Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Механическая и механохимическая деструкция растительного сырья

Питательная ценность крахмалсодержащего сырья | Сахарсодержащее сырьё | Классификация методов конверсии растительного сырья | Механизм и кинетика гидролиза полисахаридов растительного сырья в слабокислой среде | Механизм и кинетика распада моносахаридов и реальный выход сахара | Активность и субстратная специфичность ферментов как катализаторов | Механизм и кинетика ферментативного гидролиза полисахаридов растительного сырья; уравнение Михаэлиса-Ментен | Гемицеллюлазные ферментные препараты и механизм их действия | Классификация процессов ферментации микроорганизмов | Фазы роста микроорганизмов |


Читайте также:
  1. Анатомическое строение растительных клеток целлюлозосодержащего и пентозансодержащего сырья
  2. Биоконверсия осветлённых субстратов из растительного сырья
  3. Биоконверсия растительного сырья ферментами
  4. Биоконверсия растительного сырья ферментами и микроорганизмами
  5. Биологические методы конверсии растительного сырья
  6. Биомеханическая характеристика
  7. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ

К процессам механической деструкции растительного сырья относятся: измельчение, экструзия, дефибрация. К процессам механохимической деструкции − совместное использование механических и химических методов обработки растительного сырья.

Измельчение. Древесное сырьё перед химической конверсией измельчают на рубительных машинах, молотковых дробилках (МДЛ, ДМ-7), молотковых мельницах (ДМ-1М или ВНИ).

Измельчение веток и вершин осуществляют в несколько ступеней. Вначале осуществляют предварительное дробление на стационарно установленных косилках-измельчителях «Вихрь», «Кир-1,5» или «КИК-1,4 и др., а затем резку до требуемого размера на измельчителе «Волгарь» или на винто-ножевом измельчителе. Для измельчения коры используют корорубку с вертикальным валом КР-4 или молотковые дробилки (МПЛ) с последующим измельчением на винто-ножевом измельчителе. Для измельчения мелких веток (до 15 мм) в хлопья используют систему сельскохозяйственных машин, разработанную НИЛкормресурс и РИСХМ, состоящую из вальцовой дробилки грубых кормов (ДКУ-1,0; ДКУ-м; КДУ-2,0; ИГК-30А и др.), молотковой дробилки и винто-ножевого измельчителя (ВНИ).

Для получения кормовой муки сырьё подвергают дополнительному измельчению на стадии сушки в цилиндрических мельницах (АВМ-3,0, АВМ-5,0) или после сушки в молотковых дробилках (АВМ-0,65, АВМ-1,5).

При использовании отходов от переработки сельскохозяйственной продукции: кукурузной кочерыжки, хопковой шелухи и других применяют их вальцевание на вальцовых дробилках (ВД).

Измельчение соломы до частиц 20-30 мм осуществляют в две ступени на фуражёре ФН-1,2 и на измельчителях грубых кормов типа ИГК-30Б-1, ИГК-30Б-11, ИГК-3-Б, ИРТ-16,5; РСС-6 и др.

В ряде исследований было показано, что при тонком размоле сухой целлюлозы, древесины и другого целлюлозосодержащего сырья происходит деструкция надмолекулярных образований целлюлозы с резким увеличением содержания в ней аморфной фракции. Особенно интенсивное изменение структуры целлюлозы происходит при размоле в вибромельницах.

Измельчение и кислотный гидролиз. При размоле целлюлозосодержащих материалов в вибромельницах с последующим сернокислотным гидролизом в сравнении с гидролизом их без размола выход моносахаридов увеличивается. Максимальный выход моносахаридов из целлюлозы при t=180оС повышается с 40 до 78%, а из древесины с 31 до 44%. Корольков и Шарков нашли, что в данных препаратах содержится около 20% легкогидролизуемой фракции, которая переходит в моносахара при обработке в течение трёх часов кипящим 10%-ным раствором серной кислоты. Но при этом наблюдалась рекристаллизация целлюлозы. Шаркову удалось её устранить путём повышения температуры до 160-180оС, но при этом снижался выход редуцирующих веществ [10].

