Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гидролитическая переработка растительной биомассы с применением регуляторов скорости технологических процессов

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Гидролитическая переработка растительной биомассы с применением регуляторов скорости технологических процессов"

КАЗАНСКИЙ ОРДЕШ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТШТ им.С.М.КИРОВА

НЛЗАРЕВИЧ Василий Георгиевич

ГИДРОЛИТИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ СКОРОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 03.00.23 - Биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 1У91

Работа выполнена на кафедре промышленной биотехнологии Казане кого ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического » ститута им.С.М.Кирова, на Речицком опытно-промышленном гидролиза и Николаевском гидролиэно-дрохжевом заводах.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Победимский Дмитрий Глебович

кандидат химических наук Савдур Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор Холькин Юрий Иванович

доктор технических наук Садаков Ренат Ахатович

Ведущая организация: НЛО Гидролизпроы

Защита состоится 1991г. в /V

часов на при Казанс-

оаседании Специализированного совета ком химико-технологическом институте им.С.М.Кирова.

Отзывы в 1-м экземпляре, заверенные гербовой печатью, просим направить по адресу: 420015, г.Казань, ул.К.Маркса,68, КХТИ имени С.М.Кирова, Ученый совет.

Автореферат разослан Ош.^'М 1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических наук

З.Ш.Килеева

Актуальность токи. Проблема получения кормового бодца придава-юсь и придается в настоят,эе врзыя огромное значение. Дефицит кор-;ового белка по различным источникам составляет около В шш. тонн а ^од. Весомый вклад в решение этой проблемы должна внести микробио-югическая промышленность.

Ежегодная потребность в фурфуроле из-за все более пирокого его цжменения составляет в ¡лира более 270 тыс.тонн е год. Для рзаения лих ваянейаих проблем гидролизной промышленности предстоит в бли-:ай1зна годи осуществить техническую реконструкцию, овладеть техно-югиямл и техникой новых поколений, позволяющими резко снизить энэ-рго- и трудозатраты, существенно погасить производительность труда, существенно снизить экологическую нагрузку.

В то ~о время технологии, применяемые и цроыюленности, па от-тичсвтся снроккм разнообразием и далеки от совершенства. Испольао-занно менее 60$ гидролизного лигнина от вырабатываемого в год более [200 тыс.тонн (в пересчете на абс. сухое вещество), применение руч-юго труда на узле приемки и подготовки сцрья, высокий уровень энергозатрат и низкие выходы конечных продуктов требуют разработки новых способов переработки растительного сырья, технического перевооружения промышленности.

Работа выполнена в соответствии с отраслевой програшюй ис -пользования ватшейаих видов вторичного сырья на 1986-1990 гг. и на период до 2000 г., разработанной в соответствии с приказом йшмед-5иопрома от 16.05.Во г. $ 413 "О государственной прогршме использования ваянейыих видов вторичных ресурсов в народной хозяйстве ХСР на 19Ьо-1990 гг. и на период до 2000 г.", приказом Согэгидро-яизпроы ),» 15 от ОБ.02.85 г. (письмо № П-947/1ШЬ) "Создать и внедрять комплексную технологическую линию переработки древесного сырья на дрохзи и растительно-углеводный корд".

Целью настоящей работы является разраоотка новой технологии комплексного использования древесного сырья. Исследования направлены на совершенствование узла подготовки сырья к гидролизу, регулирование скорости технологических процессов с введением антиоксидан-юв и комплексонов, использование гидролизного лигнина в качества кормовой добавки, выделение высокоурожайной культуры микроорганиэ-

иов путей подбора высокобелковой ассоциации дроггай и разработку установки новой конструкции дня получения фурфурола из пентозонсо-дердаце'го сырья.

Научная новизна. Впервые в практике гидролианой проышленнос-ти разработан к введен в действие узел загрузки сырья, вклвчаиций с себя установку по транспортировке, сортировка и сводообрушеюш растительного материала при подачо ого в гидролизаппарат, оацшцзн-кий авторским свидетельством СССР.

Впервые изучен и разработан способ подготовки растительного сырья к гидролизу, предусматривающий его обработку кислот:^ рэ -агентом. В качестве кислотного реагента используется цслдюлозосо-дор=вций материал, получешшй посла фурфуродьной варки одубшш, ко> торий содерзит 4,8-5^ шшорашшх и органических кислот и вводится в количестве до 30 ыасД к с-зси сырья. На способ подготовки сырья к гидролизу выдано авторское свидетельство СССР.

