EP3894445A1 - Xylan-containing composition and method for producing a xylan-containing composition - Google Patents

Xylan-containing composition and method for producing a xylan-containing composition

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EP3894445A1
EP3894445A1 EP19783334.6A EP19783334A EP3894445A1 EP 3894445 A1 EP3894445 A1 EP 3894445A1 EP 19783334 A EP19783334 A EP 19783334A EP 3894445 A1 EP3894445 A1 EP 3894445A1
Authority
EP
European Patent Office
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precipitation
xylan
aqueous alkaline
alkaline solution
composition
Prior art date
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Pending
Application number
EP19783334.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robin Rohringer
Gregor Kraft
Erwin Malzner
Christian SPERGER
Michael Lammer
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.)
Lenzing AG
Original Assignee
Lenzing AG
Chemiefaser Lenzing AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Lenzing AG, Chemiefaser Lenzing AG filed Critical Lenzing AG
Publication of EP3894445A1 publication Critical patent/EP3894445A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0057—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Xylans, i.e. xylosaccharide, e.g. arabinoxylan, arabinofuronan, pentosans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Xylans, e.g. rhodymenans; Hemicellulose; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/14—Hemicellulose; Derivatives thereof

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of a xylan-containing composition, in which an aqueous alkaline solution, which has hemicelluloses, acid is added and a precipitate containing xylan is precipitated from the resulting precipitation suspension.
  • Hemicelluloses are generally understood to mean polyoses from pentoses and / or hexoses, such as xylose, arabinose, glucose, mannose or galactose. Hemicelluloses refer in particular to all polysaccharides except cellulose, which occurs as a component of plant cell walls, the matrix of which consists of fibrillar, partly crystalline cellulose, as well as low-molecular breakdown products of cellulose, e.g. hydroxycarboxylic acids, which can be formed in the course of digestion processes. In contrast to cellulose, which is a non-branched homopolymer of glucose, hemicelluloses are generally branched heteropolymers from the above-mentioned pentoses and hexoses.
  • Hemicelluloses also have significantly lower degrees of polymerization or chain lengths than cellulose. Such hemicelluloses can be, for example, xylans, mannans, galactans, or other pentosans or hexosans. Vegetable heteropolysaccharides with a D-xylose as the main repeating unit (monomer unit) are referred to as xylans.
  • xylans Vegetable heteropolysaccharides with a D-xylose as the main repeating unit (monomer unit) are referred to as xylans.
  • xylans A distinction between celluloses (a fraction) and hemicelluloses (ß and g fractions) is defined in the prior art by the solubility in 17.5% sodium hydroxide solution (WÜSTENBERG, Tanja.
  • ⁇ - and g-hemicelluloses can be dissolved in 17.5% sodium hydroxide solution, a-cellulose is insoluble. In the subsequent neutralization, the ⁇ -hemicelluloses then precipitate out, while the g-hemicelluloses remain in solution.
  • WO 2007/128025 A1 discloses a process for the preparation of a composition containing xylan, in which an aqueous alkaline solution which has hemicelluloses is mixed with a dilute sulfuric acid, the pH of the aqueous solution being between 4 and 5 sets. The resulting precipitate after 6-8 h is then centrifuged, washed and dried.
  • Such processes suffer from low chain length and size selectivity in the precipitation of the hemicelluloses, which leads to a reduced yield.
  • the lengthy precipitation process results in reduced throughput and higher manufacturing costs.
  • the invention solves the problem in that acid is continuously added to the aqueous alkaline solution until the pH falls below 4 in the precipitation suspension and the temperature of the precipitation suspension during the precipitation does not fall below 40 ° C. If acid is continuously added to the precipitation suspension until the pH falls below 4 in the precipitation suspension, the yield and quality of the precipitate produced can be significantly improved. At pH values below 4, very advantageous conditions for a complete precipitation of the hemicelluloses can be created. In addition, if the temperature of the precipitation suspension during the precipitation does not fall below a precipitation temperature of at least 40 ° C., an optimal particle size distribution can also be ensured during the precipitation.
  • the average particle size can be increased, which enables better filterability of the precipitate.
  • a production process of the type mentioned at the outset with higher yield and higher cost efficiency can thus be created.
  • the method according to the invention is independent of the composition of the pulp from which the aqueous alkaline solution was produced. If aqueous alkaline solutions from the production of beech wood pulp or the alkalization of beech wood pulp are used, a composition containing xylan with high quality and purity can be created.
  • the aqueous alkaline solution has a pH of at least 8, in particular at least 1 1, it can be ensured that all hemicelluloses are present in solution in the aqueous alkaline solution. This is conducive to easier processing of the solution, since undesired formation of precipitates in the aqueous solution can be reliably prevented. A particularly reliable process with improved yield can thus be created.
  • the yield of the method can be further improved if the aqueous alkaline solution has between 5 g / l and 150 g / l, in particular between 30 g / l and 70 g / l, hemicelluloses. If the aqueous alkaline solution has such a hemicellulose content, a higher quality precipitate can be created. In particular, the concentration of xylan in the precipitate can be increased further by concentrating the hemicelluloses in the aqueous alkaline solution.
  • the inventive method can be further improved if the acid is continuously added to the aqueous alkaline solution with constant stirring. By slowly adding the acid, large jumps in pH can be avoided.
  • the acid added as a precipitant can preferably be a water-miscible organic or inorganic acid, for example sulfuric acid or acetic acid.
  • acid is added to the aqueous alkaline solution until a precipitation suspension with a pH of less than 3 is obtained.
  • acid is added to the aqueous alkaline solution until the pH of the precipitation suspension falls below 2.5.
  • the pH of the precipitation suspension is decisive for the yield and quality of the precipitate produced, since complete precipitation of the desired ⁇ -hemicelluloses, namely in particular the xylan, can only be guaranteed if the pH falls below a certain value.
  • a method for producing a xylan-containing composition can thus be created with high yield and high reliability. If the temperature falls below the precipitation suspension during the
  • the particle size distribution in the precipitation can be further optimized. It can be particularly advantageous if the precipitation temperature is at least 60 ° C. and the precipitation suspension during the precipitation also does not exceed a temperature of 95 ° C.
  • the particle size and molar mass distribution of the precipitate are strongly influenced by the temperature during the precipitation due to the thixotropy of the precipitation suspension. At low precipitation temperatures, very small hemicellulose particles with a low DP value (degree of polymerization) preferably precipitate out, while at high precipitation temperatures it is mainly hemicelluloses with a high DP value that precipitate out.
  • the desired properties of the precipitate with regard to particle size and molar mass can thus be controlled by suitable selection of the precipitation temperature.
  • a precipitate which can be filtered particularly easily from the supernatant can be created, as a result of which the yield of the process can be further improved.
  • the process can be made more reliable if the aqueous alkaline solution is heated to at least the precipitation temperature before adding the acid.
  • an aqueous alkaline solution can be fed directly, which already has a temperature higher than the precipitation temperature.
  • the aqueous alkaline solution is also at a maximum heating rate of
  • the inventive method can be particularly characterized in that at least 90% of the xylan-containing precipitate has a particle size of greater than 5 pm after the precipitation. If the particle size of the precipitate is above 5 pm, a precipitate that can be separated particularly well from the supernatant can be produced, as a result of which the yield of the process can be further increased.
  • the precipitate containing xylan is separated from the supernatant after the precipitation, in particular by filtering, a particularly simple method for producing a composition comprising xylan can be provided. If the supernatant is also washed and / or dried, the quality of the process product can be further improved.
  • the inventive method is particularly suitable if the hemicellulose-containing aqueous alkaline solution is a waste liquor from a pulp or viscose production.
  • the aqueous alkaline solution can be a press liquor, which is obtained or obtained in a viscose process, for example in the alkalization of pulp with sodium hydroxide solution to alkali cellulose and subsequent pressing of the alkalized pulp.
  • a press liquor typically contains 100-300 g / l sodium hydroxide solution and has a hemicellulose content of between 5-150 g / l, in each case based on the total volume of the press liquor.
  • Such a press liquor advantageously has from 150 to 250 g / l sodium hydroxide solution.
  • the hemicellulose content is advantageously between 30 and 70 g / l.
  • Another object of the invention is to provide a composition containing xylan, which is characterized by low contamination and high xylan content and thus in particular by high tolerance in the human or animal body.
  • the invention solves this problem by a composition which, based on its dry substance, has at least 85% by weight of polysaccharides from ß-hemicelluloses containing xylan and contains the rest of ash, water and unavoidable impurities.
  • composition according to the invention can also be distinguished if it has at least 80% by weight of xylan, based on its dry substance. If the composition, based on its dry substance, has at least 84% by weight of xylan or, in further advantageous embodiments of the invention, at least 88% by weight or 90% by weight of xylan, a particularly high-quality product with high compatibility and versatility can be used Opportunity to be created.
  • the composition can be further improved if it has less than 10% by weight, in particular at most 8% by weight, of glucan and less than 1% by weight of other polysaccharides, based on its rock substance. Because of the particularly low glucan content, the composition can be particularly suitable for medical applications and has a high tolerance in the human and / or animal body.
  • composition of the invention according to any one of claims 1 1 to 13 can be particularly suitable for use as a tablet excipient in medicines. Because of their special swelling properties, xylans can be used as tablet disintegrants and the need for synthetic ones
  • composition of the invention according to any one of claims 1 1 to 13 can also be advantageously used for the production of xylan sulfate.
  • Sulphated xylans can be used, for example, as antivirals, anticancerogens or anticoagulants.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention in a first method step
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the method from FIG. 1 in a further method step
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the method from FIGS. 1 and 2 in a third method step.
