JP2014208803A - Lignin recovery method - Google Patents

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安原 義
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義 安原
英夫 梅室
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英夫 梅室
昭文 及川
Akifumi Oikawa
昭文 及川
供田洋
Hiroshi Koda
洋 供田
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07GCOMPOUNDS OF UNKNOWN CONSTITUTION
    • C07G1/00Lignin; Lignin derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easy lignin recovery method.SOLUTION: A lignin recovery method comprises precipitating, in an acidic condition, lignin in an extract obtained by bringing a lignocellulose-containing material into contact with an aqueous alkaline solution, not containing a sulfur compound, of 0.25 M concentration or less. A lignin production method in a pulp manufacturing process uses the lignin recovery method.

Description

本発明は、簡便なリグニン回収方法に関する。   The present invention relates to a simple lignin recovery method.

近年、石油資源の枯渇、地球温暖化の観点から循環型資源の利用が叫ばれ、植物資源の利用が注目されている。植物由来の材料のうちセルロースが一番豊富な資源であり、パルプ原料として利用されてきたが、現在はセルロースは食糧と競合しないエネルギー資源として、加水分解や醗酵によりバイオエタノールを製造するための原料としても注目されている。   In recent years, the use of recyclable resources has been called out from the viewpoint of depletion of petroleum resources and global warming, and the use of plant resources has attracted attention. Cellulose is the most abundant resource among plant-derived materials, and has been used as a raw material for pulp. Currently, cellulose is an energy resource that does not compete with food, and is a raw material for producing bioethanol by hydrolysis and fermentation. It is also attracting attention.

木材成分としてセルロースの次に天然の芳香族ポリマーとして豊富に含まれているリグニンは、バニリンの製造に用いられている他は、資源としての用途開発がようやく始まったところである。リグニン産業が未だ発展していない理由として、安価に安定して入手できるリグニンが確保できないことがある。また木材を標的としたバイオエタノールの製造においてはリグニンの除去とリグニンの利用も急務となる。   Lignin, which is abundantly contained as a natural aromatic polymer next to cellulose as a wood component, has just begun to be developed as a resource, except that it is used for the production of vanillin. The reason why the lignin industry has not developed yet is that lignin that can be stably obtained at low cost cannot be secured. In the production of bioethanol targeting wood, lignin removal and lignin utilization are urgently needed.

リグニンの利用としては現在注目されているのは再生木材の整形等に用いられる接着剤としての利用であり、フェノール系樹脂に添加することで高価なフェノール樹脂の使用を低減することができ、石油資材の減量に役立っている。またリグニンを分解して芳香族化合物に変換し、医薬品、有機合成の原料やプラスチック等への利用が試行されている。他に、機能性食品、土壌改良剤、コンクリートの添加剤、イオン交換機能を利用した重金属の吸着などへの利用が行われている。   The use of lignin is currently attracting attention as an adhesive used in shaping reclaimed wood, and by adding it to phenolic resins, the use of expensive phenolic resins can be reduced. Helps to reduce the weight of materials. In addition, lignin is decomposed and converted to aromatic compounds, and attempts have been made to use it for pharmaceuticals, raw materials for organic synthesis, plastics, and the like. Other applications include functional foods, soil conditioners, concrete additives, and heavy metal adsorption using ion exchange functions.

枯れ草、ワラ、茶殻などセルロースとリグニンを含有する廃棄物は処理に困り、焼却するにも嵩だけが大きく熱源に利用しにくいものであったが、最近、高温高圧で圧搾してバイオコークスとして利用することが検討され始めた。綿ゴミや紙ゴミなどにリグニンを添加して固めると扱いやすい燃料として利用できることから、リグニンの利用は広がり始めている。付加価値の高い用途としては、リグニンからの炭素繊維を製造する試みが始まっている。   Wastes containing cellulose and lignin, such as hay, straw, and tea husks, are difficult to process and are bulky and difficult to use as a heat source for incineration. Began to be considered. The use of lignin has begun to spread because it can be used as an easy-to-handle fuel when it is hardened by adding lignin to cotton or paper waste. Attempts to produce carbon fibers from lignin have begun as high value-added applications.

天然のリグニンはフェニルプロパン単位(C6−C3単位)が酵素により不定形に酸化した骨格を有する高分子化合物である。その基本骨格は、OCH3基やOH基を持ち、グアノシル型(G型)、シリンギル型(G型)、p-ヒドロキシフェニル型(H型)に分けられる。リグニンはパルプ製造の際、多くは蒸解試薬と反応し変性を受ける。パルプ製造の主流であるクラフト法(クラフトパルプ法)や、亜硫酸パルプ法で製造されたリグニンには、硫黄(S)原子が結合する。一方、ソーダ法で製造されたソーダリグニンは変性のないリグニン骨格を保つ。リグニンの利用場面を考えたとき、ソーダリグニンは多種の化学反応が可能であるため望ましい。 Natural lignin is a polymer compound having a skeleton in which phenylpropane units (C6-C3 units) are oxidized into an indefinite form by an enzyme. Its basic skeleton has OCH 3 groups and OH groups, and is divided into guanosyl type (G type), syringyl type (G type), and p-hydroxyphenyl type (H type). Lignin often undergoes denaturation by reacting with cooking reagents during pulp production. Sulfur (S) atoms bind to kraft method (kraft pulp method), which is the mainstream of pulp production, and lignin produced by sulfite pulp method. On the other hand, soda lignin produced by the soda method maintains a lignin skeleton without denaturation. When considering the use of lignin, soda lignin is desirable because it allows various chemical reactions.

現在のリグニンの単離方法としては、酸系触媒を用い、常温・常圧で反応させて化学構造を変性させずにリグニンを分離する「相分離系変換システム」がある(特許文献1)。また酸を用いる方法(酸分解法)も提案されている(特許文献2)。酸やアルカリを用いない亜臨界水とメチルエチルケトン溶媒中で抽出する方法(特許文献3)や、イオン液体を使用したリグニン抽出の試みも提案されている(特許文献4)。   As a current method for isolating lignin, there is a “phase separation system conversion system” that uses an acid catalyst and reacts at normal temperature and pressure to separate lignin without modifying the chemical structure (Patent Document 1). A method using an acid (acid decomposition method) has also been proposed (Patent Document 2). A method of extracting in a subcritical water and methyl ethyl ketone solvent without using acid or alkali (Patent Document 3) and an attempt to extract lignin using an ionic liquid have also been proposed (Patent Document 4).

しかし酸分解法においては酸の使用量が莫大でその回収も困難であり、莫大な産業廃棄物を生じるという問題がある。その他の方法も、いずれも高価又は有害な化合物を必要とすること、反応の収率に問題があること、厳しい反応条件、特殊な設備が必要でありエネルギーコストが膨大であったりすること等、実用化における問題点を抱えている。またリグニンの製造に伴って生成するセルロースの用途も同時に考慮する必要がある。このような問題点を解決する手段としては、パルプ製造過程において同時にリグニンの回収を行うことができ、従来のパルプ製造に負荷をかけない技術が求められる。   However, the acid decomposition method has a problem that the amount of acid used is enormous and its recovery is difficult, resulting in enormous industrial waste. Other methods also require expensive or harmful compounds, there are problems with the yield of the reaction, severe reaction conditions, special equipment is required and the energy cost is enormous, etc. Has problems in practical application. Moreover, it is necessary to consider simultaneously the use of the cellulose produced | generated with manufacture of lignin. As a means for solving such a problem, a technique capable of simultaneously recovering lignin in the pulp manufacturing process and applying no load to conventional pulp manufacturing is required.

木材中のリグニン含量は20〜30%とされている。木材の構造成分リグニンは多くの異なる分子量を持つ化合物の混合物であり、多くはセルロースと結合したリグノセルロースの形態で木材中に存在している。木材中のリグニンの20%程度が水溶性リグニンといわれている。従来のパルプ製造の主流は、全リグニンの溶解を目的とし、高濃度のNaOH溶液と蒸解促進剤の硫黄化合物を用いて水性溶媒中で高温高圧で蒸解を行うことを特徴とするクラフトパルプ法である。このパルプ製造法では、硫黄系化合物による悪臭や公害が付随するという問題がある。またパルプ製造で生成するリグニンのほとんどは、熱源として利用されてしまうためリグニンの製造にはつながらない。   The lignin content in wood is 20-30%. The structural component of wood, lignin, is a mixture of compounds with many different molecular weights, many present in wood in the form of lignocellulose combined with cellulose. About 20% of lignin in wood is said to be water-soluble lignin. The mainstream of conventional pulp production is the kraft pulp method, which aims to dissolve all lignin and is characterized by cooking at a high temperature and high pressure in an aqueous solvent using a high concentration NaOH solution and a sulfur compound as a cooking accelerator. is there. In this pulp manufacturing method, there is a problem that a bad odor and pollution due to sulfur compounds are accompanied. In addition, most of the lignin produced in the pulp production is used as a heat source and thus does not lead to the production of lignin.

