FI122612B - Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook - Google Patents

Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook Download PDF

Info

Publication number
FI122612B
FI122612B FI20070906A FI20070906A FI122612B FI 122612 B FI122612 B FI 122612B FI 20070906 A FI20070906 A FI 20070906A FI 20070906 A FI20070906 A FI 20070906A FI 122612 B FI122612 B FI 122612B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
lignin
carboxylic acids
aliphatic carboxylic
process according
acids
Prior art date
Application number
FI20070906A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20070906A (en
FI20070906A0 (en
Inventor
Raimo Alen
Original Assignee
Raimo Alen
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 Raimo Alen filed Critical Raimo Alen
Priority to FI20070906A priority Critical patent/FI122612B/en
Publication of FI20070906A0 publication Critical patent/FI20070906A0/en
Publication of FI20070906A publication Critical patent/FI20070906A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122612B publication Critical patent/FI122612B/en

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
    • D21C1/06Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds
    • 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
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters

Description

Menetelmä alifaattisten karboksyylihappojen, ligniinin ja uuteaineiden talteen-ottamiseksi aikalisien selluloosakeittojen jäteliemistä - Förfarande för utvinning av alifatiska karboxylsyror, lignin och extraktivämnen ur avlutar frän alkaliska 5 cellulosakok Tämä keksintö kohdistuu menetelmään orgaanisten materiaalijakeiden (alifaattiset karboksyylihapot, ligniini ja uuteaineet) osittaiseksi valmistamiseksi ja talteenottamiseksi jäteliemistä, jotka muodostuvat alkalisten keittojen, erityisesti mänty-ja koivusulfaatti-10 keiton, erillisessä alkuvaiheessa, ns. esikäsittelyvaiheessa. Menetelmä soveltuu ensisijaisesti sekä havu- että lehtipuukeitoista peräisin oleville esikäsittelyjäteliemille, mutta sitä voidaan myös soveltaa muiden selluloosapitoisten kasvimateriaalien (mm. ruohot sekä maatalous-ja teollisuusjätteet) alkalisessa keitoissa syntyvien jätelienten orgaanisen aineen fraktiointiin. Oheisessa keksinnössä esitetty alkalinen esikäsittely 15 tehdään tyypillisesti pelkästään natriumhydroksidin (NaOH) vesiliuoksella (sulfaatti- keitossa käytetään NaOH:n ja natriumsulfidin (Na2S) vesiliuosta), jolloin muodostuu helposti kemiallisesti hyödynnettäviä rikkivapaita orgaanisia ainejakeita. Toinen merkittävä etu hyödyntää esikäsittelyliuoksia orgaanisen materiaalin talteenottoon on se, että alkalisessa keitossa kuituraaka-aineesta liukenee ensin lämpöarvoltaan alhaista ja 20 hiilihydraatteihin pohjautuvaa ainesta merkittävästi enemmän kuin sitä lämpöarvoltaan suurempaa ligniiniä. Tällä seikalla on erityisesti tehtaan energiatalouden kannalta merkitystä, sillä tehtaan varsinaisen jäteliemen (mustalipeän) orgaanisen ainekseen sitoutunut lämpöenergia otetaan talteen poltettaessa mustalipeä epäorgaanisten keitto-kemikaalien regeneroimiin yhteydessä ns. soodakattilassa. Toisaalta keitossa liukenevan 25 orgaanisen materiaalin (tässä keksinnössä noin neljännes alkuperäisestä raaka-aineesta) ohjaaminen muuhun tarkoitukseen ennen soodakattilaa antaa mahdollisuuden tuotannon lisäämiselle, jolla puolestaan on merkitystä, mikäli soodakattilasta on muodostunut tuotannon perinteinen pullonkaula.This invention relates to a process for the preparation of aliphatic carboxylic acids, lignin and extracts from the waste liquors of alkaline cellulosic soups. formed in a separate initial stage of the so-called alkaline soups, in particular pine and birch sulfate soup. pre-processing stage. The method is primarily applicable to pretreatment broths from both softwood and hardwood soups, but it can also be applied to the fractionation of organic matter from the waste liquors from alkaline soils of other cellulosic plant materials (including grasses and agricultural and industrial waste). The alkaline pretreatment disclosed in the present invention is typically carried out with an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) only (an aqueous solution of NaOH and sodium sulfide (Na 2 S) is used in the sulphate cooking) to form readily chemically usable sulfur-free organic materials. Another significant advantage of using pretreatment solutions for the recovery of organic material is that in the alkaline cooking process, the low calorific value and the carbohydrate based material dissolve significantly higher than the higher calorific value lignin. This fact is particularly important for the energy efficiency of the mill, since the thermal energy bound to the organic matter of the actual waste liquor (black liquor) is recovered when the black liquor is burned in connection with the regeneration of inorganic cooking chemicals. recovery boiler. On the other hand, the redirection of the organic material soluble in the soup (about a quarter of the original raw material in this invention) before the recovery boiler provides an opportunity for increased production, which in turn is important if the recovery boiler has become a traditional production bottleneck.

3 0 Monista syistä j ohtuen uusiutuvien luonnonvaroj en, kuten puun j a muun ei-puupohj aisen materiaalin (biomassan), hyödyntäminen joko sellaisenaan tai erilaisina jätteinä tulee 2 lisääntymään ja olemaan entistä merkityksellisempää jo lähitulevaisuudessa. Tällöin päämääränä on ’’vihreän energian” (esim. sähkön ja bionesteiden, kuten biodieselin sekä etanolin) tuottamisen ohella valmistaa lisäarvollisia kemikaaleja. Vaikka biomassan pääkomponentti muodostuu selluloosasta, se sisältää merkittävästi myös muita hiili-5 hydraatteja (hemiselluloosat) sekä mm. ligniiniä ja uuteaineita /1-3/. Menestyksellisen biomassan hyödyntämiskonseptin edellytys on pystyä hyväksikäyttämään tehokkaasti kaikki raaka-aineessa esiintyvät ainekomponentit. Nykyisissä biojalostamoprosesseissa pyritään siten jalostamaan kokonaisvaltaisesti puusta tai kasvimateriaaleista kemiallisia tuotteita, erikoismateriaaleja sekä energiaa ja nestemäisiä polttoaineita.3 0 For many reasons, the use of renewable natural resources such as wood and other non-wood based materials (biomass), either as such or in the form of waste 2, will increase and become even more important in the near future. In addition to producing "green energy" (eg electricity and bioliquids such as biodiesel and ethanol), the aim is to produce value-added chemicals. Although the major component of biomass is cellulose, it also contains significant amounts of other carbon hydrates (hemicelluloses) and, e.g. lignin and extracts / 1-3 /. The prerequisite for a successful biomass utilization concept is to be able to efficiently utilize all of the material components present in the raw material. Current biorefinery processes thus aim to comprehensively process chemical products, special materials, and energy and liquid fuels from wood or vegetable materials.

