RU2025485C1 - Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof - Google Patents
Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025485C1 RU2025485C1 SU5056516A RU2025485C1 RU 2025485 C1 RU2025485 C1 RU 2025485C1 SU 5056516 A SU5056516 A SU 5056516A RU 2025485 C1 RU2025485 C1 RU 2025485C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquor
- yeast
- amount
- thermolysate
- air
- Prior art date
Links
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 59
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 14
- -1 blowing with steam Substances 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 4
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 2
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при биохимической переработке отработанных сульфитных щелоков от варок целлюлозы на растворимых основаниях на спирт и кормовые дрожжи. The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the biochemical processing of spent sulphite liquors from pulping in soluble bases for alcohol and fodder yeast.
Известен способ подготовки сульфитных щелоков, предусматривающий снижение соединений SO2, и заключающийся в прямоточной обработке острым паром щелока, выходящего из котла, при температуре 130-140оС и давлении 0,1-0,6 МПа с последующим резким снижением скорости поступления щелока и давления до атмосферного, при этом в сульфитном щелоке удается снизить в основном содержание свободного SO2 и только на одну треть альдегидносвязанного SO2 (авторское свидетельство СССР N 779472, кл. D 21 C 11/00, опублик. 1976).Known method of preparing sulphite liquors, comprising the reduction of compounds of SO 2, and consisting in uniflow steaming liquor discharged from the boiler at a temperature of 130-140 C and a pressure of 0.1-0.6 MPa, followed by a sharp decrease in the rate of arrival liquor and pressure to atmospheric pressure, while in sulfite liquor it is possible to mainly reduce the content of free SO 2 and only by one third of aldehyde-bound SO 2 (USSR author's certificate N 779472, class D 21 C 11/00, published 1976).
Недостатком известного способа является то, что из сульфитного щелока не представляется возможным в значительной степени удалить бисульфитно-связанный и моносульфитно-связанный SO2, которые являются ингибиторами биохимических процессов и не обеспечивают биологической доброкачественности щелоков, особенно от варок целлюлозы на растворимом основании.The disadvantage of this method is that from sulfite liquor it is not possible to substantially remove bisulfite-bound and monosulfite-bound SO 2 , which are inhibitors of biochemical processes and do not ensure the biological quality of liquors, especially from pulping on a soluble base.
Известен способ подготовки сульфитного щелока к биохимической переработке, предусматривающий продувку всего потока щелока паром, разделение его на две части в соотношении 1:2 до 1:3,5, нейтрализацию меньшей части известью до рН 7-10, отделение взвешенных веществ из нейтрализованной части и смешение с частью щелока, не подвергнутой нейтрализации [1]. A known method of preparing sulfite liquor for biochemical processing, comprising blowing the entire liquor stream with steam, dividing it into two parts in a ratio of 1: 2 to 1: 3.5, neutralizing a smaller part with lime to pH 7-10, separating suspended solids from the neutralized part, and mixing with part of the liquor, not subjected to neutralization [1].
Недостатком данного способа является то, что при нейтрализации сульфитного щелока до рН 7-10, особенно при рН 9,0-10,0, происходит местное перещелачивание, что приводит к распаду сахаров и сильному пенению щелока. The disadvantage of this method is that when neutralizing sulfite liquor to pH 7-10, especially at pH 9.0-10.0, local leaching occurs, which leads to the breakdown of sugars and a strong foaming of the liquor.
Известен также способ подготовки сульфитного щелока к биохимической переработке, включающий продувку щелока паром в колонне, затем воздухом, нейтрализацию, охлаждение и подачу на выращивание дрожжей [2]. There is also a method of preparing sulfite liquor for biochemical processing, including flushing liquor with steam in the column, then with air, neutralization, cooling and feeding to the cultivation of yeast [2].
Недостатком данного способа является то, что при продувке сульфитного щелока паром повышается рН щелока за счет удаления свободного SO2 и части летучих органических кислот, и уже последующая продувка воздухом приходится на интервал рН 3,5-3,8, при котором растворимые сульфиты практически не окисляются, а если имеет место окисление, то очень незначительное.The disadvantage of this method is that when blowing sulfite liquor with steam, the pH of the liquor increases due to the removal of free SO 2 and part of the volatile organic acids, and subsequent blowing with air falls in the pH range of 3.5-3.8, at which soluble sulfites practically do not oxidized, and if oxidation takes place, it is very insignificant.
