BR112020004198A2 - método para separar e recuperar lignina e polímeros de biolignina fluidificáveis e fundíveis - Google Patents

Abstract

A lignina é recuperada a partir da biomassa ou subprodutos do processamento de biomassa através do uso de solventes orgânicos e água enquanto modifica a forma ou composição da lignina. Durante o processo de separação e recuperação, a lignina pode ser modificada ou integrada em uma forma mais adequada ao uso pretendido. Como a lignina é suspensa ou é solúvel no solvente orgânico, a integração de materiais ou reagentes pode ser mais facilmente misturada ou dispersa na lignina para melhorar o desempenho, a qualidade e a eficiência geral da produção.

Description

“MÉTODO PARA SEPARAR E RECUPERAR LIGNINA E POLÍMEROS DE BIOLIGNINA FLUIDIFICÁVEIS E FUNDÍVEIS” CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção é direcionada a um método para separar e recupe- rar um coproduto à base de lignina das operações de polpação de kraft, sulfito e ál- cool, bem como de processos de biorrefinaria celulósica e/ou essencialmente qual- quer material à base de plantas que contenha lignina. Além disso, o processo de recuperação pode incluir um método para converter a lignina ou a lignina recuperada em uma forma utilizável que seja mais adequada para o uso pretendido.

[002]A presente invenção refere-se geralmente a vários materiais e compo- sições de lignina de biopolímero, nos quais um componente secundário é adicionado para fornecer compostos de lignina biopoliméricos fundíveis, fluidificáveis ou reagi- dos úteis para adesivos, resinas, termoplásticos, compósitos e polímeros. A inven- ção também inclui a adição de um terceiro componente compreendendo um veículo, agente de dissolução ou material reativo para ajustar as características do material para atender a aplicações específicas do usuário final.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003]As indústrias tradicionais de polpação têm se concentrado predominan- temente na recuperação eficiente de celulose (polpa) e pouco mais. Essas fábricas de celulose existentes são relativamente eficientes na recuperação de celulose, mas nem tanto para iniciativas de biorrefinaria, pois são ineficazes quando se trata de recuperar lignina e hemicelulose. As fábricas de celulose existentes queimam pre- dominantemente queimam lignina e hemicelulose e, portanto, recebem um valor in- significante por esses componentes valiosos.

[004]Algumas tecnologias foram desenvolvidas para recuperar lignina de qualidade das operações de polpação alcalina (também conhecidas como polpação de kraft ou sulfato), mas muito poucas foram praticadas em comparação com o nú-

mero de operações de polpação de kraft existentes. Resistência ao uso dessas tec- nologias de recuperação de lignina resultou principalmente de uma combinação de alto custo de capital, baixa eficiência, segurança e baixa qualidade de lignina. Embo- ra o método de recuperação de lignina seja bastante direto por precipitação, à medi- da que o PH do licor negro kraft é reduzido, o produto resultante geralmente está na forma de uma torta úmida contendo umidade que requer remoção. A remoção da umidade da lignina tem sido onerosa e uma preocupação de segurança devido ao seu tamanho de partícula fina e ao seu alto conteúdo de energia. Um método apri- morado é necessário para permitir que as fábricas de kraft recuperem de forma mais eficaz a lignina de maneira econômica, otimizando o processo para, com segurança, permitir que a lignina recuperada seja mais compatível com o uso pretendido.

[005]Como a indústria de polpação tradicional se concentra apenas na recu- peração de polpa, elas dependem do preço da polpa. Se o preço da polpa cair, es- sas fábricas sofrem muito e muitas vezes são forçadas a fechar, em que centenas ou milhares de empregos são perdidos. Como a polpa é o único produto valioso pro- duzido, essas empresas tradicionais de polpa precisam precificar seus produtos com preço alto o suficiente para que possam recuperar a maior parte ou todas as suas despesas desse único produto. Embora a polpa possa ser convertida em biocom- bustíveis, o custo da polpa é muito oneroso e, portanto, a produção de biocombustí- vel não é econômica. Uma verdadeira biorrefinaria permitiria a recuperação de mais valor da biomassa e, portanto, potencialmente permitiria a produção sustentável de biocombustíveis e/ou biomateriais.

[006]As biorrefinarias de próxima geração são aquelas que podem separar, recuperar e usar eficientemente a maioria ou todos os materiais da biomassa. As fábricas de polpação convencionais usam uma caldeira de recuperação, que é usa- da para incinerar os materiais orgânicos, e deixam um cheiro de sódio que é posteri- ormente processado e reciclado para uso como solvente de polpação alcalina. Em-

bora a lignina possa ser recuperada do licor negro kraft antes da caldeira de recupe- ração, apenas uma porção pode ser removida sem sofrer problemas operacionais na caldeira de recuperação. É geralmente reconhecido que não se deve exceder a re- cuperação de mais de 30% da lignina a partir do licor negro kraft. Essa limitação é uma das razões que resultaram no desenvolvimento de sistemas de polpação avan- çados que poderiam permitir a separação e recuperação de maiores porcentagens de lignina e/ou hemicelulose e/ou outros constituintes da biomassa. O processo or- ganossolv é um desses métodos, pois utiliza solventes orgânicos, tal como álcoois, e, ao fazer isso, pode separar e recuperar mais eficientemente celulose, hemicelulo- se e lignina. Em contraste com a polpação alcalina tradicional, as biorrefinarias da organossolv possuem muitos produtos que podem ser produzidos, o que pode me- lhorar a sustentabilidade dos negócios. Por exemplo, os sistemas organosolv podem vender polpa, hemicelulose e lignina separadamente ou podem desejar processar esses materiais em materiais e produtos de maior valor antes de vendê-los.

[007]A resistência à construção de biorrefinarias de organossolv em escala comercial tem sido, amplamente, um resultado do capital relativamente alto e do custo operacional associado a isto. Além disso, os mercados a jusante de materiais adicionais, como hemicelulose e/ou lignina, não foram capazes de justificar os cus- tos operacionais e de capital adicionais. É necessário que exista um método de re- cuperação de lignina mais econômico e seguro e, idealmente, um método que per- mita que a lignina seja mais adequada para o uso pretendido.

[008]Lignina é encontrada nas paredes celulares das plantas vasculares e nos caules lenhosos das madeiras duras e macias. Juntamente com a celulose e a hemicelulose, a lignina forma os principais componentes da parede celular dessas plantas e madeiras vasculares. A lignina atua como um material matriz que liga os polissacarídeos, microfibrilas e fibras da planta, conferindo força e rigidez ao caule da planta. O conteúdo total de lignina pode variar de planta para planta. Por exem-

plo, em madeiras duras e macias, o conteúdo de lignina pode variar de cerca de 15% a cerca de 40%.

[009]Lignina é um polímero de ocorrência natural que não exibe ponto de fu- são mensurável, mas em vez disso, após exposição a temperaturas elevadas maio- res do que 120 ºC, sofre decomposição térmica. Por esse motivo, sua aplicação co- mo material termoplástico foi significativamente limitada, com grande parte de seu uso comercial encontrado no asfalto. A lignina pode ter um alto ponto de fusão, sob certas condições, tipicamente em torno de 250 ºC a 175 ºC (482 ºF a 527 ºF), que é muito maior do que o plástico típico é processado. Novamente a esta temperatura, a degradação térmica também é problemática. Tentativas convencionais foram usadas para fundir a lignina misturada em um estado emborrachado ou dentro de sua tran- sição vítrea. As temperaturas de transição vítrea para a lignina kraft de madeira ma- cia foram relatadas de 169 ºC a 180 ºC. Assim, a lignina tem baixa fluidez e proces- samento nos processos de extrusão ou moldagem por injeção, que geralmente são feitos em temperaturas muito mais baixas do que o ponto de fusão da lignina.

[010]A lignina não possui um Índice de Fluxo de Fusão em faixas de tempe- ratura para o processamento termoplástico, portanto, tem um efeito negativo signifi- cativo quando adicionada ao plástico. Mesmo a temperaturas teóricas de fusão de lignina (acima de 260 ºC (500 ºF)), a lignina se degrada e essa temperatura é muito alta para a maioria dos termoplásticos que também podem se degradar nessas altas temperaturas.

[011]As técnicas convencionais no campo dos plásticos ou polímeros de lig- nina começam com um pó seco de lignina que é processado a temperaturas relati- vamente altas para trabalhar com termoplásticos. O pó seco é problemático e esses métodos geralmente terminam em que o pó de lignina age mais como uma preen- chedor ou nanopreenchedor dentro de compósitos plásticos. Assim, quando várias tentativas foram feitas para integrar a lignina com o plástico, o material resultante torna-se rígido e quebradiço e age de maneira semelhante à maioria dos preenche- dores minerais padrão.

[012]A fim de criar biopolímeros e bioplásticos de lignina, o material de ligni- na deve fornecer tanto a capacidade de ser fundido quanto um fluxo de fusão. Além disso, os biopolímeros, bioplásticos e biocompósitos de lignina também exigem te- nacidade, resiliência e propriedades específicas semelhantes àquelas de vários pro- dutos petroquímicos que são desejados para substituição. Os processos convencio- nais de separação de lignina e os materiais resultantes fornecem apenas um tipo de preenchedor em pó sem ponto de fusão ou fluidez dentro das temperaturas ou pro- cessos normais de processamento de plásticos ou polímeros.

[013]Várias tentativas foram feitas para usar lignina em pó em aplicações de plástico. A Patente US 9.453.129 de Naskar descreve uma composição de borracha de nitrila de lignina usando pó de lignina seco com borracha de nitrila ou acrilonitrila butadieno, em que a lignina atua como um nanopreenchedor. Isso é limitado devido à fraca fluidez e reologia da lignina em comparação com o plástico que deseja subs- tituir. Além disso, em níveis de carga de lignina maiores a 50%, o material se torna quebradiço. Com o cisalhamento excessivo para quebrar a lignina, a borracha de nitrila tende se degradar facilmente. Estes ensinamentos diminuem significativamen- te o fluxo de fusão, em que é difícil extrudar ou moldar por injeção.

[014]Outras tentativas descrevem dissolução da lignina e moldagem da lig- nina, como a Publicação do Pedido de Patente U.S. 2017/01667449 de Simo Sarka- nen, que dissolve a lignina e a molda em várias formas. O plástico de lignina resul- tante é muito quebradiço e geralmente possui características de alongamento ruins, tipicamente inferiores a 5%, em que muitas aplicações de plástico requerem um alto grau de tenacidade e um desempenho de alongamento maior do que 100%.

[015]Existe uma necessidade por criar novas gerações de biopolímeros, bio- plásticos, biocompósitos e biocombustíveis a partir de lignina, um recurso renovável,

que tenha um desempenho tão bom ou melhor quanto os materiais produzidos de outro modo a partir de combustíveis fósseis, sendo produzidos a um custo mais bai- xo.

OBJETO DA INVENÇÃO

[016]É o objeto desta invenção, criar processos para extrair, purificar e/ou modificar a lignina, na forma sólida ou líquida, a partir de matérias-primas que inclu- em, mas não estão limitadas a, biomassa ou fluxos de subprodutos agrícolas, como licor negro de instalações de produção de polpa e papel ou fluxos de subprodutos de biorrefinaria celulósica.

[017]É outro objeto desta invenção, criar processos que integram veículos, plastificantes, aditivos funcionais e/ou agentes de dissolução que diminuam ainda mais o custo do processamento e proporcionem aos novos materiais de biolignina um ponto de fusão e fluidez semelhantes aos das resinas petroquímicas, plásticos e polímeros.

[018]É o objeto desta invenção, fornecer um processo modificado para pro- duzir uma forma concentrada de lignina, na forma sólida ou líquida, a partir de bio- massa ou subproduto agrícola, como licor negro ou subprodutos de biorrefinaria ce- lulósica, em que vários aditivos funcionais ou fluidos de processamento podem ser adicionados para reter a lignina em um estado fluidificável de fusão funcionalizado concentrado.

[019]É o objeto desta invenção, modificar a lignina com um segundo ou ter- ceiro componente em um estado fluidificável de fusão ou líquido, o que permite um novo método para a remoção ou umidade, solventes ou misturas dos mesmos.

[020]É o objeto desta invenção, em que vários materiais veículos podem ser adicionados para auxiliar na separação e secagem para produzir uma forma fundível de lignina que pode ser usada em aplicações termoplásticas ou termofixas.