1010

Biomassaa on perinteisesti käsitelty kemiallisesti (hapot) tai biokemiallisesti (entsyymit), jolloin polysakkaridit hydrolysoidaan selektiivisesti käymiskelpoisiksi ja moniksi erilaisiksi kemikaaleiksi konvertoitaviksi sokereiksi /1,4-10/. Tämän lisäksi termokemi-alliset prosessit tarjoavat suoran mahdollisuuden valmistaa kaasumaisia ja nestemäisiä 15 tuoteseoksia /1,5,7,10/. Kyseisistä menetelmistä suoraviivaisin lienee kaasutus, jossa saadaan muodostumaan joko suoraan energian tai kemikaalien (mm. perinteisen Fischer-Tropsch-prosessin avulla) valmistukseen soveltuvaa synteesikaasua. Periaatteessa nämä kummatkin lähestymisvaihtoehdot (kemiallinen ja termokemiallinen konversio) kuuluvat fossiilisia raaka-aineita korvaavaan biojalostamokonseptiin. Nykyisin noin 90 % kemial-20 lisesta massasta tuotetaan alkalisella sulfaattikeittoprosessilla, jota on käytetty periaatteeltaan lähes muuttumattomana jo noin 150 vuotta /11/. Kyseinen menetelmä erottaa nykyisen biomassajalostamoajatuksen mukaisesti varsin tehokkaasti raaka-aineen modifioituja kemiallisia komponentteja tuottaessaan päätuotettaan, kemiallista massaa ja muodostaa näin sellaisenaan luontevan sekä toimivan biojalostamon /2,3,5,12/.Biomass has traditionally been treated chemically (acids) or biochemically (enzymes), whereby the polysaccharides are selectively hydrolyzed to fermentable sugars and convertable into a variety of chemicals / 1,4-10 /. In addition, thermochemical processes provide a direct opportunity to produce gaseous and liquid product mixtures / 1,5,7,10 /. Of these methods, the most straightforward method is gasification, which produces either synthesis gas directly used for the production of energy or the production of chemicals (including the traditional Fischer-Tropsch process). In principle, both approaches (chemical and thermochemical conversion) are part of the biorefinery concept that replaces fossil feedstocks. Today, about 90% of the chemical-20 pulp is produced by an alkaline sulphate cooking process which has been used in principle for almost 150 years / 11 /. According to the current concept of biomass refinery, this method quite effectively separates the modified chemical components of the raw material to produce its main product, chemical pulp, thus forming a natural and functional biorefinery as such / 2,3,5,12 /.

2525

Aikalisissä keittoprosesseissa poistetaan selluloosakuituja toisiinsa sitovaa raaka-aineen sisältämää ligniiniä vahvasti aikalisissä olosuhteissa. Samalla tapahtuu myös puun polymeerisen hiilihydraattiaineksen, selluloosan ja hemiselluloosien keiton kokonaissaantoa alentavaa pilkkoutumista sekä samanaikaista liukenemista keittoliemeen /2,11/. 30 Mustalipeään liuennut orgaaninen aines koostuu siten puun uuteaineista peräisin olevan raakasuovan osittaisen erotuksen jälkeen pääosin sekä ligniinin purkutuotteista että 3 hiilihydraattiketjuissa tapahtuvien pilkkoutumisreaktioiden seurauksena syntyneistä alifaattisista karboksyylihapoista (kuva 1). Suurin osa keiton aikana kuluvasta natriumista sitoutuu näihin happoihin, kun taas valtaosa rikistä on epäorgaanisessa aineksessa. Mustalipeän orgaanista pääkomponenteista hyödynnetään kemiallisina tuotteina 5 käytännöllisesti katsoen vain uuteaineista peräisin oleva fraktio, mäntyöljy /11/. Muu orgaaninen aines poltetaan soodakattilassa keittokemikaalien regeneroinnin yhteydessä ja käytetään lämpöenergian tuotantoon. Alifaattisen karboksyylihappojakeen korkean happipitoisuuden takia sen lämpösisältö vastaa kuitenkin ainoastaan neljäsosaa mustalipeän orgaanisen aineksen tehollisesta lämpöarvosta. Koska nykyaikainen 10 sulfaattitehdas on energiansa suhteen enemmän kuin omavarainen, erityisesti kyseisten happojen ainakin osittainen talteenotto olisi tämän perusteella mahdollista. Lisäksi happojen (ja muun orgaanisen aineen) talteenotto olisi edullista erityisesti silloin kun soodakattila muodostaa edellä mainitun mukaisesti tuotannon pullonkaulan.In alkaline cooking processes, the lignin contained in the raw material that binds the cellulose fibers together is strongly removed under alkaline conditions. At the same time, the digestion of the polymeric carbohydrate material, cellulose and hemicelluloses, which reduce the total yield of the cooking process, and the simultaneous dissolution in the broth also occur (2,11). Thus, the organic matter dissolved in the black liquor, after partial separation of the crude extract from the wood extracts, consists mainly of both lignin depletion products and aliphatic carboxylic acids formed by cleavage reactions in the 3 carbohydrate chains (Figure 1). Most of the sodium consumed during cooking is bound to these acids, while most of the sulfur is in the inorganic material. The main organic components of black liquor are utilized as chemical products 5, practically only the fraction derived from extractives, tall oil / 11 /. Other organic material is burned in a recovery boiler in connection with the regeneration of cooking chemicals and used for the production of thermal energy. However, due to the high oxygen content of the aliphatic carboxylic acid fraction, its heat content corresponds to only a quarter of the effective calorific value of the black liquor organic matter. Since the modern sulphate mill 10 is more self-sufficient in energy, it would be possible to recover at least part of these acids in particular. In addition, recovery of acids (and other organic matter) would be advantageous especially when the recovery boiler, as mentioned above, constitutes a bottleneck in production.

