом изобретения предложен улучшенньій способ сбраживания сахаров, полученньїх путем гидролиза материалов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу, концентри- рованной кислотой, для получения спирта. Процесс сбраживания включаєт регулирование величинь! рн потока сахара для нейтрализации остатков кислоть! и удаления ионов металлов. Регулирование величинь рН предпочтительно производят путем добавления основания типа гидроксида кальция или оксида каль- ция для увеличения рН приблизительно до 11, после чего проводят обратное титрование кислотой до по- лучения рН приблизительно около 4,5. Вещества типа магния, азота, фосфата калия, следов металлов и витаминов добавляют для того, чтобьї обеспечить возможность роста микроорганизмов. После зтого раст- вор сахара перемешивают с микроорганизмами для получения веществ, ичстенсифицирующих брожение. К веществам, интенсифицирующим брожение, относят зтанол, п-бутанол, изопропиловьій спирт, абиетино- вую кислоту, глицерин, масляную кислоту, молочную кислоту, 2,3-бутандиол, пропионовую кислоту, итако- новую кислоту, лимонную кислоту, фумаровую кислоту и ацетон.

Процесс брожения по настоящему изобретению предусмотрен продолжительностью 3-5 дней, при- чем испаряющиеся вещества непрерьівно вьіводятся из процесса брожения в результате рециркуляции двуокиси углерода через охлаждаеємую конденсационную колонну. После 3-5 дней продукть! брожения со- бирают после конденсационной колонньї и дистиллируют. Дрожжи отделяют от продуктов брожения пред- почтительно центрифугированием, после чего они могут бьіть использовань! повторно.

В качестве микроорганизмов, используемьх в процессе брожения по изобретению, могут бьїть ис- пользованьї дрожжи типа Сапаїда Кегуг, Рісніа зіїріїз, штаммь! дрожжей с респираторной недостаточностью зЗасспаготусез сегемізіає, Напзепшца апотаїа, Напзепшіа |адіпії, Напзепша Табіаті и Распузоїєп їаппорнішв.

Зти дрожжи предпочтительно должнь! бьть вьіращень на растворах пентозь в течение 1 - 2 недель перед использованием в процессе брожения. С другой стороньі, в качестве микроорганизмов могут бьть использованьі бактерии ряда видов, таких как Сіовігпдійт, Асеїйобасіє!, ІасіорасшШив, АврегоїНів,

Ргоріопірасіета и 7утотопаз торбіїїв.

В соответствий с другим аспектом изобретения предложен способ вьіделения и переработки диокси- да кремния из биомассь типа рисовой соломь и отходов очистки хлопка, которне содержат его в большом количестве. Зтот способ включает обработку твердого материала, оставшегося после первого гидролиза, при помощи гидроксида натрия, предпочтительно с концентрацией от 5 до 1095, для получения зкстракта.

Величину рН зкстракта затем снижают приблизительно до 10, предпочтительно путем добавления кисло- ть, такой как соляная или серная. В результате зтого кремниевая кислота вьіпадаєт в осадок. После зтого кремниевую кислоту отделяют, предпочтительно путем фильтрации. Для обесцвечивания кремниевая кис- лота может бьть затем обработана окислителем, например Маосі. Из кремниевой кислоть! далее могут бьіть полученьі! силикагель, силикат натрия и силикат калия. Оставшийся зкстракт предпочтительно ис- пользуют повторно, для чего добавляют Маон до получения концентрации от 5 до 1095, а затем добавляют зкстракт к вновь полученньім твердьім материалам перед обработкой зтих материалов гидроксидом нат- рия.

Дальнейшие аспекть! настоящего изобретения станут понятньмми специалистам из описания изобре- тения.

Краткое описание чертежей.

Ффиг. 1 - схематическое изображение способа по настоящему изобретению, на котором показань! ста- дийи декристаллизации и гидролиза.

Фиг. 2- схематическое изображение способа по изобретению, на котором показань! стадии сепара- ции, брожения и восстановления концентрации кислоть!.

Фиг. 3 - схематическое изображение способа по изобретению, на котором показань! стадии вьіделе- ния и обработки диоксида кремния.

Подробное описание изобретения.

Введение.

Изобретение относится к способу производства сахаров из биомассьі, содержащей целлюлозу и ге- мицеллюлозу с использованием концентрированной серной кислотьі. Полученнье зтим способом сахара могут бьіть использовань! в качестве корма для животньїх или пищи для людей, а также в качестве исход- ньїх материалов для производства веществ из сахаров типа зфиров сахаров либо в качестве сьрья для по- лучения путем сбраживания зтанола или других продуктов, таких как бутанол, пропанол, ацетон, зтила- цетат и многих других химических веществ, для получения которьїхх могут бьіть использовань! специфичес- кие микроорганизмьі, метаболизм которьїх определяеєт характер процесса получения необходимьх ве- ществ.

Способ по данному изобретению обеспечивает производство сахаров из биомассьі, уменьшающий количество отходов или веществ, загрязняющих окружающую среду. При разработке способа предусмотре-

но повторное использование всех потоков и переработка всех твердьїх веществ в полезнье продукть! или продуктьії, которне можно продать. Большую часть кислоть! регенерируют для повторного использования.

В том случає, если в биомассе содержится большое количество диоксида кремния, в результате примене- ния зтого способа в качестве сопутствующих продуктов могут бьіть получень! силикагель, силикат натрия или силикат калия. На стадиях процесса, включающих брожение, причем брожение сахаров как С5, таки

Сб, могут бьіть использовань! природнье микроорганизмь!. Кроме того, вьісокий вьїход сахара, полученного путем гидролиза биомассь, делаєт необязательнь!м повьішение концентрации раствора сахара перед бро- жением.

