CS238884B1 - Method of processing of cation active hemicellulose - Google Patents

Method of processing of cation active hemicellulose Download PDF

Info

Publication number
CS238884B1
CS238884B1 CS838304A CS830483A CS238884B1 CS 238884 B1 CS238884 B1 CS 238884B1 CS 838304 A CS838304 A CS 838304A CS 830483 A CS830483 A CS 830483A CS 238884 B1 CS238884 B1 CS 238884B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
sawdust
aqueous
hemicelluloses
potassium hydroxide
solution
Prior art date
Application number
CS838304A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS830483A1 (en
Inventor
Anna Ebringerova
Miroslav Antal
Ivan Simkovic
Original Assignee
Anna Ebringerova
Miroslav Antal
Ivan Simkovic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anna Ebringerova, Miroslav Antal, Ivan Simkovic filed Critical Anna Ebringerova
Priority to CS838304A priority Critical patent/CS238884B1/en
Publication of CS830483A1 publication Critical patent/CS830483A1/en
Publication of CS238884B1 publication Critical patent/CS238884B1/en

Links

Abstract

Vynález sa týká přípravy katiónaktívnych hemicelulóz. Podstata přípravy spočívá v tom, že sa dřevné piliny aktivujú 3,5 až 25 percentným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 C‘C po dobu 30 až 120 minút, za tým sa alkylujú 10 až 50 %-ným vodným roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere dřevné piliny: : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : : alkylačné činidlo 1: 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaných pilin sa získajú extrakciou vodou a následné 5 až 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného. Vynález má využitie v priemysle celulózo-paipierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.The invention relates to the preparation of cationic hemicellulose. The essence of the preparation lies in that sawdust is activated from 3.5 to 25 % aqueous hydroxide solution sodium or 5 to 30% aqueous solution potassium hydroxide at 15 ° C up to 30 ° C for 30 to 120 minutes; alkylate with a 10 to 50% aqueous solution 3-chloro-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu at 40 to 70 ° C for 1 hour up to 4 h at a weight ratio of sawdust: Sodium hydroxide or potassium hydroxide: alkylating agent 1: 0.3 to 1.5: 0.7 to 3.0 a the modified sawdust is obtained by extraction with water followed by 5 to 10% aqueous sodium hydroxide solution or potassium hydroxide. The invention has utility in the pulp-paipier, textile, chemical and pharmaceutical.

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy katiónaktívnych hemicelulóz.The invention relates to a process for the preparation of cationic hemicelluloses.

Postupy modifikácie hemicelulóz, izolovaných z róznych zdrojov, alkanolamínmi a epichlórhydrínom v alkalickom prostředí, poskytuji katiónaktívne preparáty s filmotvornými a flokulačnými vlastnosťami (US pat. 3 833 5127; US pat. 3 832 313). Prakticky sa tieto postupy zatial' nevyužívajú pre nedostatečná komerčnú dostupnost východiskové) suroviny — hemicelulóz, ktorých výroba nie je po ekonomickej stránke uspokojivo vyriešená.Alkaline amine and epichlorohydrin modified hemicellulosic processes, isolated from various sources, provide cationic preparations with film-forming and flocculating properties (US Pat. 3,833,512; US Pat. 3,832,313). In practice, these processes have not yet been used because of the lack of commercial availability of the starting material hemicelluloses whose production is not satisfactorily solved economically.