15 Mustalipeän alifaattinen happojae sisältää sekä haihtuvia (muurahais- ja etikkahappo) että hydroksihappoja, joissa on joko yksi tai kaksi karboksyyliryhmää (kuva 1) /11/. Hydroksimonokarboksyylihapot muodostavat pitoisuudeltaan merkittävimmän musta-lipeässä esiintyvän happofraktion. Lehtipuukeitossa muodostuvien happojen kokonaismäärä on havupuukeittoon verrattuna lähes sama, mutta happojen suhteelliset osuudet 20 poikkeavat toisistaan. Lisäksi happokoostumus vaihtelee jonkin verran riippuen sovelletuista keitto-olosuhteista. Alifaattisten happojen, samoin kuin ligniinin, hyödyntäminen edellyttää, että ne voidaan eristää mustalipeän muista aineosista puhtaina fraktioinaan. Erityisesti ligniinin kohdalla edullista olisi sen rikittömyys (normaali sulfaattiligniini sisältää 1-3 % rikkiä /11/). Vaatimuksena kaikissa tapauksissa on 25 kuitenkin se, että orgaanisten jakeiden talteenotto täytyy voida liittää kitkattomasti tehtaan normaaliin toimintaan, jolloin on otettava erityisesti huomioon menetelmän aiheuttamat häiriöt keittokemikaalien regeneroinnissa. Tämä merkitsee käytännössä sitä, että vain orgaanisen materiaalin osittainen talteenotto on mahdollista. Toisaalta ei myöskään ole mahdollista tehdä kovin merkittäviä muutoksia tehtaan normaaliin 30 toimintaan, sillä esiintyvien delignifiointiprosessien päätuote, kuitu, soveltuu moniin paperi-ja kartonkituotteiden perusmateriaaliksi /11-14/.15 The aliphatic acid fraction of black liquor contains both volatile (formic and acetic) and hydroxy acids having either one or two carboxylic groups (Figure 1) / 11 /. Hydroxymmonocarboxylic acids form the most significant concentration of the acid in black liquor. The total amount of acids formed in deciduous soup is almost the same as in coniferous soup, but the relative proportions of acids 20 differ. In addition, the acid composition varies somewhat depending on the cooking conditions used. The utilization of aliphatic acids, as well as lignin, requires that they be isolated from the other constituents of the black liquor in their pure fractions. Especially for lignin, its sulfur-free content (normal sulfate lignin contains 1-3% sulfur / 11 /) would be preferable. However, in all cases, it is a requirement that the recovery of organic fractions must be seamlessly incorporated into the normal operation of the mill, and particular account must be taken of interferences caused by the process in the regeneration of cooking chemicals. In practice, this means that only partial recovery of organic material is possible. On the other hand, it is not possible to make very significant changes in the normal operation of the mill, since the main product of the delignification processes, fiber, is suitable as a base material for many paper and board products / 11-14 /.

44

Keksinnön mukaisen menetelmän kehittäminen perustui edellä mainittujen seikkojen ohella alempana listattuihin reunaehtoihin. Lisäksi perusajatuksena oli se, että saavutetaan olennainen etu, mikäli orgaanisen aineksen erotukseen tarvittava jäteliemi otetaan 5 suoritettavan keiton alkuvaiheesta. Kyseisessä vaiheessa nimittäin suuri osa hiilihydraateista liukenee verrattain selektiivisesti ilman vastaavaa ligniinipoistumaa, jolloin pystytään ottamaan talteen merkittävästi enemmän alhaisen lämpösisällön omaavaa ainetta (alifaattiset hapot) kuin suuren lämpösisällön omaavaa aineetta (ligniini) /2,15/. Tällöin yleisenä päämääränä oli siten maksimoida hiilihydraattipohjaisen materiaalin ja 10 toisaalta minimoida ligniinipohjaisen materiaalin talteenotto. Yleisesti ligniinin poistuminen keiton aikana voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen, jolloin ensimmäisessä ns. uuttovaiheessa liukenee 15-25 % alkuperäisestä ligniinistä /16/ ja ligniini on samalla molekyylimassaltaan hieman normaalia sulfaattiligniiniä pienimolekyylisempää. Samoin keiton alkuvaiheessa raaka-aineen sisältämät haihtuvat uuteaineet (mm. havupuiden 15 tärpätti) poistuvat lähes täydellisesti ja rasvahappoesterit (suurin haihtumattomien uuteaineiden fraktio) hydrolysoituvat nopeasti muodostaen rasvahapposuoloja /2,11/. Esitetyn lisäksi kyseinen uutto voidaan tehdä esitettyä pienemmällä alkaliannostuksella, jolloin happojen muodostuminen on normaalia vähäisempää ja käsittely johtaa uuteaineiden sekä ligniinin poistumisen ohella huomattavaan raaka-aineen sisältämien 20 hemiselluloosien (glukomannaani ja ksylaani) liukenemiseen. Mikäli tuotteiden rikittömyyttä ei katsota sellaisenaan välttämättömäksi eduksi, prosessia voidaan modifioida siten, että alkalina käytetään valkolipeää (NaOH + Na2S + vesi), viherlipeää (Na2CC>3 + Na2S + vesi) tai niiden hapetettuja vesiliuoksia (NaOH + Na2S04 + vesi ja Na2C03 + Na2S04 + vesi). Keksinnön kehittämisen reunaehdot: 25 • Selluloosa muodostaa tehtaan päätuotteen ja sen lujuusominaisuudet on säilytettävä.In addition to the above, the development of the method of the invention was based on the boundary conditions listed below. In addition, the basic idea was that a substantial advantage would be obtained if the waste liquor needed for the separation of organic matter was taken from the initial stage of cooking. Namely, at this stage, a large proportion of the carbohydrates are relatively selectively soluble without the corresponding lignin depletion, allowing significantly more low-heat (aliphatic acids) to be recovered than high-heat (lignin) / 2,15 /. Thus, the overall aim was thus to maximize the carbohydrate-based material and, on the other hand, to minimize the recovery of the lignin-based material. Generally, the removal of lignin during cooking can be divided into three steps, whereby the first so-called "lignin" is removed. in the extraction step, 15-25% of the original lignin is soluble (16) and at the same time the lignin is slightly lower in molecular weight than the normal sulfate lignin. Similarly, in the early stages of cooking, the volatile extracts contained in the raw material (among them, the turpentine of conifers) are almost completely eliminated and the fatty acid esters (the largest fraction of non-volatile extracts) are rapidly hydrolyzed to form fatty acid salts / 2,11 /. In addition to the above, this extraction can be performed at a lower alkali dosage, which results in less acid formation and, in addition to the removal of extracts and lignin, results in significant dissolution of the hemicelluloses (glucomannan and xylan) contained in the raw material. Unless sulfur-free products are considered as an indispensable advantage, the process can be modified to use white liquor (NaOH + Na 2 S + water), green liquor (Na 2 CO 3 + Na 2 S + water) or their oxidized aqueous solutions (NaOH + Na 2 SO 4 + water and Na 2 CO 3). + water). Boundary Conditions for Developing the Invention: • Cellulose is the main product of the mill and its strength properties must be maintained.

• Talteenottoprosessi ei saa häiritä keittokemikaalien regenerointia, jolloin ainoastaan osittainen orgaanisen aineksen poistaminen jäteliemestä on 30 mahdollinen - talteenottoprosessi lisää samalla tehtaan soodakattilan kapa siteettia (peruslähtökohtana oli vajauttaa mustalipeän orgaanisen aineksen 5 määrää kolmanneksella maksimimäärästään).• The recovery process must not interfere with the regeneration of cooking chemicals, whereby only partial removal of organic matter from the waste liquor is possible - the recovery process increases the capacity of the mill's soda recovery boiler (basically reducing the amount of black liquor organic matter by one third).

• Häiriintymätön uuteaineiden erottaminen tulee säilyttää.• The undisturbed separation of extractives should be maintained.

