Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Для удаления лигнина из гидролизаппарата снижают давление до 0,6...0,7 МПа сдувкой пара. Затем открывают быстродействующий клапан нижней горловины гидролизаппарата, и лигнин устремляется по выдувной трубе в циклон. Выгрузка, или «выстрел», продолжается несколько десятков секунд. В циклоне погашается живая сила массы и отделяется лигнин от паров самоиспарения. Пары отводятся через
Лигнин
Рис.4.2. Гидролизаппарат:
1 - фшшгрующие устройства; 2 - корпус; 3 - загрузочная горловина; 4 - сдувочный штуцер; 5 - весомер; б - выхлопная горловина
309
центральную выхлопную трубу в атмосферу, а лигнин сосредоточивается на днище циклона, из которого он удаляется вращающимся выгребным механизмом через разгрузочные отверстия в днище. Лигнин грузят на транспортные средства и вывозят по назначению.
Подача серной кислоты в смеситель производится по программе насосом через мерник, который питается от расходного бака по самотечному кислотопроводу.
Гидролизат, отбираемый в процессе перколяции и отжима из нижней части каждого гидролизаппарата, транспортируется через индивидуальный трубопровод к коллектору и далее поступает на испарительное охлаждение. Охлаждение гидролизата производится ступенчато в двух или трех последовательно соединенных испарителях. Давление в испарителях снижается от одной ступени к другой так, что из последнего испарителя гидролизат стекает с температурой около 100 0C и при атмосферном давлении. Пары самоиспарения гидролизата направляют в решоферы для конденсации и нагрева воды, идущей на перколяцию. При правильном ведении режима с использованием регенерированного тепла путем теплообмена можно нагреть воду до 1450C До температуры 180...1900C вода последовательно нагревается в подогревателе, а затем в струйном водоподогревателе.
В промышленности применяется несколько режимов гидролиза в зависимости от профиля завода и повышения требований к биологической доброкачественности гидролизатов.
Ступенчатый гидролиз широко применяется на заводах при переработке сырья, содержащего большое количество легкогидролизуемых пентозанов (кукурузной кочерыжки, хлопковой, овсяной и рисовой шелухи, подсолнечной лузги и древесины лиственных пород), с целью раздельного получения пентозных и гексозных гидролизатов. Из пентозных гидролизатов, которые при такой технологии сохраняются в большей степени, получают ксилит, а из гексозных - дрожжи или этиловый спирт.
Доброкачественность гидролизатов при получении ксилита достигается проведением гидролиза в две ступени. Первая ступень (облагораживание) проводится с перколяционной промывкой растительного сырья горячей водой (100 0C) с целью удаления дубильных веществ, пектинов, жиров, смол, растворимого лигнина и других веществ. На этой ступени растворяется около 10 % исходного сырья. После облагораживания сырье освобождается от избытка воды, и начинается пентозный гидролиз с помощью 3 %-ной серной кислоты при 110...130 0C в течение 3 ч. Концентрация пентозных Сахаров в гидролизате достигает б %, его добро
310
качественность 65,..68 %. Для достижения доброкачественности 98...99 %, гидролизат подвергают очистке. Гидрированием пентозных гидролизатов водородом получают ксилит. Каталитическое гидрирование протекает при температуре 120 0C в реакторах, через которые пропускается гидролизат с водородом. Выход товарного ксилита составляет около 75 % сухих веществ гидрированного гидролизата.
В производстве фурфурола исходным сырьем являются те же растительные отходы, что и при производстве ксилита. Технология его производства основана на отгонке образующегося фурфурола с водяным паром при проведении гидролиза по специальному режиму. Перед гидролизом сырье смешивается с серной кислотой концентрацией 10... 15 % в смесителе при гидромодуле 0,2..,0,3 и поступает в гидролизаппарат. Подачей острого пара содержимое гидролизаппарата подогревается до температуры 160...170 0C и затем выдерживается при этой температуре 2...3 ч. В этих условиях содержащиеся в растительном сырье пентозаны гидролизуются до пентоз и уроновых кислот, которые превращаются в фурфурол. Образовавшийся фурфурол смешивается с водяным паром и уносится из гидролизаппарата в конденсационную систему. После конденсации паров фурфу-рольный конденсат с содержанием 3.. .4 % фурфурола очищается от примесей и превращается в товарный продукт. Остаток растительного сырья после отгонки фурфурола состоит главным образом из целлюлозы и лигнина. Этот остаток подвергается обычному перколяционному гидролизу при температуре 180...1900C с разбавленной серной кислотой концентрацией 0,7...I %. Образующийся при этом гексозный гидролизат после очистки и нейтрализации используется для выращивания дрожжей.
4.1.5. Состав гидролизатов и очистка их от примесей
Гидролизаты, получаемые при перколяционном гидролизе растительных тканей, представляют собой разбавленные растворы смеси моносахаридов, содержащие ряд примесей различного происхождения:
продукты неполного гидролиза углеводов (целлодекстрины, ксило-декстрины, олигосахариды, целлобиозы);
продукты распада Сахаров (фурфурол, оксиметилфурфурол, муравьиная кислота, гуминовые вещества);
