SU1036743A1 - Способ получени гидролизата растительного сырь - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИД5 ОЛИЗАТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий обработку его водным раствором щелочи при нагревании, гидролиз и выделение гидролизата, отличающийс  тем, что,с целью сокращени  продолжительности процесса и повышени  выхода в гидролизате органических кислот и карбонильных соединений, обработку растительного сырь  ведут 10-20%-ным водным раствором щелочи при соотношении щелочи и сырь  0,44-0,5, а гидролиз сырь  осуществл ют путем нагрева его до 65-75°Cj выдержки смеси в течение 40-60 мин при этой же температуре и последующего нагрева смеси до 185-210 С с получением расплавленной массы, после чего массу раствор ют в воде.

Description

СдЭ

4

00

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, преимущественно гидролизнс-дрожжевому производству , и может быть использовано дл  получени  питательных сред,, примен емых при биохимической переработке .

Известен непрерывный кислотный способ гидролиза растительного сырь где в качестве катализатора используют концентрированную (60-80%) серную кислоту при низких температурах (.SO-SO C ) и малых модул х по моногидрату ,25),продуктами которого  вл ютс  моносахариды, образованные из углеводородного кo «Iлeкса сырь , и.негидролизуемый остаток гидролизный лигнин 11.

Недостатками такого способа  вл ютс  низкий выход .полезного продукт 44-54% от веса абсолютно сухого однолетнего растительного сырь , так как используетс  только полисахаридна  часть сырь , а также необходимость предварительной подготовки; сортировки сырь , удалени  металлических , частиц, посторонних включений , тонкого помола частиц до определенного размера.

Наиболее близким к изобретению по достига1емому эффекту  вл етс  способ получени  гидролизата растительного сырь  (хвойной и лиственной древесины )2 путем обработки его 1%-йым раствором едкого натра при нагревании с последующим гидролизом с жидкостным модулем по щелочному раствору 10 при соотношении щелочи и древесины, равном 0,1, давлении 15 ати, температуре , продолжительности процесса 5ч. Затем содержимое в автоклаве охлаждают в течение 5ч, нерастворенный остаток отфильтровывают , промывают до нейтральной реакции и направл ют на последующий гидролиз, дл  которого прин т следующий режим: концентраци  щелочи 4%, жидкостной модуль 10, соотношение щелочи и древесины 0,4, давление 15 ати, температура 200с, продолжительность 6ч.

По окончании автоклав охлаждают в течение 5 ч. Щелочные растворы объедин ют вместе, отфильтровывают, пропускают через установку электродиализа дл  очистки и выделени  их и используют дл  выращивани  кормовых дрожжей,

Суммарное врем  процесса щелочной обработки древесины по известному способу составл ет 21 ч.

Выход полезных продуктов по отношению к древесине в результате такой обработки следующий,%:

Растворено древесины 94-98

Органических

кислот40-67

в том числе

уксусной кислоты 3-3,5 оксикислот26-27

карбоксильных

соединений . 5-22 коллоидов - 4-23 ,

нейтральных

веществ2-3

фенолов1,5

Недостатками известйого способа  вл ютс  длительность, а также низкий выход полезных продуктов, например фракций летучих, оксикислот карбонильных соединений, фенолов.. Целью изобретени   вл етс  сокращение длительности процесса и повышение выхода в гидролизате органических кислот и карбонильных соединений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  гидролизата растительного сырь , предусматривающему обработку его водным раствором щелочи при нагревании,гидролиз и выделение гидролизата, обработку растите .льного сырь  ведут 10-20%-ным водным раствором щелочи при соотношении щелочи и сырь  0,44-0,5, а гидролиз сырь  осуществл ют путем нагрева его до 65-75 0, выдерж .ки смеси в течение 40-60 мин при этой же температуре и последующего нагрева смеси до 185-210°С с получением расплавленной массы, после чего массу раствор ют в воде.

Указанные концентрации и ступенчатость нагрева предназначены дл  обеспечени  максимального и равноменого распределени  щелочи в сырье за счет набухани , которое осуществл етс  .при достижении температуры реакционной массы 65-75°С с выдержкой 40-60 мин.

Интервалы по концентрации щелочи температура процесса набухани  и его продолжительность обеспечивают максимальный выход полезных продуктов при использовании различных вид растительного сырь .