Изучено действие регуляторов процесса гидролиза растительного сырья. Показано, что с определенных областях концентраций рогуля -торы реакций гидролиза, в качестве которых использовались некоторые антиоксиданты и оксиэтшшдендкфосфоновая кислота, увеличивав! выход цоносахаров, уменьшая их распад, при этом повидается выход дроязгеи и содержание истинного белка в биокассо. На способ гидро -лиза получено авторское свидетельство СССР.

Разработана технология получения осохаренной кормовой добавки РУК-З без сниаения производительности гидролизного отделения, цшшая авторский свидетельством СССР.

Практическая значимость. Разработана комплексная технология переработки растительного сырья с использованием регуляторов процесса гидролиза.

Проведены лабораторные, опытно-промышленные и производствен -ншз испытания предложенной технологии.

Результаты испытаний на Речицкои опытно-промышленном гидролизной заводе для усовершенствования дрозасевого и фурфурольного производства.

При этом установлено, что внедрение разработанной технологии приводит к существенному улучшению экологической обстановки за счет

ышой утилизации тез- '« отходов дроггэвого и фурфурольного произ->дств и енкзенив кс гэацни продуктов распада ыоиосахаров в сто-

ых ЕОДВХ.

Апробация работа. Основшз полегзная диссертационной работы хйсгеш на сгэгодкьк отчетных конференциях Казанского хшл«ко-тех-злогичоского снститута им.С.И.Кирова 1985-1590 гг., на научно-тех-гсгсглос Совзтах Речлусого 01113 и объединения "Белиэдбиопрон" в ?37-11'1<Э г.

По натзриалам диссертации полуташ 4 авторских ссндотельстпз изобротенлэ, опубликовано ?. стать:!, сцдано 2 свидетельства на щиснализаторсниз предложения. За разработку установки и техноло-!и получения фурфурола из одубины присуждена бронзовая «одаль ВДНХ ХР в 1935 году.

На.зггиту г'иослтсп:

- результата воздействия регуляторов скорости технолопшосних роцосссв на гидролх!тичсску» пзрзработку растительной биомассы, ультигировакка дрогшей на угловодщгх субстратах;

- способ подготовки сирья к гидролизу п установка для его ссу-ЗСТВЛСПИЯ I

- исходы н способы ргализецкл безотходной по^плзис::оЯ пзрзра -зт::м растительного сырья.

ОДтгч д стпуктугз гпботи. Диссертация изложена на 147 стрзлх-IX машинописного текста и состоит из введения, обзора литературу, глаз собствзшшх ксслодоевкий, выводов, списка литературу, прило-зннй. Работа проиллюстрирована 20 таблицами и 25 рисунхагги. Енб-иографмя вклвчаот 145 источников.

i. разработка способов гидролиза расппешюго снш1 с ш1ими1а регуляторов скорости технологических процессов

Гидролиз растительного сырья разбавленными кислотами является аиболее распространении! и практически единственном реализовагаал!

промьшлонности способом. Основным преимуществом гидролиза разба-ленными кислотами являэтея дешазизна катализатора, простота обору-ования, широкий ассортимент получаемых продукте!, их постоянная

г

необходимость для народного хозяйства. Однако катализатор реакции гидролиза полисахаридов является одновременно и катализатором реакции распада моносахаридов, а чем глубже распад, тем ниже добро -качественность получаемых гидролизатов, а следовательно и качество целевых продуктов гидролиза. Поэтому понятна актуальность исследований, направленных на подбор веществ, способных защитить сахара от распада.

Нами исследования были направлены, в основном, на поиск и под бор веществ антиоксидантного действия, способных подавить (или затормозить) повреадащее влияние кислородсодерзсащих агентов,так как совершенно очевидно, что кислород воздуха сорбированного сырьем участвует о реакциях распада моносахаров, зто показано нами нкхо.

Более расшренное толкование традиционного взгляда на проблемы деструкции и стабилизации состоит в том, что антиоксиданты могут быть регуляторами окислительных процессов (т.е. термин "анти-оксидант" являлся до сих пор узким и соответствовал только одной из его функций). На основе этой концепции можно существенно расширить долговечность многих органических материалов природного проис-ховдения и кивых организмов, например, за счет создания эффектов синергизма, генерации новых ингибиторов из исходных антиоксидантов и т.п.

