EP1190137A1 - Method for separating lignocellulose-containing biomass - Google Patents

Method for separating lignocellulose-containing biomass

Info

Publication number
EP1190137A1
EP1190137A1 EP00925193A EP00925193A EP1190137A1 EP 1190137 A1 EP1190137 A1 EP 1190137A1 EP 00925193 A EP00925193 A EP 00925193A EP 00925193 A EP00925193 A EP 00925193A EP 1190137 A1 EP1190137 A1 EP 1190137A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lignin
alkanolamine
extraction
carried out
steam
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP00925193A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1190137B1 (en
Inventor
Ties Karstens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cerdia Produktions GmbH
Original Assignee
Rhodia Acetow GmbH
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 Rhodia Acetow GmbH filed Critical Rhodia Acetow GmbH
Publication of EP1190137A1 publication Critical patent/EP1190137A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1190137B1 publication Critical patent/EP1190137B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/02Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with water or steam
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/003Pulping cellulose-containing materials with organic compounds

Definitions

  • the present invention relates to a process for separating lignocellulose-containing biomass, in particular wood or grain straw, into the essential components in the form of lignin, hemicellulose and cellulose.
  • the disadvantages of classic pulp processes are mainly the high water requirement, the high content of organic substances in the wastewater and the relatively high operating costs. The latter are not least due to the secondary operations for processing the lye and the waste water or waste streams.
  • the conventional processes do not remove the lignin without the use of sulfur-containing compounds; this is associated with odor nuisance.
  • the classic wood pulping processes sulphate, sulphite, Milox
  • sulphate, sulphite, Milox are among the processes that chemically break down lignin and mainly break down the breakdown products (lignin sulphonic acids).
  • the Formacell process is a process that mainly dissolves the lignin and only slightly breaks it down.
  • ASAM and Organocell are combined processes.
  • the ASAM process in particular requires a complicated chemical recovery system.
  • a method of dissolving the lignin would have the advantage that the lignin and other by-products could easily be separated.
  • a disadvantage of using steam is that additives cannot be added to the steam, or only with great technical effort. Rather, the biomass must be brought into contact with the substances to be used before the steam explosion, which is generally associated with poor distribution or with a higher dosage. This also applies analogously to the steam refming process (steam digestion process with subsequent mechanical fibering), which works with less high-tension steam (10 - 15 bar) and uses mechanical devices for fibering.
  • Cereal straw is also of particular interest as a raw material, since 125 million tons of wheat straw are produced annually in the USA and even 170 million tons in Europe. In many countries - especially in Asia (e.g. China) and in Africa - there is a lack of wood as a raw material for the production of pulp, so that one has to rely on the use of straw.
  • Known processing methods are, for example, the steam explosion or soda pulping (pulping) of straw.
  • the former method is a relatively complex mechanical construction and does not solve the problem of the clean separation of cellulose and lignin.
  • the fiberization is never completely complete, which makes it necessary to add refiners, but above all a high dilution of the fiber suspension down to 2%.
  • alkanolamines to remove lignin from lignocelluloses was first developed by Elton Fisher and R.S. Bower (J. Am. Chem. Soc. 63 (1941) 1881-1883). In the 1970s, monoethanolamine was processed as an additive to caustic soda for wood pulping (keywords: alkaline pulping in aqueous alcohols and amines, acceleration of soda delignification, sul matters free de-lignification). This should make it possible to reduce or even replace sulfur-containing chemicals.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for fractionating biomass containing lignocellulose, in which the disadvantages of the prior art which have been mentioned are largely eliminated.
  • the wood components hemicellulose, lignin and cellulose are to be obtained separately from one another in the least contaminated form in order to make these raw materials available to further processors.
  • a sulfur and chlorine-free wood digestion process is to be provided which also works without sodium hydroxide solution and can therefore dispense with complex recovery, exhaust air and wastewater treatment processes.
  • chemical pulp production should be able to be carried out in a small, decentralized unit in a way that saves time, chemicals and energy.
  • Cellulose should be processed as never-dried pulp, ie with high accessibility, directly to cellulose derivatives. The aim of this is to produce pulp tailored to the criteria of the individual chemical pulp processor at low cost and also in the state of the highest reactivity. vity for further processing are made possible with an integrated processing chain from wood to cellulose derivative.
  • the above object is achieved by a method for separating lignocellulose-containing biomass, in particular wood, into the essential constituents in the form of lignin, hemicellulose and cellulose, with the following steps: a) pre-hydrolyzing the lignocellulose-containing biomass by treatment with water or steam; b) extracting the hydrolyzed hemellulose formed by prehydrolysis with an aqueous medium; c) extracting the process-modified lignin remaining in the residue with an alkanolamine, isolating the lignin, recovering the alkanolamine, the alkanolamine not being substituted by alkyl groups on the nitrogen, and d) obtaining a cellulose raw material.
  • the method according to the invention enables lignocelluloses to be broken down and broken down into their components by first subjecting them to a pre-hydrolysis by treatment with water or steam, then extracting the hydrolyzed hemicelluloses formed with aqueous media and then extracting the residue with alkanolamine to obtain a Cellulose raw material is subjected.
  • lignocellulose can be used for the teaching according to the invention, namely the fractionation into the essential components cellulose, polyoses and lignin.
  • Plant growth materials of various types such as wood, oat husks, maize and grain stalks, bagasse, straw of all kinds, such as wheat straw, rice straw and oat straw, are suitable as lignocellulose-containing biomass.
  • wood it is common to use logs or industrial waste wood, preferably in comminuted form, for example in the form of wood chips.
  • fibrous raw materials such as annual plants, fibers cut up by cutting are suitable. It is preferred to shredded or shredded wood, used in the form of hardwood, beech or softwood.
  • the water content of the lignocellulose-containing biomass can be between the typical content for freshly harvested lignocelluloses of about 80% by mass, in particular 50%
  • the initial step of the method according to the invention comprises the pre-hydrolysis of the lignocellulose-containing biomass by treatment with water or steam.
  • the mass ratio of water vapor to biomass (based on
  • Dry matter to about 1: 1 to 3: 1, from water to biomass to about 3: 1 to 10: 1, in particular about 6: 1.
  • the biomass can be subjected to a so-called steam explosion process, and the steam refining process can also be used. It is preferred to carry out the pre-hydrolysis of the biomass under mild conditions, the aim being this
  • the process step is to break down the hemicelluloses to such an extent that their subsequent separation as oligosaccharides is easily possible by extraction with aqueous media, such as washing with water.
  • Pre-hydrolysis is a well-known process step in the pulp industry, which need not be discussed in more detail here. Cellulose and lignin should be attacked as little as possible.
  • the entire breakdown of the hemicelluloses can take place in the first step of the process, ie the prehydrolysis, since the alkanolamine in the extraction step does not attack cellulose or the hemicellulose, but rather stabilizes them.
  • the pre-hydrolysis according to step a) can, however, also be carried out to a small extent. It is then pre-hydrolyzed to such an extent that the acids bound to the hemicelluloses can be split off and the split off acids are washed out in accordance with step b). This is particularly important for the production of high-yield pulp. Excess acids would react with the alkanolamine to be used subsequently and thus lead to losses. A minimum pre-hydrolysis may therefore already be sufficient.
  • a two-stage pre-hydrolysis can also be carried out at the same temperature and the same cooking conditions, but with greater effectiveness, ie first steam and then hot water.
  • the pre-hydrolysis can be carried out according to
  • Steps a) and b) are omitted and an immediate extraction according to step c) is carried out at an elevated temperature below about 170 ° C., preferably below about 160 ° C., in particular at about 115 to 135 ° C., in order to obtain paper pulp.
  • the straw can also be prehydrolyzed at about 150 ° C. to 190 ° C., in particular about 170 ° C., and then extracted according to step c) at an elevated temperature below about 170 ° C., preferably below about 160 ° C., in particular at about 115 to 135 ° C to obtain chemical pulp.
  • Sugar is obtained here by concentrating the pre-hydrolyzate, which can be followed by suitable further processing. The appropriate variant can be selected depending on the desired pulp quality.
  • the lignocellulose-containing biomass can be carried out before carrying out step a), i.e. the pre-hydrolysis, an acidic or alkaline pretreatment. This means a further increase in the yield of the desired products.
  • the raw material which is generally already well-fibrated, can be treated with hot water in order to dissolve and separate the majority of the degraded hemicellulose.
  • the pre-hydrolyzed and softened biomass is thus freed from the hydrolyzed hemicelluloses formed by extraction with an aqueous medium.
  • excess water is preferably pressed off and washed hot.
  • mechanical fibering of the biomass for example crushing in a refiner to the desired degree of division, which can be of great importance depending on the desired quality.
  • This can be followed by an optional treatment with ammonia. This can be carried out at any suitable point, after washing step b), with aqueous ammonia solution, with ammonia gas or with liquid ammonia.
  • the mass ratio of the liquid ammonia to the mass to be treated (based on dry substance) is preferably set to approximately 0.1: 1 to 4: 1.
  • alkanolamines which are not substituted by alkyl groups on the nitrogen are particularly suitable as alkanolamines. For example, from: N-methyl-monoethanolamine and N, N-dimethyl-monoethanolamine, since these have no effect on the extraction of the lignin from the wood.
  • Monoethanolamine is preferably used as the extracting agent, which can be used in preheated form, in particular at least at about 80 ° C. It has been shown here that the extraction effect in the series of non-pretreated biomass, via prehydrolysed biomass to biomass pretreated with ammonia, clearly increases.
  • the lignin content of the extract is about 60% higher under ammonia-treated biomass under the same extraction conditions than with only prehydrolyzed biomass.
  • the extraction according to the invention is preferably carried out under pressure, i.e. in a suitable autoclave or a continuous extractor.
  • pressure i.e. in a suitable autoclave or a continuous extractor.
  • the biomass washed free from the hemicelluloses, if necessary comminuted and appropriately pretreated with ammonia, with the water, the extractant (s), contained therein, for at least about 1 hour a temperature between about 80 and 220 ° C heated. It solvents for the resulting lignin degradation components may already be present.
  • a continuous extraction is preferred over a batch mode of operation. This can be carried out by letting the preheated extractant flow through the biomass filled into a pressure reactor or by leading the material to be extracted, the biomass, to the extractant in countercurrent. Both variants have the advantage over the autoclave, ie stationary operation, that secondary reactions are largely excluded as a result of the removal of the degradation products with the extractant. In addition, with the same extraction effect, a lower liquor ratio of extractant to chips and at a lower temperature can be used. The solubility of Organosolv lignin in monoethanolamine is relatively high (250 g / liter).
  • the extraction is multi-stage, i.e. carried out in at least two successive extractions with alkanolamine.
  • the same total amount of alkanolamine is preferably used as in a one-step extraction.
  • countercurrent extraction can be carried out effectively, since the shortest extraction times are realized here.
  • MEA Monoethanolamine
  • the alkanolamine extraction can be carried out at lower temperatures (about 100 to 120 ° C) if an ammonia pretreatment is carried out.
  • the cellulose raw material is obtained.
  • the strongly dark brown to black colored lignin extract is separated from the raw cellulose fibers in a suitable manner by the methods customary for solid / liquid separation. If complete removal of the process-modified lignin remaining in the raw pulp is desired, this can be extracted with a suitable solvent by washing or countercurrent washing. The solvent used here is then separated from the lignin and the extracting agent by distillation, is recovered in this way and is thus available again.
  • the residue after distilling off the solvent can also be combined with the extract separated from the fibers. This turns into water and that as
  • Other separation processes which, as desired, lead to the concentration of the lignin extract - in extreme cases to dry matter - are also suitable here.
  • the lignin can also be separated off by adding a non-solvent to the solution of the lignin in alkanolamine.
  • the lignin precipitates in the form of solid particles and can be separated from the extraction agent alkanolamine by a suitable solid / liquid separation process, such as filtration, centrifugation, thin-layer evaporation or membrane separation processes.
  • the lignin can be separated off, for example, by introducing CO2 into the lignin / alk-molamine extract, which is optionally concentrated and diluted with water or better with the washing water after the alkanolamine extraction.
  • CO2 By concentrating using thin film evaporation or another suitable distillation method most of the alkanolamine is recovered in pure form.
  • the rest of the alkanolamine is distilled after the water has been distilled off from the precipitation liquid after the lignin has been separated off, likewise in vacuo. Lignin precipitation is thus achieved by introducing CO2 and centrifuging.
  • the alkanolamine * CO 2 addition compound that forms with the CO2 can be completely decomposed into alkanolamine and CO2 again thermally or by injecting steam.
  • the residue consists of lignin, which is greatly degraded in its molecular weight and not chemically modified. This can therefore be used as a chemical raw material, eg for the production of thermosets or polyure
  • the degraded hemicelluloses are in aqueous solution or suspension and can also be used again.
  • the raw pulp has a kappa number of at most about 20, preferably below about 10. This corresponds to a lignin content of ⁇ 3 or ⁇ 1.5 mass% and represents an advantageous entry into bleaching.
  • a so-called “included screw reactor” can be used for the pre-hydrolysis, which is followed by a fiberization and washing-out customary in the production of "cmp" (see above).
  • the use of an “included screw” is preferred reactors "for the pretreatment with NH 4 OH / alkanolamine, then an above-mentioned fibrillation for the thorough ligin extraction in the form of countercurrent extraction.
  • these two steps result in a weakly lignin-containing, water-rich fraction, which can be used several times, the lignin being concentrated, and in the second case, a high-lignin-containing and alkanolamine-rich fraction.
  • FIG. 1 shows the so-called pre-hydrolysis, for example in the form of the steam explosion or steam refming process, which, after extraction with an aqueous medium, leads to the separation of the hemicelluloses.
  • a refining is carried out on this in a refiner, which influences the execution of the further process.
  • This is followed by an optional ammonia treatment.
  • This can be a so-called ammonia explosion, for example.
  • fiberization in a refiner after which the extraction with an alkanolamine, in particular monoethanolamine, leads to the separation of lignin and cellulose in batch or continuous mode. It is not absolutely necessary to carry out an ammonia treatment; after prehydrolysis or after a steam explosion or steam refming process, extraction with an alkanolamine can be carried out directly.
  • FIG. 2 A variant of the alkanolamine extraction is shown in detail in FIG. 2.
  • a recycling circuit is shown here, which represents the recovery of the solvent or the extraction agent used. This variant allows an extremely economical mode of operation.
  • One advantage is that no sulfur-containing chemicals are used for the wood digestion. Furthermore, chlorine-containing chemicals do not have to be used for bleaching.
  • the so-called severity factor that is to say the integral of the steam temperature and the duration of action, must be chosen so high that both the hemicelluloses and the lignin can be successfully mined, however under these drastic conditions, the molecular weight of the cellulose also drops sharply and the lignin fragments tend to condense.
  • the advantages of this one-step process have to be bought with compromises in the quality of the fractional components.
  • One of the advantages of the process according to the invention is that hemicelluloses and lignin are separated from the cellulose in two different process steps, accordingly appropriately and in a targeted manner. This also means that the molecular weight of the cellulose does not decrease so much and that the lignin content before bleaching is significantly lower than in the processes mentioned above and also in the industrially introduced processes (sulfate and sulfite processes).
  • the steam used for the prehydrolysis of the hemicelluloses can serve to preheat the extractor. It is used twice.
  • the energy to be used for the unraveling is also due to the strong softening of the
  • Biomass very low after extraction. The fibrillation mostly takes place after the pre-hydrolysis, in individual cases after the extraction step, without having to accept any significant input of mechanical energy.
  • Another advantage lies in the avoidance of sodium hydroxide solution as an extracting agent for lignin, as is customary after the steam explosion or the steam refming process.
  • sodium hydroxide solution in particular requires the construction and operation of so-called recovery systems (recovery) in the pulp mills. Their size is primarily due to the economically sensible operation of these ancillary systems only to a certain extent.
  • the recovery of alkanolamine is a simple vacuum distillation.
  • the alkanolamine * CO 2 addition compound that forms with the CO2 can be completely decomposed into alkanolamine and CO2 again thermally or by injecting steam. There is no need to recover sodium salts.
  • Prehydroylysis with water makes the alkanolamine extraction so effective that the raw pulp already has an ISO brightness of approx. 50%.
  • the alkanolamine extraction can also be carried out without pressure given the low water content of the straw, which allows the use of simple apparatus.
  • the biomass must also be of relatively the same size within relatively narrow limits, since otherwise e.g. larger chips are not sufficiently penetrated by the white liquor during the cooking time.
  • the invention allows extraction with an alkanolamine at significantly lower liquor ratios (approximately 3: 1) - especially in continuous operation. This has a positive effect on the steam consumption during extraction and recovery.
  • the biomass is advantageously machined with steam with little mechanical energy expenditure in suitable refers or defibrators after the pre-hydrolysis with steam, so that the effective duration is not influenced by diffusion processes in the subsequent extraction with alkanolamine.
  • Additives to prevent the condensation of the lignin are also not required, which saves costs.
  • the process according to the invention has a very low reject rate (coarse wood components which are not sufficiently frayed due to a lack of distribution).
  • the pre-hydrolysis can be used either for total degradation or to a lesser extent, which results in a further possibility of variation. If a multi-stage alkanolamine extraction is selected instead of a single stage in the process according to the invention, this alternative offers further advantages with regard to efficiency and performance of the process control.
  • the process according to the invention furthermore improves the sugar separation by fiberization before or after the pre-hydrolysis.
  • to improve the effectiveness of pre-hydrolysis is a two-stage pre-hydrolysis possible. Short dwell times and effective extraction of the broken down sugars also lead to less furfural formation
  • Continuous process control also has advantages: there is no need to displace one process liquid with another, as is necessary with classic pulping technology in stoves.
  • the exchange and washing processes in stoves are less effective and take a relatively long time.
  • the discriminatory power when displaced in practice is such that undesired mixing or blurred transitions occur, which means that additional effort in the recovery process is required.
  • With a continuous process the use of apparatus that does not have to be designed for high pressures is possible.
  • Drying can be omitted if small, decentralized units work economically; this is possible with the method according to the invention. This significantly reduces the specific investment and operating costs.
  • the process according to the invention also delivers higher yields than other chemical pulp processes; cold alkali extraction to achieve low hemicellulose residues is also not necessary.
  • the DP determination was carried out using the known Cuoxam method. The procedure was as follows:
  • the chips were heated in a cooker to 160 ° C with steam, then left at 160 ° C for one hour.
  • the condensate had a pH of 4.6.
  • the pre-shredded wood chips were heated in a 10 liter autoclave with the addition of sulfuric acid or hydrochloric acid to the final temperature of the pre-hydrolysis in 20-30 minutes.
  • the mass ratio of steam to wood chips was in the range 1: 1 to 3: 1.
  • the final temperature was between 120 ° C and 180 ° C.
  • the residence times were a maximum of 60 minutes.
  • the pre-shredded wood chips were treated in a pressure-resistant reactor with liquid ammonia under pressure at a mass ratio in the range from 0.1: 1 to 4: 1 for a few minutes at temperatures of 80 ⁇ T ⁇ 125 ° C, then the contents of the suddenly discharge the pressure reactor.
  • the wood chips that still contain ammonia were then subjected to additional treatment.
  • the pre-shredded wood chips were soaked with ammonia in the form of commercially available ammonia water (25% by mass) at room temperature, then filtered off and extracted from the ammonia water.
  • N-methylmonoethanolamm and N, N-dimethylmonoethanolamine have no effect on the extraction, since the nitrogen is substituted by alkyl groups.
  • the lignin content can be gradually reduced.
  • the cumulative extracted amounts of lignin, expressed in% of the absolute lignin content, are plotted for row 1 (100 ° C.), row 2 (140 ° C.) and row 3 (170 ° C.).
  • the extraction rate is about 45 ml per hour. Crushed and prehydrolyzed wood chips (40 g) were used.
  • the apparatus used is a pressure-resistant chromatography column that was filled with the wood chips. This was brought to the specified temperatures using electric heating tapes; the temperatures were kept constant by an electronic control.
  • the monoethanolamine was preheated and pumped through the wood chips using a high pressure pump (HPLC). Fractions of 25 ml each were collected, of which the optical densities were measured after being diluted by a factor of 100.
  • FIG. 4 the relative percentage of lignin extracted from the wood is plotted on the ordinate.
  • 100% of extracted lignin corresponds to the amount of lignin originally contained in the wood.
  • the proportion of wood is 20 g.
  • a lignin content of 22% by mass typical for beech wood 4.4 g of lignin are contained.
  • This 4.4 g of lignin corresponds to the ordinate value of 100 in FIG. 4, ie all the lignin contained in the wood has been extracted. The same applies to smaller ordinate values:
  • ** the kappa number is a standard used in the pulp industry; it is calculated from the absolute lignin content by going through it
  • the kappa number can be reduced after a previous treatment with ammonia water at the same extraction temperature.
  • one can work with appropriate pretreatment at an extraction temperature approx. 15 to 20 ° C lower. From the extrapolation of the curves kappa f (extraction temperature) towards lower temperatures it can be seen that the extraction temperature could be reduced to 100 to 110 ° C by impregnation with ammonia water. A low extraction temperature means that side reactions also take place to a lesser extent.
  • the ratio of the activation energies of the extraction with / without pretreatment with / without ammonia water can be determined from the inclinations of the straight line ln (kappa) vs. Determine 1 / T as 0.87.
  • Example 17 Influence of the hemicellulose content on the extractability of the lignin
  • the pre-hydrolysis conditions (heating-up time, duration, temperamr, type and concentration of acid) can be adjusted in order to achieve the desired residual hemicellulose content.
  • the following table shows the status achieved in autoclave tests in the laboratory (heating-up time approx. 30 minutes):
  • Acetic acid is not sufficient for the complete pre-hydrolysis of hemicellulose in beech wood.
  • a hemicellulose content of ⁇ 3% by mass can be achieved for beech chips without the addition of acid in the pre-hydrolysis.
  • the mannose content under these conditions is ⁇ 1%.
  • the ⁇ -cellulose content is thus> 96%, which is sufficient for chemical pulp - except for acetylating cellulose.
  • the low xylose content ⁇ 2% by mass required for acetylation pulp could be achieved in beech wood with sharper digestion conditions and in eucalyptus with less harsh conditions. A deterioration in the target sizes when switching to original size wood chips was not found. The results were even better in larger autoclaves.
  • Example 20 Example 20:
  • the yield was 40%, the whiteness 50%.
  • Example 21 was repeated, but there was no prehydrolysis. The whiteness obtained was 22%.
  • Example 23 was repeated, but there was no prehydrolysis. The whiteness obtained was 22%.
  • the products obtained from the preceding examples were each examined for by-products of the monoethanolamine. It was found that the by-products of monoethanolamine, such as N-methyl-monoethanolamine, N, N-dimethyl-monoethanolamine, N-acetyl-monoethanolamine and N-formyl-monoethanolamine, did not occur or were used in one case of N-methyl-monoethanolamine was only present in a proportion of 0.3% (based on the analyzed MEA-lignin extract). So-called head space gas chromatography was used as the analysis method.
  • monoethanolamine such as N-methyl-monoethanolamine, N, N-dimethyl-monoethanolamine, N-acetyl-monoethanolamine and N-formyl-monoethanolamine