Модуль по щелочи в пределах 0,440 ,5 представл ет собой то количеств катализатора, которое позвол ет осуществить расщепление сырь  с максимально возможным выходом усваивамых дрожжами продуктов. Температурный предел 185-210°С. Это наиболее благопри тные услови , при которых сырье, расщепл  сь за короткое врем с образованием максимального выхода полезных продуктов из всех компонентов (гемицеллюлоз, целлюлозы, линина ), переходит в текучее состо НИИ - расплавленную массу, которую раствор ют в необладгиощем ингибирующим действием по отношению к дрожжеподобным микрос рганизмам и не оказывак дем вредного воздействи  на живой, организм растворителе, напри мер в воде. Выбор количества растворител  определ етс  в зависимости от требу емой концентрации полезных продукто Полученный щелочной раствор подготавливают дл  микробиологической переработки известными приемами (путем электродиализа, обработкой катионитной смолой КУ-2 и т.п.Ь Пример. 300 г товарной кос ры льна (278 г абсолютно сухОй навески ) тщательно смешиваиот с 20%-нь растворс л едкого натра (с учетом влажности сырь  ), содержшЕЩМ 139 г щелочи (0,5 модулей по отношению к абсолютно сухой навеске), загружают в стальной аппарат с круглым днищем емкостью 3л, предварительно разогретый до температуры сырь  которую оно приобретает при смешивании с раствором щелочи, т.е. 40°С. По окончании загрузки аппарат закрывают крышкой, снабженной сталь ной лопастной мешалкой, отводами дл паров воды, газообразных продуктов реакции, ввода растворител  расплав ленной массы сырь , а также кармана дл  термопары, и плотно забалчивают . В днище аппарата имеетс  патрубо дл  выгрузки реакционной массы. После подготовки аппарата включают мешалку и обогрев, осуществл  екый электроспиралью со скорост;ью 2 град/мин. По достижении температуры 75 С, необходимой дл  набухани  сырь , провод т изотермическую выдержку в течение 40 мин. При дальнейшём- подъеме температуры до 185 С происходит концентрирование щелочного раствора и сам процесс гидролиза за счет упаривани  воды и расщеплени  сырь  с образованием расплавленной Члассы. Общее врем  варки 2 ч. Нагрев прекращают, а расплавленную массу постепенно заливают предварительно нагретой до водой ( 250 мм }, перемешива  реак- , ционную массу до получени  однофазной консистенции. Затем открывают спускной патрубок и полученную смесь выливают в 5750 мл воды. Полученный щелочной раствор подвергают ионообменной очистке на колонке, заполненной катионитной смолой КУ-2, освобожда сь при этом QT ионов натри  и частично от лигнина Кислый гидролизат, содержащий свободные органические кислоты и карбонильные соединени , используют при приготовлении питательной среды дл  выращивани  дрожжей . Дл  получени  сравнительных данных с известным способом параллельно проводили опыты по ступенчатому растцеплению костры льна, подсолнечной лузги и сосны разбавленными растворами едкого натра по известному способу. Как видно изданных табл.1 по пред .лагаемому способу варки условный выход полезных продуктов значительно увеличиваетс . При этом повышаетс  содержание уксусной кислоты , фракции оксикислот, понижаетс  содержание смол ных кислот, .что положительно отражаетс  на качестве гидролизатов. Таблица

Растворено сырь 

Общее количество органических кислот ,

/

в том числе: а) летучих кислот с числом углеродных атомов

из них: уксусноК кислоты

95,00

90,39

00,00

99,00

40,00

43,75

41,55 52,40

9,00

12,90

12,83

19,40

4,74

.3,20

7,60 8,93 38,00

31,65 1,35 о, 50

Полученный гидролизах находит широкое применение дл  выращивани  микроорганизмов. Так, полученный описанным способом гидролизат из костры, льна с концентрацией органических кислот 2,66%, карбонильных соединений0,7%, фенолов 0,29% разбавл ют водой до соответствующих .концентраций, нейтрализуют водным раствором аммиака до рН 5,6. Затем внос т в него питательные соли: азот - в виде сульфата аммони , фосфор - в виде одно- и двузамещенных солей кали , магний - в виде серно:кислого магни . Выращивание биомассы проводилось в стендовых фер0 ,50

3,57

Продолжение табл. 1

29,73

26,60 1,12 2,60

ментерахна 3 л (рабочий запас 1 л). Скорость мешалки - 900 об/мин. Подача воздуха - 1 л/л.мин. Температура культивировани  37°С, рН в ферментере 5,6. Соотношение культур в ферментерах следующее. Кандида тропикалис Н-9 - 70% Трихоспорен кутанеум Н-4 - 30%. Контрольные пробы отбирали при непрерывном процессе культивировани . Выращивание проводили при концентрации органических кислот в гидролизате 1,84% (концентраци  карбонильных соединений при этом 0,09%, фенолов 0,04% и при разбавлени х 1:1, 1:2, 1:3 (табл. 2)1

Таблица 2

45,53

36

0,535

710367438

Йз-данмьк табл. 2 следует, что .14 раз (2ч против 21 ч по иэвестоптимальный вариант роста получаетс ному), увеличить выход полезных

на гидролизате с разбавлением 1:3,продуктов (питательное, веществ дл 

т.е. наконцентрации органических кис-роста дрожжеподобных микроорганизкислот 0,46% и протоке 0,12 Со-№эв ) в 1,2-1,4 раза, т.е. с 54-62%

держание сырого протеина при этсм до 75% от их содержани  в сырье,

51,4%.повысить эффективность производства

Остаточное содержание органичес-Гза счет высокого {69,79-74 34% выких кислот в культуральнбй жидкостихода полезных продуктов, проводить

0,12%, карбонильных соединений 0,02%,процесс расщеплени  растительного

фенолов 0,06%, Выход товарных дрож- 10сырь  в одну ступень, использу  ре сей с 1 т a6coJik)Tно сухого сырь акционные аппараты, работающие без

составл ет 350кг.давлени , получать максимальный выПредлагаемый способ по сравненииход полезных продуктов из любого вис известным позвол ет сократить.да растительного сырь  (многолетиепродолжительность процесса в 10,5 - 15го, однолетнего)

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий обработку его водным раствором щелочи при нагревании, гидролиз и выделение гидролизата, отличающийся тем, что,с целью сокращения продолжительности процесса и повышения выхода в гидролизате органических кислот и карбонильных соединений, обработку растительного сырья ведут 10-20%-ным водным раствором щелочи при соотношении щелочи и сырья 0,44-0,5, а гидролиз сырья осуществляют путем нагрева его до 65-75°С* выдержки смеси в течение 40-60 мин при этой _ же температуре и последующего на- в грева смеси до 185-210°С с получением расплавленной массы, после чего массу растворяют в воде.