[021]É o objeto desta invenção em que o segundo ou terceiro componente seja um veículo, plastificante, agente de dissolução, aditivo funcional ou suas mistu- ras, de modo a criar novos graus de plásticos, polímeros, adesivos, fundições a quente, colas, termofixos, ou compósitos de biolignina fundíveis.

[022]É o objeto desta invenção, recuperar e/ou converter a lignina em um bi- ocombustível.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[023]A presente invenção é direcionada à recuperação mais eficaz da lignina a partir de essencialmente qualquer material à base de planta que contenha lignina e/ou melhor prepare ou converta a lignina para o uso pretendido. Esses materiais à base de planta contendo lignina incluem biomassa e subprodutos agrícolas que in- cluem, entre outros, licor negro proveniente de operações de polpação e papel, sub- produtos de biorrefinaria celulósica, licor negro proveniente do processamento de organossolv ou diretamente da própria biomassa bruta.

[024]Para operações de polpação existentes que utilizam técnicas de pro- cessamento alcalinas ou kraft, o processo da presente invenção pode envolver uma etapa de concentração de lignina seguida por uma etapa de purificação e recupera- ção de solvente orgânico. A etapa de concentração envolve a recuperação da lignina do licor negro ou licor negro concentrado, primeiro carbonatando o licor negro com dióxido de carbono para reduzir o PH e permitindo que a lignina dentro se precipite.

À medida que o PH do licor negro kraft é reduzido através da adição de CO2, a ligni- na no interior começará a se precipitar e pode ser separada ou filtrada da solução, como descrito, por exemplo, na Patente U.S. No. 8.172.981. Se o licor negro kraft estiver sob certas condições de temperatura e pressão, a lignina se precipitará em uma forma líquida pesada que poderia simplificar o sistema de separação, sabendo que o fluxo de lignina líquida pesada terá uma gravidade específica mais alta que a do fluxo de licor negro carbonatado reduzido de lignina e a gravidade se separará. O fluxo de lignina líquida pesada pode então ser bombeado a partir do fundo do recipi-

ente de separação, enquanto a fase mais leve reduzida de lignina pode ser bombe- ada ou decantada a partir do topo do recipiente de separação. Um exemplo de mé- todo de recuperação de lignina líquida é descrito nas Patentes U.S. Nos. 2.406.867 e 9.260.464. No processo da presente invenção, a lignina separada que sai do sis- tema de carbonatação, quer na forma sólida ou líquida, é adicionalmente processa- da para melhorar sua purificação e feita através da adição de um solvente orgânico, como butanol e água. Com quantidades suficientes de solvente, calor e pressão, a lignina deve permanecer ou passar para a forma líquida. A partir daqui, a solução solvente-lignina-água é posteriormente processada para remover quantidades adici- onais de impurezas. Uma grande parte das impurezas se separará da fase aquosa.

Os auxiliares de processamento, tais como, mas não limitados a, ácido sulfúrico e/ou acético podem ser usados para auxiliar na remoção dessas impurezas da lignina e, idealmente, na fase aquosa.

[025]Quando o butanol e a água são utilizados como solução solvente na bi- omassa ou processamento de subproduto de biomassa, a celulose no interior deve permanecer na forma sólida e pode ser recuperada por métodos de separação sóli- do / líquido, como a filtração. A partir daí, permanece uma solução líquida que ge- ralmente é composta de duas camadas distintas, uma camada aquosa e uma cama- da orgânica. Essas camadas podem ser separadas por gravidade, centrifugação ou filtração por membrana. A camada aquosa é composta principalmente de água e as impurezas removidas do fluxo de lignina líquida e a camada orgânica é composta principalmente de butanol e lignina. A fase aquosa pode ser purificada por evapora- ção ou filtração para remover as impurezas para permitir que a água seja reutilizada no processo. A camada orgânica é posteriormente processada para remover e recu- perar o butanol para reutilização enquanto fornece um fluxo de lignina recuperada que pode ser usado para várias aplicações de uso final. O solvente é removido da camada orgânica por evaporação para deixar para trás um fluxo de lignina de alta qualidade. Resinas veículos ou componentes de reação podem ser adicionados an- tes, durante ou após a etapa de remoção do solvente para simplificar a operação e produzir idealmente um material à base de lignina mais adequado para o uso pre- tendido.

[026]Ao processar biomassa ou resíduo agrícola, onde são utilizados solven- tes orgânicos, como o butanol, para deslignificar a biomassa, o solvente requer re- cuperação e reutilização para minimizar os custos operacionais. Se o butanol e a água forem usados em níveis suficientes sob temperatura e pressão operacionais adequadas, a biomassa se tornará parcialmente deslignificada para que a celulose ou polpa possa ser filtrada da solução, deixando para trás a mistura composta prin- cipalmente de solvente, água e lignina. Quando são utilizadas quantidades apropria- das de butanol e água, duas camadas líquidas distintas serão formadas, uma cama- da orgânica, contendo principalmente lignina e solvente, e uma camada aquosa.

[027]A presente invenção é direcionada à recuperação e purificação de ligni- na de forma mais eficaz a partir de uma ampla faixa de biomassa e subprodutos existentes em sistemas de processamento agrícola. O objetivo é reduzir o capital e os custos operacionais, produzindo uma lignina mais adequada ao uso pretendido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[028]A FIG. 1 é um diagrama de uma operação de polpação kraft típica, na qual um solvente de sódio é usado para deslignificar a biomassa para permitir a re- cuperação de celulose, que é frequentemente referida como polpa.

[029]A FIG. 2 é um diagrama de um processo que pode ser usado para re- cuperar a lignina do licor negro dentro de uma operação de polpação kraft.

[030]A FIG. 3 é um diagrama de um método aprimorado para secar a lignina carregada de umidade que sai da FIG. 2, em que um material veículo é usado para manter a lignina em uma solução fluida que é mais econômica em termos de seca- gem.

[031]A FIG. 4 é um diagrama de um método aprimorado para recuperar a lignina do licor negro dentro de uma operação de polpação kraft através da adição de solvente (s) de dissolução (s) de lignina.

[032]A FIG. 5 é um diagrama de um método aprimorado em que a lignina é adicionalmente condicionada antes da adição de solvente.

[033]A FIG. 6 é um diagrama de uma operação de polpação de organossolv.

[034]A FIG. 7 é um diagrama de um método aprimorado para remover o sol- vente da camada orgânica que sai da FIG. 4, a FIG. 5 e FIG. 6

[035]A FIG. 8 é um diagrama de um método aprimorado, em que um materi- al veículo é adicionado para ajudar a manter a lignina dentro de um ambiente seme- lhante a fluido, para permitir a recuperação econômica de solvente.

[036]A FIG. 9 é um diagrama de um método aprimorado em que um segun- do estágio de separação de solvente é adicionado.

[037]A FIG. 10 é um diagrama de um método aprimorado em que um mate- rial veículo é adicionado (como borracha de nitrila) antes ou durante o estágio 2 de recuperação de solvente.

[038]A FIG. 11 é um diagrama de um método aprimorado, em que tempo adicional e/ou cisalhamento ajustável é adicionado para modificar o desempenho do material final, tal como na produção de resina de acrilonitrila-butadieno-lignina ou resina ABL.

[039]A FIG. 12 é um diagrama de um método aprimorado que inclui a adição de polpa ou polpa não lavada para produzir um compósito que inclui lignina, um ma- terial veículo e polpa. A extrusora de fusão a quente ventilada é usada para remover o solvente da polpa e potencialmente eliminar a necessidade de recuperar o solven- te da polpa em uma etapa anterior separada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[040]É divulgado aqui, um método para recuperar a lignina de operações de polpação kraft, sulfito e álcool, bem como de processos de biorrefinaria celulósica e/ou essencialmente qualquer material à base de plantas que contenha lignina. O processo de recuperação pode incluir um método para converter a lignina ou a ligni- na recuperada em uma forma utilizável que seja mais adequada para o uso preten- dido.

[041]Na química industrial, o licor negro é o resíduo do processo de polpa- ção kraft. A lignina, as hemiceluloses e outros extrativos são removidos quimicamen- te ou parcialmente removidos da biomassa lenhosa para liberar as fibras de celulose para separação e recuperação. O material equivalente do produto residual no pro- cesso de sulfito é geralmente chamado de licor marrom, mas os termos licor verme- lho, licor espesso e licor de sulfito também são usados.

[042]Aproximadamente 7 toneladas de licor negro são produzidas na fabri- cação de uma tonelada de polpa. O licor negro é uma solução aquosa de resíduos de lignina, hemicelulose, químicos orgânicos, minerais e inorgânicos usados no pro- cesso. O licor negro e o licor negro concentrado geralmente compreendem aproxi- madamente de 10% a 50% de sólidos em peso, dos quais cerca de dois terços são materiais orgânicos e um terço são produtos químicos inorgânicos.

[043]A matéria orgânica no licor negro é composta de componentes de de- gradação solúveis em água / álcali de dentro da madeira. Como exemplo, a lignina é degradada em fragmentos mais curtos com várias quantidades de componentes, incluindo enxofre, cujo conteúdo pode ser de aproximadamente 1-2%, e sódio, cujo conteúdo pode estar em cerca de 6 % de matéria seca. A celulose e a hemicelulose são degradadas em sabões de ácido carboxílico alifático e fragmentos de hemicelu- lose. Os extrativos podem incluir sabão tall-oil e/ou terebintina bruta. Os sabonetes podem conter cerca de 20% de sódio. Tipicamente, os componentes residuais da lignina servem para conversão ou incineração hidrolítica ou pirolítica.

[044]A FIG. 1 é um diagrama de uma operação de polpação kraft típica, na qual um solvente de sódio é usado para deslignificar a biomassa para permitir a re- cuperação de celulose, que é frequentemente referida como polpa. A biomassa 1 é tratada no pré-tratamento 2, polpação 3 alcalina (Kraft), separação 4 em celulose 5.

A partir da separação 4, a evaporação do licor negro 7 produz água reciclada 6 e combustão do licor negro 10. O fundido de sódio 9 fornece solvente de sódio 8. O solvente de sódio 8 é usado no pré-tratamento 2.

[045]No caso da polpação kraft, um fluxo de licor negro é criado que é fre- quentemente concentrado em um evaporador antes de ser queimado em uma cal- deira de recuperação. Como visto na FIG. 2, um ácido, tal como dióxido de carbono ("CO2") 11, é adicionado para reduzir o pH do licor negro 7 a um nível que permita à lignina interna precipitar-se no recipiente de carbonatação ---. Geralmente, o licor negro kraft que sai dos digestores de polpação está com um pH entre 13 e 14. Um ácido, como o CO2, é usado para reduzir o pH para 12 ou menos e geralmente me- nor que 11. Na maioria dos casos, o PH é reduzido para entre 9 e 11. O processo de redução de pH pode ser concluído em uma série de etapas para isolar a lignina cor- respondente ao pH em que ela precipita. Por exemplo, o licor negro pode ser reduzi- do de, diga-se, pH 14 para pH 11 e, em seguida, permite-se que a lignina que preci- pitou seja removida e processada posteriormente, enquanto o licor negro restante contendo lignina que não precipitou é tratado com ácido, como CO 2, para reduzir seu pH novamente em uma etapa subsequente, neste exemplo, de pH 11 a pH 9,5, onde lignina adicional é então precipitada e recuperada. O ponto inicial do pH e os interva- los de redução não são limitativos e podem ocorrer em várias etapas de redução de pH 14 a pH 7. Quando a etapa de redução do pH ocorre mais comumente com dió- xido de carbono (referido como etapa da carbonatação), a divulgação não pretende se limitar ao dióxido de carbono e pode incluir qualquer ácido ou combinação de áci- dos como sulfúrico, acético, cítrico, nítrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, perclóri- co, clorídrico, fórmico, benzóico, metanóico, fluorídrico, nitroso, fosfórico , sulfato de hidrogênio, sulfuroso e oxálico.