Abstract

The invention relates to a method for separating lignocellulose-containing biomass, especially wood, into the essential components in the form of lignin, hemicellulose and cellulose, with the following steps: a) pre-hydrolyzing the lignocellulose-containing biomass by treating it with water or steam; b) extracting the hydrolyzed hemicellulose obtained by pre-hydrolyzation with an aqueous medium; c) extracting the process-modified lignin that remains in the residue with an alkanolamine, isolating the lignin, recovering the alkanolamine, whereby the alkanolamine is not substituted by alkyl groups at the nitrogen atom, and d) obtaining a cellulose raw material. The inventive method is characterized in that hemicelluloses and lignin can be specifically separated from the cellulose in two different process steps. For this purpose, simple and commercially available system components can be used that facilitate an economical operation also with small installations.

Description

Verfahren zum Auftrennen lignocellulosehaltiger Biomasse Process for separating biomass containing lignocellulose
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftrennen lignocellulosehalti- ger Biomasse, insbesondere von Holz oder Getreidestroh, in die wesentlichen Bestandteile in Form von Lignin, Hemicellulose und Cellulose.The present invention relates to a process for separating lignocellulose-containing biomass, in particular wood or grain straw, into the essential components in the form of lignin, hemicellulose and cellulose.
Die Nachteile klassischer Zellstoffprozesse sind hauptsächlich der hohe Wasserbedarf, der große Gehalt an organischen Stoffen im Abwasser und die relativ hohen Betriebskosten. Letztere sind nicht zuletzt durch die Nebenbetriebe zur Aufarbeitung der Lauge und der Abwasser- bzw. Abfallströme bedingt. Die konventionellen Verfahren kommen ohne den Einsatz von schwefelhaltigen Verbindungen nicht zu einer Abtren- nung des Lignins; dies ist mit Geruchsbelästigungen verbunden. Die klassischen Holzaufschlussverfahren (Sulfat, Sulfit, Milox) zählen zu den das Lignin chemisch spaltenden und hauptsächlich die Spaltprodukte (Ligninsulfonsäuren) auflösenden Verfahren.The disadvantages of classic pulp processes are mainly the high water requirement, the high content of organic substances in the wastewater and the relatively high operating costs. The latter are not least due to the secondary operations for processing the lye and the waste water or waste streams. The conventional processes do not remove the lignin without the use of sulfur-containing compounds; this is associated with odor nuisance. The classic wood pulping processes (sulphate, sulphite, Milox) are among the processes that chemically break down lignin and mainly break down the breakdown products (lignin sulphonic acids).
Anlagen nach den konventionellen Verfahren sind unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten erst ab Jahreskapazitäten von mehr als 200 000 Tonnen zu betreiben. Insgesamt nimmt die Chemiezellstoffproduktion nur einen geringen Anteil von etwa 4% der Kapazität ein. Andererseits wünscht sich jeder Chemiezellstoffverarbeiter auf seine Belange hin maßgeschneiderte Zellstoffe - und dies möglichst noch in verschiedenen Abstufungen der Qualitäten.From an economic point of view, plants using conventional methods can only be operated from annual capacities of more than 200,000 tons. Overall, chemical pulp production only accounts for a small share of around 4% of the capacity. On the other hand, every chemical pulp processor wants tailor-made pulps for his needs - and if possible in different grades of quality.
Bei den neueren Verfahren ist das Formacellverfahren ein das Lignin hauptsächlich lösendes und nur wenig spaltendes Verfahren. ASAM und Organocell sind kombinierende Verfahren. Dabei erfordert besonders das ASAM- Verfahren ein kompliziertes Chemikalienrückgewinnungssystem. Ein das Lignin auflösende Verfahren besäße den Vorteil, dass das Lignin und andere Nebenprodukte leicht getrennt werden könnten.In the newer processes, the Formacell process is a process that mainly dissolves the lignin and only slightly breaks it down. ASAM and Organocell are combined processes. The ASAM process in particular requires a complicated chemical recovery system. A method of dissolving the lignin would have the advantage that the lignin and other by-products could easily be separated.
Anders als beim Papierzellstoff (Papier, Karton, Fluff) sind für den Chemiezellstoff die chemischen Eigenschaften und nicht die physikalischen Eigenschaften der Zellstofffasern maßgebend, da die Struktur der Fasern im Prozess der chemischen Zellstoffverarbeitung gebrochen wird. Hierbei spielen folgende Kriterien eine Rolle: Polymerisations gr ad und -Verteilung, Weißgrad und Löslichkeit in NaOH.Unlike paper pulp (paper, cardboard, fluff), the chemical properties and not the physical properties of the cellulose fibers are decisive for the chemical cellulose, since the structure of the fibers is broken in the process of chemical cellulose processing. The following criteria play a role here: degree of polymerization and distribution, degree of whiteness and solubility in NaOH.
Ein Nachteil der industriell eingeführten Zellstoffverfahren ist mit Sicherheit der Verlust der Reaktivität infolge von Trocknung. Sogenannter never-dried pulp (nach Aufschluß und Bleiche nicht unter 30% feuchter getrockneter Zellstoff) ist dagegen hochreaktiv. Für den Transport des Zellstoffs ist eine Blattbildung auf einer Papiermaschine und eine Trocknung erforderlich. Dafür wird erheblicher technischer Aufwand getrieben, der zumindest für die Verarbeitung des Zellstoffs zu Derivaten kontraproduktiv ist, da hierbei hohe Kosten für die Reaktivierung des Chemiezellstoffs anfallen. Für die chemische Weiterverarbeitung wäre die nach dem Aufschluß vorliegende Faserform - ungetrocknet - viel besser geeignet.A disadvantage of the industrially introduced pulp processes is definitely the loss of reactivity due to drying. So-called never-dried pulp (after pulping and bleaching not less than 30% moist dried pulp) is highly reactive. Sheet formation on a paper machine and drying are required to transport the pulp. This involves considerable technical effort, which is counterproductive, at least for the processing of the pulp into derivatives, since this incurs high costs for the reactivation of the chemical pulp. The fiber form after digestion - undried - would be much more suitable for further chemical processing.
Bei Steam (Dampf)-Explosion-Prozessen sind nach dem Stand der Technik zur Überschreitung der Erweichungstemperaturen des Lignins und der Polyosen Drücke ab 20 bar üblich. Die mit diesen hohen Drucken verbundenen hohen Dampftemperaturen von über 200 °C bedingen einerseits einen starken Kettenabbau der Cellulose, andererseits fuhren sie zu einer Kondensation des Lignins - dies mit der Folge schlechter Extrahierbar keit. Ein Eindringen des Dampfes in kristalline Bereiche der lignocellu- losischen Struktur ist unwahrscheinlich; insofern sind dort Modifizierungen nicht möglich.In the case of steam explosion processes, pressures above 20 bar are customary in accordance with the prior art to exceed the softening temperatures of the lignin and the polyoses. The high steam temperatures of over 200 ° C associated with these high pressures on the one hand cause a strong chain breakdown of the cellulose, on the other hand they lead to condensation of the lignin - with the result that it is difficult to extract. The steam is unlikely to penetrate into crystalline areas of the lignocellulosic structure; in this respect, modifications are not possible there.
Der Stand der Technik bei der Steam-Explosion ist in einer Vielzahl von Patenten festgehalten, die sich in erster Linie auf die technische Auslegung und auf die grundsätzlichen Verfahrensweisen beziehen. Die meisten Studien wurden mit Holz als Rohstoff durchgeführt. Der Schwerpunkt lag in der Mehrzahl der Fälle auf der Optimie- rang des Severity-Faktors (Integral aus dem Produkt von Dampftemperatur und Ein- wirkzeit).The state of the art in the steam explosion is recorded in a large number of patents, which primarily relate to the technical design and the basic procedures. Most of the studies were done with wood as the raw material. In the majority of cases, the focus was on optimizing ranked the severity factor (integral of the product of steam temperature and exposure time).
Ein Nachteil bei der Verwendung von Wasserdampf ist, dass Zusatzstoffe nicht oder nur mit hohem technischen Aufwand im Dampf zugeführt werden können. Vielmehr muß die Biomasse vor der Steam-Explosion mit den einzusetzenden Stoffen in Kontakt gebracht werden, was im allgemeinen mit einer schlechten Verteilung bzw. mit einer höheren Dosierung verknüpft ist. Dies gilt analog auch für den Steam-Refming-Prozeß (Dampfaufschlußverfahren mit anschließender mechanischer Auffaserung), der mit weniger hochgespanntem Dampf arbeitet (10 - 15 bar) und zur Auffaserung mechanische Vorrichtungen verwendet.A disadvantage of using steam is that additives cannot be added to the steam, or only with great technical effort. Rather, the biomass must be brought into contact with the substances to be used before the steam explosion, which is generally associated with poor distribution or with a higher dosage. This also applies analogously to the steam refming process (steam digestion process with subsequent mechanical fibering), which works with less high-tension steam (10 - 15 bar) and uses mechanical devices for fibering.
Das einzige voll kontinuierlich betreibbare Zellstoffaufschlussverfahren, das im technischen Maßstab realisiert ist, stellt die Steam-Explosion von Hackschnitzeln oder anderen Biomassen mit dem Stake System II der Firma StakeTech Stake Technology dar.The only fully continuously operable pulping process that is implemented on an industrial scale is the steam explosion of wood chips or other biomass with the Stake System II from StakeTech Stake Technology.
Die Entfernung des Lignins stellt die größte Herausforderung bei allen Holzaufschlußverfahren dar. Schon am Ende des 19. Jahrhunderts wurden Arbeiten zur alkoholi- sehen Extraktion des Lignins aus Holz veröffentlicht. Damals bestand eine andere Zielsetzung als heute für die Entwicklung umweltfreundlicher Holzaufschlußverfahren. Wachsende Kritik an den Einwirkungen traditioneller Holzaufschlußverfahren auf die Umwelt, strengere gesetzliche Regelungen zu Abwasserlasten, Emissionen in die Luft und zum Umgang mit Abfällen, aber auch Bestrebungen zur besseren Nutzung der Holzsubstanz können als Hauptgründe für die in den vergangenen 20 Jahren verstärkten Bemühungen angesehen werden, neue umweltfreundliche Holzaufschlußverfahren zu entwickeln. Da Chemiezellstoffe eine untergeordnete Rolle spielen (Anteil an der Welt-Zellstoffproduktion nur etwa 4%) konzentrieren sich die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf Holzaufschlußverfahren zur Herstellung von Papierzellstof- fen. Bei den Chemiezellstoffen kommt es jedoch noch mehr als bei den Papierzellstoffen auf die quantitative Entfernung des Lignins an. Hohe Ligninanteile finden sich angereichert in der Mittel-Lamelle des Holzes. Dadurch wird die Steifheit von Holz bewirkt. Der maximal zulässige Gehalt an Lignin nach einem Zellstoffaufschluß vor Einleitung der Bleiche im großtechnischen Maßstab wird mit einer Zahl von 40 angegeben.The removal of the lignin poses the greatest challenge in all wood digestion processes. Alcoholic extraction of the lignin from wood was published as early as the end of the 19th century. At that time there was a different objective than today for the development of environmentally friendly wood digestion processes. Growing criticism of the effects of traditional wood digestion processes on the environment, stricter legal regulations on wastewater loads, emissions into the air and on the handling of waste, but also efforts to make better use of the wood substance can be seen as the main reasons for the increased efforts in the past 20 years, to develop new environmentally friendly wood digestion processes. Since chemical pulps play a subordinate role (share of world pulp production only about 4%), research and development work focuses on wood pulping processes for the production of paper pulps. However, the chemical removal of lignin is more important than that of paper pulp. High levels of lignin are found in the central lamella of the wood. This causes the stiffness of wood. The maximum permissible content of lignin after pulping before the bleach is introduced on an industrial scale is given as a number of 40.
Von besonderem Interesse ist auch Getreidestroh als Ausgangsmaterial, da in den USA jährlich 125 Mio Tonnen und in Europa sogar 170 Mio Tonnen Weizenstroh anfallen. In vielen Ländern - vor allem in Asien (z.B. China) und in Afrika - gibt es einen Mangel an Holz als Rohstoff für die Herstellung von Zellstoff, sodass man auf die Verwendung von Stroh angewiesen ist. Bekannte Aufarbeitungsverfahren sind beispielsweise die Steam-Explosion oder das Soda pulping (Zellstoffaufschluß) von Stroh. Das erstere Verfahren stellt eine relativ aufwendige mechanischen Konstruktion dar und löst das Problem der sauberen Trennung von Cellulose und Lignin nicht. Die Auffaserung ist nie ganz vollständig, was die Nachschaltung von Refinern, vor allem aber eine hohe Verdünnung der Fasersuspension bis herunter auf 2% nötig macht. Für die Abtrennung von Lignin muß nach wie vor Natronlauge eingesetzt werden. Das letztere Verfahren stellt eine hohe Umweltbelastung durch „straw pulp" -Mühlen und/oder hohe Kosten der Ab Wasseraufbereitung bei Alkali-Delignifizierung dar. Bei „non- woody" -Mühlen wird häufig nicht der technologische Aufwand betrieben, wie er bei Zellstoffaufschlussverfahren von Holz inzwischen Stand der Technik ist. Beim Holzaufschluß arbeitet man heute mit nahezu geschlossenen Kreisläufen und wirksamer Rückgewinnung der Kochchemikalien. Beim Aufschluß von „non- woody "- Fasern, wie Stroh, sind die Anlagen jedoch häufig zu klein, um den gleichen hohen technologischen Aufwand zu betreiben. Sogar wenn die Anlagengröße eine Rückgewinnung der Kochchemikalien wirtschaftlich rechtfertigen würde, gibt esCereal straw is also of particular interest as a raw material, since 125 million tons of wheat straw are produced annually in the USA and even 170 million tons in Europe. In many countries - especially in Asia (e.g. China) and in Africa - there is a lack of wood as a raw material for the production of pulp, so that one has to rely on the use of straw. Known processing methods are, for example, the steam explosion or soda pulping (pulping) of straw. The former method is a relatively complex mechanical construction and does not solve the problem of the clean separation of cellulose and lignin. The fiberization is never completely complete, which makes it necessary to add refiners, but above all a high dilution of the fiber suspension down to 2%. Sodium hydroxide solution must still be used for the separation of lignin. The latter method represents a high environmental impact due to "straw pulp" mills and / or high costs of waste water treatment in the case of alkali delignification. In "non-woody" mills the technological effort is often not made as is the case with pulping processes of wood is now state of the art. Today, wood digestion works with almost closed cycles and effective recovery of the cooking chemicals. When digestion of "non-woody" fibers, such as straw, the plants are often too small to operate with the same high technological expenditure. Even if the plant size would economically justify the recovery of the cooking chemicals, there are
Probleme, denn der hohe Gehalt an Silicium ist für klassische Aufschlußverfahren schwer zu verkraften. Man behilft sich, indem ein Großteil der gebrauchten Aufschlußchemikalien einfach in die Umwelt entlassen werden. So gewinnen z.B. Zellstoff-Fabriken auf Basis von Stroh nur 60% der Kochchemikalien zurück.Problems, because the high silicon content is difficult to cope with in traditional digestion processes. You can help yourself by simply releasing most of the used digestion chemicals into the environment. For example, win Pulp factories based on straw only return 60% of the cooking chemicals.
Im Zusammenhang mit pulping (Zellstoffaufschluß) sind zwei verschiedene Anwendungen von Ammoniak Stand der Technik: Zerfasern lignocellulosischen Materials unter Verwendung von Ammoniak zum Plastifϊzieren bei höherer Temperatur durch eine explosionsartige Entspannung (J. J. O'Connor Tappi 55(3), (1972) 353-358) und Plastifizieren von Hackschnitzeln in einem Asplund-Refiner unter Druck mit Ammoniak: das Auffasern des Holzes beanspruchte einen wesentlich geringeren Energieein- trag (R.C. Peterson and R.W. Strauss J. Polymer Sei. C36 (1971) 241-250). In beidenIn connection with pulping (pulping), two different uses of ammonia are state of the art: defibrating lignocellulosic material using ammonia to plasticize at higher temperatures by means of an explosion-like expansion (JJ O'Connor Tappi 55 (3), (1972) 353-358) and plasticizing wood chips in an Asplund refiner under pressure with ammonia: the wood was subjected to stress a significantly lower energy input (RC Peterson and RW Strauss J. Polymer Sci. C36 (1971) 241-250). In both
Fällen konnte Lignin nicht weitgehend entfernt werden.In cases, lignin could not be largely removed.
Die Verwendung von Alkanolaminen zur Entfernung von Lignin aus Lignocellulosen wurde erstmals von Elton Fisher und R.S. Bower (J. Am. Chem. Soc. 63 (1941) 1881-1883) beschrieben. In den siebziger Jahren wurde Monoethanolamin als Zusatzstoff zur Natronlauge für den Holzaufschluß bearbeitet (Stichworte: alkaline pulping in aqueous alcohols and amines, acceleration of soda delignification, sulfür free de- lignification). Damit sollte die Verringerung oder gar der Ersatz schwefelhaltiger Chemikalien ermöglicht werden.The use of alkanolamines to remove lignin from lignocelluloses was first developed by Elton Fisher and R.S. Bower (J. Am. Chem. Soc. 63 (1941) 1881-1883). In the 1970s, monoethanolamine was processed as an additive to caustic soda for wood pulping (keywords: alkaline pulping in aqueous alcohols and amines, acceleration of soda delignification, sulfür free de-lignification). This should make it possible to reduce or even replace sulfur-containing chemicals.
Ein Problem stellte wohl die Aufarbeitung der Aufschlußchemikalien Natronlauge und Efhanolamin und die Abtrennung des Lignins dar. Üblicherweise wird Lignin aus Natronlauge durch Ausfällen unter Säurezugabe gewonnen. Die Ligningewinnung aus der Lösung Natronlauge/Alkanolamin auf diesem Wege hätte die Aufarbeitung und Rückgewinnung der Aufschlußchemikalien sicherlich nicht erleichtert. Die übliche Verbrennung des Lignins in der NaOH nach Eindickung als erstem Schritt der NaOH- Rückgewinnung würde außerdem zum Verlust des Alkanolamins führen, was mit erheblichen Kosten verbunden wäre.The processing of the digestion chemicals sodium hydroxide solution and efhanolamine and the separation of the lignin were probably a problem. Lignin is usually obtained from sodium hydroxide solution by precipitation with the addition of acid. Obtaining lignin from the sodium hydroxide / alkanolamine solution in this way would certainly not have facilitated the processing and recovery of the digestion chemicals. The usual combustion of the lignin in the NaOH after thickening as the first step of the NaOH recovery would also lead to the loss of the alkanolamine, which would entail considerable costs.
Vermutlich deshalb wurde die Verwendung von Monoethanolamin als Zusatz zur NaOH für die Herstellung von Hochausbeutestoffen wieder aufgegeben. In keinem Fall war das Ziel die Herstellung von Chemiezellstoffen. Monoethanolamin wurde in allen Fällen auf frisches Holz - zumeist Nadelholz - angewandt. Die Kochung erfolgte in Druckbehältern im Chargen-Betrieb (batch-Betrieb).Presumably because of this, the use of monoethanolamine as an additive to NaOH for the production of high-yielding substances was given up again. In no case was the goal to produce chemical pulp. Monoethanolamine was used in all cases on fresh wood - mostly softwood. Cooking was carried out in pressure vessels in batch mode.
Ebenfalls beschrieben ist die Verwendung von sehr wenig Monoethanolamin als Zusatz zu wässriger Ammoniaklösung (Patente: CA 1232109 Kauppi, Peter K. "Alkanol- amin and NH OH in high-yield pulping" sowie EP 149 753 Gordy, John "Nonsulftir chemomechanical pulping"). Bei Behandlung von Hackschnitzeln bei Temperaturen von 120°C und höher wirkt das Monoethanolamin in diesen verdünnten wässrigen, ammoniakalischen Lösungen als Plastifizierungsmittel, was die nachfolgende mechani- sehe Auffaserung des Holzes für die Karton- bzw. Papierherstellung erleichtert.The use of very little monoethanolamine as an additive to aqueous ammonia solution is also described (patents: CA 1232109 Kauppi, Peter K. "Alkanol- amine and NH OH in high-yield pulping "and EP 149 753 Gordy, John" Nonsulftir chemomechanical pulping "). When wood chips are treated at temperatures of 120 ° C and higher, the monoethanolamine in these dilute aqueous, ammoniacal solutions acts as a plasticizer, which the subsequent mechanical pulping of the wood for cardboard or paper production is easier.