Другие преимущества, обеспечиваемье заявляемьм изобретением, касаются производительности и зкономичности, которне повьішаются благодаря тому, что процесс ведут при атмосферном давлениий и от- носительно низких температурах. В результате зтого способа не образуются фурфурол и другие вреднье сопутствующие продуктьі, токсичнье и замедляющие брожение. Способ по данному изобретению не тре- бует использования редких и дорогих материалов типа легированной танталом стали для изготовления конструкций.

Как будет более подробно изложено ниже, в данном изобретениий предусмотреньї зффективнье и зкономичнье средства производства полезньїх химических веществ путем гидролиза сельскохозяйствен- ньїх отходов при минимальном количестве образующихся в процессе производства отходов или вообще без них.

Ниже приведень примерьї, иллюстрирующие способ по данному изобретению.

Декристаллизация

Исходнье материаль, используемье в процессе по данному изобретению, перемешивают в таком соотношении, что содержание целлюлозьії и гемицеллюлозь! составляет не менее 6595, причем более предпочтительная величина составляет приблизительно 7595. Первой, необязательной, стадией процесса является промьївка биомассь! для удаления грязи и примесей. На фиг. 1 показано, что рисовую солому 1, биомассу, используемую как пример на зтих чертежах, промьівают водой 2. К преимуществам способа по зтому изобретению может бьіть отнесен широкий ряд исходньїх материалов, включающий рисовую солому, которую более трудно переработать, чем другие материаль, в связи с вьісоким содержанием диоксида кремния. Следуеєт, впрочем, отметить, что сущность зтого изобретения не ограничена каким-либо опре- деленньім типом биомассь, при зтом имеется ввиду широкий диапазон материалов. Рисовая солома яв- ляется просто типичньім примером природной биомассь.

После окончания промьївки З использованная вода перетекаєт в отстойник 4, для того, чтобь грязь и другие осадки 6 собрались на дне, после чего вода 5 может бьіть повторно использована для промьвки следующей партии рисовой соломь! перед переработкой.

После очистки рисовой соломь! она может бьіть висушена 8, причем предпочтительная величина влажности составляет около 1095. После сушки материал измельчают 7 до частиц размером от 0,075 до 7 мм. Предпочтительньїм является размер частиц от З до 7 мм, причем средний размер частиц составляет 5 мм. Необходимо отметить, что для некоторьїх материалов последовательность зтих двух стадий может бить изменена. Так, материал может бьіть подвергнут мокрому измельчению в устройствах типа гидро- пульпера, а затем вьісушен.

Теперь рисовая солома подготовлена для декристаллизации. По способу, заявленному в изобре- тении, исходнье материальі, содержащие целлюлозу и/или гемицеллюлозу, сначала перемешивают с кон- центрированной серной кислотой 9 с концентрацией от 25 до 9095 для достижения зффективной декрис- таллизации. Предпочтительная величина концентрации используемой кислоть! составляеєт от 70 до 7795.

Кислоту необходимо добавить в таком количестве, чтобьї отношениєе веса чистой кислоть! к весу материа- лов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу, составило по крайней мере 1:1. Предпочтительная величи- на отношения составляет 1,25:1. В результате добавления кислоть! к биомассе образуется густой гель 10.

Смешение исходного материала с кислотой имеет те преимущества, что оно приводит к разрьвву связей между цепочками целлюлозь! и гемицеллюлозь, что дает возможность производить гидролиз длинньх це- пей целлюлозь.

Декристаллизацию проводят при температуре, не превьиишающей 80"С, причем предпочтительная ве- личина составляет 60-80"С. Если температура в процессе декристаллизации превьсит 80"С, то при после- дующем гидролизе будет упущена большая часть сахаров С5. При условиях, предусмотренньх изобре- тением, сохраняются сахара с найболее вьісокой реакционной способностью, которне образуются в на- чале процесса гидролиза. Наличие стадии декристаллизации предотвращаєт преждевременньй гидролиз и соответственно увеличиваєт степень разложения сахаров. Стадия декристаллизации описана ниже в примерах 1-3.

Пример 1.

Рисовая солома, содержащая 75956 по весу целлюлозьії и гемицеллюлозу, вес соломь! составлял 50,01 г, била перемешана с 66,82 г 77 95 Нг5О»х. Рисовую солому медленно добавляли к Нг5О» таким обра- зом, чтобьї после добавления новьїх порций соломь! оставался избьток жидкости. Температуру поддержи- вали ниже 80"С. Гель, образовавшийся после добавления последней порции рисовой соломь!, бьіл тща- тельно перемешан.

Пример 2.

Рисовая солома весом 50,04 г била перемешана с 98,91 г 7795 НеЗОх. Рисовую солому медленно до- бавляли к Н25О» таким образом, чтобь! после добавления новой порции соломь! оставался избьток жид- кости. Температуру поддерживали ниже 80"С. Гель, образовавшийся после добавления последней порции рисовой соломь, бьіл тщательно перемешан.

Пример 3.

Смесь древесньїх обрезков и газетной бумаги весом 100,00 г бьіла перемешана со 167,63 г 77 95

На5О». Древеснье обрезки бьіли измельчень! до размера 3-7 мм и порция весом 40 г била перемешана с 60 г газетной бумаги, разрезанной на полосьї шириной приблизительно 6 мм. Зту смесь медленно добав- ляли к Но5Ох таким образом, чтобь! после добавления каждой порции оставался избьіток жидкости. Темпе- ратуру поддерживали ниже 80"С. Гель, образовавшийся после добавления последней порции обрезков и газетной бумаги, бьіл тщательно перемешан.

Первьій гидролиз.