В такой последовательности операций, особенно при подготовке сульфитных щелоков на аммониевом или натриевом основании, мало смысла, нет существенного эффекта по снижению сульфитов. Растворимые сульфиты в слабокислой среде (при рН = 4,0-4,6), т. е. в подготовленном субстрат для выращивания дрожжей, образуют ионы бисульфита, которые связывают (бисульфитируют) сахара либо их промежуточные продукты при биохимических процессах и тем самым снижают выход дрожжей, т.к. сахаробисульфитные соединения не утилизируются дрожжами. In this sequence of operations, especially when preparing sulfite liquors on an ammonium or sodium base, there is little sense, there is no significant effect on the reduction of sulfites. Soluble sulfites in a slightly acidic environment (at pH = 4.0-4.6), i.e., in a prepared substrate for growing yeast, form bisulfite ions that bind (bisulfite) sugars or their intermediates during biochemical processes and thereby reduce yeast yield, as sugar bisulfite compounds are not utilized by yeast.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ подготовки сульфитного щелока для его биохимической переработки, включающий предварительную обработку щелока серной кислотой, продувку паром, воздухом и нейтрализацию [3]. The closest analogue of the proposed method is a method of preparing sulfite liquor for its biochemical processing, including pre-treatment of the liquor with sulfuric acid, blowing with steam, air and neutralization [3].
Согласно этому способу щелок после обработки серной кислотой сначала подвергают продувке паром, а затем воздухом. According to this method, the liquor after treatment with sulfuric acid is first subjected to purging with steam and then with air.
Однако этот способ также не позволяет обеспечить подготовленную к биохимической переработке сульфитному щелоку высокой биологической доброкачественности, так как при его осуществлении имеет место удаление только свободного и частично легкоотщепляемого SO2, а снижение содержания моносульфитно-связанного SO2 происходит при этом очень незначительно.However, this method also does not allow to provide sulfite liquor prepared for biochemical processing of high biological quality, since when it is carried out, only free and partially easily cleavable SO 2 is removed, and the decrease in the content of monosulfite-bound SO 2 occurs very slightly.
Новым техническим результатом в изобретении является повышение биологической доброкачественности подготовленного к биохимической переработке щелока за счет снижения сернистых соединений в нем и обогащения биогеными компонентами. Это в свою очередь приводит к увеличению выхода дрожжей и содержания в них белка. A new technical result in the invention is to increase the biological quality of the liquor prepared for biochemical processing by reducing sulfur compounds in it and enriching it with biogenic components. This in turn leads to an increase in yeast yield and protein content.
Этот технический результат достигается тем, что в способе, включающем предварительную обработку щелока серной кислотой, продувку паром, воздухом и нейтрализацию, согласно изобретению сначала щелок продувают воздухом (при температуре 80-90оС в течение 40-60 мин), затем паром (при температуре 96-98оС в течение 40-60 мин), а перед нейтрализацией в щелок вводят термолизат биомассы избыточных спиртовых или кормовых дрожжей в количестве 0,05-0,1% от массы щелока.This technical result is achieved by a method comprising pretreating the liquor with sulfuric acid, venting steam, air, and neutralization according to the invention first liquor is purged with air (at a temperature of 80-90 ° C for 40-60 min) then steaming (with temperature of 96-98 C for 40-60 min) and before neutralization liquor is introduced in excess alcohol termolizat biomass or fodder yeast in an amount of 0.05-0.1% by weight of the liquor.
Серную кислоту вводят в количестве 0,2-0,4% от массы щелока. Одновременно с введением термолизата биомассы в сульфитный щелок можно вводить сульфат магния или оксид магния в количестве 0,08-0,12% от массы редуцирующих веществ в субстрате для обеспечения быстрого размножения дрожжей и получения более высокого их выхода от утилизированных редуцирующих веществ. Sulfuric acid is introduced in an amount of 0.2-0.4% by weight of liquor. Simultaneously with the introduction of the biomass thermolysate into the sulfite liquor, magnesium sulfate or magnesium oxide in the amount of 0.08-0.12% of the mass of reducing substances in the substrate can be introduced to ensure rapid reproduction of the yeast and to obtain a higher yield from utilized reducing substances.