Nach der Offenbarung der US 2 192 202 wird ein Verfahren zum Zellstoffaufschluß von rohen lignocellulosischen Materialien, insbesondere zur Gewinnung von alpha- Cellullose und anderen wertvollen Produkten, beschrieben, wobei als Behandlungs- mittel mindestens 70 Gew.-%iges Alkylolamin eingesetzt wird. Die Behandlung erfolgt durch Kochen unter Druck zwischen Raumtemperatur und 200 °C für 4 bis 20 Stunden. NaOH kann optional mitverwendet werden. Anschließend wird das Behandlungsmittel abgetrennt, der erhaltene Zellstoff mit verdünnter anorganischer Säure gewaschen und gebleicht. Die hierdurch erreichte Auftrennung in die einzelnen Be- standteile des Zellstoffs ist jedoch völlig unzureichend und die erhaltene Qualität nicht zufriedenstellend.According to the disclosure of US Pat. No. 2,192,202, a process for pulping raw lignocellulosic materials, in particular for the production of alpha-cellulose and other valuable products, is described, at least 70% by weight alkylolamine being used as the treatment agent. The treatment is carried out by boiling under pressure between room temperature and 200 ° C for 4 to 20 hours. NaOH can optionally be used. The treatment agent is then separated off, the pulp obtained is washed with dilute inorganic acid and bleached. However, the separation into the individual constituents of the pulp achieved thereby is completely inadequate and the quality obtained is unsatisfactory.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fraktionierung von lignocellulosehaltiger Biomasse bereitzustellen, bei dem die angesprochenen Nachteile des Standes der Technik weitgehend behoben sind. Es sollen die Holzkomponenten Hemicellulose, Lignin und Cellulose in möglichst wenig verunreinigter Form getrennt voneinander gewonnen werden, um auf diese Weise Weiterverarbeitern diese Rohstoffe zur Verfügung zu stellen. Es soll hierbei ein schwefel- und chlorfreies Holzaufschlußverfahren bereitgestellt werden, das außerdem ohne Natronlauge ar- beitet und somit auf aufwendige Rückgewinnungs-, Abluft- und Abwasserreinigungsverfahren verzichten kann. Insbesondere soll die Chemiezellstoffgewinnung in zeit-, Chemikalien- und energiesparender Weise in kleiner dezentraler Einheit durchgeführt werden können. Cellulose soll als never-dried pulp, d.h. mit hoher Zugänglichkeit, direkt zu Cellulosederivaten weiterverarbeitet werden können. Hiermit soll die Her- Stellung von nach den Kriterien der einzelnen Chemiezellstoffverarbeiter maßgeschneiderten Zellstoffen kostengünstig und zudem noch im Zustand höchster Rea ti- vität für die Weiterverarbeitung ermöglicht werden mit einer integrierten Verarbeitungskette vom Holz bis zum Cellulosederivat.The invention is therefore based on the object of providing a method for fractionating biomass containing lignocellulose, in which the disadvantages of the prior art which have been mentioned are largely eliminated. The wood components hemicellulose, lignin and cellulose are to be obtained separately from one another in the least contaminated form in order to make these raw materials available to further processors. In this case, a sulfur and chlorine-free wood digestion process is to be provided which also works without sodium hydroxide solution and can therefore dispense with complex recovery, exhaust air and wastewater treatment processes. In particular, chemical pulp production should be able to be carried out in a small, decentralized unit in a way that saves time, chemicals and energy. Cellulose should be processed as never-dried pulp, ie with high accessibility, directly to cellulose derivatives. The aim of this is to produce pulp tailored to the criteria of the individual chemical pulp processor at low cost and also in the state of the highest reactivity. vity for further processing are made possible with an integrated processing chain from wood to cellulose derivative.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Auftrennen lignocellulosehaltiger Biomasse, insbesondere von Holz, in die wesentlichen Bestandteile in Form von Lignin, Hemicellulose und Cellulose mit den folgenden Schritten: a) Vorhydrolysieren der lignocellulosehaltigen Biomasse durch Behandlung mit Wasser oder Wasserdampf; b) Extrahieren der durch Vorhydrolysieren gebildeten hydrolysierten He- micellulose mit einem wässrigen Medium; c) Extrahieren des im Rückstand verbliebenen prozeßmodifizierten Lignins mit einem Alkanolamin, Isolieren des Lignins, Rückgewinnung des Al- kanolamins, wobei das Alkanolamin nicht durch Alkylgruppen am Stickstoff substituiert ist, und d) Gewinnung eines Celluloserohstoffs.According to the invention, the above object is achieved by a method for separating lignocellulose-containing biomass, in particular wood, into the essential constituents in the form of lignin, hemicellulose and cellulose, with the following steps: a) pre-hydrolyzing the lignocellulose-containing biomass by treatment with water or steam; b) extracting the hydrolyzed hemellulose formed by prehydrolysis with an aqueous medium; c) extracting the process-modified lignin remaining in the residue with an alkanolamine, isolating the lignin, recovering the alkanolamine, the alkanolamine not being substituted by alkyl groups on the nitrogen, and d) obtaining a cellulose raw material.
Das erfmdungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass Lignocellulosen aufgeschlossen und in ihre Komponenten zerlegt werden, indem sie zunächst einer Vorhydrolyse durch Behandlung mit Wasser oder Wasserdampf unterzogen werden, anschließend die gebildeten hydrolysierten Hemicellulosen mit wässrigen Medien extrahiert werden und dann der Rückstand mit Alkanolamin einer Extraktion unter Gewinnung eines Celluloserohstoffs unterzogen wird.The method according to the invention enables lignocelluloses to be broken down and broken down into their components by first subjecting them to a pre-hydrolysis by treatment with water or steam, then extracting the hydrolyzed hemicelluloses formed with aqueous media and then extracting the residue with alkanolamine to obtain a Cellulose raw material is subjected.
Es können alle Arten von Lignocellulose für die erfindungsgemäße Lehre, nämlich die Fraktionierung in die wesentlichen Bestandteile Cellulose, Polyosen und Lignin eingesetzt werden. Als lignocellulosehaltige Biomasse sind Pflanzenwachstumsmaterialien unterschiedlichster Art, wie Holz, Haferhülsen, Mais- und Kornstengel, Bagasse, Stroh aller Art, wie Weizenstroh, Reisstroh und Haferstroh, geeignet. Bei Holz ist es üblich, Rundhölzer oder Industrierestholz, vorzugsweise in zerkleinerter Form, z.B. in Form von Hackschnitzeln, zu verwenden. Bei faserigen Rohstoffen, wie Einjah- respflanzen, sind durch Schneiden zerkleinerte Fasern geeignet. Bevorzugt wird zer- kleinertes bzw. geschreddertes Holz, in Form von Laub-, Buchen- oder Nadelholz eingesetzt.All types of lignocellulose can be used for the teaching according to the invention, namely the fractionation into the essential components cellulose, polyoses and lignin. Plant growth materials of various types, such as wood, oat husks, maize and grain stalks, bagasse, straw of all kinds, such as wheat straw, rice straw and oat straw, are suitable as lignocellulose-containing biomass. In the case of wood, it is common to use logs or industrial waste wood, preferably in comminuted form, for example in the form of wood chips. In the case of fibrous raw materials, such as annual plants, fibers cut up by cutting are suitable. It is preferred to shredded or shredded wood, used in the form of hardwood, beech or softwood.
Der Wassergehalt der lignocellulosehaltigen Biomasse kann zwischen dem für frisch geerntete Lignocellulosen typischen Gehalt von etwa 80 Masse- % , insbesondere 50The water content of the lignocellulose-containing biomass can be between the typical content for freshly harvested lignocelluloses of about 80% by mass, in particular 50%
Masse- % , und nach intensiver Trocknung auch nahe bei 0 % liegen.% By mass, and after intensive drying are also close to 0%.
Der einleitende Schritt des erfmdungsgemäßen Verfahrens umfasst die Vorhydrolyse der lignocellulosehaltigen Biomasse durch Behandlung mit Wasser oder Wasserdampf. Bevorzugt wird das Massenverhältnis von Wasserdampf zu Biomasse (bezogen aufThe initial step of the method according to the invention comprises the pre-hydrolysis of the lignocellulose-containing biomass by treatment with water or steam. The mass ratio of water vapor to biomass (based on
Trockensubstanz) auf etwa 1: 1 bis 3: 1 , von Wasser zur Biomasse auf etwa 3: 1 bis 10: 1, insbesondere etwa 6: 1, eingestellt. Hierbei kann die Biomasse einem sogenannten Steam-Explosion-Verfahren unterzogen werden, auch ist die Anwendung des Steam-Refining-Verfahrens möglich. Bevorzugt ist es, die Vorhydrolyse der Biomasse bei milden Bedingungen durchzuführen, wobei das Ziel diesesDry matter) to about 1: 1 to 3: 1, from water to biomass to about 3: 1 to 10: 1, in particular about 6: 1. The biomass can be subjected to a so-called steam explosion process, and the steam refining process can also be used. It is preferred to carry out the pre-hydrolysis of the biomass under mild conditions, the aim being this
Verfahrensschritts ist, die Hemicellulosen so weitgehend abzubauen, dass deren anschließende Abtrennung als Oligosaccharide durch Extraktion mit wässrigen Medien, wie eine Wäsche mit Wasser, problemlos möglich wird. Die Vorhydrolyse ist in der Zellstoffindustrie ein bekannter Verfahrensschritt, auf den hier nicht näher eingegangen werden muss. Cellulose und Lignin sollen dabei möglichst wenig angegriffen werden.The process step is to break down the hemicelluloses to such an extent that their subsequent separation as oligosaccharides is easily possible by extraction with aqueous media, such as washing with water. Pre-hydrolysis is a well-known process step in the pulp industry, which need not be discussed in more detail here. Cellulose and lignin should be attacked as little as possible.
Erfindungsgemäß kann der gesamte Abbau der Hemicellulosen im ersten Schritt des Verfahrens, d.h. der Vorhydrolyse, erfolgen, da das Alkanolamin im Extraktions- schritt weder Cellulose noch die Hemicellulose angreift, sondern vielmehr diese stabilisiert. Die Vorhydrolyse gemäß Schritt a) kann jedoch auch in geringem Umfang durchgeführt werden. Es wird dann so weit vorhydrolysiert, dass die an den Hemicellulosen gebundenen Säuren abspaltbar sind und gemäß Schritt b) die abgespaltenen Säuren ausgewaschen werden. Dies spielt insbesondere für die Herstellung von Hochausbeutezellstoff eine Rolle. Überschüssige Säuren würden mit dem nachfolgend einzusetzenden Alkanolamin reagieren und so zu Verlusten führen. Es kann demnach bereits eine Mindestvorhydrolyse ausreichend sein. Zur Verbesserung der Effektivität der Vorhydrolyse kann auch eine zweistufige Vorhydrolyse bei gleicher Temperatur und gleichen Kochbedingungen, jedoch bei höherer Effektivität durchgeführt werden, d.h. zunächst Dampf und dann heißes Wasser.According to the invention, the entire breakdown of the hemicelluloses can take place in the first step of the process, ie the prehydrolysis, since the alkanolamine in the extraction step does not attack cellulose or the hemicellulose, but rather stabilizes them. The pre-hydrolysis according to step a) can, however, also be carried out to a small extent. It is then pre-hydrolyzed to such an extent that the acids bound to the hemicelluloses can be split off and the split off acids are washed out in accordance with step b). This is particularly important for the production of high-yield pulp. Excess acids would react with the alkanolamine to be used subsequently and thus lead to losses. A minimum pre-hydrolysis may therefore already be sufficient. To improve the effectiveness of the pre-hydrolysis, a two-stage pre-hydrolysis can also be carried out at the same temperature and the same cooking conditions, but with greater effectiveness, ie first steam and then hot water.
Wird als Biomasse beispielsweise Stroh eingesetzt, so kann die Vorhydrolyse gemäßIf straw is used as biomass, for example, the pre-hydrolysis can be carried out according to
Schritt a) und b) entfallen und unmittelbar ein Extrahieren gemäß Schritt c) bei erhöhter Temperatur unterhalb von etwa 170°C, vorzugsweise unter etwa 160° C, insbesondere bei etwa 115 bis 135°C durchgeführt werden, um Papierzellstoff zu erhalten. Alternativ hierzu kann das Stroh auch bei etwa 150°C bis 190°C, insbesondere etwa 170°C vorhydrolysiert werden und danach ein Extrahieren gemäß Schritt c) bei erhöhter Temperatur unterhalb von etwa 170°C, vorzugsweise unter etwa 160°C, insbesondere bei etwa 115 bis 135°C durchgeführt werden, um Chemiezellstoff zu erhalten. Die Gewinnung von Zuckern gelingt hier durch Aufkonzentration des Vor- hydrolysates, woran sich eine geeignete Weiterverarbeitung anschließen kann. Je nach gewünschter Zellstoffqualität kann die geeignete Variante ausgewählt werden.Steps a) and b) are omitted and an immediate extraction according to step c) is carried out at an elevated temperature below about 170 ° C., preferably below about 160 ° C., in particular at about 115 to 135 ° C., in order to obtain paper pulp. As an alternative to this, the straw can also be prehydrolyzed at about 150 ° C. to 190 ° C., in particular about 170 ° C., and then extracted according to step c) at an elevated temperature below about 170 ° C., preferably below about 160 ° C., in particular at about 115 to 135 ° C to obtain chemical pulp. Sugar is obtained here by concentrating the pre-hydrolyzate, which can be followed by suitable further processing. The appropriate variant can be selected depending on the desired pulp quality.
Gegebenenfalls können zur Vermeidung der Kondensation von Ligninbestandteilen Stabilisatoren zugegeben werden. Ferner kann die lignocellulosehaltige Biomasse vor Durchführung des Schritts a), d.h. der Vorydrolyse, einer sauren oder alkalischen Vorbehandlung unterzogen werden. Dies bedeutet eine weitere Ausbeuteerhöhung der gewünschten Produkte.If necessary, stabilizers can be added to avoid the condensation of lignin components. Furthermore, the lignocellulose-containing biomass can be carried out before carrying out step a), i.e. the pre-hydrolysis, an acidic or alkaline pretreatment. This means a further increase in the yield of the desired products.
Nach dem beispielsweise genutzten Steam-Explosion- bzw. nach dem Steam-Refϊning- Verfahren kann das im allgemeinen bereits gut aufgefaserte Rohmaterial mit heißem Wasser behandelt werden, um den Großteil der abgebauten Hemicellulose zu lösen und abzutrennen. Die vorhydrolysierte und erweichte Biomasse wird also durch Extrahieren mit einem wässrigen Medium von den gebildeten hydrolysierten Hemicellulosen befreit. Hierzu wird vorzugsweise überschüssiges Wasser abgepresst und heiß gewaschen. Daran kann sich ein mechanisches Auffasern der Biomasse anschließen, beispielsweise ein Zerkleinern in einem Refiner auf den gewünschten Zerteilungsgrad, welcher je nach gewünschter Qualität von großer Bedeutung sein kann. Hieran kann eine optionale Behandlung mit Ammoniak folgen. Dies kann an jeder geeigneten Stelle, nach dem Waschen von Schritt b), mit wässriger Ammoniaklösung, mit Ammoniakgas oder mit flüssigem Ammoniak durchgeführt werden.After the steam explosion or steam refining process used, for example, the raw material, which is generally already well-fibrated, can be treated with hot water in order to dissolve and separate the majority of the degraded hemicellulose. The pre-hydrolyzed and softened biomass is thus freed from the hydrolyzed hemicelluloses formed by extraction with an aqueous medium. For this purpose, excess water is preferably pressed off and washed hot. This can be followed by mechanical fibering of the biomass, for example crushing in a refiner to the desired degree of division, which can be of great importance depending on the desired quality. This can be followed by an optional treatment with ammonia. This can be carried out at any suitable point, after washing step b), with aqueous ammonia solution, with ammonia gas or with liquid ammonia.
Vorzugsweise wird das Massenverhältnis des flüssigen Ammoniaks zu der zu behandelnden Masse (bezogen auf Trockensubstanz) auf etwa 0, 1 : 1 bis 4: 1 eingestellt.The mass ratio of the liquid ammonia to the mass to be treated (based on dry substance) is preferably set to approximately 0.1: 1 to 4: 1.
Daran schließt sich eine Extraktion der bereits von den Hemicellulosen befreiten Biomasse des im Rückstand verbliebenen prozessmodifizierten Lignins mit einem Alka- nolamin unter Gewinnung eines Celluloserohstoffs an. Als Alkanolamine kommen insbesondere alle Alkanolamine in Frage, die nicht durch Alkylgruppen am Stickstoff substituiert sind. So scheiden z.B. aus: N-Methyl-Monoethanolamin und N,N-Dime- thyl-Monoethanolamin, da diese keine Wirkung bei der Extraktion des Lignins aus dem Holz zeigen.This is followed by extraction of the biomass already freed from the hemicelluloses of the process-modified lignin remaining in the residue with an alkanolamine to obtain a cellulose raw material. All alkanolamines which are not substituted by alkyl groups on the nitrogen are particularly suitable as alkanolamines. For example, from: N-methyl-monoethanolamine and N, N-dimethyl-monoethanolamine, since these have no effect on the extraction of the lignin from the wood.
Bevorzugt wird als Extraktionsmittel Monoethanolamin eingesetzt, welches in vorgeheizter Form, insbesondere mindestens bei etwa 80°C, eingesetzt werden kann. Es hat sich hierbei gezeigt, dass die Extraktionswirkung in der Reihe nicht vorbehandelte Biomasse, über vorhydrolysierte Biomasse zu mit Ammoniak vorbehandelter Bio- masse eindeutig zunimmt. Der Ligningehalt des Extraktes ist unter gleichen Extraktionsbedingungen bei Ammoniak behandelter Biomasse um ca. 60% höher als bei nur vorhydrolysierter Biomasse.Monoethanolamine is preferably used as the extracting agent, which can be used in preheated form, in particular at least at about 80 ° C. It has been shown here that the extraction effect in the series of non-pretreated biomass, via prehydrolysed biomass to biomass pretreated with ammonia, clearly increases. The lignin content of the extract is about 60% higher under ammonia-treated biomass under the same extraction conditions than with only prehydrolyzed biomass.
Die erfmdungsgemäße Extraktion erfolgt vorzugsweise unter Druck, d.h. in einem geeigneten Autoklaven bzw. einem kontinuierlichen Extraktor. Durch eine Extraktion unter Atmosphärendruck können, z.B. bei Stroh, gleich gute Ergebnisse erzielt werden.The extraction according to the invention is preferably carried out under pressure, i.e. in a suitable autoclave or a continuous extractor. By extraction under atmospheric pressure, e.g. with straw, equally good results can be achieved.
Im batch-Betrieb, d.h. in einem Autoklaven, wird die von den Hemicellulosen frei gewaschene, ggf. zerkleinerte und auf geeignete Weise mit Ammoniak vorbehandelte Biomasse mit dem darin enthaltenen Wasser, dem(n) Extraktionsmittel(n), für mindestens etwa 1 Stunde auf eine Temperatur zwischen etwa 80 und 220 °C aufgeheizt. Es können dabei auch Lösemittel für die entstehenden Ligninabbaukomponenten bereits zugegen sein.In batch operation, ie in an autoclave, the biomass washed free from the hemicelluloses, if necessary comminuted and appropriately pretreated with ammonia, with the water, the extractant (s), contained therein, for at least about 1 hour a temperature between about 80 and 220 ° C heated. It solvents for the resulting lignin degradation components may already be present.
Bevorzugt gegenüber einer batch-Betriebsweise ist eine kontinuierliche Extraktion. Diese kann ausgeführt werden, indem man die in einen Druckreaktor eingefüllte Biomasse vom vorgeheizten Extraktionsmittel durchströmen läßt oder indem man das zu extrahierende Gut, die Biomasse, zum Extraktionsmittel im Gegenstrom führt. Beide Varianten haben gegenüber dem Autoklaven, also dem stationären Betrieb, den Vorteil, dass infolge Abführens der Abbauprodukte mit dem Extraktionsmittel Nebenre- aktionen weitgehend ausgeschlossen sind. Zudem kann bei gleicher Extraktionswirkung mit einem geringeren Flottenverhältnis von Extraktionsmittel zu Hackschnitzeln und bei tieferer Temperatur gearbeitet werden. Die Löslichkeit von Organosolv- Lignin in Monoethanolamin ist hierbei relativ hoch (250 g/Liter).A continuous extraction is preferred over a batch mode of operation. This can be carried out by letting the preheated extractant flow through the biomass filled into a pressure reactor or by leading the material to be extracted, the biomass, to the extractant in countercurrent. Both variants have the advantage over the autoclave, ie stationary operation, that secondary reactions are largely excluded as a result of the removal of the degradation products with the extractant. In addition, with the same extraction effect, a lower liquor ratio of extractant to chips and at a lower temperature can be used. The solubility of Organosolv lignin in monoethanolamine is relatively high (250 g / liter).
In einer bevorzugten erfmdungsgemäßen Ausführungsform wird die Extraktion mehrstufig, d.h. in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Extraktionen mit Alkanolamin durchgeführt. Hierbei wird vorzugsweise die gleiche Gesamtmenge an Alkanolamin wie bei einer einstufigen Extraktion eingesetzt. Hierbei kann in effektiver Weise eine Gegenstromextraktion erfolgen, da hierbei die kürzesten Extraktionszeiten realisiert werden.In a preferred embodiment of the invention, the extraction is multi-stage, i.e. carried out in at least two successive extractions with alkanolamine. Here, the same total amount of alkanolamine is preferably used as in a one-step extraction. In this case, countercurrent extraction can be carried out effectively, since the shortest extraction times are realized here.