Более рациональным оказался способ размола сухой целлюлозы или древесины в присутствии небольших количеств адсорбированного хлористого водорода. Гидролиз при этом проходил за 30 мин с хорошим количественным выходом редуцирующих веществ. Аналогичные результаты получены при использовании разбавленной серной кислоты до сушки древесины с последующим измельчением на вибромельнице.

Таким образом, механохимическая деструкция позволяет значительно повысить гидролизуемость целлюлозы и древесины.

Данный процесс был испытан на шаровых мельницах и вибромельницах марки М-100 производительностью 20 кг сырья в час. Наибольшую эффективность показали вибромельницы. При этом расход электроэнергии составил 0,2-0,8 кВтч/кг. В настоящее время выпускаются промышленностью вибромельницы типа М-1000 и М-2000. Однако для их эффективной работы надо было снизить электронапряжённость путём уменьшения массы колеблющейся части вибромельницы.

Процесс экструзии. Этот процесс состоит в продавливании продукта через отверстие небольшого размера или фильеру. Процесс относится к непрерывным динамическим процессам по жидкой и твёрдой фазам. Он может быть одноступенчатым и многоступенчатым, с прямоточным или противоточным током.

По сравнению с таким простым, общедоступным способом конверсии растительного сырья, как измельчение, экструзия является более эффективным способом обработки. При экструзии растительное сырьё подвергается механохимическому деформированию, а затем происходит «взрыв» продукта за счёт разности давлений в экструдере и в атмосфере. В результате гомогенная масса вспучивается и образуется продукт с микропористой структурой.

В середине тридцатых годов процесс экструзии применяли для приготовления теста. Целью использования экструзионной машины являлось получение продукта требуемой формы.

К концу тридцатых годов появляется оборудование фирмы «Дженерал миллс», которое применяют для экструзии предварительно проваренные смеси зерна с целью получения зерновых завтраков.

В 1956г. фирма «Адамс» выпускает первый одношнековый варочный экструдер. Повышение температуры до требуемой величины для обеспечения варки осуществлялось за счёт интенсивного трения.

Затем одношнековые варочно-экструзионные машины оборудуют средствами внешнего обогрева (термоподогревающими рубашками, термосопротивлениями, устройствами парового нагрева).

Различают экструзию холодную (60-90 атм, 45-75оС) и горячую (50-90 атм, 200оС, 15-120 с).

В лаборатории структурированных пищевых веществ ИПВ РАН разрабатывались научные основы процесса термопластической экструзии. Исследовался механизм образования структуры белковых и крахмалсодержащих продуктов, а также основные закономерности ферментативного гидролиза белков и крахмалов. Был разработан одношнековый экструдер и налажен серийный выпуск этого оборудования на консервном заводе в г. Тверь.

В настоящее время налажено производство одношнековых экструдеров различной производительности (от 70 кг/ч до 1000 кг/ч). Известны марки отечественных экструдеров 2Э-60П, РЗ-КЭД-88, ВЭД-132, работающих без подогрева.

В России одношнековые экструдеры широко используют в пищевой промышленности, кормопроизводстве для переработки зернового сырья. Предварительно очищенное, доведённое до влажности 12-16% измельчённое зерно (на 5-милиметровом сите остаток составляет 5-8%) подают в экструдер, где под действием высокого давления и трения зерновая масса разогревается и переходит из зонывысокого давления 3-5 МПа в область атмосферного давления. В результате происходит «взрыв» зерновой массы. Экструдированную зерновую массу охлаждают на специальном охладителе и измельчают на молотковой дробилке. Качество экструдата оценивают по органолептическим показателям (внешний вид, запах, цвет, вкус). Степень взорванности (отношение массы одинаковых объёмов размолотого зерна и размолотого экструдированного готового продукта) должна быть не менее 4, степень декстринизации − не менее 55%, влажность − не более 10%. Под действием высокой температуры и давления почти полностью уничтожаются патогенная микрофлора и плесневые грибы.