Для подтверждения высказанной идеи нами были исследованы три модели. Модель I представляла собой истинный раствор глюкозы в 0,5% растворе , куда вводахись в разных концентрациях йены -

тываемые вещества. В истинных растворах при повышенной температура, практически отсутствует . Нужно было выяснить: действуют ли наши добавки на распад моносахаров в кислой среде в отсутствии 0г . Как видно из табл.1, в условиях модели I данные опытов и контроля практически совпадают.

Модель Д отличалась от модели I тем, что в вышеописанную систему были введены березовые опилки, содераащне сорбированный б, , как видно из данных табл.1, содержание Сахаров в контроле оказа -лось существенно ниже, чем в опыте.

В модель Ш вместо древесных опилок вводили влажный гидролиз -ный лигнин, в котором отсутствует О,. В этом случае результаты ока-

1ались аналогична! полученными в нодали I. Ташш образон, нами ¡ыло экспериментально установлено, что кислород воздуха, сорбиро-¡аншЛ сцрьси, суг.естсзшш влиязт ni выход ноносахароа, на их рас-[пд под действием катализатора гидролиза и одновременно с этии на-найдена концентрационная запяс]г:ость дз/!с?кш данных верста.

Осноенш результате!!, штзкиг'д.и из просэдепшх эксперте« -íob, язлается тот фа;;?, что а процессах, цодэяируйцих гидролиз растительного сырья в присутствии ссрбпрОЕшпюго воздуха, изучаениэ ic.v:i веп;зства проявляет защитное действие на процесс распада ноно-:ахароп, т.о. выполняет функциз ингибиторов деструкции моносаха-:лдоз (). Это позволяет ресигь од'ш из основных вопросов гидро-:изноп прокизленности - повысить выход РВ с варки.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯ1Ш КОНЦЕНТРАЦИИ ИНГИШОРОВ ДЕСТРУКЦИИ ШНОСШРИДОВ НА ЕЫХОД ЦШ1ЕЕЫХ ПР0ДУ1СГ0В ГИДРОЛИЗА

Для масштабирования процесса, определение наиболее экономичз-ки обоснованной концентрации ингибиторов на камеральной установка доводили серии опытов в присутствии указанных rica антиоксидантоэ i различной их концентрацией.

В реактор засыпали 1,8 кг смеси хвойной и лиственной дрзвеси-u в соотношении 1:1 влажностью 43-4.6% п одновременно загрузали аровдшЛ раствор, состоящий из 4-х дм0 поды и 45 ил кокцзнтрнрозаной серной кислоты. Далее осуществляли прогрев суеси до давления ,6 ¡¡Üía в течение 5 минут. Во время прогрева проводилась сдувна нертных газов и воздуха. Режим гидролиза стационарный. На второй тадии в течение 5 мин сырье прогревали от 0,6 до I ¡ЛЬ и начинали тбор гидролизата. Следующая стадия - выдерзка при Р » I lilla в еченио 10 мин с одновременным отбором гидролизата. Затеи ухесто -али режим путем повышения температуры до Iüb°C и увеличении вре -ени гидролиза до ЬО пин.

Нами была найдена взаимосвязь содержит трудногидролизуемых олисахаридов относительно выхода РВ. Практически как в контроль -ых варках без добавки так и в опытных отклонения по содерза-

Таблица I

Влияние вида и концентрации антиоксидантов на содержание РВ

»»

пп

Ао, г/л

Основание

Манниха

РВ. %

отн.

абс.

огдак

РВ . %

отн.

абс.

2,6-ди-фенохи-нон

РВ. %

отн.

абс.

2

3

б

9

10

II

1. Контроль

2. 0,44ь

3. 0,892

4. 1,13»

5,33 5,31 5,23 5,19

-5,36 -1,68 -2,62

0,02 -0,10 -0,14

Модель I

5,72

5.68

5.69 5,61

-0,70 -0,52 -1,92

-0,04 -0,03 -0,11

5,06 4,91 5,0 4,96

-2,96 -0,15 -1,9 -0,06 -1,96 -0,10

Модель О

се I. Контроль

2. 0,268

3. 0,357

4. 0,446 6. 0,892 6. 1,138

6,69 6,12 6,24

6,54 6,96 7,02

-0,52 -6,73

-2,24 >4,04 44,93

-0,57 -0,45

-0,15 0,27 0,33

5,07 5,59 8,17

9,15 0,92 8,34

+6,44 +1,24

■Л.99 +10,53 +3,34

0,52 0,1

+0,08 +0,85 0,27

7,13 7,58 7,48

7,23 7,02 6,39

+4,91 +4,91

+1,40 -1,54 -10,30

0,35 0,35

0,10 -0,11 -0,74

Модель Б

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Контроль 0,266 0,357 0,446 0,892 1,138