  • FIGS. 1 to 3 schematically illustrate a method 100 for producing a
  • Xylan-containing composition 1 shown in different stages of the process.
  • An aqueous alkaline solution 2 which contains hemicelluloses 3 and is used, for example, as waste liquor 201 in a cellulose or viscose production 200, serves as the starting material for the method 100.
  • the aqueous alkaline solution 2 is a waste liquor 201 which is obtained in an alkalization step 203 in the alkalization of pulp 204 with alkali 205 as part of a viscose process 200.
  • the alkalized pulp 206 is pressed out in a press 207 and the waste liquor 202 is obtained as press liquor 201, which is fed to the process 100 according to the invention as an aqueous alkaline solution 2.
  • the method 100 according to the invention can be independent or part of the viscose method 200.
  • the aqueous alkaline solution 2 is fed in a first process step from the viscose process through a first inlet 11 to a container 10.
  • the container 10 also has a second inlet 12, via which acid 4 can be supplied.
  • the aqueous alkaline solution 2 is brought to at least the precipitation temperature - which is in a Embodiment variant is at least 40 ° C, in another embodiment variant at least 50 ° C and in another embodiment variant at least 60 ° C - heated, whereby a maximum heating rate of 50 ° C / h is not exceeded during the heating.
  • the heating can take place via a heater 13 integrated in the container.
  • the heater 13 can be connected upstream of the first inlet 11 and heat the aqueous alkaline solution 2 in one pass.
  • the aqueous alkaline solution 2 is fed directly from the viscose process 200 as the aqueous alkaline solution 2 which has already been heated above the precipitation temperature. Additional heating can thus be avoided.
  • the aqueous alkaline solution 2 has a pH of at least 8, such as at least 9, such as at least 10, such as at least 1 1.
  • the aqueous alkaline solution has between 5 and 150 g / l, such as between 10 and 120 g / l, such as between 20 and 100 g / l, such as between 30 and 70 g / l hemicelluloses.
  • the hemicelluloses 3 contained in the aqueous alkaline solution 2 can essentially be divided into ⁇ -hemicelluloses 31 and g-hemicelluloses 32, as described in the introductory part of the description.
  • ⁇ -hemicelluloses 31 and g-hemicelluloses 32 are dissolved in the aqueous alkaline solution 2.
  • FIG. 2 shows the method 100 according to the invention in a second method step after the aqueous alkaline solution 2 has been fed to the container 10 and heated above the precipitation temperature.
  • acid 4 is added to the aqueous alkaline solution 2 through the second inlet 12 to the container 10 until the pH of the precipitation suspension 5 obtained therein falls below 4.
  • acid 4 is added to the alkaline solution 2 until a pH of less than 3, for example less than 2.5, is reached in the precipitation suspension 5 obtained.
  • the acid 4 is continuously added through the second inlet 12 with constant stirring to the aqueous alkaline solution 2 in the container 10 in order to achieve a homogeneous distribution of the pH in the precipitation suspension 5 to guarantee.
  • the constant stirring in the container 10 can take place according to the embodiment shown in FIG. 2 by a stirring device 14 integrated in the container 10.
  • Such an acid 4 can be, for example, acetic acid, sulfuric acid, silicic acid or another water-soluble organic or inorganic acid.
  • the acid 4 is added to the alkaline solution 2, as shown in FIGS. 1 to 3, in the container 10 in batches or in a batch process. Alternatively, however, is in another
  • Embodiment possible that the addition of acid 4 to the alkaline solution 2 takes place in a continuous process, but this was not shown in the figures.
  • the temperature of the precipitation suspension 5 is kept above a precipitation temperature of at least 40 ° C. in order to achieve an advantageous particle distribution in the precipitate 6 (see FIG. 3).
  • the precipitation temperature is at least 50 ° C, such as at least 60 ° C.
  • the temperature of the precipitation suspension 5 should not exceed 95 ° C. in order to ensure the best possible yield. Therefore, the supply of the acid 4 should be slow and continuous in order to avoid excessive temperature increases, which can be caused by the exothermic neutralization reaction between the aqueous alkaline solution 2 and the acid 4.
  • the precipitation suspension 5 can be further heated by the heater 13 in order to keep the temperature of the precipitation suspension 5 above the desired precipitation temperature.
  • the method 100 according to the invention is in a third
  • the xylan-containing precipitate 6 was precipitated from the precipitation suspension 5.
  • the precipitation suspension 5 is separated into a supernatant 7, which is essentially free of ⁇ -hemicelluloses 31, and a precipitate 6, which essentially consists of ⁇ -hemicelluloses 31.
  • the supernatant 7 also contains the g-hemicelluloses 32, which are not precipitated.
  • at least 90% of the particles 8 in the xylan-containing precipitate 6 have a after the precipitation Particle size greater than 5 pm.
  • at least 95% of the particles 8 have a particle size of greater than 5 pm.
  • the precipitate 6 and the supernatant 7 can be fed to a filter 16 after the precipitation through an outlet 15 of the container 10 in order to separate the precipitate 6 from the supernatant 7.
  • the membrane of the filter 16 is chosen such that an unimpeded passage of the supernatant 7 and the g-hemicelluloses 32 contained therein is made possible, while the precipitate 6 with the ⁇ -hemicelluloses 31 is reliably retained.
  • a microfilter membrane with a pore size between 0.1 pm and 1 pm can be used.
  • the supernatant 7 passes through the filter as permeate 18 and can be used for further use as recovered alkali liquor 208 in a viscose or cellulose process 200.
  • the recovered alkaline liquor 208 can at least partially be used as the liquor 205 for alkalizing pulp 204 in the alkalizing step 203, thereby creating an extremely efficient and cost-effective viscose or pulp process 200, which comprises the process 100 according to the invention.
  • the precipitate 6 leaves the filter 16 as the retentate 17 and is then washed and dried as a filtered precipitate 8 via a conveyor unit 19 and a washing and drying unit 20.
  • the filtered precipitate 8 is dried using a dryer 20 with indirect heating in order to avoid damage to the temperature-sensitive ⁇ -hemicelluloses 31.
  • the washed and dried precipitate 9 can optionally also be comminuted, for example ground, to obtain a xylan-containing composition 1 with uniform properties.
  • the entire batch 21 of composition 1 containing xylan is then subjected to an analytical quality control and a specification for batch 21 is drawn up. The batch 21 can then be assembled and packaged as desired. Examples
  • Eluent B 350 mM sodium hydroxide solution (NaOH)
  • Post column reagent 350 mM sodium hydroxide solution (NaOH) - 0.8 ml / min
  • the anion exchange chromatography is regularly calibrated using sample standards (for example, glucose, xylose, mannose) in order to ensure a constantly high level of accuracy.
  • sample standards for example, glucose, xylose, mannose
  • the contents given in Tables 2 and 3 relate in percentages by weight (% by weight) to the dry mass of the composition (abbreviated:% TM).
  • the dry matter content is given in percent by weight (% by weight) based on the total weight of the composition.
  • % TM dry mass of the composition
  • other, not explicitly mentioned polyoses may be contained, the sum of which does not exceed 0.1% DM.
  • Table 2 Specifications of Examples B1 to B4 according to the invention.
  • compositions according to Examples B1 to B4 all have a xylan content of greater than 80% by weight, based on the dry matter.
  • the glucan content in all examples is below 10% by weight or below 8% by weight, based on the dry matter.
  • the xylan content is above 84% by weight of DM or even above 86% by weight of DM.
  • the glucan content is below 6% by weight of DM or even below 4% by weight of DM.
  • All examples B1 to B4 have a ⁇ -hemicellulose content of over 85% by weight, based on the dry matter.
  • Table 3 shows the specifications and analysis results of comparative examples C1 to C3 available on the market:
  • C1 is a xylan beech wood composition available from Symrise Bioactives AG, acquired in July 201 1.
  • C2 is also a beech wood made xylan composition available from RCMDT GmbH, Germany, acquired in October 2017.
  • C3 is another beechwood made xylan composition from Megazyme uc, Ireland, acquired in March 2018. Table 3: Specifications of Comparative Examples C1 to C3.
  • the comparative examples C1 to C3 all show a xylan content of less than 80 wt .-% based on the dry matter. In addition, in all comparative examples C1 to C3, the total content of ⁇ -hemicelluloses is below 85% by weight of DM.
  • the xylan-containing compositions of Examples B1 to B4 according to the invention accordingly show a greatly improved, high purity compared to the xylan-containing compositions on the market, which can be particularly advantageous for medical applications.

Abstract

The invention relates to a xylan-containing composition (1) and to a method (100) for producing a xylan-containing composition (1), wherein acid (4) is added to an aqueous alkaline solution (2) which has hemicelluloses (3), and a xylan-containing precipitate (6) is separated from the resulting precipitation suspension (5). The aim of the invention is to increase the yields of the aforementioned method. This is achieved in that acid (4) is continuously added to the aqueous alkaline solution (2) until a pH value of 4 in the precipitation suspension (5) is undershot and the temperature of the precipitation suspension (5) does not exceed a precipitation temperature during the separation process, the precipitation temperature equaling at least 40 °C. The invention additionally relates to a cellulose or viscose method (200) comprising such a method (100).

Description

Xylan aufweisende Zusammensetzung und Verfahren zur Herstellung einer Xylan-containing composition and method for producing a
Xylan aufweisenden Zusammensetzung Composition containing xylan
Technisches Gebiet Technical field
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Xylan aufweisenden Zusammensetzung, bei dem einer wässrigen alkalischen Lösung, welche Hemicellulosen aufweist, Säure zugegeben wird und dabei aus der entstandenen Fällungssuspension ein Xylan aufweisender Niederschlag ausgefällt wird. The invention relates to a process for the preparation of a xylan-containing composition, in which an aqueous alkaline solution, which has hemicelluloses, acid is added and a precipitate containing xylan is precipitated from the resulting precipitation suspension.