パルプ製造と共に行うリグニン製造に関しては、特許文献5に、硫化ソーダ及び高温・高圧条件を用いずにパルプを製造し、リグニンを回収する方法が提案されている。この方法は、木材チップに1〜10重量%の希苛性ソーダ水溶液を用いて常温で親水化処理した後、水で洗浄し、続いて希硝酸中で木材チップ中のリグニンを選択的に部分酸化して変性し、1〜20重量%の希苛性ソーダ水溶液を用いて大気圧下で蒸解してパルプを製造し、分離される黒液からリグニンを凝集・分離する方法である。しかしこの方法は複雑な工程を含み従来のパルプ製造工程と結合させにくい。   Regarding lignin production performed together with pulp production, Patent Document 5 proposes a method of producing pulp without using sodium sulfide and high-temperature / high-pressure conditions and recovering lignin. In this method, 1-10% by weight dilute caustic soda aqueous solution is used to treat wood chips at room temperature, followed by washing with water, followed by selective partial oxidation of lignin in wood chips in dilute nitric acid. In this method, pulp is produced by digesting under an atmospheric pressure using a 1 to 20% by weight dilute caustic soda aqueous solution, and lignin is agglomerated and separated from the separated black liquor. However, this method involves complicated processes and is difficult to combine with conventional pulp manufacturing processes.

特開2008−266266号公報JP 2008-266266 A 特開2011−091990号公報JP 2011-091990 A 特開2010−227673号公報JP 2010-227673 A 特開2011−042806号公報JP 2011-042806 A 特開2009−167554号公報JP 2009-167554 A

本発明は、簡便なリグニン回収法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a simple lignin recovery method.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、抽出溶媒として用いるアルカリ溶液について、従来よりも低濃度の範囲で、より高効率なリグニン抽出及び回収が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下を包含する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the alkaline solution used as the extraction solvent can be extracted and recovered with higher efficiency in a lower concentration range than before. The headline and the present invention were completed.
That is, the present invention includes the following.

[1]リグノセルロース含有材料を、硫黄化合物を含有しない濃度0.25M以下のアルカリ水溶液と接触させ、得られる抽出液中のリグニンを酸性条件下で沈殿させることを含む、リグニンの回収方法。
この方法では、前記アルカリ水溶液が濃度0.05〜0.15Mであることも好ましい。
この方法の好ましい一実施形態においては、リグノセルロース含有材料を、前記アルカリ水溶液と110℃以下の温度で接触させることができる。
この方法で用いる前記アルカリ水溶液は、過酸化水素を含んでもよい。
この方法において、前記アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1つの水溶液であることが好ましい。
この方法の好ましい一実施形態では、リグノセルロース含有材料を、振動を加えながら前記アルカリ水溶液と接触させてもよい。
この方法の好ましい一実施形態では、前記抽出液からリグニンを回収した後の溶液を、前記アルカリ水溶液として再利用し、リグノセルロース含有材料と接触させることを含んでもよい。
[1] A method for recovering lignin, comprising bringing a lignocellulose-containing material into contact with an alkaline aqueous solution containing no sulfur compound and having a concentration of 0.25 M or less, and precipitating lignin in the resulting extract under acidic conditions.
In this method, it is also preferable that the alkaline aqueous solution has a concentration of 0.05 to 0.15M.
In a preferred embodiment of this method, the lignocellulose-containing material can be contacted with the alkaline aqueous solution at a temperature of 110 ° C. or lower.
The alkaline aqueous solution used in this method may contain hydrogen peroxide.
In this method, the aqueous alkaline solution is preferably at least one aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
In a preferred embodiment of this method, the lignocellulose-containing material may be contacted with the alkaline aqueous solution while applying vibration.
In a preferred embodiment of this method, the solution after recovering lignin from the extract may be reused as the alkaline aqueous solution and brought into contact with the lignocellulose-containing material.

[2]上記[1]の方法によりリグノセルロース含有材料からリグニンを回収し、その残渣をパルプ製造に用いることを含む、パルプの製造過程においてリグニンを製造する方法。 [2] A method for producing lignin in a pulp production process, comprising collecting lignin from a lignocellulose-containing material by the method of [1] and using the residue for pulp production.

本発明の方法によれば、より低濃度のアルカリ溶液を用いて高効率にリグニンを抽出・回収することができる。   According to the method of the present invention, lignin can be extracted and recovered with high efficiency using a lower concentration alkaline solution.

図1は異なる濃度のNaOH溶液を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the amount of lignin extracted using NaOH solutions having different concentrations. 図2は異なる温度条件を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the amount of lignin extracted using different temperature conditions. 図3は85℃付近の異なる温度条件を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the amount of lignin extracted using different temperature conditions around 85 ° C. 図4は異なる温度等の条件で得られる抽出画分毎のリグニン量への影響を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the influence on the amount of lignin for each extracted fraction obtained under different conditions such as temperature. 図5は異なる希アルカリ溶液を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the amount of lignin extracted using different dilute alkaline solutions. 図6は0.1M NaOH溶液中、超音波処理を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the amount of lignin extracted by sonication in 0.1M NaOH solution. 図7は0.1M NaOH溶液中、振とう処理を用いて抽出されたリグニン量を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the amount of lignin extracted using a shaking treatment in a 0.1M NaOH solution. 図8は機械パルプからのリグニン抽出の結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the results of lignin extraction from mechanical pulp. 図9は異なる濃度のNaOH溶液を用いたナンヨウアブラギリ種子殻からのリグニン抽出の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of extraction of lignin from the seeds of the brown crab seed using different concentrations of NaOH solution. 図10は回収したNaOH溶液を用いる条件をはじめとする異なる抽出条件下で100℃(灰色バー)及び150℃(黒色バー)にて抽出したリグニン量(mg)を示す図である。FIG. 10 is a graph showing the amount of lignin (mg) extracted at 100 ° C. (gray bar) and 150 ° C. (black bar) under different extraction conditions including the conditions using the collected NaOH solution. 図11は回収したNaOH溶液を用いる条件をはじめとする異なる抽出条件下で100℃(灰色バー)及び150℃(黒色バー)にて取得した抽出液の着色度(595nmでの吸光度)を示す図である。FIG. 11 is a graph showing the degree of coloration (absorbance at 595 nm) of the extract obtained at 100 ° C. (gray bar) and 150 ° C. (black bar) under different extraction conditions including conditions using the collected NaOH solution. It is.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る方法では、リグノセルロース含有材料を、硫黄化合物を含有しない低濃度のアルカリ水溶液と接触させて、リグノセルロース含有材料からリグニンを抽出する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method according to the present invention, the lignocellulose-containing material is brought into contact with a low-concentration alkaline aqueous solution not containing a sulfur compound to extract lignin from the lignocellulose-containing material.

本発明において「リグノセルロース含有材料」とは、リグニンとセルロースの結合した物質であるリグノセルロースを含有する植物由来の材料であり、例えばリグノセルロース系バイオマスである。リグノセルロース含有材料が由来する植物は、双子葉植物であっても単子葉植物であってもよく、裸子植物であっても被子植物であってもよく、広葉樹であっても針葉樹であってもよい。本発明においてリグノセルロース含有材料は木質材料であってもよいし、非木質材料(草又は竹由来材料)であってもよい。リグノセルロース含有材料が由来する植物は、バイオ燃料製造に利用され得る、油糧植物や穀物植物であってもよい。リグノセルロース含有材料が由来する植物の好ましい例としては、以下に限定するものではないが、例えば、マツ、ナンヨウアブラギリ(ヤトロファとも称される)、竹、トウモロコシ、サトウキビ、サトウダイコン(甜菜)、イネ、コムギ、オオムギ、キャッサバ、ヤシ、ダイズ、ココナッツ、ナタネ、ヒマワリ、アマ、ツキミソウ等が挙げられる。本発明において用いられる「リグノセルロース含有材料」の具体例としては、木材、竹、草、苔、海藻、樹皮、葉、茎、枝、蔓、ワラ(稲ワラや麦ワラなど)、もみ殻などの種実の殻、バガス(搾汁後の残渣;搾りかす)、若しくはそれらの加工品(茶葉、木工製品など)、又はそれらの切断物や破砕物(切断材、チップ、爆砕物、切屑、粉末など)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明におけるリグノセルロース含有材料は、典型的には、材料全体に対する重量比で例えば10%以上、好ましくは20%以上、さらに好ましくは40%以上、より好ましくは70%以上のリグノセルロースを含有する。本発明におけるリグノセルロース含有材料はまた、材料全体に対する重量比で例えば5%以上、好ましくは10%以上、さらに好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上のリグニンを含有する。   In the present invention, the “lignocellulose-containing material” is a plant-derived material containing lignocellulose, which is a substance in which lignin and cellulose are combined, and is, for example, lignocellulosic biomass. The plant from which the lignocellulose-containing material is derived may be a dicotyledonous plant or a monocotyledonous plant, may be a gymnosperm or an angiosperm, may be a hardwood or a conifer. Good. In the present invention, the lignocellulose-containing material may be a wood material or a non-wood material (grass or bamboo-derived material). The plant from which the lignocellulose-containing material is derived may be an oil plant or a cereal plant that can be used for biofuel production. Preferable examples of the plant from which the lignocellulose-containing material is derived include, but are not limited to, for example, pine, rapeseed (also called jatropha), bamboo, corn, sugar cane, sugar beet (sugar beet), rice , Wheat, barley, cassava, palm, soybean, coconut, rapeseed, sunflower, flax, primrose and the like. Specific examples of the “lignocellulose-containing material” used in the present invention include wood, bamboo, grass, moss, seaweed, bark, leaves, stems, branches, vines, straw (such as rice straw and wheat straw), and rice husks. Seed husk, bagasse (residue after squeezing; squeezed residue), or processed products (tea leaves, woodwork products, etc.), or cut or crushed materials (cutting materials, chips, explosives, chips, powder, etc.) ) And the like, but is not limited thereto. The lignocellulose-containing material in the present invention typically contains, for example, 10% or more, preferably 20% or more, more preferably 40% or more, more preferably 70% or more by weight ratio relative to the whole material. . The lignocellulose-containing material in the present invention also contains, for example, 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 20% or more, more preferably 30% or more lignin in a weight ratio with respect to the whole material.