После стадии декристаллизации концентрированную кислоту разбавляют предпочтительно до кон- центрации от 20 до 3095, для чего используют предпочтительно возвратную воду 11. Затем смесь подогре- вают до температурь от 80 до 100"С для проведения гидролиза 12. Продолжительность гидролиза состав- ляет от 40 до 480 минут в зависимости от температурь! и концентрации целлюлозь и гемицеллюлозь в ис- ходном материале. После того, как прошло надлежащее время, скорость разложения гексоз и пентоз пре- вьісит скорость их образования. Таким образом, для увеличения вьїхода сахара важно прекратить по окон- чаниий надлежащего времени первую ступень гидролиза и удалить сахара, а затем произвести вторую ста- дию гидролиза для превращения оставшейся целлюлозьї и гемицеллюлозь в сахара. После гидролиза раствор сахаров и кислоть! отделяєтся от оставшегося твердого вещества предпочтительно путем прессо- вания 15. Стадия гидролиза описана в приведенньїх ниже примерах 4-6.

Пример 4.

К массе геля, полученного в примере 1, добавили 54,67 г водьї для проведения гидролиза с умень- шенной до 3095 концентрацией кислоть! во всей смеси. Пробу подогревали до 100"С в течение 60 мин. Во время подогрева часть водьі испарилась. Масса геля бьіла подвергнута прессованию, вьїход составил 93 г жидкости, в том числе 17,195 сахаров и 35,5290 кИСлоть.

Пример 5.

После того, как масса геля, полученного в примере 2, била тщательно перемешана, к ней добавили 104,56 г водьі для уменьшения до 3095 концентрации кислоть! во всей смеси. Пробу подогревали до 1007С в течение 60 мин. Масса геля бьіла подвергнута прессованию, вьїход жидкости составил 188,9 г, в том чис- ле 16,595 сахаров и 34,2390 кислоть!.

Пример 6.

После того, как масса геля, полученного в примере 3, била тщательно перемешана, к ней добавили 162,62 г водьі для уменьшения до 3095 концентрации кислоть! во всей смеси. Пробу подогревали до 1007С в течение 60 мин. Во время подогрева часть водь! испарилась. Масса геля бьіла подвергнута прессованию, вьход жидкости составил 214.3 г, в том числе 17,695 сахаров и 36,8595 кислоть.

После прессования оставшийся осадок, содержащий твердое вещество, промьіли водой в количест- ве 170 г и вновь подвергли прессованию, после чего била получена жидкость, содержащая 16,395 кислоть! и 8,9295 сахаров, которая бьіла использована для последующей промьївки для увеличения вьїхода сахара.

Переработка диоксида кремния.

В способе по изобретению очень вьігодной является переработка материалов, содержащих вьсокие количества диоксида кремния. Зтот способ показан на фиг. 3. Спрессованное твердое вещество 14, остав- шееся после первого гидролиза, может бьіть обработано 5-1095 гидроокисью натрия 16 для того, чтобь извлечь кремниевую кислоту 18. Зта стадия процесса не является обязательной и ее проводят в тех слу- чаях, когда биомасса содержит большие количества диоксида кремния, например при переработке ри- совой соломь! или отходов очистки хлопка. После обработки гидроокисью натрия 16 твердое вещество сначала подогревают 16А, а затем прессуют 17 и промьівают водой для удаления жидкости 18. Зту жид- кость обрабатьввают кислотой 19А для снижения рН, при зтом образуется осадок 21, которьій отделяют предпочтительно фильтрованием 22. Отфильтрованньй осадок отбеливают 198 для получения ма- териала, которьій представляєт собой чистьій силикагель. Силикагель может бьіть подвергнут дальней- шей переработке для получения силиката натрия, силиката калия или других полезньїх материалов.

Процесс извлечения диоксида кремния описан далее в примерах 7-9.

Пример 7.

Осадок после гидролиза рисовой соломьї, полученньй как описано вьіше в примере 1, весом 499,75 г после прессования и вьїхода гидролизата сахаров, бил обработан 595 раствором Маон весом 659,8 г.

Смесь нагревали до 80"С в течение 90 мин. Осадок подвергли прессованию и промьївке водой. Бьіло уста- новлено, что величина рН всей полученной жидкости превьішала 12. Жидкость бьіла обработана концент- рированной НСІ для уменьшения величинь! рН до 10. Полученньій легкий осадок бьіл отделен фильтра- цией. Далее бьіло проведено отбеливание материала, оставшегося на фильтре, путем добавления 11 95 раствора Маосі для получения отбеленного материала, которьій представляет собой практически чистьй силикагель. Материал, остающийся на фильтре, представляет собой диоксид кремния, которьій должен бьіть виісушен до заданной влажности.

Пример 8.

Осадок силикагеля, оставшийся на фильтре и полученньй способом, приведенньм в примере 7, бьіл обработан гранулированньім Маон для получения силиката натрия. Анализ раствора силиката натрия при помощи ЕТ-ІА спектрометра показал, что вьіход диоксида кремния из осадка превьішаеєет 8595.

Пример 9.

Осадок силикагеля, оставшийся на фильтре и полученньй способом, приведенньм в примере 7, бьіл обработан гранулированньїм КОН для получения силиката калия со значительнь/м вьіходом.

Вторичная декристаллизация и гидролиз.

Для увеличения производительности по вьіходу сахаров, произведенньіїх способом по настоящему изобретению, другим аспектом изобретения предусмотрена стадия вторичной декристаллизации и гидро- лиза. Твердье вещества, оставшиеся после первого гидролиза, или твердье вещества, оставшиеся после обработки гидроксидом натрия для извлечения диоксида кремния, виісушивают 23. Сухие твердье вещест- ва 24 смешивают с концентрированной серной кислотой 25 с концентрацией от 25 до 90905, чтобь! провести вторичную декристаллизацию. Предпочтительная концентрация кислоть! составляет от 70 до 7795. Обра- ботка материала в течение того же времени, что и при первой декристаллизации, не является необхо- димой. Практически вторая стадия декристаллизации может проходить в течение тех нескольких минут, ко- торье занимает смешивание кислоть! и твердого материала. Вторая стадия декристаллизации также за- канчивается образованием густого геля 26.

Концентрированную кислоту далее разбавляют предпочтительно до концентрации от 20 до 3095, для чего предпочтительно используют возвратную воду 27. Затем смесь подогревают для производства вто- ричного гидролиза. Образующийся гель 28 подвергают прессованию для получения вторичного потока кис- лоть и сахара 30, после чего потоки от двух стадий гидролиза смешивают. Оставшийся твердьй материал собирают, и из него может бьіть изготовлено гранулированное топливо 29. Очень вьггодно, что гранули- рование богатого лигнином осадка помогает снизить количество отходов, полученньїх в результате реа- лизации зтого способа.

Стадийи вторичной декристаллизации и гидролиза описань! ниже в примерах 10 и 11.

Пример 10.

Осадок, образованньйй в результате прессования после первой стадии гидролиза рисовой соломь, бьіл собран и вьиісушен до влажности 1095. Осадок, содержащий 4195 целлюлозьі и весящий 50,03 г, бьіл перемешан с 33,28 г 77906 Нг5О4 для достижения отношения чистой кислоть! к целлюлозе 1,25:1. Осадок медленно добавляли к кислоте и перемешивали до тех пор, пока не бьіл получен густой гель. Концентра- ция чистой кислоть! в смеси составляла 30,7590; добавили еще 17,00 г водьі для обеспечения конечной концентрации кислоть, равной 25,595. Затем смесь подогревали до 100"С в течение 50 мин. После охлаж- дения гель бьіл подвергнут прессованию и из него бьіло извлечено 31,45 г жидкости, содержащей 18,290 сахара и 21,195 кислотьї. Осадок, содержащий твердье вещества, оставшиеся после прессования, про- мьІли 25 г водь, в результате чего бьіл получен раствор, содержащий 15,295 сахара и 19,795 кислоть.

Спрессованньй осадок бьіл вьісушен до влажности примерно 1095. Установлено, что теплотворность зтого осадка составляет 20003,6 кДж/кг. Зтот топливньй материал, которьй состоит в основном из лигнина с неизвлеченньім сахаром, некоторьїх продуктов разложения сахаров и некоторого количества непрореа- гировавшей целлюлозь, горит исключительно хорошо, но в результате горения остаєтся зола, которая со- держит около 795 диоксида кремния.

Пример 11.

Осадок гидролиза рисовой соломь!ї, оставшийся после удаления диоксида кремния, как показано на примере 7, вес которого составлял 500 г, биіл перемешан с 77 95 Нг5Ох4 до достижения отношения чистой кислоть! к целлюлозе 1,25:1. Осадок медленно добавляли к кислоте и перемешивали до образования гус- того геля. После зтого добавляли воду до обеспечения концентрации чистой кислоть! 25,595. Затем смесь подогревали до 100"С в течение 50 мин. После охлаждения гель подвергли прессованию для извлечения жидкости, содержащей как сахар, так и кислоту. Осадок, содержащий твердье вещества, оставшиеся пос- ле прессования, промьіли водой для получения вторичного раствора, содержащего сахар и кислоту.

После прессования осадок бьіл вьісушен до влажности приблизительно 1095. Бьіло показано, что теп- лотворность зтого осадка составляет 20003,6 кДж/кг. Зтот топливньій материал, которьй состоит в основ- ном из лигнина с неийзвлеченньім сахаром, некоторьїх продуктов разложения сахаров и некоторого ко- личества непрореагировавшей целлюлозьї, горит исключительно хорошо и содержание золь в результате горения составляет менее 1 95.

Разделение кислоть и сахаров.

В соответствий с другим аспектом изобретения предложен усовершенствованньй способ разделения кислотьї и сахара в гидролизате, произведенном при гидролизе кислотой материалов, содержащих целлю- лозу и гемицеллюлозу. Как показано на фиг. 2, поток раствора сахара и кислоть! 31 перерабатьіваєтся в устройстве для сепарации, которое представляет собой слой сильнокислотной смоль! полистирола-ди- винилбензола. Смола предпочтительно сшита дивинилбензолом, концентрация которого предпочтительно составляеєт от 6 до 895, и обработана серной кислотой до получения величиньі! обменной емкости, по край- ней мере, 2 мг-зкв/г. Ряд подобньїх смол имеется в продаже, к их числу относятся "ПОМЕХ 40166", постав- ляемая фирмой Доу Кемикел, "Ріпех 25-16", поставляемая компанией Файнозкс, Финляндия, "Ригоїйе РСВ- 771", поставляемая Пьюролайт Инк., "Ваіїа Супмла РА" и "ІВ-118", поставляемье компанией Роом и Хааз.

Найиболее предпочтительньїм является использование смольі "ПОМ ХЕ5 43281.01", поставляемой Доу Ке- микел. Смола вьіполнена в виде шариков диаметром от 200 до 500 микрон. Скорость потока в слое смольі составляет от 2 до 5 м/ч, причем плотность слоя на различньїх участках составляет от 0,6 до 0,9 г/мл. Слой смоль! должен бьіть подогрет, предпочтительно до температурь от 40 до 60"С. Могут бьіть использовань и более вьісокие температурь, но в результате зтого произойдет преждевременное разрушение слоя смольі.

Более низкие температурь! могут привести к тому, что сепарация будет менее зффективной. Сахар адсор- бируется в колонне при прохождений через нее раствора кислоть 32. После того, как кислота извлечена из адсорбента, смола может бьіть очищена газом, которьій практически не содержит кислород, то есть ко- личество растворенного в газе кислорода не должно превьішать 0,1 части на миллион. Действие зтого газа заключается в том, что он вьітесняет из смоль! остатки кислоть и тем самь!м обеспечивает более вьісокую степень разделения.

После извлечения кислоть! смолу промьівают водой 34, которая практически не содержит кислород.

Количество кислорода, растворенного в воде, предпочтительно должно бьть менее 0,5 части на миллион, или еще более предпочтительно 0,1 части на миллион. В результате зтой промьівки образуется поток са- хара 33, содержащий как минимум 98 95 сахаров в гидролизате, которьй бьіл введен в установку для се- парации.

В результате процесса сепарации получаются три потока: поток кислоть, поток сахара и поток смеси сахара с кислотой, которньій направляют в процесс вторичной сепарации. Поток кислоть! 32 вновь концент- рируют и возвращают для повторного использования, как будет более полно показано ниже. Поток сахара 33, которьій содержит предпочтительно по крайней мере 1595 сахаров и не более, чем 395 кислоть!, может потом при желаний бьіть подвергнут сбраживанию. Чистоту сахара можно подсчитать в процентах к массе компонентов потока сахара, не содержащих воду. Все сахара с чистотой вьіше 83,390 (100 х 15/18) пригод- ньї для сбраживания.

Наличие кислоть с концентрацией вьіше чем 3 95 в потоке сахара не вьізьівает проблем при дальней- шей переработке. Однако изменение указанного соотношения сахара и кислотьї при сепарации может уменьшить общие зкономические показатели процесса.

Например, в идеальном процессе сепарации для извлечения из адсорбента 100 г пробь! раствора, содержащего 30 г кислотьї, 15 г сахара и 55 г водьі из сепарационной колоннь, должнь! бьіть использовань 100 г водьі. В случає точной сепарации поток сахара будет содержать 15 г сахара и 85 г водьі. При зтом должно остаться 30 г кислоть и 70 г (100-55-85) водьі! для получения кислоть! той же концентрации, 3095, как и в первоначальном растворе.

Однако фактически для извлечения пробь весом 100 г раствора, указанного вьіше, нужно добавить в колонну 200 г водьі. Поток сахара по прежнему составляеєт 1595, но в зтом случає поток кислоть! содержит 170 г (200--55--85) водь и 30 г кислоть, в результате чего концентрация кислоть! составляєт 1595. Таким об- разом, если чистота потока кислоть! составляет 9595 при концентрации кислоть! 1595, в каждом процессе извлечения будет потеряно вместе с кислотой около 1,5 г сахара. Если чистота потока сахара составляет 9595, при концентрации 15 95 в каждом процессе извлечения будет потеряно 0,75 г кислотьі. Зта разница определяется тем обстоятельством, что поток кислоть! содержит вдвое больше материала. Таким образом, чистота потока кислоть! является более важнь!м параметром, чем чистота потока сахара.

Сепарация кислоть и сахаров обьясняется в приведенньїх ниже примерах 12-19.

Пример 12.

Поток кислоть и сахара, произведенньїй путем гидролиза материалов, содержащих целлюлозу и ге- мицеллюлозу, разделялся, проходя через стеклянную колонну диаметром 50 см и обьемом 1,2 л, запол- ненную РСВ-771, сильнокислотной катионообменной смолой, поставляемой фирмой Пьюролайт Инк. В ко- лонне поддерживалась температура 60"С, скорость потока, определенная по расходомеру, бьіла равна 70 мл/мин, что составляеєт линейную скорость около 0,8 м/ч. Виіходящие материаль! собирались в три потока: поток кислоть, поток сахара и поток смеси для повторного разделения в другом слое смоль. Чистота по- тока кислоть! составляла 96,895 (кислота плюс вода). Чистота потока сахара составляла 86,895 (сахар плюс вода). Полное извлечение кислоть! составляло 97,395, извлечение сахара 95,59.

Пример 13.

Поток жидкого гидролизата, произведенного путем гидролиза кислотой материалов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу, разделялся, проходя через стеклянную колонну диаметром 50 см и обьеемом 1,2 л, заполненную РСВ-771, сильнокислотной катионообменной смолой, поставляемой Пьюролайт Инк. В колонне поддерживалась температура 40"С, скорость потока, определенная по расходомеру, составляла 70 мл/мин. Вьіїходящие материаль! собирались в три потока: поток кислоть, поток сахара и поток смеси для повторного разделения в другом слое смоль. Чистота потока кислоть! составляла 95,1 95 (кислота плюс во- да). Чистота потока сахара составляла 93,1 95 (сахар плюс вода). Полное извлечение кислоть! составило 96,895, извлечение сахара 90,6905.

Пример 14.

Жидкий гидролизат, содержащий 34,2395 Н25Оа4 и 16,595 сахара, разделялся, проходя через стеклян- ную колонну диаметром 50 см и обьемом 1,2 л, заполненную РСЕ-771, сильнокислотной катионообменной смолой, поставляемой Пьюролайт Инк. В колонне поддерживалась температура 60"С, скорость потока, оп- ределенная по расходомеру, составляла 70 мл/мин. Вьїходящие материаль! собирались в три потока: по- ток кислоть, поток сахара и поток смеси для повторного разделения в другом слое смоль. Чистота потока кислоть! составляла 96,47905 (кислота плюс вода). Чистота потока сахара составляла 92,73 95 (сахар плюс вода). Полное извлечение кислоть! составляло 97,995, извлечение сахара 95905.

Пример 15.

Жидкий гидролизат, полученньїй путем гидролиза газетной бумаги, содержащий 31,5695 кислоть! и 22,97 96 сахара, разделялся, проходя через стеклянную колонну диаметром 50 см и обьемом 1,2 л, заполненную РСКВ-771, сильнокислотной катионообменной смолой, поставляемой Пьюролайт Инк. В колонне поддерживалась температура 40"С, скорость потока, определенная по расходомеру, состав- ляла 70 мл/мин. Виходящие материаль! собирались в три потока: поток кислотьї, поток сахара и поток смеси для повторного разделения в другом слое смольі. Чистота потока кислоть! составляла 96,7 95 (кислота плюс вода). Чистота потока сахара составляла 90,9 95 (сахар плюс вода). Полное извлечение кислоть! составляло 99,595, извлечение сахара 96,7905.

Пример 16.

Жидкий гидролизат, полученньійй путем гидролиза газетной бумаги, содержал 31,56905 кислоть! и 22,9790 сахара. Одна порция жидкости разделялась, проходя через стеклянную колонну диаметром 50 см и обьемом 1,2 л, заполненную "Ріпех (35-16", сильнокислотной катионообменной смолой, поставляемой фир- мой Файнзкс, Финляндия. В колонне поддерживалась температура 60"С, скорость потока, определенная по расходомеру, составляла 70 мл/мин. Вторая порция жидкости разделялась, также проходя через стеклян- ную колонну диаметром 50 см и обьемом 1,2 л, заполненную "Ріпех (35-16". В колонне поддерживалась температура 40"С, скорость потока, определенная по расходомеру, составляла 70 мл/мин. В обоих случаях вьходящие материаль! собирались в три потока: поток кислоть, поток сахара и поток смеси для повторного разделения в другом слое смоль. Чистота потока кислоть! составляла по крайней мере 9095 (кислота плюс вода). Чистота потока сахара составляла 9495 (сахар плюс вода).

Пример 17.

Гидролизат, содержащий 15 95 сахара и 3095 кислотьії, разделялся, проходя через стеклянную колон- ну диаметром 50 см, обьемом 1,2 л, заполненную смолой "ПОМ ХЕ5 43281.01", поставляемой "Доу Ке- микел". В колонне поддерживалась температура 60"С, скорость потока по расходомеру составляла 65 мл/мин. После добавления гидролизата колонна бьіла промьта кипяченой и охлажденной дистиллирован- ной водой. Чистота потока кислоть! составляла 97,095; чистота потока сахара 97,295о. Величина набухания между фазами кислоть и водьї на смоле составляла 2,48905.

При повторной добавке того же гидролизата в колонну с последующей промьївкой бьіли извлечень практически вся кислота и весь сахар, причем извлечение сахара составило более 99,195, чистота сахара 97,2 95, чистота кислоть 92,3 90. Скорость промьївки в ходе сепарации составила 65 мл/мин.

Пример 18.

Устройство А5Т І С1000 с вращающимся слоем смоль, изготовленное фирмой Здвансд Сепарейшн

Текнолоджиз, Инк., бьіло использовано для разделения смесей сахара и кислоть!.

Устройство состояло из 20 колонн, в каждой колонне содержался слой смоль! обьемом 2 л. Колоннь бьіли заполнень! смолой "Ріпех (425-16" с температурой 60"С. При продолжительности работь, равной 8 ча- сам, исходньій материал содержал 14,8995 сахара и 23,79905 кислотьі. Скорость промьіївки адсорбента сос- тавила 244 мл/мин, что соответствует линейной скорости 0,12 м/мин или 7,3 м/ч. Чистота сахара бьіла рав- на 94,695 и чистота кислоть! 92,495. Извлечение сахара составило 84 95 при концентрации 13,995. Извле- чение кислоть! составило 97,595 при концентрации 7,595.

Пример 19.

Устройство А5Т І С1000 с вращающимся слоем смоль, изготовленное фирмой Здвансд Сепарейшн

Текнолоджиз, Инк., со слоем смоль! общим обьемом 15,2 л бьіло использовано для разделения смесей са- хара и кислотьї. Колоннь бьіли заполненьї смолой "Ригоїйе РОВ-772". Исходньій материал содержал 12,69 сахара и 18,995 кислотьі. Скорость промьівки адсорбента составила 117 мл/мин. Чистота сахара в потоке сахара составила 92,495 и чистота кислоть 92,195, при зтом температура в колонне 60"С.

Повьішение концентрации и повторное использование кислоть!

Раствор кислоть! 32, извлеченньій из установки для сепарации, может бьіть после повьішения кон- центрации направлен для повторного использования на более ранние стадии способа по изобретению.

При использованиий стандартного одноступенчатого испарителя 36 достигают повьішения концентрации кислоть! вплоть до 3595. Предпочтительньїм является использование трехступенчатого испарителя, пос- тавляемого фирмой Кемитрикс, Торонто, Онтарио, Канада, которьій дает возможность повьісить кон- центрацию до 70 - 7795. Вода, полученная в концентраторе, может бьіть использована как вода для промьївки адсорбента в установке для сепарации со слоем смоль!.

Сбраживание.

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен улучшенньій способ сбраживания потока сахара, отделенного после гидролиза кислотой материалов, содержащих целлюлозу и гемицеллюлозу. По- ток сахара содержит как гексозь, так и пентозьі. Зти сахара могут бьіть подвергнуть! сбраживанию однов- ременно при использованиий микроорганизмов, встречающихся в природе. Прейимуществом зтого способа является возможность избежать разделения зтих сахаров или проведения процесса в две стадии.