Stand der Technik State of the art
[0002] Es ist bekannt, dass sowohl bei der Herstellung von Zellstoff als auch bei der Alkalisierung von Zellstoff in einem Viskoseverfahren wässrige alkalische Lösungen als Stoffströme anfallen, welche mit Hemicellulosen angereichert sind. It is known that both in the production of pulp and in the alkalization of pulp in a viscose process, aqueous alkaline solutions are obtained as material flows which are enriched with hemicelluloses.
[0003] Unter Hemicellulosen werden im Allgemeinen Polyosen aus Pentosen und/oder Hexosen, wie etwa Xylose, Arabinose, Glucose, Mannose oder Galactose verstanden. Hemicellulosen bezeichnen insbesondere alle Polysaccharide außer Cellulose, welche als Bestandteil pflanzlicher Zellwände, deren Matrix aus fibrillärer, teilweise kristalliner Cellulose besteht, Vorkommen, sowie niedermolekulare Abbauprodukte der Cellulose, z.B. Hydroxycarbonsäuren, welche im Rahmen von Aufschlussprozessen gebildet werden können. Im Gegensatz zur Cellulose, welche ein nicht-verzweigtes Homopolymer aus Glucose ist, sind Hemicellulosen in der Regel verzweigte Heteropolymere aus oben genannten Pentosen und Hexosen. Meist weisen diese als Hauptkette ein Homopolymer auf, an welcher Verzweigungen aus weiteren Zuckern gebunden sind und so ein unregelmäßiges Makromolekül bilden. Hemicellulosen besitzen gegenüber Cellulose zudem deutlich geringere Polymerisationsgrade bzw. Kettenlängen. Solche Hemicellulosen können beispielsweise Xylane, Mannane, Galactane, oder andere Pentosane bzw. Hexosane sein. Als Xylane werden dabei vor allem pflanzliche Heteropolysaccharide mit einer D- Xylose als Hauptwiederholungseinheit (Monomer-einheit) bezeichnet. [0004] Eine Unterscheidung zwischen Cellulosen (a-Fraktion) und Hemicellulosen (ß- und g-Fraktion) wird im Stand der Technik über die Löslichkeit in 17,5 %-iger Natronlauge definiert (WÜSTENBERG, Tanja. Cellulose und Cellulosederivate: Grundlagen, Wirkungen und Applikationen. Hamburg: Behr's Verlag, 2013.). Während ß- und g-Hemicellulosen in 17,5 %-iger Natronlauge gelöst werden können, ist a-Cellulose unlöslich. Bei der anschließenden Neutralisation fallen dann die ß-Hemicellulosen aus, während die g-Hemicellulosen in Lösung bleiben. Hemicelluloses are generally understood to mean polyoses from pentoses and / or hexoses, such as xylose, arabinose, glucose, mannose or galactose. Hemicelluloses refer in particular to all polysaccharides except cellulose, which occurs as a component of plant cell walls, the matrix of which consists of fibrillar, partly crystalline cellulose, as well as low-molecular breakdown products of cellulose, e.g. hydroxycarboxylic acids, which can be formed in the course of digestion processes. In contrast to cellulose, which is a non-branched homopolymer of glucose, hemicelluloses are generally branched heteropolymers from the above-mentioned pentoses and hexoses. Most of these have a homopolymer as the main chain, to which branches from further sugars are bound and thus form an irregular macromolecule. Hemicelluloses also have significantly lower degrees of polymerization or chain lengths than cellulose. Such hemicelluloses can be, for example, xylans, mannans, galactans, or other pentosans or hexosans. Vegetable heteropolysaccharides with a D-xylose as the main repeating unit (monomer unit) are referred to as xylans. A distinction between celluloses (a fraction) and hemicelluloses (ß and g fractions) is defined in the prior art by the solubility in 17.5% sodium hydroxide solution (WÜSTENBERG, Tanja. Cellulose and cellulose derivatives: basics, Effects and applications, Hamburg: Behr's Verlag, 2013.). While β- and g-hemicelluloses can be dissolved in 17.5% sodium hydroxide solution, a-cellulose is insoluble. In the subsequent neutralization, the β-hemicelluloses then precipitate out, while the g-hemicelluloses remain in solution.
[0005] Aus der WO 2007/128025 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Xylan aufweisenden Zusammensetzung bekannt, bei welchem eine wässrige alkalische Lösung, welche Hemicellulosen aufweist, mit einer verdünnten Schwefelsäure versetzt wird, wobei sich in der wässrigen Lösung ein pH-Wert zwischen 4 und 5 einstellt. Der dabei nach 6-8 h anfallende Niederschlag wird danach zentrifugiert, gewaschen und getrocknet. Derartige Verfahren leiden jedoch unter einer geringen Kettenlängen- und Größenselektivität beim Ausfällen der Hemicellulosen, was zu einer reduzierten Ausbeute führt. Zudem hat der langwierige Ausfällungsprozess einen verminderten Durchsatz und höhere Herstellungskosten zur Folge. WO 2007/128025 A1 discloses a process for the preparation of a composition containing xylan, in which an aqueous alkaline solution which has hemicelluloses is mixed with a dilute sulfuric acid, the pH of the aqueous solution being between 4 and 5 sets. The resulting precipitate after 6-8 h is then centrifuged, washed and dried. However, such processes suffer from low chain length and size selectivity in the precipitation of the hemicelluloses, which leads to a reduced yield. In addition, the lengthy precipitation process results in reduced throughput and higher manufacturing costs.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
[0006] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, dass eine höhere Ausbeute bei geringeren Herstellungskosten erreicht werden kann. It is therefore an object of the invention to improve a method of the type mentioned in such a way that a higher yield can be achieved at lower manufacturing costs.
[0007] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass so lange kontinuierlich Säure zu der wässrigen alkalischen Lösung zugegeben wird bis ein pH-Wert von 4 in der Fällungssuspension unterschritten wird und die Temperatur der Fällungssuspension während dem Ausfällen 40 °C nicht unterschreitet. [0008] Wird so lange kontinuierlich Säure zu der Fällungssuspension zugegeben bis ein pH-Wert von 4 in der Fällungssuspension unterschritten wird, so kann die Ausbeute und Qualität des erzeugten Niederschlags deutlich verbessert werden. Bei pH-Werten unter 4 können nämlich sehr vorteilhafte Bedingungen für eine vollständige Ausfällung der Hemicellulosen geschaffen werden. Unterschreitet zudem die Temperatur der Fällungssuspension während dem Ausfällen nicht eine Fällungstemperatur von zumindest 40 °C, so kann zudem für eine optimale Partikelgrößenverteilung während der Fällung gesorgt werden. Insbesondere kann durch das Halten der Fällungssuspension bei einer erhöhten Fällungstemperatur die durchschnittliche Partikelgröße vergrößert werden, was eine bessere Filtrierbarkeit des Niederschlags ermöglicht. Ein Herstellungsverfahren der eingangs erwähnten Art mit höherer Ausbeute und höherer Kosteneffizienz kann somit geschaffen werden. [0009] Im Allgemeinen wird festgehalten, dass das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Zusammensetzung des Zellstoffes ist, aus welchem die wässrige alkalische Lösung hergestellt wurde. Werden wässrige alkalische Lösungen aus der Produktion von Buchenholzzellstoff oder der Alkalisierung von Buchenholzzellstoff verwendet, so kann eine Xylan aufweisende Zusammensetzung mit hoher Qualität und Reinheit geschaffen werden. The invention solves the problem in that acid is continuously added to the aqueous alkaline solution until the pH falls below 4 in the precipitation suspension and the temperature of the precipitation suspension during the precipitation does not fall below 40 ° C. If acid is continuously added to the precipitation suspension until the pH falls below 4 in the precipitation suspension, the yield and quality of the precipitate produced can be significantly improved. At pH values below 4, very advantageous conditions for a complete precipitation of the hemicelluloses can be created. In addition, if the temperature of the precipitation suspension during the precipitation does not fall below a precipitation temperature of at least 40 ° C., an optimal particle size distribution can also be ensured during the precipitation. In particular, by holding the Precipitation suspension at an increased precipitation temperature, the average particle size can be increased, which enables better filterability of the precipitate. A production process of the type mentioned at the outset with higher yield and higher cost efficiency can thus be created. In general, it is stated that the method according to the invention is independent of the composition of the pulp from which the aqueous alkaline solution was produced. If aqueous alkaline solutions from the production of beech wood pulp or the alkalization of beech wood pulp are used, a composition containing xylan with high quality and purity can be created.
[0010] Weist die wässrige alkalische Lösung einen pH-Wert von zumindest 8, insbesondere von zumindest 1 1 auf, so kann sichergestellt werden, dass sämtliche Hemicellulosen in der wässrigen alkalischen Lösung gelöst vorliegen. Dies ist einer leichteren Verarbeitbarkeit der Lösung zuträglich, da eine unerwünschte Bildung von Niederschlägen in der wässrigen Lösung zuverlässig verhindert werden kann. Ein besonders zuverlässiges Verfahren mit verbesserter Ausbeute kann somit geschaffen werden. If the aqueous alkaline solution has a pH of at least 8, in particular at least 1 1, it can be ensured that all hemicelluloses are present in solution in the aqueous alkaline solution. This is conducive to easier processing of the solution, since undesired formation of precipitates in the aqueous solution can be reliably prevented. A particularly reliable process with improved yield can thus be created.