Izolácia hemicelulóz z efluentov, vznikajúcicih pri várke dřeva, bielení, zušlechťovaní a mercerizácii buničiny, je energeticky náročná pre ich nízku koncentráciu v uvedených roztokoch. Z drevnej hmoty sa hemicelulózy izolujú extrakciou zriedenými roztokmi alkálií len vo velmi malých výťažkoch, značné kontaminované lignínom. Vyššie výtažky a čistota hemicelulóz sa dosiahne len po' predchádzajúcej delignifikácii, čím sa súčasne zvýšla výrobně náklady hemicelulóz.Isolation of hemicelluloses from effluents resulting from the batch of wood, bleaching, refining and mercerization of pulp is energy intensive due to their low concentration in said solutions. Hemicelluloses are isolated from the wood mass by extraction with dilute alkali solutions only in very small yields, substantially contaminated with lignin. Higher yields and purity of hemicelluloses are only achieved after prior delignification, thereby increasing the cost of production of hemicelluloses.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spósob přípravy katiónaktívnych hemicelulóz, ktorého podstata spočívá v tom, že sa ako východiskový materiál použijú dřevné piliny, ktoré sa po aktivácii 3,5 až 25 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °'C a po dobu 30 až 120 minút za miešanía alkylu je působením 10 až 50 %-ného vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri váhovom pomere dřevné piliny : hydroxid sodný alebo draselný : alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 pri teplote 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 h.The above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by the method of preparation of cationic hemicelluloses, which is based on the use of wood sawdust as starting material, which after activation with a 3.5 to 25% aqueous sodium hydroxide solution or a 5 to 30% aqueous potassium hydroxide solution at 15 to 30 ° C and for 30 to 120 minutes while stirring the alkyl is treated with a 10 to 50% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at a weight ratio of sawdust: sodium or potassium hydroxide: alkylation reagent 1: 0.3 to 1.5: 0.7 to 3.0 at 40 to 70 ° C for 1 to 4 h.

Reakcia sa zastaví přidáním 0 až 90 %-ného vodného etylalkoholu a modifikované piliny sa premyjú vodou alebo 70 až 90 percentným vodným etylalkoholom do neutrálně) reakcie, připadne sa neutraliizujú zriedeným roztokom kyseliny chlórovodíkovej. Z vodných premývacích roztokov sa hemicelulózy získajú zrázením v dvojnásobnom objeme 96 %-ného etylalkoholu, premývaním zrazeniny 70 až 90 %-ným vodným etylalkoholom a vysušia sa.The reaction is stopped by the addition of 0-90% aqueous ethyl alcohol and the modified sawdust is washed with water or 70-90% aqueous ethyl alcohol until neutral, optionally neutralized with dilute hydrochloric acid. From the aqueous wash solutions, hemicelluloses are obtained by clotting in a double volume of 96% ethyl alcohol, washing the precipitate with 70-90% aqueous ethyl alcohol, and drying.

Z modifikovaných etylalkoholom premývaných pilin sa získajú extrakciou vodou alebo 5 až 10 %-nými vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo draselného. Z extraktov sa izolujú zrážaním v přebytku etylalkoholu už vyššie opísaným spůsobom.From the modified ethanol-washed sawdust they are obtained by extraction with water or 5-10% aqueous sodium or potassium hydroxide solutions. They are isolated from the extracts by precipitation in an excess of ethyl alcohol as described above.

Výhodou navrhovaného spůsobu přípravy katiónaktívnych hemicelulóz oproti iným spůsobom je, že předmětný spůsob je ekonomicky efektivnější, pretože ako surovinu používá hemicelulózy v ich natívnej formě, bez ich predchádzajúcej izolácie z lignocelulózových materiálov.An advantage of the proposed method of preparing cationic hemicelluloses over other methods is that the present method is more economically efficient because it uses hemicelluloses in their native form as a raw material without prior isolation from lignocellulosic materials.

Týmto spůsobom je možné využit odpady z mechanického a chemického spracovania drevnej hmoty vo formě pilin, mučky, drtě ako aj odpad pofnohospodárskych rastlín (sláma, kukuřičné šúpolie a pod.). Získá sa 40 až 75 Ό/o v dreve přítomných hemicelulóz vo formě vodo- a alkalirozpustných katiónaktívnych hemicelulóz.In this way it is possible to utilize wastes from mechanical and chemical processing of wood mass in the form of sawdust, fly, pulp as well as waste of agricultural plants (straw, corn husk, etc.). 40 to 75% of the hemicelluloses present in the wood are obtained in the form of water- and alkali-soluble cationic hemicelluloses.