本発明の方法では、リグノセルロース含有材料を、低濃度のアルカリ水溶液と接触させ、例えば当該水溶液に浸漬させればよい。このアルカリ水溶液は、硫黄化合物(例えば、硫酸、硫酸ナトリウム、硫化ナトリウムなどの硫黄元素を有する化合物)を含有しない。ここで用いるアルカリ水溶液は、アルカリ濃度(水酸化物イオン濃度)で0.25M以下、好ましくは0.01〜0.15M、より好ましくは0.05〜0.15M、さらに好ましくは0.05〜0.1M(例えば0.1M)の水溶液である。アルカリ水溶液は、以下に限定するものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び炭酸ナトリウムから選択される少なくとも1つを含む水溶液である。アルカリ水溶液は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1つの水溶液であってよく、例えば、0.25M以下、好ましくは0.01〜0.15M、より好ましくは0.05〜0.15M、さらに好ましくは0.05〜0.1Mの、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、又は炭酸ナトリウム水溶液であってよい。本発明で用いるアルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム水溶液であることがより好ましい。本発明に係る方法では、リグノセルロース含有材料1重量部に対して、限定するものではないが、上記アルカリ水溶液を例えば5〜50重量部、好ましくは10〜20重量部添加することができる。   In the method of the present invention, the lignocellulose-containing material may be brought into contact with a low-concentration alkaline aqueous solution and, for example, immersed in the aqueous solution. This alkaline aqueous solution does not contain a sulfur compound (for example, a compound having a sulfur element such as sulfuric acid, sodium sulfate, or sodium sulfide). The alkaline aqueous solution used here is an aqueous solution having an alkali concentration (hydroxide ion concentration) of 0.25M or less, preferably 0.01 to 0.15M, more preferably 0.05 to 0.15M, and still more preferably 0.05 to 0.1M (for example, 0.1M). It is. The alkaline aqueous solution is not limited to the following, but is an aqueous solution containing at least one selected from, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate. The alkaline aqueous solution may be, for example, at least one aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate, for example, 0.25M or less, preferably 0.01 to 0.15M, more preferably 0.05 to It may be 0.15M, more preferably 0.05-0.1M sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution or sodium carbonate aqueous solution. The alkaline aqueous solution used in the present invention is more preferably a sodium hydroxide aqueous solution. In the method according to the present invention, although not limited to 1 part by weight of the lignocellulose-containing material, the alkaline aqueous solution can be added, for example, 5 to 50 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight.

本発明において用いる上記アルカリ水溶液は、過酸化水素を含んでもよい。本発明では、過酸化水素を含むアルカリ水溶液を用いることで、リグノセルロース含有材料から得られる残渣の褐色化を抑制することができる。過酸化水素の濃度は、リグニン回収率に大きく影響しない量として、アルカリ水溶液全量に対して0.1〜1.0重量%、例えば0.1〜0.5重量%であることが好ましい。   The alkaline aqueous solution used in the present invention may contain hydrogen peroxide. In the present invention, the browning of the residue obtained from the lignocellulose-containing material can be suppressed by using an alkaline aqueous solution containing hydrogen peroxide. The concentration of hydrogen peroxide is preferably 0.1 to 1.0% by weight, for example 0.1 to 0.5% by weight, based on the total amount of the alkaline aqueous solution, as an amount that does not greatly affect the lignin recovery rate.

本発明に係る方法では、リグノセルロース含有材料を、低濃度の上記アルカリ水溶液と接触させることにより、リグノセルロース含有材料から水溶液中にリグニンを溶出させることができる。リグノセルロース含有材料をアルカリ水溶液と接触させる(アルカリ水溶液で処理する)際の温度としては、限定するものではないが、10〜200℃、例えば30〜180℃の範囲内の温度を用いることができる。水不溶性のリグニンを主に抽出する場合には、110℃超の温度を用いることが好ましい。一方、水溶性のリグニンを主に抽出する場合には、110℃以下の温度を用いることが好ましい。110℃以下の温度は、例えば0℃超〜110℃でありうるが、例えば加温する場合には60〜110℃が好ましい。水溶性リグニンの抽出には、85℃付近(80〜110℃;例えば85〜100℃付近)がさらに好ましい。リグノセルロース含有材料のアルカリ水溶液による処理は、非加圧下(大気圧下)又は加圧下で行うことができる。   In the method according to the present invention, lignin can be eluted from the lignocellulose-containing material into the aqueous solution by bringing the lignocellulose-containing material into contact with the low-concentration alkaline aqueous solution. The temperature at which the lignocellulose-containing material is brought into contact with the alkaline aqueous solution (treated with the alkaline aqueous solution) is not limited, but a temperature within the range of 10 to 200 ° C., for example, 30 to 180 ° C. can be used. . When water-insoluble lignin is mainly extracted, it is preferable to use a temperature higher than 110 ° C. On the other hand, when water-soluble lignin is mainly extracted, it is preferable to use a temperature of 110 ° C. or lower. The temperature of 110 ° C. or lower can be, for example, more than 0 ° C. to 110 ° C., but for example, 60 to 110 ° C. is preferable when heating. For extraction of water-soluble lignin, a temperature around 85 ° C. (80 to 110 ° C .; for example, around 85 to 100 ° C.) is more preferable. The treatment of the lignocellulose-containing material with an alkaline aqueous solution can be performed under no pressure (atmospheric pressure) or under pressure.

本発明に係る方法では、リグノセルロース含有材料を、上記アルカリ水溶液と接触させる際に、振動を加えることも好ましい。具体的には、振とう(手作業又は振とう機等による)、超音波処理、マイクロ波照射(電子レンジ等による)、回転等によって振動を加えることができる。振動は、適当な時間、例えば1分〜90分間加えればよく、当業者であればその時間は適宜調節することができる。振動を加えることにより、リグニンの抽出を促進することができる。なおリグノセルロース含有材料とアルカリ溶液とを接触させる際、その温度にかかわらず(すなわち、加温するかしないかにかかわらず)、上記のように振動を加えることができる。   In the method according to the present invention, it is also preferable to apply vibration when the lignocellulose-containing material is brought into contact with the alkaline aqueous solution. Specifically, vibration can be applied by shaking (by hand or shaking machine), ultrasonic treatment, microwave irradiation (by microwave oven, etc.), rotation, or the like. The vibration may be applied for an appropriate time, for example, 1 minute to 90 minutes, and those skilled in the art can appropriately adjust the time. Extraction of lignin can be promoted by applying vibration. When the lignocellulose-containing material and the alkaline solution are brought into contact with each other, vibration can be applied as described above regardless of the temperature (that is, regardless of whether or not heating is performed).

本発明に係る方法では、リグノセルロース含有材料に対し、超音波処理、マイクロ波照射などの上述のような振動を加える物理的な前処理を行った後に、上記アルカリ水溶液で処理してもよい。   In the method according to the present invention, the lignocellulose-containing material may be treated with the alkaline aqueous solution after being subjected to the physical pretreatment such as ultrasonic treatment and microwave irradiation as described above.

本発明において、「リグノセルロース含有材料」は、上記アルカリ水溶液によるリグニン抽出の際又はそれ以前に、アルカリ処理及び過酸化水素処理以外の化学処理による変性を受けないことも好ましい。例えば「リグノセルロース含有材料」は、希硝酸、希硫酸、亜塩素酸ナトリウム等による処理をしていないものが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the “lignocellulose-containing material” is not subjected to modification by chemical treatment other than alkali treatment and hydrogen peroxide treatment at the time of lignin extraction with the alkaline aqueous solution or before. For example, the “lignocellulose-containing material” is preferably not treated with dilute nitric acid, dilute sulfuric acid, sodium chlorite or the like.

上記のようにしてリグノセルロース含有材料を上記アルカリ水溶液と接触させ、その水溶液中にリグニンが溶出することによって得られた抽出液を酸性(pH5以下、好ましくはpH4以下、より好ましくはpH3以下、例えばpH3)に調整することにより、抽出されたリグニンを沈殿させることができる。抽出液のpH調整は、常法に従って行うことができるが、通常はpHを確認しながら適当な濃度の希塩酸又は氷酢酸を適宜添加し混合することを繰り返すことによって適宜行うことができる。そのようにして酸性条件下で沈殿させたリグニンは、遠心分離、濾過等の任意の沈殿分離方法又はそれらの組み合わせにより、抽出液から分離することができる。遠心分離は、限定するものではないが、例えば、4,000 rpmで10分程度行えばよい。濾過は、以下に限定するものではないが、例えば、ろ紙濾過、減圧濾過等を用いることができる。本発明に係る方法では、以上のようにしてリグノセルロース含有材料からリグニンを抽出し、回収することができる。   The liquorcellulose-containing material is brought into contact with the alkaline aqueous solution as described above, and the extract obtained by eluting lignin into the aqueous solution is acidic (pH 5 or less, preferably pH 4 or less, more preferably pH 3 or less, for example, By adjusting to pH 3), the extracted lignin can be precipitated. The pH of the extract can be adjusted according to a conventional method, but it can usually be appropriately adjusted by repeatedly adding and mixing an appropriate concentration of dilute hydrochloric acid or glacial acetic acid while confirming the pH. The lignin thus precipitated under acidic conditions can be separated from the extract by any precipitation separation method such as centrifugation, filtration or a combination thereof. Centrifugation is not limited, but may be performed at 4,000 rpm for about 10 minutes, for example. Although filtration is not limited to the following, for example, filter paper filtration, vacuum filtration and the like can be used. In the method according to the present invention, lignin can be extracted and recovered from the lignocellulose-containing material as described above.