6,21 6,12 6,00 5,97 5,99 5,80

-1,45 -1,96 -3,86 -3 54 -6,60

-0,09 -0,21

-5,41

6,25 5,98 6,02 6,87 5,85 5,71

-4,32 -3,68 -6,08 -6,40 -8,64

-0,27 -0,23 -0,33 -0,40 -0,54

6,17 6,01 5,71 5,30 Ь 23 5,22

-2,59 -7,46

-15,39

-0,16 -0,46 -0,87 -0,94 -0,95

I

пл

АО, г/л

1. Контроль

2. 0,445

3. 0,892

4. 1,130

1. Контроль

2.Û.26ÎJ

0,357

4. 0,440

5. 0,692 о. 1,135

1. Контроль

2. 0,263

3. 0,357

4. 0,446 Ь. 0,892 6. I.I3Ö

Quo ¡nauta та 6л. I

Дифеио-

хгаон

PB. %

лбе.

Ионол

рв,

с

отн.

абс.

12

5,45 ti.36 5,32 5,45

13

14

Йодзль

-1,65 -2,39 0,00

-0,99 -0,13 0,00

15

.16

5,13 5,02 4,26

1,96 -1,95 -3,13

17

0,01 -0.15 -0,16

7.91 5,20

7.66

7.67 0,16 0,32

Модель И

+3,67 -С, 63 -0,62 3,16 5,Ib

0,29 -0,05 -0,04 0,25 0,41

7,63 7,30 7,S2 7,41 7,ЬЗ 7,71

-6,76 +1,15 -5,36 -2,55 -1,53

-0,53 0,09 -0,42 -0,20 -0,12

6,24 6,23 6,05 6,07 6,05 5,ÏÏ3

¿¿одаль Ш

-0,16 -3,04 -2,72 -3,04 -4,96

-С ,01 -0,19 -0,17 -0,19 -0,31

5,93 5,91 5,70 5,77 5,62 5,51

-0,34 -5,86 -2,70 -5,22 -7,00

-0,02 -5,23 -0,16 -0,31 -0,42

шш'ТГИ в лигшше были на существенны. При этом шход РВ возрастал.

Следует отметить, что оценкой качеств« получаемого гидролизата является такле содерганиз в неы фурфурола. Данные по содержании фурфурола и гидродизато представлены на рис. 2. Видно, что при введении ВД концентрация фурфурола в гидролизате уменьшается по сравнения с контролен на 3-8?. Это позволяет судить об улучшении биологической доброкачественности гидролизата, которая такае проверена в лабораторных условиях путей выращивания биомассы на субстра -тах в концентрациях РВ 1,Ь%.

На рис. 3 представлена динамика выхода РВ с варки и выхода дроазкей от РВ в зависимости от концентрации Практически для всех видов ВДЧ наилучаио результаты получены в области концентраций ингибиторов деструкции ыоносахеров от 0,01 до I иас.% от абс.сухого сырья.

Анализы состава гидролизата и фурфуролсодерз&щзго конденсата (ФСК), полученных при добавках ИДУ, проведены методом газолшдкост-ной хроматографии. Сопоставляя хроматограмш состава, прослегива -ется увеличенное по сравнению с контролем содержание арабинозы,ксилозы, маннозы и уксусной кислоты в гидролизате, полученном с применением 0ЭД1К в качестве ИДЛ. Меняется такяе состав йСК, получзшо-го при той не опытной варке. При добавлении 0ЭД£К уменьшается со-дераание фурфурола и увеличивается содорзаиие уксусной кислоты.

3. РАЗРАБОТКА УЗЛА ПОДАЧИ И ПОДГОТОВКИ СЫРЬЯ К ГИДРОЛИЗУ

На Речпцком опытно-промыаленком гидролизном завода сионтпроса-нс п успесно эксплуатируется разработанная нами установка подача сырья в загрузку, состоящая ка располоаенных последовательно скребкового конвейера, рыхлителя, рольганга, электротельфора, ограничителя производственности, отбойника и приборов КИП и А. Пройдя сортировку, гидролизное сырье системой ленточных конвейеров подается в батарею загрузочных бункеров.