[046]A lignina precipitada produzida na etapa de carbonatação é removida em um sistema de separação 12. O licor negro esgotado 19 é separado pelo sistema de separação 12. Essa lignina pode levar tempo para envelhecer ou aglomerar-se antes da filtração, conforme descrito na publicação US 2008/0214796 cujo conteúdo inteiro deve ser incluído por referência nesta divulgação. Em seguida, a lignina pre- cipitada é separada para produzir uma torta de lignina e um fluxo de licor negro re- duzido separado que pode ser devolvido à fábrica de celulose. Nesse ponto, a ligni- na está em uma forma concentrada que, com base na matéria seca, geralmente contém menos de 50% de materiais que não são ligninas e geralmente menos de 30% de impurezas que não são ligninas. Essas impurezas restantes limitam a utili- dade da lignina e geralmente é necessário uma segunda etapa de purificação. Esta segunda etapa de purificação é frequentemente realizada através do uso de trata- mento com ácido 13. Aqui, água e ácido são adicionados para liberar impurezas adi- cionais da lignina. A lavagem com água e ácido pode ser aplicada enquanto a lignina permanece na prensa do filtro ou pode ser adicionada após a remoção do bolo de lignina da prensa do filtro, exigindo mais uma etapa de filtração para remover a ligni- na lavada com ácido da solução. Esta etapa de tratamento com ácido pode usar água de lavagem ácida com pH menor que 7, menor que 6, menor que 5, menor que 4, menor que 3 ou menor que um pH igual a 2. Na maioria das vezes, o pH da água de lavagem está entre 1 e 3 para obter purezas de lignina maiores a 95% em base de matéria seca.

[047]Outra opção de recuperação de lignina seria a descrita na publicação U.S. 2011/0294991 A1, cujo conteúdo inteiro será totalmente incorporado por refe- rência a esta divulgação. Nesse processo, o licor negro está a uma temperatura e pressão que permitem que a lignina seja precipitada na forma líquida na filtração 15 com lavagem com água 14. Quando nessas condições a lignina líquida é capaz de se separar por gravidade em um recipiente de sedimentação, hidrociclone ou centri- fugação. Da mesma forma, após a separação do fluxo de lignina líquida, uma se- gunda lavagem com ácido 16 é aplicada no tratamento com ácido para lavar impure- zas adicionais da lignina. No caso deste fluxo de lignina líquida, a adição de ácido precipitará a lignina em uma forma sólida, onde os sólidos precipitados são então filtrados para recuperação. O gás da filtração 15 e o recipiente de carbonatação - são ventilados para o purificador 18.

[048]Em qualquer um dos métodos acima descritos, após a segunda adição de ácido, a lignina precipitada está em uma forma sólida. Esta lignina recuperada pode ser lavada com água ou neutralizada para melhorar suas propriedades para uso posterior. A lignina é finalmente recuperada através da separação líquido-sólido através do uso de uma centrífuga ou filtração.

[049]Uma questão importante e dispendiosa com os processos de recupera- ção de lignina da técnica anterior é a necessidade de produzir um produto de lignina seca a partir da torta úmida de lignina resultante 17. A torta úmida de lignina 17, ge- ralmente tem mais de 20% de umidade dentro e muitas vezes mais do que 30% As técnicas usadas para secar esta lignina têm altos custos de fabricação e são muito perigosas, pois as partículas de lignina são muito pequenas e altamente suscetíveis a explosões de poeira. Em alguns casos, é adicionada água para que o material possa ser bombeado para um secador por pulverização, reduzindo ainda mais a efi- ciência da secagem e, em outros casos, a torta úmida é seca em outros sistemas de secagem, tal como sistemas de secagem por tambor e leito fluidizado. Em todos es- ses casos, a umidade é removida em um sistema de baixa eficiência que requer mais de 973 BTUs para remover cada quilo de água. Além disso, esses sistemas são muito perigosos devido às partículas de lignina de alta energia, propensas a ex- plosões, produzidas que requerem manuseio cuidadoso e precauções de segurança adicionais. Além disso, a secagem da lignina geralmente cria reticulação irreversível das moléculas de lignina, o que geralmente limita a utilidade das ligninas em aplica- ções a jusante.

[050]Nesta modalidade, a torta úmida com lignina lavada com ácido 17 pode ser seca através da adição de um material veículo, como mostrado na FIG. 3 que tem uma pressão de vapor menor que a água, de modo que o material veículo e a lignina possam ser aquecidos para permitir que a lignina permaneça em um ambien- te semelhante a fluido, pois é aquecida a uma temperatura e pressão adequada que permite que a água se vaporize e se separe. A torta de lignina úmida 17 é alimenta- da pela bomba de alimentação 60 para o permutador de calor 61. O recipiente de vaporização 62 separa a fase de vapor no condensador de vapor de água 63 e a fase líquida na bomba de circulação e descarga 65. A bomba de vácuo 64 recupera o solvente. Nesse ambiente, a lignina seca não estaria na forma de pó e seria mais seguramente seca. Com um material veículo apropriado presente, o material pode ser extrudado em péletes ou outra forma que seja menos empoeirada e menos pro- pensa a explosão. Outro material veículo pode ser um líquido com uma pressão de vapor menor que a água que permite que a lignina seja suspensa ou dissolvida no veículo líquido, onde a mistura pode ser seca ou parcialmente seca em um sistema de evaporador ou sistema de evaporador de efeito múltiplo. Em alguns casos, a lig- nina e seu material veículo sairão no nível de umidade reduzido desejado e não exi- girão nenhuma secagem adicional. Nos casos em que materiais do tipo termoplásti- co são adicionados como material veículo, tais como polietileno ou polipropileno, o material resultante pode ser extrudado e peletizado em ainda outra forma mais segu- ra e utilizável para armazenamento e transporte. Além disso, o sistema pode ser pro- jetado como um sistema de evaporação de efeitos múltiplos para permitir que a umi- dade seja expelida com mais eficiência ao usar materiais veículos de baixa viscosi- dade. Exemplos de materiais veículos são, entre outros, óleos vegetais, óleos mine- rais, ácidos graxos, butanol, líquidos derivados de petróleo, como petróleo bruto e diesel, ou materiais poliméricos, como borracha de nitrila, polietileno, óxido de polie- tileno, polipropileno, glicerol, fenol e/ou aditivos descritos nas partes adicionais deste documento. Os materiais veículos mais ideais são aqueles que seriam usados em sistemas de processamento a jusante. Por exemplo, se a borracha de nitrila for usa- da, a saída seca poderá estar na forma de um material de mistura de polímeros de alto desempenho contendo um componente de lignina e um copolímero contendo acrilonitrila, conforme descrito no pedido de patente U.S. número de série 14/798729. Se o fenol for utilizado como material veículo, o material poderá, por exemplo, ser posteriormente processado com formaldeído para produzir uma resina de substituição de fenol formaldeído. A FIG. 3 mostra um material veículo usado em massa igual à do conteúdo de lignina; no entanto, a proporção de lignina para o ma- terial veículo não se limita a essa proporção e deve ser a necessária para alcançar o resultado desejado.

[051]Além disso, vários veículos e materiais veículos podem ser usados para melhorar o processamento de separação e secagem de lignina, enquanto um se- gundo ou terceiro material veículo pode ser integrado ao estado líquido ou solubili- zado da lignina, incluindo, entre outros, plastificantes, aditivos funcionais, agentes reativos, reticuladores, fibras, reforços, corantes ou suas misturas.

[052]Um método aprimorado para recuperar a lignina das operações de pol- pação kraft é mostrado na FIG 4. A coluna de carbonatação 20 recebe licor negro 7 e dióxido de carbono 21. O gás 22 proveniente da coluna de carbonatação 20 é ven- tilado para um purificador. Um solvente de lignina é adicionado ao fluxo de lignina concentrada que sai do primeiro sistema de separação 23. Ao fazer isso, a lignina pode tornar-se liquefeita ou permanecer na forma líquida e depois ser purificada na forma líquida como oposição à forma sólida durante a etapa de lavagem ácida. O solvente de lignina pode ser composto por um solvente insolúvel em água, não polar ou hidrofóbico. Em outra modalidade, o solvente de lignina contém n-butanol, metil butanol ou suas misturas. A pressão deve ser igual ou maior do que a pressão de vapor da água e a mistura de solventes de lignina para impedir a vaporização de controle dos líquidos e a uma temperatura entre 50 ºC e 130 ºC ou entre 120 ºC e 150 ºC, ou entre 140 ºC e 180 ºC, ou entre 170 ºC e 200 ºC, ou entre 190 ºC e 210 ºC, ou entre 200 ºC e 210 ºC, ou entre 200 ºC e 250 ºC, ou entre 240 ºC e 350 ºC.

Em outra modalidade, o solvente de lignina tem uma densidade menor que a água à temperatura ambiente. O solvente de lignina pode ser misturado com água, um áci- do e/ou um produto químico dissolvente de lignina, compreendendo um um éster orgânico, acetato de butila, um furano orgânico, e furfural. O licor negro reduzido é removido pelo primeiro sistema de separação 23. Solvente e água 25 e ácido 26 po- dem ser adicionados para auxiliar na liberação de impurezas da lignina para produzir um produto de lignina mais puro. Volumes suficientes de solvente de lignina podem ser adicionados para permitir que o solvente de lignina e a densidade de lignina se- jam inferiores aos da água à temperatura ambiente. Após a adição do solvente, água e ácido, os gases de ventilação 27 produzidos são então autorizados a sair com se- gurança para serem purificados para atender aos padrões de emissão enquanto a porção líquida é então separada no segundo sistema de separação 28 em duas fa- ses líquidas, uma camada orgânica 29 e uma camada aquosa 30. A técnica de se- paração para a camada orgânica 29 e a camada aquosa 30 pode ser por gravidade, centrifugação, um hidrociclone ou combinações dos mesmos. A camada orgânica é composta principalmente de solvente e lignina. O sistema purificador de gás de ven- tilação pode incluir a injeção de gás na coluna de carbonatação para permitir que quaisquer gases de dióxido de carbono produzidos a partir da adição de ácido 26 sejam então consumidos na etapa de carbonatação, reduzindo assim o custo opera- cional da carbonatação.

[053]Em outra modalidade, o licor negro 7 é primeiro oxidado para remover componentes de odor e reduzir ou eliminar a produção de gases nocivos, como sul-

feto de hidrogênio.

[054]Em outra modalidade, o solvente de lignina é composto de um solvente insolúvel em água, não polar ou hidrofóbico. Em outra modalidade, o solvente de lignina é ou contém n-butanol, metil butenol ou misturas dos mesmos. Em outra mo- dalidade, o solvente de lignina tem uma densidade menor que a água. O solvente de lignina pode incluir água, um ácido e/ou um produto químico dissolvente de lignina, compreendendo um de um éster orgânico, acetato de butila, um furano orgânico e furfural. O ácido poderia ser composto por uma porção de ácido cítrico, ácido sulfúri- co, ácido acético ou combinações dos mesmos. O pH da solução após a adição de lignina-solvente / água / ácido pode ser menor que 10, menor que 9, menor que 8, menor que 7, menor que 6, menor que 5, menor que 4 ou menor que 3 e frequente- mente dependente da qualidade da lignina resultante desejada. Em outra modalida- de, o solvente de lignina contém lignina.

[055]Em outra modalidade, a porcentagem em massa de lignina após a adi- ção de solvente FIG. 4 (25) é menor que 75%, menor que 50%, menor que 40%, menor que 30% e, na maioria das vezes, menor que 20% ou menor que 10% da massa do solvente adicionado. A percentagem em massa de lignina após adição de água FIG. 4 (25) é maior que 75%, maior que 50%, maior que 40%, maior que 30%, maior que 20%, maior que 10% ou maior que 1% da massa de qualquer água adici- onada ao sistema.

[056]A FIG. 5 compreende uma etapa adicional que pode ser introduzida na- quela da FIG. 4, onde um aditivo 31 pode ser introduzido, bem como um recipiente de processamento adicional 32. No caso de se desejar aumentar o peso molecular da lignina, conforme publicado em ACS Sustainable Chem. Eng. 2015, 3, páginas 1032-1038, de Velez e Thies, o peso molecular da lignina pode ser aumentado per- mitindo que a fase de lignina líquida seja mantida por um período prolongado nesta fase. Os resultados indicam que, controlando o tempo de retenção da fase e da temperatura da lignina líquida, o peso molecular pode ser alterado. Como resultado, as etapas descritas por Valez e Thies são incorporadas nesta divulgação da inven- ção.

[057]Em outra modalidade, um aditivo pode ser adicionado para promover a manutenção ou redução do peso molecular de lignina. Neste exemplo, uma base forte, como hidróxido de sódio, pode ser adicionada ao aditivo 31 para aumentar o pH e catalisar a redução do peso molecular médio, conforme descrito em, mas não limitado a, número de publicação da patente US US 2016/0017541 A1. A técnica descrita na US 2016/0017541 A1 é totalmente incorporada por referência na divul- gação desta invenção.