По данным НИИ животноводства Лесостепи и Полесья Украины вследствие желатинизации крахмала, деструкции целлюлознолигниновых образований количество крахмала уменьшается на 12%, а декстринов –

увеличивается более, чем в 5 раз. Количество сахара возрастает на 14%. Изменение углеводного состава зерна в процессе его экструзионной обработки представлено в таблице 3.1.

3.1 Углеводный состав зерна, подвергнутого измельчению и экструдированию (% в абсолютно сухом веществе)

 

Наимено-вание зерна Способ обработки Моно-сахара Крах-мал Гемицел-люлоза Целлю-лоза Лиг-нин Декст-рины Степень деструк-циии
Кукуруза Измельчение Экструдирование 3,08 11,60 49,59 31,31 27,18 31,75 4,64 3,46 2,10 1,83 1,53 2,05  
Пшеница Измельчение Экструдирование 5,32 8,67 52,14 28,91 18,29 37,05 4,24 2,86 2,39 1,64 3,94 12,91  
Горох Измельчение Экструдирование 2,9 4,55 29,75 17,87 26,79 38,62 6,51 5,47 3,96 3,93 1,02 3,36  
Вика Измельчение Экструдирование 1,35 2,89 28,48 18,35 31,72 45,8 4,58 4,52 5,56 5,22 0,9 3,24  

 

Экструдированию подвергают не только фуражное зерно, но и комбикорма. При барометрической обработке комбикормов улучшаются не только их санитарно-гигиенические показатели, но и вкусовые, диетические свойства, возрастает питательная ценность за счёт доступности и усвояемости питательных веществ, в первую очередь, крахмала. Экструдирование комбикормов позволяет совместить барометрическую обработку корма с приданием ему формы гранул.

В России одношнековые экструдеры используют также в производстве органоминеральных удобрений, для переработки пентозан- и целлюлозосодержащего сырья.

В США применяют экструдеры различных типов. К одному из них относят экструдеры с предварительным кондиционированием и подогревом смеси паром до температуры 65-100оС. При пропускании кондиционированной и подогретой смеси через экструдер от трения и давления в течение 10-20с она нагревается до температуры 110-205оС. Другой тип экструдеров характеризуется повышенным нагревом продукта под давлением (0,15-0,70 МПа) за счёт подачи пара в экструдер. В этом случае нагрев до температур 120-175оС происходит в течение 2-10 мин.

Первые двухшнековые варочно-экструзионные машины фирмы «Клестраль» появились в промышленности в начале 70-х годов. Оборудование указанной фирмы отличается большой гибкостью и высокой точностью поддержания технологических параметров.

Первоначально данную технологию использовали для переработки термопластичных органических полимерных материалов. Данные экструдеры использовали в текстильной, бумажной, фармацевтической, комбикормовой, зерноперерабатывающей, кондитерской, молочной и других отраслях промышленности. В настоящее время более 400 варочно-экструзионных машин успешно работает в различных областях промышленного производства.

Фирма «Клекстраль» постоянно работает над совершенствованием двухшнековых варочно-экструзионных машин, предназначенных для агро-пищевой промышленности. Рабочая часть экструзионной машины представляет собой два идентичных, взаимопроникающих, вращающихся в одном направлении шнека, которые размещаются внутри корпуса. Угол наклона резьбы различный по длине шнеков. Подвод тепла может быть реализован следующими способами: индукционный нагрев, нагрев с применением электрических нагревательных элементов, паром или посредством жидких теплоносителей. В названии марки экструдера ВС-45 и ВС-160 цифра означает расстояние между центрами шнеков или межосевое расстояние. Конструкция машины представлена на рисунке 3.1.