В горловине бункера расположен виброрассекатель, выполненный в виде прукин растядения. Одним концом пружины закреплены на бункере в скобах, а другим - соединена мадцу собоц посредством ворошителя, к которому подвешен на пружине растяжения груз в форме шара,

ч

■rao os 96-<34-Й?

9o

Днегрогаа снижения содерваиил Лур^фола от вида и коицонтргцпз ¡Ujl

1

!

!

1

я

Шп

!

п

¿Mst

ОЭАФК оги<)ол-2 егофо/3-f/ ortrßosr-PiîO.I

Динамика выходя F3 и дрсггзй в d2e::c:^:ocï:i от концентргщгш ШДЗД

¿онцентроцио iststt/âvToph % яолг!_{<>*/?/}¡yfits)

Рис.2

f.OtíS

выполняющий роль тромОоватедя. Цруташ одшш концом кропится к ворошители,, & другим к вибратору. Лэдвепенный на пружина груз в форма пара является своеобразные резонатором, обеспечивающим предварительное натяжанко пруг^ш. Боро~::?сль ышолнен в вида 111:101 для удобства СЕОдробрусгния и рзслолсгмн о центре бункера вдоль сартп-кагсьной оси острием Евзрх. Бибратор обосг.ечкшют виход связанной скотски хщу^ш: кз рзвгаьоспого состоянии

Слэдуох отмотать, ето списсшая система подача сырья работает ыадсано, обослачиваоу псклсгсггко ручлого труда, высоки производительность оборудования загрузит, пащув автоматическую регулировку и мшгогариьш'иозть пр^уанснпг, рзииов благодаря раздельной подачй различных свдоб Г5у^эл;:с!:0Г0 растительного сырья, способствует более точисцу оводу регуляторов в процесс гидролиза.

Другим существенна оспзктом, ел.чссщим на технико-окономичес-ккз показатели процесса гидролиза, явдлатсп химическая подготовка сырья к гидролизу. С целью увеличения выхода моносах&ров при пер-коляционноц гидролиза и сокращения оборота гидролиз-аппаратов разработан способ подготовки растительного сырья, предусматривающий ого обработку кислотна рзагонтом. В качоство кислотного роагента нснодьэуют цаялшозосодсрзящий материал, полученный после фурфу -рольной варки одубшш, который содержит 4,6-5,0,5 минеральных и ор-гиичеенк кислот к вводится в количество до 30 мас.Й к смеси сырья.

4. СОааРШКЛЪОВАШЕ технологии гидролиза с иаюльзованжм

вда в ирошшшшых усдивиях

Одубшш, кукурузная кочзрыхка, подсолначная лузга и другие веды отходов растительного происхождения, содор^о^на пентозаны,посла облагораживания подается в гидролизное отделение на производство фурфурола.

В процесса получения фурфурола образуется ранее нигде но ути-диаируемый кислый твердый отход, в количзстве до У0£ от исходной массы сырья использованного в фурфурольных варках.

Нами била спроектирована и внедрена на РОШЗ установка, изображенная на рис.4.

Схема промышленной установки для переработка растительного сырья

I - гидродизаппарат; 2,4,8,10,13,15,17.18.21 - вэнтядн (аеяорно-регулнрующая арматура); 3 - распыливмащгэ устройство ; 5 - зоягэк-тор пара ; 8 - диафрагма ; 7 - фильтрующие трубы; В - каноивтр;

II - фильтр; 12 - циклон; 14 - решофер; 15 - сборник Ш£; 19 -клапан Гравинского ; 20 - сцеза; 21 - напорный бак сзркоа кислоты; 22 - мерник; 23 - насос Ш1-400 ; 24 - нейтрализатор РУК; 25 - заправщик безводного аммиака ЗБВ-За

Рис.3

Сырье загружается в гидролизаппарат н одновременно сначнааэ?-ся подаваемой 10-15%-ной серной кислотой.

После прогрева сырья производится сгонка фурфуролсодержащего пара (ФС11) и его конденсация. ФСК поступает в сборник конденсата.