Wird beispielsweise eine zweistufige Vorhydrolyse durchgeführt, dann läßt sich dies sehr gut mit den eingeführten Technologien zur Herstellung von chemo-mechanischer Pulp ("chemical mechanical pulp" == cmp) vereinbaren, wenn man die Dampfbe- handlung der am besten zusätzlich vorher mit verdünnter Essigsäure imprägnierten Hackschnitzel in einem sogenannten „inclined screw reactor" vornimmt (eigentliche Vorhydrolyse) und dann die Extraktion der Zucker unter Auffasern nach dem Gegen- stromprinzip ausführt.If, for example, a two-stage pre-hydrolysis is carried out, then this can be very well reconciled with the technologies introduced for the production of chemomechanical pulp ("chemical mechanical pulp" == cmp) if the steam treatment of the best is additionally carried out beforehand with dilute acetic acid impregnated wood chips in a so-called "inclined screw reactor" (actual pre-hydrolysis) and then the extraction of the sugar under fibrillation is carried out according to the countercurrent principle.
Monoethanolamin (im folgenden abgekürzt als: MEA) als Extraktionsmittel weist verschiedene Vorzüge auf. Beim pulping-Prozeß verhindert MEA die Ligninkondensation und das Aufpfropfen auf Cellulose, es schützt die Cellulose vor DP-Abbau, verbessert die Delignifizierung und verringert den Bedarf an Bleichchemikalien.Monoethanolamine (hereinafter abbreviated as: MEA) as an extractant has several advantages. In the pulping process, MEA prevents lignin condensation and grafting on cellulose, it protects the cellulose from DP degradation, improves delignification and reduces the need for bleaching chemicals.
Die Alkanolamin-Extraktion kann bei niedrigeren Temperaturen (etwa 100 bis 120°C) durchgeführt werden, wenn eine Ammoniak-Vorbehandlung vorgenommen wird.The alkanolamine extraction can be carried out at lower temperatures (about 100 to 120 ° C) if an ammonia pretreatment is carried out.
Trotz der niedrigen Temperaturen werden dann niedrige kappa-Zahlen erhalten. Außerdem werden Nebenreaktionen stark zurückgedrängt.Despite the low temperatures, low kappa numbers are then obtained. In addition, side reactions are strongly suppressed.
Nach der Extraktionsstufe wird der Celluloserohstoff gewonnen. Hierzu wird der stark dunkelbraun bis schwarz gefärbte Ligninextrakt von den Rohzellstofffasern auf geeignete Weise nach den für die fest/flüssig-Trennung üblichen Verfahren abgetrennt. Ist ein vollständiges Entfernen der im Rohzellstoff noch verbleibenden Reste an prozessmodifiziertem Lignin erwünscht, kann dieses mit einem geeigneten Lösemittel durch Wäsche oder Gegenstromwäsche extrahiert werden. Das hierbei verwen- dete Lösemittel wird anschließend durch Destillation vom Lignin und vom Extraktionsmittel abgetrennt, auf diese Weise zurückgewonnen und steht damit wieder zur Verfügung.After the extraction stage, the cellulose raw material is obtained. For this purpose, the strongly dark brown to black colored lignin extract is separated from the raw cellulose fibers in a suitable manner by the methods customary for solid / liquid separation. If complete removal of the process-modified lignin remaining in the raw pulp is desired, this can be extracted with a suitable solvent by washing or countercurrent washing. The solvent used here is then separated from the lignin and the extracting agent by distillation, is recovered in this way and is thus available again.
Der Rückstand nach dem Abdestillieren des Lösemittels kann zudem mit dem von den Fasern abgetrennten Extrakt vereinigt werden. Daraus werden Wasser und das alsThe residue after distilling off the solvent can also be combined with the extract separated from the fibers. This turns into water and that as
Extraktionsmittel dienende Alkanolamin durch Destillation, vorzugsweise Vakuumdestillation abgetrennt. Auch andere Trennprozesse, die wunschgemäß zum Einengen des Ligninextraktes - im Grenzfall bis zur Trockenmasse - führen, sind hier geeignet. Eine Abtrennung des Lignins gelingt auch, indem ein Nichtlösemittel zu der Lösung des Lignins in Alkanolamin zugegeben wird. Dabei fällt das Lignin in Form von Feststoffpartikeln aus und kann durch einen geeigneten Fest/Flüssigtrennprozeß, wie Filtration, Zentriiugation, Dünnschichtverdampfung oder Membrantrennverfahren vom Extraktionsmittel Alkanolamin abgetrennt werden. Die Abtrennung des Lignins kann zum Beispiel durch Einleiten von CO2 in den mit Wasser oder besser mit dem Waschwasser nach der Alkanolamin-Extraktion verdünnten, gegebenenfalls aufkonzentrierten Lignin/ Alk-molamin-Extrakt erfolgen. Durch das Aufkonzentrieren mittels einer Dünnschichtverdampfung oder einer geeigneten anderen Destillationsmethode wird ein Großteil des Alkanolamins in reiner Form zurückgewonnen. Der Rest des Alkanolamins wird destilliert, nachdem das Wasser aus der Fällflüssigkeit nach Abtrennen des Lignins - ebenfalls im Vakuum - abdestilliert wurde. Die Ligninausfäl- lung gelingt somit durch Einleiten von CO2 und Abzentrifugieren. Die sich mit dem CO2 bildende Additionsverbindung Alkanolamin*Cθ2 kann thermisch bzw. durch Eindüsen von Dampf wieder vollständig in Alkanolamin und CO2 zersetzt werden. Der Rückstand besteht aus in seiner Molmasse stark abgebautem, chemisch nicht wesentlich verändertem Lignin. Dieses kann daher als chemischer Rohstoff, z.B. für die Herstellung von Duroplasten oder von Polyurethanen, weiterverwendet werden.Extracting alkanolamine separated by distillation, preferably vacuum distillation. Other separation processes which, as desired, lead to the concentration of the lignin extract - in extreme cases to dry matter - are also suitable here. The lignin can also be separated off by adding a non-solvent to the solution of the lignin in alkanolamine. The lignin precipitates in the form of solid particles and can be separated from the extraction agent alkanolamine by a suitable solid / liquid separation process, such as filtration, centrifugation, thin-layer evaporation or membrane separation processes. The lignin can be separated off, for example, by introducing CO2 into the lignin / alk-molamine extract, which is optionally concentrated and diluted with water or better with the washing water after the alkanolamine extraction. By concentrating using thin film evaporation or another suitable distillation method most of the alkanolamine is recovered in pure form. The rest of the alkanolamine is distilled after the water has been distilled off from the precipitation liquid after the lignin has been separated off, likewise in vacuo. Lignin precipitation is thus achieved by introducing CO2 and centrifuging. The alkanolamine * CO 2 addition compound that forms with the CO2 can be completely decomposed into alkanolamine and CO2 again thermally or by injecting steam. The residue consists of lignin, which is greatly degraded in its molecular weight and not chemically modified. This can therefore be used as a chemical raw material, eg for the production of thermosets or polyurethanes.
Die abgebauten Hemicellulosen liegen in wässriger Lösung bzw. Suspension vor und können ebenfalls einer weiteren Verwendung zugeführt werden.The degraded hemicelluloses are in aqueous solution or suspension and can also be used again.
Der Rohzellstoff weist eine kappa-Zahl von höchstens etwa 20, vorzugsweise unter etwa 10 auf. Dies entspricht einem Ligningehalt von < 3 bzw. < 1,5 Masse- % und stellt einen vorteilhaften Einstieg in die Bleiche dar.The raw pulp has a kappa number of at most about 20, preferably below about 10. This corresponds to a lignin content of <3 or <1.5 mass% and represents an advantageous entry into bleaching.
In der Praxis kann ein sogenannter „inclined screw reactor" für die Vorhydrolyse verwendet werden, woran sich eine bei der Herstellung von "cmp" (sh. vorstehend) übli- ehe Auffaserung und Auswaschung anschließen. Bevorzugt ist zum Beispiel die Verwendung eines „inclined screw reactors" für die Vorbehandlung mit NH4OH/Alkanolamin, dann eine oben genannte Auffaserung für die gründliche Lig- ninextraktion in Form der Gegenstromextraktion. Diese beiden Schritte ergeben im ersten Fall eine schwach ligninhaltige, wasserreiche Fraktion, die mehrfach eingesetzt werden kann, wobei das Lignin aufkonzentriert wird, und im zweiten Fall eine stark ligninhaltige und Alkanolamin-reiche Fraktion. Die Vereinigung der beiden Fraktionen im Verhältnis wasserreich/ Alkanolamin-reich — 2/1 ermöglicht das Ausfällen des Lignins durch CO2 bei erhöhter Temperatur. Aus der Alkanolamin-reichen und wasserarmen Fraktion braucht nur wenig Wasser abdestilliert zu werden, um dann bei- spielsweise durch eine Dünnschichtverdampfung den größten Teil an Alkanolamin zurückgewinnen zu können und dabei gleichzeitig die Ligninkonzentration um mehr als 20% zu erhöhen. Zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den beigefügten Figuren 1 und 2 verschiedene Varianten des Verfahrens zur Auftrennung von lignocellulosehaltiger Biomasse in Form von Ablaufschemata wiedergegeben. In Figur 1 ist die sogenannte Vorhydrolyse, beispielsweise in Form des Steam-Explosion- bzw. des Steam-Refming- Verfahrens, dargestellt, die nach Extrahieren mit einem wässrigen Medium zur Abtrennung der Hemicellulosen führt. Hieran wird eine Auffaserung in einem Refiner durchgeführt, welche die Durchführung des weiteren Verfahrensgangs beeinflusst. Daran schließt sich fakultativ eine Ammoniakbehandlung an. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine sogenannte Ammoniakexplosion handeln. Im Anschluß daran kann erneut eine Auffaserung in einem Refiner erfolgen, wonach die Extraktion mit einem Alkanolamin, insbesondere Monoethanolamin, in batch- oder kontinuierlicher Fahrweise zur Auftrennung von Lignin und Cellulose führt. Die Durchführung einer Ammoniakbehandlung ist nicht zwingend erforderlich, es kann nach erfolgter Vorhydrolyse oder nach einem Steam-Explosion- oder einem Steam- Refming-Verfahren direkt eine Extraktion mit einem Alkanolamin angeschlossen werden.In practice, a so-called "included screw reactor" can be used for the pre-hydrolysis, which is followed by a fiberization and washing-out customary in the production of "cmp" (see above). For example, the use of an "included screw" is preferred reactors "for the pretreatment with NH 4 OH / alkanolamine, then an above-mentioned fibrillation for the thorough ligin extraction in the form of countercurrent extraction. In the first case, these two steps result in a weakly lignin-containing, water-rich fraction, which can be used several times, the lignin being concentrated, and in the second case, a high-lignin-containing and alkanolamine-rich fraction. The combination of the two fractions in the ratio water-rich / alkanolamine-rich - 2/1 enables the lignin to be precipitated by CO2 at elevated temperature. Only a little water needs to be distilled off from the alkanolamine-rich and low-water fraction in order to then be able to recover most of the alkanolamine, for example by thin-layer evaporation, and at the same time increase the lignin concentration by more than 20%. To illustrate the method according to the invention, various variants of the method for separating lignocellulose-containing biomass in the form of flow diagrams are shown in the attached FIGS. 1 and 2. 1 shows the so-called pre-hydrolysis, for example in the form of the steam explosion or steam refming process, which, after extraction with an aqueous medium, leads to the separation of the hemicelluloses. A refining is carried out on this in a refiner, which influences the execution of the further process. This is followed by an optional ammonia treatment. This can be a so-called ammonia explosion, for example. This can then be followed by fiberization in a refiner, after which the extraction with an alkanolamine, in particular monoethanolamine, leads to the separation of lignin and cellulose in batch or continuous mode. It is not absolutely necessary to carry out an ammonia treatment; after prehydrolysis or after a steam explosion or steam refming process, extraction with an alkanolamine can be carried out directly.
Eine Variante der Alkanolaminextraktion ist in Figur 2 detailliert dargestellt. Hier ist ein Rückführungskreislauf gezeigt, der die Rückgewinnung des eingesetzten Lösungsmittels bzw. des verwendeten Extraktionsmittels darstellt. Diese Variante erlaubt eine außerordentlich wirtschaftliche Betriebsweise.A variant of the alkanolamine extraction is shown in detail in FIG. 2. A recycling circuit is shown here, which represents the recovery of the solvent or the extraction agent used. This variant allows an extremely economical mode of operation.
Mit der Erfindung sind eine Vielzahl von Vorteilen verbunden. Ein Vorteil liegt zu- nächst darin, dass keinerlei schwefelhaltige Chemikalien für den Holzaufschluß verwendet werden. Ferner müssen chlorhaltige Chemikalien nicht für die Bleiche herangezogen werden.A number of advantages are associated with the invention. One advantage is that no sulfur-containing chemicals are used for the wood digestion. Furthermore, chlorine-containing chemicals do not have to be used for bleaching.
Bei der reinen Dampfbehandlung (Steam-Refining, Steam-Explosion) muß im Gegen- satz zur vorliegenden Erfindung der sogenannte Severity-Faktor, also das Integral aus der Dampftemperatur und der Einwirkdauer, so hoch gewählt werden, dass sowohl die Hemicellulosen als auch das Lignin erfolgreich abgebaut werden können, aber unter diesen drastischen Bedingungen nimmt eben auch die Molmasse der Cellulose stark ab und die Ligninbrachstücke neigen zur Kondensation. Die Vorteile dieses einstufigen Prozesses müssen demnach mit Kompromissen bei der Qualität der fraktionierten Komponenten erkauft werden.In the case of pure steam treatment (steam refining, steam explosion), in contrast to the present invention, the so-called severity factor, that is to say the integral of the steam temperature and the duration of action, must be chosen so high that both the hemicelluloses and the lignin can be successfully mined, however under these drastic conditions, the molecular weight of the cellulose also drops sharply and the lignin fragments tend to condense. The advantages of this one-step process have to be bought with compromises in the quality of the fractional components.
Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch darin, dass Hemicellulosen und Lignin in zwei verschiedenen Verfahrensstufen, dementsprechend angemessen und gezielt, von der Cellulose abgetrennt werden. Dies hat auch zur Folge, dass die Molmasse der Cellulose nicht so stark abnimmt und der Ligningehalt vor der Bleiche deutlich niedriger liegt als bei den oben genannten Verfahren und auch bei den industriell eingeführten Prozessen (Sulfat- und Sulfitverfahren).One of the advantages of the process according to the invention is that hemicelluloses and lignin are separated from the cellulose in two different process steps, accordingly appropriately and in a targeted manner. This also means that the molecular weight of the cellulose does not decrease so much and that the lignin content before bleaching is significantly lower than in the processes mentioned above and also in the industrially introduced processes (sulfate and sulfite processes).
Ferner kann der für die Vorhydrolyse der Hemicellulosen verwendete Dampf zum Vorheizen des Extraktors dienen. Er findet damit zweifache Nutzung. Die für das Auffasern aufzuwendende Energie ist ebenfalls infolge der starken Erweichung derFurthermore, the steam used for the prehydrolysis of the hemicelluloses can serve to preheat the extractor. It is used twice. The energy to be used for the unraveling is also due to the strong softening of the
Biomasse nach der Extraktion sehr gering. Das Auffasern erfolgt zumeist nach der Vorhydrolyse, in Einzelfällen nach dem Extraktionsschritt, ohne dass ein nennenswerter Eintrag an mechanischer Energie in Kauf genommen werden muss.Biomass very low after extraction. The fibrillation mostly takes place after the pre-hydrolysis, in individual cases after the extraction step, without having to accept any significant input of mechanical energy.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Vermeidung von Natronlauge als Extraktionsmittel für Lignin, wie es nach der Steam-Explosion bzw. dem Steam-Refming- Verfahren üblich ist. Gerade die Verwendung von Natronlauge bedingt den Bau und Betrieb sog. Recovery-Anlagen (Rückgewinnung) in den Zellstoffwerken. Deren Größe ist in erster Linie durch den wirtschaftlich nur in gewissen Größenordnungen sinnvollen Betrieb dieser Nebenanlagen bedingt.Another advantage lies in the avoidance of sodium hydroxide solution as an extracting agent for lignin, as is customary after the steam explosion or the steam refming process. The use of sodium hydroxide solution in particular requires the construction and operation of so-called recovery systems (recovery) in the pulp mills. Their size is primarily due to the economically sensible operation of these ancillary systems only to a certain extent.
Setzt man Getreidestroh als Ausgangsmaterial ein, so entfällt die bei NaOH mehrstufige und aufwendige klassische Rückgewinnung oder die Nassoxidation. Bei Alkanolamin besteht die Rückgewinnung in einer einfachen Vakuumdestillation. Die sich mit dem CO2 bildende Additionsverbindung Alkanolamin*Cθ2 kann thermisch bzw. durch Eindüsen von Dampf wieder vollständig in Alkanolamin und CO2 zersetzt werden. Die Notwendigkeit der Rückgewinnung von Natriumsalzen entfällt. Durch eine einfache Vorhydroylse mit Wasser wird die Alkanolamin-Extraktion so effektiv, dass bereits der Rohzellstoff eine ISO brightness von ca. 50% aufweist. Die Alkanolamin-Extraktion kann bei dem geringen Wassergehalt des Strohs auch drucklos durchgeführt werden, was die Verwendung von einfachen Apparaten gestattet.If cereal straw is used as the starting material, there is no need for the classic, multi-stage, time-consuming recovery or wet oxidation process. The recovery of alkanolamine is a simple vacuum distillation. The alkanolamine * CO 2 addition compound that forms with the CO2 can be completely decomposed into alkanolamine and CO2 again thermally or by injecting steam. There is no need to recover sodium salts. With a simple one Prehydroylysis with water makes the alkanolamine extraction so effective that the raw pulp already has an ISO brightness of approx. 50%. The alkanolamine extraction can also be carried out without pressure given the low water content of the straw, which allows the use of simple apparatus.
Die sog. "white liquor", also die Mischung aus mindestens 20%-iger Natronlauge und Natriumsulfid beim Sulfat(Kraft)-Prozeß, wird in einem relativ hohen Flottenverhältnis von 10: 1 auf die Biomasse (bspw. in Form von Hackschnitzeln) angewandt. Die Biomasse muß ferner in relativ engen Grenzen von gleicher Größe sein, da ansonsten beim Aufschluss z.B. größere Hackschnitzel in der Kochdauer nicht genügend von der white liquor durchdrungen werden. Demgegenüber erlaubt die Erfindung die Extraktion mit einem Alkanolamin bei wesentlich geringeren Flottenverhältnissen (etwa 3: 1) - insbesondere beim kontinuierlichen Betrieb. Dies wirkt sich positiv auf den Dampfverbrauch bei Extraktion und Rückgewinnung aus.The so-called "white liquor", ie the mixture of at least 20% sodium hydroxide solution and sodium sulfide in the sulfate (power) process, is applied to the biomass in a relatively high liquor ratio of 10: 1 (for example in the form of wood chips) . The biomass must also be of relatively the same size within relatively narrow limits, since otherwise e.g. larger chips are not sufficiently penetrated by the white liquor during the cooking time. In contrast, the invention allows extraction with an alkanolamine at significantly lower liquor ratios (approximately 3: 1) - especially in continuous operation. This has a positive effect on the steam consumption during extraction and recovery.
Beim Verfahren der Erfindung wird ferner vorteilhafterweise die Biomasse nach der Vorhydrolyse mit Dampf mit geringem mechanischen Energieaufwand in geeigneten Refmern bzw. Defibratoren zerspant, sodass bei der anschließenden Extraktion mit Alkanolamin die effektive Dauer nicht von Diffusionsprozessen beeinflußt wird.In the process of the invention, the biomass is advantageously machined with steam with little mechanical energy expenditure in suitable refers or defibrators after the pre-hydrolysis with steam, so that the effective duration is not influenced by diffusion processes in the subsequent extraction with alkanolamine.
Kleine dezentrale Einheiten zur Produktion von Chemiezellstoff können nicht unter optimalen wirtschaftlichen Bedingungen betrieben werden, wenn eine Rückgewinnung der Natronlauge erfolgen muß. Die Verwendung von Alkanolaminen als Extraktionsmittel ist demnach in zweifacher Hinsicht vorteilhaft: die Rückgewinnung durch Destillation ist bei den diesen Stoffen eigenen Verdampftmgswärmen nicht energieaufwendig. Die Abtrennung des Lignins kann ohne Verwendung von Säuren durchgeführt werden, was ebenfalls aufwendige Aufarbeitungsprozesse vermeidet und die Umwelt schont.Small decentralized units for the production of chemical pulp cannot be operated under optimal economic conditions if the sodium hydroxide solution has to be recovered. The use of alkanolamines as extractants is therefore advantageous in two respects: recovery by distillation is not energy-intensive with the heat of vaporization inherent in these substances. The separation of the lignin can be carried out without the use of acids, which also avoids complex work-up processes and protects the environment.
