Классификация способов получение целлюлозы

При. д остаточном снабжении кислородом (воздухом) дрожжи продуцируют биомассу, белок; при недостатке кислорода они бродят; при большом избытке воздуха и недостаточном отборе приросших дрожжей они перестают расти, выделяя в основном углекислоту.

В производстве кормовых дрожжей используется первый из названных здесь типов метаболизма  — обмен, при котором наращивается биомасса с большим содержанием  белка. Процесс наращивания дрожжей  принят непрерывный. В качестве продуцентов  белка применяют несколько видов  микроорганизмов рода

Эти дрожжи отличаются друг от друга типом метаболизма  и усло виями, необходимыми для развития. неброд я- щие дрожжи, они не образуют спирта из Сахаров даже при недо статке кислорода; могут накапливать биомассу, если кислорода достаточно, и сбраживать сахара на спирт, если не хватает воздуха. Все они различаются по оптимуму темпера тур, по способности расти при отсутствии биостимуляторов в среде.

Важные  показатели производства дрожжей —  выход их от исходных продуктов и  производительность аппаратуры. Наиболее урожайные расы дрожжей при правильном ведении процесса могут давать выход  биомассы 50—80 % от сахара; при несоблюдении некоторых условий выращивания  дрожжей выход может падать до 30—20%.

Технологическая схема дрожжевого производства. Процесс  получения товарных дрожжей включает три основные стадии : выращивание, выделение дрожжей из бражки и их обезвоживание.

Выращивание биомассы осуществляется в дрожжерастиль-ных чанах (инокуляторах) и делится на два процесса: получение засевных дрожжей в отделении чистой культуры и выращивание товарных дрожжей. Выделение дрожжей происходит в две ступени: извлечение из бражки флотацией и сгущением на сепараторах. Процесс обезвоживания также состоит из нескольких операций: сначала дрожжи плазмолизуются, затем упариваются на выпарной установке и после этого окончательно высушиваются на распылительной сушилке.

Технологическая схема дрожжевого производства выглядит следующим образом (рис. 32). Чистая культура дрожжей, выращенная в лаборатории, засевается в малую дрожжанку /, где ведется выращивание периодическим способом. Затем дрожжи из малой дрожжанки подаются в большую 2, а из большой — в малый инокулятор (засевной чан) 3. В нем выращивание дрожжей ведете непрерывным способом. Выращенные в отделении чистой культуры засевные дрожжи непрерывно подаются из малого ино-кулятора в производственный инокулятор 4. Сюда же поступают из сборника 19 сусло, воздух при помощи воздуходувки, питательные соли 6, аммиачная вода 5; пар отводится из конденсатора 18. Выросшие в инокуляторе дрожжи непрерывно отбираются в виде дрожжевой пены и самотеком поступают во флотатор 17. Здесь происходит расслоение пены на бражку без дрожжей и пену, обогащенную дрожжами по сравнению с той, что поступила из инокулятора. Пена гасится во внутреннем стакане флотатора. Полученная суспензия с концентрацией дрожжей 60—80 г/л отбирается из него насосом и подается для сгущения

на первую ступень сепарации 7, где отделяется еще часть бражки. Суспензия после  первой ступени сепарации (150— 250 г/л) поступает в промывной чан 16, куда для промывки дрожжей подается вода. Разбавленная водой суспензия подается насосом на вторую ступень сепарации 8, где происходит сгущение дрожжей  до 500—600 г/л. Готовая дрожжевая суспензия  промывается и насосом 15 подается в плазмолизатор 14. Сюда же подается пар. Здесь происходит подогрев суспензии до 80 "С , при этом дрожжевые оболочки разрушаются, содержимое клеток вытекает, и суспензия становится более текучей. Плазмолизат из сборника 9 поступает на вакуум-выпарную установку 10 для упаривания до концентрации 12,5 % сухих веществ. Упаренный плазмолизат подается в емкость 13, а затем на распылительную сушилку 11, где высушивается в токе горячего воздуха до содержания влаги 8—10 %. Готовые сухие дрожжи из сушилки поступают на упаковку 12 и расфасовываются в бумажные мешки по 20—25 кг.

Факторы технологического режима. Рассмотрим основные факторы, обеспечивающие требуемое  направление жизнедеятельности  дрожжей и их максимальный выход.

Состав  среды. Для выращивания в промышленности применяются три вида гидролизных  сред: гидролизат, сульфитный щелок, сульфитно-спиртовая барда. Они служат источником основной составной части дрожжей — углерода. В процессе жизнедеятельности дрожжи усваивают углерод из таких входящих в состав гидролизных сред соединений, как сахара и органические кислоты (главным образом уксусная ). Основное различие между этими средами заключается в количестве содержащихся в них питательных веществ и в соотношении сахара (РВ) и органических кислот. Так, в гидролизате содержится 3— 3,5 % РВ и только 0,3—0,45 % органических кислот. В барде содержится РВ 0,6—0,7, органических кислот — около 0,2%. Состав сахара сульфитных щелоков, барды и гидролизата также различен. В барде содержатся только пентозные сахара, в гидролизате и щелоке около 20 % Сахаров составляют пентозы, около 80 % гексозы.

от РВ сусла.

Соли  дозируются в сборник сусла или  инокуляторы в виде водного раствора, в котором отдельные элементы находятся в том соотношении, в каком их надо задать для дрожжей.

и 13,5 % азота;

хлористый калий — 61% калия

в пересчете  на КгО.