本発明のリグニン回収方法は、例えば、カラム中のリグノセルロース含有材料に上記アルカリ水溶液を抽出溶媒として流下することによって行うことが好ましい。上記アルカリ水溶液の流下は、リグノセルロース含有材料が10〜200℃、好ましくは85〜110℃の範囲内の温度条件下にある段階で行うことも好ましい。また上記アルカリ水溶液の流下は、超音波処理等の振動を加えながら行うことも好ましい。   The lignin recovery method of the present invention is preferably carried out, for example, by flowing the alkaline aqueous solution as an extraction solvent onto the lignocellulose-containing material in the column. It is also preferable that the alkaline aqueous solution flow is performed at a stage where the lignocellulose-containing material is under a temperature condition in the range of 10 to 200 ° C, preferably 85 to 110 ° C. It is also preferable that the alkaline aqueous solution flow down while applying vibration such as ultrasonic treatment.

本発明のリグニン回収方法の一例では、カラムに充填した木材チップに対し、100℃付近で0.01M〜0.25Mのアルカリ溶液(好ましい例では0.05〜0.15M NaOH溶液、例えば0.1M NaOH溶液)を、木材チップ重量の5〜50倍量、好ましくは10倍〜20倍量流下させ、得られる抽出液のpHを3又はそれ以下に調整し、それによって生じる沈殿を遠心分離又はろ過で集め、乾燥することにより、木材チップからリグニンを回収することができる。この方法により、変性の少ないリグニンが得られる。アルカリ溶液として水酸化ナトリウム水溶液を用いると、沈殿(リグニン)を分離した後の排液は、生理食塩水(0.9%)よりも低濃度の食塩水(0.1M NaCl=0.59% NaCl)となるため、自然環境への負荷を最小限にすることができる。   In an example of the lignin recovery method of the present invention, an alkaline solution of 0.01M to 0.25M (in a preferred example, 0.05 to 0.15M NaOH solution, for example, 0.1M NaOH solution) is applied to wood chips packed in a column at around 100 ° C. Flow down 5 to 50 times the wood chip weight, preferably 10 to 20 times, adjust the pH of the resulting extract to 3 or lower, collect the resulting precipitate by centrifugation or filtration and dry Thus, lignin can be recovered from the wood chips. By this method, lignin with less denaturation can be obtained. When sodium hydroxide aqueous solution is used as the alkaline solution, the drainage solution after separating the precipitate (lignin) becomes a lower concentration saline solution (0.1M NaCl = 0.59% NaCl) than the physiological saline solution (0.9%). , Can minimize the load on the natural environment.

また、本発明の好ましい一実施形態では、上記のような低濃度のアルカリ水溶液を用いてリグニンを抽出した後の木材チップ等のリグノセルロース含有材料(残渣)を、ろ過等によって抽出液から分離し、その残渣に高濃度アルカリ水溶液(限定するものではないが、例えば濃度1M〜5M、好ましくは2M〜4M)を加えてより高温(例えば、140〜170℃、好ましくは150〜160℃)で反応させることにより、残渣からさらにリグニンを抽出させてもよい。この方法では、残渣からリグニンをさらに効率よく回収することができ、さらに、木材チップ等のリグノセルロース含有材料から高濃度のアルカリ水溶液を用いた高温による抽出のみを行う場合と比較して、着色度が低いリグニンを回収することができる。ここで生じた、高濃度のアルカリ水溶液によるリグニン抽出後の残渣をパルプ製造法に利用して、パルプを製造することもできる。   In a preferred embodiment of the present invention, the lignocellulose-containing material (residue) such as wood chips after extraction of lignin using a low-concentration alkaline aqueous solution as described above is separated from the extract by filtration or the like. The residue is reacted at a higher temperature (for example, 140 to 170 ° C., preferably 150 to 160 ° C.) by adding a high-concentration aqueous alkaline solution (but not limited to, for example, 1M to 5M, preferably 2M to 4M). Lignin may be further extracted from the residue. In this method, lignin can be recovered more efficiently from the residue, and the degree of coloration is higher than in the case where only high-temperature extraction using a high-concentration alkaline aqueous solution is performed from a lignocellulose-containing material such as wood chips. A low lignin can be recovered. Pulp can also be produced by utilizing the residue generated here after extraction of lignin with a highly concentrated aqueous alkaline solution in a pulp production method.

本発明の方法ではまた、本発明の方法によりリグニンを抽出し、沈殿させて抽出液から回収した後のアルカリ水溶液(抽出溶媒廃液)を、本発明の方法に従って新たなリグノセルロース含有材料と接触させることにより、新たなリグノセルロース含有材料からのリグニン抽出のための抽出溶媒(上記アルカリ水溶液)として再利用することもできる。   In the method of the present invention, the aqueous alkaline solution (extraction solvent waste liquid) after extracting lignin by the method of the present invention, precipitating and recovering from the extract is brought into contact with a new lignocellulose-containing material according to the method of the present invention. Thus, it can be reused as an extraction solvent (the alkaline aqueous solution) for extracting lignin from a new lignocellulose-containing material.

本発明の方法により、リグノセルロース含有材料から、リグニン画分を高効率で抽出・回収することができる。本発明のリグニン回収方法では、変性の少ないリグニンを製造することができる。   By the method of the present invention, a lignin fraction can be extracted and collected from a lignocellulose-containing material with high efficiency. In the lignin recovery method of the present invention, lignin with less denaturation can be produced.

本発明のリグニン回収方法は、特別な設備や試薬を必要とせず、また排液も希薄塩類溶液であるため、パルプ製造に過度の負荷をかけることなく、従来のパルプ製造の前処理工程として容易に組み込むことができる。従来の化学パルプの製造方法として一般的なクラフトパルプ法では、木材チップを白液と呼ばれる高濃度のアルカリ液とともに150〜160℃に加温し常圧で又は加圧することによりリグニンを溶解(アルカリ蒸解)させて除去し、セルロースパルプを得、洗浄後、漂白や薬剤回収等の次の工程に進む。クラフトパルプ法で用いる高濃度アルカリ液の例としては、NaOH 86.1g、Na2S 36.2g、及びNa2CO3 19.0gを水1Lに溶解して得られる、NaOH濃度2.15Mの水溶液が挙げられる。本発明においては、例えばクラフトパルプ法において、カラムに充填した木材チップを加温しその温度を蒸解温度まで上昇させる途中の110℃以下の温度(好ましくは100℃付近)の時点で、本発明で用いる上記アルカリ水溶液を木材チップに添加してカラムを通過させることで、木材チップ中のリグニンを抽出することができる。カラム流出液に含まれるリグニンを酸性条件下で沈殿させれば、リグニンを容易に回収することができる。リグニンを分離した後の排液は希薄塩類溶液であり、パルプ製造の際の洗浄液として再利用できる。アルカリ水溶液が通過した後の木材チップ(残渣)には、パルプ製造法に従って、蒸解促進剤の硫黄化合物(硫化ナトリウムなど)を添加し、引き続き加温して蒸解温度まで温度を上昇させ、加圧して高温高圧下で蒸解させればよい。蒸解後、蒸解したパルプと黒液を分離し、パルプを洗浄する。黒液から凝集等によりさらにリグニンを回収してもよいが、しなくてもよい。洗浄したパルプは、必要に応じて酵素処理やアルカリ処理でさらに脱リグニンした後、ゴミなどの異物を除去し、塩素等の漂白剤を用いて漂白してもよい。これによりパルプを製造することができる。 The lignin recovery method of the present invention does not require any special equipment or reagents, and the drainage is a dilute salt solution. Therefore, the lignin recovery method is easy as a pretreatment step for conventional pulp production without excessive load on pulp production. Can be incorporated into. In the conventional kraft pulp method as a conventional method for producing chemical pulp, lignin is dissolved (alkaline by heating wood chips together with a high-concentration alkaline solution called white liquor at 150 to 160 ° C. and normal pressure or pressurization. Cooking to remove cellulose pulp, and after washing, proceed to the next step such as bleaching or drug recovery. Examples of the high-concentration alkaline solution used in the kraft pulping, NaOH 86.1g, Na2S 36.2g, and Na 2 CO 3 19.0 g is obtained by dissolving in water 1L, include aqueous solutions of NaOH concentration 2.15. In the present invention, for example, in the kraft pulp method, at the time of a temperature of 110 ° C. or less (preferably around 100 ° C.) in the middle of heating the wood chips packed in the column and raising the temperature to the cooking temperature, The lignin in the wood chip can be extracted by adding the alkaline aqueous solution to be used to the wood chip and passing it through the column. If lignin contained in the column effluent is precipitated under acidic conditions, lignin can be easily recovered. The drainage liquid after separating lignin is a dilute salt solution, and can be reused as a cleaning liquid in pulp production. The wood chips (residue) after the alkaline aqueous solution has passed are added with a sulfur accelerator (such as sodium sulfide) as a cooking accelerator according to the pulp production method, followed by heating to raise the temperature to the cooking temperature and pressurizing. Cooking at high temperature and pressure. After cooking, the digested pulp and black liquor are separated and the pulp is washed. Lignin may be further recovered from the black liquor by aggregation or the like, but it is not necessary. The washed pulp may be further delignified by enzyme treatment or alkali treatment as necessary, and then foreign matters such as dust may be removed and bleached using a bleaching agent such as chlorine. Thereby, a pulp can be manufactured.