Zusatzstoffe zur Verhinderung der Kondensation des Lignins sind auch nicht erforderlich, was Kosten spart. Da eine Vorbehandlung mit Chemikalien, wie sie bei ausschließlichem Einsatz des Steam-Explosion- und des Steam-Refining- Verfahrens nötig ist, entfallen kann, gibt es keine Probleme mit deren Verteilung. Demzufolge weist das erfmdungsgemäße Verfahren eine sehr niedrige reject-Rate (grobe Holzbestandteile, die infolge mangelnder Verteilung nicht genügend aufgefasert sind) auf.Additives to prevent the condensation of the lignin are also not required, which saves costs. As a pretreatment with chemicals, as required when using only the steam explosion and steam refining process is eliminated, there are no problems with their distribution. As a result, the process according to the invention has a very low reject rate (coarse wood components which are not sufficiently frayed due to a lack of distribution).
Zudem weisen die Zellstoffe nach der Extraktion mit Alkanolamin eine gegenüber anderen Prozessen erhöhte Dekristallisation auf. Dies ist zweifelsohne für den Einsatz als Chemiezellstoffe sehr günstig, da hiermit die gleichmäßige Zugänglichkeit für Chemikalien zur Herstellung von Cellulosederivaten gegeben ist. Die Möglichkeit der Verwendung von Ammoniak in weitaus geringerer Menge als bei der reinen Ammoni- akexplosion von Holz wirkt sich ebenfalls günstig auf die Betriebskosten aus. Ein aufwendiges Rückgewinnen von flüssigem Ammoniak kann entfallen.In addition, after extraction with alkanolamine, the pulps show increased decrystallization compared to other processes. This is undoubtedly very cheap for use as chemical pulp, since it provides uniform access to chemicals for the production of cellulose derivatives. The possibility of using ammonia in a much smaller amount than with the pure ammonia explosion of wood also has a favorable effect on operating costs. There is no need for time-consuming recovery of liquid ammonia.
Da der Aufwand für die Bleiche naturgemäß umso geringer ist, je niedriger die kappa- Zahlen (die Ligningehalte) nach der Extraktion sind, liegen im Verfahren der Erfin- düng ebenfalls günstige Voraussetzungen vor. Infolge eines vollkontinuierlichen Betriebes liegen die spezifischen Investitionen demzufolge niedrig und die Raum- /Zeitausbeuten sind hoch. Es können einfache, kommerziell erhältliche Anlagenkomponenten verwendet werden. Dies erlaubt einen wirtschaftlichen Betrieb schon mit kleinen Anlagengrößen (Faktor 10 kleiner als die derzeitig eingesetzten Anlagen). Es kann ferner eine Kreislaufschließung bei der Alkanolamin-Rückgewinnung erfolgen. Hierdurch liegt ein geringerer Aufwand beim Aufkonzentrieren, weniger Wasserverbrauch und weniger Energiekosten bei der Destillation vor.Since the expenditure for bleaching is naturally lower, the lower the kappa numbers (the lignin contents) after the extraction, there are also favorable conditions in the process of the invention. As a result of a fully continuous operation, the specific investments are therefore low and the space / time yields are high. Simple, commercially available plant components can be used. This allows economical operation even with small system sizes (factor 10 smaller than the systems currently in use). The alkanolamine recovery can also be closed. As a result, there is less effort in concentrating, less water consumption and less energy costs in distillation.
Erfindungsgemäß kann die Vorhydrolyse entweder zum Gesamtabbau oder in gerin- gern Umfang herangezogen werden, wodurch sich eine weitere Variationsmöglichkeit ergibt. Wird im erfindungsgemäßen Verfahren eine mehrstufige Alkanolamin-Extraktion anstelle einer einstufigen gewählt, so bietet diese Alternative hinsichtlich Effizienz und Leistungsfähigkeit der Verfahrensführung weitere Vorteile.According to the invention, the pre-hydrolysis can be used either for total degradation or to a lesser extent, which results in a further possibility of variation. If a multi-stage alkanolamine extraction is selected instead of a single stage in the process according to the invention, this alternative offers further advantages with regard to efficiency and performance of the process control.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner die Verbesserung der Zuckerab- trennung durch Auffaserung vor bzw. nach der Vorhydrolyse erzielt. Darüber hinaus ist zur Verbesserung der Effektivität der Vorhydrolyse eine zweistufige Vorhydrolyse möglich. Kurze Verweilzeiten und effektive Extraktion der abgebauten Zucker führen zudem zu geringerer FurfuralbildungThe process according to the invention furthermore improves the sugar separation by fiberization before or after the pre-hydrolysis. In addition, to improve the effectiveness of pre-hydrolysis is a two-stage pre-hydrolysis possible. Short dwell times and effective extraction of the broken down sugars also lead to less furfural formation
Ein kontinuierliche Prozeßführang hat zudem Vorteile: Es entfällt die Verdrängung einer Prozeßflüssigkeit durch eine andere, wie dies bei der klassischen pulping-Tech- nologie in Kochern nötig ist. In Kochern sind die Austausch- und Waschprozesse weniger effektiv und dauern dabei relativ lang. Zudem ist die Trennschärfe bei der Verdrängung in der Praxis so, dass es zu unerwünschten Vermischungen oder zu unscharfen Übergängen kommt, sodass zusätzlicher Aufwand bei der Rückgewinnung erfor- derlich wird. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird der Einsatz von Apparaten möglich, die nicht auf hohe Drucke ausgelegt sein müssen.Continuous process control also has advantages: there is no need to displace one process liquid with another, as is necessary with classic pulping technology in stoves. The exchange and washing processes in stoves are less effective and take a relatively long time. In addition, the discriminatory power when displaced in practice is such that undesired mixing or blurred transitions occur, which means that additional effort in the recovery process is required. With a continuous process, the use of apparatus that does not have to be designed for high pressures is possible.
Die bei konventionellen Kochern gegebene Notwendigkeit, die Luft aus den Chips durch Wasser/Dampf zu vertreiben (andernfalls besteht die Gefahr, dass die Vorhy- drolse nicht homogen und gleichmäßig verläuft), besteht nicht; denn bei der Auffaserung nach der Erfindung, wie beispielsweise unter Verwendung der bei der Herstellung von "cmp" üblichen Technologien, bestehen homogene Bedingungen. Die Gefahr, dass in den Chips nach der Vorhy drolse und der Wäsche (wie beim konventionellen Verfahren unvermeidlich) Säurereste zurückbleiben, besteht ebenfalls bei der im Rahmen der Erfindung durchgeführten Auffaserung nicht.There is no need in conventional stoves to expel the air from the chips by means of water / steam (otherwise there is a risk that the pre-hydrolysis will not run homogeneously and evenly); because in the fibering according to the invention, such as, for example, using the technologies customary in the production of "cmp", homogeneous conditions exist. There is also no risk of acid residues remaining in the chips after the pre-hydrolysis and the washing (as is unavoidable in the conventional method) with the fiberization carried out within the scope of the invention.
Die Trocknung kann entfallen, wenn kleine dezentrale Einheiten wirtschaftlich arbeiten; dies ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Damit werden das spezifische Invest und die Betriebskosten deutlich abgesenkt. Das erfindungsgemäße Ver- fahren liefert darüber hinaus höhere Ausbeuten als andere Chemiezellstoffverfahren; eine Kaltalkaliextraktion zur Erzielung niedriger Hemicelluloserestgehalte ist ebenfalls nicht erforderlich.Drying can be omitted if small, decentralized units work economically; this is possible with the method according to the invention. This significantly reduces the specific investment and operating costs. The process according to the invention also delivers higher yields than other chemical pulp processes; cold alkali extraction to achieve low hemicellulose residues is also not necessary.
Die Bleiche des erhaltenen Produkts ist beispielsweise mit Peressigsäure möglich, was eine sich direkt anschließende Acetylierung ohne Lösemittelwechsel erlaubt und eine hohe Kostenersparnis darstellt. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen, welche die er findungs gemäße Lehre nicht beschränken sollen, im Einzelnen beschrieben. Dem Fachmann sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Offenbarung weitere Ausführungsbeispiele offensichtlich.The bleaching of the product obtained is possible, for example, with peracetic acid, which allows a subsequent acetylation without changing the solvent and represents a high cost saving. The invention is described in detail below with the aid of examples, which are not intended to restrict the teaching according to the invention. Further exemplary embodiments are obvious to the person skilled in the art in the context of the disclosure according to the invention.
BeispieleExamples
In den Beispielen wurden folgende Analysenmethoden verwendet:The following analytical methods were used in the examples:
a. Kappa-Zahlbestimmung /Ligningehalta. Kappa number determination / lignin content
Diese wurde nach Zellcheming Merkblatt IN/37/80 vorgenommen. Dabei wird mit 0, 1 n Kaliumpermanganatlösung (3, 161 g/1) titriert. Die Anzahl der bei der Titration verbrauchten ml pro Gramm Zellstoff ist gleich der kappa-Zahl. Der Ligningehalt läßt sich aus der Kappa-Zahl durch Multiplikation mit 0, 15 abschätzen.This was done according to Zellcheming Leaflet IN / 37/80. It is titrated with 0.1 N potassium permanganate solution (3.161 g / 1). The number of ml per gram of pulp used in the titration is equal to the kappa number. The lignin content can be estimated from the kappa number by multiplying by 0.15.
b. Optische Dichte des MEA-Extraktes als Maß für die Ligninkonzentrationb. Optical density of the MEA extract as a measure of the lignin concentration
In einer 1 mm - Quarzküvette wurde bei dem um den Faktor 100 mit MEA verdünn- ten Extrakt bei der Wellenlänge λ=281 nm, dem Absorptionsmaximum des LigninsIn a 1 mm quartz cuvette, the extract diluted by a factor of 100 with MEA at the wavelength λ = 281 nm was the absorption maximum of the lignin
(vgl. Fengel, Wegener „Wood,, S. 159, Tab. 6-5 Extinction coefficients of lignin: für Organosolvlignin gilt ε= 24 - 26 [1/ g*cm]) die Messung durchgeführt.(cf. Fengel, Wegener "Wood", p. 159, Tab. 6-5 Extinction coefficients of lignin: for organosolvlignin, ε = 24 - 26 [1 / g * cm]) the measurement was carried out.
Aus eigenen Messungen von UV-Spektren (Konzentrationsreihe mit Organosolvlignin in Monoethanolamin) wurde der Extinktionskoeffizient zu ε= 26 [1/ g*cm]) aus der optischen Dichte bei λ=281 nm ermittelt. Dieser diente für die Berechnung der Konzentration des durch MEA extrahierten Lignins.The extinction coefficient of ε = 26 [1 / g * cm]) was determined from the optical density at λ = 281 nm from our own measurements of UV spectra (concentration series with organosolvlignin in monoethanolamine). This was used to calculate the concentration of the lignin extracted by MEA.
c. DP-Bestimmungc. DP determination
Die DP-Bestimmung wurde mit dem bekannten Cuoxam-V erfahren durchgeführt. Es wurde wie folgt vorgegangen:The DP determination was carried out using the known Cuoxam method. The procedure was as follows:
1. Vorhydrolyse:1. Pre-hydrolysis:
Ohne Säurezusatz:Without added acid:
Die Hackschnitzel wurden in einem Kocher auf 160°C mit Dampf aufgeheizt, dann eine Stunde bei 160°C belassen. Das Kondensat wies einen pH-Wert von 4,6 auf.The chips were heated in a cooker to 160 ° C with steam, then left at 160 ° C for one hour. The condensate had a pH of 4.6.
Mit Säurezusatz: Die vorzerkleinerten Hackschnitzel wurden in einem 10-Liter Autoklaven unter Zusatz von Schwefelsäure oder Salzsäure in 20-30 Minuten auf die Endtemperatur der Vorhydrolyse aufgeheizt. Das Massenverhältnis von Dampf zu Hackschnitzeln (mit 50 Masse- % Feuchte) war im Bereich 1 : 1 bis 3: 1. Die Endtemperatur lag zwischen 120 °C und 180°C. Die Verweilzeiten lagen bei maximal 60 Minuten.With added acid: The pre-shredded wood chips were heated in a 10 liter autoclave with the addition of sulfuric acid or hydrochloric acid to the final temperature of the pre-hydrolysis in 20-30 minutes. The mass ratio of steam to wood chips (with 50 mass% moisture) was in the range 1: 1 to 3: 1. The final temperature was between 120 ° C and 180 ° C. The residence times were a maximum of 60 minutes.
Vorbehandlung mit Ammoniak:Pretreatment with ammonia:
Die vorzerkleinerten Hackschnitzel wurden in einem druckfesten Reaktor mit flüssigem Ammoniak unter Druck bei einem Massenverhältnis im Bereich 0, 1 : 1 bis 4: 1 wenige Minuten bei Temperaturen von 80 < T < 125 °C behandelt, sodann wurde durch Öffnen eines Kugelhahnes der Inhalt des Druckreaktors schlagartig entladen. Die noch ammoniakhaltigen Hackschnitzel wurden anschließend extraktiv weiterbehandelt.The pre-shredded wood chips were treated in a pressure-resistant reactor with liquid ammonia under pressure at a mass ratio in the range from 0.1: 1 to 4: 1 for a few minutes at temperatures of 80 <T <125 ° C, then the contents of the Suddenly discharge the pressure reactor. The wood chips that still contain ammonia were then subjected to additional treatment.
In einer alternativen Behandlung wurden die vorzerkleinerten Hackschnitzel mit Ammoniak in Form von kommerziell erhältlichem Ammoniakwasser (25 Masse- %) bei Raumtemperatur getränkt, dann vom Ammoniakwasser ab filtriert und extrahiert.In an alternative treatment, the pre-shredded wood chips were soaked with ammonia in the form of commercially available ammonia water (25% by mass) at room temperature, then filtered off and extracted from the ammonia water.
Beispiel 1 (Nergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)
Zerkleinerte und vorhydrolysierte (160°C, 1 Stunde) Hackschnitzel (40 g) wurden mit flüssigem Ammoniak behandelt, aus dem Druckreaktor durch schlagartige Entladung entfernt und dann in einem Kύchenmixer zu Einzelfasern aufgeschlagen. Die Kappa- Zahl wurde zu 142 ermittelt. Nach einer alkalischen Extraktion (8 Masse- % NaOH bzgl. Hackschnitzel auf der Basis ofentrocken gerechnet) bei 90 °C wahrend einer Stunde, einer ausgiebigen Wäsche mit der ungefähr 50-fachen Menge an destilliertem Wasser und Abschleudern in einer Wäschetrommel auf einen Feststoffgehalt von 30- 40 % wurde die Kappa-Zahl zu 131 bestimmt.Crushed and pre-hydrolyzed (160 ° C, 1 hour) wood chips (40 g) were treated with liquid ammonia from the pressure reactor by sudden discharge removed and then whipped into individual fibers in a kitchen mixer. The Kappa number was found to be 142. After an alkaline extraction (8% by mass NaOH or wood chips based on oven-dry) at 90 ° C for one hour, an extensive wash with about 50 times the amount of distilled water and centrifuging in a laundry drum to a solids content of 30 - 40% the kappa number was determined to be 131.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)
Zerkleinerte und vorhydrolysierte (160°C, 1 Stunde) Hackschnitzel (40 g) wurden in einer Mischung bestehend aus flussigem Ammoniak, Monoethanolamin und Wasser (80 g 40 g : 20 g) im Drackreaktor bei 140°C gekocht, dann schlagartig aus dem Reaktor entladen, gewaschen und getrocknet. Die Kappa-Zahl betrug 143, nach der alkalischen Extraktion des Beispiels 1 war die Kappa-Zahl 129.Crushed and pre-hydrolyzed (160 ° C, 1 hour) wood chips (40 g) were boiled in a mixture consisting of liquid ammonia, monoethanolamine and water (80 g 40 g: 20 g) in a drain reactor at 140 ° C, then suddenly from the Unload reactor, washed and dried. The kappa number was 143, after the alkaline extraction of example 1 the kappa number was 129.
Beispiel 3:Example 3:
Einfluß des Drucks bei der Extraktion mit MonoethanolaminInfluence of pressure during extraction with monoethanolamine
10 g zerkleinerte, vorhydrolysierte und ammoniakexplodierte Hackschnitzel wurden mit jeweils 110 ml MEA während zwei Stunden einmal unter atmosphärischen Bedingungen (Kochen unter Rückfluss) und zum anderen unter dem sich im Autoklaven ergebenden Druck von 3 bar bei 180°C extrahiert. Die optischen Dichten (gemessen bei λ= 281 nm) waren 0,25 bzw. 0,55. Dies zeigt, daß der Druck ein wichtiger Parameter bei der Extraktion ist.10 g of shredded, pre-hydrolyzed and ammonia-exploded wood chips were extracted with 110 ml MEA for two hours once under atmospheric conditions (refluxing) and the other under the pressure in the autoclave of 3 bar at 180 ° C. The optical densities (measured at λ = 281 nm) were 0.25 and 0.55, respectively. This shows that pressure is an important parameter in the extraction.
Beispiel 4:Example 4:
Einfluß der Menge an Extraktionsmittel MonoethanolaminInfluence of the amount of extractant monoethanolamine
10 g zerkleinerte und vorhydrolysierte Hackschnitzel wurden mit den unten angegebe- nen Mengen an MEA wahrend drei Stunden unter den sich im Autoklaven ergebenden Drucken bei 155 °C extrahiert. Die Ergebnisse sind in Figur 3 dargestellt. Diese zeigen, daß die extrahierte Ligninmenge in weiten Bereichen nicht von der eingesetzten Menge an Monoethanolamin bezogen auf 10 g Hackschnitzel natürlicher Feuchte (50 Masse- %) abhängt.10 g of shredded and pre-hydrolyzed wood chips were extracted with the amounts of MEA given below for three hours under the pressure in the autoclave at 155 ° C. The results are shown in Figure 3. These show that the amount of lignin extracted does not largely depend on the amount of monoethanolamine used based on 10 g of wood chips of natural moisture (50% by mass).
Beispiel 5:Example 5:
Einfluß der TemperaturInfluence of temperature
10 g zerkleinerte und vorhydrolysierte Hackschnitzel wurden mit jeweils 110 ml MEA während zwei Stunden unter dem sich im Autoklaven ergebenden Druck bei verschiedenen Temperaturen extrahiert.10 g of shredded and prehydrolyzed wood chips were extracted with 110 ml of MEA for two hours under the pressure in the autoclave at various temperatures.
Tabelle 1Table 1
Temperaturen weit über dem Siedepunkt von MEA (170°C) bringen offensichtlich keine weitere Steigerung der Ligninextraktion; möglicherweise hängt dies mit der oberhalb des Siedepunktes einsetzenden Zersetzung des MEA in Acetaldehyd und Ammoniak zusammen.Temperatures far above the boiling point of MEA (170 ° C) obviously do not bring any further increase in lignin extraction; this may be related to the decomposition of the MEA into acetaldehyde and ammonia which begins above the boiling point.
Beispiel 6:Example 6:
Einfluß der ExtraktionsdauerInfluence of the extraction time
10 g zerkleinerte und vorhydrolysierte Hackschnitzel wurden mit jeweils 110 ml MEA während der angegebenen Zeiten unter dem sich im Autoklaven ergebenden Drucken bei 155 °C extrahiert. Eine Dauer von zwei Stunden Extraktion im Autoklaven erscheint demnach bei 155 °C erforderlich, um zu stabilen Verhältnissen zu kommen. Tabelle 210 g of shredded and pre-hydrolyzed wood chips were extracted with 110 ml of MEA for the times indicated under the pressure at 155 ° C. which resulted in the autoclave. A duration of two hours of extraction in an autoclave appears to be necessary at 155 ° C in order to achieve stable conditions. Table 2
Beispiel 7: Extraktion mit Derivaten von MonoethanolaminExample 7: Extraction with derivatives of monoethanolamine
N-Methylmonoethanolamm und N,N-Dimethylmonoethanolamin, zeigen keine Wirkung bei der Extraktion, da der Stickstoff durch Alkylgruppen substituiert ist.N-methylmonoethanolamm and N, N-dimethylmonoethanolamine, have no effect on the extraction, since the nitrogen is substituted by alkyl groups.
Beispiel 8:Example 8:
Einfluß der Vorbehandlung der HackschnitzelInfluence of the pretreatment of the wood chips
10 g zerkleinerte Hackschnitzel wurden nach unterschiedlicher Vorbehandlung unter dem sich im Autoklaven ergebenden Druck bei 155 °C extrahiert. Dabei zeigte sich, daß die Vorbehandlung einen großen Einfluß auf das Extraktionsergebnis hat.After various pretreatments, 10 g of shredded wood chips were extracted at 155 ° C. under the pressure resulting in the autoclave. It turned out that the pretreatment has a great influence on the extraction result.
a) Mit 110 ml MEA, Dauer 3 Stundena) With 110 ml MEA, duration 3 hours
Tabelle 3Table 3
b) Mit 30 ml MEA und drei Stunden Dauer b) With 30 ml MEA and three hours duration
Tabelle 4Table 4
c) Mit 110 ml MEA, Dauer 1 Stundec) With 110 ml MEA, duration 1 hour
Tabelle 5Table 5
Die Ligninextraktion wird demnach wesentlich verbessert, wenn eine Ammoniakexplosion stattgefunden hat. Andererseits bringt eine Zugabe von MEA mit dem Ammoniak zu den Hackschnitzeln vor der Explosion keinen positiven Effekt gegenüber der NH3-Explosion ohne MEA-Zusatz. Beispiel 9:The lignin extraction is therefore significantly improved if an ammonia explosion has occurred. On the other hand, adding MEA with the ammonia to the chips before the explosion does not have a positive effect on the NH 3 explosion without adding MEA. Example 9:
Einfluß von mehrfachen Extraktionsbehandlungen der gleichen ProbeInfluence of multiple extraction treatments on the same sample
Damit soll die Effizienz der Extraktionsbehandlung demonstriert werden. 10 g zerkleinerte und vorhydrolisierte Hackschnitzel wurden unter dem sich im Autoklaven ergebenden Druck bei 155°C extrahiert.This is intended to demonstrate the efficiency of the extraction treatment. 10 g of shredded and prehydrolyzed wood chips were extracted at 155 ° C. under the pressure resulting in the autoclave.
Tabelle 6Table 6
Die Hackschnitzel hatten also schon im ersten Durchgang das Lignin bereits weitgehend verloren.The wood chips had already largely lost the lignin in the first run.
