170628. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás poliszacharidokat tartalmazó nyersanyagok lebontására savas hidrolizis útján
5 170628 6 tumot (20) összekeverjük a reaktor (5) felső részéből származó kondenzátummal, majd egy desztillációs egységből (8) a megfelelő kémiai anyagokat (9, 10) kinyerjük. A szedőtartály (6) szuszpenzióelvezetőjén (21) keresztül az anyag a csapadékos elválasztóba (7) kerül, ahol a szuszpenzióból a szilárd részeket (11) elválasztjuk. A maradék anyalúg (12) visszavezethető a folyamatba. A desztillációs egység (8) különböző szerves savakat tartalmazó desztillációs maradéka (13) a fenti anyalúggal (12) összekeverve hasznosítható. A reaktor folyadékfázisába különböző pontokon lehet betáplálni a folyadékot, és ugyancsak megoldható a reaktor folyadék-fázisának több pontjáról a folyadék elvezetése, ezáltal a hidrolízis hatékonysága növelhető. Megjegyezzük, hogy a „gőzfázis alsó _ része" kifejezés alatt a gőzfázis és a folyadékfázis érintkezési vonala fölötti közvetlen részt — amely a gőzfázis teljes hosszának közel egytizede -, a „folyadékfázis alsó része" kifejezés alatt a folyadékfázis legalsó részét - amely a folyadékfázis teljes hosszának közel egytizede — és a „folyadékfázis felső része" kifejezés alatt a folyadékfázis legfelső részét — amely a folyadékfázis teljes hosszának közel egytizede — értjük. A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani. 1. példa Egy 300 literes reaktort használunk a folyamatos hidrolízis levezetésére. Kiindulási anyagként 72% cellulóztartalmú és 15% nedvességtartalmú aprított nyírfaforgácsot használunk. A forgácsot a száraz-anyag tartalomra számított 5%-nyi mennyiségű 20 súly%-os kénsavval átnedvesítjük, és közvetlenül a reaktorba adagoljuk az anyagot. A reaktor közepén a gőzbevezetést úgy állítjuk be, hogy a reaktor hőmérséklete 185 C° és a nyomás 11 kg/cm2 legyen. A kondenzátumot a reaktor felső részén vezetjük el. A reaktor közepén, a gőzbevezetés alatt, vizet vezetünk a reaktorba olyan mennyiségben, hogy a nyersanyag nedvességtartalmát is beszámítva az elérje a 4 m3 /tonna szárított forgács értékét. A reaktor alsó részében gőzbevezetésre van szükség — a vízbeadagolás után - a reaktor hőmérsékletének és nyomásának fenntartása érdekében. A reaktor alsó részéből a kapott elegyet egy áteresztő csövön keresztül egy szedőtartályba vezetünk át a reaktor és a szedőtartály közötti nyomáskülönbséget kihasználva. A nyersanyag tartózkodási ideje a gőzfázisban 30 perc és a folyadékfázisban 30 perc. Az alapanyag cellulóztartalmának 91,1%-a bomlik el és a reakció eredményeként 16,9% furfurolt, 12,2% szerves savat és 20,5% monoszacharidot kapunk a nyersanyag cellulóztartalmára számítva. 2. példa Az 1. példában ismertetett hidrolízist végezzük el nyersanyagként aprított nyírfaforgácsot használva, amelyből az extrahálható anyagokat aceton és etanol elegyével nyerhetjük ki. Ezúttal 81,4% cellulóztartalmú forgácsot kezelünk és a reakció eredményeként 21,2% furfurolt, 12,1% szerves savat, és 26,5% monoszacharidot kapunk a nyersanyag cellulóztartalmára számolva. 3. példa Az 1. példában ismertetett hidrolízist végezzük el 10 azzal az eltéréssel, hogy nyersanyagként cukornád, például préselt cukornád extrakciós maradékát használjuk, melynek cellulóztartalma 60,4%. Az eljárással a nyersanyag cellulóztartalmának 82,7%-a lebontható és reakciótermékként 25,4% furfurolt, 15 22,3% szerves savat és 25% monoszacharid-féleséget kapunk a nyersanyag cellulóztartalmára számolva. 20 4. példa Az 1. példában ismertetett hidrolízist végezzük el, azzal az eltéréssel, hogy a nyersanyag kénsavoldattal végzett előzetes nedvesítését elhagyjuk és a nedvesí-25 tésre használt kénsavoldatot betápláljuk a reaktor felső részébe. A kiindulási anyagként használt nyírfaforgács cellulóztartalmának 86,2%-a bontható így le és reakciótermékként 18,6% furfurolt, 12,2% szerves savat és 23,8% monoszacharidot kapunk a 30 nyersanyag cellulóztartalmára számolva. Szabadalmi igénypontok: 35 1. Folyamatos eljárás poliszacharidokat tartalmazó, mezőgazdasági, kertgazdasági vagy erdőgazdasági eredetű nyersanyagok, különösen nyírfaforgács vagy cukornád lebontására nyomás alatt és megemelt hőmérsékleten végzett savas hidrolízis útján vegyipari 40 és mikrobiológiai ipari alapanyagok előállítása céljából, azzal jellemezve, hogy a poliszacharidtartalmú nyersanyagot egyetlen reaktorban 150 C° és 200 C°, előnyösen 175 C° és 180 C° közötti hőmérsékleten és az alkalmazott hőmérsékletnek megfelelő vízgőz-45 -nyomáson két lépésben folyamatosan hidrolizáljuk, éspedig adott esetben egy szerves oldószerrel végzett extrahálás után a nyersanyag hidrolízisét az első lépésben a reaktor felső részében gőzfázisban vízgőzzel és a nyersanyag szárazsúlyára, illetve a 50 kénsavtartalomra vonatkoztatva 0,5-10 súly%, előnyösen 4-5 súly% mennyiségben vett, legalább 10 súly%-os kénsavoldattal végezzük, ezáltal a pentozánokat főként furfurolra, ecetsavra, metanolra és acetonra, a hexozánokat pedig triszacharidokra és 55 diszacharidokra bontjuk, a második lépésben pedig a nyersanyag hidrolízisét a reaktor alsó részében folyatiékfázisban vízgőzzel és az első lépésben is használt, ez esetben azonban 0,5-5 súly%, előnyösen 0,5-1,5 súly% koncentrációjú kénsavoldattal végez-60 zük, ahol a nyersanyag súlyaránya a folyadékfázishoz 1 : 5 és 1 : 10 arányértékek közötti és a tartózkodási idő 10—120 perc, előnyösen 30 perc, és így az első lépésben kapott triszacharidokat és diszacharidokat monoszacharidokra, valamint cukor- és zsírsavakra 65 bontjuk. 3