また、従来の機械パルプの製造方法では、木材等を水とともに機械的な力で磨砕し木材等に含まれるセルロースをほぐしてばらばらにし、パルプ化する。従来の機械パルプ製造法では、リグニンを除去しないのでパルプの収量は木材の90%となるが、残存するリグニンで褐変する。本発明では例えば、機械パルプ製造過程において、木材等を摩砕する工程で水の代わりに上記アルカリ水溶液を用いることで、木材等に含まれるリグニンを当該水溶液中に溶出させ、その溶液のpHを酸性に調整することにより、リグニンを沈殿・回収することができる。リグニン抽出後の木材(残渣)からは、摩砕後、機械パルプの通常の製造手順によりパルプを製造すればよい。これにより、リグニンの製造と併せて、化学パルプと機械パルプの中間の変色しにくいパルプを製造できる。   Moreover, in the conventional method for producing mechanical pulp, wood and the like are ground together with water by mechanical force to loosen the cellulose contained in the wood and the like to make it into a pulp. In the conventional mechanical pulp manufacturing method, lignin is not removed, so the yield of pulp is 90% of wood, but browning occurs with the remaining lignin. In the present invention, for example, in the process of producing mechanical pulp, by using the alkaline aqueous solution instead of water in the step of grinding wood or the like, the lignin contained in the wood or the like is eluted into the aqueous solution, and the pH of the solution is adjusted. By adjusting to acidity, lignin can be precipitated and recovered. From the wood (residue) after lignin extraction, pulp may be produced by grinding and then by a normal production procedure for mechanical pulp. Thereby, it is possible to produce a pulp that is difficult to discolor between chemical pulp and mechanical pulp in combination with the production of lignin.

このように本発明では、パルプ製造の前処理工程において、本発明のリグニン回収方法を用いてリグノセルロース含有材料からリグニンを抽出・回収し、生成したその残渣をパルプ製造に用いることにより、リグニンとパルプを並行して製造することができる。本発明は、このような、パルプの製造過程においてリグニンを製造する方法も提供する。   Thus, in the present invention, in the pretreatment step of pulp production, lignin is extracted and collected from the lignocellulose-containing material using the lignin collection method of the present invention, and the generated residue is used for pulp production. Pulp can be produced in parallel. The present invention also provides a method for producing lignin in the pulp production process.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]至適NaOH濃度の検討
20mL試験管に、1.500gの破砕マツ材、各種濃度0.05M(0.2 重量%)、0.1M(0.4 重量%)、0.25M(1.0 重量%)、0.5M(2.0 重量%)、及び2M(8.0 重量%)の水酸化ナトリウム水溶液(NaOH溶液)15mLを加え、アルミブロックヒーターで100℃で20分間加熱し、デカンテーションで抽出液をマツ材から分離し、ろ紙ろ過を行った。得られたろ液は、氷冷下で6M HClでpH3以下に調整した。対照として、水酸化ナトリウム溶液の代わりに純水を用いて同様のリグニン抽出を行った。
[Example 1] Examination of optimum NaOH concentration
In a 20 mL test tube, 1.500 g of crushed pine, various concentrations of 0.05M (0.2 wt%), 0.1M (0.4 wt%), 0.25M (1.0 wt%), 0.5M (2.0 wt%), and 2M (8.0 (15% by weight) of sodium hydroxide aqueous solution (NaOH solution) was added, and the mixture was heated at 100 ° C. for 20 minutes with an aluminum block heater. The extract was separated from the pine wood by decantation and filtered with filter paper. The obtained filtrate was adjusted to pH 3 or less with 6M HCl under ice cooling. As a control, the same lignin extraction was performed using pure water instead of the sodium hydroxide solution.

生じた灰褐色の沈殿(粗リグニン)を遠心(4000rpm、10分)し、上清を捨て、回収した沈殿を減圧乾燥し、重量を測定した。その結果を図1に示す。   The resulting grey-brown precipitate (crude lignin) was centrifuged (4000 rpm, 10 minutes), the supernatant was discarded, the collected precipitate was dried under reduced pressure, and the weight was measured. The result is shown in FIG.

図1に示されるように、2Mよりも低いNaOH濃度、特に0.05〜0.25 MのNaOH濃度を用いた場合により多くのリグニンを抽出することができた。この結果から、リグニンの抽出には従来のパルプ製造で一般的に用いられているNaOH濃度(2M)よりも10倍以上も低い濃度が至適であることが示された。0.1M以降2Mまでは、NaOH濃度が上昇するにつれてリグニン抽出量は低下した。一方、純水を用いた対照実験では、リグニンの沈殿は得られなかった。   As shown in FIG. 1, more lignin could be extracted using NaOH concentrations lower than 2M, especially 0.05-0.25M NaOH concentrations. From this result, it was shown that a concentration 10 times or more lower than the NaOH concentration (2M) generally used in conventional pulp production is optimal for lignin extraction. From 0.1M to 2M, the amount of lignin extracted decreased as the NaOH concentration increased. On the other hand, no lignin precipitation was obtained in the control experiment using pure water.

[実施例2]至適温度の検討
破砕マツ材 1.700 gを7.6 x 150mmのステンレスカラムに充填し、0.1M NaOH溶液を2mL/分の流速でカラムに送液し、抽出液を採取した。抽出の間、カラムはホットプレートと海砂を用いて30℃、85℃、130℃、150℃、又は180℃の各温度に加熱した。得られた抽出液は室温まで自然冷却させた後、6M HClを用いてpH3に調整したところ、白っぽい沈殿が生じた。この沈殿を遠心分離して集め、デカンテーションで上澄みを捨て、沈殿を乾燥し重量を測定した。その結果を図2に示す。
[Example 2] Examination of optimum temperature 1.700 g of crushed pine wood was packed in a 7.6 x 150 mm stainless steel column, 0.1 M NaOH solution was fed to the column at a flow rate of 2 mL / min, and the extract was collected. During extraction, the column was heated to 30 ° C, 85 ° C, 130 ° C, 150 ° C, or 180 ° C using a hot plate and sea sand. The resulting extract was naturally cooled to room temperature and then adjusted to pH 3 with 6M HCl, resulting in a whitish precipitate. The precipitate was collected by centrifugation, the supernatant was discarded by decantation, the precipitate was dried, and the weight was measured. The result is shown in FIG.

図2に示されるように、85℃付近と150℃〜180℃付近で多量のリグニンが抽出された。85℃付近で抽出されたのが主に水溶性リグニン、150℃〜180℃で抽出されたのが主に水不溶性リグニンである。   As shown in FIG. 2, a large amount of lignin was extracted around 85 ° C. and around 150 ° C. to 180 ° C. Water-soluble lignin was mainly extracted at around 85 ° C, and water-insoluble lignin was mainly extracted at 150 ° C to 180 ° C.

また、85℃付近の抽出濃度の影響をさらに調べるため、さらなる実験を行った。破砕マツ材 2 gを50mLのファルコンチューブに入れ、0.1M NaOH溶液30mLを加え、アルミブロックヒーターを用いて45℃、65℃、85℃、又は105℃に30分間加熱した後、4000rpmで10分間遠心し、デカンテーションで上清を得た。残渣については更に、10mLの純水で洗浄し、4000rpmで10分間遠心して上清を得ることを2回繰り返した。それらの上清を合して氷冷し、6M HClでpH3に調整し、生じた沈殿をリグニン画分として4000rpmで10分間遠心して回収した。沈殿は減圧乾燥後、重量を測定した。その結果を図3に示す。65℃〜105℃付近でリグニン抽出量が多く、特に85℃付近のリグニン抽出量が最も多かった。   Further experiments were conducted to further investigate the influence of the extraction concentration around 85 ° C. Place 2 g of crushed pine wood in a 50 mL Falcon tube, add 30 mL of 0.1M NaOH solution, heat to 45 ° C, 65 ° C, 85 ° C, or 105 ° C for 30 minutes using an aluminum block heater, then 10 minutes at 4000 rpm The supernatant was obtained by centrifugation and decantation. The residue was further washed twice with 10 mL of pure water and centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes to obtain a supernatant twice. The supernatants were combined and ice-cooled, adjusted to pH 3 with 6M HCl, and the resulting precipitate was collected as a lignin fraction by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes. The weight of the precipitate was measured after drying under reduced pressure. The result is shown in FIG. The amount of lignin extracted was large around 65 ° C to 105 ° C, and the amount of lignin extracted around 85 ° C was the largest.