Tabelle 7Table 7
Auch mit einer geringen MEA-Menge läßt sich bereits im ersten Durchgang der Ligningehalt auf weniger als 10 % des ursprünglichen (Vergleich der optischen Dichten) verringern. Tabelle 8Even with a small amount of MEA, the lignin content can be reduced to less than 10% of the original (comparison of the optical densities) in the first pass. Table 8
Selbst bei einer Extraktionszeit von nur 45 Minuten und einer geringen Menge an Monoethanolamin läßt sich der Ligningehalt sukzessive senken.Even with an extraction time of only 45 minutes and a small amount of monoethanolamine, the lignin content can be gradually reduced.
Beispiel 10:Example 10:
Kontinuierliche ExtraktionContinuous extraction
Anhand Figur 4 werden die Ergebnisse bei der kontinuierlichen Extraktion erläutert.The results of the continuous extraction are explained on the basis of FIG.
Aufgetragen sind die kumulativen extrahierten Ligninmengen, angegeben in % des absoluten Ligningehaltes, für Reihe 1 (100°C), Reihe 2 (140°C) und Reihe 3 (170°C). Die Extraktionsgeschwindigkeit betrag ca. 45 ml in der Stunde. Verwendet wurden zerkleinerte und vorhydrolysierte Hackschnitzel (40 g).The cumulative extracted amounts of lignin, expressed in% of the absolute lignin content, are plotted for row 1 (100 ° C.), row 2 (140 ° C.) and row 3 (170 ° C.). The extraction rate is about 45 ml per hour. Crushed and prehydrolyzed wood chips (40 g) were used.
Die verwendete Apparatur ist eine druckfeste Chromatographiesäule, die mit den Hackschnitzeln gefüllt war. Diese wurde über elektrische Heizbänder auf die angegebenen Temperaturen gebracht; die Temperaturen wurden durch eine elektronische Regelung konstant gehalten. Das Monoethanolamin wurde mittels einer Hochdruckpumpe (HPLC) vorgeheizt durch die Hackschnitzel gepumpt. Es wurden Fraktionen von jeweils 25 ml gesammelt, von denen nach Verdünnung um den Faktor 100 die optischen Dichten gemessen wurden.The apparatus used is a pressure-resistant chromatography column that was filled with the wood chips. This was brought to the specified temperatures using electric heating tapes; the temperatures were kept constant by an electronic control. The monoethanolamine was preheated and pumped through the wood chips using a high pressure pump (HPLC). Fractions of 25 ml each were collected, of which the optical densities were measured after being diluted by a factor of 100.
In Fig. 4 ist auf der Ordinate der relative Prozentsatz an aus dem Holz extrahiertem Lignin aufgetragen. Hierbei entsprechen 100% an extrahiertem Lignin der ursprünglich im Holz enthaltenen Menge an Lignin. Bei einem Einsatz von 40 g Holz der Feuchte 50 Masse- % ist der Anteil des Holzes 20 g. Mit einem für Buchenholz typischen Ligningehalt von 22 Masse- % sind demnach 4,4 g Lignin enthalten. Diese 4,4 g Lignin entsprechen dem Ordinatenwert von 100 in Fig. 4, d.h. das gesamte im Holz enthaltene Lignin wurde extrahiert. Entsprechendes gilt nun für kleinere Ordinatenwerte:In FIG. 4, the relative percentage of lignin extracted from the wood is plotted on the ordinate. Here, 100% of extracted lignin corresponds to the amount of lignin originally contained in the wood. When using 40 g of wood with a moisture content of 50% by mass, the proportion of wood is 20 g. With a lignin content of 22% by mass typical for beech wood, 4.4 g of lignin are contained. This 4.4 g of lignin corresponds to the ordinate value of 100 in FIG. 4, ie all the lignin contained in the wood has been extracted. The same applies to smaller ordinate values:
Tabelle 9Table 9
* absoluter Prozentsatz des im Holz enthaltenen Lignins* absolute percentage of the lignin contained in the wood
** die kappa-Zahl ist eine in der Zellstoffindustrie gebräuchliche Größe; sie errechnet sich aus dem absoluten Ligningehalt, indem man diesen durch** the kappa number is a standard used in the pulp industry; it is calculated from the absolute lignin content by going through it
0, 15 dividiert.0, 15 divided.
Es ist hier demnach beispielhaft für die Reihe 2 in Figur 4, also die dunkle Säule, angegeben, daß bei der 4. Fraktion die dunkle Säule nahezu 80 % erreicht. Da auf der Ordinate die Menge an extrahiertem Lignin in Prozent des ursprünglichen Ligninge- haltes des Holzes angegeben ist, folgt daraus, dass nach der 4. Fraktion nur noch 20 % des ursprünglich im Holz enthaltenen Lignins noch nicht extrahiert wurden. Da mit einer Extraktionsgeschwindigkeit von 45 ml/Stunde extrahiert wird und jede FraktionIt is therefore given here, by way of example, for row 2 in FIG. 4, that is to say the dark column, that in the fourth fraction the dark column reaches almost 80%. Since the ordinate shows the amount of extracted lignin as a percentage of the original lignin content of the wood, it follows that after the 4th fraction only 20% of the lignin originally contained in the wood has not yet been extracted. As is extracted at an extraction rate of 45 ml / hour and each fraction
25 ml beträgt, ergibt sich überschlägig, daß nach 4 Fraktionen = 100 ml Extrakt die Extraktionszeit etwas über 2 Stunden gelegen hat. Beispiel 11:25 ml, it can be seen that after 4 fractions = 100 ml extract the extraction time was a little over 2 hours. Example 11:
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit Eucalypms Urograndis durchgeführt. Es wurden folgende Bestimmungen durchgeführt:The method according to the invention was carried out with Eucalypms Urograndis. The following determinations were carried out:
a) Celluloseausbeute und Xylose-Gehalt für Eucalyptus Urograndis:a) Cellulose yield and xylose content for Eucalyptus Urograndis:
Tabelle 10Table 10
* H.Sixta, A. Borgards, "Das Papier" 4 (1999), S. 220 ff.* H.Sixta, A. Borgards, "Das Papier" 4 (1999), pp. 220 ff.
b) Xylose-Gehalt und DP für Eucalyptus Urograndis:b) Xylose content and DP for Eucalyptus Urograndis:
Tabelle 11Table 11
c) Essigsäurerückhaltevermögen: c) Acetic acid retention:
Tabelle 12Table 12
d) Das erhaltene Röntgenbeugungsdiagramm ist aus Figur 5 ersichtlich. Die gefundenen Peaks waren die folgenden:d) The X-ray diffraction diagram obtained can be seen from FIG. 5. The peaks found were as follows:
Tabelle 13Table 13
Untergrund = 47.7 + 2.61*20 Tabelle 14Underground = 47.7 + 2.61 * 20 Table 14
Peak 1: 20= 15.540° ß = 3.885° INT = 304 c/s = 69%Peak 1: 20 = 15,540 ° ß = 3,885 ° INT = 304 c / s = 69%
Peak 2: 20 = 20.901 ° ß = 7.808° INT = 204 c/s = 93 %Peak 2: 20 = 20.901 ° ß = 7.808 ° INT = 204 c / s = 93%
Peak 3: 20=22.266° ß=2.418° INT = 707 c/s = 100%Peak 3: 20 = 22.266 ° ß = 2.418 ° INT = 707 c / s = 100%
Peak 4: 20 = 34.372° ß=2.668° INT = 72 c/s = 11 %Peak 4: 20 = 34,372 ° ß = 2,668 ° INT = 72 c / s = 11%
Beispiel 12:Example 12:
Vorhydrolyse von EucalypmsPre-hydrolysis of Eucalypms
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Vorhydrolyse von Eucalyptus durchgeführt. In der nachfolgenden Tabelle 15 wird eine Massenbilanz unter Berücksichtigung des Einflusses einer Zerkleinerung durch einen Disc refiner wiedergegeben:A pre-hydrolysis of eucalyptus was carried out using the method according to the invention. Table 15 below shows a mass balance taking into account the influence of size reduction by a disc refiner:
Tabelle 15Table 15
= nicht detektierbar= not detectable
+ = unterhalb der Detektions grenze (0,3 mg/100 mg) Beispiel 13:+ = below the detection limit (0.3 mg / 100 mg) Example 13:
Einfluß einer Vorbehandlung mit AmmoniakwasserInfluence of pretreatment with ammonia water
a) Zur Vorbehandlung bei Raumtemperatur über 30 Minuten wurde 25 %iges Ammoniakwasser in einer Menge eingesetzt, dass auf 30 g Buchenhackschnitzel mit einem Wassergehalt von 70 Masse- % 7 g reiner NH- kamen. Die Extraktion des Lignins aus den mit dem Ammoniakwasser imprägnierten Hackschnitzeln wurde mit 60 g MEA bei 140°C im Verlauf von zwei Stunden vorgenommen. Dabei wurde eine kappa-Zahl von 10 erhalten.a) For the pretreatment at room temperature for 30 minutes, 25% ammonia water was used in an amount such that 7 g of pure NH 2 were added to 30 g of beech chips with a water content of 70% by mass. The lignin was extracted from the wood chips impregnated with the ammonia water using 60 g of MEA at 140 ° C. over a period of two hours. A kappa number of 10 was obtained.
b) Der Vergleichsversuch (ohne Imprägnierung) ergab unter sonst gleichen Versuchsbedingungen eine kappa-Zahl von 18.b) The comparison test (without impregnation) gave a kappa number of 18 under otherwise identical test conditions.
Der Einfluß der Temperamr auf die Ligninextraktion unter Verwendung von MEA mit und ohne Vorbehandlung durch Ammoniakwasser geht aus Figur 6 hervor.The influence of the temperature on the lignin extraction using MEA with and without pretreatment by ammonia water is shown in FIG. 6.
Deutlich wird dabei, dass bei gleicher Extraktionstemperamr die kappa-Zahl nach einer vorangegangenen Behandlung mit Ammoniakwasser verringert werden kann. Für die Erzielung einer bestimmten kappa-Zahl kann man mit entsprechender Vorbehandlung bei einer ca. 15 bis 20°C tieferen Extraktionstemperamr arbeiten. Aus der Extrapolation der Kurven kappa=f (Extraktionstemperamr) nach tieferen Temperaturen hin wird ersichtlich, dass sich mit Imprägnierung durch Ammoniakwasser die Extraktionstemperamr durchaus auf 100 bis 110°C erniedrigen ließe. Eine niedrige Extraktionstemperamr bedingt, dass auch Nebenreaktionen in geringerem Umfang ablaufen. Das Verhältnis der Aktivierungsenergien der Extraktion mit/ohne Vorbe- handlung mit/ohne Ammoniakwasser läßt sich aus den Neigungen der Geraden ln(kappa) vs. 1/T zu 0,87 ermitteln.It becomes clear that the kappa number can be reduced after a previous treatment with ammonia water at the same extraction temperature. To achieve a certain kappa number, one can work with appropriate pretreatment at an extraction temperature approx. 15 to 20 ° C lower. From the extrapolation of the curves kappa = f (extraction temperature) towards lower temperatures it can be seen that the extraction temperature could be reduced to 100 to 110 ° C by impregnation with ammonia water. A low extraction temperature means that side reactions also take place to a lesser extent. The ratio of the activation energies of the extraction with / without pretreatment with / without ammonia water can be determined from the inclinations of the straight line ln (kappa) vs. Determine 1 / T as 0.87.
Beispiel 14:Example 14:
Einfluß einer mehrstufigen ExtraktionInfluence of a multi-stage extraction
Bei Verwendung der insgesamt gleichen Menge an Monoethanolamin für die Ligninextraktion ist die Absenkung der kappa-Zahl stärker, wenn die eingesetzte Monoetha- nolamin-Menge auf zwei aufeinderfolgende Extraktionen verteilt wird. Dies zeigt Figur 7, in der die Kappazahl von Eukalyptuszellstoff nach ein- und zweistufiger Extraktion mit Monoethanolamin (30-1-Kocher; T = 160°C, ti .stufe = 90 min, ü.s-ufe = 120 min) dargestellt ist.When using the same total amount of monoethanolamine for the lignin extraction, the lowering of the kappa number is greater if the monoetha- nolamine amount is divided into two successive extractions. This is shown in FIG. 7, in which the kappa number of eucalyptus pulp is shown after one- and two-stage extraction with monoethanolamine (30-1 stove; T = 160 ° C., ti. Stage = 90 min, ü.s-stage = 120 min) .
Beispiel 15:Example 15:
Einfluß des bei der Extraktion herrschenden Druckes:Influence of the pressure prevailing during the extraction:
Dies ist in Figur 8 dargestellt, wobei die Kappazahl von Eukalypmszellstoff nach zweistufiger Extraktion mit Monoethanolamin (Parameter: mit und ohne Druck, Laborautoklav, T = 160° C, t = 2x60 min) dargestellt ist.This is shown in FIG. 8, the kappa number of eucalyptus pulp being shown after two-stage extraction with monoethanolamine (parameters: with and without pressure, laboratory autoclave, T = 160 ° C., t = 2x60 min).
Beispiel 16:Example 16:
Einfluß des Wassergehaltes während der MEA-Extraktion des Lignins:Influence of water content during the MEA extraction of the lignin:
Bei einem Massenverhältnis von MEA/Wasser=4,9/1 und einer Holzfeuchte von 50% (Gesamtwassergehalt im System während der Extraktion ~ 17%) wird für Extraktionsbedingungen von 2 Smnden bei 160°C kein Unterschied zu einer Extraktion dieser Hackschnitzel mit reinem MEA (Gesamtwassergehalt im System während der Extrak- tion ~ 8 %) gefunden. Dagegen läßt die Extraktionswirkung nach, wenn das Massenverhältnis von MEA/ Wasser =2, 6/1 ist (Gesamtwassergehalt im System während der Extraktion ~ 26 %).With a mass ratio of MEA / water = 4.9 / 1 and a wood moisture content of 50% (total water content in the system during the extraction ~ 17%), there is no difference for extraction conditions of 2 mouths at 160 ° C compared to an extraction of these wood chips with pure MEA (Total water content in the system during the extraction ~ 8%) found. In contrast, the extraction effect diminishes when the mass ratio of MEA / water = 2.6 / 1 (total water content in the system during the extraction ~ 26%).
Beispiel 17: Einfluß des Hemicellulosegehaltes auf die Extrahierbarkeit des LigninsExample 17: Influence of the hemicellulose content on the extractability of the lignin
Bei den bisher für die MEA-Extraktion eingesetzten Stoffen war der Grad der Vorhydrolyse sehr unterschiedlich. Dementsprechend variierte der Resthemicellulosegehalt von 1,5 bis 16 Masse- % . Ein merklicher Einfluß auf die Extrahierbarkeit des Lignins durch Monoethanolamin konnte nicht festgestellt werden. Beispiel 18:The degree of pre-hydrolysis was very different for the substances previously used for MEA extraction. The residual hemicellulose content accordingly varied from 1.5 to 16% by mass. A noticeable influence on the extractability of the lignin by monoethanolamine could not be found. Example 18:
Die Ausbeute bei der Folge der Prozessschritte „Vorhydrolyse - Wäsche - MEA-Extraktion - Wäsche"' ist unter Verwendung des gleichen Holztyps deutlich höher als bei konventionellen Pulpingverfahren und auch höher als bei neueren Pulpingmethoden. Eucalypms pulping mit niedrigerem Xylose-Gehalt (acetate grade) ist mit viel höherer Ausbeute erreichbar als bei einem modernen Vorhydrolyse-Sulfat- Verfahren. Dies zeigt die nachfolgende tabellarische Übersicht: The yield in the course of the process steps "pre-hydrolysis - washing - MEA extraction - washing"'is significantly higher using the same wood type than with conventional pulping processes and also higher than with newer pulping methods. Eucalypms pulping with a lower xylose content (acetate grade) can be achieved with a much higher yield than with a modern pre-hydrolysis-sulfate process, as shown in the following table:
Tabelle 16Table 16
4--4--
*): Zusammensetzung von Eucalyptus (O. Kordsachia, R. Patt, H. Sixta Das Papier 2 (1999). 96 : 52% Cellulose, 20% Gliicuronoxylan, 2% Gluconianiian und 23% Lignin **): beispielsweise Bacell Process ( H. Sixta, A. Borgards "Das Papier" 4 (1999), S. 220 ff.) *): Composition of eucalyptus (O. Kordsachia, R. Patt, H. Sixta Das Papier 2 (1999). 96: 52% cellulose, 20% gliicuronoxylan, 2% gluconianiian and 23% lignin **): for example Bacell Process ( H. Sixta, A. Borgard's "Das Papier" 4 (1999), p. 220 ff.)
Beispiel 19:Example 19:
Variation der VorhydrolysebedingungenVariation of the pre-hydrolysis conditions
Je nach Holzart können die Vorhydrolysebedingungen (Aufheizzeit, Dauer, Temperamr, Säureart und -konzentration) angepaßt werden, um den gewünschten Hemicel- luloserestgehalt zu erreichen. Die folgende Tabelle gibt den erreichten Stand bei Versuchen im Labor autoklaven wieder (Aufheizzeit ca. 30 Minuten):Depending on the type of wood, the pre-hydrolysis conditions (heating-up time, duration, temperamr, type and concentration of acid) can be adjusted in order to achieve the desired residual hemicellulose content. The following table shows the status achieved in autoclave tests in the laboratory (heating-up time approx. 30 minutes):
Tabelle 17Table 17
Essigsäure ist zur vollständigen Vorhydrolyse der Hemicellulose in Buchenholz nicht ausreichend. Ein Hemicellulosegehalt von ~ 3 Masse- % ist für Buchenhackschnitzel ohne Zusatz von Säure in der Vorhydrolyse erreichbar. Der Mannosegehalt liegt unter diesen Bedingungen < 1 % . Somit ist der α-Cellulosegehalt > 96% , was für Chemiezellstoff ausreichend ist - außer für Acetylierzellstoff. Der für Acetylierzellstoff geforderte niedrige Xylosegehalt < 2 Masse- % konnte jedoch in Buchenholz mit schärferen Aufschlußbedingungen und in Eucalypms mit weniger scharfen Bedingungen er- reicht werden. Eine Verschlechterung der Zielgrößen beim Übergang auf Hackschnitzel in Originalgröße wurde nicht festgestellt. In größeren Autoklaven waren die Ergebnisse sogar besser. Beispiel 20:Acetic acid is not sufficient for the complete pre-hydrolysis of hemicellulose in beech wood. A hemicellulose content of ~ 3% by mass can be achieved for beech chips without the addition of acid in the pre-hydrolysis. The mannose content under these conditions is <1%. The α-cellulose content is thus> 96%, which is sufficient for chemical pulp - except for acetylating cellulose. However, the low xylose content <2% by mass required for acetylation pulp could be achieved in beech wood with sharper digestion conditions and in eucalyptus with less harsh conditions. A deterioration in the target sizes when switching to original size wood chips was not found. The results were even better in larger autoclaves. Example 20:
Es wurde eine Vorhydrolyse durchgeführt, wobei die Hydrolysetemperamr, wie dass in Figur 9 gezeigt, modifiziert wurde. Aus Figur 9 ist ersichtlich, dass sich bei steigender Schwefelsäurekonzentration der Restgehalt an Xylose deutlich absenken läßt.A pre-hydrolysis was carried out, the hydrolysis temperature being modified as shown in FIG. 9. It can be seen from FIG. 9 that the residual xylose content can be significantly reduced with increasing sulfuric acid concentration.
Beispiel 21: Stroh als BiomasseExample 21: Straw as biomass
Stroh wurde grob mit einer Schere zerkleinert und mit Wasser bei einem Flottenverhältnis von 10: 1 in einem kleinen Laborautoklaven (Fassungsvermögen 300 ml) bei einer Temperamr von 170°C und einem Druck von etwa 7 bar vorhydrolysiert, was mit einer Aufheizzeit von ca. 30 Minuten und einer Haltezeit von 120 min erfolgte. Nach Entfernung des Vorhydrolysates und nach einer Wasserspülung wurde das feuchte vorhydrolysierte Stroh im Verhältnis 1:6,5 mit MEA versetzt. Es wurde wieder für 30 Min auf 160°C aufgeheizt und bei dieser Temperamr und einem Druck von 3 bar während drei Smnden gehalten.Straw was roughly crushed with scissors and prehydrolyzed with water at a liquor ratio of 10: 1 in a small laboratory autoclave (capacity 300 ml) at a temperature of 170 ° C and a pressure of about 7 bar, which took about 30 minutes to heat up Minutes and a holding time of 120 min. After removal of the pre-hydrolyzate and after a water rinse, MEA was added to the moist pre-hydrolyzed straw in a ratio of 1: 6.5. The mixture was heated again to 160 ° C. for 30 minutes and held at this temperature and a pressure of 3 bar for three hours.
Im Ergebnis ergab die Analyse folgende Zusammensetzung: Cellulose (als Glucose) 93 , 7 %As a result, the analysis showed the following composition: cellulose (as glucose) 93.7%
Xylose 6,1 %Xylose 6.1%
Mannose 0,2%Mannose 0.2%
Die Ausbeute betrug 40% , der Weißgrad 50% .The yield was 40%, the whiteness 50%.
Beispiel 22:Example 22:
Es wurde Beispiel 21 wiederholt, wobei jedoch keine Vorhydrolyse erfolgte. Der erhaltene Weißgrad war 22% . Beispiel 23:Example 21 was repeated, but there was no prehydrolysis. The whiteness obtained was 22%. Example 23:
Es wurde ein Versuch mit zur Atmosphäre hin geöffnetem Autoklaven durchgeführt. Hierzu wurde zerkleinertes Stroh direkt einer MEA-Extraktion ausgesetzt. Die Bedingungen waren 160°C, Flottenverhältnis 10: 1 =MEA/Stroh und 180 Minuten Kochzeit. Entgegen den Erwartungen entwickelte sich während dem Kochen des nicht vorhy- drolysierten Strohs mit MEA weder ein unangenehmer Geruch noch kam Dampf aus dem Autoklaven heraus. Der Weißgrad war 29% .An experiment was carried out with the autoclave open to the atmosphere. For this purpose, shredded straw was directly subjected to an MEA extraction. The conditions were 160 ° C, liquor ratio 10: 1 = MEA / straw and 180 minutes cooking time. Contrary to expectations, no unpleasant smell developed during the cooking of the non-pre-hydrolyzed straw with MEA, nor did steam escape from the autoclave. The whiteness was 29%.
Beispiel 24:Example 24:
Die erhaltenen Produkte aus den vorangehenden Beispielen wurden jeweils auf anfallende Nebenprodukte des Monoethanolamins untersucht. Es wurde gefunden, daß die Nebenprodukte des Monoethanolamins, wie N-Methyl-Monoethanolamin, N,N-Di- methyl-Monoethanolamin, N-Acetyl-Monoethanolamin und N-Formyl-Monoethanol- amin, nicht auftraten bzw. in einem Fall unter Verwendung von N-Methyl-Monoethanolamin nur mit einem Anteil von 0,3 % (bezogen auf das analysierte MEA- Lignin-Extrakt) vorlagen. Als Analyseverfahren wurde hierzu die sogenannte Head Space-Gaschromatographie herangezogen.The products obtained from the preceding examples were each examined for by-products of the monoethanolamine. It was found that the by-products of monoethanolamine, such as N-methyl-monoethanolamine, N, N-dimethyl-monoethanolamine, N-acetyl-monoethanolamine and N-formyl-monoethanolamine, did not occur or were used in one case of N-methyl-monoethanolamine was only present in a proportion of 0.3% (based on the analyzed MEA-lignin extract). So-called head space gas chromatography was used as the analysis method.
* * * * * *