V případe použitia listnatých dřevin a jednoročných rastlín sa získajú katiónaktívne hemicelulózy xylánového typu. Lignocelulózový zbytok po extrakcii hemicelulóz má vlastnosti silné bázického iónomeniča s výměnnou kapacitou 0,1 až 0,5 mmol/g. Příklad 1 kg vzduchosuchých bukových pilin sa aktivuje 41,3 1 3,5 %-ného vodného rozteku hydroxidu sodného za miešania pri teplote 15 °C po dobu 30 minút. Potom sa za stálého miešania piliny alkylujú 7,5 1 50 %-né|ho vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 50 °C po dobu 2 ih.If deciduous trees and annual plants are used, cationic xylan-type hemicelluloses are obtained. The lignocellulosic residue after hemicellulose extraction has the properties of a strong basic ion exchanger with an exchange capacity of 0.1 to 0.5 mmol / g. Example 1 kg of air-dry beech sawdust was activated with 41.3 L of a 3.5% aqueous sodium hydroxide solution with stirring at 15 ° C for 30 minutes. Then, while stirring, the sawdust is alkylated with 7.5 L of a 50% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at 50 ° C for 2 hr.

Modifikované piliny sa premývajú vodou do neutrálnej reakcie na fenolftaleín, 96 percentným etylalkoholom a vysušia na vzduchu. Z vodného roztoku sa po Jeho zahuštění na jednu desetinu póvodného objemu vyzrážajú hemicelulózy přidáním dvojnásobného objemu 96 %-ného etylalkoholu a vysušia pri tlaku 3 kPa a teplote 60 °C. Získá sa 7,8 % vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz s obsahom dusíka 0,85 percenta.The modified sawdust was washed with water until neutral to phenolphthalein, 96% ethyl alcohol, and air dried. After concentrating it to one-tenth of the original volume, hemicelluloses are precipitated from the aqueous solution by adding twice a volume of 96% ethyl alcohol and dried at 3 kPa and 60 ° C. 7.8% of water-soluble cationic hemicelluloses are obtained with a nitrogen content of 0.85 percent.

Pósobením 15 1 5 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného na modifikované piliny sa vyextrahujú alkalirozpustné katiónaktívne hemicelulózy. Z extraktu sa získajú po dialýze alkálií lyofilizáciou vo výažku 4,6 % s obsahom dusíka 0,61 %.Treatment of modified sawdust with 15 L of a 5% aqueous sodium hydroxide solution extracts alkali-soluble cationic hemicelluloses. They are obtained from the extract after dialysis of the alkali by lyophilization in a yield of 4.6% with a nitrogen content of 0.61%.

Lignocelulózový zbytok po extrakcii vo výtažku 51,0 o/0 má obsah dusíka 0,10 %. Příklad 2The lignocellulose residue after extraction in a yield of 51.0 o / 0 has a nitrogen content of 0.10%. Example 2

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že ako východiskový materiál sa použijú piliny hrabového dřeva, na aktiváciu sa použije 4,7 1 25 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného a doba 120 miniút a na alkyláciu 37,5 1 10 %-ného vodného roztoku 3-chlór-'2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri 60 °C po dobu 4 h. Reakcia sa zastaví přidáním 5 %-ného vodného roztoku kyseliny chlórovqdíkovej do neutrálnej reakcie a.„ modifikované piliny sa premývajú vodou. *The procedure is as in Example 1 except that the wood is used as the starting material for sawdust, sawdust is used as the starting material, 4.7 liters of a 25% aqueous sodium hydroxide solution for 120 minutes and alkylation 37.5 1 10% - % aqueous 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride solution at 60 ° C for 4 h. The reaction is stopped by adding a 5% aqueous hydrochloric acid solution to the neutral reaction and the modified sawdust is washed with water. *

Výťažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 5,6 % s obsahom dusíka 0,46 percenta a alkalirozpustných 12,0 % s obsahom dusíka 0,35 %.The yield of water-soluble cationic hemicelluloses is 5.6% with a nitrogen content of 0.46 percent and alkali-soluble 12.0% with a nitrogen content of 0.35%.