[実施例3]加熱温度及び過酸化水素の影響
破砕マツ材 1.700 gをカラム(7.5 x 150mm)に充填し、そこに0.1M NaOH(0.3% H2O2含有)又は0.1M NaOH(H2O2含まず)を満たし、異なる温度条件(95℃及び125℃)で10分間加熱した。続いて0.1M NaOH溶液を1 mL/分流速で送液し、10 mLずつ8画分を分取した。得られた抽出液は6M HClでpH3に調整し、氷冷後、4000rpmで10分間遠心分離し、沈殿をリグニン画分として回収した。沈殿を減圧乾燥し、重量を測定した。結果を図4に示す。
試験の結果、この温度範囲では加熱温度の違いによる影響はほとんど認められなかった。
[Example 3] Effect of heating temperature and hydrogen peroxide 1.700 g of crushed pine wood was packed in a column (7.5 x 150 mm), and 0.1 M NaOH (containing 0.3% H 2 O 2 ) or 0.1 M NaOH (H 2 O 2 free) and heated at different temperature conditions (95 ° C. and 125 ° C.) for 10 minutes. Subsequently, 0.1 M NaOH solution was fed at a flow rate of 1 mL / min, and 8 fractions were collected in 10 mL portions. The obtained extract was adjusted to pH 3 with 6M HCl, cooled on ice, and then centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes, and the precipitate was recovered as a lignin fraction. The precipitate was dried under reduced pressure and weighed. The results are shown in FIG.
As a result of the test, there was almost no effect due to the difference in heating temperature in this temperature range.

なお、最初の2画分(計20 mL)までに、この方法で抽出されるリグニンの大部分が含まれていた。したがってこのリグニン抽出法では、原料である破砕マツ材(木材チップ)の重量の10倍量の0.1M NaOH溶液で十分な抽出が可能であった。   The first 2 fractions (total 20 mL) contained most of the lignin extracted by this method. Therefore, in this lignin extraction method, sufficient extraction was possible with a 0.1M NaOH solution in an amount 10 times the weight of the crushed pine (wood chips) as the raw material.

過酸化水素(H2O2)を添加した場合、リグニン抽出量が少し減少したものの、なお十分量のリグニンを抽出することが可能であった。 When hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was added, the amount of lignin extracted was slightly reduced, but a sufficient amount of lignin could still be extracted.

[実施例4]プラスチックシートの作製
リグニンとセルロースの混合物を加熱圧縮することにより生分解性プラスチック(リグニンプラスチック)を製造できることが知られている。そこで、上記実施例で抽出されたリグニンを用いて、プラスチックを作製した。
[Example 4] Production of plastic sheet It is known that a biodegradable plastic (lignin plastic) can be produced by heating and compressing a mixture of lignin and cellulose. Therefore, a plastic was produced using the lignin extracted in the above example.

まず、ろ紙をコーヒーミルで破砕して綿状にすることにより調製したセルロース1gと、実施例1〜3で110℃以下の温度条件で得られた乾燥リグニン画分200mgを乳鉢で混合した。また同じセルロース1gと、実施例2〜3で110℃超の温度条件で得られた乾燥リグニン画分300mgを乳鉢で混合した。   First, 1 g of cellulose prepared by crushing filter paper with a coffee mill to form cotton and 200 mg of the dried lignin fraction obtained in Examples 1 to 3 under a temperature condition of 110 ° C. or less were mixed in a mortar. In addition, 1 g of the same cellulose and 300 mg of the dried lignin fraction obtained under the temperature conditions of more than 110 ° C. in Examples 2 to 3 were mixed in a mortar.

そこに蒸留水5mLを加えて出来るだけ均一になるように粘土状になるまで練り、団子状に丸めてテフロンシートに挟み、アルミブロックヒーターで110℃まで加熱してから、軽自動車用ジャッキで10分間加圧することにより、加熱圧縮を行った。   Add 5 mL of distilled water and knead until it becomes as clay as possible, roll it into dumplings, sandwich it in a Teflon sheet, heat it to 110 ° C with an aluminum block heater, and then use a jack for a light vehicle to 10 Heat compression was performed by pressurizing for a minute.

110℃超の温度条件下で抽出したリグニン画分は黒褐色であり、セルロースと混ぜると褐色の混合物となった。110℃以下で抽出したリグニン画分は淡黄色であり、加熱圧縮すると、圧搾リグニンの重なり合った部分は茶色になったが生地の大部分は白色であった。110℃以下で抽出されたリグニンは主に水溶性であるため水に溶けて比較的均一にセルロースと混合されたのに対し、110℃超で抽出されたリグニンは主に不溶性であり粒子が固まって分散したためリグニン粒子が比較的濃く着色されて褐色を呈したと考えられる。いずれのリグニン画分も硬いシートを形成することができた。   The lignin fraction extracted under a temperature condition higher than 110 ° C. was blackish brown, and when mixed with cellulose, a brownish mixture was formed. The lignin fraction extracted at 110 ° C. or lower was light yellow. When heated and compressed, the overlapped portion of the pressed lignin turned brown, but most of the dough was white. Lignin extracted below 110 ° C is mainly water-soluble, so it dissolved in water and mixed with cellulose relatively uniformly, whereas lignin extracted above 110 ° C was mainly insoluble and particles were solidified. It is considered that the lignin particles were relatively darkly colored and browned. Any lignin fraction could form a hard sheet.

また、ろ紙をコーヒーミルで粉砕して綿状にすることにより調製したセルロース2.5gと、実施例1において破砕マツ材より0.1 M NaOH溶液(希アルカリ溶液)で抽出したリグニン画分の乾燥物1.0gを加え、コーヒーミルで攪拌し、ほぼ均一に混ぜた後、100mL ビーカーに移した。水20mLを加えて練り、団子状に丸めてテフロンシートに挟みアルミブロックヒーターを用いて120℃まで加熱してから、軽自動車用ジャッキで加圧した。加熱を止めてそのまま放置し、10分後、アルミブロックヒーターの温度が90℃まで冷えたところで加圧を解除してシートを取り出した。シートはリグニンの融点(90℃付近)以下の温度で硬いプラスチック状になった。   In addition, 2.5 g of cellulose prepared by crushing filter paper with a coffee mill to form cotton, and a dried product of a lignin fraction extracted from the crushed pine wood in Example 1 with a 0.1 M NaOH solution (dilute alkaline solution) 1.0 g was added, stirred in a coffee mill, mixed almost uniformly, and then transferred to a 100 mL beaker. 20 mL of water was added and kneaded, rolled into a dumpling, sandwiched between Teflon sheets, heated to 120 ° C. using an aluminum block heater, and then pressurized with a jack for a light vehicle. The heating was stopped and the product was left as it was, and after 10 minutes, when the temperature of the aluminum block heater had cooled to 90 ° C, the pressure was released and the sheet was taken out. The sheet became a hard plastic at a temperature below the melting point of lignin (near 90 ° C).

このように、得られたリグニン画分を用いて、硬いバイオプラスチックシートを作製することができ、リグニン特有の性質が確認された。   Thus, a hard bioplastic sheet could be produced using the obtained lignin fraction, and the properties specific to lignin were confirmed.

[実施例5]各種希アルカリ溶液によるリグニン抽出
0.1M NaOH溶液の他、希アルカリ溶液0.1M KOH又は0.1M Na2CO3溶液を用いてリグニン抽出を行った。破砕マツ材1.700 gを50mLファルコンチューブに採り、希アルカリ溶液(0.1M NaOH、0.1M KOH、又は0.1M Na2CO3溶液)を20mL加え、超音波洗浄機を用いて60分間超音波処理し、4000rpmで10分間遠心し、デカンテーションにより抽出液を得た。抽出液をpH3に調整し、リグニンを沈殿させて回収した。減圧乾固してその重量を測定した。その結果を図5に示す。
[Example 5] Lignin extraction with various dilute alkaline solutions
In addition to the 0.1 M NaOH solution, lignin extraction was performed using a dilute alkaline solution 0.1 M KOH or 0.1 M Na 2 CO 3 solution. Take 1.700 g of crushed pine wood in a 50 mL falcon tube, add 20 mL of diluted alkaline solution (0.1 M NaOH, 0.1 M KOH, or 0.1 M Na 2 CO 3 solution), and sonicate for 60 minutes using an ultrasonic cleaner. The mixture was centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes, and an extract was obtained by decantation. The extract was adjusted to pH 3 and lignin was precipitated and collected. After drying under reduced pressure, the weight was measured. The result is shown in FIG.

0.1M NaOH溶液を用いた場合が最も効率よくリグニンを抽出することができた。しかし0.1M KOH溶液や0.1M Na2CO3溶液を用いた場合にもリグニンは効率よく抽出された。 When 0.1M NaOH solution was used, lignin could be extracted most efficiently. However, lignin was also extracted efficiently when 0.1M KOH solution or 0.1M Na 2 CO 3 solution was used.

[実施例6]稲ワラからのリグニン抽出
敷きワラを金鎚でたたき柔らかくしてから10 mm長さに切断した後、その2 gを試料として0.1M NaOH溶液20mLを加え、10分間沸騰浴中でリグニンを抽出した。
その結果、リグニン50 mgが得られた。本発明の方法によれば、稲ワラからもリグニンを効率よく抽出することができることが示された。
[Example 6] Extraction of lignin from rice straw After litter was softened with a hammer and cut into 10 mm length, 20 g of 0.1 M NaOH solution was added using 2 g of the sample as a sample, and the mixture was kept in a boiling bath for 10 minutes. Extracted lignin.
As a result, 50 mg of lignin was obtained. According to the method of the present invention, it was shown that lignin can be efficiently extracted from rice straw.