При подготовке к биохимической переработке сульфитных щелоков на растворимом основании предварительное введение перед продувкой воздухом серной кислоты в количестве 0,2-0,4% к масс щелока позволяет снизить содержание растворимого сульфита за счет реакции замещения и за счет реакции окисления сульфата в сульфат в кислой зоне рН. Подкисление серной кислотой обеспечивает рН сульфитного щелока 1,0-2,0 при продувке воздухом по сравнению с прототипом, где продувка воздухом следует после продувки паром, когда свободная SO2 и легколетучие органические кислоты отдуты паром и рН щелока после обработки паром близок или находится в зоне максимальной стабильности сульфитов, т.е. практически окисление сульфитов в сульфаты не имеет место.In preparation for the biochemical processing of sulfite liquors on a soluble base, preliminary introduction of sulfuric acid in an amount of 0.2-0.4% to the mass of liquor before blowing with air allows reducing the content of soluble sulfite due to the substitution reaction and due to the oxidation of sulfate to sulfate in the acid zone pH Acidification with sulfuric acid provides a pH of sulfite liquor of 1.0-2.0 when blowing with air compared to the prototype, where blowing with air follows after blowing with steam, when free SO 2 and volatile organic acids are blown off with steam and the pH of the liquor after steam treatment is close or at zone of maximum stability of sulfites, i.e. practically no oxidation of sulfites to sulfates takes place.
Последующая обработка паром продутого воздухом предварительно подкисленного серной кислотой сульфитного щелока позволяет в кислой среде более полно отдуть свободный SO2. при этом за счет сдвига равновесия между свободным SO2 и карбонильно-связанным SO2 будет иметь место разрушение и части карбонильно-связанного SO2 (карбонилбисульфитных соединений).Subsequent steam treatment of the sulfite liquor previously acidified with sulfuric acid and purged with air allows free SO 2 to be more fully blown out in an acidic environment. in this case, due to a shift in the equilibrium between free SO 2 and carbonyl-bound SO 2, destruction of parts of carbonyl-bound SO 2 (carbonyl bisulfite compounds) will also occur.
В сульфитный щелок после продувки паром добавляется термолизат биомассы избыточных спиртовых или кормовых дрожжей в количестве 0,05-0,10% от массы щелока. Введение термолизата биомассы в горячий и кислый щелок исключает возможность случайного инфицирования субстрата для выращивания дрожжей. After purging with steam, a thermolysate of biomass of excess alcohol or feed yeast in the amount of 0.05-0.10% of the mass of liquor is added to the sulfite liquor. The introduction of biomass thermolysate into hot and sour liquor eliminates the possibility of accidental infection of the substrate for growing yeast.
Введение сернокислого магния или оксида магния одновременно с термолизатом биомассы спиртовых или кормовых дрожжей в горячий кислый раствор также исключает возможность инфицирования. The introduction of magnesium sulfate or magnesium oxide simultaneously with the thermolysate of the biomass of alcohol or feed yeast in a hot acidic solution also eliminates the possibility of infection.
Сернокислый магний или оксид магния могут быть введены в уже подготовленный к биохимической переработке сульфитный щелок одновременно с введением в него питательных солей. Ионы магния, введенные в виде сернокислого магния или оксида магния, активируют фосфорсодержащие соединения при выращивании дрожжей, и усвоение фосфора дрожжами ускоряется, что сокращает время роста дрожжей увеличивает их выход. Сокращение времени роста дрожжей и увеличение их выхода от редуцирующих веществ (Р.В.) позволяет увеличить съем дрожжей с 1 м3 рабочей зоны ферментатора.Magnesium sulfate or magnesium oxide can be introduced into sulfite liquor already prepared for biochemical processing simultaneously with the introduction of nutrient salts into it. Magnesium ions, introduced in the form of magnesium sulfate or magnesium oxide, activate phosphorus-containing compounds during the cultivation of yeast, and the absorption of phosphorus by yeast is accelerated, which reduces the growth time of the yeast and increases their yield. Reducing the growth time of yeast and increasing their output from reducing substances (RV) allows you to increase the removal of yeast from 1 m 3 of the working zone of the fermenter.
Введение серной кислоты в исходный сульфитный щелок перед продувкой воздухом приводит к реакции частичного замещения иона сульфита на сульфат и, кроме того, создает условия для окисления сульфита в сульфат при продувке воздухом в кислой среде. The introduction of sulfuric acid into the initial sulfite liquor before purging with air leads to a reaction of partial replacement of the sulfite ion with sulfate and, in addition, creates the conditions for the oxidation of sulfite to sulfate when purged with air in an acidic environment.
Введение перед нейтрализацией в кислый сульфитный щелок термолиза биомассы способствует обогащению субстрата для выращивания дрожжей биогенными компонентами (белками, пептидами, аминокислотами, макро- и микроэлементами, витаминами группы В). В кислой среде и при повышенной температуре имеет место взаимодействие аминогрупп белковой компоненты термолизата биомассы с карбоксильными группами, фенольными гидроксилами различных соединений сульфитного щелока, что также способствует снижению ингибиторов роста дрожжей в сульфитном щелоке. The introduction of biomass thermolysis before neutralization into acidic sulphite liquor promotes the enrichment of the substrate for growing yeast with biogenic components (proteins, peptides, amino acids, macro- and microelements, B vitamins). In an acidic environment and at elevated temperatures, the interaction of the amino groups of the protein component of the biomass thermolysate with carboxy groups, phenolic hydroxyls of various sulfite liquor compounds occurs, which also helps to reduce the growth inhibitors of yeast in sulfite liquor.
