Теоретические основы и технологические принципы непрерывной конверсии растительного сырья

• Автор: Жуков, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 254 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение

1 Состояние проблемы и постановка задачи исследования.

2 Конверсия растительной биомассы при совместном действии гермомеханохимических факторов

2.1 Описание экспериментальной установки

2.2 Гранулометрический сосгав гидролизатмассы

2.3 Структура клеточных оболочек древесины.

2.4 Степень полимеризации и индекс кристалличности.

2.5 Выход водорастворимых веществ

2.6 Моносахаридный состав редуцирующих.веществ.

3 Опытнопромышленная установка.
4 Тотальная конверсия полисахаридного комплекса
4.1 Биологическая доброкачественность пентозного гидролизата
4.2 Высокотемпературный гидролиз целлолигнина
4.3 Биологическая доброкачественность гексозного гидролизата.
5 Фурфурольный вариант как частный случай тотального гидролиза.
6 Конверсия полисахаридов исходного сырья без разделения продуктов деструкции
7 Инженерное оформление отдельных стадий технологического процесса.
7.1 Расход электроэнергии на размол
7.2 Оптимальные условия извлечения сахаров из гидролизатмассы
7.3 Исследование фильтрационных свойств суспензий .
7.4 Сушка гидролизатмассы и ее физикомеханические свойства
7.5 Гранулирование гидролизатмассы.
7.6 Защита оборудования от коррозии
7.7 Экологические аспекты
8 Практические приложения и экономические перспективы
Заключение.
Список использованной литературы


После герметизации в нее подают водяной насыщенный пар, пропаривают сырье в течение заданного времени, после чего включают электродвигатель и производят размол в среде водяного пара. Образовавшуюся в процессе размола парогазовую смесь конденсируют в холодильнике. Полученные твердые и жидкие продукты подвергают анализу. Полагали, что на состав продуктов гидролиза наибольшее влияние будут оказывать следующие факторы вид растительного сырья и породный состав древесины вид катализатора, его расход и условия ввода в сырье температура и время предварительного пропаривания, время размола. Изучение влияния этих факторов на процесс конверсии различного по полисахаридному составу сырья в присутствии разных катализаторов позволит определить оптимальные условия получения кормовых добавок и питательных сред для микробиологического синтеза. Рис. Схема лабораторной опытной установки I парогенератор 2конденсатоотводчик 3 электропривод 4размольная камера 5сосуд для сбора конденсата 6конденсатор. Рис. Размольная камера. Блоксхема проведения экспериментальных работ приведена на рис. Рис. Важной технологической характеристикой размолотой древесной массы является гранулометрический состав. Знание геометрических размеров частиц необходимо при использовании гидролизатмассы в качестве кормовой углеводной добавки, так как она в этом случае выполняет роль заменителя грубых составляющих рациона. Геометрические размеры и форма частиц оказывают влияние как на скорость извлечения сахаров из гидролизатмассы при водной экстракции, так и па скорость фильтрования при отделении раствора моносахаров от нспрогидролизованного остатка. Известно также, что обязательным условием эффективности ферментативного гидролиза является высокая дисперсность частиц растительного материала, обуславливающая развитую поверхность, доступную действию ферментов . Таким образом, любое из перечисленных направлений технологического использования гидролизатмассы т ребует знания со гранулометрического состава и зависимости его от технологических режимов получения. Между тем, объективно оценить гранулометрический состав древесной массы затруднительно, что обусловлено ее полидисиерсмостью, а также волокнистой структурой и неправильной формой частиц. Специалисты по производству древесноволокнистых плит считают наиболее объективными показателями гранулометрического состава древесной массы длину и диаметр частиц, а также удельную наружную поверхность 9. В связи с этим для исследования гидролизатмасс мы применили микроскопический метод, суть которого заключается в следующем. Путем квартования тщательно усредняли и сокращали пробу до выборки, содержащей 0 частиц. Затем переносили пробу на предметное стекло оптического прибора РегПакТа Г0, имеющего кратное увеличение. Данные измерений вводили в ЭВМ и по специально разработанной программе производили следующие операции рассчитывали среднеарифметические значения длины 1ср и диаметра с В качестве исходного сырья использовали щепу, состоящую преимущественно из хвойных пород, отобранную на Нововятском комбинате древесных плит КДП и соответствующую ГОСТ 5. Щепу с исходной влажностью в количестве 0 г в расчете на абсолютно сухое вещество в течение ч пропитывали пятикратным количеством воды или раствора серной кислоты 0,5,6ной концентрации при комнатной температуре. Затем избыток кислоты сливали. Массовую долю моногидрата серной кислоты в расчете на абсолютно сухое вещество щепы подсчитывали но разност и количества кислоты, взятого для нропигки и обнаруженного в сливе. Пропитанную щепу загружали в предварительно разогретую до нужной температуры размольную камеру. Камеру герметизировали, щепу пропаривали водяным насыщенным паром в течение 5 мин и размалывали в течение заданного времени от 5 до с. Естественно, что размеры частиц древесной массы зависят, прежде всего, от продолжительности размола, поэтому цель первой серии опытов состояла в том, чтобы установить время размола, при котором древесная масса, полученная в лабораторной мельнице, по гранулометрическому составу соответствовала бы массе, полученной в производственных условиях.