Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Октябрь » 28 » Технология ступенчатого гидролиза древесины
21:28
Технология ступенчатого гидролиза древесины

Ступенчатое гидролизное производство подразумевает постадийную обработку сырья с удалением из реакционной среды промежуточных продуктов. Это позволяет получать с хорошим выходом и высокой чистотой несколько различных продуктов за один цикл обработки сырья.

Наиболее ярким примером такого гидролиза является получение ксилита. Сначала сырье обрабатывают горячей водой под давлением (100оС при 1,1-1,4 атм.). Промывку водой ведут в течение 10-40 минут для удаления части лигнина, пектинов, жиров, смол, дубильных веществ и др. примесей, которые снижают выход и загрязняют целевые продукты. При данной обработке древесных опилок происходит потеря массы последних около 10% для лиственных пород (для производства ксилита используют лиственные породы или хвойные после экстракции органическим растворителем).

После промывки горячей водой, сырье заливают 3% серной кислотой и варят при 110-130оС в течение 3 часов. При этом происходит гидролиз пентозанов до пентоз, которые после очистки гидролизата подвергают гидрированию водородом до ксилита. Содержание пентоз в гидролизате составляет около 6%, очистка и упаривание перед гидрированием повышают эту концентрацию почти вдвое. Выход ксилита составляет в среднем 75% от массы сухого вещества гидролизата после гидрирования.

Производство фурфурола отличается от описанного выше процесса тем, что при гидролизе древесного сырья поддерживают более высокую концентрацию кислоты (10-15%) и высокую температуру (160-170оС). Раствора кислоты берут в 3-4 раза больше по массе, чем древесины. В таких условиях происходит превращение пентоз в фурфурол, который непрерывно отгоняют из реакционной среды с водяным паром. Время варки 2-3 часа. В отгоне содержится 3-4% фурфурола, после очистки и упаривания выделяют товарный продукт.

После получения фурфурола или пентоз для ксилита, в варочном аппарате остается около 60-70% от исходной массы сырья, которое подвергается стандартной обработке до гексоз. То есть, производят варку 0,7-1% серной кислотой при 180-190оС с перколяцией раствора кислоты. Полученный таким методом гидролизат направляют на очистку и выращивание дрожжей.

Из 1 тонны хлопковых очистков можно получить методом ступенчатого гидролиза до 80 кг фурфурола. Из 1 тонны подсолнечной лузги можно получить до 70 кг фурфурола. Около 90% всего получаемого в промышленности фурфурола получают по данному методу из растительного сырья. Вышеописанный метод также является основным методом получения ксилита в промышленном масштабе.

Следует отметить, что гидролизат после варки направляется в 2-3 испарителя для остывания и упаривания до концентрации сахаров 3-3,5%. Полученный сироп поступает на дальнейшую очистку и переработку. Пар из испарителей подается в теплообменники для конденсации. При этом подогревается кислота, подаваемая в варочный аппарат на очередную варку. Удается таким образом доводить температуру варочной кислоты до 140оС. Окончательный подогрев производится перегретым паром в последнем теплообменнике.

Данные технологии позволяют уменьшить расход тепла на ведение процесса почти на 25% при экономии воды в два раза. Особый интерес заслуживают технологии гидролиза с оборотным циклом использования водных ресурсов. Это позволяет почти исключить ввод в систему чистой воды и в десятки раз снижает нагрузку на очистные сооружения предприятия. Такие технологии сегодня реализованы в Японии, Южной коре и ряде стран Европы. То есть, там, где актуальна высокая экономия природных ресурсов и защита экологии региона. Скоро все предприятия химической промышленности перейдут на циклическое использование водных ресурсов и других растворителей. Это позволяет получить более высокие выходы продуктов, снизить затраты на сырье и расходные материалы. При этом всегда растет аппаратоемкость производства (затраты на строительство и оборудование завода) и в ряде случаев, затраты электроэнергии.

Дальнейшую переработку гидролизата и получение товарной продукции разберем в следующий раз.

Категория: Древесина и деревопереработка | Просмотров: 1241 | Добавил: Chemadm | Теги: получение моносахаридов, процесс гидролиза, технология древесины | Рейтинг: 4.8/19
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]