Снижение содержания ингибиторов роста дрожжей в сульфитном щелоке с одновременным его обогащением биогенными компонентами позволяет получить биологически доброкачественный субстрат. A decrease in the content of yeast growth inhibitors in sulfite liquor with its simultaneous enrichment with biogenic components allows one to obtain a biologically benign substrate.
Термолизат биомассы избыточных спиртовых или кормовых дрожжей содержит аминокислоты, пептиды, белки, углеводы, витамины группы В., азот, фосфор. Thermolysate of biomass excess alcohol or feed yeast contains amino acids, peptides, proteins, carbohydrates, B vitamins, nitrogen, phosphorus.
Термолизат биомассы получают при нагревании сгущенной суспензии дрожжей при температуре 80оС с последующим выдерживанием в течение 1 ч.Termolizat biomass produced by heating yeast thickened suspension at 80 ° C followed by aging for 1 hour.
Для приготовления термолизата биомассы используют либо избыточные спиртовые дрожжи, которые в настоящее время сбрасывают в канализацию, предварительно убив живые клетки дрожжей острым паром, либо кормовые дрожжи после их сгущения на сепараторах. To prepare the biomass thermolysate, either excess alcoholic yeast is used, which is currently dumped into the sewer, after killing live yeast cells with hot steam, or fodder yeast after they are condensed on separators.
Предлагаемый способ подготовки сульфитных щелоков для его биохимической переработки осуществляют следующим образом. The proposed method for the preparation of sulfite liquors for its biochemical processing is as follows.
Сульфитный щелок из варочного цеха с температурой 80-90оС поступает в сборники. При приеме примерно 50% щелока от рабочего объема сборника задают серную кислоту из расчета на полный объем, заполняют далее щелоком и проводят продувку воздухом в течение 40-60 мин. В другой сборник в это время ведут прием щелока.Sulphite liquor from the brewhouse with a temperature of 80-90 о С enters the collectors. When you receive about 50% of the liquor from the working volume of the collection set sulfuric acid based on the full volume, then fill with liquor and purge with air for 40-60 minutes. In another collection at this time are taking liquor.
Образующаяся в результате продувки воздухом газовоздушная смесь направляется в систему регенерации для улавливания SO2. После продувки воздухом щелок из сборника через теплообменник насосом подаю в колонну для продувки паром. Продутый паром сульфитный щелок направляют в сборник и вводят расчетное количество термолизата биомассы спиртовых или кормовых дрожжей, и также вводят расчетное количество сернокислого магния или оксида магния. Далее щелок нейтрализуют аммиачной водой.The air-gas mixture resulting from air purging is sent to the regeneration system to capture SO 2 . After air purging, the liquor from the collector through the heat exchanger is pumped into the column for steam purging through the heat exchanger. The sulphite liquor purged with steam is sent to the collection vessel and the calculated amount of the biomass thermolysate of alcohol or fodder yeast is introduced, and the calculated amount of magnesium sulfate or magnesium oxide is also introduced. Next, the liquor is neutralized with ammonia water.
В подготовленный для биохимической переработки щелок вводят солевую вытяжку питательных солей, охлаждают, разбавляют до определенного содержания Р.В. и подают в дрожжевой цех для выращивания дрожжей. Salt extract of nutrient salts is introduced into the prepared liquor for biochemical processing, cooled, diluted to a certain R.V. content and served in a yeast workshop for growing yeast.
Сущность предлагаемого способа подготовки отработанных сульфитных щелоков от варок целлюлозы на растворимом основании поясняется следующими конкретными примерами его осуществления, причем в примерах 1, 2, 5 в качестве добавки используют термолизат биомассы спиртовых дрожжей, в примерах 3, 4 - термолизат биомассы кормовых дрожжей. The essence of the proposed method for the preparation of spent sulfite liquors from pulping on a soluble base is illustrated by the following specific examples of its implementation, and in examples 1, 2, 5, the thermolysate of biomass of alcoholic yeast is used as an additive, and in examples 3, 4 are thermolysate of biomass of fodder yeast.
