ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ИЧНО-ТЕХНМЧС.. О ZsA —— шадцтаиА r w Исследования по непрерывному гидролизу древесины концентрированной соляной кислотой во Франции Исследования Савара из "Гидролиз древесины концентрированной соляной кислотой" Советский Союз располагает самыми большими в мире ресурсами полисахаридсодержащих растительных материалов в виде отходов, получающихся при лесозаготовках, лесопилении и деревообработке, а также растительных отходов сельского хозяйства (кукурузной кочерыжки, подсолнечной лузги, хлопковой и овсяной шелухи, соломы и т. п.) и камыша. [c.3] Содержание полисахаридов (пентозанов и гексозанов, в том числе целлюлозы) в указанных материалах доходит до 70% в пересчете на сухое вещество, что определяет их высокую ценность и требует изыскания эффективных методов для промышленного использования. [c.3] Одним из наиболее рациональных и проверенных в промышленных условиях способов использования растительных отходов является их химическая переработка методом гидролиза, основывающаяся на превращении полисахаридов растительных тканей в моносахариды (гексозы и пентозы) и их различные производные фурфурол, спирты, оксикислоты, белковые дрожжи и др.). [c.3] Продукты гидролизного производства (глюкоза, ксилоза, этиловый спирт, многоатомные спирты, пищевые органические кислоты, кормовые дрожжи и др.), а также остаток после гидролиза растительных материалов — гидролизный лигнин находят широкое применение в промышленности органического синтеза, они необходимы для увеличения выпуска пищевых продуктов и товаров широкого потребления, а также для сельского хозяйства. [c.3] Одновременно при производстве из непищевого растительного сырья методом гидролиза таких продуктов, как кристаллическая глюкоза, этиловый спирт, сорбит и глицерин, сокращаются расходы продовольственного зерна, кортофеля, жиров и сахарной патоки, применяемых в настоящее время для полу- чения этих продуктов. [c.3] Все это вызывало необходимость вести исследования по изысканию наиболее технически простых и экономически выгодных способов гидролиза полисахаридов растительных тканей. [c.3] К настояш,ему времени практическое применение нашли только два метода гидролиза метод гидролиза разбавленной серной кослотой и метод гидролиза концентрированной соляной кислотой. [c.4] Первый способ, получивший широкое распространение вследствие относительно более простого аппаратурного оформления, не является, однако, перспективным из-за низкого выхода сахара (не превышаюш,его 60 — 70% от теоретического), его небольшой концентрации в гидролизате и загрязнения гндролизата продуктами разложения сахаров и лигнина, что практически ограничивает ассортимент получаемой продукции этиловым спиртом и дрожжами. Гидролиз концентрированной соляной кислотой отли-. чается более высоким выходом сахара, достигающим 90% от теоретического, при его высокой концентрации в растворах, что позволяет получать из них продукцию широкого ассортимента. Однако затруднения, встреченные при регенерации соляной кислоты и антикоррозионной защите аппаратуры, препятствовали до последнего времени внедрению этого метода в промышленность. [c.4] С целью совершенствования процесса гидролиза растительных материалов концентрированной соляной кислотой, как наиболее перспективного хметода, за последние годы в Советском, Союзе и за рубежом (ФРГ, Франция) проводились исследования, в результате которых достигнуты определенные успехи, позволяющие надеяться на возможность в ближайшем будущем широкого промышленного применения этого метода гидролиза. [c.4] В Советском Союзе над разрешением проблемы гидролиза древесины концентрированной соляной кислотой с целью получения кристаллической глюкозы длительное время ведутся работы во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности (ВНИИГС) И. В. Лебедевым с сотрудниками. На основании этих работ был запроектирован и построен в конце 1956 г. при Канском гидролизном заводе опытно-промышленный цех, рассчитанный на выпуск 600 т кристаллической Г.