[058]Em outra modalidade, a coluna de carbonatação pode reduzir o pH do licor negro recebido em uma série de duas ou mais etapas para permitir a recupera- ção de ligninas de peso molecular variado. De um modo geral, as ligninas que pri- meiro precipitam nos níveis mais altos de pH são de peso molecular mais alto do que aquelas que exigem pH ainda mais baixo para precipitação. Esta modalidade inclui o uso de mais do que um sistema de recuperação de lignina da FIG. 2, FIG. 4 ou FIG. 5 em série para permitir a recuperação da lignina em pesos moleculares va- riáveis. Por exemplo, o primeiro sistema pode reduzir o pH para 11 e recuperar a lignina que precipitou nesse pH e, em seguida, o licor negro esgotado 19 ou o licor negro esgotado 24 podem ser processados em um sistema de carbonatação adicio- nal que reduz ainda mais o seu pH para recuperar lignina adicional de peso molecu- lar médio mais baixo.

[059]Em outra modalidade, a coluna de carbonatação pode reduzir o pH do licor negro recebido em uma série de duas ou mais etapas para permitir a recupera- ção de ligninas de peso molecular variado. De um modo geral, as ligninas que pri- meiro precipitam nos níveis mais altos de pH são de maior peso molecular do que aquelas que requerem pH ainda mais baixo para precipitação. Esta modalidade in-

clui o uso de mais de um sistema de recuperação de lignina da FIG. 2, FIG. 4 ou FIG. 5 em série para permitir a recuperação da lignina em pesos moleculares variá- veis. Por exemplo, o primeiro sistema pode reduzir o pH para 11 e recuperar a ligni- na que precipitou nesse pH e, em seguida, o licor negro esgotado 19 ou o licor negro esgotado 24 podem ser processados em um sistema de carbonatação adicional que reduz ainda mais o seu pH para recuperar lignina adicional de peso molecular médio mais baixo.

[060]Uma etapa inventiva primária na FIG. 4 e FIG. 5 é a criação de uma camada orgânica 29 que contém lignina e solvente de lignina. Os métodos de recu- peração de lignina kraft anteriores têm como alvo a recuperação de uma torta de lignina carregada de umidade que geralmente é recuperada através do uso de um filtro prensa. Os sistemas de filtração podem ser onerosos e, muitas vezes, criam pontos de emissão adicionais que requerem ventilação e purificação. O uso de sol- ventes de lignina permite que a lignina seja recuperada em uma camada orgânica líquida que se presta a alternar outros métodos de processamento e recuperação, como os mostrados e descritos nas FIGURAS 7, 8, 9, 10, 11 e 12. Além disso, o uso de solventes orgânicos permite outro método para reduzir as impurezas na lignina a um pH mais alto do que o que era possível sem o uso de solventes orgânicos. Em algumas aplicações, a lignina processada em ambientes altamente ácidos prejudica- rá a qualidade da lignina. O solvente pode permitir que as impurezas sejam removi- das em níveis mais altos de pH e, portanto, fornece um ambiente menos ácido e uma melhor qualidade de lignina é produzida.

[061]Em outra modalidade, uma etapa de oxidação é incluída para reduzir ou eliminar parte do odor e/ou reduzir a quantidade de vapores da reação de sulfeto de hidrogênio. A etapa de oxidação pode ocorrer no fluxo de licor negro 7 antes da co- luna de carbonatação.

[062]No processo da FIG. 4, o licor negro 7 de uma fábrica de polpação kraft é usado com um teor de umidade entre 10% e 90%, ou mais idealmente entre 40% e 75%. O licor negro pode ser oxidado antes da etapa de carbonização. Essa etapa de oxidação pode incluir a injeção de materiais contendo oxigênio, como, sem limitação, oxigênio, ar e/ou peróxido de hidrogênio. O licor negro ou licor negro oxidado pode ser desgaseificado antes de entrar na etapa de carbonização. O licor negro pode ser filtrado antes de entrar na etapa de carbonização para remover partículas sólidas. O licor negro pode ser submetido a uma separação de tall-oil ou sabão antes da etapa de carbonização.

[063]A seguir, o licor negro 7 entra na coluna de carbonização 20, onde é carbonizado com dióxido de carbono para reduzir o pH para abaixo de 12, abaixo de 11, abaixo de 10 ou abaixo de 9,5. A lignina precipitará da solução e poderá ser re- cuperada por filtração para produzir uma torta de lignina que contenha uma porcen- tagem mais alta de lignina do que o licor negro que entra no sistema de carbonata- ção.

[064]Em outra modalidade, referente à FIG. 4 o licor negro 7 é então aqueci- do a uma temperatura de 80 ºC a 250 ºC, ou entre 80 ºC a 180 ºC e a uma pressão igual ou maior do que a pressão necessária para impedir que a umidade se vapori- ze, ou fervendo a esta temperatura. A pressão geralmente é maior que essa pressão de vapor e pode ser limitada a 10 a 100 psig acima dessa pressão de vapor, 10 a 75 psig acima dessa pressão de vapor, 10 a 50 psig acima dessa pressão de vapor ou maior que 90 psig, e menor do que 250 psig acima dessa pressão de vapor. A etapa de carbonatação na coluna de carbonatação 20 neste fluido aquecido e pressurizado pode produzir um fluxo de lignina precipitada que está na forma líquida. Este precipi- tado de lignina líquida em fase pesada concentrada tem uma gravidade específica suficientemente alta para permitir que ele se acomode em um fluxo de lignina con- centrada em fase densa que pode ser removido por decantação ou bombeando-o do fundo do recipiente. A temperatura e a pressão podem variar de acordo com a quali-

dade do licor negro e da lignina para atingir essa lignina líquida de fase pesada. A configuração preferida da coluna de carbonatação 20 está em uma configuração ver- tical, mas pode ser completada em uma configuração horizontal ou angular, desde que a fase líquida de lignina seja capaz de fluir para um ponto de coleta mais baixo.

A coluna ou recipiente podem ser preenchidos com embalagem para ajudar na mis- tura e dispersão de dióxido de carbono e/ou para auxiliar no efeito coalescente das partículas de lignina líquida para permitir que elas migrem juntas e formem uma fase densa e pesada de lignina líquida. Os gases de ventilação da coluna de carbonata- ção serão então canalizados para um purificador de gás de ventilação capaz de re- mover odores e gases nocivos, como sulfeto de hidrogênio.

[065]A fase de lignina líquida densa pode ser separada em uma separação do fluxo de licor negro carbonatado em um sistema de separação 23 que pode inclu- ir sedimentação, centrifugação, hidrociclones ou combinações dos mesmos.

[066]O fluxo de lignina concentrada do sistema de separação 23 é então submetido a uma etapa de purificação adicional para remover impurezas como sódio através de uma etapa de tratamento secundário que inclui a adição de um solvente de lignina, como álcool, butanol, água, ácido ou combinações disso. O objetivo é obter a lignina em líquido ou solúvel e um solvente de lignina, como o butanol, pode realizar essa tarefa. A temperatura e a pressão podem permanecer as mesmas do sistema de carbonatação, porém mais idealmente a uma temperatura entre 100 ºC e 250 ºC, ou entre 150 ºC e 250 ºC, ou mais idealmente a uma temperatura entre 170 ºC e 220 ºC por um tempo suficiente para permitir que a lignina se solubilize no sol- vente e a uma pressão suficiente para impedir e/ou controlar a vaporização de quaisquer componentes internos. Idealmente, esta etapa de adição de solvente deve ocorrer antes da introdução de ácidos adicionais.

[067]Após a introdução do solvente e da água de lignina 25 no fluxo de ligni- na concentrada ou no concentrado de lignina líquida, um ácido 26 pode ser introdu-

zido para auxiliar na lavagem de impurezas da lignina interna. O ácido pode ser sul- fúrico, acético, cítrico, nítrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, perclórico, clórico, fór- mico, benzóico, metanóico, fluorídrico, nitroso, fosfórico, sulfato de hidrogênio, ácido sulfúrico ou oxálico ou qualquer combinação destes. A mistura é então deixada se- parar por gravidade em uma camada orgânica 29 e uma camada aquosa 30. A ca- mada orgânica contém principalmente solvente de lignina e lignina. A camada aquo- sa contém principalmente água e impurezas, como sódio, criando uma solução de salmoura. A camada orgânica pode ser submetida a etapas adicionais de lavagem com água que podem incluir a adição de água e ácido para auxiliar na purificação da lignina. Foi demonstrado que o ácido acético fornece uma purificação excepcional da lignina e pode ser usado.

[068]Em outra modalidade, a pressão da mistura anterior à adição de ácido 26 é suficientemente maior que a pressão máxima no sistema de carbonatação. Ao operar com essa pressão, qualquer gás produzido devido à adição desse ácido, co- mo o CO2, pode ser liberado no sistema de carbonatação. Se o CO2 for produzido a partir da etapa de adição de ácido, esse gás de CO 2 poderá ser introduzido na etapa de carbonatação para reduzir o volume de CO2 exigido por essa etapa de carbona- tação e reduzir o custo operacional. Além disso, qualquer gás dentro da mistura po- deria passar através do sistema de carbonatação e entrar em um sistema de purifi- cação de gás comum para fornecer um único ponto de emissão para o processo.

[069]A FIG. 6 representa um método alternativo de polpação que é frequen- temente chamado de polpação de organossolv. Nesse processo, a lignina, ou uma parte dela, é removida, separada e/ou posteriormente processada de qualquer forma de biomassa ou resíduo agrícola, subproduto agrícola ou qualquer produto à base de planta que inclua, mas não se limitado à biomassa de madeira, algas, resíduo de culturas, licor negro kraft, lignina kraft recuperada, lignossulfonato e subprodutos de biorrefinaria celulósica, como péletes de energia de lignina, por meio do uso de sol-

ventes de dissolução de lignina. Em uma modalidade, o solvente de lignina é com- posto de um solvente insolúvel em água, não polar ou hidrofóbico. Em outra modali- dade, o solvente de lignina contém n-butanol, metil butenol ou suas misturas. Em outra modalidade, o solvente de lignina é orgânico. Em outra modalidade, o solvente de lignina contém lignina. Em outra modalidade, o solvente de lignina é ou contém uma porção de qualquer álcool para incluir, mas não se limitar, a etanol, metanol, n- butanol, isobutanol, glicerol ou suas misturas. Em outra modalidade, o solvente de lignina é ou contém um ácido graxo para incluir, mas não estar limitado a, ácido gra- xo de óleo alto, ácido graxo de óleo vegetal, ácido graxo de gordura animal, ou mis- turas dos mesmos. Em outra modalidade, o solvente de lignina é ou contém um des- tilado de petróleo. Em outra modalidade, o solvente de lignina tem uma densidade menor que a água. O solvente de lignina também pode incluir água, um ácido e/ou um produto químico dissolvente de lignina, compreendendo um de um éster orgâni- co, acetato de butila, um furano orgânico e furfural. O ácido poderia ser composto de ácidos sulfúrico, acético, cítrico, nítrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, ácido percló- rico, clórico, fórmico, benzóico, metanóico, fluorídrico, nitroso, fosfórico, sulfato de hidrogênio, ácido sulfúrico ou oxálico ou qualquer combinação dos mesmos.

[070]O solvente de lignina solubiliza uma porção da lignina na biomassa pa- ra permitir que a celulose seja removida ou mais facilmente separada. A adição de calor e pressão geralmente aumenta a taxa e a quantidade de remoção de lignina.

Quanto maior o período de tempo em que o solvente de lignina está em contato com a biomassa, geralmente também aumenta a quantidade de lignina que se torna so- lúvel no solvente de lignina. A biomassa e/ou os produtos 40 são submetidos a pré- tratamento 41. A hemicelulose, ou uma porção da mesma, pode ser opcionalmente removida na extração de hemicelulose 42 antes da adição do solvente de lignina. A hemicelulose pode ser convertida em produtos químicos especiais 46, direta ou indi- retamente, como uma redução da extração da fase de solvente orgânico 47. O bom-

beamento de oganossolv 43 é realizado com solvente orgânico 47 e água 51. Após a separação da polpa 45, às vezes referida como celulose, o fluxo líquido de polpa- ção resultante é reciclado e reutilizado. O fluxo líquido de polpação resultante é submetido a um sistema de separação 44, onde um fluxo aquoso 52 e uma camada orgânica 48 são produzidos e lignina 49. Água e água reciclada 50 podem ser forne- cidas ao pré-tratamento 41. O fluxo aquoso 52 pode ser tratado com produtos quími- cos especiais 53. A camada aquosa é posteriormente processada, limpa e reutiliza- da e a camada orgânica também é processada para recuperar a lignina e o solvente, de modo que muito do solvente possa ser usado.