Количество вводимой серной кислоты в сульфитный щелок было определено экспериментально и обусловлено снижением соединений до величины, обеспечивающих возможность выращивания дрожжей на получаемых субстратах. The amount of sulfuric acid introduced into the sulphite liquor was determined experimentally and was due to a decrease in the compounds to a value that made it possible to grow yeast on the resulting substrates.
Отклонение от заявляемых пределов концентрации серной кислоты в сульфитном щелоке в сторону уменьшения не обеспечивает эффективного снижения соединений SO2, а в сторону увеличения технологически и экономически уже нецелесообразно.Deviation from the claimed limits of the concentration of sulfuric acid in sulphite liquor in the direction of reduction does not provide an effective reduction of SO 2 compounds, and in the direction of increasing it is technologically and economically inexpedient.
П р и м е р 1. Опыт проводят при значениях параметров, выходящих за нижние пределы, указанные в формуле изобретения. PRI me
В исходный сульфитный щелок с содержанием непосредственно титруeмого SO2 (н/т SO2) 0,12% и легкоотщепляемого SO2 (л.о. SO2) 0,48% и рН 2,8 вводят серную кислоту, продувают воздухом и затем паром, далее добавляют термолизат биомассы избыточных спиртовых дрожжей, нейтрализуют, вводят питательные соли, разбавляют, охлаждают и подают на выращивание дрожжей.Sulfuric acid is introduced into the initial sulfite liquor with the content of directly titrated SO 2 (n / t SO 2 ) 0.12% and easily cleaved SO 2 (L.O. SO 2 ) and pH 2.8, and then blown with air and then steam, then add the biolass thermolysate of excess alcoholic yeast, neutralize, introduce nutrient salts, dilute, cool and serve for growing yeast.
В колбу объемом 1 л наливают 500 мл сульфитного щелока, добавляют 0,3 мл концентрированной серной кислоты из расчета ее концентрации 0,1% в щелоке. Содержимое колбы перемешивают, закрывают пробкой, через которую проходят барботер для подачи воздуха и каплеуловитель для отделения уносов (частичек, капель) жидкости при выходе воздуха из колбы. Колбу нагревают на водяной бане до температуры 80оС и продувку воздухом ведут в течение 1 ч. По истечении времени продувки отбирают пробу, охлаждают и анализируют: н/т SO2 0,10%, л.о. SO2 0,36%, рН 2,4.500 ml of sulphite liquor are poured into a 1 L flask, 0.3 ml of concentrated sulfuric acid is added based on its concentration of 0.1% in liquor. The contents of the flask are mixed, closed with a stopper, through which a bubbler for supplying air and a droplet eliminator pass for separating entrainment (particles, drops) of liquid when air leaves the flask. The flask was heated on a water bath to a temperature of 80 ° C and air blowing is carried out for 1 hour and after purging time a sample is taken, cooled and analyzed: v. / M 2 0.10% SO, LO SO 2 0.36%, pH 2.4.
После продувки воздухом содержимое колбы нагревают до кипения и подключают пар, продувку ведут, поддерживая постоянный объем щелока в колбе, в течение 1 ч при температуре 96-98оС. По окончании продувки отбирают пробу щелока, охлаждают и анализируют: н/т SO2 0,08%, л.о. SO2 0,28%, рН 2,4 (табл. 1). Снижение суммы соединений SO2 при продувке подкисленного до рН 2,4 (0,1% H2SO4) сульфитного щелока составило 40,0%.After air blowing the contents of the flask were heated to reflux and connect pairs purge lead, maintaining a constant volume of liquor in the flask for 1 hour at a temperature of 96-98 C. By the end of the purge liquor withdrawn sample was cooled and analyzed: N / t SO 2 0.08%, l.o. SO 2 0.28%, pH 2.4 (Table 1). The decrease in the amount of SO 2 compounds by blowing sulfite liquor acidified to pH 2.4 (0.1% H 2 SO 4 ) was 40.0%.
В щелок, обработанный серной кислотой, продутый воздухом и паром, вводят термолизат биомассы избыточных спиртовых дрожжей в количестве 0,04% от массы щелока. Into the liquor treated with sulfuric acid, purged with air and steam, a biomass thermolysate of excess alcoholic yeast is introduced in an amount of 0.04% by weight of the liquor.