[実施例7]非加熱条件でのリグニン抽出
粉砕マツ材1.700 gを50mLファルコンチューブに採り、抽出溶媒20mLを加え、加熱せずに60分間超音波処理を行い、得られた抽出液をpH3に調整してリグニン沈殿させ、回収した。抽出溶媒としては、1: H2O、2: 0.1M NaOH溶液、3: 0.1M NaOH+0.1% H2O2、4: 0.1M NaOH+0.3%H2O2、5: 0.1M NaOH+0.5% H2O2、又は6: 0.1M NaOH+1.0%H2O2を用いた。結果を図6に示す。
[Example 7] Extraction of lignin under non-heated conditions 1.700 g of pulverized pine wood was put into a 50 mL falcon tube, 20 mL of extraction solvent was added, and sonication was performed for 60 minutes without heating, and the resulting extract was adjusted to pH 3. Prepared and lignin precipitated and collected. As extraction solvents, 1: H 2 O, 2: 0.1M NaOH solution, 3: 0.1M NaOH + 0.1% H 2 O 2 , 4: 0.1M NaOH + 0.3% H 2 O 2 , 5: 0.1M NaOH + 0.5% H 2 O 2 or 6: 0.1 M NaOH + 1.0% H 2 O 2 was used. The results are shown in FIG.

図6に示す結果から、本発明の方法において、超音波処理を行った場合、リグニンを抽出するのに必ずしも加熱は必要がないことが示された。抽出溶媒としてH2Oを用いた場合には全くリグニンは回収されなかった。0.1M NaOH溶液を用いることによりリグニンが効率よく抽出された。H2O2を添加することによりリグニンの収量が少し減少しているが、これは抽出されたリグニンがH2O2処理により低分子化しているためと考えられる。一方、H2O2の添加により、リグニン及び残渣(パルプ)の褐変を防止することができた。 The results shown in FIG. 6 indicate that heating is not necessarily required to extract lignin when sonication is performed in the method of the present invention. When H 2 O was used as the extraction solvent, no lignin was recovered. Lignin was efficiently extracted by using 0.1M NaOH solution. The addition of H 2 O 2 slightly reduced the yield of lignin, which is probably because the extracted lignin was reduced in molecular weight by H 2 O 2 treatment. On the other hand, browning of lignin and residue (pulp) could be prevented by adding H 2 O 2 .

[実施例8]非加熱条件下での振とうによるリグニン抽出
実施例7では非加熱条件下で超音波処理を60分行ったが、この超音波処理をより穏やかな条件に変更できるかどうか検討した。
[Example 8] Extraction of lignin by shaking under non-heated condition In Example 7, sonication was performed for 60 minutes under non-heated conditions, but it was examined whether this sonication could be changed to a milder condition. did.

破砕マツ材1.700 gを50mLファルコンチューブに採り、抽出溶媒として0.1M NaOH溶液 20mLを加え、加熱せずに、60分間超音波処理、5分間超音波処理、又は5分間手で振とうを行い、得られた抽出液をpH3に調整してリグニン沈殿させ、回収した。結果を図7に示す。   Take 1.700 g of crushed pinewood in a 50 mL falcon tube, add 20 mL of 0.1 M NaOH solution as an extraction solvent, and heat for 60 minutes, sonicate for 5 minutes, or shake for 5 minutes without heating. The obtained extract was adjusted to pH 3 for lignin precipitation and collected. The results are shown in FIG.

図7に示されるとおり、60分間の超音波処理を行った場合と比べて、5分間の超音波処理でもほぼ同量のリグニンが抽出された。また、5分間の振とうでも、超音波処理と遜色ない程度のリグニン抽出が認められた。   As shown in FIG. 7, almost the same amount of lignin was extracted by the ultrasonic treatment for 5 minutes as compared with the case of ultrasonic treatment for 60 minutes. Moreover, even when shaken for 5 minutes, lignin extraction comparable to ultrasonic treatment was observed.

[実施例9]リグニン抽出に対する過酸化水素の影響
破砕マツ材2.000 gを50mLファルコンチューブに採り、30mLの0.1M NaOH溶液を加えて懸濁し、次に各種濃度の過酸化水素水(0.0、0.1、0.5、1.0、3.0%)を加えて均一になるまで混合し、95℃で30分間加熱後、4000rpmで5分間遠心分離し、上清を採取した。残渣に20mLの純水を加えて懸濁し、4000rpmで5分間遠心分離し、上清を採取する工程を2回繰り返した。得られた上清は氷冷し、6M HClでpH3に調整してリグニンを析出させた。この反応液をさらに4000rpmで10分間遠心分離し、リグニンを沈殿させて上清を捨て、減圧乾固し、重量測定した。結果を表1に示す。色調の判定は目視で行った。
[Example 9] Effect of hydrogen peroxide on lignin extraction 2.000 g of crushed pine wood is taken into a 50 mL falcon tube, suspended by adding 30 mL of 0.1 M NaOH solution, and then various concentrations of hydrogen peroxide (0.0, 0.1 , 0.5, 1.0, 3.0%) and mixed until uniform, heated at 95 ° C. for 30 minutes, centrifuged at 4000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was collected. The residue was suspended by adding 20 mL of pure water, centrifuged at 4000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was collected twice. The obtained supernatant was ice-cooled and adjusted to pH 3 with 6M HCl to precipitate lignin. This reaction solution was further centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes to precipitate lignin, and the supernatant was discarded, dried under reduced pressure, and weighed. The results are shown in Table 1. The judgment of the color tone was made visually.

Figure 2014208803
Figure 2014208803

回収されたリグニンの色は褐色から淡褐色へとH2O2濃度依存的に脱色された。また破砕マツ材の残渣の色も褐色からほぼ白色へとH2O2濃度依存的に変化した。リグニンの回収量はH2O2を添加することで多少の減少が認められるが、H2O2濃度1%までは十分なリグニン抽出量を得ることができた。パルプ製造の一工程でリグニン抽出を行う場合などには、H2O2を添加することでリグニンの色を一工程で脱色することができ、かつ残渣のパルプも白色のものが得られるので、1%程度までのH2O2の添加は特に有用である。 The color of the recovered lignin was decolorized from brown to light brown depending on the H 2 O 2 concentration. The color of the residue of the crushed pine wood also changed from brown to almost white depending on the H 2 O 2 concentration. The amount of lignin recovered decreased slightly with the addition of H 2 O 2 , but a sufficient amount of lignin extract could be obtained up to an H 2 O 2 concentration of 1%. When performing lignin extraction in one step of pulp production, the color of lignin can be decolored in one step by adding H 2 O 2 , and the residual pulp is also obtained in white, The addition of H 2 O 2 up to about 1% is particularly useful.

[実施例10]機械パルプからのリグニン抽出
機械パルプ(実験室用キムタオル)をコーヒーミルで毛羽立たせて試料とし、1.000 gをファルコンチューブに入れた。抽出溶媒として水(H2O)、0.1M NaOH溶液、又は0.1M NaOH+0.3%H2O2液を20mL加えて、室温で超音波処理を60分間行い、リグニンを抽出した。
[Example 10] Extraction of lignin from mechanical pulp Mechanical pulp (laboratory Kim towel) was fluffed with a coffee mill to prepare a sample, and 1.000 g was put in a falcon tube. 20 mL of water (H 2 O), 0.1M NaOH solution, or 0.1M NaOH + 0.3% H 2 O 2 solution was added as an extraction solvent, and sonication was performed at room temperature for 60 minutes to extract lignin.

その結果、図8に示すとおり、機械パルプ(キムタオル)からもリグニンを抽出することができた。なお、0.1M NaOH溶液に0.3%の過酸化水素(H2O2)を加えることで、リグニンの抽出効率が増加した。これは過酸化水素により不溶性リグニンが切断されたためと考えられる。また過酸化水素を添加して抽出すると、原料の試料よりも脱色された残渣となった。水ではリグニンは抽出されなかった。 As a result, as shown in FIG. 8, lignin could also be extracted from mechanical pulp (Kim towel). In addition, the extraction efficiency of lignin increased by adding 0.3% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to 0.1 M NaOH solution. This is probably because insoluble lignin was cleaved by hydrogen peroxide. Moreover, when hydrogen peroxide was added and extracted, a residue was decolored more than the raw material sample. Lignin was not extracted with water.