Рис. 3.1. Конструкция двухшнековой варочно-экструзионной машины:

1 - корпусные модули или печи; 2 - дополнительный нагрев; 3 - идентичные шнеки с модульными насадками; 4 - фильера; 5 - контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации.

 

Перерабатываемую смесь порциями подают в корпус. Затем она перемещается вдоль машины с помощью шнеков и подвергается воздействию высокого давления (более 150 атм) и температуры, которые обеспечивают быструю варку перерабатываемой массы, при этом время пребывания массы в машине не превышает 1 минуты. Повышенное давление, которому подвергается перерабатываемая масса, создаётся благодаря конструкции самих шнеков и сопротивлению фильеры, через которую продавливается экструдируемый продукт. Повышение температуры в корпусе машины обусловлено превращением механической энергии в тепловую в результате деформации структуры тканей перерабатываемых компонентов и за счёт подвода внешнего тепла.

Гибкость варочно-экструзионной технологии и управляемость процессом производства обеспечиваются возможностью изменения в широких диапазонах нескольких технологических параметров. Это позволяет производить на экструзионных машинах бесконечное разнообразие новых продуктов. Взрыв перерабатываемых продуктов достигается не всегда, а часто он не требуется вовсе. Реализация взрыва продукта зависит от природы исходных сырьевых компонентов и технологических параметров процесса переработки (от температуры, вязкости, количества воды и от давления).

Процесс экструзии и паровой взрыв. Метод является непрерывным по твёрдой фазе. Жидкая фаза отсутствует.

Одношнековый экструдер, разработанный фирмой «Stake Technology», используют для автогидролиза растительного сырья. При автогидролизе древесина и другие виды растительного сырья подвергают обработке водяным паром без введения каких-либо катализаторов. Катализатором процессов гидролиза гемицеллюлоз и целлюлозы в этом случае служит уксусная кислота, которая отщепляется от полисахаридов. Известно, что полисахариды растительного сырья частично ацетилированы. Ацетильные группы присоеденены к ангидро-b-ксилопиронозным и ангидро-b-D-маннопиранозным элементарным звеньям при 2 и 3 углеродных атомах.

В результате экструзии происходит разрыв частиц на отдельные тонкие волокна и увеличивается количество легкогидролизуемых полисахаридов. При этом гемицеллюлозы превращаются в моно- и олигосахара, а также продукты их вторичных превращений; лигнин деструктирует с образованием фракции с пониженной молекулярной массой и увеличением количества веществ, растворимых в водном растворе щёлочи.

Для подачи сырья в одношнековый экструдер используют шнековый питатель. С помощью шнека сырьё запрессовывается до плотности, обеспечивающей герметичность системы. В промежуточной камере пробка разрушается, что обеспечивает равномерную пропарку сырья в реакторе. Время пребывания сырья регулируют скоростью вращения шнека. В разгрузочной камере целлолигнин вновь уплотняется шнеком, что совместно с шаровым затвором обеспечивает герметичность реактора. Таким образом, получают продукт – растительно-углеводный корм − процел. Масса поступает в циклон, после циклона – в смеситель, там же в корм задают мочевину; сушат продукт в сушильном барабане. В качестве теплоносителя используют дизельное топливо. Кормовой продукт имеет влажность менее 5%, сырого протеина 18% и рН 3,5-3,7. При добавках мочевины кислотность снижается.

Для экструдирования отходов леса в СССР использовали пресс-экструдеры для карбамидных концентратов, в частности марки ПЭК-125, разработанные УкрНИИпластмасс и выпукаемые Львовским заводом. Для повышения эффективности процесса экструзии древесные отходы сочетали с торфом, соломой, зернофуражём, мочевиной. Кормосмеси содержали влаги от 8 до 20%, сырого протеина от 14% (чистый опил) до 66,6% (опил-40%, зернофураж-40%, мочевина 20%) [35].