[0011] Die Ausbeute des Verfahrens kann weiter verbessert werden, wenn die wässrige alkalische Lösung zwischen 5 g/l und 150 g/l, insbesondere zwischen 30 g/l und 70 g/l, Hemicellulosen aufweist. Weist die wässrige alkalische Lösung nämlich einen derartigen Hemicellulosengehalt auf, so kann ein Niederschlag mit höherer Qualität geschaffen werden. Insbesondere kann durch Aufkonzentrierung der Hemicellulosen in der wässrigen alkalischen Lösung der Xylan-Anteil im Niederschlag weiter erhöht werden. [0012] Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter verbessert werden, wenn der wässrigen alkalischen Lösung kontinuierlich unter ständigem Rühren die Säure zugegeben wird. Durch das langsame Zugeben der Säure können nämlich große Sprünge im pH-Wert vermieden werden. Ein zu starkes lokales Absinken des pH-Werts kann nämlich zu einer ungewünschten frühzeitigen Ausfällung der Hemicellulosen führen, wodurch die Qualität des Niederschlags und insbesondere dessen Partikelgrößen- und Molmassenverteilung negativ beeinflusst werden. Das langsame Zugeben unter ständigem Rühren kann daher einen über die gesamte Fällungssuspension homogenen pH-Wert ermöglichen und somit eine hohe Qualität des Niederschlags sicherstellen. Die als Fällungsmittel zugegebene Säure kann vorzugsweise eine mit Wasser mischbare organische oder anorganische Säure, beispielsweise Schwefelsäure oder Essigsäure, sein. Vorteilhafterweise wird so lange Säure zu der wässrigen alkalischen Lösung zugegeben, bis eine Fällungssuspension mit einem pH-Wert von unter 3 erhalten wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird so lange Säure zu der wässrigen alkalischen Lösung zugegeben, bis in der Fällungssuspension ein pH-Wert von 2,5 unterschritten wird. Der pH-Wert der Fällungssuspension ist nämlich ausschlaggebend für die Ausbeute und Qualität des erzeugten Niederschlags, da erst bei Unterschreitung eines bestimmten pH-Werts eine vollständige Ausfällung der gewünschten ß-Hemicellulosen, nämlich insbesondere des Xylans, garantiert werden kann. Durch zuvor genannte vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung kann demnach ein Verfahren zur Herstellung einer Xylan aufweisenden Zusammensetzung mit hoher Ausbeute und hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden [0013] Unterschreitet die Temperatur der Fällungssuspension während demThe yield of the method can be further improved if the aqueous alkaline solution has between 5 g / l and 150 g / l, in particular between 30 g / l and 70 g / l, hemicelluloses. If the aqueous alkaline solution has such a hemicellulose content, a higher quality precipitate can be created. In particular, the concentration of xylan in the precipitate can be increased further by concentrating the hemicelluloses in the aqueous alkaline solution. The inventive method can be further improved if the acid is continuously added to the aqueous alkaline solution with constant stirring. By slowly adding the acid, large jumps in pH can be avoided. An excessive local drop in the pH value can lead to an undesired early precipitation of the hemicelluloses, which has a negative impact on the quality of the precipitate and in particular its particle size and molar mass distribution. The slow addition with constant stirring can therefore enable a homogeneous pH value over the entire precipitation suspension and thus a high quality ensure the precipitation. The acid added as a precipitant can preferably be a water-miscible organic or inorganic acid, for example sulfuric acid or acetic acid. Advantageously, acid is added to the aqueous alkaline solution until a precipitation suspension with a pH of less than 3 is obtained. In a particularly advantageous embodiment, acid is added to the aqueous alkaline solution until the pH of the precipitation suspension falls below 2.5. The pH of the precipitation suspension is decisive for the yield and quality of the precipitate produced, since complete precipitation of the desired β-hemicelluloses, namely in particular the xylan, can only be guaranteed if the pH falls below a certain value. By means of the aforementioned advantageous embodiments of the invention, a method for producing a xylan-containing composition can thus be created with high yield and high reliability. If the temperature falls below the precipitation suspension during the
Ausfällen nicht eine Fällungstemperatur von zumindest 50 °C, so kann die Partikelgrößenverteilung im Niederschlag weiter optimiert werden. Besonders vorteilhaft kann sich dabei auszeichnen, wenn die Fällungstemperatur zumindest 60 °C beträgt und die Fällungssuspension während dem Ausfällen zudem eine Temperatur von 95 °C nicht überschreitet. Die Partikelgrößen- und Molmassenverteilung des Niederschlags werden nämlich aufgrund der Thixotropie der Fällungssuspension durch die Temperatur während dem Ausfällen stark beeinflusst. Bei geringen Fällungstemperaturen fallen bevorzugt sehr kleine Hemicellulose-Partikel mit niedrigem DP-Wert (Polymerisationsgrad) aus, während bei hohen Fällungstemperaturen vorwiegend Hemicellulosen mit hohem DP-Wert ausfallen. Durch geeignete Wahl der Fällungstemperatur können somit die gewünschten Eigenschaften des Niederschlags hinsichtlich Partikelgröße und Molmasse gesteuert werden. Insbesondere kann dabei ein besonders leicht vom Überstand filtrierbarer Niederschlag geschaffen werden, wodurch die Ausbeute des Verfahrens weiter verbessert werden kann. If there is no precipitation temperature of at least 50 ° C, the particle size distribution in the precipitation can be further optimized. It can be particularly advantageous if the precipitation temperature is at least 60 ° C. and the precipitation suspension during the precipitation also does not exceed a temperature of 95 ° C. The particle size and molar mass distribution of the precipitate are strongly influenced by the temperature during the precipitation due to the thixotropy of the precipitation suspension. At low precipitation temperatures, very small hemicellulose particles with a low DP value (degree of polymerization) preferably precipitate out, while at high precipitation temperatures it is mainly hemicelluloses with a high DP value that precipitate out. The desired properties of the precipitate with regard to particle size and molar mass can thus be controlled by suitable selection of the precipitation temperature. In particular, a precipitate which can be filtered particularly easily from the supernatant can be created, as a result of which the yield of the process can be further improved.
[0014] Das Verfahren kann weiter zuverlässiger gestaltet werden, wenn die wässrige alkalische Lösung vor dem Zugeben der Säure auf zumindest die Fällungstemperatur erwärmt wird. Alternativ kann auch direkt eine wässrige alkalische Lösung zugeführt werden, welche bereits eine Temperatur höher als die Fällungstemperatur aufweist. Durch die Erwärmung der wässrigen alkalischen Lösung vor dem Zugeben der Säure und damit vor dem Ausfällen können nämlich T emperaturschwankungen während dem Ausfällen vermieden werden und somit ein besonders stabiles und zuverlässiges Verfahren geschaffen werden. [0015] Wird die wässrige alkalische Lösung zudem mit einer maximalen Heizrate vonThe process can be made more reliable if the aqueous alkaline solution is heated to at least the precipitation temperature before adding the acid. Alternatively, an aqueous alkaline solution can be fed directly, which already has a temperature higher than the precipitation temperature. By heating the aqueous alkaline solution before adding the acid and thus before the precipitation, temperature fluctuations during the precipitation can be avoided and a particularly stable and reliable process can thus be created. The aqueous alkaline solution is also at a maximum heating rate of
50 °C/h erwärmt, so können große Temperatursprünge in der wässrigen Lösung beim Erwärmen vermieden werden, was der Qualität des Niederschlags beim Ausfällen weiter zuträglich ist. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens kann somit weiter verbessert werden. [0016] Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich besonders dadurch auszeichnen, dass zumindest 90 % des Xylan aufweisenden Niederschlags nach dem Ausfällen eine Partikelgröße von größer 5 pm aufweist. Liegt die Partikelgröße des Niederschlags nämlich über 5 pm, so kann ein besonders gut vom Überstand trennbarer Niederschlag erzeugt werden, wodurch die Ausbeute des Verfahrens weiter gesteigert werden kann. 50 ° C / h heated, so large jumps in temperature in the aqueous solution can be avoided when heating, which is further beneficial to the quality of the precipitation when precipitating. The reliability of the method can thus be further improved. The inventive method can be particularly characterized in that at least 90% of the xylan-containing precipitate has a particle size of greater than 5 pm after the precipitation. If the particle size of the precipitate is above 5 pm, a precipitate that can be separated particularly well from the supernatant can be produced, as a result of which the yield of the process can be further increased.
[0017] Wird der Xylan aufweisende Niederschlag nach dem Ausfällen, insbesondere durch Filtern, von dem Überstand getrennt, so kann ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung einer Xylan aufweisenden Zusammensetzung bereitgestellt werden. Wird der Überstand zudem gewaschen und/oder getrocknet, so kann die Qualität des Verfahrensprodukts weiter verbessert werden. If the precipitate containing xylan is separated from the supernatant after the precipitation, in particular by filtering, a particularly simple method for producing a composition comprising xylan can be provided. If the supernatant is also washed and / or dried, the quality of the process product can be further improved.