Пзсжэ окончания сгошщ &Ш ис^огся даадожо до рссамюго значения и цедлздозосодарзс^й рзагслт (ЦСР) выгружается с сцсзу 20 1: кспааьзуатсп п процсссо гцдрздига. Устаю сиг, р:,ба;'; ?,т в пэраодк-«зсма расою. Представленная на р;:а.4 схсиа сараргбо«»«! иснтоа&и-содержащего сырья позваЕпо? г.р:: достаточно високос в^ходэ с -ла практивдоаи полное: из сохранить цзллвлозу н шшслыально, баз осзбж капитальных сатраг, попользовать со в процессе гидролиза ззлг. получзнпя РВ„

Как било раксо поквзакэ, добавь оказывает значительное влк-

как па Еиход-кснэсйясрцгро, так и па доброкачествешюсть поручаемых гвдролкзатоз. Б условиях Речицкого ОПГЗ на установке,изо-брагекюй на рис.4» црэводдо стюги^-геггпю испытания.

В качество «аггкбкяора дсструкцшг исносахароп была выбрана оаеиэтилвд21дафосфоиоБаз кислота, с-с гсотствуюцая ТУ 6-02-1215-31, сэ сяздавзрш причинам:

- црзызнмвю 0ЭД5К ез ерзая ки иралышх и опытных испытаний саазодидо получить какбольгай зффзк? в повисши выхода РВ из сырьл и выхода драетэй ог РЗ по срав;;зши с другие: исследования -ш

- ОЗДЗД лз токсичиае хорошо растворяется и воду, тик п в разбавленной к копцонтрпровашой ссрпой игслото ;

- в страно налажено ыноготонналное производство 0УД21С,.

Полученное результаты о камеральных и опытных установках полностью подтвердились при испытаниях в промшлешшх условиях Рочиц-кого ОПГЗ.

Среднесуточный выход РВ во Броня испытаний возрос на в-1<££, едкод товарных дрох^ей возрос на 11% по сравнешн) с контрольными суткоин. При этой возросло содержание истинного белка в дрохпах. Следует отметить, что для выргщивашя дрозжей использовался субстрат, подготовленный в соответствии с заводской (типовой для подотрасли) технологической схемой.

С целью повышения содерзания истинного белка в конечной продукции был разработан и внедрен способ выращивания дрожжей путей внедрения новой ассоциации дроааай. Способ включает ряд стадий и

мероприятий, основными из которых явились:

- изменение родима гидролиза, включая использование 1Щ!1, и рэ-юнструкция гидролизаппарата;

- снижение содержания фурфурола в используемом субстрате;

- изменение засевной ассоциации дроягей ;

- реконструкция отделения чистой культуры.

Основное изменение режима гидролиза заключалось в повышении хоброкачественности получаемых гидролизатов за счет сшхення давлз-¡ия, расхода кислоты, повышения скорости выдачи гидролизата на пзр-зых двух периодах варки. Нами был разработан ре^им гидролиза, про-1ись которого представлена в табл.2.

Новый редим гидролиза позволил уменьшить распад моносахаридов 1 улучлить доброкачественность гидролизатов за счзт реконструкции ?ндролизаппаратов емкостью 40 м3» Реконструкция заключалась а кенэ-шнии расположения и длины фильтрующих лучей. Проподенная рзкопез-эунция гидролизаппаратов, измэненио рз.'хима гидролиза позволили сократить оборот гидролизаппарата с 240 до 170-180 шш, повысить спорость перколяции с 30-40 до 50-80 м°/ч, сократить содерзанио фурфурола в субстрате до 0,01-0,014^ и увелггаггь производительность действующих гидролизаппаратов до ЗОЙ.

Более мягкиз условия гидролиза на первой стадии варки (дацлэ-«10 0,45 1Я1а, снижен на 10-30 л расход кислоты, применение ЦЦУ) посолили увеличить содержание пентоз в перерабатываемом гидролизата ;о 30-40^. Для более полной утилизации пентозних Сахаров нами была !спользована новая культура дрозмй с содержанием истинного бзлка з биомассе 47-48$. Было реконструировано отделения чистой культуру, 'пбочий объем малой "дрогпанки" увеличили до I и3, большой - до j и3 и инокулятора с 40 до 80 и3. При атом система создухорзспрздэ-зения в инокуляторэ была децентрализована' по модоли УкрНИКСПа.

Реализация пгпеизло^енкых мероприятий позволила внедрить в условиях Речицкого ОШЗ новую ассоциация дрожгей, состоянии из: Candida scoiiii ' (30-353); Candida izoficoAp (30-353); Нол$егш?а ano/nofp (30-35%); Candida vmi (2 - 5$);

Candida- u{,fis (2-5%).