Взрывной автогидролиз в настоящее время рассматривается как наиболее переспективный метод предварительной обработки растительного сырья перед его ферментативным гидролизом. Степень конверсии целлюлозы древесной щепы достигает 85% при последовательном проведении процессов автогидролиза (235оС, 4,34 МПа, 0,5-2 мин) и ферментативного гидролиза. При автогидролизе шелухи семян подсолнечника (200оС, 6,9 МПа, 5 мин) с последующим ферментативным гидролизом превращение целлюлозы в глюкозу за 24 ч достигает 68% и за 72 ч – 80%.

Процесс экструзии и высокотемпературный гидролиз серной кислотой. Метод является непрерывным по жидкой и твёрдой фазам. Для его реализации за рубежом (США) используют непрерывный двухчервячный экструдер. Осуществляют высокотемпературный гидролиз опилок (t=220-250o C, P=2,5-5 МПа, время=25 c). Процесс разработан в Нью-Йоркском университете. Гидролизное сырьё из бункера направляют в экструдер, имеющий зоны прогрева и гидролиза. Температура в зоне прогрева <100оС, в зоне гидролиза 200-250оС и давление 3-6 МПа. Продолжительность гидролиза 25 с. Гидролизатмассу выдают в испаритель с помощью клапанного устройства, обеспечивающего герметичность аппарата. Концентрация моносахаридов в гидролизате около 10%. Выход глюкозы от целлюлозы составляет 50-55%.

Процесс экструзии и щелочная делигнификация. Метод относится к многоступенчатым непрерывным по жидкой и твёрдой фазам. Технологическая схема конверсии древесины лиственных пород в этиловый спирт и кормовые дрожжи с использованием процессов экструзии и щелочной делигнификации представлена на рисунке 3.2. Для её реализации в двухступенчатом процессе гидролиза щепы лиственных пород, разработанном Канадской фирмой Стейк, используют двухчервячный экструдер.

 

Рис. 3.2. Технологическая схема конверсии древесины лиственных пород с использованием процессов сернокислотной экструзии и щелочной делигнификации

Автогидролиз гемицеллюлозы проводят в аппарате шнекового типа при давлении 2,4 МПа в течение 4 мин (расход пара 0,7 кг/кг щепы). Полученный волокнистый материал промывают горячей водой и отделяют прогидролизованные углеводы гемицеллюлоз с целью получения кормовых дрожжей. Остаток целлолигнина промывают 0,4%-ным раствором едкого натра. При этом удаляют до 90% лигнина в виде раствора. Раствор лигнина нейтрализуют, лигнин выделяется в осадок, его отделяют и используют в качестве топлива. Волокнистый остаток – целлюлозу гидролизуют в двухчервячном экструдере 0,5-1,0% раствором серной кислоты (гидромодуль 0,3) при температуре 200оС в течение 5 мин. Выход глюкозы из целлюлозы – 50-60%. Содержание моносахаридов в гидролизате – 13%.

Гидролизат нейтрализуют известью, декантируют и центрифугируют для более полного отделения моносахаров. Гексозный нейтрализат используют в производстве этилового спирта или кормовых дрожжей. В результате непрерывной двухступенчатой спиртовой ферментации получают 6-7%-ный раствор спирта и углекислый газ.

Данная технология позволяет разделить основные компоненты древесины (гемицеллюлозу, целлюлозу и лигнин) и получить в качестве продуктов кормовые дрожжи, этиловый спирт, фурфурол и топливо (лигнин).

Процессы экструзии и экспандирования также используют и для смешения белковых кормовых добавок с зерновыми культурами, для предобработки сырья перед ферментацией [36].

Дефибрационный способ размола. Метод относится к непрерывным по твердой фазе. Жидкая фаза отсутствует.