[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ganz besonders, wenn die Hemicellulosen aufweisende wässrige alkalische Lösung eine Ablauge aus einer Zellstoff- oder Viskoseproduktion ist. Im Besonderen kann die wässrige alkalische Lösung eine Presslauge sein, welche in einem Viskoseverfahren, beispielsweise bei der Alkalisierung von Zellstoff mit Natronlauge zu Alkalizellulose und nachfolgendem Abpressen des alkalisierten Zellstoffs, gewonnen wird bzw. anfällt. Eine solche Presslauge enthält dabei typischerweise 100 - 300 g/l Natronlauge und weist einen Gehalt an Hemicellulosen zwischen 5 - 150 g/l, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen der Presslauge, auf. Vorteilhafterweise weist eine solche Presslauge von 150 bis 250 g/l Natronlauge auf. Zudem beträgt der Gehalt an Hemicellulosen vorteilhafterweise zwischen 30 und 70 g/l. [0019] Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Xylan aufweisende Zusammensetzung bereitzustellen, welche sich durch geringe Verunreinigung und hohen Xylangehalt und somit insbesondere durch eine hohe Verträglichkeit im menschlichen oder tierischen Körper auszeichnet. [0020] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Zusammensetzung, welche bezogen auf ihre Trockensubstanz zumindest 85 Gew.-% Polysaccharide aus ß-Hemicellulosen, enthaltend Xylan, aufweist und als Rest Asche, Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen enthält. The inventive method is particularly suitable if the hemicellulose-containing aqueous alkaline solution is a waste liquor from a pulp or viscose production. In particular, the aqueous alkaline solution can be a press liquor, which is obtained or obtained in a viscose process, for example in the alkalization of pulp with sodium hydroxide solution to alkali cellulose and subsequent pressing of the alkalized pulp. Such a press liquor typically contains 100-300 g / l sodium hydroxide solution and has a hemicellulose content of between 5-150 g / l, in each case based on the total volume of the press liquor. Such a press liquor advantageously has from 150 to 250 g / l sodium hydroxide solution. In addition, the hemicellulose content is advantageously between 30 and 70 g / l. Another object of the invention is to provide a composition containing xylan, which is characterized by low contamination and high xylan content and thus in particular by high tolerance in the human or animal body. The invention solves this problem by a composition which, based on its dry substance, has at least 85% by weight of polysaccharides from ß-hemicelluloses containing xylan and contains the rest of ash, water and unavoidable impurities.
[0021] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann sich weiter auszeichnen, wenn diese bezogen auf ihre Trockensubstanz zumindest 80 Gew.-% Xylan aufweist. Weist die Zusammensetzung bezogen auf ihre Trockensubstanz zumindest 84 Gew.-% Xylan, bzw. in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung zumindest 88 Gew.-% oder 90 Gew.-% Xylan, auf, so kann ein besonders hochwertiges Produkt mit hoher Verträglichkeit und vielseitiger Einsatzmöglichkeit geschaffen werden. The composition according to the invention can also be distinguished if it has at least 80% by weight of xylan, based on its dry substance. If the composition, based on its dry substance, has at least 84% by weight of xylan or, in further advantageous embodiments of the invention, at least 88% by weight or 90% by weight of xylan, a particularly high-quality product with high compatibility and versatility can be used Opportunity to be created.
[0022] Die Zusammensetzung kann weiter verbessert werden, wenn diese bezogen auf ihre T rockensubstanz weniger als 10 Gew.-%, insbesondere höchstens 8 Gew.-%, Glucan und weniger als 1 Gew.-% sonstige Polysaccharide aufweist. Durch den besonders geringen Glucan-Gehalt kann sich die Zusammensetzung nämlich vor allem für medizinische Anwendungen eignen und eine hohe Verträglichkeit im menschlichen und/oder tierischen Körper aufweisen. The composition can be further improved if it has less than 10% by weight, in particular at most 8% by weight, of glucan and less than 1% by weight of other polysaccharides, based on its rock substance. Because of the particularly low glucan content, the composition can be particularly suitable for medical applications and has a high tolerance in the human and / or animal body.
[0023] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13 kann sich besonders zur Verwendung als Tablettenhilfsstoff in Arzneimitteln eignen. Xylane können nämlich durch ihre besonderen Quelleigenschaften als Tablettensprengmittel zum Einsatz kommen und den Bedarf an synthetischenThe composition of the invention according to any one of claims 1 1 to 13 can be particularly suitable for use as a tablet excipient in medicines. Because of their special swelling properties, xylans can be used as tablet disintegrants and the need for synthetic ones
Tablettensprengmitteln unnötig machen. Damit kann die Herstellung von Arzneimitteln weiter vereinfacht werden, da die erfindungsgemäße Zusammensetzung direkt mit dem pharmakologisch wirksamen Stoff zu Tabletten verpresst werden kann. Zudem können Xylane eine verzögerte Freisetzung von pharmakologisch wirksamen Zusammensetzungen bewirken und so eine einfache Herstellung von Retard-Make tablet disintegrants unnecessary. The manufacture of pharmaceuticals can thus be further simplified, since the composition according to the invention can be pressed directly into tablets with the pharmacologically active substance. In addition, xylans can cause a delayed release of pharmacologically active compositions and thus an easy preparation of sustained release
Präparaten (etwa zur verzögerten Wirkstofffreisetzung - „delayed release“) ermöglichen. [0024] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13 kann sich zudem vorteilhaft zur Herstellung von Xylan-Sulfat eignen. Sulfatierte Xylane können beispielsweise als Virostatikum, Anticancerogen, oder Blutgerinnungshemmer verwendet werden. Kurzbeschreibung der Zeichnungen Allow preparations (such as delayed release). The composition of the invention according to any one of claims 1 1 to 13 can also be advantageously used for the production of xylan sulfate. Sulphated xylans can be used, for example, as antivirals, anticancerogens or anticoagulants. Brief description of the drawings
[0025] Im Folgenden werden die Ausführungsarten der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: In the following the embodiments of the invention are described with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Verfahrensschritt, 1 shows a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention in a first method step,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens aus Fig. 1 in einem weiteren Verfahrensschritt, und FIG. 2 shows a schematic illustration of the method from FIG. 1 in a further method step, and
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens aus Fig. 1 und 2 in einem dritten Verfahrensschritt. 3 shows a schematic illustration of the method from FIGS. 1 and 2 in a third method step.
Wege zur Ausführung der Erfindung [0026] In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch ein Verfahren 100 zur Herstellung einerWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION FIGS. 1 to 3 schematically illustrate a method 100 for producing a
Xylan aufweisenden Zusammensetzung 1 in verschiedenen Verfahrensstadien dargestellt. Als Ausgangsstoff des Verfahrens 100 dient eine wässrige alkalische Lösung 2, welche Hemicellulosen 3 enthält und beispielsweise als Ablauge 201 in einer Zellstoff- oder Viskoseproduktion 200 anfällt. Entsprechend dem in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels des Verfahrens ist die wässrige alkalische Lösung 2 eine Ablauge 201 , welche in einer Alkalisierungsstufe 203 bei der Alkalisierung von Zellstoff 204 mit Lauge 205 im Rahmen eines Viskoseverfahrens 200 anfällt. Dazu wird der alkalisierte Zellstoff 206 in einer Presse 207 abgepresst und die Ablauge 202 als Presslauge 201 erhalten, welche dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 als wässrige alkalische Lösung 2 zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren 100 kann dabei eigenständig oder Teil des Viskoseverfahrens 200 sein. Xylan-containing composition 1 shown in different stages of the process. An aqueous alkaline solution 2, which contains hemicelluloses 3 and is used, for example, as waste liquor 201 in a cellulose or viscose production 200, serves as the starting material for the method 100. According to the exemplary embodiment of the method shown in FIG. 1, the aqueous alkaline solution 2 is a waste liquor 201 which is obtained in an alkalization step 203 in the alkalization of pulp 204 with alkali 205 as part of a viscose process 200. For this purpose, the alkalized pulp 206 is pressed out in a press 207 and the waste liquor 202 is obtained as press liquor 201, which is fed to the process 100 according to the invention as an aqueous alkaline solution 2. The method 100 according to the invention can be independent or part of the viscose method 200.
[0027] Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die wässrige alkalische Lösung 2 in einem ersten Verfahrensschritt aus dem Viskoseverfahren über einen ersten Einlass 11 einem Behälter 10 zugeführt. Der Behälter 10 weist zudem einen zweiten Einlass 12 auf, über welchen Säure 4 zugeführt werden kann. Vor dem Zugeben der Säure 4 wird die wässrige alkalische Lösung 2 auf zumindest die Fällungstemperatur - welche in einer Ausführungsvariante zumindest 40 °C, in einer anderen Ausführungsvariante zumindest 50 °C und in einer weiteren Ausführungsvariante zumindest 60 °C beträgt - aufgeheizt, wobei während des Aufheizens eine maximale Heizrate von 50 °C/h nicht überschritten wird. Das Aufheizen kann in einem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 1 dargestellt, über eine in dem Behälter integrierte Heizung 13 erfolgen. Die Heizung 13 kann in einer weiteren Ausführungsvariante etwa dem ersten Einlass 11 vorgeschaltet sein und die wässrige alkalische Lösung 2 im Durchlauf erhitzen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die wässrige alkalische Lösung 2 als bereits über die Fällungstemperatur aufgeheizte wässrige alkalische Lösung 2 aus dem Viskoseverfahren 200 direkt zugeführt. Ein zusätzliches Aufheizen kann hierbei somit ausbleiben. As shown in Fig. 1, the aqueous alkaline solution 2 is fed in a first process step from the viscose process through a first inlet 11 to a container 10. The container 10 also has a second inlet 12, via which acid 4 can be supplied. Before adding the acid 4, the aqueous alkaline solution 2 is brought to at least the precipitation temperature - which is in a Embodiment variant is at least 40 ° C, in another embodiment variant at least 50 ° C and in another embodiment variant at least 60 ° C - heated, whereby a maximum heating rate of 50 ° C / h is not exceeded during the heating. In one exemplary embodiment, as shown in FIG. 1, the heating can take place via a heater 13 integrated in the container. In a further embodiment variant, the heater 13 can be connected upstream of the first inlet 11 and heat the aqueous alkaline solution 2 in one pass. In a further exemplary embodiment, the aqueous alkaline solution 2 is fed directly from the viscose process 200 as the aqueous alkaline solution 2 which has already been heated above the precipitation temperature. Additional heating can thus be avoided.