• Mahdollisuus valmistaa rikkivapaita tuotteita.• Ability to manufacture sulfur-free products.

• Pyrkiä käyttämään yksinkertaisia yksikköprosesseja talteenottoprosessin 5 yhteydessä.• Seek to use simple unit processes in the recovery process 5.

• Moninainen mahdollisuus erotettujen tuotteiden edelleen modifiointiin ja hyödyntämiseen täytyy olla olemassa.• There must be multiple opportunities for further modification and utilization of the isolated products.

Esillä olevan keksinnön mukaan raaka-ainepuuta käsitellään NaOH:n vesiliuoksella tai 10 sitä aktiivikemikaalina sisältävällä vesiliuoksella siten, että alkuperäisestä raaka-aineesta saadaan poistumaan noin viidesosa (kuva 1). Tämän jälkeen jäteliemi johdetaan orgaanisen aineen talteenottoon ja alkalikäsitelty raaka-aine lohdutetaan edelleen joko normaalin sulfaattikeiton tai sooda-antrakinoni(AQ)-keiton avulla. On selvää, että kuituraaka-aine voi olla mikä tahansa tähän tarkoitukseen sopiva biomassamateriaali.According to the present invention, the raw wood is treated with an aqueous solution of NaOH or an aqueous solution containing it as an active chemical so that about one fifth of the original raw material is removed (Figure 1). The spent liquor is then passed to organic material recovery and the alkali-treated raw material is further comforted by either normal sulfate cooking or soda anthraquinone (AQ) cooking. It is understood that the fibrous raw material may be any suitable biomass material for this purpose.

15 Alkalikäsittely poistaa raaka-aineesta myös merkittävän määrän vierasmetalleja ja typpipitoisia yhdisteitä helpottaen samalla tehtaan normaalia toimintaa. Erityisesti on vielä korostettava, että tällaisessa jalostuskonseptissa muodostuu lähtöpuuaineksesta merkittävästi hakkuutähteitä ja kuorijätettä (kuvassa 1 on esitetty lähinnä pohjoismaalainen tilanne), jonka hyödyntäminen muilla tunnetuilla menetelmillä on mahdollista ja jo 20 osittain toteutettu /1,4-12/.15 Alkaline treatment also removes a significant amount of foreign metals and nitrogenous compounds from the raw material while facilitating the normal operation of the mill. In particular, it is important to emphasize that in such a breeding concept, the raw material of logging and bark waste (Figure 1 mainly shows the Nordic situation), which can be utilized by other known methods, has already been partially implemented / 1,4-12 /.

Seuraavassa esimerkissä valaistaan tarkemmin keksinnön patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää. Asiantuntijalle on selvää, että esimerkissä esitettyä päämenetelmää voidaan modifioida monella tavoin tapauskohtaisesti optimaalisen lopputuloksen saavuttamiseksi. 25The following example further illustrates the method of claim 1 of the invention. It will be apparent to one skilled in the art that the main method shown in the example can be modified in many ways on a case-by-case basis to achieve the optimum result. 25

Esimerkki 1: Mäntypuusta (Pinus sylvestris) ja koivupuusta (Betula pendula) valmistetulle hakkeelle tehtiin alkaliesikäsittelyt seuraavissa olosuhteissa: NaOH:n määrä 2-14 % puun kuiva-30 aineesta, neste/puu-suhde 4 L/kg, käsittelyaika 30-90 min ja käsittelylämpötila 150 °C (mänty) tai 160 °C (koivu). Esikäsittelyssä muodostunut jäteliemi otettiin talteen ja 6 hakkeet kuidutettiin tämän jälkeen sekä sulfaatti- että sooda-AQ-keiton mukaisesti normaaleissa olosuhteissa. Tällöin havaittiin, että massan valkaistavuudessa ja lujuusominaisuuksissa (repäisy- ja vetoindeksi sekä jauhautuvuus) ei havaittu eroavuuksia referenssikeittoon nähden, mutta kokonaissaanto oli hieman tätä alhaisempi 5 (0,5-1 % puusta) ja keitto-aika tavoitekappaan lisääntyi hieman.Example 1: Chips made from pine (Pinus sylvestris) and birch (Betula pendula) were subjected to alkali pretreatments under the following conditions: 2-14% NaOH in dry wood, liquid / wood ratio 4 L / kg, treatment time 30-90 min and a treatment temperature of 150 ° C (pine) or 160 ° C (birch). The spent liquor from the pretreatment was recovered and the 6 chips were subsequently defibrated according to both sulfate and soda AQ cooking under normal conditions. In this case, it was found that no differences were found in the bleaching and strength properties of the pulp (tear and tensile index and pulverization) with reference cooking, but the overall yield was slightly lower (5-1.5% of wood) and the cooking time to target increased slightly.

Muodostuneiden jätelienten koostumus oli taulukon 2 mukainen, jolloin on esitetty kummankin raaka-aineen osalta vain tapaukset (8 % NaOH/30 min) ja (10 % NaOH/30 min). Merkittävää oli se, että massasuhde alifaattiset hapot/ligniini oli näissä tapauksissa välillä 10 1,8-2,3 (taulukko 3), kun vastaava suhde normaali mustalipeässä on 0,9-1,2 /11/. Uute- aineet olivat poistuneet raaka-aineesta esikäsittelyjen aikana jo lähes täydellisesti ja muiden yhdisteiden osuus oli erityisesti tapauksessa (8 % NaOH/30 min) vähäinen. Sen sijaan tapauksessa (10 % NaOH/30 min) edellistä korkeampi alkaliannostelu johti samalla huomattavaan hemisellulosien liukenemiseen ilman niiden pilkkoutumista.The composition of the resulting waste broths was according to Table 2, with only cases (8% NaOH / 30 min) and (10% NaOH / 30 min) for each of the raw materials. Significantly, the mass ratio of aliphatic acids / lignin in these cases was between 1.8 and 2.3 (Table 3), while the corresponding ratio for normal black liquor is 0.9-1.2 / 11 /. The extracts were almost completely removed from the raw material during the pretreatments and the proportion of other compounds was low, especially in the case (8% NaOH / 30 min). In contrast, in the case (10% NaOH / 30 min), a higher alkaline dose resulted in a significant dissolution of the hemicelluloses without cleavage.