Дефибрационный способ размола древесной щепы применяют в производстве кормовых углеводных добавок и древесноволокнистых плит. Для этого используют аппараты типа «дефибратор», а также установки горячего размола УГР-03, УГР-2, УГР-05, RT- 50 (ПНР) и МД-13.

В производстве древесноволокнистых плит технологическую щепу (ГОСТ 15815-70) подвергают дефибрационному способу размола на дисковых мельницах с целью получения древесноволокнистой массы, которую затем используют для изготовления плит. Щепу пропаривают острым насыщенным паром под давлением 0,78-1,18 МПа с температурой 175-190оС. Время пропарки варьирует от 1 до 5 мин. Снижение давления в камере с 1,0 до 0,8 МПа при увеличении времени пропарки с 1 до 5 мин для получения грубого волокна позволяет поднять в нём уровень сахара с 2,62% до 5,3%. Пропаренная щепа поступает для размола в дисковую мельницу, степень размола определяется расстоянием между дисками рабочего органа. Благопрятными зоотехническими (для скармливания) размерными показателями характеризуется древесное волокно, полученное при расстоянии между дисками от 0,5 до 1мм [35].

Наиболее эффективные результаты получены при совмещении процессов дефибрации и кислотного гидролиза.

Дефибрационный способ размола и кислотный гидролиз. В работе [37] установлено, что возможно совместное использование процессов дефибрационного способа размола и кислотного гидролиза в производстве фурфурола, этилового спирта, кормовых дрожжей и кормовой осахаренной древесины. Процесс относится к динамическим непрерывным процессам по жидкой и твёрдой фазам.

Жуков [37] исследовал влияние процессов сернокислотного гидролиза размолотой в течение 5-60с на лабораторном дефибраторе древесной щепы хвойных пород древесины, предварительно пропитанной водой или кислотой (0,5-10,0%) и пропаренной водяным насыщенным паром в течение 5-30 мин, на гранулометрический состав, структуру и химический состав древесной массы. Исследования показали, что наличие в среде катализатора оказывает самое сильное влияние на геометрию частиц. В результате химико-термической обработки размолотого материала происходит раскрытие лабиринтной системы субмикрокристаллических пор и капилляров. При этом разрушается аморфная часть полисахаридного комплекса, изменяется надмолекулярное строение целлюлозы. Происходит снижение степени полимеризации (СП) (вискозиметрический метод) и индекса кристаличности (ИК) целлюлозы. На рисунке 3.3 приведены зависимости степени полимеризации от концентрации кислоты и температуры при гидротермической обработке (время пропаривания 5 мин и размола 15 с).

Рис. 3.3. Влияние концентрации раствора серной кислоты на изменение степени полимеризации гидролизат массы при температурах размола: 1-135; 2-150; 3-165; 4-180оС

 

По данным, представленым на рисунке 3.3. видно, что наибольшее снижение степени полимеризации происходит при обработке сырья серной кислотой 2-4%-ной концентрации. Дальнейшее увеличение концентрации кислоты не приводит к изменению степени полимеризации. В результате статистической обработки были определены оптимальные условия горячего размола: в присутствии 2-4% серной кислоты при температуре 165оС.

Автором достигнут в лабораторных условиях максимальный выход редуцирующих веществ после инверсии 30%.

Гидролизат-масса, полученная на опытно промышленной установки (рис. 3.4) на Нововятском КПД (Кировская область) с использованием


Рис. 3.4. Схема опытно-промышленной установки дефибрационного способа размола и кислотного гидролиза древесины

1 - емкость для катализатора; 2 – насосы; 3 – расходомер; 4 – смеситель; 5 – бункер; 6 – питатель; 7 - пропарочная камера; 8 - шнековый конвейр; 9 - дисковая мельница; 10 - разгрузочный трубопровод; 11 – нейтрализатор; 12 - емкость для аммиачной воды; 13 – циклон; 14 - разгрузочный конвейер

 


промышленной УГР марки RT-50, имела следующие показатели (%): влажность - 63,0-65,0; легкогидролизуемые полисахариды отсутствовали; трудногидролизуемые полисахариды - 26,6-30,1; редуцирующие вещества после инверсии - 23,1-29,2; моносахариды - 18,24; фурфурол - 1,25-1,27.