Избыточные спиртовые дрожжи сгущают, суспензию сгущенных дрожжей нагревают до 80-90оС и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, определяют ее концентрацию и расчетное количество задают в щелок. К 450 мл щелока (50 мл ранее отбирают на анализы) добавляют 6 мл термолизата биомассы избыточных спиртовых дрожжей концентрацией 30 г/л по абсолютно-сухому веществу до содержания их 0,04% от массы щелока. Проводят нейтрализацию щелока с рН 2,4 до 4,4-4,6, вводят питательные соли, удаляют взвешенные вещества, разбавляют до содержания Р. В. в щелоке 1,7% и проводят выращивание дрожжей (табл. 2).Excess alcohol yeast is concentrated, the suspension of condensed yeast was heated to 80-90 ° C and kept at this temperature for 1 hr, its concentration is determined and the estimated amount is set in the liquor. To 450 ml of liquor (50 ml previously taken for analysis) add 6 ml of biomass thermolysate of excess alcohol yeast with a concentration of 30 g / l of absolutely dry substance to their content of 0.04% by weight of liquor. The liquor is neutralized with a pH of 2.4 to 4.4-4.6, nutrient salts are introduced, suspended solids are removed, diluted to a 1.7% RV content in the liquor, and yeast is grown (Table 2).
П р и м е р 2. Опыт проводят аналогично примеру 1. Количество введенной серной кислоты составляет 0,2% от массы щелока, т.е. 0,6 мл концентрированной серной кислоты вводят на 500 мл сульфитного щелока перед продувкой воздухом. Снижение суммы соединений SO2 при продувке воздухом и паром составило 54,3% (табл. 1). В щелок после продувки паром вводят термолизат биомассы избыточных спиртовых дрожжей в количестве 0,05% от массы щелока, на 450 мл щелока добавляют 7,7 мл суспензии концентрацией 30 г/л по абс. сухому веществу (табл. 2).PRI me
П р и м е р 3. Опыт проводят аналогично примеру 1. Количество добавляемой серной кислоты 0,3% от массы щелока, т.е. 0,9 мл на 500 мл сульфитного щелока. Снижение суммы SO2 при продувке воздухом и паром составляет 58,4% от содержания в исходном щелоке (табл. 1).PRI me
В щелок после продувки паром вводят термолизат биомассы кормовых дрожжей в количестве 0,07% от массы щелока. Термолизат готовят, нагрева до 80-90оС суспензию сгущенных кормовых дрожжей после 2-й ступени сепарации с концентрацией 102 г/л абс. сухих веществ и выдерживая при этой температуре в течение 1 ч. На 450 мл щелока добавляют 3,2 мл термолизата биомассы кормовых дрожжей.After purging with steam, the thermolysate of biomass feed fodder yeast is introduced into the liquor in an amount of 0.07% of the mass of liquor. Termolizat prepared by heating to 80-90 ° C the yeast suspension was condensed feed after 2nd stage separation at a concentration of 102 g / l of abs. dry substances and keeping at this temperature for 1 h. To 450 ml of liquor add 3.2 ml of thermolysate of biomass fodder yeast.
Выращивание дрожжей проводят на щелоке, подготовленном по данному примеру 3, и параллельно проводят выращивание дрожжей на щелоке, подготовленном также по примеру 3, но с добавлением сульфата магния, который вводят одновременно с термолизатом биомассы в количестве 0,08% от Р.В. в субстрате. Yeast is grown on the liquor prepared in accordance with this Example 3, and yeast is grown on the liquor prepared also in Example 3, but with the addition of magnesium sulfate, which is added simultaneously with the biomass thermolysate in an amount of 0.08% of R.V. in the substrate.
К 450 мл субстрата, содержащего 7,6 г Р.В. (Р.В. = 1,7% в субстрате) добавляют 0,08 х 7,6 = 0,62 г сернокислого магния. To 450 ml of a substrate containing 7.6 g of R.V. (RV = 1.7% in the substrate) add 0.08 x 7.6 = 0.62 g of magnesium sulfate.
Результаты выращивания дрожжей представлены в табл. 2. The results of the cultivation of yeast are presented in table. 2.
П р и м е р 4. Опыт поставлен аналогично примеру 1. В исходный сульфитный щелок вводят концентрированную серную кислоту в количестве 0,4% от массы щелока. К 500 мл щелока добавляют 1,2 мл серной кислоты. Снижение суммы соединений SO2 составило 63,4% от исходного (табл. 1).PRI me
В щелок после продувки воздухом и паром вводят термолизат биомассы кормовых дрожжей в количестве 0,1% от массы щелока, т.е. к 450 мл субстрата с Р. В. - 1,7% добавляют 4,5 мл термолизата концентрацией 102 г абс. сухих веществ и одновременно добавляют оксид магния 0,1% от Р.В., т.е. 0,1 х 7,6 = 0,76 г. After purging with air and steam, the thermolysate of biomass feed fodder yeast is introduced into the liquor in an amount of 0.1% by weight of the liquor, i.e. to 450 ml of a substrate with R.V. - 1.7% add 4.5 ml of thermolysate with a concentration of 102 g abs. solids and at the same time add magnesium oxide 0.1% of RV, i.e. 0.1 x 7.6 = 0.76 g.