15 Esikäsittelyjätelienten happokoostumuksissa (taulukko 4) huomattavaa oli normaaliin mustalipeään verrattuna korkea haihtuvien happojen osuus (noin puolet), mikä johtuu hemiselluloosien (männyn glukomannaani ja koivun ksylaani) asetyyliryhmien lohkeamisesta /11/ (etikkahapon muodostuminen) jo esikäsittelyvaiheessa. Lisäksi yleisesti on todettava, että merkittävistä hydroksihapoista 3,4-dideoksi-pentoni-ja 20 glukoisosakkariinihappo muodostuvat glukomannaanista ja selluloosasta, kun taas 2-hydroksibutaani-ja ksyloisosakkariinihappo ovat peräisin ksylaanista. Sen sijaan muurahais-, glykoli-, maito-ja 3-deoksi-pentonihappo muodostuvat kaikista polysakkaridikomponenteista.15 The acid composition of the pretreatment broths (Table 4) showed a significant proportion of volatile acids (about half) compared to normal black liquor due to the cleavage of the acetyl groups of hemicelluloses (pine glucomannan and birch xylan) / 11 / (formation of acetic acid). In addition, it is generally noted that the major hydroxy acids 3,4-dideoxy-pentonic and glucose isosaccharic acid are composed of glucomannan and cellulose, whereas 2-hydroxybutane and xylisosaccharic acid are derived from xylan. Instead, formic, glycolic, lactic, and 3-deoxy-pentonic acid consist of all the polysaccharide components.

25 Taulukossa 5 on esitetty mahdollinen orgaanisten jakeiden vuosituotanto esimerkkitapauksessa (8 % NaOH/30 min) tehtaassa, jonka valkaisemattoman uunikuivan massan vuosituotanto on 500.000 tonnia. Kyseinen tuotannon aiheuttama mustalipeän orgaanisen aineen materiaali-ja lämpösisältöhäviö on nähtävissä taulukossa 6. Käytännössä kyseinen talteenotto lisää hieman soodakattilaan johdettavan ligniinin suhteellista määrää, mikä 30 saattaa näkyä haihdutetun mustalipeäpisaran soodakattilakäyttäytymisessä pisaran 7 normaalia hieman vähäisempänä paisumisena ja toisaalta hieman pitempänä koksinpala-misaikana/11,17/.Table 5 shows the potential annual production of organic fractions in an example case (8% NaOH / 30 min) at a mill with an annual unbleached kiln dry mass of 500,000 tonnes. This production loss of black liquor organic matter material and heat content can be seen in Table 6. In practice, this recovery slightly increases the relative amount of lignin introduced into the recovery boiler, which may be reflected in the evaporated black liquor droplet performance /.

Esikäsittelyssä syntyvä jäteliemen fraktiointi voidaan tehdä sinänsä tunnettujen yksikkö-5 prosessien avulla (kuva 2). Uuteaineet saadaan talteen haihdutetusta (kuiva-aine 25-30 %) jäteliemestä normaali käytännön mukaisesti (haihtuvat uuteaineet vapautuvat jo esikäsittelyn aikana) /11/. Rikki vapaan ligniinin saostaminen voidaan tehdä samasta haihdutetusta jäteliemestä edullisesti kaksivaiheisesti ensin tehtaan savukaasulla sekä hiilidioksidilla (pH lasketaan arvoon noin 8) ja sitten ligniinin saostamisen täydellistämiseksi 10 toisessa vaiheessa mineraalihapolla (H2SO4, pH lasketaan arvoon noin 3) /18-20/. Koska alifaattisten happojen pK-arvot ovat välillä 3,5-5,0, hapot vapautuvat myös tällöin suurimmaksi osaksi natriumsuoloistaan. Karbonoinnin yhteydessä vapautuva natrium esiintyy natriumkarbonaatin ja natriumvetykarbonaatin seoksena ja se voidaan käyttää kaustisoinnin jälkeen uudelleen prosessissa. Rikkihappoa käytettäessä syntyvä Na2SC>4 15 voidaan käyttää sellaisenaan kemianteollisuudessa, sulfaattitehtaan make-up-kemikaalina tai se voidaan hajottaa elektrodialyysin avulla takaisin rikkihapoksi ja natriumhydroksi-diksi /21,22/. Mikäli hapotukseen käytetään kloorivetyhappoa (HC1), syntyvästä natriumkloridista (NaCl) saadaan elektrodialyysin avulla puolestaan mahdollisesti valkaisussa hyödynnettävää klooria (CI2) ja NaOH:a. Toisaalta hapot voidaan vapauttaa 20 edullisesti suoraan myös elektrodialyysillä, jolloin sopivalla prosessijäqestelyllä saadaan muodostumaan vapaita happoja ja NaOH:a jäännösligniinin osittain saostuessa.Fractionation of the spent liquor from the pre-treatment can be carried out using unit-5 processes known per se (Figure 2). Extractives are recovered from evaporated (dry matter 25-30%) waste liquor according to standard practice (volatile extracts are already released during pre-treatment) / 11 /. Sulfur free lignin precipitation can be effected from the same evaporated waste liquor preferably in two steps first with mill flue gas and carbon dioxide (pH down to about 8) and then to complete lignin precipitation in a second step with mineral acid (H2SO4, pH down to about 3) / 18-20 /. Since the pK values of the aliphatic acids are in the range of 3.5-5.0, the acids are also largely released from their sodium salts. Sodium released during carbonation occurs as a mixture of sodium carbonate and sodium hydrogencarbonate and can be reused in the process after causticization. The Na 2 SO 4 4 produced using sulfuric acid can be used as such in the chemical industry, as a make-up chemical for a sulphate mill, or it can be decomposed back to sulfuric acid and sodium hydroxide by electrodialysis / 21,22 /. If hydrochloric acid (HCl) is used for acidification, the sodium chloride (NaCl) formed will, in turn, obtain chlorine (Cl 2) and NaOH which may be used in bleaching. On the other hand, the acids can also be liberated directly, preferably directly by electrodialysis, whereby free acids and NaOH can be formed by suitable process analysis in the event of partial precipitation of residual lignin.