Кислотность (рН) среды. Оптимальным рН, при котором дрожжи, быстро развиваясь, дают высокий выход биомассы, принимается 3,8—4,6.

Температура. Оптимальная температура выращивания  дрожжей зависит О т их расы. Для принятых в промышленности культур она находится в пределах,

Время роста. Время роста дрожжевой  клетки определяет выход дрожжей  от РВ и производительность инокулятора. При соблюдении режима, отвечающего поддержанию оптимальных параметров для удвоения биомассы дрожжей, достаточно 2 ч. Практически на гидролизных средах время роста дрожжей находится в пределах 3,5—5 ч, принимая меньшее значение для выращивания на средах с содержанием РВ меньше 1 % и большее значение при выращивании на средах с РВ 2—3 %.

Расход  воздуха и производительность инокулятора. Воздух является источником кислорода и одновременно служит для перемешивания содержимого инокулятора. В промышленности расход воздуха принят около 25 м3 на 1 т товарных дрожжей. На заводах эта цифра колеблется от 17 до 40 м3/т.

Инокуляторы с аэрлифтиой системой распределения воздуха обеспечивают высокую производительность. В промышленности достигнута выработка товарных дрожжей на инокуляторах вместимостью 320 м3 5 т в сутки, а на инокуляторах вместимостью 600 м3 9—10 т в сутки. 
 

Способы переработки и  использования щелоков 

Из способов переработки сульфитных щелоков  наибольшее народнохозяйственное значение в настоящее время имеет биохимическая переработка, позволяющая получать белковые кормовые дрожжи и этиловый спирт. Источником получения этих продуктов являются моносахариды (гексозы и пентозы), а при выращивании дрожжей также и уксусная кислота. Поскольку, при спиртовом брожении утилизируются только гексозы, остаток после отгонки спирта, так называемая сульфитно-спиртовая барда, содержащая пентозные сахара, может быть использована для выращивания дрожжей наряду со свежим сульфитным щелоком. Остаток от выращивания дрожжей, последрожжевая сульфитная бражка, содержит только лигносульфонаты и минеральную часть щелока.

Из барды  и последрожжевой бражки способом выпарки до 50—55% сухого вещества получают концентраты, находящие себе применение в качестве дубильных веществ, литейных крепителей, добавок к цементу и т. п. Производство этилового спирта, кормовых дрожжей и лигносульфоновых концентратов в основном решает задачу использования органических веществ сульфитных щелоков. Минеральные вещества, содержащие израсходованную на варку серу и основание, при этом не регенерируются, оставаясь главным образом в золе лигносульфонатов. Использование органических веществ бисульфитных щелоков возможно теми же путями, что и сульфитных, но перед биохимической переработкой необходимо подвергать их дополнительной инверсии с целью перевода содержащихся в них в большом количестве олигосахаридов в моносахариды. 

Для использования  органических веществ моносульфитных щелоков от варки лиственной полуцеллюлозы целесообразных промышленных методов пока не найдено, и единственным методом переработки является их сжигание в топках паровых котлов с целью получения пара и регенерации содержащихся в них химикатов — серы и натриевого основания.

На многих зарубежных предприятиях сульфитные и  бисульфитные щелоки также сжигаются  без предварительной утилизации углеводной части для получения  дрожжей или спирта. Сжигание сульфитных или бисульфит ных щелоков или барды (или последрожжевой бражки) от варки на растворимых основаниях дает возможность регенерировать натриевое или магниевое основание и значительную часть затраченной на варку серы.Что касается аммониевого основания, то для его регенерации из щелоков промышленных методов еще не найдено; лигносульфонаты, содержащие аммониевое основание, могут служить удобрением в сельском хозяйстве. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Буевской А. В. Использование сульфитного щелока. Глава VII в книге

Н. Н. Непенина ≪Технология целлюлозы≫. Т. 1. Производство сульфитной

целлюлозы≫. М., 1956, с. 461—498.

2. Сапотницкий С. А. Использование сульфитных щелоков. Изд. 2-е. М.,

1965. 284 с.

4. Непенин Ю. Н. Об удельном весе отработанных щелоков.— ≪Бумажная

промышленность≫, 1940, т. 18, № 3, с. 4—10.

5. Волков А. Д., Григорьев  Г. П. Физические свойства щелоков целлю-

лозного производства. М., 1970. 120 с.

616

6. Непенин Ю. Н., Соколова В. Н. Характеристика физических свойств

сульфитных щелоков  от варки с кислотой на натриевом  основании. Лесной

журнал, 1962, т. 5, № 2, с. 127—130.

7. Бобров А. И. Производство сульфитной целлюлозы на магниевом осно-

вании. М., 1964. 102 с.

8. Галеева Н. А. Производство полуцеллюлозы и целлюлозы высокого

выхода. М., 1970. 318 с.

9. Непенин Ю. Н. Варка сульфитной целлюлозы с кислотой на натриевом

основании при совместной регенерации сульфитных и сульфатных щелоков.—

В кн.: Новая техника  в производстве сульфитной целлюлозы. М., 1956.

65—89 с.

10. Никитин Н. И., Немцова Н. П. О мокром обугливании древесных от-

бросов и отработавших сульфитных целлюлозных щелоков.— ≪Журнал при-

кладной химии≫, 1932, т. 5, № 8, с. 981—990. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт Петербургский  Государственный Университет

Растительных  Полимеров 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему

«Регенерация  щелоков сульфитного производства»