[071]Em outra modalidade, água e/ou um solvente de lignina são adiciona- dos à lignina kraft ou a qualquer material que contenha lignina para incluir, mas não se limita aos resíduos celulósicos de lignina da biorrefinaria, como forma de proces- sar a lignina.

[072]Em outra modalidade, água e/ou solvente de lignina são adicionados a um material à base de plantas para incluir, entre outros, biomassa, subprodutos agrícolas, uma forma pura ou semipura de lignina, lignina kraft, resíduos ou misturas celulósicas de lignina dos mesmos. A solução pode então ser aquecida para melho- rar a recuperação e separação da lignina e/ou o tratamento ou a conversão da ligni- na em uma forma ou qualidade diferente, como biocombustível ou matéria-prima para biocombustível. Em uma modalidade, a solução pode ser aquecida a uma tem- peratura: maior do que 20 ºC e menor do que 400 ºC, maior do que 50 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 225 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 200 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 225 ºC, maior do que 150 ºC e menor que 200 ºC, ou maior que 100 ºC e menor que 180 ºC. A pressão do reator deve ser igual ou maior que a pressão de vapor do solvente de lignina na temperatura de operação do processo para impedir a fervura ou controle da vaporização do solvente e água. Em qualquer temperatura operacional, a pres- são operacional pode ser igual à pressão de vapor do solvente correspondente, en- tre 0 psig e 50 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 15 psig e 75 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 50 psig e 100 psig acima a pressão de vapor do solvente, entre 75 psig e 250 psig acima da pressão de vapor solvente, en- tre 150 e 450 psig acima da pressão de vapor solvente, ou entre 300 e 600 psig acima da pressão de vapor solvente, ou entre 500 e 2000 psig acima do vapor de solvente pressão à temperatura de operação especificada. O processo pode ser operado em batelada, de maneira contínua ou semicontínua.

[073]Em outra modalidade, um sistema de separação líquido-sólido é usado para remover uma porção dos líquidos a partir dos sólidos ou sólidos digeridos. O sistema de separação líquido-sólido pode incluir, entre outros: uma centrífuga, uma peneira, uma peneira rotativa, uma prensa de parafuso, um sistema de filtração sóli- dos-líquido, um filtro de tambor a vácuo, um sistema de filtração por membrana, uma prensa de correia, um sistema de evaporação de líquidos, sistema de decantação ou outro sistema conhecido de separação líquido-sólido. O sistema de separação líqui- do-sólido pode separar apenas uma porção dos sólidos e pode ter prejuízo ou preju- ízo significativo de líquidos no fluxo de sólidos separados ou sólidos no fluxo de lí- quidos separados.

[074]Em outra modalidade, o fluxo de líquidos separados pode ser posteri- ormente processado para separar sólidos adicionais. O sistema de processamento adicional pode incluir o uso de uma centrífuga, sistema de decantação, sistema de filtração por membrana, sistema de filtração ou outros meios para remover sólidos.

[075]Em outra modalidade, o fluxo de líquidos separados ou principalmente o fluxo de líquidos separados dos sólidos pode ser processado adicionalmente para incluir um sistema de separação líquido-líquido. O sistema de separação líquido- líquido pode incluir separação por densidade, separação por gravidade, decantação,

separação centrífuga, separação química, evaporação, destilação, separação por membrana ou outro método reconhecido de separação líquido-líquido.

[076]Em outra modalidade, o fluxo de líquidos separados é dividido em dois fluxos primários. Um fluxo pode ser de menor densidade que o outro. Um fluxo pode consistir principalmente em água e o outro fluxo pode consistir principalmente em solvente orgânico, em que o solvente orgânico pode ser composto de um ou mais dentre: um álcool, n-butanol, isobutanol, acetato de butila, lignina e/ou furfural. O solvente orgânico que contém o fluxo de lignina é referido como a camada orgânica nesta divulgação.

[077]Em outra modalidade, o fluxo de camada orgânica é posteriormente processado.

[078]Em outra modalidade, a camada orgânica é adicionalmente processada em um sistema de evaporação ou sistema de destilação para remover uma porção dos solventes orgânicos para produzir uma forma mais concentrada de lignina den- tro da camada orgânica.

[079]Em outra modalidade, a camada orgânica, camada orgânica concentra- da, solvente orgânico contendo fluxo de lignina e/ou a forma concentrada de lignina e o fluxo de solvente são aquecidos a temperatura e pressão suficientes para produ- zir uma condição subcrítica, crítica ou supercrítica que converte uma porção da lig- nina e/ou do solvente de lignina em combustível ou biocombustível ou matéria-prima mais utilizável para produzir combustível ou biocombustível. Isso pode ser mais adequado quando formas mais puras de lignina ou lignina semipura são usadas co- mo matéria-prima. A modalidade pode ser operada de maneira em batelada, contí- nua ou semicontínua. O combustível ou biocombustível resultante pode ser posteri- ormente processado para produzir formas alternativas de combustível ou biocom- bustível. Esses métodos de processamento adicionais podem incluir, mas não estão limitados a, tratamento por hidrotérmica, processamento hidrotérmico, pirólise e Fis-

cher Tropsch.

[080]Em outra modalidade, uma matéria-prima de lignina semipura é definida com base em água como tendo menos de 50% de materiais não-lignina no interior, menos de 30% de materiais não-lignina no interior, menos de 15% de materiais não- lignina no interior, menos de 10% de materiais não-lignina no interior, menos de 6% de materiais não-lignina no interior, menos de 3% de materiais não-lignina no interi- or, menos de 2% de materiais não-lignina no interior, menos de 1% de materiais não-lignina no interior, menos de 1% de materiais não-lignina no interior , menos de 0,5% de materiais não-lignina no interior, menos de 0,2% de materiais não-lignina no interior, menos de 0,1% de materiais não-lignina no interior, mas maior que 0% de materiais não-lignina.

[081]Em outra modalidade, a água e/ou um material veículo que pode ou não conter solventes de lignina é adicionado a um material à base de plantas para incluir, mas não ser limitado a, uma forma pura ou semipura de lignina, lignina kraft, resíduos de lignina celulósica ou suas misturas. A solução pode então ser aquecida para melhorar a recuperação e separação da lignina e/ou o tratamento ou a conver- são da lignina em uma forma ou qualidade diferente, como biocombustível ou maté- ria-prima para biocombustível. Em uma modalidade, a solução pode ser aquecida a uma temperatura maior que 20 ºC e menor que 400 ºC, maior que 50 ºC e menor que 250 ºC, maior que 100 ºC e menor que 250 ºC, maior que 100 ºC e menor do que 225 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 200 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 225 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 200 ºC ou maior do que 100 ºC e menor do que 180 ºC. A pressão do reator deve ser igual ou maior do que a pressão de vapor de um material dentro do recipiente na temperatura de operação do processo para impedir a fervura ou controle da vaporização de quaisquer materiais no interior. A qualquer dada tem- peratura operacional, a pressão operacional não deve ser maior do que 2000 psig acima, não deve ser maior que 1000 psig acima, não deve ser maior que 500 psig acima, não deve ser maior que 300 psig acima, não deve ser maior do que 200 psig acima, não deve ser maior do que 100 psig acima ou a 50 psig acima da pressão mínima para impedir a vaporização de quaisquer materiais dentro do processo. O processo pode ser operado em batelada, de maneira contínua ou semicontínua. Em outra modalidade, pressão e temperatura são suficientes para produzir uma condi- ção quase crítica ou supercrítica que converte a lignina e/ou material veículo de lig- nina em combustível. Isso é mais adequado quando lignina pura ou semipura é usa- da como matéria-prima. O combustível resultante pode ser processado posterior- mente para produzir formas alternativas de combustível. Esses métodos de proces- samento adicionais podem incluir, mas não estão limitados a, tratamento por hidro- térmica, processamento hidrotérmico, pirólise e Fischer Tropsch. Em outra modali- dade, uma matéria-prima semipura de lignina sem base em água tem menos de 50% de materiais não-lignina no interior, menos de 30% de materiais não-lignina no interior, menos de 15% de materiais não-lignina no interior, menos de 10% de mate- riais não-lignina no interior, menos de 6% de materiais não-lignina no interior, menos de 3% de materiais não-lignina no interior, menos de 2% de materiais não-lignina no interior, menos de 1% de materiais não-lignina no interior, menos de 0,5% de mate- riais não-lignina no interior, menos de 0,2% de materiais não-lignina no interior, me- nos de 0,1% de materiais não-lignina no interior, mas maior que 0% de materiais não-lignina.

[082]Esta invenção descreve um método aprimorado para processar a ca- mada orgânica 29 produzida a partir de operações de polpação kraft, alcalina, sódio ou sulfato, bem como a camada orgânica 48 produzida a partir de operações de pol- pação organossolv, como mostrado na FIG. 6, pois as técnicas de processamento podem ser aplicadas à camada orgânica produzida a partir de qualquer operação de polpação. A camada orgânica pode incluir impurezas inorgânicas.

[083]Em uma modalidade mostrada na FIG. 7, uma porção dos solventes de lignina é removida da camada orgânica através de um sistema de evaporação de solvente para formar um concentrado de solvente de lignina. Neste sistema, a ca- mada orgânica é bombeada pela bomba 100 para ser aquecida no trocador de calor 101 para permitir que o solvente vaporize, seja separado no recipiente de vaporiza- ção do solvente 102 e condensado no condensador de solvente 103. A bomba de vácuo 104 recupera o solvente. A bomba de circulação e descarga 105 recupera o concentrado de lignina. A bomba de descarga de circulação 105 pode então descar- regar o concentrado de lignina ou devolver o material através de um trocador de ca- lor 106 para o recipiente de vaporização de solvente para remoção adicional de sol- vente. O recipiente de vaporização do solvente 102 pode estar sob vácuo parcial para reduzir o requisito de temperatura operacional da camada orgânica ou o recipi- ente de vaporização do solvente pode estar sob pressão para aumentar a tempera- tura operacional da camada orgânica. A camada orgânica inicial tem uma proporção de solvente para lignina menor que 200:1, menor que 100:1, menor que 50:1, menor que 40:1, menor que 30:1, menor que 25:1, menor que 20:1, menor que 15:1, menor que 10:1, menor que 5:1 ou menor que 2:1. A camada orgânica concentrada final terá uma proporção de solvente para lignina menor que 10:1, menor que 1:1, menor que 1:2, menor que 1:4, menor que 1:5, menor que 1:5, menor que 1:7, menor que 1:9 ou menor que 1:10. A FIG. 7 mostra um teor de lignina de entrada de 8% e uma concentração de saída de 60% como exemplo; no entanto, as entradas e saídas não se limitam a esses valores e servem apenas como um exemplo de concentração de lignina. Além disso, impurezas adicionais, orgânicas e inorgânicas, podem estar pre- sentes na camada orgânica e no solvente de lignina concentrado.

[084]Em uma modalidade, os solventes de lignina são adicionados à bio- massa antes do aquecimento, polpação e/ou digestão em uma base de matéria seca de solvente para biomassa entre uma proporção de 1:1 e 20:1 ou entre 1:1 e 10:1 ou entre 2:1 e 5:1, ou entre 2,5:1 e 4:1. Em outra modalidade, a água também é adicio- nada à biomassa antes do aquecimento, polpação e/ou digestão em uma base de matéria seca de água para biomassa entre uma proporção de 1:1 e 20:1 ou entre 1:1 e 10:1 ou entre 2:1 e 5:1, ou entre 2,5:1 e 4:1.