[0028] Die wässrige alkalische Lösung 2 weist in einem ersten Ausführungsbeispiel einen pH-Wert von zumindest 8, wie etwa von zumindest 9, wie etwa von zumindest 10, wie etwa von zumindest 1 1 auf. Zudem weist die wässrige alkalische Lösung in einer ersten Ausführungsvariante zwischen 5 und 150 g/l, wie etwa zwischen 10 und 120 g/l, wie etwa zwischen 20 und 100 g/l, wie etwa zwischen 30 und 70 g/l Hemicellulosen auf. In a first embodiment, the aqueous alkaline solution 2 has a pH of at least 8, such as at least 9, such as at least 10, such as at least 1 1. In addition, in a first embodiment, the aqueous alkaline solution has between 5 and 150 g / l, such as between 10 and 120 g / l, such as between 20 and 100 g / l, such as between 30 and 70 g / l hemicelluloses.
[0029] Die in der wässrigen alkalischen Lösung 2 enthaltenen Hemicellulosen 3 können im Wesentlichen in ß-Hemicellulosen 31 und g-Hemicellulosen 32 eingeteilt werden, wie dies im einleitenden Teil der Beschreibung beschrieben ist. Vor dem Zugeben der Säure 4 im ersten Verfahrensschritt liegen sowohl ß- als auch g-Hemicellulosen 31 , 32 in der wässrigen alkalischen Lösung 2 gelöst vor. The hemicelluloses 3 contained in the aqueous alkaline solution 2 can essentially be divided into β-hemicelluloses 31 and g-hemicelluloses 32, as described in the introductory part of the description. Before adding the acid 4 in the first process step, both β- and g-hemicelluloses 31, 32 are dissolved in the aqueous alkaline solution 2.
[0030] Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren 100 in einem zweiten Verfahrensschritt, nachdem die wässrige alkalische Lösung 2 dem Behälter 10 zugeführt und über die Fällungstemperatur aufgeheizt wurde. Dabei wird der wässrigen alkalischen Lösung 2 in diesem Schritt so lange Säure 4 durch den zweiten Einlass 12 an den Behälter 10 zugegeben, bis in der darin erhaltenen Fällungssuspension 5 ein pH-Wert von 4 unterschritten wird. In einer anderen Ausführungsvariante wird der alkalischen Lösung 2 so lange Säure 4 zugegeben, bis in der erhaltenen Fällungssuspension 5 ein pH-Wert von unter 3, wie etwa von unter 2,5 erreicht wird. Die Säure 4 wird dabei kontinuierlich durch den zweiten Einlass 12 unter ständigem Rühren zu der wässrigen alkalischen Lösung 2 im Behälter 10 zugegeben um eine homogene Verteilung des pH-Werts in der Fällungssuspension 5 zu gewährleisten. Das ständige Rühren im Behälter 10 kann gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform durch eine im Behälter 10 integrierte Rühreinrichtung 14 erfolgen. 2 shows the method 100 according to the invention in a second method step after the aqueous alkaline solution 2 has been fed to the container 10 and heated above the precipitation temperature. In this step, acid 4 is added to the aqueous alkaline solution 2 through the second inlet 12 to the container 10 until the pH of the precipitation suspension 5 obtained therein falls below 4. In another embodiment, acid 4 is added to the alkaline solution 2 until a pH of less than 3, for example less than 2.5, is reached in the precipitation suspension 5 obtained. The acid 4 is continuously added through the second inlet 12 with constant stirring to the aqueous alkaline solution 2 in the container 10 in order to achieve a homogeneous distribution of the pH in the precipitation suspension 5 to guarantee. The constant stirring in the container 10 can take place according to the embodiment shown in FIG. 2 by a stirring device 14 integrated in the container 10.
[0031] Eine solche Säure 4 kann beispielsweise Essigsäure, Schwefelsäure, Kieselsäure oder eine andere wasserlösliche organische oder anorganische Säure sein. Das Zugeben der Säure 4 zu der alkalischen Lösung 2 erfolgt dabei, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, in dem Behälter 10 chargenweise bzw. in einem diskontinuierlichen Prozess. Alternativ ist jedoch in einem weiterenSuch an acid 4 can be, for example, acetic acid, sulfuric acid, silicic acid or another water-soluble organic or inorganic acid. The acid 4 is added to the alkaline solution 2, as shown in FIGS. 1 to 3, in the container 10 in batches or in a batch process. Alternatively, however, is in another
Ausführungsbeispiel möglich, dass das Zugeben von Säure 4 zu der alkalischen Lösung 2 in einem kontinuierlichen Prozess erfolgt, was jedoch in den Figuren nicht näher dargestellt wurde. Embodiment possible that the addition of acid 4 to the alkaline solution 2 takes place in a continuous process, but this was not shown in the figures.
[0032] Während des gesamten Ausfällens und insbesondere auch während dem Zugeben der Säure 4 wird die Temperatur der Fällungssuspension 5 oberhalb einer Fällungstemperatur von zumindest 40 °C gehalten um eine vorteilhafte Partikelverteilung im Niederschlag 6 (siehe Fig. 3) zu erreichen. In einer anderen Ausführungsvariante beträgt die Fällungstemperatur zumindest 50 °C, wie etwa zumindest 60 °C. Die Temperatur der Fällungssuspension 5 sollte jedoch 95 °C nicht überschreiten um die bestmögliche Ausbeute zu gewährleisten. Daher sollte das Zuführen der Säure 4 langsam und kontinuierlich erfolgen, um zu große Temperaturanstiege, welche durch die exotherme Neutralisierungsreaktion zwischen der wässrigen alkalischen Lösung 2 und der Säure 4 hervorgerufen werden können, zu vermeiden. Nötigenfalls kann die Fällungssuspension 5 durch die Heizung 13 weiter temperiert werden, um die Temperatur der Fällungssuspension 5 über der gewünschten Fällungstemperatur zu halten. [0033] In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Verfahren 100 in einem drittenDuring the entire precipitation and in particular also during the addition of the acid 4, the temperature of the precipitation suspension 5 is kept above a precipitation temperature of at least 40 ° C. in order to achieve an advantageous particle distribution in the precipitate 6 (see FIG. 3). In another embodiment, the precipitation temperature is at least 50 ° C, such as at least 60 ° C. However, the temperature of the precipitation suspension 5 should not exceed 95 ° C. in order to ensure the best possible yield. Therefore, the supply of the acid 4 should be slow and continuous in order to avoid excessive temperature increases, which can be caused by the exothermic neutralization reaction between the aqueous alkaline solution 2 and the acid 4. If necessary, the precipitation suspension 5 can be further heated by the heater 13 in order to keep the temperature of the precipitation suspension 5 above the desired precipitation temperature. 3, the method 100 according to the invention is in a third
Verfahrensschritt dargestellt, wobei der Xylan aufweisende Niederschlag 6 aus der Fällungssuspension 5 ausgefällt wurde. Die Fällungssuspension 5 wird dabei in einen Überstand 7, welcher im Wesentlichen frei von ß-Hemicellulosen 31 ist, und einen Niederschlag 6, welcher im Wesentlichen aus ß-Hemicellulosen 31 besteht, aufgetrennt. Der Überstand 7 enthält zudem die g-Hemicellulosen 32, welche nicht ausgefällt werden. In einem ersten Ausführungsbeispiel weisen zumindest 90 % der Partikel 8 in dem Xylan aufweisende Niederschlag 6 nach dem Ausfällen eine Partikelgröße von größer 5 pm auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen zumindest 95 % der Partikel 8 eine Partikelgröße von größer 5 pm auf. Process step shown, wherein the xylan-containing precipitate 6 was precipitated from the precipitation suspension 5. The precipitation suspension 5 is separated into a supernatant 7, which is essentially free of β-hemicelluloses 31, and a precipitate 6, which essentially consists of β-hemicelluloses 31. The supernatant 7 also contains the g-hemicelluloses 32, which are not precipitated. In a first exemplary embodiment, at least 90% of the particles 8 in the xylan-containing precipitate 6 have a after the precipitation Particle size greater than 5 pm. In a further exemplary embodiment, at least 95% of the particles 8 have a particle size of greater than 5 pm.
[0034] Der Niederschlag 6 und der Überstand 7 können nach dem Ausfällen durch einen Auslass 15 des Behälters 10 einem Filter 16 zugeführt werden, um den Niederschlag 6 vom Überstand 7 zu trennen. Dabei wird die Membran des Filters 16 derart gewählt, dass ein ungehindertes Passieren des Überstands 7 und den darin enthaltenen g-Hemicellulosen 32 ermöglicht wird, während der Niederschlag 6 mit den ß-Hemicellulosen 31 zuverlässig zurückgehalten wird. In einer Ausführungsvariante kann beispielsweise eine Mikrofiltermembran mit einer Porengröße zwischen 0,1 pm und 1 pm verwendet werden. The precipitate 6 and the supernatant 7 can be fed to a filter 16 after the precipitation through an outlet 15 of the container 10 in order to separate the precipitate 6 from the supernatant 7. The membrane of the filter 16 is chosen such that an unimpeded passage of the supernatant 7 and the g-hemicelluloses 32 contained therein is made possible, while the precipitate 6 with the β-hemicelluloses 31 is reliably retained. In one embodiment, for example, a microfilter membrane with a pore size between 0.1 pm and 1 pm can be used.