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Auftrennen lignocellulosehaltiger Biomasse, insbesondere von1. Process for the separation of lignocellulose-containing biomass, in particular of
Holz, in die wesentlichen Bestandteile in Form von Lignin, Hemicellulose und Cellulose mit den folgenden Schritten: a) Vorhydrolysieren der lignocellulosehaltigen Biomasse durch Behandlung mit Wasser oder Wasserdampf; b) Extrahieren der durch Vorhydrolysieren gebildeten hydrolysierten Hemicellulose mit einem wässrigen Medium; c) Extrahieren des im Rückstand verbliebenen prozessmodifizierten Lignins mit einem Alkanolamin, Isolieren des Lignins, Rückgewinnung des Alkanolamins, wobei das Alkanolamin nicht durch Alkylgruppen am Stick- Stoff substituiert ist, und d) Gewinnung eines Celluloserohstoffs.Wood, in the essential components in the form of lignin, hemicellulose and cellulose, with the following steps: a) pre-hydrolyzing the lignocellulose-containing biomass by treatment with water or steam; b) extracting the hydrolyzed hemicellulose formed by prehydrolyzing with an aqueous medium; c) extracting the process-modified lignin remaining in the residue with an alkanolamine, isolating the lignin, recovering the alkanolamine, the alkanolamine not being substituted by alkyl groups on the nitrogen, and d) obtaining a cellulose raw material.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhydrolyse gemäß Schritt a) nur so weit durchgeführt wird, dass die an Hemicellulosen gebunde- nen Säuren abspaltbar sind, und gemäß Schritt b) die abgespaltenen Säuren ausgewaschen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the pre-hydrolysis according to step a) is carried out only to such an extent that the acids bound to hemicelluloses can be split off, and according to step b) the split-off acids are washed out.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als lignocellulosehaltige Biomasse zerkleinertes bzw. geschreddertes Holz, insbesondere Laub-, Buchen- oder Nadelholz, eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that shredded or shredded wood, in particular hardwood, beech or softwood, is used as lignocellulose-containing biomass.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Biomasse Getreidestroh eingesetzt wird.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that cereal straw is used as biomass.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Vorhydrolyse gemäß Schritt a) und b) unmittelbar ein Extrahieren gemäß Schritt c) bei erhöhter Temperamr unterhalb von etwa 170°C, vorzugsweise unter etwa 160°C, insbesondere bei etwa 115 bis 135°C durchgeführt wird, um Papierzellstoff zu erhalten.5. The method according to claim 4, characterized in that without pre-hydrolysis according to step a) and b) immediately an extraction according to step c) with increased Temperamr below about 170 ° C, preferably below about 160 ° C, in particular at about 115 to 135 ° C is carried out to obtain paper pulp.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei etwa 150 bis 190°C, insbesondere etwa 170°C, vorhydrolysiert und danach ein Extrahieren gemäß6. The method according to claim 4, characterized in that at about 150 to 190 ° C, in particular about 170 ° C, pre-hydrolyzed and then an extraction according to
Schritt c) bei erhöhter Temperatur unterhalb von etwa 170°C, vorzugsweise unter etwa 160°C, insbesondere bei etwa 115 bis 135°C durchgeführt wird, um Chemiezellstoff zu erhalten.Step c) is carried out at an elevated temperature below approximately 170 ° C., preferably below approximately 160 ° C., in particular at approximately 115 to 135 ° C., in order to obtain chemical pulp.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhydrolysierte lignocellulosehaltige Biomasse mechanisch aufgefasert wird, bevor Schritt b) durchgeführt wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prehydrolyzed lignocellulose-containing biomass is mechanically fiberized before step b) is carried out.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Wasserdampfbehandlung von Schritt a) zusätzlich eine saure oder alkalische Vorbehandlung durchgeführt wird.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an additional acidic or alkaline pretreatment is carried out before the steam treatment of step a).
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhydrolyse gemäß Schritt a) in Form eines Steam-Explo- sion- oder eines Steam-Refining-Verfahrens durchgeführt wird.9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pre-hydrolysis according to step a) is carried out in the form of a steam explosion or a steam refining process.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) (ein) Lösungsmittel für Lignin zugegeben (wird) werden.10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that after step b) (a) solvent for lignin is (is) added.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis von Wasser zu Biomasse (bezogen auf Trockensubstanz) auf etwa 3 : 1 bis 10 : 1, insbesondere 6 : 1, und das Massenverhältnis von Wasserdampf zu Biomasse auf etwa 1 : 1 bis 3 : 1 eingestellt wird. 11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio of water to biomass (based on dry matter) to about 3: 1 to 10: 1, in particular 6: 1, and the mass ratio of water vapor to biomass to about 1 : 1 to 3: 1 is set.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser vor Schritt b) aus der erhaltenen Masse abgepresst und diese anschließend mechanisch auf gefasert wird.12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the water is pressed before step b) from the mass obtained and this is then mechanically fiberized.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgefaserte13. The method according to claim 12, characterized in that the frayed
Masse zusätzlich mit heißem Wasser gewaschen wird.The mass is also washed with hot water.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) zusätzlich eine Behandlung mit wässriger Am- moniaklösung, mit Ammoniakgas oder mit flüssigem Ammoniak durchgeführt wird.14. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that after step b) an additional treatment with aqueous ammonia solution, with ammonia gas or with liquid ammonia is carried out.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gegenüber Atmosphärendruck erhöhten Ausgangsdruck mit flüssigem Ammoniak gearbeitet wird.15. The method according to claim 14, characterized in that one works with liquid ammonia at an increased outlet pressure compared to atmospheric pressure.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Masse noch heiß von der vorangegangenen Dampfbehandlung und Wäsche ist und mit dem flüssigen Ammoniak das der zu behandelnden, von Hemicellulose befreiten Masse zur Verfügung stehende Volumen durch Entspannen unter Senken des Drucks um mindestens 5 bar explosionsartig vergrößert wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the mass obtained is still hot from the previous steam treatment and washing and with the liquid ammonia the volume available to the treated, hemicellulose-free mass by relaxing while lowering the pressure by at least 5 bar is increased explosively.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis flüssiges Ammoniak zu der zu behandelnden Masse (bezogen auf Trockensubstanz) auf etwa 0, 1 : 1 bis 4 : 1 eingestellt wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the mass ratio of liquid ammonia to the mass to be treated (based on dry matter) is set to about 0.1: 1 to 4: 1.
18. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) mindestens zwei aufeinanderfolgende Extraktionen mit Alkanolamin durchgeführt werden.18. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step c) at least two successive extractions are carried out with alkanolamine.
19. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrahieren mindestens etwa 1 Stunde lang bei einer Temperatur von etwa 80 bis 220 °C erfolgt. 19. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the extraction is carried out for at least about 1 hour at a temperature of about 80 to 220 ° C.
20. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel im Schritt c) vorgeheizt wird, insbesondere auf mindestens etwa 80°C.20. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the extractant is preheated in step c), in particular to at least about 80 ° C.
21. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Extraktionsmittel Monoethanolamin eingesetzt wird.21. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that monoethanolamine is used as the extraction agent.
22. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Extraktion am Rohzellstoff haftende Reste des in einem22. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that after extraction of the residues adhering to the raw pulp in one
Alkanolamin gelösten prozessmodifizierten Lignins durch ein Lösungsmittel vollständig entfernt werden.Process-modified lignin dissolved in alkanolamine can be completely removed by a solvent.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest an pro- zessmodifiziertem Lignin und Alkanolamin im Rohzellstoff mit dem Lösungsmittel durch Wäsche oder Gegenstromwäsche entfernt wird und anschließend das Lösungsmittel durch Destillation von Lignin und dem Extraktionsmittel Alkanolamin abgetrennt und für einen erneuten Einsatz zurückgewonnen werden kann.23. The method according to claim 22, characterized in that the residue of process-modified lignin and alkanolamine in the raw pulp is removed with the solvent by washing or countercurrent washing and then the solvent is separated by distillation of lignin and the extracting agent alkanolamine and recovered for reuse can be.
24. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des Alkanolamins mit dem darin gelösten prozessmodifizierten Lignin vom Rohzellstoff durch Abpressen oder Abschleudern erfolgt.24. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the removal of the alkanolamine with the process-modified lignin dissolved therein from the raw pulp is carried out by pressing or centrifuging.
25. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das prozessmodif-zierte Lignin aus dem Alkanolamin durch Zugabe eines Nichtlösemittels ausgefällt und durch Fest-/Flüssigtrennprozesse abgetrennt wird.25. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process-modified lignin is precipitated from the alkanolamine by adding a non-solvent and is separated off by solid / liquid separation processes.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgefällte Lignin durch Filtrieren oder Zentrifugieren vom Alkanolamin abgetrennt wird. 26. The method according to claim 25, characterized in that the precipitated lignin is separated from the alkanolamine by filtration or centrifugation.
27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das prozessmodifi- zierte Lignin aus dem Alkanolamin in einem Dünnschichtverdampfer oder durch einen Membranprozess abgetrennt wird.27. The method according to claim 25, characterized in that the process-modified lignin is separated from the alkanolamine in a thin-film evaporator or by a membrane process.
* * * * * *
EP00925193A 1999-04-12 2000-04-11 Method for separating lignocellulose-containing biomass Expired - Lifetime EP1190137B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19916347A DE19916347C1 (en) 1999-04-12 1999-04-12 Process for separating biomass containing lignocellulose
DE19916347 1999-04-12
PCT/EP2000/003212 WO2000061858A1 (en) 1999-04-12 2000-04-11 Method for separating lignocellulose-containing biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1190137A1 true EP1190137A1 (en) 2002-03-27
EP1190137B1 EP1190137B1 (en) 2003-11-26