[実施例11]
ナンヨウアブラギリ(双子葉植物)の種実の殻から、各種濃度のアルカリ溶液を用いてリグニンの抽出を試みた。具体的には、ナンヨウアブラギリ種子殻をコーヒーミルで粉砕して試料とし、その粉末1.00 gをテフロン容器100mLに入れ、抽出溶媒10mLを加えた。抽出溶媒としては、水、0.05M NaOH溶液、0.1M NaOH溶液、0.5M NaOH溶液、又は1.0M NaOH溶液を用いた。次いで、電子レンジでマイクロ波を20秒間照射した後、得られた抽出液5 mLにHClを添加してpH3に調整した。4000rpmで10分間遠心し、上清を捨て、沈殿を減圧乾固して重量を測定した。
[Example 11]
Extraction of lignin was carried out from the seed husks of african oil (dicotyledonous plants) using various alkaline solutions. More specifically, the seed husk of nanyo aburagiri was ground with a coffee mill to prepare a sample, and 1.00 g of the powder was placed in 100 mL of a Teflon container, and 10 mL of extraction solvent was added. As the extraction solvent, water, 0.05M NaOH solution, 0.1M NaOH solution, 0.5M NaOH solution, or 1.0M NaOH solution was used. Next, after microwave irradiation for 20 seconds in a microwave oven, HCl was added to 5 mL of the obtained extract to adjust to pH3. The mixture was centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes, the supernatant was discarded, the precipitate was dried under reduced pressure, and the weight was measured.

その結果、図9に示すように、ナンヨウアブラギリ種子殻を試料とする場合も、抽出溶媒であるアルカリ溶液の濃度はおよそ0.1Mが至適であった。pH3で沈殿が得られたことから、この沈殿もリグニンであることが示された。   As a result, as shown in FIG. 9, the concentration of the alkaline solution serving as the extraction solvent was optimally about 0.1M even when using the seeds of the brown seeds of the seeds. A precipitate was obtained at pH 3, indicating that this precipitate was also lignin.

[実施例12]
異なる抽出条件下でのリグニンの連続的抽出、及びリグニン回収後の抽出溶媒の再利用を試みた。2.5gの木粉を100mLの加圧容器に入れ、50mLの0.1M NaOH溶液を加えた。容器を密封し100℃で30分間加熱して抽出を行い、抽出液をろ過し、ろ液を回収した。残渣は再び加圧容器に入れ、3M NaOH溶液を50mL加えて150℃で30分間加熱して抽出を行い、ろ過し、ろ液を回収した。それぞれのろ液について595nmの吸光度を測定した後、pH3以下に調整し、リグニンを沈殿させ、回収した。
[Example 12]
Attempts were made to continuously extract lignin under different extraction conditions and to reuse the extraction solvent after lignin recovery. 2.5 g of wood flour was placed in a 100 mL pressure vessel and 50 mL of 0.1 M NaOH solution was added. The vessel was sealed and extracted by heating at 100 ° C. for 30 minutes, the extract was filtered, and the filtrate was collected. The residue was put in a pressure vessel again, 50 mL of 3M NaOH solution was added, extraction was performed by heating at 150 ° C. for 30 minutes, filtration, and the filtrate was recovered. After measuring the absorbance at 595 nm for each filtrate, the pH was adjusted to 3 or lower to precipitate and recover lignin.

さらに、0.1M NaOH溶液を用いた抽出液からリグニンを沈殿・回収した後の廃液を用いて0.1M NaOH溶液及び3M NaOH溶液を調製した(それぞれ、回収0.1M NaOH溶液、回収3M NaOH溶液と称する)。これを0.1M NaOH溶液又は3M NaOH溶液の代わりに利用(再利用)して上記と同様のリグニン抽出試験を行った。比較のため、抽出溶媒として0.1M NaOH溶液を用いた100℃での抽出のみ、抽出溶媒として3M NaOH溶液を用いた150℃での抽出のみ、回収0.1M NaOH溶液を用いた150℃での抽出のみを行う実験も行った。
結果を表2、並びに図10及び図11に示す。
Furthermore, 0.1M NaOH solution and 3M NaOH solution were prepared using the waste liquid after precipitation and recovery of lignin from the extract using 0.1M NaOH solution (referred to as recovered 0.1M NaOH solution and recovered 3M NaOH solution, respectively) ). This was used (reused) instead of 0.1M NaOH solution or 3M NaOH solution, and the same lignin extraction test was performed. For comparison, only extraction at 100 ° C using 0.1M NaOH solution as extraction solvent, only extraction at 150 ° C using 3M NaOH solution as extraction solvent, extraction at 150 ° C using recovered 0.1M NaOH solution An experiment was also conducted.
The results are shown in Table 2 and FIGS.

Figure 2014208803
Figure 2014208803

表2並びに図10及び11に示すように、0.1M NaOH溶液による100℃で抽出後の残渣をさらに3M NaOH溶液で150℃で抽出した場合も、ろ液に十分量のリグニンが抽出された。また、0.1M NaOH溶液、100℃で抽出した後の残渣をさらに3M NaOH溶液、150℃で抽出することにより、3M NaOH溶液、150℃での抽出のみを行った場合と比較して、ろ液の着色が顕著に少なくなった(595nmでの吸光度の低下)。このような連続的抽出を行うことにより、より高濃度のアルカリ溶液を用いてより高温で抽出されるリグニンの着色を抑制できることが示された。   As shown in Table 2 and FIGS. 10 and 11, when the residue after extraction at 100 ° C. with 0.1M NaOH solution was further extracted at 150 ° C. with 3M NaOH solution, a sufficient amount of lignin was extracted into the filtrate. In addition, the residue after extraction with 0.1M NaOH solution at 100 ° C is further extracted with 3M NaOH solution at 150 ° C, and compared with the case where only extraction with 3M NaOH solution at 150 ° C is performed. Was significantly less colored (decrease in absorbance at 595 nm). By performing such continuous extraction, it was shown that coloring of lignin extracted at a higher temperature using a higher concentration alkaline solution can be suppressed.

さらに、0.1M NaOHでの抽出液からリグニンを回収した後の廃液を用いて調製した0.1M及び3M NaOH溶液を抽出に利用しても、リグニン抽出に影響を与えないことが示された(表2)。したがってリグニン回収後の抽出溶媒を再利用できることも示された。   Furthermore, it was shown that 0.1M and 3M NaOH solutions prepared using waste liquid after recovering lignin from the extract with 0.1M NaOH did not affect the lignin extraction even when used for extraction (Table 2). Therefore, it was shown that the extraction solvent after lignin recovery can be reused.

従来のパルプ製造において副生するリグニンは、蒸解試薬によって大きさも骨格も変性してしまうためパルプ黒液から精製されることはなく、パルプ製造工程中で焼却されて熱エネルギーに利用されるだけで、リグニンとしては利用されていない。しかしその燃料効率は重油の1/3と低く、有効な利用法ではない。リグニンはリグニンとして利用するのが資源の有効利用になる。本発明に係る方法を用いれば、現在のパルプ製造過程の中でリグニンを効率的に製造することができる。現在パルプ製造分野で年間700万トンのリグニンが生成していることから、本発明に係る方法により、好ましい実施形態では、理論的にはその20%に当たる年間100万トン以上の未変性の水溶性リグニンが得られる。水溶性リグニンは資源として低分子化や各種反応に供する上で扱いやすい点でも有用である。   Lignin produced as a by-product in conventional pulp manufacturing is not purified from pulp black liquor because its size and skeleton are denatured by the cooking reagent, and it is simply incinerated in the pulp manufacturing process and used for heat energy. It is not used as lignin. However, its fuel efficiency is as low as 1/3 that of heavy oil, which is not an effective usage. Use of lignin as lignin is an effective use of resources. By using the method according to the present invention, lignin can be efficiently produced in the current pulp production process. Currently, 7 million tonnes of lignin are produced annually in the pulp production field, so that the method according to the present invention, in a preferred embodiment, is theoretically more than 1 million tonnes of unmodified water Lignin is obtained. Water-soluble lignin is also useful because it is easy to handle when it is used as a resource for reducing the molecular weight or for various reactions.

Claims (8)

リグノセルロース含有材料を、硫黄化合物を含有しない濃度0.25M以下のアルカリ水溶液と接触させ、得られる抽出液中のリグニンを酸性条件下で沈殿させることを含む、リグニンの回収方法。   A method for recovering lignin, comprising bringing a lignocellulose-containing material into contact with an alkaline aqueous solution containing no sulfur compound and having a concentration of 0.25 M or less, and precipitating lignin in the resulting extract under acidic conditions. 前記アルカリ水溶液が濃度0.05〜0.15Mである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the aqueous alkaline solution has a concentration of 0.05 to 0.15M. リグノセルロース含有材料を、前記アルカリ水溶液と110℃以下の温度で接触させる、請求項1又は2に記載の方法。   The method of Claim 1 or 2 which makes a lignocellulose containing material contact the said alkaline aqueous solution at the temperature of 110 degrees C or less. 前記アルカリ水溶液が過酸化水素を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the aqueous alkaline solution contains hydrogen peroxide. 前記アルカリ水溶液が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1つの水溶液である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the aqueous alkaline solution is at least one aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate. リグノセルロース含有材料を、振動を加えながら前記アルカリ水溶液と接触させる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the lignocellulose-containing material is brought into contact with the aqueous alkaline solution while applying vibration. 前記抽出液からリグニンを回収した後の溶液を、前記アルカリ水溶液として再利用し、リグノセルロース含有材料と接触させることを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。   The method of any one of Claims 1-6 including reusing the solution after collect | recovering lignin from the said extract as said alkaline aqueous solution, and making it contact with a lignocellulose containing material. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法によりリグノセルロース含有材料からリグニンを回収し、その残渣をパルプ製造に用いることを含む、パルプ製造過程においてリグニンを製造する方法。   The method of manufacturing a lignin in a pulp manufacturing process including collect | recovering lignin from a lignocellulose containing material by the method of any one of Claims 1-7, and using the residue for pulp manufacture.
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