[其他]水解分解木質(zhì)纖維素和淀粉物質(zhì)的有機(jī)溶膠化方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85105752
• 申請(qǐng)日: 1985-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN85105752A
• 公開（公告）日: 1987-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉茨勞·帕斯納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拉茨勞·帕斯納
• 主分類號(hào): C13K1/02
• 分類號(hào): C13K1/02;C13K5/00;C13K7/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 穆德俊,唐躍

對(duì)于一定類型的纖維素物質(zhì)，特別是木質(zhì)纖維素，用水解法得到的有機(jī)溶膠的溶解作用的獨(dú)特能力已經(jīng)得到成功的論證。用有機(jī)溶膠溶液最容易除去木質(zhì)素的木頭是楊木，而針葉樹，如云杉，松樹特別是鐵杉（Tsuga????Hetrophlla）則表現(xiàn)出對(duì)抗性。發(fā)現(xiàn)甘蔗皮比較容易被水解。棉絨纖維，本來是純的纖維素，特別是結(jié)晶的部分用以前的工藝方法很難水解，習(xí)慣上，用容易除去木質(zhì)素的纖維素物質(zhì)來說明有機(jī)溶膠化方法，而針葉樹因?yàn)閷?duì)水解有對(duì)抗作用和對(duì)快速轉(zhuǎn)化為單體產(chǎn)物需苛刻的條件，因此就避而不談。

由于本質(zhì)上不同的水解化學(xué)作用及擔(dān)心重要的蛋白質(zhì)部分被破壞，混合的淀粉/纖維素的植物產(chǎn)品，如谷物類和塊莖類不用有機(jī)溶膠方法水解。

先有技術(shù)記述了纖維物質(zhì)和植物作物的桿莖去除木質(zhì)素和/或糖化的各種有機(jī)溶膠化的方法。一般地說，這樣的方法包括使用一種水和溶劑如醇和酮的混合物，有時(shí)也用一種特殊的或非極性的天然溶劑同酸性化合物一起加速水解。在大多數(shù)情況下，為了完成去除木質(zhì)素和水解成低分子量的產(chǎn)物，需要處理若干小時(shí)。

因此先有技術(shù)方法的特征為去除木質(zhì)素能力很弱，緩慢的水解速度和大量的糖降解為非糖物質(zhì)，主要是糠醛和低分子酸，因此在工業(yè)規(guī)模上發(fā)展這樣的方法，再游離糖的回收上就不是很有吸引力的了。我們所了解的所有先前的有機(jī)溶膠化方法，都在某種程度上存在這些缺點(diǎn)，這種缺點(diǎn)很長時(shí)間被認(rèn)為是有機(jī)溶膠化方法所固有的，特別是對(duì)于軟木抗除木質(zhì)素和棉絨纖維抗水解。

美國專利1919623（Dreyfus????1933）敘述了用溶解在丙酮-水載體溶劑中的濃的強(qiáng)酸來預(yù)處理粉碎的木材。木片浸泡以后，揮發(fā)掉溶劑，以致酸在木頭結(jié)構(gòu)中得以濃集，加熱以后纖維素在原地被水解，過量的酸用新的丙酮-水溶劑抽提出，該溶劑在進(jìn)一步處理時(shí)可再次使用。在這種初步的水解階段，不發(fā)生去除木質(zhì)素作用和溶解作用。這樣處理的木片再在弱酸水溶液中煮沸。美國專利2022654（Dreyfus????1935）敘述了一種生產(chǎn)纖維素低漿的相似方法，為了軟化木材，木片用水中帶有80%丙酮的濃酸進(jìn)行預(yù)處理，然后把全部的酸基本上都去除后，木片在一個(gè)壓力容器中用50%到80%的丙酮水混合物和非極性有機(jī)溶劑，在170℃到230℃蒸煮9到12小時(shí)。美國專利2959500（Schlapfer等）敘述了一種水解方法，用包含有選擇好的醇類和水及任意的非極性溶劑，在120℃到200℃，在少量的酸性化合物存在下進(jìn)行處理，要求這種酸性化合物不同所選擇的醇反應(yīng)。本方法與所設(shè)想的相同，實(shí)際上是很慢的，單糖的產(chǎn)率比理論值要低的多。美國專利1964646（Oxley等人1934）給出了用強(qiáng)酸的緩慢糖化作用，而美國專利1856567（Kleinert等人1932）涉及到在升溫下使用含水醇，在壓力容器中使用少量的酸或堿作為去除木質(zhì)素助劑，生產(chǎn)纖維素低漿。所述的處理過程，每個(gè)階段都需要3小時(shí)。美國專利2951775（Apel）敘述了其中的先有技術(shù)，其中使用多次應(yīng)用的濃鹽酸在250℃到30℃下糖化木材。匈牙利專利D21C3（Paszner等人）敘述了用酸化的含水丙酮溶液，其中有機(jī)溶劑含量要大于70%，一步處理木質(zhì)纖維素，要求對(duì)所有類型的木材都快速地全部溶解。根據(jù)木材種類不同，糖的產(chǎn)率可達(dá)65%到72%。

本發(fā)明的主要目的是快速和定量地溶解和回收含在物料中的木質(zhì)纖維素和淀粉的化學(xué)組分。

本發(fā)明的目的之一是減少水解時(shí)間及實(shí)際上增加糖的生成速度。

本發(fā)明的目的之一是在酸存在下的高溫水解方法中減少糖降解為非糖物質(zhì)。

本發(fā)明的目的之一是同時(shí)溶解，然后分別回收物料中含有的木質(zhì)纖維素和淀粉的化學(xué)成分，如果這些物質(zhì)是谷物或含有淀粉的塊莖，產(chǎn)生的主要是戊糖和乙糖，木質(zhì)素和蛋白豐富的產(chǎn)物。

本發(fā)明的目的之一是以這樣的方法進(jìn)行水解，即當(dāng)有機(jī)揮發(fā)物從水解液中除去后，而且把木質(zhì)素或蛋白質(zhì)的殘留物從殘余的溶液中分離后，用這種方法可得到高于10%重量的固體糖。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)際上減少了為維持和調(diào)整水解速度所需要酸的濃度。因此實(shí)際上降低了酸在高溫下對(duì)溶解作用的催化作用。

另一個(gè)方面，本發(fā)明的目的是降低了在水解過程中為達(dá)到一定的反應(yīng)速度所需要的反應(yīng)溫度且使糖的回收量達(dá)到極大值。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的是使用熱容和汽化熱值都比水的低沸點(diǎn)溶劑，降低了水解所需要的能量。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是對(duì)于水解纖維素物料可得到高純度，低DP值的纖維素，對(duì)于水解含淀粉的谷物或塊莖所得的蛋白質(zhì)沉積物可適用動(dòng)物飼料，食品添加劑和工業(yè)用的填充劑和吸附劑。