Технология высококачественного ксилита и других полиолов на основе пентозансодержащего растительного сырья

• Автор: Выглазов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 443 с. : ил. + Прил. (159 с.: ил.)

% Оглавление
Список основных обозначений Введение
1. Теоретические аспекты и современная технология ксилита
(Аналитический обзор)
1.1. Березовая древесина и стержни початков кукурузы (СПК) как перспективное сырье для производства полиолов в России
1.2. Состав, строение, механизм гидролиза гемицеллюлоз пентозансодержащего растительного сырья и характеристика гидролизатов
1.3. Кинетика превращений углеводов при кислотном гидролизе
и выход продуктов реакции
1.4. Технология очистки гидролизатов растительного сырья
1.4.1. Общая характеристика методов повышения доброкачественности пщролизатов
1.4.2. Нейтрализация, сорбционная и ионообменная очистка пентозных гидролизатов
1.5. Гидрирование моносахаридов и состав получаемого полиолсодержащего гидрюра
1.6. Сравнение методов очистки и разделения полиолов в растворах
1.7. Кристаллизация в технологии ксилита
1.8. Характеристика полиолсодержащей межкристальной жидкости (МКЖ) - побочного продукта
кристаллизационного процесса
’Л 1.9. Строение, свойства и применение ксилита

1.10. Основные нерешенные проблемы в теории и технологии нолиолов и задачи настоящих исследований
Методы проведения экспериментов
2.1. Исследование процесса флокуляционной очистки гидролизатов растительного сырья
2.1.1. Методы получения, анализа гидролизатов и определения основных характеристик флокулянтов
2.1.2. Выделение, фракционирование и анализ дисперсных примесей гидролизатов
2.1.3. Методики исследования кинетики начальной фазы флокулящщ и седиментации сфлокулированных примесей
2.1.4. Методика флокуляционной очистки гидролизатов
2.1.5. Методика определения остаточных количеств флокулянтов в гидролизной среде
2.2. Исследование процесса кристаллизации ксилита
2.3. Экспериментальное исследование процесса очистки межкристальной жидкости с помощью макропористого анионита
2.4. Методы исследоваїптя химического состава пищевого ксилита, МКЖ и ксилитно-сорбитного сиропа
Технология высококачественного пищевого ксилита
3.1. Общая характеристика и принципиальная схема процесса
3.1.1. Исследование процесса гемицеллюлозного гидролиза
березовой древесины и характеристика полученного пепгозного гвдролгаата
3.2. Разработка технологии флокуляционной очистки гидролизатов

3.2.1. Теоретические аспекты флокуляции и седиментации полцдисперсных систем

3.2.2. Характеристика коллоидного комплекса гидролизатов и его влияние на подготовку технических растворов углеводов к гидрированию
3.2.3. Сравнительная эффективность ПАВ и флокулянтов различного типа, обоснование выбора катионных полиэлектролитов для очистки гидролизатов
3.2.4. Кшклика флокулящш дисперсий гидролгоата
3.2.5. Влияние молекулярной массы и величины положительного заряда полиэлектролита на эффективность очистки
^ 3.2.6. Влияние полиэлектролитов на коллоидные и
взвешенные вещества различной степени дисперсности
3.2.7. Исследование процесса флокуляционной очистки пентозных гидролизатов, полученных из различных в вдов растительного сырья
3.2.8. Опытно-промышленные испытания технологии флокуляционной очистки в производстве ксилита
3.3. Разработка технолопш водно-спиртовой кристаллизации
ксилита
3.3.1 Теоретические аспекты процесса кристаллизации ксилита
3.3.2. Обоснование выбора гидрофильного органического растворителя для интенсификации и повышения эффективности кристаллизационного процесса
3.3.3. Изучение некоторых физико-химических свойств * системы ксилит-сорбит-этанол-вода

На основании результатов функционального анализа и данных ПМР, УФ- и ИК-спсктроскопии сделан вывод, что ЛГВ древесных гпдролшатов -это продукты поликонденсации фенольных соединений, образующихся при деструкции лигнина и фурфурола или 5-пщрокснметилфурфурола, имеющихся в гндролизатах в заметных количествах. Вполне вероятно, что хотя бы часть ЛГВ представляют собой олигомеры, в которых имеются элементы структур фуранового и метоксифенольного типа [88, 96].
Другими причинами потемнения гидролшатов кроме образования ЛГВ могут служить неокислительные реакции углеводов, включающие явление карамелизации и взаимодействия моносахаридов с аминокислотами, белками или аминами. Последнее известно как реакция Майяра, из предполагаемого механизма которой можно заключить, что потемнение растворов углеводов незначительно в сильнокислой среде, поскольку в этих условиях аминогруппа изотонируется, и образование промежуточных продуктов, например, глюкозамина, происходить не будет. Заметное потемнение начинается при pH 6, а наиболее благоприятная область значений pH для этого явления 7,8-9,2 [3]. Концентрация аминокислот в древесных
гидролшатах не превышает 0,02-0,04% [29], а в реакции Майяра участвует активно лишь часть из них [3]. При карамелизации основными являются реакции дегидратации (в основном дисахаридов). Активное протекание комплекса этих реакций в разбавленных водных растворах О-ксилозы маловероятно, но возможен переход окрашенных соединений растений -флавонондов, хинонов, М-гетероциклических пигментов, структура и свойства которых рассмотрены Бриттоном [97].
К важным физико-химическим свойствам окрашенных веществ относится существование поверхностного заряда частиц этих соединений, что подтверждается данными о наличии ^-потенциала, определенного по электрофоретической подвижности коллоидов [98]. Электрокинетический потенциат коллоидных окрашенных веществ составляет - (10-20) мВ и зависит от pH среды [98, 99]. Его значение снижается до нуля в