химический каталог




Переработка сульфатного и сульфитного щелоков

Автор Б.Д.Богомолов С.А.Сапотницкий

выше, чем для диоксида серы. Однако при повышении кислотности раствора происходит, как это следует из рис. 7.1, сдвиг динамического равновесия форм S02 в сторону увеличения содержания свободного диоксида. Скорость проникновения всех описанных соединений в клетку чрезвычайно велика. Уже через 30 с после контакта дрожжей с субстратом масса соединений SO2 в клетках возрастает в 5— 20 раз по сравнению с их содержанием в растворе.

Специфической особенностью всех карбонильных соединений является их способность вступать в определенных условиях во взаимодействие с тем или иным соединением SO2. Реакция представляет собой нуклеофильную атаку иона гидросульфита, приводящую к возникновению связи С—S.

НО II II

I II 9 ф I . I Q А

К-С=0 + !S-ON« К-С-Ы>,Н К-< -SO,NA

1 le .

ОН О NA ОН

В результате этой реакции S (IV) гидросульфита переходит в S (VI) сульфогруппы. Поэтому карбонилгидросульфитное со242

243

единение следует рассматривать как а-оксисульфоновую кислоту: R— (ОН) НС—S03H.

В отличие от прочносвязанной сульфогруппы в углеводсуль-фоновых и лигносульфоновых кислотах, в карбонилгидросуль-фитных соединениях при соответствующих условиях, которые будут рассмотрены далее, она легко отщепляется. Это обусловлено наличием у а-углеродного атома гидроксигруппы, придающей сульфогрупие лабильность.

Несмотря на такую лабильность, стойкость карбонилгидро-сульфитных соединений существенно зависит от их строения: чем меньше число углеродных атомов в молекуле альдегида, тем стабильнее образующееся гидросульфитное соединение и шире возможность участия в его образовании различных соединений S02. Это видно из табл. 8.1, в которой представлены некоторые из альдегидов, присутствующих в сульфитном щелоке на разных стадиях его биохимической или химической переработки.

Сахара, представляющие собой в открытоцепной форме по-лиоксиальдегиды, взаимодействуют только с ионами гидросульфита, а в водных растворах диоксида серы и сульфита остаются практически нацело в несвязанном состоянии. Это чрезвычайно важное обстоятельство для разработки биотехнологии сульфитных щелоков, поскольку в одной и той же области значения рН совпадают максимальный переход соединений S02 в ионы гидросульфита и оптимальные условия проведения биохимических процессов.

Дело в том, что связанные в карбонилгидросульфитные соединения сахара не поддаются биохимической переработке. Это можно пояснить на примере спиртового брожения, но в подобном виде процесс протекает и при биосинтезе белка. При нормальном течении спиртового брожения возникающий на предпоследней стадии ацетальдегид ферментативно гидрируется с образованием этилового спирта:

СвН1аО„ . . . 2СН3СНО —i 2Q,H6OH.

Однако если сахар хотя бы частично связан с ионами гидросульфита, то ацетальдегид воспринимает эти ионы на себя, превращаясь в весьма стойкое насыщенное не поддающееся гидрированию соединение

снз—сно+HSOF -»- снз—н (ОН) csor,

вследствие чего биохимический процесс прекращается.

Чтобы исключить это отрицательное явление, необходимо еще до поступления сульфитного щелока на биохимическую переработку дестабилизировать сахарогидросульфитные соединения.

Ни один из Сахаров полностью не реагирует с ионами гидросульфита. При равном массовом содержании и рН степень связывания определяется описанным в 7.4.3 рядом реакционной способности открытоцепных форм моносахаридов по карбонильной группе. Однако для всех образующихся сахарогидро-сульфитных соединений имеются зоны максимальной стабильности, определяемые величиной рН раствора. Как видно из рис. 8.1, с повышением реакционной способности сахара по карбонильной группе не только возрастает степень его связывания с ионами гидросульфита, но и расширяется эта зона. Так, степень связывания глюкозы лишь в довольно узкой зоне рН 4,5— 5,5 приближается к 40%, а ксилозы — в зоне рНЗ,5—6,5 достигает 70 % (не показанные на рисунке кривые маннозы и галактозы занимают промежуточные положения, кривая арабинозы не представлена в связи с незначительным содержанием этого трудно биохимически утилизируемого сахара). Соответственно при рН 4,5 Хднс ксилозогидросульфитного соединения равна 6-10 3 против З-Ю"2 у такого же соединения глюкозы, т. е. первое соединение на порядок стабильнее второго. Поэтому условия подготовки сульфитного щелока, обеспечивающие освобождение гексоз из связанной формы и качественное проведение спиртового брожения, могут оказаться недостаточными для пентоз и для процессов биосинтеза белка.

Из рис. 8.1, кроме того, следует, что сахарогидросульфитные соединения можно дестабилизировать изменением величины рН в любую сторону от зоны максимальной стабильности. Этому способствует, с одной стороны, повышение температуры раствора. С другой стороны, /Сдио сахарогидросульфитных соединений (или представленная на рис. 8.2 обратная ей величина— константа равновесия) линейно изменяется при повышении массового содержания любого сахара сульфитных щело244

245

ков. При этом, несмотря на равную для всех Сахаров отно

страница 95
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Переработка сульфатного и сульфитного щелоков" (2.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
магнитогорск сайдинг софия
наручные часы гесс
брелок для вебасто
сколько заряжать гироскутер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)