Использование сульфитных щелоков для биохимической переработки

Растворяющиеся при сульфитном методе варки гемицеллю-лозы и лигнин древесины переходят в сульфитный щелок в виде продуктов, пригодных для дальнейшей переработки. В результате гидролиза гемицеллюлоз и частично целлюлозы моносахариды и органические кислоты, доступные для биохимической утилизации,- а сульфонированный лигнин щелока представляет собой высокомолекулярное поверхностно-активное вещество. Комплексная переработка органических веществ сульфитного щелока позволяет наиболее квалифицированно использовать нецеллюлозные компоненты древесины с получением важных для народного хозяйства продуктов: белковых кормовых дрожжей, этилового спирта, жидкой и твердой углекислоты, растворителей и органических кислот, ванилина и сиреневого альдегида, дубителей и т. п. [10].

При сульфитной варке целлюлозы нормального выхода из древесины ели в щелоке присутствуют пять моносахаридов в следующем примерном соотношении, %: гексозы — манноза 50, галактоза 15, глюкоза 5; пентозы — ксилоза 25, арабнноза 5. Концентрация РВ в сульфитном щелоке от варки еловой древесины находится в пределах 2,5—3%, концентрация уксусной кислоты 0,3—0,4%.

Задачей подготовки сульфитных щелоков к биохимической переработке, как и подготовки гидролизата, является полное превращение Сахаров в моносахариды — питательные продукты для микроорганизмов — и создание среды, обеспечивающей возможность их активной жизнедеятельности. Сюда включаются операции по удалению избытка двуокиси серы из щелока, его нейтрализации и обогащению питательными солями.

Подготовка щелока осуществляется следующим образом: щелок с целлюлозного завода собирается в сборнике сырого щелока. Затем он, подогретый в теплообменнике до 95—97°С , подается в специальную колонку, где продувается паром. Обработкой щелока паром достигается извлечение ЗОг до 50 % общего содержания ЗОа в щелоке и одновременное его облагораживание за счет удаления летучих компонентов (фурфурола и др.). Расход пара составляет 40—50 кг/м3 щелока. Для удаления избытка сульфата в щелоках на растворимых основаниях после обработки паром щелок окисляют кислородом воздуха, продуваемым через него в окислительном баке. Затем щелок поступает в нейтрализатор, где нейтрализуется известковым молоком вначале до рН 3,5. В емкостях-выдерживателях завершается процесс нейтрализации и происходит укрупнение частиц СаСОз (шлама), которые затем легче осаждаются и удаляются при осветлении щелоков в отстойниках. Минеральные питательные вещества — раствор хлористого калия и вытяжку суперфосфата, необходимые для жизнедеятельности дрожжей, добавляют в вы-держиватель. Осветленный щелок до температуры 35—37 С охлаждается в теплообменниках, нейтрализуется 25 %-ным раствором аммиака до рН 4,0—5,5, одновременно обогащаясь азотным питанием, и поступает в сборник щелока. Подготовленный таким образом щелок, имеющий указанные параметры и обогащенный питательными солями, готов к биохимической переработке. Подобно гидролизату в гидролизном производстве его называют суслом или субстратом.