Family

ID=7904218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00925193A Expired - Lifetime EP1190137B1 (en) 1999-04-12 2000-04-11 Method for separating lignocellulose-containing biomass

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP1190137B1 (en)
JP (1) JP2002541355A (en)
CN (1) CN1208514C (en)
AT (1) ATE255187T1 (en)
AU (1) AU756976B2 (en)
BR (1) BR0011169B1 (en)
CA (1) CA2368872C (en)
CZ (1) CZ298831B6 (en)
DE (2) DE19916347C1 (en)
ES (1) ES2213011T3 (en)
NO (1) NO20014939L (en)
NZ (1) NZ515051A (en)
PL (1) PL203363B1 (en)
PT (1) PT1190137E (en)
RU (1) RU2220245C2 (en)
SK (1) SK14392001A3 (en)
WO (1) WO2000061858A1 (en)
ZA (1) ZA200108406B (en)

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10049340C1 (en) * 2000-10-05 2002-04-25 Rhodia Acetow Gmbh Process for the production of holocellulose by delignifying biomass containing lignocellulose
DE10109502A1 (en) 2001-02-28 2002-09-12 Rhodia Acetow Gmbh Removal of hemicellulose from biomaterial, especially wood pulp, involves extraction by treatment with an aqueous solution of metal complex, e.g. nickel tris-2-aminoethyl-amine di-hydroxide
DE10145338C1 (en) * 2001-09-14 2003-04-17 Rhodia Acetow Gmbh Process for the separation of hemicelluloses from hemicellulose-containing biomass
DE10158120A1 (en) * 2001-11-27 2003-06-18 Ties Karstens Process for separating xylose from xylan-rich lignocelluloses, especially wood
CN100487059C (en) * 2005-01-20 2009-05-13 中国科学院过程工程研究所 Method for preparing degradable material using stalk
CN1806945B (en) * 2005-01-20 2010-05-12 中国科学院过程工程研究所 Method for complete enzymolysis of straw cellulose by utilizing pretreatment and enzymolysis process
PL1883731T3 (en) 2005-05-24 2016-03-31 Int Paper Co Modified kraft fibers
EP2657275A1 (en) 2005-07-19 2013-10-30 Inbicon A/S Method and apparatus for conversion of celllulosic material to ethanol
FI123036B (en) * 2006-02-10 2012-10-15 Metso Paper Inc Method for recovering hydrolysis products
FI20065105A0 (en) * 2006-02-10 2006-02-10 Metso Paper Inc Process for collection of hydrolysis products
EP2007945B1 (en) * 2006-03-29 2011-01-26 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Cellulose-solvent-based lignocellulose fractionation with modest reaction conditions and reagent cycling
CA2650860C (en) 2006-05-01 2013-09-17 Michigan State University Process for the treatment of lignocellulosic biomass
US8968515B2 (en) 2006-05-01 2015-03-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for pretreating biomass
US9206446B2 (en) 2006-05-01 2015-12-08 Board Of Trustees Of Michigan State University Extraction of solubles from plant biomass for use as microbial growth stimulant and methods related thereto
WO2008017145A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-14 Emicellex Energy Corporation Process for recovery of holocellulose and near-native lignin from biomass
JP2008054640A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Univ Of Tokyo Method for treating biomass raw material, method for producing saccharide using the same and method for producing ethanol
US7824521B2 (en) 2006-12-18 2010-11-02 University Of Maine System Board Of Trustees Process of treating a lignocellulosic material with hemicellulose pre-extraction and hemicellulose adsorption
US7842161B2 (en) * 2006-12-18 2010-11-30 The University Of Maine System Board Of Trustees Pre-extraction and solvent pulping of lignocellulosic material
CA2684007A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-30 Mascoma Corporation Combined thermochemical pretreatment and refining of lignocellulosic biomass
WO2008155639A2 (en) * 2007-06-20 2008-12-24 Nagarjuna Energy Private Limited A process for separating biomass components
US7819976B2 (en) * 2007-08-22 2010-10-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biomass treatment method
WO2009031164A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Council Of Scientific & Industrial Research A process for fractionating sugarcane bagasse into high a-cellulose pulp, xylan and lignin
CN101143881B (en) * 2007-10-11 2011-03-16 孔延华 Method for synchronously extracting hemicellulose, cellulose and lignin and reclaiming phenolic acid compounds
CN101440108B (en) * 2007-11-23 2011-04-06 中国科学院过程工程研究所 Normal atmosphere degreasing crude glycerine pretreatment method for separating wood fiber biomass components
CN101210033B (en) * 2007-12-21 2011-09-07 武汉工程大学 Comprehensive utilization technique for plants fibrous raw material
DE102008013845A1 (en) 2008-03-12 2009-09-17 Zylum Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co. Patente Ii Kg Process for the production of bioethanol from lignocellulosic biomass
WO2009147512A2 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Inbicon A/S Devices and methods for discharging pretreated biomass from higher to lower pressure regions
KR101657100B1 (en) * 2008-10-29 2016-09-19 삼성전자주식회사 Method and Apparatus for Fractionating Lignocellulose-based Biomass
CN102388177A (en) * 2009-04-02 2012-03-21 奥本大学 Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose -extracted lignocellulosic materials
DE102009017051A1 (en) 2009-04-09 2010-10-21 Zylum Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co. Patente Ii Kg Process for recovering pulp from lignocellulosic biomass
EP2421911B1 (en) * 2009-04-23 2014-06-18 Greenfield Ethanol Inc. Separation of reactive cellulose from lignocellulosic biomass with high lignin content
CN102575422B (en) * 2009-07-13 2016-08-03 贝塔可再生资源公司 The separating at high temperature method of lignin
US8945245B2 (en) 2009-08-24 2015-02-03 The Michigan Biotechnology Institute Methods of hydrolyzing pretreated densified biomass particulates and systems related thereto
ES2529510T3 (en) 2009-08-24 2015-02-20 Board Of Trustees Of Michigan State University Densified and pretreated biomass products and their manufacturing and use procedures
US10457810B2 (en) 2009-08-24 2019-10-29 Board Of Trustees Of Michigan State University Densified biomass products containing pretreated biomass fibers
US9580454B2 (en) 2009-11-13 2017-02-28 Fpinnovations Biomass fractionation process for bioproducts
EP2333151A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-15 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Novel method for processing lignocellulose containing material
RU2597588C2 (en) 2010-01-19 2016-09-10 Ренмэтикс, Инк. Production of fermentable sugars and lignin from biomass using supercritical fluids
KR20120116501A (en) * 2010-02-03 2012-10-22 아처 다니엘 미드랜드 캄파니 Improved process for fractionation of lignocellulosic biomass
WO2011116320A1 (en) 2010-03-19 2011-09-22 Poet Research, Inc. System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
US10533203B2 (en) 2010-03-19 2020-01-14 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass
CA2797193C (en) 2010-04-19 2015-12-15 Board Of Trustees Of Michigan State University Digestible lignocellulosic biomass and extractives and methods for producing same
JP5687693B2 (en) * 2010-05-12 2015-03-18 本田技研工業株式会社 Method for producing pre-saccharification product of lignocellulosic biomass and pre-saccharification treatment apparatus used therefor
MY170602A (en) * 2010-06-10 2019-08-20 Arvind Mallinath Lali Process for fractionation of biomass
IT1402202B1 (en) 2010-09-29 2013-08-28 Chemtex Italia S R L Ora Chemtex Italia S P A IMPROVED PROCEDURE TO RECOVER SUGAR FROM A LIGNOCELLULOSIC BIOMASS PRETREATMENT FLOW
US9932707B2 (en) 2010-11-05 2018-04-03 Greenfield Specialty Alcohols Inc. Bagasse fractionation for cellulosic ethanol and chemical production
CA2818759A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Greenfield Ethanol Inc. Bagasse fractionation for cellulosic ethanol and chemical production
US20120125548A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuously fed biomass pretreatment process for a packed bed reactor
US20120125551A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biomass pretreatment process for a packed bed reactor
MX2013008370A (en) 2011-01-18 2014-01-20 Poet Res Inc Systems and methods for hydrolysis of biomass.
AU2012250575B2 (en) * 2011-05-04 2015-03-26 Renmatix, Inc. Lignin production from lignocellulosic biomass
AU2012276247B2 (en) * 2011-06-30 2017-06-29 Nano-Green Biorefineries Inc. Catalytic biomass conversion
BR112014000351A2 (en) 2011-07-07 2017-01-10 Poet Res Inc “Method for pretreatment of lignocellulosic biomass”
GEP201706615B (en) * 2011-07-15 2017-02-10 Greenfield Specialty Alcohols Inc Conditioning of biomass for improved c5/c6 sugar release prior to fermentation
US8759498B2 (en) 2011-12-30 2014-06-24 Renmatix, Inc. Compositions comprising lignin
JP2013143918A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Jx Nippon Oil & Energy Corp Method for producing raw material for enzymatic saccharification, method for producing sugar, and method for producing ethanol
WO2013131015A1 (en) 2012-03-02 2013-09-06 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for increasing sugar yield with size-adjusted lignocellulosic biomass particles
GB2517338B (en) * 2012-05-03 2020-03-25 Virdia Inc A method for fractionating a liquid sample
CN102660884B (en) * 2012-05-11 2014-06-11 南开大学 Method for producing hemicellulose by treating straw by ammonia water steam explosion technology
FI124553B (en) * 2012-07-11 2014-10-15 Bln Woods Ltd Ab A method for extracting biomass
CN102864668B (en) * 2012-09-18 2015-03-11 北京林业大学 Preprocessing method for lignocellulose raw material
FI127582B (en) * 2014-01-10 2018-09-14 Ab Bln Woods Ltd Method for extracting lignin
SE537929C2 (en) * 2014-02-11 2015-11-24 Daprox Ab Refiner and a method for refining cellulose materials
AU2015252877A1 (en) * 2014-05-01 2016-10-27 Renmatix, Inc. Upgrading lignin from lignin-containing residues through reactive extraction
CN104313930B (en) * 2014-09-22 2016-08-31 洛阳华高轴承科技有限公司 A kind of process utilizing discarded corn straw paper-making pulping
EP3186326B1 (en) 2014-09-26 2024-02-21 Renmatix, Inc. Adhesive compositions comprising type-ii cellulose
HUE033230T2 (en) * 2014-12-01 2017-11-28 S2P Ag Straw - Pulp & Paper Method for producing a fertilizer from black liquours
WO2016161515A1 (en) 2015-04-10 2016-10-13 Comet Biorefining Inc. Methods and compositions for the treatment of cellulosic biomass and products produced thereby
CN105154986A (en) * 2015-08-04 2015-12-16 江南大学 Comprehensive cotton stalk base utilization method through combinations of alkali pretreatment, low pressure steam explosion and bio-enzyme treatment
CN105198939B (en) * 2015-09-19 2017-10-10 北京化工大学 A kind of preparation method of low-molecular weight lignin
CN105672012B (en) * 2016-01-27 2018-11-06 中信格义循环经济有限公司 The method for extracting hemicellulose, cellulose and lignin simultaneously from biomass material
CN105780569A (en) * 2016-05-19 2016-07-20 黄德辉 Physical preparation method of non-wood-fiber industrial raw material
CN106040702A (en) * 2016-06-03 2016-10-26 合肥原印农业科技有限公司 Crop straw recycling and preparation process
FI128486B (en) 2016-07-01 2020-06-15 Ch Bioforce Oy Method of converting fresh biomass
WO2018009502A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Virdia, Inc. Methods of refining a lignocellulosic hydrolysate
CN106368032B (en) * 2016-09-19 2018-06-22 华南理工大学 Method that is a kind of while preparing cellulose fiber peacekeeping hemicellulose solution
DE102016219719B3 (en) * 2016-10-11 2018-01-25 Clariant International Ltd. Process for recovering cellulose, hemicellulose and lignocellulose from plant biomass
KR101736156B1 (en) 2016-11-14 2017-05-18 주식회사 대경에스코 Apparatus for manufacturing bio-oil including fine grinding of biomass system for manufacturing fast pyrolysis and the method thereof
US10730958B2 (en) 2017-03-08 2020-08-04 Board Of Trustees Of Michigan State University Pretreatment of densified biomass using liquid ammonia and systems and products related thereto
US11440999B2 (en) 2017-07-07 2022-09-13 Board Of Trustees Of Michigan State University De-esterification of biomass prior to ammonia pretreatment
CA3099535C (en) 2018-05-10 2024-01-16 Comet Biorefining Inc. Compositions comprising glucose and hemicellulose and their use
CN110894248A (en) * 2018-09-12 2020-03-20 上海昶法新材料有限公司 Method for extracting hemicellulose from prehydrolysis liquid
SE543253C2 (en) * 2019-06-26 2020-11-03 Valmet Oy Method for extracting hemicellulose from lignocellulosic material
CA3074194A1 (en) * 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified sulfuric acid and uses thereof
EP4023813A1 (en) 2020-12-29 2022-07-06 Technische Universität Wien Method for producing wood-based products
EP4023812A1 (en) * 2020-12-29 2022-07-06 MM BOARD & PAPER GmbH Method for producing wood-based products
WO2023047423A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Fuma Labs Private Limited Process for treatment of biomass for pulping and biorefinery applications
CN116178576A (en) * 2022-12-12 2023-05-30 国科绿海(天津)科技发展有限公司 Separation treatment method for all-quality multi-product of golden bamboo grass
CN116856188A (en) * 2023-07-12 2023-10-10 湖南山润油茶科技发展有限公司 Method for preparing cellulose fiber from camellia oleifera and typha and prepared cellulose fiber

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2192202A (en) * 1936-10-23 1940-03-05 Floyd C Peterson Pulping process
US4397712A (en) * 1975-02-12 1983-08-09 New Fibers International Semi-chemical pulping process
DE2803465A1 (en) * 1978-01-27 1979-08-02 Hans Dipl Ing Knauth Pulp prodn. from plant fibre raw materials - by hydrolysis to extract hemi-cellulose before decomposition with solvent and lignin dissolution
US4259151A (en) * 1978-11-22 1981-03-31 New Fibers International Pulping apparatus
FR2518573A1 (en) * 1981-12-21 1983-06-24 British Petroleum Co Saccharification of lignocellulosic material - involves pretreatment with delignifying solvent comprising an amine, pref. ethanolamine, and enzymatic hydrolysis
US4548675A (en) * 1983-05-16 1985-10-22 New Fibers International Nonsulfur chemimechanical pulping process
CA1232109A (en) * 1984-12-11 1988-02-02 Peter K. Kauppi Pulping process
CA1322366C (en) * 1989-09-29 1993-09-21 Quang A. Nguyen Continuous leaching of lignin or hemicellulose and lignin from steam pretreated lignocellosic particulate material
DE19730486C2 (en) * 1997-07-16 2000-02-24 Rhodia Acetow Ag Process for the treatment of biomass containing lignocellulose

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0061858A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
NO20014939D0 (en) 2001-10-10
CA2368872A1 (en) 2000-10-19
EP1190137B1 (en) 2003-11-26
SK14392001A3 (en) 2002-04-04
NO20014939L (en) 2001-12-04
BR0011169A (en) 2002-02-19
RU2220245C2 (en) 2003-12-27
AU4399500A (en) 2000-11-14
CN1352716A (en) 2002-06-05
WO2000061858A1 (en) 2000-10-19
CN1208514C (en) 2005-06-29
NZ515051A (en) 2003-03-28
JP2002541355A (en) 2002-12-03
CZ20013627A3 (en) 2003-10-15
PL351393A1 (en) 2003-04-07
ES2213011T3 (en) 2004-08-16
PT1190137E (en) 2004-04-30
BR0011169B1 (en) 2011-02-22
CA2368872C (en) 2005-11-29
DE19916347C1 (en) 2000-11-09
ATE255187T1 (en) 2003-12-15
AU756976B2 (en) 2003-01-30
DE50004573D1 (en) 2004-01-08
CZ298831B6 (en) 2008-02-20
ZA200108406B (en) 2002-12-24
PL203363B1 (en) 2009-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1190137B1 (en) Method for separating lignocellulose-containing biomass
DE2027319C3 (en) Process for the production of chemically readily soluble pulp
DE2737118C2 (en)
EP0584675B1 (en) Wood pulping with acetic acid and formic acid
WO2003046227A1 (en) Method for separating xylose from lignocelluloses rich in xylan, in particular wood
WO2010115488A1 (en) Method for obtaining cellulose from biomass comprising lignocellulose
DE2732289A1 (en) PROCESS FOR OBTAINING GLUCOSE FROM CELLULOSIC VEGETABLE RAW MATERIALS
CH638539A5 (en) METHOD FOR OBTAINING XYLAN AND FIBER FABRICS FROM VEGETABLE RAW MATERIALS CONTAINING XYLAN.
DE19856582C1 (en) Process for the production of chemical pulp from wood chips
DE102016225827B4 (en) Two-stage digestion process for the chemical fractionation of lignocellulose
DD142562A5 (en) PROCESS FOR REMOVING LIGNOCELLULOSE MATERIALS
WO2007140837A2 (en) Method for producing fibrous material
DE10145338C1 (en) Process for the separation of hemicelluloses from hemicellulose-containing biomass
DE19730486A1 (en) Processing lignocellulose-containing biomass, especially wood
DE3445132C2 (en)
DE2920731A1 (en) Chemical pulping of lignocellulose - by digestion with aq. lower alcohol contg. catalyst, pref. alkaline earth salt, to reduce cellulose degradation
DE3227843C2 (en)
DE10049340C1 (en) Process for the production of holocellulose by delignifying biomass containing lignocellulose
DE2001997A1 (en) Method for digesting lignocellulosic material
AT524693B1 (en) Process for a chemically supported mechanical pulping process for wood chips or chips
AT398990B (en) METHOD FOR THE HYDROLYSIS OF PLANT MATERIALS
DE3423024A1 (en) Wood digestion by acetic acid and chloroethanol
EP4308651A1 (en) Process for fractionation of lignin
DEM0000447MA (en) Process for the production of alkali cellulose

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20011026

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO PAYMENT 20011026;SI PAYMENT 20011026

17Q First examination report despatched

Effective date: 20021107

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Extension state: RO SI

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20031126

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20031126

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20031126

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20031126

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 50004573

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040108

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040226

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040226

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20040311

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040411

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20040219

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20031126

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2213011

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

BERE Be: lapsed

Owner name: *RHODIA ACETOW G.M.B.H.

Effective date: 20040430

26N No opposition filed

Effective date: 20040827

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20050407

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Payment date: 20050421

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20050422

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060411

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060412

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20060411

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50004573

Country of ref document: DE

Owner name: ZYLUM BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH & CO. PATEN, DE

Free format text: FORMER OWNER: RHODIA ACETOW GMBH, 79108 FREIBURG, DE

Effective date: 20130221

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50004573

Country of ref document: DE

Representative=s name: MEISSNER, BOLTE & PARTNER GBR, DE

Effective date: 20130221

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

Owner name: ZYLUM BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH & CO. PATEN, DE

Effective date: 20130408

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: PC4A

Owner name: ZYLUM BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH & CO. PATEN, DE

Effective date: 20131007

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: PC2A

Owner name: ZYLUM BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH &CO PATENTE II

Effective date: 20131015

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20140626

Year of fee payment: 15

Ref country code: FR

Payment date: 20140430

Year of fee payment: 15

Ref country code: PT

Payment date: 20140407

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20140724

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20151012

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50004573

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151103

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20151231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151012

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150430

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20160526

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150412