Гидролиз древесины

Гидролизное производство основано на свойстве полисахаридов, составляющих около 70 % массы растений на суше, подвергаться гидролитическому расщеплению до моносахаридов под действием воды в присутствии минеральных кислот. Успешному развитию гидролизного производства в нашей стране способствовали наличие достаточного количества экономически доступного растительного сырья и насущная потребность в этиловом спирте, из которого получают дивинил – это исходное вещество для производства каучука.

Товарными продуктами гидролизного производства являются: кормовые белковые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт, углекислота, ксилит.

В состав товарных дрожжей входят: сырой протеин (общий белок) 56-43 %, углеводы 23-20 %, жиры 2-7 %, зола 8-11 %, влага 8-10%. Дрожжи следует рассматривать как высококонцентрированный витаминизированный белковый корм, содержащий более 15 аминокислот. Благодаря богатому содержанию витаминов в дрожжах их вводят в кормовой рацион животных и птиц существенно повышает эффективность животноводства и птицеводства.
Обладая большой реакционной способностью, фурфурол легко образует различные производные, получившие широкое распространение как сырье для многочисленных синтезов органических соединений — фуриловых, фурфуролкарбамидных, фурфурол-ацетатных, полиэфирных и полиамидных полимерных материалов; используется как растворитель смазочных масел, канифоли и других веществ.

Углекислота — неверное, но укоренившееся в технике название двуокиси углерода СО2. При нормальных условиях — это бесцветный газ с плотностью по воздуху 1,524. Жидкая углекислота бесцветна и подвижна, масса 1 м3 при 0°С равна 947 кг, при 15°С — 813 кг. Жидкую углекислоту применяют при электросварке металлов, в литейном производстве, в пожарной технике, в пищевой промышленности для газирования воды, напитков. Твердую углекислоту, или сухой лед, используют как консервант для охлаждения пищевых продуктов, в медицине и т. д.
Ксилит представляет собой пятиатомный спирт, получаемый восстановлением D-ксилозы. Твердый кристаллический ксилит — кристаллы белого цвета. По сладости он равен сахарозе. Широко применяется для производства различных кондитерских и пищевых продуктов, предназначенных для больных диабетом, а также как сырье в химической промышленности, где используется в производстве эфиров канифоли, ксифталевых смол, заменителей глицерина и др.

Основы теории гидролиза древесины

Единственным источником промышленного получения моносахаридов являются растительные ткани, основу которых образуют полимерные цепи различных полисахаридов — гексозанов и пентозанов. Наиболее ценным растительным сырьем, состоящим примерно на 70-75 % из полисахаридов, является древесина. Превращение полисахаридов растительного сырья в моносахариды (простые сахара) основано на гидролитическом расщеплении (гидролизе) полисахаридов.

Гидролиз полисахаридов протекает под действием воды в присутствии крепкой минеральной кислоты в качестве катализатора. Роль катализатора выполняют ионы гидроксония, образующиеся при взаимодействии протона кислоты с водой. Ионы гидроксония быстро протонизируют кислород гликозидной связи между звеньями полисахаридов, которая ослабевает и рвётся с образованием иона карбония. Карбоний ион реагирует с водой, давая гидроксильную группу и высвобождая катализатор (протон).

Процесс гидролиза полисахаридов до моносахаридов протекает ступенчато через образование промежуточных продуктов с постепенным уменьшением СП. Полисахариды древесины в связи с особенностями надмолекулярной структуры разделяют на легко- и трудногидролизуемые. К легкогидролизуемым относятся гемицеллюлозы и небольшая часть целлюлозы, способные гидролизоваться разбавленными кислотами при 100 °С. Трудногидролизуемые полисахариды — это целлюлоза и небольшая часть гемицеллюлоз, которые поддаются гидролизу разбавленными кислотами только при температуре 160-190 °С и соответствующем давлении.

Одновременно с гидролизом полисахаридов под действием тех же катализаторов (кислот) идет процесс разрушения моносахаридов с образованием различных продуктов их распада: оксиметилфурфурола, фурфурола, муравьиной кислоты и др. На скорость гидролиза полисахаридов древесины существенно влияют температура и концентрация кислоты: чем они выше, тем быстрее протекает процесс. Скорость распада моносахаридов определяется теми же факторами, что и скорость их образования. Поэтому режим гидролиза растительного сырья с целью получения моносахаридов подбирают так, чтобы процесс разрушения моносахаридов был наименьшим.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

    Опубликовано: 03.07.2009   Просмотрено: 4,372 раз


      Как вам мой сайт


       
    Загрузка ... Загрузка ...
?php get_sidebar_right(); ?