Hapotuksen jälkeinen liuos sisältää alifaattisten happojen ohella pääasiassa epäorgaanisia suoloja. Mikäli haihtuvat hapot (muurahais-ja etikkahappo) poistetaan syntyneestä 25 liuoksesta tislauksella, saostuu tislauksen kuluessa lisää vastaavia suoloja (esim. Na2S04). Ne on kuitenkin poistettavissa lähes täydellisesti, mikäli pääasiallisena tislausj äännöksenä esiintyvät haihtumattomat hydroksihapot liuotetaan väkevään etikkahappoon (suolat eivät liukene). Keksinnön yhtenä etuna onkin juuri suuri haihtuvien happojen määrä, koska niiden erottaminen tislauksella on helppoa. Muurahais-ja etikkahappo voidaan erottaa 30 toisistaan esim. atseotrooppitislauksella käyttämällä apuaineena etyleenidikloridia /23/. Hydroksihapot voidaan puhdistaa esim. alipainetislauksella (0,067-0,173 kPa) /24/ tai 8 sokeriteollisuuden soveltamilla kromatografisilla menetelmillä, kuten ioniekskluusio-tekniikalla /25/. Viimeksi mainitussa tapauksessa ei muurahais-ja etikkahapon sekä epäorgaanisten suolojen poistaminen ole ennen hydroksihappoerotusta välttämätöntä. Tiettyjen happojen epäpysyvyydestä johtuen tislaussaannot olivat noin 50 % (mänty) ja 5 75 % (koivu), jotka vastasivat happojen kokonaissaantoja noin 70 % (mänty) ja noin 85 % (koivu). Käytännössä happojakeina saatiin haihtuvien happojen (muurahais-ja etikkahappo) ohella joko jakeet ’’pienimolekyyliset hapot” (glykoli-, maito-ja 2-hydroksibutaanihapon seos) tai ’’suurimolekyyliset hapot” (3,4-dideoksi-pentoni-, 3-deoksi-pentoni-, ksyloisosakkariini-ja glukoisosakkariinihapon seos).In addition to the aliphatic acids, the post-acidification solution contains mainly inorganic salts. If the volatile acids (formic and acetic acid) are removed from the resulting solution by distillation, additional corresponding salts (eg Na 2 SO 4) are precipitated during the distillation. However, they are almost completely eliminated if the non-volatile hydroxy acids present as the main distillation residue are dissolved in concentrated acetic acid (the salts are insoluble). Indeed, one of the advantages of the invention is the high volatile acid content, since it is easy to separate them by distillation. Formic acid and acetic acid can be separated, for example, by azeotropic distillation using ethylene dichloride as an auxiliary / 23 /. The hydroxy acids can be purified, for example, by vacuum distillation (0.067-0.173 kPa) / 24 / or by chromatographic methods applied by the sugar industry, such as ion-exclusion technology / 25 /. In the latter case, removal of formic and acetic acid and inorganic salts is not necessary prior to the separation of the hydroxy acid. Due to the instability of certain acids, the distillation yields were about 50% (pine) and 5 75% (birch), which corresponded to total acid yields of about 70% (pine) and about 85% (birch). In practice, the acid fractions were, in addition to volatile acids (formic and acetic acid), either fractions' 'low molecular weight acids' (a mixture of glycolic, lactic and 2-hydroxybutanoic acids) or' high molecular weight acids' (3,4-dideoxy-pentonic, 3-deoxy). pentonic acid, xylisosaccharic acid and glucose isosaccharic acid).

1010

Uuteaineiden hyödyntäminen voidaan tehdä normaalin käytännön mukaisesti, jolloin happojen vapauttamisen (palstoitus) jälkeen saadaan tislattavissa oleva raaka mäntyöljy. Keksinnön yhteydessä kokeiltiin kuitenkin myös uuteainefraktion pyrolyysiä, jonka yhteydessä muodostui helposti hyödynnettävää natriumkarbonaattia ja ominaisuuksiltaan 15 diesel-polttoainetta muistuttavaa nestettä koostuen mm. hiilivedyistä (suoraketjuiset aikaani-, 1-aikeeni- ja dialkeenisarjat), suoraketjuisista 2-ketoneista ja aromaateista (mm. bentseenin, naftaleenin ja fenantreeni/antraseenin johdannaisista) sekä pienistä määristä terpenoideja (mm. hartsihapot ja steroidit), rasvahappoja ja rasva-alkoholeja. Ligniini hyödyntäminen sellaisenaan (mm. käyttö fenoli-ja polyuretaanihartseissa) tai pyrolyysin 20 jälkeen polttoaineena ja kemiallisina tuotteina (fenolit ja hiilikuitu) on myös mahdollista /26/. Hapoista muurahais-, etikka-, glykoli-ja maitohappo ovat tunnettuja kemikaaleja ja niillä on käyttöä lukuisissa erityyppisissä sovelluksissa /27/. Muiden happokomponent-tien osalta on myös tutkittu mahdollisia teollisia sovelluskohteita käyttämällä joko vapaita happoja tai niiden suoloja. Eräs mielenkiintoinen vaihtoehto on esteröidä ne 25 pinta-aktiivisten yhdisteiden valmistamiseksi rasvahappojen kanssa tai käyttää ainekom-ponenttina polyesterihartseissa. Keksinnön yhteydessä kokeiltiin myös happofraktion pyrolyysiä, jolloin happosuolat johtivat muodostuvan natriumkarbonaatin ja kaasujen ohella mm. erilaisiin aldehydeihin ja ketoneihin.Utilization of the extractants can be carried out according to standard practice, whereupon release of the acids (plating) yields distillable crude tall oil. However, pyrolysis of the extractant fraction was also attempted in connection with the invention, whereby a readily utilizable sodium carbonate and a liquid having the characteristics of 15 diesel fuels was formed, e.g. hydrocarbons (straight chain alkali, 1-alkene and dialkene series), straight-chain 2-ketones and aromatics (including benzene, naphthalene and phenanthrene / anthracene derivatives) and small amounts of terpenoids (including resin acids and steroids), fatty acids. Recovery of lignin as such (including use in phenolic and polyurethane resins) or after pyrolysis as fuel and chemical products (phenols and carbon fiber) is also possible / 26 /. Acidic, formic, acetic, glycolic and lactic acids are well-known chemicals and are used in a wide variety of applications / 27 /. For other acid components, potential industrial applications using either free acids or their salts have also been studied. An interesting alternative is to esterify them to form surfactants with fatty acids or to use them as a component in polyester resins. Pyrolysis of the acid fraction was also attempted in connection with the invention, whereby the acid salts led to the formation of sodium carbonate and gases, e.g. various aldehydes and ketones.

30 9 Κΐη allisuusviitteet: 1. Goldstein, I.S., (toim.), Organic Chemicals from Biomass, CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, USA, 1981.References: 1. Goldstein, I.S., (ed.), Organic Chemicals from Biomass, CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, USA, 1981.

5 2. Sjöström, E., Wood Chemistry - Fundamentals and Applications, second edition,5 2. Sjöström, E., Wood Chemistry - Fundamentals and Applications, second edition,

Academic Press, Inc., San Diego, CA, USA, 1993.Academic Press, Inc., San Diego, CA, USA, 1993.

3. Alen, R., Structure and chemical composition of wood, kiijassa: Forest Products Chemistry, P. Stenius, (Ed.), Fapet Oy, Helsinki, 2000, s. 11-57.3. Alen, R., Structure and Chemical Composition of Wood, in: Forest Products Chemistry, P. Stenius, (Ed.), Fapet Oy, Helsinki, 2000, pp. 11-57.

4. Wise, D.L., (toim.), Organic Chemicals from Biomass, The Benjamin/Cummings 10 Publishing Company, Inc., London, UK, 1983.4. Wise, D.L. (Ed.), Organic Chemicals from Biomass, The Benjamin / Cummings 10 Publishing Company, Inc., London, UK, 1983.

