RU2054492C1 - Method of percolation hydrolysis of vegetable raw - Google Patents
Method of percolation hydrolysis of vegetable raw Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054492C1 RU2054492C1 SU5034761A RU2054492C1 RU 2054492 C1 RU2054492 C1 RU 2054492C1 SU 5034761 A SU5034761 A SU 5034761A RU 2054492 C1 RU2054492 C1 RU 2054492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrolysis
- percolation
- acid
- sulfuric acid
- carried out
- Prior art date
Links
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005325 percolation Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 title claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 12
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 2
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидролизной промышленности, в частности к усовершенствованию способа переработки растительного сырья. The invention relates to the hydrolysis industry, in particular to improving the method of processing plant materials.
В настоящий период известен способ перколяционного гидролиза, согласно которому прогрев сырья осуществляется путем подачи острого пара в реакционную камеру через удлиненные лучи, расположенные в нижней части гидролизаппарата. По данному способу сырьевая смесь прогревается до температуры 150-160оС за 40 мин (общепринятое время прогрева), что в свою очередь влечет неполный гидролиз легкогидролизуемых полисахаридов, содержащихся в растительном сырье, который должен происходить на данной стадии. При этом полисахариды переходят в гидролизат в виде декстринов и далее в состав заводских сточных вод. Увеличение продолжительности подогрева нерационально, т.к. происходит распад прогидролизовавшихся сахаров, вследствие чего возрастает содержание в гидролизате ингибиторов биохимических процессов, происходящих при дальнейшей переработке гидролизата на спирт и дрожжи, увеличивается время оборота гидролизаппарата.At present, a method of percolation hydrolysis is known, according to which the raw materials are heated by supplying sharp steam to the reaction chamber through elongated rays located in the lower part of the hydrolysis apparatus. In this method, the raw mixture is warmed to a temperature of 150-160 C for 40 minutes (the conventional warm-up time), which in turn implies a partial hydrolysis of hydrolysable polysaccharides contained in the plant material, which should occur at this stage. In this case, the polysaccharides are transferred to the hydrolyzate in the form of dextrins and then to the composition of factory wastewater. The increase in the duration of heating is irrational, because decomposition of hydrolyzed sugars occurs, as a result of which the content of inhibitors of biochemical processes in the hydrolyzate increases during the further processing of the hydrolyzate into alcohol and yeast, and the hydrolysis apparatus turnover time increases.
Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ гидролиза, при котором растительное сырье загружают в гидролизаппарат, смачивают раствором варочной кислоты, подаваемым через центральную подающую трубу с температурой 80-90оС, прогревают острым паром через нижние фильтрующие лучи, при этом проводят 2 сдувки с 0,3 и 0,8 МПа и осуществляют перколяцию, т.е. в течение определенного времени в реакционную камеру непрерывно подают горячую варочную кислоту и непрерывно выводят из нее образующийся раствор сахаров (гидролизат). После завершения стадии перколяции проводят промывку негидролизуемого остатка, затем отжим гидролизата и "выстрел" лигнина.The closest technical solution to the invention, chosen as prototype, is the method of hydrolysis, wherein the plant material is charged into gidrolizapparat, wetted with cooking acid solution supplied through the central supply pipe having a temperature of 80-90 ° C, is heated with live steam through the lower filtering rays in this case, 2 blow-offs with 0.3 and 0.8 MPa are carried out and percolation is carried out, i.e. for a certain time, hot cooking acid is continuously fed into the reaction chamber and the resulting sugar solution (hydrolyzate) is continuously withdrawn from it. After the completion of the percolation step, the non-hydrolyzable residue is washed, then the hydrolyzate is pressed and the lignin is “shot”.
Недостатками известного способа прогрева сырья являются неравномерность прогрева, недостаточный нагрев сырьевой смеси к началу перколяции (ниже 180-160оС) и, как следствие этого, снижение выхода РВ с варки.The disadvantages of the known method of heating the raw materials are uneven heating, insufficient heating of the raw material mixture to the beginning of percolation (below 180-160 about C) and, as a consequence, a decrease in the yield of RS from cooking.
Согласно предлагаемому способу повышения эффективности процесса прогрева, снижения температурного градиента по высоте и сечению гидролизаппарата подогрев сырья осуществляют до температуры 150-160оС к началу перколяции при проведении гидролиза растительного сырья в гидролизаппарате У-80 м3, сырье загружают в гидролизаппарат и при закрытой крышке смачивают сырье горячей варочной кислотой, подаваемой через центральную подающую трубу с температурой 170-185оС с одновременным прогревом острым паром через удлиненные нижние фильтры. Во время подогрева проводят 2 сдувки с 0,3 и 0,8 МПа путем соединения внутреннего пространства гидролизаппарата с атмосферой для удаления воздуха, ранее содержащегося в порах сырья и между частицами сырья. Подаваемая с высокой температурой варочная кислота способствует прогреву реакционной массы в аппарате до температуры 150-160оС, необходимой для полного гидролиза легкогидролизуемой части сырья при сохранении продолжительности стадии подогрева 40 мин.According to the proposed method for improving the efficiency of warming up of the process, reducing the temperature gradient along the height and cross section gidrolizapparata heated feedstock is performed to a temperature of 150-160 o C to top percolation during hydrolysis of plant materials in gidrolizapparate U-80 m 3, the raw material is charged into gidrolizapparat and with the cover closed moistened raw hot cooking acid supplied through the central supply pipe having a temperature of 170-185 C with simultaneous heating of steaming through the elongated lower filters. During heating, 2 blow-offs are carried out with 0.3 and 0.8 MPa by connecting the inner space of the hydrolysis apparatus with the atmosphere to remove air previously contained in the pores of the feed and between the feed particles. Supplied with high temperature cooking acid contributes to heating of the reaction mixture in the apparatus to a temperature of 150-160 ° C required for the complete hydrolysis of the hydrolysable portion of the feed while maintaining the duration of the heating step for 40 minutes.
Предлагаемый способ может быть использован в типовом гидролизаппарате объемом 80 м3, представляющем собой вертикальный цилиндрический сосуд с конусными окончаниями. Аппарат имеет сверху загрузочный люк, снизу люк для "выстрела" лигнина. Подачу варочной кислоты осуществляют через центральную подающую трубу. В нижней цилиндрической части аппарата устанавливают лучевые фильтры для отбора гидролизата на стадии перколяции, промывки и отжима.The proposed method can be used in a typical hydrolysis apparatus with a volume of 80 m 3 , which is a vertical cylindrical vessel with conical ends. The device has a loading hatch at the top, and a hatch for shooting a lignin from below. The filing of the cooking acid is carried out through the Central feed pipe. In the lower cylindrical part of the apparatus, radiation filters are installed for the selection of the hydrolyzate at the stage of percolation, washing and extraction.
Для проведения стадии подогрева по предлагаемому способу в аппарат через верхнюю горловину гидролизаппарата загружают сырьевую смесь обычно перерабатываемого состава (50% опилок и 50% щепы древесины). Количество загруженного сырья составляет 9,3 т а.с.с. После окончания загрузки аппарат герметически закрывают и осуществляют стадию подогрева сырья путем подачи в аппарат острого пара в количестве 6-7 т/ч через нижние фильтры. Одновременно с подачей пара в гидролизаппарат производят подачу горячей варочной кислоты с температурой 170-185оС концентрацией 1% в количестве 2,5 ГМ. Подачу варочной кислоты осуществляют через центральную подающую трубу. Прогрев ведут в течение 40 мин до давления в аппарате 8 кгс/см2, при этом проводят две сдувки с 0,3 и 0,8 МПа. После этого проводят перколяцию путем подачи в аппарат варочной кислоты концентрацией 0,5% температурой 185оС со скоростью 45 м3/ч при одновременном отборе гидролизата. В течение перколяции температура гидролизата на выдаче увеличивается со 152 до 184оС.To carry out the heating stage according to the proposed method, a raw mixture of a usually processed composition (50% sawdust and 50% wood chips) is loaded into the apparatus through the upper neck of the hydrolysis apparatus. The amount of loaded raw materials is 9.3 t a.s. After loading is complete, the apparatus is hermetically closed and the stage of heating the raw material is carried out by supplying sharp steam to the apparatus in an amount of 6-7 t / h through the lower filters. Simultaneously with the supply of steam to the hydrolysis apparatus, the supply of hot cooking acid with a temperature of 170-185 about With a concentration of 1% in an amount of 2.5 GM. The filing of the cooking acid is carried out through the Central feed pipe. Warming up is carried out for 40 minutes to a pressure in the apparatus of 8 kgf / cm 2 , while two blow-offs are carried out with 0.3 and 0.8 MPa. Thereafter, percolation is performed by feeding in the cooking acid unit concentration of 0.5% temperature 185 ° C at a rate of 45 m 3 / h while simultaneously selecting hydrolyzate. During percolation, the temperature of the hydrolyzate in the output increases from 152 to 184 about C.
После окончания перколяции проводят промывку остатка в течение 20 мин, подавая в аппарат через центральную подающую трубу 15 м3 перегретой воды, и осуществляют отжим остаточного гидролизата из аппарата с отбором его через нижние лучевые фильтры. Давление в аппарате после завершения отжима составляет 0,8 МПа. Далее проводят "выстрел" негидролизуемого остатка из гидролизаппарата путем открытия быстродействующего клапана нижней горловины. Общий выход гидролизата с варки 104 м3, количество сахаров в гидролизате 3132 кг.After the end of percolation, the residue is washed for 20 minutes, feeding 15 m 3 of superheated water into the apparatus through the central supply pipe, and the residual hydrolyzate is squeezed out of the apparatus with its selection through the lower radiation filters. The pressure in the apparatus after completion of the spin is 0.8 MPa. Next, a “shot” of the non-hydrolyzable residue from the hydrolysis apparatus is carried out by opening the high-speed valve of the lower neck. The total output of the hydrolyzate from cooking is 104 m 3 , the amount of sugars in the hydrolyzate is 3132 kg.
Для сравнения предлагаемого способа с прототипом проводится варка (контрольная) в гидролизаппарате по обычному режиму. В аппарат через верхнюю горловину загружают сырьевую смесь перерабатываемого состава (50% опилок и 50% щепы древесины хвойных пород). Количество загруженного сырья составляет 9,3 т а. с. с. Одновременно с загрузкой сырья в гидролизаппарат подают варочную кислоту концентрацией 1% и температурой 90оС в количестве 2,5 ГМ. После окончания загрузки аппарат герметически закрывают и осуществляют стадию подогрева путем подачи в аппарат острого пара в количестве 10 т/ч. Прогрев ведут до давления в аппарате 8 кгс/см2 в течение 40 мин. Во время подогрева производят 2 сдувки с 0,3 и 0,8 МПа воздуха из внутреннего пространства гидролизаппарата. После этого проводят перколяцию, промывку, отжим аналогично вышеописанному способу. Температура гидролизата на линии выдачи в процессе перколяции увеличивается с 132 до 180оС. Выход гидролизата с варки 116 м3 или 3458 кг.To compare the proposed method with the prototype is cooking (control) in the hydrolysis apparatus in the usual mode. The raw mixture of the processed composition (50% sawdust and 50% coniferous wood chips) is loaded into the apparatus through the upper neck. The amount of loaded raw materials is 9.3 tons. from. from. Simultaneously with the loading of raw materials in the hydrolysis apparatus serves cooking acid with a concentration of 1% and a temperature of 90 about In the amount of 2.5 GM. After loading is completed, the apparatus is hermetically sealed and a heating step is carried out by supplying 10 t / h of sharp steam to the apparatus. Warming up to a pressure in the apparatus of 8 kgf / cm 2 for 40 minutes During heating, 2 blow-offs are made with 0.3 and 0.8 MPa of air from the inner space of the hydrolysis apparatus. After that, percolation, washing, spin are carried out similarly to the method described above. The temperature of the hydrolyzate on the discharge line during percolation increases from 132 to 180 about C. The output of the hydrolyzate from cooking 116 m 3 or 3458 kg.
Анализ приведенных в таблице данных показывает, что предлагаемый способ подогрева растительного сырья по сравнению с обычным, применяемым на Архангельском гидролизном заводе, позволяет получить гидролизаты растительного сырья, не содержащие декстринов, что в дальнейшем делает возможным исключение инверторного узла из схемы подготовки гидролизата к биохимической переработке. An analysis of the data presented in the table shows that the proposed method for heating vegetable raw materials in comparison with the usual one used at the Arkhangelsk hydrolysis plant makes it possible to obtain hydrolysates of vegetable raw materials that do not contain dextrins, which further makes it possible to exclude the inverter unit from the scheme for preparing the hydrolyzate for biochemical processing.