В растворе сахара 33, извлеченном из установки для сепарации, после гидролиза кислотой, могут со- держаться остатки кислотьі. Кислоту необходимо сначала нейтрализовать 37, предпочтительно гашеной известью, для достижения значений рнН от 10 до 12. При такой величине рН успешно удаляются все следь! ионов металлов, которне могут оказать влияние на процесс последующей переработки. На зтом зтапе до- бавляют вещества 40, такие как магний, азот, фосфат калия и витаминь, которье содействуют росту мик- роорганизмов.

В соответствии с одним из важньїх аспектов изобретения при желаний можно подвергать сбражива- нию сахара С5 и Сб одновременно. Нами бьіло установлено, что некоторне дрожжи 43, вьиіращенньсе опре- деленньм способом, могут производить сбраживаниеєе обоих зтих видов сахаров. Мь! установили, что

Сапаїда Кеїуг, Рісніа зіїрійз и штаммь! с респираторной недостаточностью, в том числе Засспаготусев сегемізіає, зффективно применимь! при температурах 25-32"С в том случає, если они до зтого бьли вь- ращень; на растворах пентозь в течение 1-2 недель до использования на смеси сахаров.

При желаний производить сбраживание гексозь! отдельно, с целью извлечения пентозь! для исполь- зования в других целях, можно применить известнье дрожжи глюкозь, такие как Засспаготусез сегемізіає,

Кіпимеготусез зпепаїає (вар. зПпепаїйає, Ідповза и іпхесіоза). Определенньсе видь бактерий также производят продуктьї, полезнье для брожения, и могут бьіть использовань в соответствии со способом, изложенньм в изобретении. К зтим бактериям относятся видь Сіовігпдійт и бутотопав тобіїїв.

В случаях, когда брожение под действием дрожжей или бактерий замедляется под действием зтано- ла или других испаряющихся продуктов, зти испаряющиеся продуктьь брожения можно непрерьвно удалять путем рециркуляции двуокиси углерода, образующейся при брожении, через охлаждаемую кон-

денсационную колонну и последующей повторной подачи двуокиси углерода в ферментер. Испаряющиеся компонентьї вместе с частью водьії конденсируются в колонне и могут бьїть собраньї для дальнейшей очистки. К преимуществам процесса также относится зффективное охлаждение ферментера, которое тре- буется для активизации брожения.

После окончания процесса брожения, которьій продолжаєтся 3-5 дней, продуктьі брожения и мик- роорганизмь! разделяют, предпочтительно путем центрифугирования 41. Микроорганизмь! 43 могут бьіть повторно использованьії для переработки следующей партии сахаров. Спиртовой раствор 44 может бьіть направлен в дистилляционную колонну 46 для дальнейшей переработки.

Предпочтительнье способьі! сбраживания изложень! далее в примерах 20, 21.

Пример 20.

Растворь сахара, полученнье из сепарационньх колонн, заполненньїх смолой, после нескольких пе- реработок собирали и нейтрализовали с помощью Са(ОН): до значений рН от 10 до 11. Раствор профильт- ровали для разделения Сабо (гипса) и прозрачной желтоватой жидкости - раствора сахара. Величина рн раствора сахара бьіла понижена до рн, равного 4,5, путем использования смеси концентрированной фос- форной кислоть! и серной кислотьі. Фосфорная кислота бьіла добавлена первой со скоростью подачи 0,3 г/л НзРОх. Затем бьіл добавлен ряд веществ перед нейтрализацией, однако при зтом раствор оставался стерильньї!м благодаря вьісокой величине рн. В состав питательной средь! включают 0,07 г/л Мо5Оа, 0,2 г/л

КМО», 0,5 г/л мочевиньї, 1,0 г/л зкстракта дрожжей, 0,1 мг/л РгемаєртТА, 0,01 мг/л НзВОз, 0,04 мг/л Мп5ОаА »-

НО, 0,02 мг/л 7п505 » 7Н2гО, 0,003 г/л КІ, 1 мкг/л Маг2?МоОх " 2Н2О, 0,1 мкг/л СибОХх г 5НгО и 0,1 мкг/л Сосі» » бнго.

Раствор бьіл затем помещен в ферментер, где уже содержались Сапаїда Кеїуг (АТОС 8619), Рісніа зіїріїв (МАВ У-7124), Напзепша апотаїа (АТС 42398), Напзепша апотаїа (АТСС 8168), Напзепшіа гаріапії (АТСС 16755), Напзегпіа |адіпі (АТОС 18201) или штаммь с респираторной недостаточностью вида

Засспаготусез сегемізіає, которне бьіли предварительно вьіращень в среде 595 раствора ксилозьі. Дрож- жевой "крем" в ферментере содержит по крайней мере 20 г дрожжей приблизительно в каждьх 100 мл из общего обьема ферментера 2 литра. Добавляются приблизительно 200 мл раствора. Добавление повто- ряют каждьй день в течение трех дней. Под действием дрожжей происходит брожение раствора, содержа- щего как сахара С5, так и сахара Сб.

Пример 21.