Тс&кщ 2

Проппсь усосорлзнствоЕсяного рсг^ип гкдролэда к Ш'-З

Время. иин Подано е-тц, Давленкз в Подано води, Отобргио гда- Полу-

Огградия гвдро_ -- г/а, РУК-3 --ШШ^^г „ ^ио

лиз гвдро- рук.3 МПа гидро- пуро- ш_з

I. Загрузка 20-30 30 50-60 60 - 30-42 К 15-14

2. Прогрев 30 30 - - 0,45/0,45 - 15-14

3. Пзржо-ляцяя I 20 20 60 25 0,45/0,45 60-80 10 22,3-29,1 II

4. ': 20 20 "" 25 25 : - 10 10 10,5 19,5

5. Перхо-ляция П 20 20 60 25 1,0/1,0 50-60 10 Й1,6-11,3 13

с> 20 20 60 25 1,1/1,1 50-60 10 17,2-21,3 10

- 20 - 25 1,2/1,2 - 10 II

6. Промывка 20 - - - . 1,2/1,2 50 - 13,6-17,8 -

7. Отжим 20 30 - - 1,2/1,2 - - 47,5-16,1 14

0. Териоста- тироса- ние 25 — • . - /1,35 — — — —

9. Бнстрзл и осмотр 10 - - 210 0,7/0,7 - - -

ИТОГО: 170-180 235 230-240 84,8-66,7 74 92,2-107,1 79

Содержите истинного бедна в товарных дроазах составило 45-47

С цельв утизизации гидролизного лигнина нами разработана технология получения осахаронной кормовой добавки (РУК-3) без сшга-няя производительности гидролизного отделения. Сухость способа состоит в той, что гидролиз проводят путец пропускания раствора серной кислоты через сырье под давлением 0,45-1,3 МПа, отделения гндролнзата а объс?.;э 14,1-15,9 гидромодулей ог гидролизного лнпи-нз с СОДОргаШИСМ 0,(3-1,0 езрной П'.СЛОТИ С ПЗСЛЗДУЕГ.ОЙ его

обработкой порей под давхгннсп 0,8-1,35 1!Да а гочзкю 26-25 ¡■•:н (вторая стадия). Поа-э этого тссу нэйтрз-глуот гассобр2з:ЕЛ1 еи-п получай? 12 тс::п глстг-элы.о-углосо^юл добагая с содэр-ггнкем з ной 163 спхсуоп я 0,0,Т5 •■ур'г/рола. рсгг.-з проггдеплл сбра-бот::и растительного сгръл с получение;! РУК-3 грздетавлзи в табл.2.

Итоги работы по создает комплексной безотходной тохнологяи пэрзрзботю! растительного еггрьп г.ог-но прошшэсгряросать блоя-схо-шй, прздетавлешюй на рлс.4.

ЕЛОК—СХЕ1-1А

безотходной технологии гидролизного ¡тсогзЕОдства

□- существующие стадии ; о - усоваршенствопаннш стгдки , ^ - вновь разраооташшэ стадии

Рис.4

На блок-схеме изображены принципиальные технологические стада! производства кормового белка и фурфурола с указанием наличия поотадайных гадких и твердых отходзь производства.

Приведенная блок-схема наглядно иллюстрирует пр::нц:ш бозотхо-даости разработанной комплексной технологии. Здесь показаны пути и способы полной утилизации лигнина, твердых отходов фурфурольних варок, и такко гадких отходов гидролизных производств, которые ранее но разделялись и в полном объеме.подавались на станцию биоло-ричаской очисти! стощшх вод. С цолью снижения нагрузки на очист-ниэ сооружения разработан способ разделения потока сточных вод, один кз которых в виде брада: от стадий ферментации и сгущения направляется на производство цемзнта. С цзльа улучшения физико-хими-чосклх свойств брагки в ное добавляется поногаситель. Обработанная такка образом бражка, как показали исследования проведенные на Ольшанском цементном заводе, позволяет улучшить качество выпускаемого цемоата.

вывода

1. Разработана комплексная технология гидролиза растительного сырья с использованием рогуляторов скорости технологических процэс сов, которая позволила наряду с повышением выхода РВ с варки к у во хичотюи Еихода биомассы, решать ряд окологичоских проблем гидро -лизного производства.