[085]Em uma modalidade, o recipiente de vaporização do solvente 102 está a uma pressão acima da pressão atmosférica para permitir temperaturas internas mais altas para permitir viscosidades (102) de fase líquida inferior, FIG. 7, à medida que as razões solvente / lignina diminuem. Em outra modalidade, o recipiente de vaporização do solvente está a uma pressão abaixo da pressão atmosférica para permitir temperaturas de processo mais baixas. A recuperação de solvente sob vá- cuo é comumente praticada quando possível. Em outra modalidade, o condensador de solvente (103) pode ser usado como um trocador para pré-aquecer a camada orgânica de entrada ou usado para aquecer a camada orgânica em um sistema de evaporação de efeito múltiplo. Em outra modalidade, um sistema de vaporização de solvente de efeito múltiplo pode ser usado para melhorar a eficiência do sistema de recuperação de solvente em vez do sistema de efeito único mostrado na FIG. 7.

[086]Em outra modalidade, um material veículo é adicionado à camada or- gânica, como visto na FIG. 8 ou adicionado a uma camada orgânica parcialmente evaporada, como visto na FIG. 10. Os valores nas figuras 8 e 10 são para fins exemplares e não se destinam a ser limitativos. O material veículo pode ser usado para melhorar a processabilidade da camada orgânica e/ou pode ser usado para melhorar as propriedades dos materiais resultantes. O material veículo costuma ter uma pressão de vapor menor do que muitos solventes de lignina, de modo que o material veículo e a lignina podem ser aquecidos para permitir que a lignina perma- neça em um ambiente semelhante a fluido à medida que a mistura é aquecida a uma temperatura isso permite que uma porção do solvente de lignina evapore e seja separada e recuperada. Além disso, o sistema pode ser projetado em um sistema de evaporação de efeitos múltiplos para permitir que a umidade seja expelida com mais eficiência. Exemplos de materiais veículos são, entre outros, óleos vegetais, óleos minerais, ácidos graxos, butanol, líquidos derivados de petróleo, como petróleo bruto e diesel, ou materiais poliméricos, como borracha de nitrila, polietileno, óxido de po- lietileno, polipropileno, glicerol, fenol ou suas misturas. Os materiais de transporte podem ser aqueles que seriam usados em aplicações a jusante. Por exemplo, se a borracha de nitrila for usada, a produção seca poderá ser a resina ABL (acrilonitrila, butadieno e lignina), um material final desejável para uso em plásticos.

[087]Em outra modalidade, o fenol pode ser usado como material veículo na FIG. 7. Foi demonstrado que o tratamento da lignina com solventes orgânicos ou uma mistura de lignina e fenol com solventes orgânicos melhorará o desempenho adesivo de adesivos feitos com a inclusão de lignina para substituir uma porção de fenol. Por exemplo, o material fenol-lignina que sai do sistema de recuperação de solvente FIG. 8 pode ser processado com formaldeído para produzir uma resina de substituição de fenol formaldeído. FIG. 8 mostra um material veículo usado em mas- sa igual à do conteúdo de lignina; no entanto, a proporção de lignina para o material veículo não se limita a essa proporção e deve ser o que for necessário para alcançar o resultado desejado. Além disso, a FIG. 8 também mostra um teor final de solvente de 0%, que é apenas para fins exemplares, pois o teor de solvente pode ser maior que 0%.

[088]Em outra modalidade, um sistema de lignina por fusão a quente venti- lado 107 é usado como uma segunda etapa de recuperação de solvente, como visto na FIG. 9. Isso permitiria a circulação da camada orgânica em um estado de viscosi- dade mais baixa, onde a maior parte do solvente é recuperada em um evaporador de efeito único ou múltiplo que é seguido por uma segunda unidade de separação de estado projetada para processar viscosidades mais altas como um sistema de remoção de solvente de acabamento. Este sistema pode ser composto por uma ex-

trusora de fusão a quente com ventilação ou um sistema de bombeamento e aque- cimento de viscosidade a quente.

[089]Em outra modalidade, um material veículo, como descrito anteriormen- te, é adicionado ao sistema de separação do segundo estágio usando o misturador de fusão a quente ventilado 107, como mostrado na FIG. 10.

[090]Em outra modalidade, um tempo de ajuste e uma misturadora / extruso- ra de fusão a quente de tempo ajustável e cisalhamento 108 são usados em uma etapa de processamento adicional, como mostrado na FIG. 11 para fornecer uma mistura melhorada da lignina e do material veículo. No caso da mistura de borracha de nitrila com lignina, é possível obter um desempenho aprimorado com a mistura altamente controlada da borracha de nitrila com a lignina. Esta etapa de mistura con- trolada pode ser adicionada ao sistema de recuperação de solvente do primeiro es- tágio ou ao sistema de recuperação de solvente do segundo estágio.

[091]Em outra modalidade, polpa contendo solvente que sai das operações de polpação de organossolv pode ser adicionada à lignina que flui fundida ou a uma mistura de lignina e um fluido veículo. Aqui, o sistema de separação do segundo es- tágio removeria o solvente da polpa para produzir um compósito que é composto de polpa e lignina ou polpa, lignina e um material veículo. Enquanto a FIG. 12 mostra o uso de um material veículo, esta etapa não se limita ao uso de um material veículo.

[092]Em outra modalidade, a biomassa pode ser lavada com água ácida pa- ra remover uma porção da hemicelulose, em que o material de hemicelulose reduzi- do resultante pode ser composto com uma resina para produzir um compósito. A resina pode ser uma resina termoplástica, uma resina termoendurecível ou borracha de nitrila.

[093]Em outra modalidade, a biomassa, como o álamo híbrido, é processada em um processo de organossolv para produzir um concentrado de lignina e um ma- terial de polpa lavado ou não lavado. A lignina pode ser processada com fenol e de-

pois com formaldeído para produzir uma resina termoendurecível que é adicionada à polpa, bomba de organossolv lavada, polpa de organosolv não lavada e outros pre- enchedores ou aditivos para produzir um composto que pode ser usado em muitas aplicações, como em tapume doméstico ou compósito de madeireira projetada.

[094]Dentro desta invenção, um veículo, ou material veículo, segundo ou terceiro componente podem ser misturados ou reagidos com a lignina em seu esta- do fluido líquido ou fundido. O que se segue fornece vários veículos, segundo ou terceiro componente ou misturas dos mesmos que podem ser misturados ou reagi- dos dentro do fluxo de lignina biopolimérica líquida ou fundida deste processo.

[095]Os plastificantes são, em geral, líquidos com alto ponto de ebulição, com pesos moleculares médios entre 300 e 600 e cadeias de carbono lineares ou cíclicas (14 a 40 carbonos). O baixo tamanho molecular de um plastificante permite ocupar espaços intermoleculares entre as cadeias poliméricas, reduzindo as forças secundárias entre elas. Da mesma forma, essas moléculas alteram a organização molecular tridimensional dos polímeros, reduzindo a energia necessária para o mo- vimento molecular e a formação de ligações de hidrogênio entre as cadeias. Como consequência, é observado um aumento no volume livre e, portanto, na mobilidade molecular. Assim, o grau de plasticidade dos polímeros é amplamente dependente da estrutura química do plastificante, incluindo composição química, peso molecular e grupos funcionais. Uma mudança no tipo e nível de um plastificante afetará as propriedades do produto flexível final. A seleção para um sistema especificado é normalmente baseada na compatibilidade entre componentes; a quantidade neces- sária para a plastificação; características de processamento; propriedades térmicas, elétricas e mecânicas desejadas do produto final; permanência; resistência à água, produtos químicos e radiação solar; toxicidade e custo.

[096]Dentro desta invenção, vários plastificantes podem ser misturados na lignina líquida dentro deste processo enquanto a lignina ainda está no estado líqui-

do, dissolvido ou fundido.

[097]Os plastificantes mais utilizados são os polióis, mono-, di- e oligossaca- rídeos. Verificou-se que os polióis são particularmente eficazes para uso em políme- ros hidrofílicos plastificados. O glicerol (GLY) foi, assim, quase sistematicamente incorporado na maioria dos filmes hidrocolóides. GLY é de fato uma molécula alta- mente higroscópica geralmente adicionada às soluções de formação de filme para evitar a fragilidade do filme.

[098]Etilenoglicol, sorbitol, ácidos graxos, ácidos graxos hidrogenados, trigli- cerídeos hidrogenados, ceras, uréia, aminoácidos de óleos vegetais, ácido bio- succínico, di-octil succinato (DOSX) em comparação com dioctil adipato (DOA) e dioctil ftalato (DOP), ésteres succinatos, ácidos cítricos, ácidos láticos, uréia.

[099]Vários plastificantes adicionais que podem ser utilizados incluem vários ésteres, incluindo, entre outros, ésteres de ácido cítrico ou citrato, ésteres e deriva- dos de ácido levulínico, ésteres de glicose, ésteres de succinato ou succínico, éste- res celulósicos, acetato de celulose, polipropanodiol (PPD), benzoato de polipropa- nodiol (PPDB), ésteres de furandicarboxilato, ésteres de ácido acético, citrato de tri- butila, citrato de acetil tributila ou combinações dos mesmos.

[0100]Os materiais veículos de adição incluem propileno glicol, também chamado propano-1,2-diol, é um composto orgânico sintético com a fórmula química C3H8O2. É um líquido incolor viscoso que é quase inodoro, mas possui um sabor le- vemente adocicado. Quimicamente, é classificado como diol e é miscível com uma ampla gama de solventes, incluindo água, acetona e clorofórmio.

[0101]Vários plastificantes de metila ou resinas à base de metila também podem ser utilizados, como metacrilato de metila e outras formas de resinas de meti- la.

[0102]Ésteres de ácido ftálico constituem outro grupo de plastificantes para esta invenção. A maioria deles é baseada em ésteres de ácido carboxílico com álco-

ois alifáticos lineares ou ramificados de comprimentos de cadeia moderados (pre- dominantemente C6-C11). Em relação aos plastificantes clássicos, são utilizados os ésteres de ftalato, adipatos, citratos, além de ésteres de ácidos, alcano-dicarboxílico, glicóis e fosfatos. Além disso, etileno glicol (EG), dietileno glicol (DEG), trietileno gli- col (TEG), tetraetileno glicol e polietileno glicol (PEG), propileno glicol (PG), sorbitol, manitol e xilitol, ácidos graxos, monossacarídeos (glicose, manose, frutose, sacaro- se), etanolamina (EA); uréia; trietanolamina (TEA); óleos vegetais; lecitina; ceras.

[0103]Várias ceras podem ser hidrogenadas, tal como óleos de soja hidro- genados, ou provenientes de outros óleos vegetais e utilizadas como material veícu- lo.

[0104]Em outra modalidade, todo o processo pode ser operado em batelada, de maneira contínua, semicontínua ou combinações dos mesmos.

[0105]Vários ácidos podem ser quer um segundo ou terceiro componentes.

Ácidos adequados incluem, mas não se limitam a: ácido fosfórico, ácido sulfúrico, vários ácidos orgânicos, ácidos cítricos, ácido acético, sais ácidos, tal como sulfato de alumínio, ácidos orgânicos solúveis em água, ácido fórmico, ácido glicólico, ácido propiônico, ácido butírico, ácido valérico, ácido láctico, ácido benzóico ou suas mis- turas. O ajuste do pH da borracha de lignina elástica e altera a resistência à água e afeta a viscosidade da lignina líquida durante várias etapas de processamento.

[0106]Dentro do estado de lignina líquido ou fundido deste processo, várias borrachas podem ser adicionadas ao veículo ou como um veículo potencial em qualquer forma líquida ou em pó para criar versões modificadas da "lignina elástica".

Várias borrachas incluem, mas não se limitam a; Poli-isopreno natural: borracha na- tural de cis-1,4-poli-isopreno (NR) e trans-1,4-poli-isopreno guta-percha, poli- isopreno sintético (IR para borracha de isopreno), polibutadieno (BR para borracha de butadieno), borracha de cloropreno (CR), policloropreno, neoprene, Baypren etc., borracha de butila (copolímero de isobutileno e isopreno, IIR), borrachas halogena-

das de butila (borracha de cloro butila: CIIR; borracha de bromo butila: BIIR), borra- cha de estireno-butadieno (copolímero de estireno e butadieno, SBR), Borracha de nitrila (copolímero de butadieno e acrilonitrila, NBR), também chamada de borracha Buna N, borrachas de nitrila hidrogenada (HNBR) Therban e Zetpol, EPM (borracha de etileno-propileno, copolímero de etileno e propileno) e borracha EPDM (borracha de etileno-propileno-dieno, um terpolímero de etileno, propileno e um componente dieno), borracha de epicloridrina (ECO), borracha poliacrílica (ACM, ABR), borracha de silicone (SI, Q, VMQ), borracha de fluorossilicone (FVMQ), borracha de fluorossi- licone (FVMQ), fluoroelastômeros (FKM e FEPM) Viton, Tecnoflon, Fluorel, Aflas e Dai-El, perfluoroelastômeros (FFKM) Tecnoflon PFR, Kalrez, Chemraz, Perlast, ami- das em bloco de poliéter (PEBA), polietileno clorossulfonado (CSM), (Hypalon), ace- tato de etileno-vinila (EVA), elastômeros termoplásticos (TPE), as proteínas resilinas e elastina, borracha de polissulfeto, elastolefina, fibra elástica usada na produção de tecidos.