Растворь! сахара, полученньсе из колонн, заполненньїх смолой, собирали и нейтрализовали при по- мощи Са(ОН): до значений рН от 10 до 11. Раствор профильтровали для разделения СабоОх (гипса) и проз- рачной желтоватой жидкости - раствора сахара. Величина рН раствора сахара бьіла понижена до рн, рав- ного 4,5, путем использования смеси концентрированной фосфорной кислоть! и серной кислоть!. Фосфор- ную кислоту добавляли первой со скоростью подачи 0,35 г/л НзРОх. Затем перед нейтрализацией добавля- ли ряд веществ, однако раствор оставался стерильньим благодаря вьісокой величине рН. В состав пи- тательной средь! включают 0,07 г/л Мд5ОЯ4, 0,2 г/л КМОз 1,0 г/л (МНа)250Х, 1,0 г/л зкстракта дрожжей, 5,0 мг/л ЕБеб5Оі, 1,0 мг/л НзВОз, 5,0 мг/л Мп5Ох " 2Н20О, 10 мкг/л СибО " 4Н2гО, 20 мкг/л СосСі» "« 6Н2гО, 10 мкг/л биотина, 0,25 г/л пиридоксина НСІ, 1,5 мг/л і-инозитола, 2,0 мг/л пантотената Са, 5,0 мг/л тиамина НСІ и 25 мг/л пептона.

Раствор затем бьл помещен в ферментер, где уже содержались Сапаїда Кеїгуг (АТОС 8619) Рісніа зіїріїв (МАВ У-7124), Напзепша апотаїа (АТС 42398), Напзепша апотаїа (АТСС 8168), Напзепшіа гаріапії (16755), Напзепша |адіпі (АТОСС 18201) или штаммь с респираторной недостаточностью вида

Засспаготусез сегемізіає, которне бьіли предварительно вьіращень в среде 595 раствора ксилозьі. Дрож- жевой "крем" в ферментере содержит по крайней мере 20 г дрожжей приблизительно в каждьх 100 мл из общего обьема ферментера 2 литра. Добавляются приблизительно 200 мл раствора. Добавление повто- ряют каждьй день в течение трех дней. Под действием дрожжей происходит брожение раствора, содержа- щего как сахара С5, так и сахара Сб.

Кислоту НзВОз при желаний можно не добавлять к среде. Если для сбраживания применяют бакте- рии, которне являются более предпочтительньмми, чем дрожжи, зту кислоту добавлять нельзя, поскольку бор токсичен по отношению к бактериям.

Несмотря на то, что для иллюстрации сущности и описания данного изобретения использован цельйй ряд примеров, подразумеваеєтся, что обьем изобретения не ограничен приведенньми здесь от- дельньмми примерами. Соответственно, обьем изобретения ограничиваєтся только пунктами патент- ной формуль, приведенной далее.

ВЕНТИЛЯЦИЯ кислогя 2-ї воля я 9

ВЕРН 7ВЕРДНЕ / 3/- УА а ВЕДЕСТВЯ ПЕР гисавяя 7 ди ОМА ИЗМЕДКИЙ сушка. ДЕАРИСТІЛМИ ЗАТ солома св/Рья Ак, М пядтнетя я ЕЛЬ (о леР т . доЗпУХ водя ера лидголиз мов неполазоВянИЕ | НИК конденсяг // 1 га ! /2 кондгагя ху

ШДяМ пр. ЗОДЖ Ммеон ляє

ЛОНДЕНСЯ т ІБ зплуйроВик у ИДІОРИЗЯТ

ТВЕРДЕ

ТВЕРДЕ - я 73 24. вкцкстува (дело) авкщЕстВЯ задя бай пу Делі ря Есе лисла тя сУЛИЕ 23 и? /8 75 уй У злити пу ми аБРАйДуКИ

ВвЕдеЕсС 78 ЕРЕМУНИГОДЕРН ЯК их оселя гКкоА пйР дислегув-

КК Чрлистяллязятв о СЯДРЕВИ

Мгхгистя рлизнтоР 251 водя тА РЯви

КкОИдДЕУСЯХ

ГЕЛЬ: гидлопИ г й РЯЗІЕДЕНИЕ

ГИДРОГИЯ 2 26 25 ллЕсе до Б 29

ПЕР дода УСТХ Вл ск гаРТДЧКЕ

Фиг. 1 4 ЗІ п вки: г ислопто- Водж о 8одя изаєсіз пу шй

У 42 РОКИ - ях

СДН РЯСІуВОР

РусуаОР зл СЯ РИ ! СІГІРЯ елисни Й 47 3 У . Хм, з? я

РИСІАДР 50-ї рутлеткляР!

КИСТІ лис. сРЕДІЯ я сов у и

МИЛО ГІ т вад я Ул

Ед дЕРСЯ КТ 6

КиИсСПОгУ а , ! ря анНиИє . ляє ПЕР 50 4 Рг то І

ІД г нт ТУРИ РОБІН 48 -6 сли бЕЖЗИН джек

КОНМДЕ ИЙ Г

49 ад яку щ аоидк мист

Фиг. 2 у; , моону пт

ЛИГЧИНОВНЕ

ТВЕРДЕ Жиахкостутя лиса гля

ВЕФЩЕСІВИ |СУКОстЬ са ут У подІнедетнЕ ол й сСчЕЙИИ Я: ДРИЛЬ? 5

ИЙ и хря- х /й ДВ кока 7/4 ГІЯ /6А 7у го

ПИРОГИ СУШКУ и дЕКРИСТУЛЛИЗД ЧИТ под Ен Т

КД вт ип я ЧИ

ЛАОМБІВОТІЯІ меон 804 /98. БЕТА ВИТ ЕЛЬ - НМ Е тек у рузсє ШМ лика у, Екс т ля | 77 ковнния | свати | ЕМЖЯ лк ре ок оечисуАВ ти»

ЛРОДЙ М ! 27

Ф. гол МІЯ 22 дрів вод жидкоея

ДРУК НИ

І ня обтрдеФг КУ

Фиг. З

Тираж 50 екз.

Відкрите акціонерне товариство «Патент»

Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3-72 -89 (03122)2-57- 03