5. Alen, R., Conversion of cellulose-containing materials into useful products, kirjassa: Cellulose Sources and Exploitation - Industrial Utilization, Biotechnology, and Physico-chemical Properties, J.F. Kennedy, G.O. Phillips, and P.A. Williams (toim.), Ellis Horwood, Ltd., Chichester, West Sussex, 15 Englanti, 1990, s. 453-464.5. Alen, R., Conversion of Cellulose-Containing Materials into Useful Products, in Cellulose Sources and Exploitation - Industrial Utilization, Biotechnology, and Physico-Chemical Properties, J.F. Kennedy, G.O. Phillips, and P.A. Williams (Ed.), Ellis Horwood, Ltd., Chichester, West Sussex, 15 England, 1990, pp. 453-464.

6. Kamm, B., Gruber, P.R. and Kamm, M., (toim.), Biorefiners - Industrial Processes and Products, Status Quo and Future Directions, Volumes 1 and 2, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., Weinheim, Saksa, 2006.6. Kamm, B., Gruber, P.R. and Kamm, M., (Eds.), Biorefiners - Industrial Processes and Products, Status Quo and Future Directions, Volumes 1 and 2, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., Weinheim, Germany, 2006.

7. Mabee, W.E. and Saddler, J.N., Pulp Paper Can. 107(6)(2006)34-37.7. Mabee, W.E. and Saddler, J.N., Pulp Paper Can. 107 (6) (2006) 34-37.

20 8. Amidon, T.E., Pulp Paper Can. 107(6)(2006)47-50.20 8. Amidon, T.E., Pulp Paper Can. 107 (6) (2006) 47-50.

9. Chamboast, V., Earner, R. and Stuart, P.R., Pulp Paper Can. 108(6)(2007)30-35.9. Chamboast, V., Earner, R. and Stuart, P.R., Pulp Paper Can. 108 (6) (2007) 30-35.

10. Argyropoulos, D.S., (toim.), Materials, Chemicals, and Energy from Forest Biomass, ACS Symposium Series 954, American Chemical Society, Washington, DC, USA, 2007.10. Argyropoulos, D.S., (Ed.), Materials, Chemicals, and Energy from Forest Biomass, ACS Symposium Series 954, American Chemical Society, Washington, DC, USA, 2007.

25 11. Alen, R., Basic chemistry of wood delignification, in: Forest Products Chemistry, P. Stenius (Ed.), Fapet Oy, Helsinki, 2000, s. 58-104.25 11. Alen, R., Basic Chemistry of Wood Delignification, in: Forest Products Chemistry, P. Stenius (Ed.), Fapet Oy, Helsinki, 2000, pp. 58-104.

12. Sjöström, E., J. Appi. Polym. Sci. 37(1983)577-592.12. Sjöström, E., J. Appl. Polym. Sci. 37 (1983) 577-592.

13. Axegard, P., Utilization of black liquor and forestry residues in a pulp mill biorefinery, Forest Based Sector Technology Platform Conference, Lahti, 2006.13. Axegard, P., Utilization of Black Liquor and Forest Residues in a Pulp Mill Biorefinery, Forest Based Sector Technology Platform Conference, Lahti, 2006.

30 14. van Heiningen, A., Pulp Paper Can. 107(6)(2006)38-43.30 14. van Heiningen, A., Pulp Paper Can. 107 (6) (2006) 38-43.

15. Aurell, R. and Harder, N., Svensk Papperstidn. 68(3)(1965)59-68.15. Aurell, R. and Harder, N., Svensk Papperstidn. 68 (3) (1965) 59-68.

10 16. Kleppe, P.J., Tappi 53(1)(1970)35-47.10 16. Kleppe, P.J., Tappi 53 (1) (1970) 35-47.

17. Alen, R., Combustion behavior of black liquors from different delignification conditions, Proc. International Recovery Boiler Conference, 40 Years Recovery Co-operation in Finland, Haikko Manor, Porvoo, 12.-14.5.2004, s. 31-42.17. Alen, R., Combustion Behavior of Black Liquors from Different Delignification Conditions, Proc. International Recovery Boiler Conference, 40 Years Recovery Co-operation in Finland, Haikko Manor, Porvoo, May 12-14, 2004, pp. 31-42. .

5 18. Alen, R., Patja, P., and Sjöström, E., Tappi, 62(11)(1979)108-110.18. Alen, R., Patja, P., and Sjöström, E., Tappi, 62 (11) (1979) 108-110.

19. Wising, U., Algehed, J., Bemtson, T., and Delin, L., Tappi J. 5(1)(2006)3-8.19. Wising, U., Algehed, J., Bemtson, T., and Delin, L., Tappi J. 5 (1) (2006) 3-8.

20. Wallmo, H., Richards, T. and Theliander, H., Paperi Puu 89(7-8)(2007)436-442.20. Wallmo, H., Richards, T. and Theliander, H., Paperi Puu 89 (7-8) (2007) 436-442.

21. Raucq, D., Pourcelly, G. and Gavach, G., Desalination 91(12)(1993)163-175.21. Raucq, D., Pourcelly, G. and Gavach, G., Desalination 91 (12) (1993) 163-175.

22. Paleologou, M., Thibault, A., Wong, P.-Y., Thompson, R. and Berry, R.M., 10 Optimization of two-compartment bipolar membrane electrodialysis system for the production of sodium hydroxide and sulfuric acid from sodium sulfate generated at krafit mills using ECF and TCF bleaching sequences, Proc.22. Paleologou, M., Thibault, A., Wong, P.-Y., Thompson, R. and Berry, R.M. 10 Optimization of a two-compartment bipolar membrane electrodialysis system for the production of sodium hydroxide and sulfuric acid from sodium. sulfate generated at krafit Mills using ECF and TCF bleaching sequences, Proc.

Symposium on Minimum Effluent Mills, Atlanta, GA, USA, TAPPI Press, 1996, s. 381-384.Symposium on Minimum Effluent Mills, Atlanta, GA, USA, TAPPI Press, 1996, pp. 381-384.

15 23. Biggs, W.A., Jr., Wise, J.T., Cook, W.R., Baxley, W.H., Robertson, J.D. and15 23. Biggs, W.A., Jr., Wise, J.T., Cook, W.R., Baxley, W.H., Robertson, J.D. and

Copenhaver, J.E., Tappi 44(1961)385-392.Copenhaver, J.E., Tappi 44, 385-392 (1961).

24. Alen, R. and Sjöström, E., Paperi Puu 62(8)(1980)469-471.24. Alen, R. and Sjöström, E., Paper Wood 62 (8) 469-471 (1980).

25. Alen, R., Sjöström, E. and Suominen, S., J. Chem. Tech. Biotechnol. 51(1990)225-233.25. Alen, R., Sjöström, E. and Suominen, S., J. Chem. Tech. Biotechnol. 51 (1990) 225-233.

20 26. Glasser, W. and Sarkanen, S., (toim.), Lignin - Properties and Materials, ACS26. Glasser, W. and Sarkanen, S., (eds.), Lignin - Properties and Materials, ACS.

