JP2018524279A - 粗製リグニンを洗浄する方法及び装置、可溶性炭水化物含有画分、固体画分及びそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
この実施例では、可溶性炭水化物含有画分を図2のプロセスに従って製造する。
この実施例では、液体及び固体画分を製造する。
この実施例では、リグノセルロース材料のセルロースの大部分を可溶性の形態に加水分解することによって、粗製リグニンの2つの試料を調製した。前処理された木質系リグノセルロース材料のセルロースを酵素によって加水分解して、粗製リグニン試料1を形成した。前処理された木質系リグノセルロース材料のセルロースを加水分解して、粗製リグニン試料2を形成した。2種類の粗製リグニン試料の粗製リグニンケーク(11)中の固体粒子の粒径を、光学測定MetsoFS5及びPIDSを含むレーザー回折法CoulterLS230によって測定する。さらに、試料の化学組成を測定する。粗製リグニン試料を粒径測定のために水に分散させた。結果を表3に示す。
この実施例では、粗製リグニンスラリーをフィルタプレスにポンプ輸送した。フィルタプレスは、3つの濾過チャンバの全濾過面積が0.81m2であり、排水は各チャンバの両側である。ポンプ圧は最大5.6バールであり、ポンプ輸送時間30秒で最終圧の約80%に達するように圧力レベルを徐々に増加させた。流出濾過物を収集し、計量し、結果を表4に示す。ポンプ輸送時間は、フィルタからの濾過物の流れが5%以下の限界レベルに減速した時間である。この場合、ポンプ輸送時間は7分間であった。
この実施例では、粗製リグニンスラリーをフィルタプレスにポンプ輸送した。形成されたケークの水流抵抗は高く、したがってポンプ輸送時間が長かった。ポンプ圧をポンプ輸送時間の最後に最大になるように設定し、圧力レベルを以下の式に基づいて徐々に増加させた:ポンプ圧=3.4e0.0338*x、式中、xはポンプ輸送時間である(図4)。最初の低いポンプ圧によって、粗製リグニン懸濁液の粒子が濾過チャンバに均等に沈降し、それによって均質な濾過ケーク構造が可能になり、したがって10%のポンプ輸送時間でポンプ圧が80%以上である場合に比べて、ケークを通る液体の流れを増加させることができる。
この実施例では、粗製リグニンスラリーをフィルタプレスにポンプ輸送した。形成されたケークの水流抵抗は高く、したがってポンプ輸送時間が長かった。ポンプ圧をポンプ輸送時間の最後に最大になるように設定し、圧力レベルを以下の式に基づいて直線的に増加させた:ポンプ圧%=ポンプ輸送時間%(図5)。最初の低いポンプ圧によって、粗製リグニン懸濁液の粒子が濾過チャンバに均等に沈降し、それによって均質な濾過ケーク構造が可能になり、したがって10%のポンプ輸送時間でポンプ圧が80%以上である場合に比べて、ケークを通る液体の流れを増加させることができる。
この実施例では、液体及び固体画分を製造する。
Claims (24)
- 植物系原料(1)から形成される粗製リグニンスラリー(5)を洗浄する方法であって、
前記粗製リグニンスラリーがプリプレスされ、洗浄され、プレスされるように、少なくとも1つの固液分離段階(6)において可溶性炭水化物含有画分(10)を前記粗製リグニンスラリー(5)から置換洗浄によって分離するステップ、並びに
固体画分(11)及び前記可溶性炭水化物含有画分(10)を回収するステップ
を含む、方法。 - 前記粗製リグニンスラリー(5)がセルロース加水分解(4)によって加工されている、請求項1に記載の方法。
- 前記粗製リグニンスラリー(5)が酵素処理、酸処理又は別の適切な処理によって加工されている、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記可溶性炭水化物含有画分(10)が前記粗製リグニンスラリー(5)から濾過、遠心処理又はそれらの組合せによって分離される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固液分離段階(6)が濾過を含み、前記濾過が加圧、減圧又は過大加圧によって実施される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗製リグニンスラリー(5)の前記置換洗浄が少量洗浄水を用いて実施され、前記洗浄水と固体の比が前記洗浄において0.5:1〜6:1(w/w)、好ましくは0.5:1〜5:1(w/w)、より好ましくは0.5:1〜4:1(w/w)、最も好ましくは0.5:1〜3:1(w/w)である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固液分離段階(6)へのポンプ輸送において、圧力が段階的又は徐々に増加される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プリプレスが4〜10バール、4.5〜9バール、又は5〜8バールの圧力の存在下で実施される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プリプレスの圧力が搬送における圧力と同等以上である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プリプレスの圧力が前記洗浄中に維持される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プレスの圧力が前記プリプレスの圧力と同等以上である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可溶性炭水化物含有画分の全可溶性濃縮物が20〜280g/lである、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固体画分の乾物含量が30〜60重量%、好ましくは40〜60重量%、より好ましくは45〜55重量%である、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固液分離段階(6)が、1回より多い分離ステップを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記植物系原料(1)が木質系材料又は木質系材料を含む混合物である、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 植物系原料(1)から形成される粗製リグニンスラリー(5)を洗浄する装置であって、
可溶性炭水化物含有画分(10)が前記粗製リグニンスラリー(5)から置換洗浄によって分離され、前記粗製リグニンスラリーがプリプレスされ、洗浄され、プレスされる、少なくとも1台の固液分離装置(6)、
前記粗製リグニンスラリー(5)を前記分離装置(6)に搬送する少なくとも1台の搬送装置、並びに
固体画分(11)及び前記可溶性炭水化物含有画分(10)を前記分離装置(6)から供給する手段
を備える、装置。 - 前記分離装置(6)が、濾過装置、遠心装置及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項16に記載の装置。
- 前記分離装置(6)が、加圧濾過装置、減圧濾過装置、過小加圧に基づく濾過装置、過大加圧に基づく濾過装置、フィルタプレス、他の適切なプレス、遠心装置及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項16又は17に記載の装置。
- 植物系原料(1)から形成される粗製リグニンスラリー(5)を洗浄する装置であって、可溶性炭水化物含有画分(10)が前記粗製リグニンスラリー(5)から濾過及び洗浄によって分離される少なくとも1台のベルト濾過装置、前記粗製リグニンスラリー(5)を前記ベルト濾過装置に搬送する少なくとも1台の搬送装置、並びに固体画分(11)及び前記可溶性炭水化物含有画分(10)を前記ベルト濾過装置から供給する手段を備える、装置。
- 植物系原料(1)から形成される粗製リグニンスラリー(5)を洗浄する装置であって、可溶性炭水化物含有画分(10)が前記粗製リグニンスラリー(5)から少なくとも2つのプレスステップによって分離され、前記粗製リグニンスラリーが2つのプレスステップの間で希釈される少なくとも1台の固液分離装置、前記粗製リグニンスラリー(5)を前記分離装置に搬送する少なくとも1台の搬送装置、並びに固体画分(11)及び前記可溶性炭水化物含有画分(10)を前記分離装置から供給する手段を備える、装置。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる可溶性炭水化物含有画分。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる固体画分。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる可溶性炭水化物含有画分の使用であって、前記可溶性炭水化物含有画分が、発酵、加水分解、触媒プロセス、重合プロセス、酵素プロセス、結合剤の製造、飼料の製造、食品の製造、又はそれらの組合せにおける原材料として使用される、使用。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる固体画分の使用であって、前記固体画分が、加水分解、重合プロセス、複合材料の製造、結合剤の製造、飼料の製造、食品の製造、燃焼プロセス、又はそれらの組合せにおいて原材料として使用される、使用。
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