При оптимальном режиме в лабораторных условиях был проведён гидролиз древесины различных пород, а также отходов однолетних сельскохозяйственных растений. При этом выход редуцирующих веществ составил 13,2-24,8%. В виду высокого содержания фурфурола в гидролизат массе петозансодержащего сырья автор рекомендует снизить температуру горячего размола до 150оС. Результаты исследований приведены в таблице 3.2.

3.2. Химический состав растительного сырья, осахаренного методом механохимической деструкции

Наименование сырья Содержание в гидролизат массе, % а.с.в.
ЛГП РВИ моносахариды Фурф-урол
галактоза глюкоза манноза ксилоза араби-ноза
Осина 5,1 21,9 0,90 2,44 1,07 6,15 0,51 0,018
Берёза 5,6 20,8 0,80 2,26 1,61 6,60 1,17 0,186
Бук 7,1 23,2 0,10 1,90 2,45 9,35 0,70 0,070
Лиственница 1,5 24,8 2,56 2,36 3,18 3,92 2,06 0,024
Ива 2,4 15,8 1,02 2,19 2,40 5,96 1,91 0,085
Кукурузная кочерыжка 2,0 22,2 1,00 2,50 0,00 9,26 2,00 0,240
Подсолнечная лузга 1,6 13,2 1,10 2,85 0,00 3,96 1,02 0,245
Рисовая шелуха 1,3 15,4 1,15 2,74 0,00 5,14 2,09 0,112
Пшеничная солома 2,0 31,2 3,0 4,10 0,70 6,20 2,20 0,499

 

Таким образом, был разработан процесс частичного осахаривания растительного сырья, реализация которого позволит существенно расширить кормовую базу животноводства.

Автором [37] исследован процесс более глубокого гидролиза древесины, при котором пентозаны расщепляются до фурфурола. Выход фурфурола составил 10% от абсолютно сухого сырья.

Дефибрационный способ размола и щелочная делигнификация. В Канаде в фирме «Jotech Corp.» используется взрывной дефибратор (t=240-250o C, P=3,5 MПа). Более перспективным в настоящее время является сочетание процессов автогидролиза, парового взрыва и щелочной экстракции лигнина.

Процесс парового взрыва осуществляют в три стадии: автогидролиз, взрыв-дефибрация лигноцеллюлозы и экстракция растворимой части продуктов с получением нерастворимого остатка целлюлозы. Лигнин в рамках этой схемы получают растворимым в водном растворе щёлочи. Таким образом, способ позволяет разделить три составляющие древесины: гемицеллюлозы, целлюлозу и лигнин. Получаемые компоненты древесины высокочувствительны к ферментативному разложению.

Взрывной дефибратор работает при давлении 3,5-7,0 МПа и температуре 240-300оС. Производительность 250 т древесины в сутки. Маломодульный гидролиз позволяет получить после удаления лигнина фильтрат с концентрацией редуцирующих веществ 10-12% и после спиртового брожения спиртовую бражку с концентрацией этанола 5-6%.

Сравнение различных режимов гидролиза разбавленной серной кислотой в непрерывно действующих аппаратах опытно-промышленного типа показало, что средний выход моносахаридов составляет 30-42% от абсолютно сухого сырья. Это соответствует выходу моносахаридов на отечественных предприятиях при периодическом перколяционном гидролизе.

 


Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 523 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Кинетика роста микроорганизмов и биосинтеза продуктов метаболизма| Радиолиз растительного сырья

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.018 сек.)