ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследования по непрерывному гидролизу древесины концентрированной соляной кислотой во Франции Исследования Савара из "Гидролиз древесины концентрированной соляной кислотой" Выполняя задание министерства колоний Франции, отдел химии технического центра тропических лесов в г. Ножане-на-Марне, под руководством Савара, провел исследования по гидролизу отдельных пород тропической древесины, предполагая продолжить результаты этих работ в Африке. Б первую очередь были изучены 12 тропических пород древесины из Камеруна и с Берега Слоновой Кости. Указанные породы древесины содержали целлюлозы по Кюршнеру от 37 до 46%. Гидролиз этих пород проводился по методу Шоллера на пилотной установке, состоявшей из 6 перколяторов емкостью 30 л каждый. [c.6] В результате проведенных работ было установлено, что выходы общих редуцирующих веществ (РВ) были несколько ниже, чем из древесины европейских хвойных пород, и при 10 последовательных обработках кислотой в интервале температур от 135 до 188° составили 44—54% отвеса абсолютной сухой древесины. [c.6] Однако применение этого метода гидролиза для древесины многих пород тропических деревьев приводило к извлечению веществ, токсичных для дрожжей спиртового брожения. Разбавленные гидролизаты с концентрацией 1,4% РВ сбраживались без затруднения с весьма удовлетворительными коэффициентами Пас-, тера, гидролизаты же с концентрацией РВ более 3,0% проявляли себя как содержащие ядовитые вещества. При этом было установлено два явно выраженных типа токсичности один, относящийся к коэффициенту Пастера, и другой — к коэффициенту сбраживания. [c.6] При первом виде токсичности, несмотря на изчезновение сбраживаемых сахаров, выход спирта был ниже получаемого обычно, второй вид токсичности приводил к снижению утилизации сахара дрожжами. Исследования показали, что только 7 из 12 исследованных пород древесины могут быть использованы с получением выхода спирта в 140— 190 л из 1т абсолютно сухого сырья. [c.6] В связи с изложенным исследователи приступили к изучению-возможности применения концентрированной соляной кислоты для гидролиза тропических пород древесины. Согласно общему правилу этот процесс гидролиза, протекающий на холоду совершенно не вызывает экстракции вредных токсических веществ. Это было доказано при гидролизе скорлупы арахиса, который давал удовлетворительный выход общих редуцирующих веществ при гидролизе с разбавленной серной кислотой и при соответствующей температуре. Получаемые гидролизаты, с концентрацией РВ 0,7% с содержанием пентоз в пересчете на фурфурол 1,6 г/уг, сбраживались при коэффициенте Пастера, близком к теоретическому. Коэффициент сбраживания достигал 100%, и все сахара полностью эффективно использовались при брожении под действием дрожжей. Однако, когда концентрация РВ достигала 3%, коэффициент Пастера падал до 0,42, коэффициент сбраживания — до 20 — 40% и выход спирта становился соверт шенно неудовлетворительным. Напротив, при гидролизе концентрированной соляной кислотой, выходов спирта в 140 — 160 л с 1 т абсолютно сухого сырья можно было достигнуть и при гидролизах с высокой концентрацией РВ. [c.7] Эта классификация, однако, не имеет особого практического значения, так как экономически более выгодно довольствоваться несколько меньшим выходом, но избежать применения соляной кислоты с концентрацией более 40% НС1, что связано с дополнительными техническими затруднениями. [c.8] Саваром было найдено, что 7 видов древесины могут быть сравнены с обыкновенной сосной по трем показателям скорости гидролиза, необходимой для гидролиза концентрацией кислоты и выходу сбраживаемых сахаров. Все другие изученные Саваром виды тропической древесины при промышленной переработке давали выход в среднем на 5—20% меньше, чем из европейских видов древесины. [c.8] Техника процесса Рейнау-хольцхеми, как указывал Савар, позволяет в зависимости от рода древесины получить 20—28 л срирта из 100 кг абсолютно сухого сырья. [c.9] Савар пришел к выводу, что, несмотря на положительные результаты исследований, исключительная сложность техники осуществления метода Рейнау-хольцхеми в его классической форме рискует вызвать осуждение при рекомендации этого метода к внедрению в колониях. Упрощение же метода могло бы полностью изменить положение этой проблемы. [c.9] Принципы этого упрощения были установлены Эраном, который предложил заменить отгонку НС1 под вакуумом извлечением при обычном давлении И температуре 40° путем пропускания обезвоженного газообразного хлористого водорода над конечным продуктом (гидролизат-массой), состоящим из лигнина, образовавшихся сахаров и пропитывающей их соляной кислоты. [c.9] Гидролиз производился при температуре 20° соляной кислотой С концентрацией НС1 41,2% в течение 4 час. [c.9] Извлечение НС1 осуществлялось в термостате в интервале температур от 18 до 60°. Количество подающегося газа-антрене-ра измерялось за исключением опытов, проводившихся с очень быстрой сушкой, так как применявшийся счетчик не мог регистрировать прохождение необходимых больших объемов. [c.9] В качестве газов-антренеров применялись углекислота, азот и сам газ НС1, причехМ исследователями было установлено, что количество рекуперированной НС1 не зависит от природы газа-антренера и зависит только от его объема. Например, 100 л СОг, циркулировавшего со скоростью от 60 до 812 л час, увлекали всегда 2,2 г НС1. При той же температуре 100 л N2, циркулировавшего со скоростью 1000 л1час, увлекали 2,1 г кислоты. 100 л газа НС1 при скорости 100 л час увлекали 2,2 г кислоты. [c.9] Повышение температуры несколько благоприятствует рекуперации кислоты, но зато вызывает сильное разрушение сахаров, что подтверждается опытными данными, приведенными в табл. 1. [c.9] Из ОПЫТОВ Савара и Эспиля следует, что рекуперация соляной кислоты по технологии, предложенной Эраном, должна осуществляться при средней температуре 40° и времени не более 4 час. при циркуляции значительных количеств сухого газа, отвечающих приведенным данным. [c.10] Сухая гидролизат-масса (лигнин и сахар) после удаления НС1, как указывает Савар, содержит от 4 до 6% НС1. Этот остаток НС1 может быть снижен до 2,8%, если перед извлечением НС1 к гидролизат-массе прибавить около 2% серной кислоты или воды. [c.10] При гидролизе концентрированной соляной кислотой получается уксусная кислота с выходом 3—7% от веса сухой древесины. По обычной технологии эта кислота отгоняется под вакуумом в то же самое время, что и рекупированная соляная кислота, и поглощается хлористым кальцием во время повторного концентрирования. Этот процесс является неизбежным вследствие потери соляной кислотой ее гидролизующих свойств при содержании в ней Ю—12% уксусной кислоты. Замена обычной разгонки гидролизатов под вакуумом методом, предложенным Эраном, создает проблему отделения уксусной кислоты. [c.10] Результаты контролировались по потере веса барботераи по определению НС1, которая там была удержана. [c.11] В табл. 2 приведены результаты этих исследований. [c.11] Вторая серия предварительных опытов Эспиля показала, что можно разделить смесь уксусной и соляной кислот простым охлаждением до 0°. Определяли состав сконденсированной жидкости и оставшегося газа. [c.11] Вернуться к основной статье