[0035] Der Überstand 7 passiert als Permeat 18 den Filter und kann zur weiteren Verwendung als rückgewonnene Alkalisierlauge 208 in einem Viskose- oder Zellstoffverfahren 200 verwendet werden. Die rückgewonnene Alkalisierlauge 208 kann dabei zumindest teilweise als Lauge 205 zur Alkalisierung von Zellstoff 204 in der Alkalisierungsstufe 203 verwendet werden, wodurch ein äußerst effizientes und kosteneffizientes Viskose- oder Zellstoffverfahren 200, welches das erfindungsgemäße Verfahren 100 umfasst, geschaffen wird. The supernatant 7 passes through the filter as permeate 18 and can be used for further use as recovered alkali liquor 208 in a viscose or cellulose process 200. The recovered alkaline liquor 208 can at least partially be used as the liquor 205 for alkalizing pulp 204 in the alkalizing step 203, thereby creating an extremely efficient and cost-effective viscose or pulp process 200, which comprises the process 100 according to the invention.
[0036] Der Niederschlag 6 verlässt als Retentat 17 den Filter 16 und wird danach als gefilterter Niederschlag 8 über eine Fördereinheit 19 und eine Wasch- und Trockeneinheit 20 gewaschen und getrocknet. Die Trocknung des gefilterten Niederschlags 8 erfolgt in einer Ausführungsvariante über einen Trockner 20 mit indirekter Heizung, um eine Schädigung der temperaturempflindlichen ß- Hemicellulosen 31 zu vermeiden. Der gewaschene und getrocknete Niederschlag 9 kann optional noch zerkleinert werden, beispielsweise gemahlen werden, um eine Xylan aufweisende Zusammensetzung 1 mit gleichmäßigen Eigenschaften zu erhalten. Die gesamte Charge 21 der Xylan aufweisenden Zusammensetzung 1 wird danach einer analytischen Qualitätskontrolle unterzogen und eine Spezifikation für die Charge 21 erstellt. Die Charge 21 kann dann beliebig konfektioniert und verpackt werden. Beispiele The precipitate 6 leaves the filter 16 as the retentate 17 and is then washed and dried as a filtered precipitate 8 via a conveyor unit 19 and a washing and drying unit 20. In one embodiment variant, the filtered precipitate 8 is dried using a dryer 20 with indirect heating in order to avoid damage to the temperature-sensitive β-hemicelluloses 31. The washed and dried precipitate 9 can optionally also be comminuted, for example ground, to obtain a xylan-containing composition 1 with uniform properties. The entire batch 21 of composition 1 containing xylan is then subjected to an analytical quality control and a specification for batch 21 is drawn up. The batch 21 can then be assembled and packaged as desired. Examples
[0037] In der folgenden Tabelle 2 sind die Spezifikationen bzw. Analyseergebnisse von verschiedenen Chargen der erfindungsgemäßen Xylan aufweisenden Zusammensetzung als Beispiele B1 bis B4 gezeigt. Alle Zusammensetzungen der Beispiele B1 bis B4 wurden jeweils entsprechend einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt. Als wässrige alkalische Lösungen dienten jeweils die Presslaugen nach der Alkalisierung von Buchenholzzellstoff in einem Viskoseverfahren. Die wässrigen alkalischen Lösungen wurden mit Schwefelsäure oder Essigsäure zu der Fällungssuspension vermischt, wobei die Fällung bei einer Temperatur zwischen 60 °C und 80 °C erfolgte und der pH-Wert der Fällungssuspension unter 3 lag. Der erhaltene Niederschlag wurde vom Überstand abfiltriert und gewaschen und getrocknet. Die erhaltenen Chargen von Xylan aufweisenden Zusammensetzungen wurden dann auf ihre Bestandteile hin untersucht. In the following Table 2, the specifications and analysis results of various batches of the xylan composition according to the invention are shown as examples B1 to B4. All compositions of Examples B1 to B4 were each produced in accordance with a process according to one of Claims 1 to 10. After the alkalization of beech wood pulp in a viscose process, the press liquors served as aqueous alkaline solutions. The aqueous alkaline solutions were mixed with sulfuric acid or acetic acid to form the precipitation suspension, the precipitation taking place at a temperature between 60 ° C. and 80 ° C. and the pH of the precipitation suspension being below 3. The precipitate obtained was filtered off from the supernatant and washed and dried. The resulting batches of compositions containing xylan were then examined for their constituents.
[0038] Zur Bestimmung der Spezifikation (Bestimmung der Polyosen-Gehalte in der Xylan aufweisenden Zusammensetzung) wurde eine Anionentauscherchromatografie kombiniert mit gepulster Amperometrie verwendet. In Tabelle 1 sind die dabei verwendeten Methodenparameter angeführt. Anion exchange chromatography combined with pulsed amperometry was used to determine the specification (determination of the polyose contents in the composition containing xylan). The method parameters used are listed in Table 1.
[0039] Tabelle 1 : Parameter zur Anionentauscherchromatografie Table 1: Parameters for anion exchange chromatography
Vorsäule: Dionex CarboPac SA10 4 * 50 mm Guard column: Dionex CarboPac SA10 4 * 50 mm
Trennsäule: Dionex CarboPac SA10 4 * 250 mm Separation column: Dionex CarboPac SA10 4 * 250 mm
Eluent A: Deionisiertes Wasser Eluent A: Deionized water
Eluent B: 350 mM Natronlauge (NaOH) Eluent B: 350 mM sodium hydroxide solution (NaOH)
Pumpenhinterspülung: Deionisiertes Wasser Pump backwashing: deionized water
Flussrate: 1 ml/min Flow rate: 1 ml / min
Injektionsvolumen: 10 mI Injection volume: 10 mI
Nachsäulenreagens: 350 mM Natronlauge (NaOH) - 0,8 ml/min Post column reagent: 350 mM sodium hydroxide solution (NaOH) - 0.8 ml / min
Detektion: Gepulste Amperometrie Detection: pulsed amperometry
[0040] Die Anionentauscherchromatografie wird dabei regelmäßig anhand von Probenstandards (bspw. Glucose, Xylose, Mannose) kalibriert um eine konstant hohe Genauigkeit zu gewährleisten. The anion exchange chromatography is regularly calibrated using sample standards (for example, glucose, xylose, mannose) in order to ensure a constantly high level of accuracy.
[0041] Die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Gehalte beziehen sich jeweils in Gewichtsprozenten (Gew.-%) auf die Trockenmasse der Zusammensetzung (abgekürzt: % TM). Der Trockenmassengehalt ist in Gewichtsprozent (Gew.-%) bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung angegeben. Neben den angeführten ß-Hemicellulosen Xylan, Glucan, Mannan, Arabinan, Rhamnan und Galactan können weitere, nicht explizit angeführte Polyosen enthalten sein, deren Summe an Gehalten 0,1 % TM nicht übersteigt. The contents given in Tables 2 and 3 relate in percentages by weight (% by weight) to the dry mass of the composition (abbreviated:% TM). The dry matter content is given in percent by weight (% by weight) based on the total weight of the composition. In addition to the listed ß-hemicelluloses xylan, glucan, mannan, arabinan, Rhamnan and galactan, other, not explicitly mentioned polyoses may be contained, the sum of which does not exceed 0.1% DM.
[0042] Tabelle 2: Spezifikationen der erfindungsgemäßen Beispiele B1 bis B4. Table 2: Specifications of Examples B1 to B4 according to the invention.
Xylan Glucan Mannan Arabinan Rhamnan Galactan Asche Trockenm. Xylan Glucan Mannan Arabinan Rhamnan Galactan Ash Dry M.
Beispiel example
[% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [Gew.-%] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% by weight]
B1 86,3 3,1 0,0 0,0 0,0 0,0 10,6 95,1B1 86.3 3.1 0.0 0.0 0.0 0.0 10.6 95.1
B2 86,7 7,3 0,4 0,0 0,0 0,0 5,6 94,9B2 86.7 7.3 0.4 0.0 0.0 0.0 5.6 94.9
B3 86,2 7,3 0,4 0,0 0,0 0,0 6,1 94,8B3 86.2 7.3 0.4 0.0 0.0 0.0 6.1 94.8
B4 83,6 7,5 0,7 0,0 0,0 0,0 8,2 95,0 B4 83.6 7.5 0.7 0.0 0.0 0.0 8.2 95.0
[0043] Die Zusammensetzungen gemäß der Beispiele B1 bis B4 zeigen allesamt einen Xylan-Gehalt von größer 80 Gew.-% bezogen auf die Trockenmasse. Zudem liegt der Glucan-Gehalt in allen Beispielen unter 10 Gew.-%, bzw. unter 8 Gew.-% bezogen auf die Trockenmasse. In den Beispielen B1 bis B3 liegt der Xylan-Gehalt über 84 Gew.-% d.TM, bzw. sogar über 86 Gew.-% d.TM. In Beispiel B1 liegt der Glucan-Gehalt unter 6 Gew.-% d.TM, bzw. sogar unter 4 Gew.-% d.TM. Alle Beispiele B1 bis B4 weisen einen Gehalt an ß-Hemicellulosen von über 85 Gew.-% bezogen auf die Trockenmasse auf. [0044] In Tabelle 3 sind die Spezifikationen bzw. Analyseergebnisse von am Markt erhältlichen Vergleichsbeispielen C1 bis C3 gezeigt: The compositions according to Examples B1 to B4 all have a xylan content of greater than 80% by weight, based on the dry matter. In addition, the glucan content in all examples is below 10% by weight or below 8% by weight, based on the dry matter. In examples B1 to B3, the xylan content is above 84% by weight of DM or even above 86% by weight of DM. In example B1 the glucan content is below 6% by weight of DM or even below 4% by weight of DM. All examples B1 to B4 have a β-hemicellulose content of over 85% by weight, based on the dry matter. Table 3 shows the specifications and analysis results of comparative examples C1 to C3 available on the market:
[0045] C1 ist eine Xylan aufweisende Zusammensetzung aus Buchenholz erhältlich von Symrise Bioactives AG, erworben im Juli 201 1. C1 is a xylan beech wood composition available from Symrise Bioactives AG, acquired in July 201 1.