[0107]A lignina fluidificável fundível desta invenção também pode incluir co- mo um segundo ou terceiro componente, um material termoplástico que pode ser misturado ou reagido dentro do estado de lignina fundida dentro de nosso processo ou dentro de um processo secundário usando um sistema de composição de parafu- so duplo.

[0108]Termoplásticos adequados incluem poliamida, poliolefina (por exem- plo, polietileno, polipropileno, poli (etileno-copropileno), poli (etileno-coalfaolefina), polibuteno, cloreto de polivinila, acrilato, acetato e similares), poliestirenos (por exemplo, homopolímeros em poliestireno), copolímeros de poliestireno, terpolímeros de poliestireno e polímeros de estireno acrilonitrila (SAN)), polissulfona, polímeros halogenados (por exemplo, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, policarbo- nato ou similares, copolímeros e misturas desses materiais e similares. Polímeros de vinila adequados incluem aqueles produzidos por métodos de homopolimerização,

copolimerização, terpolimerização e similares. Os homopolímeros adequados inclu- em poliolefinas, tais como polietileno, polipropileno, poli-1-buteno, etc. polivinilclore- to, poliacrilato, poliacrilato substituído, polimetacrilato, polimetilmetacrilato, copolíme- ros e misturas desses materiais, e similar.

[0109]Copolímeros adequados de alfa-olefinas incluem copolímeros de etile- no-propileno, copolímeros de etileno-hexileno, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímeros e misturas desses materiais e simi- lares. Em certas modalidades, os termoplásticos adequados incluem polipropileno (PP), polietileno (PE) e cloreto de polivinila (PVC), copolímeros e misturas desses materiais e similares. Em certas modalidades, os termoplásticos adequados incluem polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila (PVC), polietileno de baixa densidade (LDPE), copolietileno-acetato de vinila, copolímeros e misturas desses materiais e similares.

[0110]Os plásticos adicionais incluem várias formas de acrílico, como um Polimetil Metacrilato (PMMA), Acrílico, Metil Metacrilato e outras formas de acrílico.

A adição do acrílico pode fornecer vantagens adicionais de desempenho, mesmo em pequenos níveis adicionais.

[0111]Materiais elastoméricos termoplásticos adicionais podem ser utiliza- dos, como TPE, TPO, borracha de nitrila, borracha natural e outros materiais simila- res.

[0112]Materiais termoplásticos de base biológica adequados incluem políme- ros derivados de recursos renováveis, tais como polímeros incluindo ácido polilático (PLA) e uma classe de polímeros conhecidos como poli-hidroxialcanoatos (PHA).

Polímeros PHA incluem copolímeros de poli-hidroxibutiratos (PHB), poli- hidroxivaleratos (PHV) e poli-hidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV), policaprolactona (PCL) (por exemplo, TONE), poliesteramidas (por exemplo, BAK), um polietileno (PET), tereftalato de etileno (PET), e copolímeros "alifáticos-aromáticos" (isto é,

ECOFLEX e EASTAR BIO), misturas destes materiais e similares.

[0113]A lignina em seu estado líquido ou fundido dentro deste processo ou durante o pós-processamento pode incluir um reforço ou preenchedor de fibra. Vá- rios reforços de fibra incluem fibra celulósica que pode ser adicionada com a lignina elástica, incluindo, mas não limitados a, polpa de papel, fibra de papel reciclado, la- mas de fábrica de papel, resíduo de fábrica de papel, fibras agrícolas, farinha de madeira, fibra de madeira, fibras sintéticas, fibra de vidro e suas misturas. Ao adicio- nar a fibra, especialmente a fibra celulósica hidrofílica na lignina elástica, isso permi- te o processamento a temperaturas mais baixas, protegendo a celulósica, mas, além disso, proporciona uma impregração melhorada da fibra celulósica para resistência à água melhorada. Basicamente, estamos "remontando" a árvore.

[0114]Preenchedores adicionais podem incluir minerais. Vários minerais in- cluem minerais comuns usados em plásticos preenchidos.

[0115]O termo "retardadores de chama" inclui um grupo diversificado de produtos químicos que são adicionados a materiais manufaturados, como plásticos e têxteis, e acabamentos e revestimentos de superfícies. Os retardadores de chama inibem ou retardam a propagação do fogo, suprimindo as reações químicas na cha- ma ou através da formação de uma camada protetora na superfície de um material.

Eles podem ser misturados com o material base (retardadores de chama aditivos) ou ligados quimicamente a ele (retardadores de chama reativos) [1]. Os retardadores de chama minerais são tipicamente aditivos, enquanto os compostos organohalogênios e organofosforados podem ser reativos ou aditivos.

[0116]Os tipos de retardantes de chama reativos e aditivos podem ser ainda separados em várias classes diferentes:

[0117]Minerais como hidróxido de alumínio (ATH), hidróxido de magnésio (MDH), auntita e hidromagnesita, vários hidratos, fósforo vermelho e compostos de boro, principalmente boratos.

[0118]Compostos de organohalogênio. Esta classe inclui organoclorados, como derivados do ácido clorídrico e parafinas cloradas; organobromados tais como decabromodifenil éter (decaBDE), decabromodifenil etano (um substituto para deca- BDE), compostos poliméricos bromados, tais como poliestirenos bromados, oligôme- ros de carbonato bromados (BCOs), oligômeros de epóxi bromados (BEOs), tetra- brometo de hidrogênio A (TBBPA) e hexabromociclododecano (HBCD). A maioria, mas nem todos os retardadores de chama halogenados, são usados em conjunto com um sinergista para aumentar sua eficiência. O trióxido de antimônio é ampla- mente utilizado, mas outras formas de antimônio, tais como o pentóxido e o antimo- nato de sódio são utilizadas.

[0119]Compostos organofosforados. Esta classe inclui organofosfatos tais como trifenil fosfato (TPP), resorcinol bis(difenilfosfato) (RDP), bisfenol A difenil fos- fato (BADP) e tricresil fosfato (TCP); fosfonatos tais como dimetilmetilfosfonato (DMMP); e fosfinatos, tais como dietil fosfinato de alumínio. Em uma classe impor- tante de retardadores de chama, os compostos contêm fósforo e halogênio. Tais compostos incluem fosfato de tris(2,3-dibromopropil) (bromado tris) e organofosfatos clorados, tais como tris(1,3-dicloro-2-propil) fosfato (clorado tris ou TDCPP) e tetra- quis (2-cloretil) dicloroisopentildifosfato.

[0120]Os retardadores de chama minerais atuam principalmente como retar- dantes de chama aditivos e não se tornam quimicamente ligados ao sistema circun- dante. A maioria dos compostos de organohalogênio e organofosfato também não reage permanentemente para se prenderem ao ambiente, mas está em andamento um trabalho adicional para enxertar outros grupos químicos nesses materiais para permitir que eles se integrem sem perder sua eficiência retardadora. Isso também tornará esses materiais não emissivos para o meio ambiente. Certos novos produtos não halogenados, com essas características reativas e não emissivos, estão no mercado desde 2010, devido ao debate público sobre as emissões de retardadores de chama. Alguns desses novos materiais reativos receberam a aprovação da US- EPA por seus baixos impactos ambientais.

[0121]Estão incluídos vários corantes e métodos que podem alterar a cor "preta" básica da lignina líquida fundível para ampliar suas aplicações em vários produtos. Corantes inorgânicos adequados incluem materiais de coloração à base de metal, tais como corantes de óxido de metal moído do tipo comumente usado para colorir cimento e rejunte. Tais corantes inorgânicos incluem, mas não estão li- mitados a: óxidos metálicos, tais como óxido de ferro vermelho, óxido de ferro ama- relo, dióxido de titânio (TiO2), mistura de óxido de ferro / dióxido de titânio amarelo, óxido de níquel, dióxido de manganês e óxido de cromo; pigmentos de rútilo ou es- pinélio de metal misto, tais como rútilo de titânio e antimônio de níquel, espinélio de aluminato de cobalto, espinélio de cromita de ferro e zinco, rútilo de titânio antimônio de manganês, espinélio de titânio e ferro, lascas de titânio antimônio de cromo, es- pinélio de cromita de cobre, espinélio de níquel de ferro e cromo, e espinélio de ferri- te de manganês; cromato de chumbo; fosfato de cobalto; fosfato de cobalto e lítio; pirofosfato de amônio e manganês; borato de cobalto e magnésio; e aluminossulfos- silicato de sódio.

[0122]Corantes orgânicos adequados incluem, mas não estão limitados a: negro de fumo, tais como dispersão de pigmento preto; corantes de xanteno; coran- tes de ftalocianina, tais como ftalocianina de cobre e ftalocianina de cobre e policlo- ro; pigmentos de quinacridona incluindo pigmentos de quinacridona clorados; pig- mentos de dioxazina; corantes de antroquinona; corantes azo, tais como corantes azo naftalenodissulfônicos; corantes azo de cobre; pigmentos de pirrolopirrol; e pig- mentos de isoindolinona. Tais corantes e pigmentos estão disponíveis comercial- mente na Mineral Pigments Corp. (Beltsville, Maryland), Shephard Color Co. (Cincin- nati, Ohio), Tamms Industries Co. (Itasca, Illinois), Huls America Inc. (Piscataway, NJ), Ferro Corp. (Cleveland, Ohio), Engelhard Corp. (Iselin, NJ), BASF Corp. (Par-

sippany, NJ), Ciba-Geigy Corp. (Newport, Del.) E DuPont Chemicals (Wilmington, Del.).

[0123]Materiais e processos adicionais também podem ser utilizados para clarear a cor do material de lignina líquida, incluindo branqueamento, processamento de peróxido de hidrogênio e outros métodos para clarear a lignina.

[0124]A presente invenção também pode integrar várias químicas de reticu- lação para melhorar várias funcionalidades ou converter a lignina fluidificável fundí- vel em mais de um estado termoendurecido. Vários reticuladores e modificadores podem ser adicionados ao processo e produto da lignina elástica a temperaturas elevadas durante o amassamento. Adequados para este fim são aldeídos, formalde- ído, anilina, melamina, diisocinatos, uréia, peróxidos e outros tipos comuns de aditi- vos de reticulação. Reticulantes adicionais também incluem vários ácidos orgânicos, tais como ácido cítrico, éster de ácido cítrico, ácido acético e outro material à base de éster orgânico.

[0125]A invenção também inclui a capacidade de integrar a exposição ao Feixe de Elétrons que pode diminuir ou aumentar o peso molecular.

[0126]A lignina fluidificável fundível desta invenção também pode fornecer uma lignina modificada que pode ser usada para precursores de fibra de carbono e produtos de fibra de carbono. A invenção inclui a integração desta lignina com vários polímeros utilizados na produção de fibra de carbono, incluindo, mas não se limitan- do a, poliacrilonitrila.

[0127]Poliacrilonitrila (PAN), também conhecida como Creslan 61, é uma re- sina polimérica, sintética, semicristalina, orgânica com a fórmula linear (C 3H3N)n.

