Характеристика пентозных гидролизатов

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

В пентозныхгидролизатах содержатся моносахариды (являются основным компонентом; в первую очередь D-ксилоза), инвертированные сахара, продукты вторичных превращений моносахаридов ( фурановые соединения – фурфурол, 5-оксиметилфурфурол, 5-метилфурфурол; органические кислоты - левулиновая, муравьиная, уксусная; гуминоподобные окрашенные вещества; высокомолекулярные карамелеподобные вещества), азотсодержащие соединения, легколетучие кислородпроизводные алифатических углеводородов (ацетальдегид, ацетон, метанол, метилацетат, метилформиат, пропионовый альдегид, этанол, этилацетат, фенол, о-крезол), серная кислота, зольные вещества и другие соединения. Качество пентозныхгидролизатов по большей части зависит от химического состава, технологии облагораживания и технологических параметров пентозного гидролиза исходного сырья. Суммарное содержание моносахаридов характеризуется величиной общих редуцирующих веществ (РВ), в чей состав входят также редуцирующие вещества, не являющиеся сахарами. Доброкачественность гидролизата характеризуется содержанием в нём моносахаридов в % от сухих веществ.

Качественные показатели пентозныхгидролизатов:

Показатели	Сырье
Показатели	Хлопковая шелуха	Древесины березы
Концентрация РВ, %	6,0-6,5	5,2
Доброкачественность (D), %	65-75	73,5
Углеводный состав, % от РВ - D-ксилоза - L-арабиноза - Сумма пентоз - Сумма гексоз	75-80 2-5 80-95 5-8	79,0 8,0 83,5 6,0
Уроновые кислоты, % от РВ	10-15	8,2
Концентрация органических кислот, %	0,9-1,25	0,6
в том числе уксусная	0,6-0,8	0,48
Фурфурол, % от РВ	0,1-0,3	0,15
5-гидроксиметилфурфурол	0,025	0,014
Сухие вещества (СВ),%	7,0-7,2	6,5
Цветность, ед. Штаммера	115-250	95,2

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Измельчённая древесина подаётся в смеситель (1) для облагораживания, где происходит её смачивание 10 %-ным раствором H₂SO₄ при гидромодуле 0,5, температуре 25^оС в течение ~42 минут. Далее пропитанная древесина выгружается на ленточный конвейер (2), с помощью которого поступает в гидролизаппарат (3). Одновременно с этим в гидролизаппарат подаётся вода, нагретая с помощью конденсатора (6) и струйного водоподогревателя(4) практически до температуры кипения. Проводят перколяционную экстракцию водой при температуре 110-115^оС и гидромодуле 5,6 в течение 2,6 часов. Полученный экстракт может использоваться в производстве кормовых дрожжей, вместе с гексознымгидролизатом. После отбора из гидролизаппарата экстракта проводят перколяционный гидролиз облагороженного сырья 0,8 %-ным раствором H₂SO₄ при температуре 130^оС и гидромодуле 3,5 в течение 3,3 часов. На выходе получают пентозныйгидролизат с концентрацией РВ 20% от массы абсолютно сухой древесины.

Оставшийсяся в гидролизаппаратецеллолигнин может быть подвергнут гексозному гидролизу или удалён, посредством выстрела, производимого за счёт высокого давления в гидролизаппарате и быстрооткрывающегося клапана. В первом случае полученныйгексозныйгидролизат отправляют на производство кормовых дрожжей, а лигнин на утилизацию. Во втором случае целлолигнин может быть использован для получения коллактивита (суспензия активного угля) или вискозной целлюлозы.

Пентозныйгидролизат из гидролизаппарата направляется в испаритель (5), где происходит его охлаждение до температуры 100-105^оС за счёт самоиспарения. Пары поступают в теплообменник(6). Полученный конденсат, содержащий фурфурол и другие легколетучие компоненты, может направляться в фурфурольный цехдля получения фурфурола. Также за счёт испарителя снижается общее давление в системе.