Příklad 3Example 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použijú smrekové piliny, na aktiváciu 28 1 %-ného vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 2 h. Na alkyláciu sa použije 31 1 50 %-ného vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 70 °C po dobu 1 h.The procedure is as in Example 1, except that spruce sawdust is used as the starting material to activate 28 1% aqueous potassium hydroxide solution at 30 ° C for 2 h. For alkylation, 31 L of a 50% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride was used at 70 ° C for 1 h.

Reakcia sa zastaví přidáním 36 1 96 %-ného etylalkoholu. Modifikované piliny sa premývajú 70 '%-ným vodným etylalkoholom do neutrálnej reakcie na fenolftaleín. Vodorozpustné katiónaktívne hemicelulózy sa získajú extraikciou modifikovaných pilin vodou pri hydromodule 1:10 po dobu 2 ih vo výtažku 11,8 % s obsahom dusíka, 1,9 % a alkalirozpustné katiónaktívne hemicelulózy extrakciou zbytku 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného· ivo výtažku 8,9 % s obsahom dusíka 0,95 '%.The reaction is stopped by adding 36 L of 96% ethyl alcohol. The modified sawdust was washed with 70% aqueous ethyl alcohol until neutral to phenolphthalein. Water-soluble cationic hemicelluloses are obtained by extracting modified sawdust with water at a hydromodule 1:10 for 2 ih in an 11.8% yield with nitrogen content, 1.9% and alkali-soluble cationic hemicelluloses by extracting the residue with a 10% aqueous potassium hydroxide solution. 9% with a nitrogen content of 0.95%.

Lignocelulózový zbytek má obsah dusíka 0,21 %.The lignocellulose residue has a nitrogen content of 0.21%.

Příklad 4Example 4

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použije zmes listnatých a ihličnatých pilin, na aktiváciu 19,5 1 30 %-ného vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 30 minút a na alkyláciu sa použije teplota 40 °C a doba 4 h.The procedure is as in Example 3 except that a mixture of foliar and coniferous sawdust is used as the starting material to activate 19.5 L of a 30% aqueous potassium hydroxide solution at 30 ° C for 30 minutes and to alkylate using temperature 40 ° C and time 4 h.

Výťažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 10,6 % s obsahom dusíka 2,08 % a alkalirzpustných 14,7 % s obsahom dusíka 0,66 %.The yield of water-soluble cationic hemicelluloses is 10.6% with a nitrogen content of 2.08% and alkaline-soluble 14.7% with a nitrogen content of 0.66%.

Lignocelulózový zbytok má obsah dusíka 0,56 %.The lignocellulose residue has a nitrogen content of 0.56%.

Katiónaktívne hemicelulózy sú rozpustné vo vodě a zriedených roztokoch alkálií a majú obsah dusíka od 0,8 do 2,0 %, čo zodpovedá výmennej kapacitě 0,6 až 1,4 mmol na gram. Vyznačujú sa vlastnosťaml silné bázicikého iónomeniča, flokulaěnými a adihezívnymi vlastnosťami. To umožňuje ich široké uplatněme v roznych technických aplikáciaeh, v priemysle celulózo-papierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.Cationic hemicelluloses are soluble in water and dilute alkaline solutions and have a nitrogen content of 0.8 to 2.0%, corresponding to a exchange capacity of 0.6 to 1.4 mmol per gram. They are characterized by the properties of a strong basic ion exchanger, by flocculated and adhesive properties. This allows them to be widely used in various technical applications, in the pulp, paper, textile, chemical and pharmaceutical industries.