[0046] C2 ist ebenfalls eine aus Buchenholz hergestellte Xylan aufweisende Zusammensetzung erhältlich von der RCMDT GmbH, Deutschland, erworben im Oktober 2017. C2 is also a beech wood made xylan composition available from RCMDT GmbH, Germany, acquired in October 2017.
[0047] C3 ist eine weitere aus Buchenholz hergestellte Xylan aufweisende Zusammensetzung von Megazyme u.c., Irland, erworben im März 2018. [0048] Tabelle 3: Spezifikationen der Vergleichsbeispiele C1 bis C3. C3 is another beechwood made xylan composition from Megazyme uc, Ireland, acquired in March 2018. Table 3: Specifications of Comparative Examples C1 to C3.
Xylan Glucan Mannan Arabinan Rhamnan Galactan Asche Trockenm. Xylan Glucan Mannan Arabinan Rhamnan Galactan Ash Dry M.
Beispiel example
[% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [Gew.-%] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% TM] [% by weight]
C1 72,3 2.3 0,0 0,4 0,6 0,8 23,6 90,3C1 72.3 2.3 0.0 0.4 0.6 0.8 23.6 90.3
C2 74.7 2,2 0,0 0,4 0,7 1 ,2 20,7 89,8C2 74.7 2.2 0.0 0.4 0.7 1, 2 20.7 89.8
C3 79.8 1.4 0,1 0,4 0,5 1 ,2 16,4 91 ,1 C3 79.8 1.4 0.1 0.4 0.5 1, 2 16.4 91, 1
[0049] Die Vergleichsbeispiele C1 bis C3 zeigen allesamt einen Xylan-Gehalt von kleiner 80 Gew.-% bezogen auf die Trockenmasse. Zudem liegt bei allen Vergleichsbeispielen C1 bis C3 der Gesamtgehalt an ß-Hemicellulosen unter 85 Gew.- % d.TM. The comparative examples C1 to C3 all show a xylan content of less than 80 wt .-% based on the dry matter. In addition, in all comparative examples C1 to C3, the total content of β-hemicelluloses is below 85% by weight of DM.
[0050] Die erfindungsgemäßen Xylan aufweisenden Zusammensetzungen der Beispiele B1 bis B4 zeigen demnach gegenüber den am Markt befindlichen Xylan aufweisenden Zusammensetzungen eine stark verbesserte, hohe Reinheit, welche sich speziell für medizinische Anwendungen vorteilhaft auszeichnen kann. The xylan-containing compositions of Examples B1 to B4 according to the invention accordingly show a greatly improved, high purity compared to the xylan-containing compositions on the market, which can be particularly advantageous for medical applications.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung einer Xylan aufweisenden Zusammensetzung (1 ), bei dem einer wässrigen alkalischen Lösung (2), welche Hemicellulosen (3) aufweist, Säure (4) zugegeben wird und dabei aus der entstandenen Fällungssuspension (5) ein Xylan aufweisender Niederschlag (6) ausgefällt wird, dadurch gekennzeichnet, dass so lange kontinuierlich Säure (4) zu der wässrigen alkalischen Lösung (2) zugegeben wird bis ein pH-Wert von 4 in der Fällungssuspension (5) unterschritten wird und die Temperatur der Fällungssuspension (5) während dem Ausfällen eine Fällungstemperatur nicht unterschreitet, wobei die Fällungstemperatur zumindest 40 °C beträgt. 1. A process for the preparation of a composition (1) containing xylan, in which acid (4) is added to an aqueous alkaline solution (2) which has hemicelluloses (3) and a precipitate containing xylan is obtained from the resulting precipitation suspension (5) ( 6) is precipitated, characterized in that acid (4) is continuously added to the aqueous alkaline solution (2) until the pH in the precipitation suspension (5) falls below 4 and the temperature of the precipitation suspension (5) during the precipitation does not fall below a precipitation temperature, the precipitation temperature being at least 40 ° C.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige alkalische Lösung (2) vor dem Zugeben der Säure (4) einen pH-Wert von zumindest 8, insbesondere von zumindest 1 1 aufweist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous alkaline solution (2) before adding the acid (4) has a pH of at least 8, in particular at least 1 1.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrigen alkalischen Lösung (2) so lange kontinuierlich unter ständigem Rühren3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the aqueous alkaline solution (2) so long continuously with constant stirring
Säure (4), insbesondere eine Säure (4), ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mit Wasser mischbare organische oder anorganische Säuren, zugegeben wird bis ein pH- Wert von 3, besonders bevorzugt ein pH-Wert von 2,5, unterschritten wird. Acid (4), in particular an acid (4), selected from the group comprising water-miscible organic or inorganic acids, is added until the pH falls below 3, particularly preferably 2.5.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungstemperatur zumindest 50 °C, insbesondere zumindest 60 °C, beträgt und die4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the precipitation temperature is at least 50 ° C, in particular at least 60 ° C, and the
Temperatur der Fällungssuspension (5) während dem Ausfällen 95 °C nicht überschreitet. Temperature of the precipitation suspension (5) during the precipitation does not exceed 95 ° C.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige alkalische Lösung (2) vor dem Zugeben der Säure (4) auf zumindest die Fällungstemperatur erwärmt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the aqueous alkaline solution (2) is heated to at least the precipitation temperature before adding the acid (4).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige alkalische Lösung (2) mit einer maximalen Heizrate von 50 °C/h erwärmt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the aqueous alkaline solution (2) is heated at a maximum heating rate of 50 ° C / h.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 90 % des Xylan aufweisenden Niederschlags (6) nach dem Ausfällen eine Partikelgröße von größer 5 pm aufweist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least 90% of the xylan-containing precipitate (6) has a particle size of greater than 5 pm after the precipitation.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Xylan aufweisende Niederschlag (6) nach dem Ausfällen, insbesondere durch Filtern, von dem Überstand (7) getrennt wird und insbesondere gewaschen und/oder getrocknet wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the xylan-containing precipitate (6) after the precipitation, in particular by filtering, is separated from the supernatant (7) and in particular washed and / or dried.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige alkalische Lösung (2) eine Presslauge (201 ) ist, welche in einem Viskoseverfahren (200), insbesondere in einer Akalisierungsstufe (203) bei der Alkalisierung von Zellstoff (204), gewonnen wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the aqueous alkaline solution (2) is a press liquor (201) which in a viscose process (200), in particular in an alkalization stage (203) in the alkalization of pulp ( 204).
10. Zusammensetzung, insbesondere hergestellt durch ein Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, welche bezogen auf ihre Trockensubstanz zumindest 85 Gew.-% Polysaccharide aus ß-Hemicellulosen, enthaltend Xylan, aufweist und als Rest Asche, Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen enthält. 10. A composition, in particular produced by a process (100) according to one of claims 1 to 9, which, based on its dry substance, has at least 85% by weight polysaccharides from β-hemicelluloses containing xylan, and the balance is ash, water and unavoidable impurities contains.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung (1 ) bezogen auf ihre Trockensubstanz zumindest 80 Gew.-% Xylan, insbesondere zumindest 84 Gew.-% Xylan aufweist. 11. The composition according to claim 10, wherein the composition (1), based on its dry substance, has at least 80% by weight of xylan, in particular at least 84% by weight of xylan.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11 , wobei die Zusammensetzung (1 ) bezogen auf ihre T rockensubstanz weniger als 10 Gew.-%, insbesondere höchstens 812. The composition according to claim 11, wherein the composition (1) based on its dry substance less than 10 wt .-%, in particular at most 8
Gew.-%, Glucan und weniger als 1 Gew.-% sonstige Polysaccharide aufweist. % By weight, glucan and less than 1% by weight of other polysaccharides.
13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Verwendung als Tablettenhilfsstoff, insbesondere zur verzögerten Freisetzung von pharmakologisch wirksamen Zusammensetzungen. 13. Composition according to one of claims 10 to 12 for use as a tablet excipient, in particular for the delayed release of pharmacologically active compositions.
14. Verwendung einer Zusammensetzung (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Herstellung von Xylan-Sulfat. 14. Use of a composition (1) according to any one of claims 10 to 12 for the production of xylan sulfate.
15. Zellstoff- oder Viskoseverfahren, bei dem Zellstoff (204) in einer15. Pulp or viscose process, in which the pulp (204) in one
Alkalisierungsstufe (203) mit Natronlauge (205) alkalisiert wird und durch Pressen (207) eine Presslauge (201 ) von dem alkalisierten Zellstoff (206) abgetrennt wird, welche Hemicellulosen (3) in einer wässrigen alkalischen Lösung (2) aufweist, und aus der Presslauge (201 ) in einem Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eine Xylan aufweisende Zusammensetzung (1 ) hergestellt wird, wobei der Überstand (7) nach dem Ausfällen an die Alkalisierungsstufe (203) zur weiteren Alkalisierung von Zellstoff (206) zurückgeführt wird. Alkalization step (203) is made alkaline with sodium hydroxide solution (205) and a pressing solution (201) is separated from the alkalized pulp (206), which has hemicelluloses (3) in an aqueous alkaline solution (2), by pressing (207), and from the press liquor (201) is produced in a process (100) according to one of claims 1 to 9, a composition (1) containing xylan, the supernatant (7) after precipitation at the alkalization stage (203) for further alkalization of pulp (206 ) is returned.
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