На сульфитном щелоке, подготовленном по примеру 4, проводят выращивание кормовых дрожжей (табл. 2). On sulfite liquor prepared in accordance with Example 4, fodder yeast is grown (Table 2).
П р и м е р 5. Опыт проводят аналогично примеру 1, но при значениях параметров, выходящих за верхние пределы, указанные в формуле изобретения. PRI me
К исходному сульфитному щелоку добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 0,5% от массы щелока. Concentrated sulfuric acid is added to the initial sulfite liquor in an amount of 0.5% by weight of the liquor.
К 500 мл сульфитного щелока добавляют 1,5 мл кислоты и проводят продувку воздухом, а затем паром. При такой последовательности подготовки сульфитного щелока снижение суммы соединений SO2 составило 63,4% от содержания в исходном щелоке (табл. 1).To 500 ml of sulfite liquor, add 1.5 ml of acid and purge with air and then steam. With this sequence of preparation of sulfite liquor, the decrease in the amount of SO 2 compounds amounted to 63.4% of the content in the initial liquor (Table 1).
В щелок после продувки воздухом и паром вводят термолизат биомассы избыточных спиртовых дрожжей в количестве 0,12% от массы щелока. К 450 мл добавляют 18,0 мл термолизата концентрацией 30 г/л абс. сухих веществ, нейтрализуют и одновременно с питательными солями вводят оксид магния 0,12% от Р.В., т.е. добавляют 0,12 х 7,6 = 0,91 г. After purging with air and steam, the biomass thermolysate of excess alcoholic yeast is introduced into the liquor in an amount of 0.12% of the mass of liquor. To 450 ml add 18.0 ml of thermolysate concentration of 30 g / l abs. dry substances, neutralize and simultaneously with nutrient salts enter magnesium oxide 0.12% of RV, i.e. add 0.12 x 7.6 = 0.91 g.
На сульфитном щелоке, подготовленном по примеру 5, проводят выращивание дрожжей (табл. 2). On sulfite liquor prepared in accordance with Example 5, yeast is grown (Table 2).
Для сравнения проводят опыт осуществления способа по прототипу, в котором процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при иной последовательности - сначала ведут продувку паром, а затем продувку воздухом, введение термолизата биомассы не осуществляют. Расход серной кислоты составляет 0,3% от массы щелока (табл. 1 и 2). For comparison, an experiment is carried out implementing the method of the prototype, in which the process is carried out analogously to example 1, but with a different sequence - first they purge with steam, and then purge with air, the introduction of the biomass thermolysate is not carried out. The consumption of sulfuric acid is 0.3% by weight of liquor (tables. 1 and 2).
Из данных, представленных в табл. 1 и 2, видно, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ подготовки сульфитного щелока для его биохимической переработки позволяет существенно снизить содержание сернистых соединений (на 23,0-46,1%), обогатить сульфитный щелок биогенными компонентами (термолизатом биомассы избыточных спиртовых или кормовых дрожжей, ионами магния) и тем самым повысить его биологическую доброкачественность. From the data presented in table. 1 and 2, it can be seen that, compared with the prototype, the proposed method for the preparation of sulfite liquor for its biochemical processing can significantly reduce the content of sulfur compounds (by 23.0-46.1%), enrich the sulfite liquor with biogenic components (excess alcohol or feed biomass thermolysate) yeast, magnesium ions) and thereby increase its biological quality.
Более глубокое удаление из сульфитного щелока сернистых соединений и обогащения его биологически активными компонентами позволило увеличить выход дрожжей от Р.В. на 23,8-43,1% и повысить содержание белка на 15,4-25,2%. Deeper removal of sulfide compounds from sulfite liquor and enrichment with its biologically active components made it possible to increase the yield of yeast from R.V. by 23.8-43.1% and increase the protein content by 15.4-25.2%.
Для внедрения данного способа подготовки сульфитных щелоков для биохимической переработки на действующих предприятиях больших затрат не потребуется. For the implementation of this method of preparation of sulfite liquors for biochemical processing at existing enterprises, large costs are not required.
Таким образом, предлагаемый способ подготовки сульфитного щелока для его биохимической переработки соответствует критериям "новизна", "изобретательский уровень" и "промышленная применимость". Thus, the proposed method for the preparation of sulfite liquor for its biochemical processing meets the criteria of "novelty", "inventive step" and "industrial applicability".