Умоныгона нагрузка на очистшо сооружения за счет снигошм в сточных водах остаточного количества РВ, продуктов распада моносахаров, полностью утилизированы твердые отходы экстрактного гидролизного и фурфурольного ОТДОЛОНИЙ.

2. Обнаружено патентное действие на моносахара некоторых химических добавок: антиоксидантов и оксиэтилидендифосфоновой кислоты.

Найдены оптимальные концентрации добавок, уменьшающих распад моносахвров. Установлено, что в промешенных условиях наиболее эффективно использовать ОЭДЬК в количества 0,07^ от массы а.с.с. При атом выход РВ с варки возрастает на И-12&, & выход дроажей с вархи на

3. Проведена реконструкция и усовершенствована технология гидролизного и дрожжевого отделений, что позволило увеличить производительность гидролизаппаратов на 30?, привело к изменению фракционного состава гидролизата в сторону увеличения содержания пен-тоз, это в своп очередь позволило внедрить новую ассоциацию микроорганизмов с повышенным содержанием истинного белка в биомассе 45-47%.

4. Разработан способ подготовки сырья к гидролизу с использованием твердых отходов фурфурольного производства, позволяющий достигнуть экономии сырья до 30$, увеличения'выхода РВ с варки на 51,2$, сокращения времени процесса гидролиза на 25,7$.

5. Создан и внедрен узёл загрузки и сортировки растительного сырья, исключающий прикекениз кучного труда, сводообразованио, обладающий высокой надежностью, безопасностью и повыдающий производительность труда на данном участка в 3-4 раза.

6. Разработана и внедрена установка по утилизации отходов экстрактового отделения в производства фурфурола, позволяющая прак -тически полностью сохранить целлюлозу одубины для дальнойаего ео использования в процесса гидролиза.

7. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии на Речицком ОПГЗ составил ссше 800 тыс.рублей.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Корольков Н.И., Леванова В.Н., Лазаревич В.Г. и др. Комплексная переработка растительного сырья на кормовые дрожжи и растительно-углеводный корм // Гидролизная и лесохимическая пром-сть, 1985.- № 5.- С.6-8.

2. Назаревич В.Г., ¡4уха Н.Л., Батурин Б.В, и др. Реконструкция схемы загрузи! сырья. Рац.предложение У 999 от 10.09.85г.Р.0.Л.Г.З.

3. A.c. 1399220 (СССР) id.Ku. В 65058/18. Загрузочный бункер / ü.fl. Кравченко, В.С.Ицнатович, В.Г.Назаревич и др. - Опубл. в Б.И. 1988, » 12.- С.65.

4. A.c. Ii?55366 (СССР) М.Кд.4 С73 KI/02. Способ подготовки растительного сырья к перколяционному гидролизу / Турок А.П., Поба-димский Д.Г., Назаревич В.Г., Савдур В.И. и др. - Оцубл. в Б.И.-

19

Р 3.- 1990.- С.17.

б. A.c. 1555365 (СССР) М.Кд.4 С 13 К 1/02. Способ гидролиза растительного сырья / Пободиыский Д.Г., Назарович В.Г., Савдур В.И. к др.- Опубл. в Б.И. - }? I.- 1990.- С. 15.

6. Ваакс В.Р., Николаович Л.П., Назарович В.Г. и др. Установка для использования отходов в производстве фурфурола. Рац.предло-

' тате $ 925 от 5.12.63 Г.О.П.Г.З.

7. Назарович В.Г. Пути погашения эффективности гидролизного производства // Гидролизная и лесохимическая пром-сть,- Al.- 19Ш,-

Р 6.- С.24-25.-

6. Турок А.Н., Назарович В.Г., Николазвич А.Н. и др. Способ выращивания дрожжей путем внедрения навой ассоциации дрожжей. Рац. предложение J? 1092 от 16.01.87 Р.О.П.Г.З.

'9. A.c. 1? 1531950 (СССР) Н.Кл. A 23KI/I2. Способ получения кормовой добавки из целлюлозосодержацего сырья / Турок А.Н., Нико -

яаович А.Н., Назарович В.Г. и др. - Опубл. в Б.И.- Í? 8.- 1989. -С.41.

Соискатель , В.Г.Назаревич

Заказ 48 _Тираж ЮОэкз.

Офоетнал лабораторпя 1ССГИ им.С.М.Кирова 420015 »Казань,ул.К.Царкса,68.