Охлаждённый гидролизат направляется в инвертор (7), где производится инверсия гиролизата.Эта технологическая операция представляет собой дополнительный гидролиз олигосахаридов (декстринов или неинвертированных сахаров) в более мягких условиях. Она необходима из-за примерного соответствия скоростей гидролиза полисахаридов и промежуточных продуктов гидролиза гемицеллюлоз. Инверсию проводят при температуре 100^оС и концентрации H₂SO₄ 1,5% в течение 3 часов. Если повысить температуру до 120 – 130^оС, то время обработки снижается до 30 – 40 минут. В результате инверсии удаётся увеличить концентрацию РВ в гидролизате на 10 – 15% от исходных РВ. Пар, образующийся в процессе инверсии, выходит из верхнего штуцера и направляется в теплообменник для конденсации. Образовавшийся конденсат используется для получения фурфурола. Также на процесс инверсии подаётся коллактивит для осветления гидролизата путём поглощения смол, таннидов, образующихся в процессе гидролиза продуктов вторичных превращений моносахаридов и других красящих соединений.

Проинвертированныйгидролизат из инвертора поступает в нейтрализатор (8), где происходит удаление ионов SO₄^2-и нейтрализация сильных кислот (серной и муравьиной) до рН = 3,5. Нейтрализация известковым молоком и последующее осаждение сульфата кальция необходимы для снижения нагрузки на ионообменные фильтры и предотвращения загрязнения сульфатами сточных вод. В нейтрализатор подают известковое молокоСа(ОН)₂, которое получают путём гашения негашеной известиСаО+Н₂О = Са(ОН)₂. В известковое молоко задаётся определённое количество H₂SO₄ для образования затравочных кристаллов бигидратасульфата кальция (СаSO₄*2H₂O). Нейтрализованныйгидролизат поступает в выдерживатель, кудаодновременно с этим, подаютколлактивит.Весь процесс нейтрализации протекает при температуре 80^оС в течение 2-х часов до остаточного содержания H₂SO₄ 0,05–1%. Содержание органических кислот остаётся практически неизменным, и составляет 10-13% от РВ. Характеристика нейтрализата:

Параметр в %	РВ	СВ	Доброкачественность	Органические кислоты	H₂SO₄	рН	Зольные вещества
Параметр в %	5-6	7-9	75-80	0,65-0,8	0,05-0,1	2,8-3	4,5

Далее нетрализат поступает в отстойник горячего отстоя (9), предназначенный для осветления нейтрализата путём осаждения взвешенных веществ нейтрализата (минеральные вещества – в основном частички гипса, органические вещества – в основном коагулированные гуминовые вещества, образовавшиеся при распаде моносахаридов и коллактивит) под действием гравитации. Полученный осветлённый нейтрализат направляют в сборник осветлённогонейтрализата (10). Отобранный шлам может быть использован в виде органоминерального удобрения или в дорожном строительстве. При отстаивании должны соблюдаться 2 основных требования:

· время пребывания элемента потока должно быть больше или равно продолжительности оседания частиц;

· линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения частиц.

Из сборника (10) осветлённый нейтрализат подаётся на автоматический фильтр-пресс непрерывного действия (11), где происходит отделение остаточных коллактивита и взвешенных веществ нейтрализата. Фильтрация проводится через ткань типа «бельтинг» при температуре менее 80^оС, рН = 4 и давлении 0,3 Мпа, создаваемое центробежным насосом. Полученный шлам сжигают, а нейтрализат направляют в сборник мешалку (12), куда также добавляют свежую суспензию коллактивита (на данном этапе коллактивит выполняет не только функцию очистки и осветления нейтрализата, но и препятствует образованию накипи в выпарных аппаратах, уменьшает пенообразование и повышает скорость фильтрации упаренного нейтрализата на 30 – 40%) и направляют на упаривание.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 439; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!