Posts Tagged ‘молекула’

Молекулы моносахаридов

Апрель 21st, 2011

Например, если при гидролизе опилок выход Сахаров составляет 50% от их абсолютно сухой массы, то при тех же условиях гидролиз щепы размерами по длине 20 мм и ширине 5 мм дает выход Сахаров 48%, а при использовании щепы такой же ширины, но длиной 40-50 мм только 45%.

Следует отметить, что пропитка частиц гидролизуемого материала катализатором и удаление из них Сахаров происходят в основном в продольном направлении. В поперечном направлении древесина практически не пропитывается из-за отсутствия капилляров, и поэтому толщина щепы существенного значения не имеет. Приведенные выше данные показывают, что чем больше размер щепы вдоль волокна, тем меньше выход сахара, поэтому на измельчение сырья, подаваемого на гидролиз, следует обращать серьезное внимание.

Для гидролизных производств размер щепы по длине волокна должен быть 5-35 мм, а по толщине не более 5 мм. Размер щепы по ширине не нормируется. При переработке щепы длинной до 35 мм скорость диффузии моносахаридов из капилляров древесины в окружающий ее раствор серной кислоты равна скорости гидролиза полисахаридов или больше нее. Поэтому молекулы моносахаридов без задержки выводятся из гидролизуемого сырья при условии, что все сырье находится в жидкости.

Для этой цели уровень раствора варочной кислоты должен находиться во время процесса гидролиза выше слоя гидролизуемого сырья. На этом принципе основан так называемый ленинградский метод гидролиза, в отличие от применяемого ранее оросительного метода, когда варочная кислота неравномерно протекала через сырье и не соприкасалась со всей поверхностью частиц гидролизуемого материала.

Скорость процесса гидролиза древесины

Апрель 17th, 2011

В настоящее время промышленное значение имеет гидролиз растительного сырья, в частности древесного, разбавленной серной кислотой. При нагревании в закрытых аппаратах до 100-150°С измельченной древесины, пропитанной раствором кислоты, происходит гидролиз гемицеллюлоз, а при температуре 150-190°С гидролиз целлолигнина, причем гемицеллюлозы вначале гидролизуются до молекул меньшей длины, которые растворяются ,в кислоте, образуя целлодекстрины, а затем моносахариды.

Скорость процесса гидролиза древесины разбавленными кислотами и количество образовавшихся и выведенных из аппаратов моносахаридов зависят от следующих основных условий: каталитической активности применяемой кислоты; концентрации кислоты в растворе: температуры, при которой происходит гидролиз; времени нахождения моносахаридов после их образования в капиллярах сырья и в гидролизаппарате, т. е. времени нахождения в зоне реакции.

Наибольшей каталитической активностью обладают растворы соляной кислоты. Так, если принять активность соляной кислоты за 100 условных единиц, то при прочих равных условиях активность серной кислоты будет 53, фосфорной 6,2, уксусной 0,4. Однако соляная кислота оказывает значительно большее коррозионное воздействие на аппаратуру, арматуру и трубопроводы, чем серная, и поэтому на практике не применяется.

Основная часть большинства растений

Апрель 11th, 2011

Если эти полисахариды образовались из молекул гексозы, они называются гексозанами и имеют химическую формулу (С6Н10О5)п. а если из молекул пентоз, то называются пентозанами и имеют химическую формулу (С5Н804). Значок п, поставленный внизу за скобками, указывает на то, что в молекулу полисахарида входит большое число групп с6Н0О5 или СНО,, но точное число их неизвестно. Основная часть большинства растений состоит из полисахаридов. В древесине их содержится примерно 65%.

Физические и химические свойства полисахаридов (гексозанов и пентозанов) значительно отличаются от физических и химических свойств моносахаридов (гексоз и пентоз). Для гидролизной промышленности наиболее существенное значение имеет следующее различие между полисахаридами и моносахаридами. Все моносахариды в определенных количествах легко растворяются в холодной и горячей воде и, переведенные в раствор, сбраживаются специальными штаммами дрожжей и других микроорганизмов на атиловый спирт, ацетон, бутанол, глицерин, уксусную и лимонную кислоты и другие продукты. Раствор моносахаридов в воде является также питательной средой для выращивания белковых дрожжей. Полисахариды же при нормальных условиях в воде почти не растворяются и поэтому указанных продуктов получить непосредственно из них нельзя.

В природе растения в результате очень сложного процесса соединения углекислого газа, который они ассимилируют из воздуха, и влаги с растворенными солями, поглощаемыми растениями из почвы, образуют сперва моносахариды, а затем полисахариды, причем в процессе принимает участие и зеленое вещество листьев, называемое хлорофиллом.

Углеводы неодинаковы по своему химическому составу

Апрель 9th, 2011

В природе имеются вещества, входящие в состав самых разнообразных растительных материалов, так называемые углеводы, к которым относятся крахмал, целлюлоза, сахароза (пищевой сахар) и др. Углеводы входят и в состав древесины, подсолнечной и рисовой лузги, соломы, хлопковой шелухи, стержней початков кукурузы и др.

Углеводы неодинаковы по своему химическому составу и свойствам. Существуют простые углеводы — простые сахара, называемые моносахаридами, и сложные углеводы — полисахариды, обладающие различными физическими и химическими свойствами.

К числу моносахаридов, которые можно получить в результате химического воздействия на древесину, относятся глюкоза, манноза и галактоза, а также ксилоза и арабиноза. Первые три моносахарида имеют общую формулу С6Н,20б, а ксилоза и арабиноза с5Ню05. Моносахариды, состоящие из молекулы с шестью атомами углерода, называются гексозами, а из молекул с пятью атомами углерода — пентозами.

Несмотря на общую химическую формулу и соотношение атомов в молекуле свойства различных моносахаридов неодинаковы. Как видно из формул, на каждый атом углерода , в молекуле моносахарида как бы приходится одна молекула воды. Поэтому, когда структура молекул моносахаридов была ещё неизвестна, их называли углеводами. Что же обусловливает различие в свойствах гексоз и пентоз?