Embora seja termoplástica, ela não se funde em condições normais. Degrada antes de se fundir. Ela derrete acima de 300 ºC se as taxas de aquecimento forem de 50° por minuto ou mais. [1] Quase todas as resinas de poliacrilonitrila são copolímeros feitos de misturas de monômeros com acrilonitrila como componente principal. É um polímero versátil usado para produzir uma grande variedade de produtos, incluindo membranas de ultrafiltração, fibras ocas para osmose reversa, fibras têxteis e fibras PAN oxidadas. Fibras PAN são o precursor químico da fibra de carbono de alta qua- lidade. PAN é primeiro oxidada termicamente no ar a 230 º Celsius para formar uma fibra PAN oxidada e depois carbonizada acima de 1000 º Celsius em atmosfera iner- te para preparar as fibras de carbono encontradas em uma variedade de aplicações diárias comuns e de alta tecnologia

[0128]Com o processo de extração de uma lignina fluidificável fundível líqui- da, a lignina é dissolvida dentro de um álcool orgânico em um ambiente ácido. Uma vez que o álcool orgânico é totalmente removido, a lignina está tipicamente na forma sólida, variando de material quebradiço preto a uma borracha bioelastomérica com base na adição de um veículo, segundo ou terceiro componente. Se uma porção do álcool permanece dentro da lignina de cerca de 10-40%, a lignina está na forma de um material semelhante à borracha natural, dependendo de uma temperatura espe- cífica. A invenção também inclui a adição de vários aditivos listados sobre os quais são "amassados" na lignina bioelástica nesta condição. Isso fornece novos métodos de processamento para criar várias borrachas, plásticos e sistemas de adesivo fun- dido a quente aprimorados.

[0129]A seguir, a invenção será descrita em detalhes por meio de Exemplos.

A invenção, no entanto, não deve ser limitada de forma alguma.

EXEMPLOS

[0130]Exemplo 1 - A lignina de kraft em pó comprada de uma fábrica de pa- pel foi aquecida em uma panela para tentar fundir a lignina. A lignina fumada signifi- cativamente com um cheiro muito ruim em temperaturas acima de 93,33 ºC (200 ºF) e simplesmente queimava em temperaturas mais altas.

[0131]Um segundo teste foi realizado com experimentos de fusão usando o equipamento MelTemp II (Laboratory Devices, Inc.) e tubos capilares Pyrex abertos

(0,8-1,1 x 90 mm) preenchidos com lignina moída fina de 5 mm. A lignina Kraft escu- rece gradualmente sem transformações de fase pronunciadas e depois se transfor- ma em matéria escura de carbono. É carbonizada significativamente após 250 ºC.

[0132]Exemplo 2 - A lignina em pó foi misturada com cera e óleos em níveis de 10% a 50%. Os materiais misturados permaneceram na forma líquida, mesmo em temperaturas elevadas acima de 121,1ºC (250 ºF). A temperaturas mais altas acima de 135 ºC (275 ºF), a mistura se degradou e ferveu. Após o resfriamento, a mistura de lignina ficou extremamente quebradiça e queimada.

[0133]Exemplo 3 - A lignina em pó foi misturada com 30% de álcool isopropí- lico e agitada por 2 minutos. A mistura era líquida. A mistura foi então amassada e deixou cair o nível de álcool por evaporação. Surpreendentemente, a massa tornou- se pastosa, depois com amassamento adicional, perdeu a viscosidade e ficou em- borrachada. A massa elástica emborrachada foi deixada repousar durante a noite, mas novamente para surpresa, ainda era de borracha, embora fosse esperado que o álcool evaporasse durante a noite. A amostra de borracha foi então colocada no for- no até a retirada do álcool, o material ficou duro e desintegrado.

[0134]Exemplo 4 - Repetindo o exemplo 3, e adicionando um óleo vegetal à lignina elástica, amassando-o no material e deixando secar. O material permaneceu elástico por dias, mas parecia muito oleoso com pouca força.

[0135]Exemplo 5 - A lignina em pó foi misturada por fusão com um plástico ABS a um nível de 5%. O desempenho do ABS foi mais rígido com maior módulo de elasticidade, mas foi mais frágil com menor resistência ao impacto. Isso foi seme- lhante ao de simplesmente adicionar um preenchedor mineral ao ABS.

[0136]O mesmo teste de ABS e lignina a 10% foi fundido com um material mineral / fibra de lama de fábrica de papel e extrudado em forma de perfil e testado contra a mesma mistura e processado sem a adição de lignina. Foi vista uma dupli- cação do módulo de elasticidade e módulo de ruptura com a adição de lignina ao

ABS reforçado com fibra com este pequena adição de lignina.

[0137]Exemplo 6. - A lignina em pó foi misturada com propileno glicol a um nível de 30% de PPG. O material era líquido, mas não amassava nem secava. Foi feita uma segunda batelada em que primeiro foi adicionado 40% de álcool à lignina, depois foi adicionada uma adição de 10% de PPG. O material foi misturado e amas- sado. À medida que o álcool evaporava, o material se tornava uma massa e depois uma borracha com amassamento contínuo. Depois de assentado, o material mante- ve um estado de borracha.

[0138]Exemplo 7 - O material produzido a partir do Exemplo 6 foi então composto com vários termoplásticos, incluindo EVA e PE. O produto final permane- ceu flexível e forte. Os testes mostraram que, ajustando a quantidade de razão PPG na lignina elástica, o desempenho do EVA e PE pode ser controlado de mais rígido para mais flexível.

[0139]Exemplo 8 - Uma mistura de ácido cítrico em pó e álcool isopropílico foi misturada na razão de 33 para 66, em que o ácido cítrico foi dissolvido. Esta mis- tura foi misturada com lignina em pó a uma razão de aproximadamente 50%. O ma- terial ainda estava em pó com uma simples mistura. O material foi amassado e for- mou uma bola de borracha menos pegajosa do que outros exemplos. O material foi deixado repousar durante a noite, mas permaneceu elástico.

[0140]Exemplo 9 - Utilizando um processo de organossolv, a biomassa foi separada em que o material de lignina foi colocado em um recipiente e compreendi- do de aproximadamente 80% de álcool. Agente de dissolução / veículo acetato de butila foi gerado e também adicionado com a lignina para criar um material de licor negro. O material foi separado em fase por gravidade, na qual a camada de álcool / lignina foi removida, sendo separada da camada aquosa. O material foi então evapo- rado para remover o primeiro álcool, o veículo de acetato de butila permaneceu den- tro da lignina para criar um biopolímero fluidificável fundido reativo. O material pode ser líquido ou sólido à temperatura ambiente, com base na quantidade de material veículo residual. O sólido à temperatura ambiente pode ser fundido a várias tempe- raturas, mas, neste exemplo, o material fundiu-se a uma temperatura de aproxima- damente 104,44 ºC (220 ºF).

[0141]A lignina líquida separada por fase do acima foi misturada com um plástico térmico em pó, que também se dissolveria no acetato de butila residual. Os materiais foram misturados em condições de calor até formarem uma mistura homo- gênea. O álcool foi removido para formar um material com propriedades elastoméri- cas. Deve ser entendido que as modalidades descritas acima são ilustrativas de apenas algumas das muitas modalidades específicas possíveis, que podem repre- sentar aplicações dos princípios da invenção. Numerosos e variados outros arranjos podem ser prontamente planejados de acordo com esses princípios por aqueles ver- sados na técnica sem se afastar do espírito e do escopo da invenção.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para recuperar lignina a partir da biomassa, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: misturar biomassa com um solvente de lignina para formar uma mistura de biomassa e solvente, aquecer a mistura de biomassa e solvente para permitir que pelo menos uma porção de lignina a partir da biomassa se torne solúvel no solvente, separar uma porção de sólidos do solvente de lignina, separar uma camada orgânica do solvente de lignina separado, processar a camada orgânica para recuperar a lignina ou uma forma con- centrada de lignina, processar a camada orgânica ou a forma concentrada de lignina para melho- rar a processabilidade da camada orgânica e/ou processar a camada orgânica ou a forma concentrada de lignina para melho- rar as propriedades da lignina.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a biomassa é biomassa lignocelulósica, qualquer forma de biomassa ou resíduo agrícola, subproduto agrícola ou qualquer produto à base de planta que inclua, mas não seja limitado à biomassa de madeira, algas, resíduos de culturas, licor preto kraft, lenhina kraft recuperada, lignossulfonato e subprodutos da biorrefinaria celuló- sica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina é composto de um solvente insolúvel em água, não polar ou hidrofóbico.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina contém n-butanol, metil butenol ou suas misturas.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina é ou contém uma porção de qualquer álcool para incluir, entre outros, etanol, metanol, n-butanol, isobutanol, glicerol ou suas misturas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina é ou contém um ácido graxo para incluir, mas não é limita- do a, ácido graxo de óleo alto, ácido graxo de óleo vegetal, ácido graxo de gordura animal ou suas misturas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina contém lignina.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente de lignina também pode incluir água, um ácido e/ou um produto quí- mico dissolvente de lignina compreendendo um de um éster orgânico, acetato de butila, um furano orgânico e furfural, o ácido é composto de ácido sulfúrico, acético, cítrico, nítrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, clorídrico, fórmico, benzóico, metanói- co, fluorídrico, nitroso, fosfórico, sulfato de hidrogênio, ácido sulfúrico ou oxálico ou quaisquer combinações dos mesmos.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de biomassa e de solvente de lignina é aquecida a uma temperatura: maior do que 20 ºC e menor do que 400 ºC, maior do que 50 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 100 ºC e menor do que 225 ºC, ou maior do que 100 ºC e menor do que 200 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 250 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 225 ºC, maior do que 150 ºC e menor do que 200 ºC ou maior do que 100 ºC e menor do que 180 ºC em um reator e a pressão do reator é igual ou maior do que a pressão de vapor do sol- vente de lignina e na temperatura de operação do processo para evitar ferver ou controlar a vaporização do solvente de lignina.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de biomassa e solvente de lignina, em qualquer temperatura de operação, tem uma pressão operacional: igual à pressão de vapor do solvente de lignina correspondente, entre 0 psig e 50 psig acima da pressão de vapor do solven- te, entre 15 psig e 75 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 50 psig e 100 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 75 psig e 250 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 150 e 450 psig acima da pressão de vapor do solvente, entre 300 e 600 psig acima da pressão de vapor do solvente ou entre 500 e 2000 psig acima da pressão de vapor do solvente à temperatura de operação es- pecificada.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de separação de líquidos apenas separa uma porção dos materiais e pode ter prejuízo ou prejuízo significativo de líquidos no fluxo de sólidos separados ou sólidos no fluxo de líquidos separados.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo de líquidos separado do sistema de separação líquido-sólidos é pro- cessado adicionalmente para incluir um sistema de separação líquido-líquido tal co- mo, mas não limitado a, separação por densidade, separação por gravidade, decan- tação, separação centrífuga, separação química, evaporação, destilação, separação por membrana ou outro método reconhecido de separação líquido-líquido.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo de líquidos separado do sistema de separação líquido-sólidos é divi- dido em dois fluxos primários, um primeiro dos fluxos primários é de menor densida- de que um segundo dos fluxos primários, o primeiro fluxo primário compreende água e o segundo fluxo primário compreende um solvente orgânico, onde o solvente or- gânico pode ser composto de um ou mais dentre: um álcool, n-butanol, isobutanol, acetato de butila, lenhina e/ou furfural.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo de camada orgânica separado é processado adicionalmente em um sistema de evaporação ou sistema de destilação para remover uma porção dos sol- ventes orgânicos da lignina para produzir uma forma mais concentrada de lignina dentro da camada orgânica restante.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um material transportador é adicionado à camada orgânica ou camada orgâ- nica parcialmente evaporada.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o material transportador tem uma pressão de vapor menor do que muitos dos solventes de lignina dentro da camada orgânica, de modo que o material transporta- dor e a lignina são aquecidos para permitir que a lignina permaneça em um ambien- te fluido conforme a mistura é aquecida a uma temperatura que permite que uma porção do solvente de lignina se evapore, seja separada e recuperada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o material transportador é um óleo vegetal, óleo mineral, ácido graxo, buta- nol, líquidos derivados de petróleo, como petróleo bruto e diesel, ou materiais poli- méricos, como borracha nitrílica, polietileno, óxido de polietileno, polipropileno, glice- rol, fenol ou suas misturas.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que um material funcional é adicionado à lignina ou à forma concentrada de ligni- na.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o material funcional opcional é um aditivo funcional, polímero, termoplástico, retardador de fogo, reticulador, extensor de cadeia, catalisador, plastificante, poliol ou suas misturas.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o material funcional é composto de um plastificante, MMA, PMMA acrílico, ésteres, ceras, óleos, ácidos, borracha, termoplásticos, bioplásticos, preenchedores,

fibras, minerais, retardador de fogo, corantes, agentes branqueadores, PAN poliacri- lonitrila, polióis ou combinações dos mesmos.