ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидролиз концентрированными кислотами из "Химическая переработка углеводов, жиров и белков в промышленности" Водные растворы хлористого водорода (т. е. соляная кислота) при обыкновенной температуре растворяют целлюлозу только при концентрациях не ниже 39%. При этом целлюлоза набухает и образует с НС1 непрочное соединение. Продолжительное действие концентрированной соляной кислоты на целлюлозу приводит к образованию глюкозы в результате гидролиза. Скорость растворения целлюлозы возрастает с увеличением концентрации хлористого водорода. Особенно эффективно действуют сверхконцентри-рованные растворы соляной кислоты. Растворы с концентрацией 41—41,5% НС1, получаемые путем донасыщения 37-процентной соляной кислоты хлористым водородом при охлаждении, растворяют целлюлозу в течение нескольких секунд. [c.108] Принципиальная схема производственного процесса осахари-вания древесных материалов с помощью соляной кислоты сводится к следующему. [c.108] Исходное сырье (еловая или сосновая древесина, отходы лесопилен — горбыли, рейки и т. п.) сушится на воздухе. При этом влажность с 40—45% снижается до 30—35%. Затем древесина измельчается на рубильных машинах в щепу размером 10X10X15 мм. Полученная щепа высушивается во вращающихся барабанах топочными газами (предварительно очищенными от пыли) до содержания влаги 6—8%. [c.108] Процесс гидролиза производится в цилиндрических стальных сосудах — диффузорах, емкостью около 50ж , выложенных внутри кислотоупорными плитками. Эти цилиндры в верхней и нижней части снабжены крышками и фильтрами. [c.108] Все вспомогательные приспособления (трубы, затворы, фильтры, втулки и т. д.) сделаны из кислотоупорных материалов — керамики, винипласта (полихлорвинил) или бакелитовых и других смол на жидком стекле или выложены изнутри этими материалами. [c.108] Диффузоры объединяются в батареи по 3—6 в каждой. [c.108] Рассмотрим работу батареи, состоящей из шести диффузоров (рис. 37). [c.108] Диффузоры во время работы заполнены древесным материалом и кислотой. Последняя медленно передавливается с помощью насосов из одного диффузора в другой. [c.109] Для удобства обслуживания аппаратов кислота вместе с образующимися затем продуктами гидролиза после прохождения первой батареи из трех диффузоров (1, 2, 3) направляется в сборник (4), из которого уже перекачивается в следующую, вторую, батарею, состоящую также из трех аппаратов (6, 7, 8). За время прохождения через древесину кислота все более обогащается растворяющимися в ней углеводами, причем температура жидкости постепенно повышается от 0° в первом диффузоре до 18 в шестом. [c.109] Передавливание жидкости производится порциями и поочередно когда жидкость передвигается по первой батарее, то во второй она стоит неподвижно, и наоборот. Переключение батарей производится ежечасно. [c.109] Каждый диффузор последовательно бывает головным (8-й), промежуточным и хвостовым (1-й). Переключение диффузоров производится через каждые 4—б часов. Общая продолжительность работы диффузора в шестичленной батарее составляет 24—36 часов. [c.109] Средняя производительность всей батареи из шести аппаратов составляет 10 ж в час или 240 гидролизата в сутки. [c.109] Гидролизат, поступающий в сборник 9 (рис. 37), используется для заполнения диффузора со свежей, вновь загруженной древесиной. После заполнения этот диффузор включается в батарею в качестве головного и вся батарея оставляется в покое на 1 час (настаивание). При взаимодействии со свежей древесиной такой гидролизат растворяет еще некоторое количество полисахаридов. Обогащенный полисахаридами гидролизат порциями отбирается из этого диффузора и идет на дальнейшую обработку. [c.109] Порядок работы аппаратов и управление процессом на самом деле сложнее, чем в описанной схеме, так как для достижения более или менее равномерной концентрации кислоты и сахаров в гидролизате, для контроля над выделением газообразного хлористого водорода, а также с целью избежать перегрева жидкость на определенных стадиях работы приходится порциями перекачивать из аппаратов в сборники и обратно. [c.110] Полученные при гидролизе древесины с помощью концентрированных кислот густые сиропы используют для получения кристаллических сахаров — глюкозы и сахарозы. Сироп подвергают инверсии (т. е. нагреванию с 1—2-процентной соляной кислотой с целью расщепления трисахаридов и более сложных продуктов на дисахариды и моносахариды), нейтрализуют известковым молоком, прибавляют для очистки активированного угля и фильтруют на фильтрпрессах. Прозрачный сироп повторно обрабатывается углем, уваривается до высокой концентрации и кристаллизуется. Кристаллы отжимаются на центрифугах и высущива-ются в барабанных сушилках током теплого воздуха. [c.110] Из общего количества углеводов, полученных при гидролизе древесины и составляющих 66% ее веса, только 20% выделяется в виде кристаллической глюкозы, а 46% остается в маточных растворах. [c.110] Глюкоза находит применение в кондитерском производстве (для выработки диетических бисквитов, помадок, шоколада и т. д.), в производстве мороженого, сгущенного молока, фруктовых консервов. Она добавляется в хлебобулочные изделия, пиво, виноградные вина и различные безалкогольные напитки. Глюкоза значительно менее сладка, чем сахароза. [c.110] Глюкоза высокой степени очистки применяется в медицине для внутривенного введения в организм. [c.110] Таким образом, путем гидролиза полисахаридов древесины можно получить различные товарные продукты. Однако основной задачей гидролизной промышленности является в настоящее время получение этилового спирта. В заключение приведем сравнительные цифровые данные о выходах спирта. [c.110] Из 1 плотной хвойной древесины получается в среднем 60 л спирта. [c.111] Вернуться к основной статье