Промышленная реализация заявляемого технического решения по сравнению с прототипом позволяет
снизить содержание сернистых соединений в сульфитном щелоке на 53,4-63,4% против 43,4% по прототипу;
повысить биологическую доброкачественность сульфитных щелоков как субстратов для получения белковых кормовых дрожжей за счет обогащения их биологически активными компонентами, содержащимися в термолизате избыточных спиртовых или кормовых дрожжей, и введения ионов магния в виде сернокислого магния или оксида магния;
использовать для получения биологически активных компонентов отходы - избыточные спиртовые дрожжи;
увеличить выход дрожжей от Р.В. на 23,8-43,1% с одновременным увеличением массовой доли истинного белка в дрожжах на 15,4-25,2%;
обеспечить возможность биохимической переработки сульфитных щелоков с повышенным содержанием сернистых соединений от варок целлюлозы на растворимом основании.Industrial implementation of the proposed technical solution in comparison with the prototype allows
to reduce the content of sulfur compounds in sulfite liquor by 53.4-63.4% against 43.4% of the prototype;
to increase the biological goodness of sulfite liquors as substrates for the production of protein feed yeast by enriching them with biologically active components contained in the thermolysate of excess alcohol or feed yeast, and introducing magnesium ions in the form of magnesium sulfate or magnesium oxide;
use waste - excess alcohol yeast to obtain biologically active components;
increase the yeast yield from R.V. by 23.8-43.1% with a simultaneous increase in the mass fraction of true protein in yeast by 15.4-25.2%;
to provide the possibility of biochemical processing of sulfite liquors with a high content of sulfur compounds from pulping on a soluble base.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056516 RU2025485C1 (en) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056516 RU2025485C1 (en) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2025485C1 true RU2025485C1 (en) | 1994-12-30 |
Family
ID=21610481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5056516 RU2025485C1 (en) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2025485C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-23 RU SU5056516 patent/RU2025485C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 931877, кл. D 21C 11/00, 1982. * |
| 2. Андреев А.А., Брызгалов А.И. Производство кормовых дрожжей. М.: Лесная промышленность 1986, с. 49-61. * |
| 3. Выложенная заявка ФРГ N 1442314, кл. C 12N 1/24, 1968. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3933590A (en) | Method of continuously culturing yeast | |
| US4163047A (en) | Process for producing sulfuric acid from waste acid and iron sulfate | |
| RU2025485C1 (en) | Process for preparing sulfite liquor for its biochemical treatment thereof | |
| WO1998041472A1 (en) | Ammonium sulfate produced from flue-gas scrubber liquor | |
| SU421199A3 (en) | METHOD OF OBTAINING BIOMASS | |
| Hamence | A method for the determination of the relative availability of nitrogen in nitrogenous fertilizers | |
| US4049787A (en) | Process for separating sulphur in the form of hydrogen sulphide from clarified green liquor obtained from the combustion of waste liquor | |
| CN112521291A (en) | Glutamic acid crystal transformation method for shortening crystal transformation time | |
| RU2008357C1 (en) | Method of feeding water preparation for diffusion | |
| RU2032358C1 (en) | Method for food additive production | |
| RU1720282C (en) | Method of production of culture substrate for cultivating yeast | |
| SU945266A1 (en) | Method of processing spent liquor of acid sulphide digestion into yeast | |
| SU1445795A1 (en) | Method of flotation of potassium-containing ores | |
| SU1624024A1 (en) | Method of preparing spent sulphite cellulose lye for biochemical processing | |
| SU1306956A1 (en) | Method of preparing juice vapour condensate for extracting sugar from sugar-beet chips | |
| SU1171520A1 (en) | Method of producing yeast biomass | |
| SU1038360A1 (en) | Method for preparing fodder biomass | |
| US2717836A (en) | Process of converting urea | |
| SU1074411A3 (en) | Method of separating ligno-sulphoacids and ligno-sulphonates from spent sulphite lye in pulp production | |
| SU1507786A1 (en) | Method of cultivating yeast biomass | |
| SU754856A1 (en) | Method of processing yeast waste | |
| ATE43861T1 (en) | PROCESS FOR OBTAINING ETHANOL FROM FERMENTABLE SUGAR SOLUTIONS. | |
| SU1330155A1 (en) | Method of producing furfuran and feed yeast | |
| US2892874A (en) | Process for purifying alcohols | |
| SU722238A1 (en) | Method of substrate preparation for culturing yeast |