ЛЮК03Ы в год. [c.4] Прогресс, достигнутый в области гидролиза концентрированной соляной кислотой в ФРГ по методу Рейнау-хольцхеми и во Франции по методу Эрана, отличающемуся непрерывностью процесса и простотой регенерации соляной кислоты, позволил отдельным немецким и французским фирмам выступить с предло-н ениями о проектировании промышленных предприятий по гидролизу древесины концентрированной соляной кислотой и с поставкой соответствующего оборудования и аппаратуры. [c.5] Исследования, проведенные Шенеманом, Саваром, Эраном и другими иностранными специалистами, материалы международных конференций и совещаний, а также предложения иностранных фирм представляют научно-технический интерес для научных работников и специалистов, работающих в области гидролизных производств в СССР, в связи с чем и составлен настоящий обзор. [c.5] Обзор состоит из двух разделов. Первый раздел посвящен исследованиям по непрерывному гидролизу древесины концентрированной соляной кислотой, проведенным за последнее время во Франции. Во втором разделе содержатся материалы, характеризующие работы по гидролизу древесины концентрированной соляной кислотой в ФРГ и экономику этого процесса. [c.5] В результате проведенных работ было установлено, что выходы общих редуцирующих веществ (РВ) были несколько ниже, чем из древесины европейских хвойных пород, и при 10 последовательных обработках кислотой в интервале температур от 135 до 188° составили 44—54% отвеса абсолютной сухой древесины. [c.6] Однако применение этого метода гидролиза для древесины многих пород тропических деревьев приводило к извлечению веществ, токсичных для дрожжей спиртового брожения. Разбавленные гндролизаты с концентрацией 1,4% РВ сбраживались без затруднения с весьма удовлетворительными коэффициентами Пас-, тера, гидролнзаты же с концентрацией РВ более 3,0% проявляли себя как содержащие ядовитые вещества. При этом было установлено два явно выраженных типа токсичности один, относящийся к коэффициенту Пастера, и другой — к коэффициенту сбраживания. [c.6] При первом виде токсичности, несмотря на изчезновение сбраживаемых сахаров, выход спирта был ниже получаемого обычно, второй вид токсичности приводил к снижению утилизации сахара дрожжами. Исследования показали, что только 7 из 12 исследованных пород древесины могут быть использованы с получением выхода спирта в 140 — 190 л из 1т абсолютно сухого сырья. [c.6] В связи с изложенным исследователи приступили к изучению возможности применения концентрированной соляной кислоты для гидролиза тропических пород древесины. Согласно общему правилу этот процесс гидролиза, протекающий на холоду совершенно не вызывает экстракции вредных токсических веществ. Это было доказано при гидролизе скорлупы арахиса, который давал удовлетворительный выход общих редуцирующих веществ при гидролизе с разбавленной серной кислотой и при соответствующей температуре. Получаемые гидролизаты, с концентрацией РВ 0,7% с содержанием пентоз в пересчете на фурфурол 1,6 г/л, сбраживались при коэффициенте Пастера, близком к теоретическому. Коэффициент сбраживания достигал 100%, и все сахара полностью эффективно использовались при брожении под действием дрожжей. Однако, когда концентрация РВ достигала 3%, коэффициент Пастера падал до 0,42, коэффициент сбраживания — до 20 — 40% и выход спирта становился соверт шенно неудовлетворительным. Напротив, при гидролизе концентрированной соляной кислотой, выходов спирта в 140 — 160 л с 1 т абсолютно сухого сырья можно было достигнуть и при гидролизах с высокой концентрацией РВ. [c.7] Эта классификация, однако, не имеет особого практического значения, так как экономически более выгодно довольствоваться несколько меньшим выходом, но избежать применения соляной кислоты с концентрацией более 40% НС1, что связано с дополнительными техническими затруднениями. [c.8] Саваром было найдено, что 7 видов древесины могут быть сравнены с обыкновенной сосной по трем показателям скорости гидролиза, необходимой для гидролиза концентрацией кислоты и выходу сбраживаемых сахаров. Все другие изученные Саваром виды тропической древесины при промышленной переработке давали выход в среднем на 15—20% меньше, чем из европейских видов древесины. [c.8] Вернуться к основной статье