Совмещенный подогрев позволяет перейти к маломодульному гидролизу, сократить затраты кислоты и технологического пара на варку, уменьшить объем сточных вод, а также улучшить качественные характеристики гидролизата, а именно снизить содержание бромируемых веществ на 24,4% фурфурола на 14,3% Combined heating allows you to switch to low-modulus hydrolysis, reduce the cost of acid and process steam for cooking, reduce the volume of wastewater, and improve the quality of the hydrolyzate, namely, reduce the content of brominated substances by 24.4% furfural by 14.3%
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5034761 RU2054492C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Method of percolation hydrolysis of vegetable raw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5034761 RU2054492C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Method of percolation hydrolysis of vegetable raw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2054492C1 true RU2054492C1 (en) | 1996-02-20 |
Family
ID=21600551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5034761 RU2054492C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Method of percolation hydrolysis of vegetable raw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2054492C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2197439C2 (en) * | 2001-04-04 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нобель" | Sewage sediment hydrolysis method and hydrolysis apparatus |
| ES2222097A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-16 | Jose Ramon Paz Achondo | Percolation yielding high sugar product from lignocellulose materials consists of preparation of acid mixture, for steam treatment and hydrolysate percolation in successive cycles |
-
1992
- 1992-01-04 RU SU5034761 patent/RU2054492C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, с.165. Авторское свидетельство СССР N 1265217, кл. C 13K 1/02, 1984. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2197439C2 (en) * | 2001-04-04 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нобель" | Sewage sediment hydrolysis method and hydrolysis apparatus |
| ES2222097A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-16 | Jose Ramon Paz Achondo | Percolation yielding high sugar product from lignocellulose materials consists of preparation of acid mixture, for steam treatment and hydrolysate percolation in successive cycles |
| ES2222097B1 (en) * | 2003-07-04 | 2006-03-16 | Jose Ramon Paz Achondo | PROCEDURE AND PERCOLATOR FOR OBTAINING A PRODUCT RICH IN SIMPLE SUGARS FROM LIGNOCELLULOSICAL MATERIALS. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Harris et al. | Hydrolysis of wood-treatment with sulfuric acid in a stationary digester | |
| US4708746A (en) | Method the hydrolytic splitting of acid treated comminuted crude cellulose with steam | |
| US8562747B2 (en) | Method and system for hydrolytic saccharification of a cellulosic biomass | |
| US4174997A (en) | Method and apparatus for continuous hydrolysis of cellulosic fiber material | |
| US3640768A (en) | Process for hydrolytic degradation of cellulosic materials to sugars | |
| JPS62111700A (en) | Method for recovering glucose, lignin and cellulose from lignocellulose plant material | |
| RU2054492C1 (en) | Method of percolation hydrolysis of vegetable raw | |
| US2734836A (en) | Production of pentoses from cellulosic materials | |
| IL45887A (en) | Process for the obtention of fermentable powdered syrup and alphacellulose from xerophyte plants | |
| AU536950B2 (en) | A brewing process for adjusting yeast content | |
| CN111471549B (en) | Wine cold leaching and hot extraction brewing method and device | |
| Plow et al. | Rotary digester in wood saccharification | |
| RU1830083C (en) | Process of percolation hydrolysis of vegetable stock | |
| US2132250A (en) | Manufacture of ethyl alcohol from indian corn | |
| US2008635A (en) | Process of and apparatus for producing pulp | |
| SU1265217A1 (en) | Method for percolation hydrolysis of vegetable raw material | |
| SU1118677A1 (en) | Method of vegetable raw material percolation hydrolysis | |
| US1816136A (en) | Method of converting wood into sugar and other products | |
| SU1497219A1 (en) | Method of peroclation hydrolysis of vegetation raw material | |
| US2038925A (en) | Method and apparatus for the treatment of fibrous material | |
| FR2277888A1 (en) | Fermentation or maceration tank with separate compartments - for pressed fruit and a portion of their own juice | |
| RU2065880C1 (en) | Method of percolation hydrolysis of vegetable raw material | |
| SU1164262A1 (en) | Method of producing sugar solutions | |
| SU740832A1 (en) | Method of batch hydrolysis of vegetable raw material | |
| SU1564196A1 (en) | Method of two=stage hydrolysis of vegetable raw material |