Katiónaktívne hemicelulózy sú vhodné ako přídavné činidlo pri výrobě papiera na zlepšenie niektorých fyzikálno-chemických a mechanických vlastností, na zvýšenie retencie plnidiel, glejov, krátkých vlákien a aniónaktívnych přísad. Majú vlastnosti adsorbentov reaktívnych farieb a zvýšenú odolnosť voči biodegradácii.Cationic hemicelluloses are useful as an additive in the manufacture of paper to improve some of the physicochemical and mechanical properties, to enhance the retention of fillers, glues, short fibers and anionic additives. They have reactive ink adsorbent properties and increased resistance to biodegradation.

Claims (1)

PREDMETSUBJECT Spůsob přípravy ikatiónaktívnych hemicelulóz vyznačený tým, že sa dřevné piliny aktivujú 3,5 až 25 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 30 až 120 minút, žatým sa alkylu jú 10 až 50 %-ným vodným roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylVYNALEZU amóniumchloridu pri teplote 4a až 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere dřevné piliny : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaných pilin sa získajú extrakciou vodou a následné 5 až 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného.A process for the preparation of icathionic hemicelluloses, characterized in that the sawdust is activated with a 3.5 to 25% aqueous solution of sodium hydroxide or a 5 to 30% aqueous solution of potassium hydroxide at a temperature of 15 to 30 ° C for 30 to 120 minutes. Alkyl is a 10-50% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylvinylcarbonic ammonium chloride at 4a to 70 ° C for 1-4 hours at a sawdust weight ratio of sodium hydroxide or potassium hydroxide: alkylating agent of 1: 0, 3 to 1.5: 0.7 to 3.0 and from modified sawdust are obtained by extraction with water followed by a 5 to 10% aqueous sodium or potassium hydroxide solution.
CS838304A 1983-11-10 1983-11-10 Method of processing of cation active hemicellulose CS238884B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS838304A CS238884B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 Method of processing of cation active hemicellulose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS838304A CS238884B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 Method of processing of cation active hemicellulose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS830483A1 CS830483A1 (en) 1985-05-15
CS238884B1 true CS238884B1 (en) 1985-12-16

Family

ID=5433398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS838304A CS238884B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 Method of processing of cation active hemicellulose

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS238884B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS830483A1 (en) 1985-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI62101B (en) FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV XYLANER SPJAELKNINGSPRODUKTER AV DESAMMA OCH FIBERAEMNEN UR XYLANHALTIGA VAEXTRAOMATERIAL
US4520105A (en) Process for production of sugars and optionally cellulose and lignin from lignocellulosic raw materials
Holtzapple et al. The effect of organosolv pretreatment on the enzymatic hydrolysis of poplar
CA1087122A (en) Process for the production of glucose from cellulose- containing vegetable raw materials
US20060169430A1 (en) Method for producing pulp and lignin
US2541059A (en) Process for producing lignin products
CN105601755A (en) Preparation method and application method of cellulose xanthogenate heavy metal capturing agent
CN105884907A (en) Method for separating components of straws to prepare ultralow-viscosity carboxymethyl cellulose
US2528350A (en) Two-step digestion of hardwoods
US4265675A (en) Nontoxic cellulose solvent and process for forming and utilizing the same
CS238884B1 (en) Method of processing of cation active hemicellulose
US4254258A (en) Process for the preparation of cellulose ether derivatives
US20020139498A1 (en) Method of producing microcrystalline
Suzuki Studies on the manufacture of algin from brown algae
US3141873A (en) Preparation of lignosulfonate resins
FI65801C (en) PROTECTION OF CELLULOSE WITHOUT CELLULOSE
SK5482001A3 (en) Method for isolation of immunostimulating glucan from pleurotus ostreatus
CS240181B1 (en) Method of cationic hemicelluloses preparation
RU2096417C1 (en) Method of preparing sodium carboxymethyl cellulose
CN108530546A (en) The synthesis and application of quasi- chitosan and its derivative
KR930001390B1 (en) Process for the preparation of glucose
Schorger The Gelatinization of Lignocellulose.
CS272877B1 (en) Method of xylans preparation from lignocellulosic materials
SU1276704A1 (en) Method of producing pulp
SAITTAGAROON et al. Generation of mannitol from copra meal