Synposium Series 397, American Chemical Society, Washington, DC, USA, 1989. 27. Alen, R., Kemia-Kemi 15(6)(1988)565-569.Synposium Series 397, American Chemical Society, Washington, DC, USA, 1989. 27. Alen, R., Chemistry-Chem. 15 (6) 565-569 (1988).

25 3025 30

Claims (7)

1. Menetelmä puun tai muun selluloosapitoisen kasvimateriaalin alkalisen delignifioitu-5 misen yhteydessä syntyvien ja keittoliemeen liukenevien orgaanisten ainefraktioiden, kuten alifaattisten karboksyylihappojen, ligniinin ja uuteaineiden, talteenottamiseksi tunnettu siitä, että talteenotto tehdään keiton erillisen alkalisen esikäsittelyn jäteliemestä.A process for recovering organic matter fractions, such as aliphatic carboxylic acids, lignin and extractives, formed in the alkaline delignification of wood or other cellulosic plant material, characterized in that the recovery is effected from a separate alkaline pretreatment of the soup. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että delignifiointi- prosessi on joko sulfaatti- tai sooda-antrakinonikeitto ja raaka-aineen alkalinen esikäsittely tehdään joko natriumhydroksidin vesiliuoksella tai vesiliuoksella, jossa aktiivialkalina on natriumhydroksidi.Process according to Claim 1, characterized in that the delignification process is either sulphate or soda anthraquinone cooking and the alkaline pretreatment of the raw material is carried out with either an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous solution in which the active alkali is sodium hydroxide. 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että esikäsittely tehdään alkalimäärällä 2-14 % raaka-aineen kuiva-aineesta, edullisesti 8 % (neste/puu-suhde noin 4 kg/L), käsittelyajalla 30-90 minuuttia, edullisesti 30 minuuttia ja lämpötilassa 150-180 °C, edullisesti 150-160 °C.Method according to claims 1 and 2, characterized in that the pretreatment is carried out with an alkali content of 2-14% of the dry matter of the raw material, preferably 8% (liquid / wood ratio about 4 kg / L), with a treatment time of 30-90 minutes, preferably 30 minutes and at a temperature of 150-180 ° C, preferably 150-160 ° C. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sinänsä tunnetuin menetelmin erotetut ainefraktiot voidaan hyödyntää joko sellaisenaan tai modifioinnin jälkeen kemiallisina tuotteina tai niiden osina, tai erityyppisinä polttoaineina.Process according to Claim 1, characterized in that the substance fractions separated by methods known per se can be used as such or after modification as chemical products or parts thereof, or as different types of fuels. 5. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että alifaattisten 25 karboksyylihappojen vapauttamisen yhteydessä käytettävästä rikkihaposta muodostuva natriumsulfaatti voidaan hajottaa elektrodialyysin avulla rikkihapoksi ja natrium-hydroksidiksi.Process according to claims 1 and 4, characterized in that the sodium sulfate formed by the sulfuric acid used in the release of the aliphatic carboxylic acids can be broken down into sulfuric acid and sodium hydroxide by electrodialysis. 6. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että alifaattisten 30 karboksyylihappojen vapauttamisen yhteydessä käytettävästä vetykloridista (suolahappo) muodostuva natriumkloridi voidaan hajottaa elektrodialyysin avulla vetykloridiksi ja natriumhydroksidiksi.Process according to claims 1 and 4, characterized in that the sodium chloride formed by the hydrochloride (hydrochloric acid) used in the release of the aliphatic carboxylic acids can be broken down to the hydrochloride and sodium hydroxide by electrodialysis. 7. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että ainefraktiot 5 voidaan hyödyntää joko natriumsuoloinaan tai vapaissa muodoissaan. 10 15 20 25 30Process according to claims 1 and 4, characterized in that the substance fractions 5 can be utilized either in their sodium salts or in their free forms. 10 15 20 25 30
FI20070906A 2007-11-27 2007-11-27 Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook FI122612B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070906A FI122612B (en) 2007-11-27 2007-11-27 Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070906 2007-11-27
FI20070906A FI122612B (en) 2007-11-27 2007-11-27 Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20070906A0 FI20070906A0 (en) 2007-11-27
FI20070906A FI20070906A (en) 2009-05-28
FI122612B true FI122612B (en) 2012-04-13

Family

ID=38786684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20070906A FI122612B (en) 2007-11-27 2007-11-27 Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI122612B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20070906A (en) 2009-05-28
FI20070906A0 (en) 2007-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alén Pulp mills and wood-based biorefineries
Sun et al. Characteristics of degraded hemicellulosic polymers obtained from steam exploded wheat straw
Penín et al. Technologies for Eucalyptus wood processing in the scope of biorefineries: A comprehensive review
Eugenio et al. Alternative raw materials for pulp and paper production in the concept of a lignocellulosic biorefinery
US10266610B2 (en) Method of processing and fractionating biomass and use of fractions thus obtained
US20140170713A1 (en) Biomass fractionation processes, apparatus, and products produced therefrom
US20140182582A1 (en) Processes for making cellulose with very low lignin content for glucose, high-purity cellulose, or cellulose derivatives
CA2822813C (en) Process for reducing one or more insoluble solids in a black liquor
WO2009108599A2 (en) Process for generating a hydrocarbon feedstock from lignin
CA2933808A1 (en) Biomass fractionation processes employing sulfur dioxide
Gomes et al. Literature review on biorefinery processes integrated to the pulp industry
US20150233057A1 (en) Lignin-coated cellulose fibers from lignocellulosic biomass
CA2933807A1 (en) Processes and apparatus for producing fermentable sugars, cellulose solids, and lignin from lignocellulosic biomass
WO2017174098A1 (en) Method for producing low molecular weight aromatic lignin-derived compounds
Stoklosa et al. Integration of (hemi)-cellulosic biofuels technologies with chemical pulp production
US20150136345A1 (en) Methods of washing cellulose-rich solids from biomass fractionation to reduce lignin and ash content
Ibrahim et al. The effect of using different acids to catalyze the prehydrolysis stage on the organosolv delignification of beech wood in two-stage process
EP3877533A1 (en) Pretreatment of softwood
FI122612B (en) Process for Extraction of Aliphatic Carboxylic Acids, Lignin and Extractive Substances from Alkaline Cellulose Cook
US11306113B2 (en) Process for the production of cellulose, lignocellulosic sugars, lignosulfonate, and ethanol
CA2933849A1 (en) Methods for recovering and recycling salt byproducts in biorefinery processes
Huijgen et al. Modified organosolv as a fractionation process of lignocellulosic biomass for coproduction of fuels and chemicals
Radiotis et al. Optimizing hardwood prehydrolysis for simultaneous production of bioproducts and biomaterials
Zhu et al. Case studies on sugar production from underutilized woody biomass using sulfite chemistry
Jardim et al. The Effect of the Kraft Pulping Process, Wood Species, and pH on Lignin Recovery from Black Liquor. Fibers 2022, 10, 16

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122612

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed