JPS6033400B2 - Lignin separation method - Google Patents

Lignin separation method

Info

Publication number
JPS6033400B2
JPS6033400B2 JP53083886A JP8388678A JPS6033400B2 JP S6033400 B2 JPS6033400 B2 JP S6033400B2 JP 53083886 A JP53083886 A JP 53083886A JP 8388678 A JP8388678 A JP 8388678A JP S6033400 B2 JPS6033400 B2 JP S6033400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lignocellulosic material
lignin
pressure vessel
pressure
extrusion die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53083886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5419999A (en
Inventor
エドワ−ド・エイ・デロング
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KANADEIAN PATENTSU ANDO DEV Ltd
Original Assignee
KANADEIAN PATENTSU ANDO DEV Ltd
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 KANADEIAN PATENTSU ANDO DEV Ltd filed Critical KANADEIAN PATENTSU ANDO DEV Ltd
Publication of JPS5419999A publication Critical patent/JPS5419999A/en
Publication of JPS6033400B2 publication Critical patent/JPS6033400B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/20Pulping cellulose-containing materials with organic solvents or in solvent environment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/32Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from hydrolysates of wood or straw
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002Xylose

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリグノセルロース性材料中のセルロ−ス及びへ
ミセルロースからリグニンを分離可能に変える方法及び
このように製造された生成物に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for separably converting lignin from cellulose and hemicellulose in lignocellulosic materials and to products thus produced.

本明細書において、リグノセルロース性材料中のへミセ
ルロース及びセルロースからリグニンを分離可能に変え
ることはこのリグニンが例えば有機溶媒抽出によってへ
ミセルロース及びセルロースから分離されることができ
ることを意味する。
As used herein, separably converting lignin from hemicellulose and cellulose in a lignocellulosic material means that this lignin can be separated from hemicellulose and cellulose, for example by organic solvent extraction.

アール・ダブリユ・ヘス(R.W.Hess)、エー・
エム・トムゼソ(AM.Thomsen)、エフ.ポー
ター(F.Porにて)及びジェイ・ダブリュ・アンダ
ーソン(J.W.Amderson)、1963王10
月19日付の米国特許第3212932号“Selec
tiveHgdrol侭isofLignocellu
lose Nねterialゞ’では、リグノセルロー
ス性材料から別々の画分に五炭糖と六炭糖を製造し、こ
のため各々が原料フィードの調合品に所望の通り適用で
き又は各々は五炭糖と六炭糖が適用可能である種々の他
の商業的用途に別々に適用できる。二段階加水分解法が
記載される。へス等の選択的加水分解法に使用できるこ
のリグノセルロース性材料は栽培植物法から由来しかつ
種々の工業の廃棄副生物として容易に入手し得る種類の
リグノセル。ース性材料を含む。かくしてこれらはオー
ト麦外皮、トウモロコシ茎及びバガス(舷gasse)
を含む。しかしながら、特に、これらは種々の木の木材
を含む。リグノセル。ース性材料はこのへス等の方法で
その使用前に特別の処理を必要としないが、これが既に
微細な状態で存在していない場合にはこの状態は縮小さ
れねばならない。かくして木材は有益にはおがくず、木
削片、薄いチップフレーク等の形で使用される。へス等
の方法の第一段階加水分解では、リグノセルロース性材
料はリグノセルロースのへミセルロース成分を選択的に
加水分解し、所望生成物として五炭糖を形成するような
性質の第一の水性液体と共に、かっこのような条件下で
加熱される。予め混合したりグノセルロースと水性液体
を適当な圧力容器に導入する。これは装入物を予定した
圧力で予定の温度に加熱するための装置を備えた連続式
又はバッチ式圧力反応器の何れでもよい。前記のように
、これは直接蒸気注入によって行なわれる。反応器内で
は、袋入物上の圧力を10一700psL好ましくは2
50一60駁siの数値にできるだけ迅速に増加し、温
度は飽和蒸気に対応するレベルまで同時に増加される。
R.W. Hess, A.
AM. Thomsen, F. Porter (at F. Por) and J. W. Anderson, 1963 King 10
U.S. Patent No. 3,212,932 “Selec” dated May 19
tiveHgdrol侭isofLignocellu
In the lignocellulosic material, the pentose and hexose are produced in separate fractions so that each can be applied as desired to the raw material feed formulation or each can be added to the pentose and hexoses can be applied separately to various other commercial applications to which they are applicable. A two-step hydrolysis method is described. This lignocellulosic material that can be used in selective hydrolysis processes such as Hess et al. is derived from cultivated plant methods and is a type of lignocell that is readily available as a waste by-product of various industries. Contains earth-based materials. These are thus oat hulls, corn stalks and bagasse.
including. However, in particular these include wood from various trees. Lignocell. The carbonaceous material does not require special treatment before its use in this Hess et al. method, but if it is not already present in a finely divided state, this state must be reduced. Thus wood is advantageously used in the form of sawdust, wood shavings, thin chip flakes, etc. In the first-stage hydrolysis of the Hess et al. method, the lignocellulosic material selectively hydrolyzes the hemicellulose component of the lignocellulose and forms a pentose as the desired product. It is heated under parenteral conditions with an aqueous liquid. Premix or introduce the gnocellulose and aqueous liquid into a suitable pressure vessel. This can be either a continuous or batch pressure reactor equipped with a device for heating the charge at a predetermined pressure to a predetermined temperature. As mentioned above, this is done by direct steam injection. In the reactor, the pressure above the bag is 10 - 700 psL, preferably 2
The temperature is increased as quickly as possible to a value of 50-60 psi, and the temperature is simultaneously increased to a level corresponding to saturated steam.

これらの条件はリグノセルロースのへミセルロース成分
を五炭糖に実質上かつ選択的に変換するのに十分に、比
較的短時間の間保たれる。平均の場合でこれは単に0.
3一10分を要し、この時間は一般に適用した温度に実
質上反比例している。郎ち、温度が高くなるにつれて、
時間が短くなり、そして温度が低くなるにつれて、時間
が長くなる。結果として、少量の揮発性有機酸、例えば
酢酸並びに錫酸が最初に含有される場合には、残留の鍵
酸と共に、五炭糖の実質部分を含有する第一の液体生成
物が形成される。
These conditions are maintained for a relatively short period of time sufficient to substantially and selectively convert the hemicellulose component of the lignocellulose to pentose sugars. In the average case this is just 0.
3 to 10 minutes, this time generally being substantially inversely proportional to the temperature applied. As the temperature rises,
The time becomes shorter, and the lower the temperature, the longer the time. As a result, if small amounts of volatile organic acids, such as acetic acid as well as stannic acid, are initially included, a first liquid product containing a substantial portion of pentose sugars is formed, along with the remaining key acids. .

また実質上五炭糖を含まずかつ主として未分解リグェン
及び禾分解セルロースを含有する第一の固体残留物が形
成される。次の圧力は液体と固体残留物生成物の分離の
前に下げられる。
A first solid residue is also formed that is substantially pentose-free and contains primarily undegraded ligenes and decomposed cellulose. The next pressure is reduced prior to separation of liquid and solid residue products.

従来技術による圧力低下のために必要な時間は非常に長
く、即ち数時間のオーダーであったのに対して、これを
非常に低い数値に保つことがここに記載する方法の成功
のために重要である。かくして、“フラッシュフローダ
ウン”とここで称されるものを生ずる圧力の実質上瞬間
的な低下がある。連続式反応器を使用する場合には、こ
のブローダウン時間はごく数秒である。大きな浴の反応
を使用する場合には、このブローダウン時間は僅か数分
である。圧力のこの迅速な低下は幾つかの顕著な効果を
有する。
Whereas the time required for the pressure drop with prior art techniques was very long, i.e. on the order of several hours, keeping this at a very low value is important for the success of the method described here. It is. Thus, there is a substantially instantaneous drop in pressure resulting in what is referred to herein as a "flash flowdown." When using a continuous reactor, this blowdown time is only a few seconds. When using a large bath reaction, this blowdown time is only a few minutes. This rapid reduction in pressure has several significant effects.

第一に、これは加水分解反応を迅速に停止する。これは
次にセルロースの減成から六炭糖の製タ造を最小にする
。これはまたリグニン減成生成物の製造を最小にしかつ
所望の糖生成物の分解を阻止する。第二に、このフラッ
シュブローダウンは存在する水の若千を蒸発させる。
Firstly, it quickly stops the hydrolysis reaction. This in turn minimizes the production of hexoses from cellulose degradation. This also minimizes the production of lignin degradation products and prevents the degradation of desired sugar products. Second, this flash blowdown evaporates any water particles present.

次に結果の蒸気は反応0器に装入した材料との熱交換に
有益に使用できる。第三に、このフラッシュブローダウ
ンは酢酸、ギ酸又は反応の創生物として形成さた他の有
機揮発物をフラッシュする。
The resulting vapor can then be beneficially used for heat exchange with the materials charged to the reactor. Third, this flash blowdown flushes out acetic acid, formic acid, or other organic volatiles formed as products of the reaction.

かくして反応生成物から不純物を分離しかつ除去するビ
ルトイン(built−in)操作が設けられる。第四
には、フラッシュフローダウンは固体残留物の粒子を破
裂させる。
A built-in operation is thus provided to separate and remove impurities from the reaction products. Fourth, flash flowdown ruptures solid residue particles.

これは第二の加水分解段階で更に有効な処理のためにこ
れらに多孔性関孔を作り上げる。へス等の方法の第三段
階加水分解では、第二段階反応器条件は第一段階反応器
で支配的であるものより更に激しい。
This creates porous pores in them for more efficient processing in the second hydrolysis step. In the third stage hydrolysis of the Hess et al. process, the second stage reactor conditions are more aggressive than those prevailing in the first stage reactor.

これらはその目的としてリグニンの不当な分解を誘起す
ることなく六炭糖へセルロースの変換を有する。従って
袋入液体対固体に比は1:1−5:1、好ましくは1:
1一3:1の広い範囲内に保たれる。
These have as their purpose the conversion of cellulose into hexoses without inducing undue degradation of lignin. Therefore the ratio of bagged liquid to solid is 1:1-5:1, preferably 1:
It is kept within a wide range of 1-3:1.

液体処理剤の鉱酸濃度は0.3−3.の重量%のレベル
に保たれる。反応器は150なし、し90のsj、好ま
しくは400一800psiの圧力及び飽和蒸気に対応
する温度に達するまで間接に、又は好ましくは蒸気の直
接注入により加熱される。
The mineral acid concentration of the liquid treatment agent is 0.3-3. is maintained at a level of % by weight. The reactor is heated indirectly or preferably by direct injection of steam until reaching a temperature corresponding to a pressure and saturated steam of 150 to 90 sj, preferably 400 to 800 psi.

実質上温度に反比例する時間の間、即ち温度が高くなる
につれて時間が短か〈、そしてその反対に前記の条件下
に保たれる。
The above conditions are maintained for a time which is substantially inversely proportional to the temperature, ie the higher the temperature the shorter the time and vice versa.

0.3ないし10分の範囲内であるこの時間の間、装入
物のセルロース内容物は実質上選択的に六炭糖に変換さ
れ、主として未加水分解リグニンを含有する固体残留物
を残す。
During this time, which ranges from 0.3 to 10 minutes, the cellulose content of the charge is substantially selectively converted to hexoses, leaving a solid residue containing primarily unhydrolyzed lignin.

第一段階におけるように、過剰の水を蒸発するため、存
在する有機揮発物をフラッシュするため、そしてろ過し
かつ更に容易に取扱えるようにリグニン残留物を物理的
に変性するために、反応を突然に終了させることが極め
て望ましい。
As in the first step, the reaction is carried out to evaporate excess water, to flush out any organic volatiles present, and to physically modify the lignin residue for filtering and further easy handling. It is highly desirable to end it abruptly.

これらの理由で反応器の袋入物は例えばこれをフローダ
ウンサイクロン装置に連続的に通過させることによって
フラッシュフローダウンに置かれる。これは単に数秒の
問題で圧力を大気法へ低下させる。ブローダウン装置か
らの蒸気は排気され、一方固体生成物は第二段階抽出器
で水で洗浄される。
For these reasons, the reactor contents are subjected to flash flowdown, for example by passing them continuously through a flowdown cyclone device. This reduces the pressure to atmospheric in just a matter of seconds. Steam from the blowdown device is vented while the solid product is washed with water in a second stage extractor.

この抽出器の操作はリグニン残留物を含有するセルロー
スから六炭糖液体を分離することを生じ、これを再循環
させ又は廃棄へ送る。その後に炭酸カルシウムのような
中和剤及び任意の適当な勤剤でこの液体を処理し、必要
に応じ,て更に水を添加し、そして混合物をろ過する。
Operation of this extractor results in the separation of the hexose liquid from the cellulose containing lignin residues, which is recycled or sent to waste. The liquid is then treated with a neutralizing agent such as calcium carbonate and any suitable solvent, additional water is added if necessary, and the mixture is filtered.

へス等の方法は当技術に有用に寄与している一方、本出
願人はリグノセルロ−ス性材料中のIJグニンから五炭
糠及び六炭糖を分離可能に変える加水分解が栽倍植物生
成物からリグノセルロース性材料に存在する有用なへミ
セルロース材料の損失を犠牲にしてこれを行なっている
ことを見出した。リグノセルロースを分解するために必
要である加水分解の酸作用はへミセルロースの発酵値を
漸進的に破壊し、このためへミセルロースの望ましくな
く大きな部分がリグノセルロースの加水分解が起こるた
めに必要な間に反郷動物にとり不消化に変えられる。リ
グノセルロース性材料中のセルロースの接近性を増大し
、しかもへミセルロースの発酵値が殆ど保持される方法
が供される必要性がある。
While the method of Hess et al. has contributed usefully to the art, the applicant has demonstrated that the hydrolysis that separably converts pentose bran and hexoses from IJ gunins in lignocellulosic materials is useful for producing cultivated plants. We have found that this is done at the expense of the loss of useful hemicellulose material present in lignocellulosic materials. The acid action of hydrolysis, which is necessary to break down lignocellulose, progressively destroys the fermentation value of hemicellulose, and thus an undesirably large portion of hemicellulose is required for hydrolysis of lignocellulose to occur. In the meantime, it can be made indigestible for resistant animals. There is a need to provide a method that increases the accessibility of cellulose in lignocellulosic materials, yet retains most of the fermentation value of hemicellulose.

1972王6月6日付の米国特許第3667961号ジ
ェー・ダブリユ・アルジエオ(J.W.AIgeo)の
‘‘Processfor Improving
Dj蟹stibiliツ ofFeedstuffs
forRのmi雌ntAnimals”、及び197
4年6月14日付のジェー・ダブリュ・ァルジェオの第
3817796号“EquipluentforCon
vertingthePhysical and
Complex Molecular Bonds
tructures of NatmaI Fe
edstuffs forR山minant Aui
maIS t。
U.S. Pat.
Dj crab stibilitsu ofFeedstuffs
forR mi female ntAnimals”, and 197
No. 3817796 “EquipluentforCon” of J.W. Algeo dated June 14, 2013
Verting the Physical and
Complex Molecular Bonds
structures of NatmaI Fe
edstuffs for R mountain minant Aui
maIS t.

D手fferent and LessComplex
Molecular Bond Str
uctmes爪ereof”では、反錨動物飼料を圧力
容器で高圧蒸気にさらしそして海綿状最終生成物の回収
と貯蔵のための中心弁を通して大気へ爆発的放出を行な
う装置と方法を記載し、この生成物は反舞動物に摂取さ
れる時に水と消化性ジュースを容易に取り上げるその性
能を特徴とする。干し草、茎等を含むすべての通常の粗
質飼料(roughages)のようなセルロース性飼
料、並びに綿実外皮、米外皮、ナッツシェル又はコーヒ
ー粉砕物のようなリグノセルロース性飼料に対して圧力
容器中の蒸気圧は500ないし1000psi‘こ迅速
に上げられかつ温度はそこで約4700F(24yo)
ないし5460F(285qo)に達する。この方法は
リグノセルロース性材料を処理するための熱機械方法と
して記述できる。これはまたリグノセルロース性でない
粒子飼料のような他の材料に適用でき、そしてこれらの
材料のために3500F(177q0)ないし4000
F(204oo)の蒸気に対する温度範囲が使用される
。アルジェオの方法は当技術にとり疑いもなく有用に寄
与しているが、アルジェオにより教示されるように47
00F(24300)ないし5460F(28SO)の
温度範囲に材料を上げることはへミセルロースの発酵値
を急激に減ずることが本出願人に発見された。
D-tefferent and Less Complex
Molecular Bond Str
uctmes claw ereof'' describes an apparatus and method for exposing anti-anchor animal feed to high-pressure steam in a pressure vessel and explosive release to the atmosphere through a central valve for recovery and storage of the spongy end product; The material is characterized by its ability to readily take up water and digestible juices when ingested by ruminant animals.Cellulosic feeds such as all the usual roughhages, including hay, stalks, etc. For lignocellulosic feeds such as cottonseed hulls, rice hulls, nut shells, or coffee grounds, the vapor pressure in the pressure vessel is rapidly raised by 500 to 1000 psi and the temperature is then approximately 4700 F (24yo).
to 5460F (285qo). This method can be described as a thermomechanical method for processing lignocellulosic materials. This can also be applied to other materials such as particulate feeds that are not lignocellulosic and for these materials
A temperature range for steam of F(204oo) is used. Although Algeo's method is undoubtedly a useful contribution to the art, as taught by Algeo, 47
Applicants have discovered that raising the material to a temperature range of 00F (24300) to 5460F (28SO) sharply reduces the fermentation value of hemicellulose.

前記のように、栽培植物法のIJグノセルロース性材料
に含有されるセルロース及びへミセルロースからリグニ
ンを分離可能に変える方法に対する必要性が存在し、こ
れはこのように製造された生成物のある用途のために、
その中のへミセルロースの発酵値を殆ど保ちかつ同時に
酵素消化に対するその中のQ−セルロースの接近性を増
大する。本明細書において、栽培植物種は有機物質が光
合成により生産される敏質の茎又は硬質の茎の有機物を
意味する。
As noted above, there is a need for a process for separably converting lignin from the cellulose and hemicellulose contained in IJ gnocellulosic materials of cultivated plant methods, which may lead to For the purpose of
It almost preserves the fermentation value of the hemicellulose therein and at the same time increases the accessibility of the Q-cellulose therein to enzymatic digestion. As used herein, cultivated plant species refers to delicate-stemmed or hard-stemmed organic matter in which organic matter is produced by photosynthesis.

この材料は通常にはバイオマスと称される。栽培植物法
のりグノセルロース性材料はセルロース、ヘミセルロー
ス及びリグニン重合体が複合構造体で完全に混合される
三次元複合体として天然に生じ、これは一つの栽培植物
種から別のものへかつ年と共に特定の種に対して変化す
る。
This material is commonly referred to as biomass. Gnocellulosic materials occur naturally as three-dimensional composites in which cellulose, hemicellulose, and lignin polymers are intimately mixed in a composite structure, which is transferred from one cultivated plant species to another and over time. Vary for specific species.

IJグニンは無定形三次元重合体であり、その各分子は
種々の方法で結合した数百のフェニルプロパン単位から
作り上げられる。多分へミセルロースと配合したりグニ
ンは細胞壁でセルロ−スマィクロフィブリルのマトリッ
クスに浸透しそして主として細胞間の空間に充満する。
X線結晶学解析はセルロースマイクロフイブリルが別々
に結晶性の相を構成するので、このリグニンがQ−セル
ロースよりへミセルロースと更に緊密に架橋されること
を示唆する。栽培植物のドライセルロースは23000
の軟化点又はガラス化温度を有しかつその結晶性の故に
、この温度は水分の存在によってあまり下げられない。
IJ gunin is an amorphous three-dimensional polymer, each molecule of which is made up of hundreds of phenylpropane units linked in various ways. Possibly in combination with hemicellulose, gunin penetrates the matrix of cellulose microfibrils in the cell wall and fills primarily the intercellular spaces.
X-ray crystallography analysis suggests that this lignin is more tightly cross-linked with hemicellulose than with Q-cellulose, as the cellulose microfibrils constitute a separate crystalline phase. The dry cellulose of cultivated plants is 23,000
It has a softening or vitrification temperature of , and because of its crystalline nature, this temperature is not significantly lowered by the presence of moisture.

対照的に、栽培植物のへミセルロースとりグニンは12
0一180ooで軟化しかつこれらの材料は非結晶性で
あるので、その軟化温度は水分と圧力と共に変わる。栽
培植物の重合体は厳密な形態学的パターンで形成されそ
して“点熔接(spotwelds)”に類似する共有
結合により相互連絡され、そして栽培植物のリグニンと
へミセルロース間の周知のかつ水続性結合を生ずるのは
これらの“点溶薮”である。栽培植物のマクロ分子の点
溶接複合体において、熱軟化はセルロース成分の挙動に
よって支配される。収着された水分が無定形成分の遷移
温度を下げる時でさえも、この材料は水分子により可塑
化されないセルロースわく組み(frawe−work
)の最大限の効果の故に230℃(4460F)近くの
温度までその剛性を保持する。栽培植物のリグノセルロ
ース性複合体は簡単な糖にセルロースとへミセルロース
を破壊しようとする酵素又は反劉動物胃マイクロフロー
ラに対して障壁を示す。
In contrast, hemicellulose and gunins in cultivated plants contain 12
Since these materials are amorphous, their softening temperature varies with moisture and pressure. The polymers of cultivated plants are formed in strict morphological patterns and interconnected by covalent bonds similar to "spotwelds" and the well-known and aqueous bond between lignin and hemicellulose of cultivated plants. It is these "point welds" that create the bond. In macromolecular spot-welded complexes of cultivated plants, thermal softening is dominated by the behavior of cellulose components. Even when the sorbed water lowers the transition temperature of the amorphous components, the material has a cellulose framework that is not plasticized by water molecules.
) retains its rigidity up to temperatures close to 230°C (4460F) for maximum effectiveness. The lignocellulosic complex of cultivated plants presents a barrier to enzymes or ruminant gastric microflora that attempt to break down cellulose and hemicellulose into simple sugars.

リグノセルロース性材料はその架橋の程度において異な
る。消化性を改良するために、化学的及び/又は動物的
なこれらのリグニン・炭水化物結合を破壊する必要があ
る。本発明のある具体例の別の目的はへミセルロース材
料の発酵値の無視し得る損失と共にリグノセルロース性
材料中のセルロースとへミセルロースからリグニンを分
離可能に変える熱機械方法を供することにある。
Lignocellulosic materials differ in their degree of crosslinking. In order to improve digestibility, it is necessary to break down these lignin-carbohydrate bonds chemically and/or animalically. Another object of certain embodiments of the invention is to provide a thermomechanical process for separably converting lignin from cellulose and hemicellulose in lignocellulosic materials with negligible loss of fermentation value of the hemicellulose material. .

本発明の一面により {a} 閉鎖した押出ダイス出口を有する圧力容器に粉
砕した形のIJグノセルロース性材料をパックすること
、‘b’ 6の砂以下で185ないし2400○の範囲
内の温度にリグノセルロース性材料を導くように少くと
も50岬siの蒸気を圧力容器に迅速に充填してリグノ
セルロース性材料を可塑化すること、そして、【cー
リグノセルロース性材料が可塑化状態になると直ちに、
押出ダイス出口を開きそして大気へ押出ダイス出口を通
して圧力容器から可塑化状態のリグノセルロース性材料
を瞬間的に押出し、このため前記の材料がセルロースと
へミセルロースから分離可能に変えられたりグニンと共
に粒状形で押出ダイスから出ること、を含むリグノセル
ロース性材料中のセルロースとへミセルロースからリグ
ニンを分離可能に変える方法が供される。
According to one aspect of the invention {a} Packing the IJ gnocellulosic material in ground form in a pressure vessel with a closed extrusion die outlet; plasticizing the lignocellulosic material by rapidly filling the pressure vessel with at least 50 msi of steam to guide the lignocellulosic material;
As soon as the lignocellulosic material is in a plasticized state,
The extrusion die outlet is opened and the lignocellulosic material in a plasticized state is extruded from the pressure vessel instantaneously through the extrusion die outlet to the atmosphere, thereby converting said material into a separable form from cellulose and hemicellulose or into granules along with gunin. A method is provided for separably converting lignin from cellulose and hemicellulose in a lignocellulosic material comprising exiting an extrusion die in the form of a lignocellulosic material.

好ましくはこのリグノセルロース性材料は衝撃表面の上
に押出される。
Preferably the lignocellulosic material is extruded onto the impact surface.

本発明の具体例ではリグノセルロース性材料は49段以
内に200なし、し238℃の範囲内の温度に導かれる
In embodiments of the invention, the lignocellulosic material is brought to a temperature within the range of 200 to 238°C within 49 stages.

本発明のある具体例ではリグノセルロース性材料が段階
{b’及び【cーで初めて処理されたものより大きくな
い温度でこの工程が少くとも1回以上リグノセルロース
性材料で繰返される。
In certain embodiments of the invention, this process is repeated with the lignocellulosic material at least once or more at a temperature not greater than that at which the lignocellulosic material was initially treated in steps {b' and [c--.

本発明のある具体例では好ましくはエタノール、メタノ
−ル及びアセトンからなる群から選択された溶媒によっ
て、押出ダイスから出た粒状材料からリグニンが溶媒抽
出される。
In one embodiment of the invention, lignin is solvent extracted from the particulate material exiting the extrusion die, preferably with a solvent selected from the group consisting of ethanol, methanol, and acetone.

アセトンによるリグニン抽出の前に湿性アルコール不溶
物が粒状材料から分離されてもよい。
Wet alcohol insolubles may be separated from the particulate material prior to lignin extraction with acetone.

リグニンがそこから溶媒抽出される前又は後に水不落物
が粒状材料から抽出されてもよい。この溶媒抽出リグニ
ンは実質上1ないし10ミクロンの範囲内の粒子を有す
る粒状形であり、9箱重量%のオーダーの純度を有し、
容易に化学反応性であり、熱可塑性であり、そしていわ
ゆる天然のリグニンのものに近い赤外線スペクトルを有
する。へミセルロースは圧力容器にリグノセルロース性
材料をパックする前に熱水による加水分解によりリグノ
セルロース性材料から抽出される。
The aqueous material may be extracted from the particulate material before or after the lignin is solvent extracted therefrom. This solvent extracted lignin is substantially in granular form with particles in the range of 1 to 10 microns and has a purity on the order of 9% by weight;
It is easily chemically reactive, thermoplastic, and has an infrared spectrum close to that of so-called natural lignin. Hemicellulose is extracted from the lignocellulosic material by hydrolysis with hot water prior to packing the lignocellulosic material into a pressure vessel.

好ましくはリグノセルロース性材料が木材である時に、
圧力容器に加水分解を最小にするため600ないし70
0psiの範囲内の圧力で蒸気を迅速に充填する。更に
特にリグノセルロース性材料が木材である時に、この圧
力容器に好ましくは65倣sjの付近の圧力で蒸気を迅
速に充填する。
Preferably when the lignocellulosic material is wood,
600 to 70 to minimize hydrolysis in the pressure vessel.
Rapidly fill with steam at pressures in the range of 0 psi. More particularly when the lignocellulosic material is wood, this pressure vessel is rapidly filled with steam, preferably at a pressure in the vicinity of 65 mm sj.

好ましくはリグノセルロース性材料が一年生のバイオマ
スである時には、この圧力容器に500なし、し、60
0psjの範囲内、更に特に550psi付近の圧力で
蒸気を迅速に充填する。
Preferably, when the lignocellulosic material is annual biomass, the pressure vessel is
Rapid steam filling at pressures in the range of 0 psj, more particularly around 550 psi.

本発明のある具体例では、圧力容器にパックされた時に
、好ましくは繊維飽和の付近で、微粉砕形のりグノセル
ロース性材料は水で湿性にされる。
In certain embodiments of the invention, the pulverized gnocellulosic material is made wet with water when packed into a pressure vessel, preferably near fiber saturation.

本発明のある具体例では、リグノセルロース性材料が一
年生の植物体である時には、圧力容器に55岬si付近
の圧力で蒸気を迅速に充填し、約40秒後に、蒸気圧を
より高い圧力に迅速に増加し、そしてこの高い圧力を得
ると直ちに押出しのため材料を放出する。
In one embodiment of the invention, when the lignocellulosic material is an annual plant, the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure of about 55 capes, and after about 40 seconds, the steam pressure is increased to a higher pressure. It builds up quickly and releases the material for extrusion as soon as this high pressure is obtained.

本発明の他の具体例では、リグノセルロース性材料が木
材である時には、圧力容器に65岬siの付近の圧力で
蒸気を迅速に充填し、約4の砂後に蒸気圧をより高い圧
力に迅速に増加しそしてこの高い圧力を得ると直ちに押
出しのため材料を放出する。
In another embodiment of the present invention, when the lignocellulosic material is wood, the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the vicinity of 65 Cape si and the steam pressure is rapidly increased to a higher pressure after about 4 psi. and as soon as this high pressure is obtained, the material is released for extrusion.

本発明の第二の面によれば本発明による方法で生じた粒
状の生成物が供される。
According to a second aspect of the invention there is provided a granular product produced by the process according to the invention.

本発明による生成物はリグノセルロース性材料中に存在
するQーセルロースのかなりの部分が微生物消化のため
の消化可能な形でここで接近できる所望の特性を有する
一方リグノセルロース性材料中に存在するへミセルロー
スの発酵値又は含量に無視し得る減少が起こることが判
明した。
The product according to the invention has the desired properties that a significant portion of the Q-cellulose present in the lignocellulosic material is now accessible in digestible form for microbial digestion; It was found that a negligible decrease in the fermentation value or content of mycellulose occurred.

かくしてこの生成物は下記のことで有用である:‘i’
反錨動物用の飼料として、‘ii} 糖の酵素製造のた
めに、 剛 微生物手段又は化学手段又は両方の手段を使用して
アルコールへの変換のために。
This product is thus useful for: 'i'
as feed for anti-anchor animals;

本発明の生成物はまた下記の所望の特性を有する:【a
)へミセルロースの糖の主要部分が例えば熱DKにより
除去可能であり、そして、‘b} リグニンの主要部分
が例えばエタノール、メタノール又はアセトンを使用す
る溶媒抽出により除去可能であり、例えばセルロース誘
導法におけるパルプとして又は適当なセルロース溶媒を
使用して直接に可溶化されるべく、使用のためにセルロ
ース富有材料を残す。
The products of the invention also have the following desirable properties: [a
) the main part of the sugars of the hemicellulose can be removed, e.g. by thermal DK, and 'b} the main part of the lignin can be removed by solvent extraction, e.g. using ethanol, methanol or acetone, e.g. The cellulose-rich material is left for use as a pulp in a cellulose solution or directly solubilized using a suitable cellulose solvent.

本明細書において、“リグノセルロース性材料”オート
麦外皮、トウモロコシ茎、バガス、小麦茎、米茎、オー
ト麦茎、裸麦茎及び種々の木材、特に硬材のような栽培
植物材料を含む。
As used herein, "lignocellulosic material" includes cultivated plant materials such as oat hulls, corn stalks, bagasse, wheat stalks, rice stalks, oat stalks, bare wheat stalks, and various woods, especially hardwoods.

添付図面では、圧力容器2、星形押出ダイス出口4、押
出ダイス閉鎖プラグ6、充填端部閉鎖フラップ8及び蒸
気入口オリフィス10ないし12が示される。圧力容器
2はダイス4につながる瓶首部分14及び温度プローブ
(図示せず)のため入口部16及び18を有する。
In the accompanying drawings, the pressure vessel 2, the star-shaped extrusion die outlet 4, the extrusion die closure plug 6, the filling end closure flap 8 and the steam inlet orifices 10 to 12 are shown. The pressure vessel 2 has a neck portion 14 leading to the die 4 and inlets 16 and 18 for a temperature probe (not shown).

ダイス出口4を含む圧力容器2の正面端部はフランジ2
0を有し、これに下方流方向に断面が徐徐に減少する曲
つた衝突管22がシールされる。
The front end of the pressure vessel 2 including the die outlet 4 has a flange 2
0, to which is sealed a curved impingement tube 22 whose cross section gradually decreases in the downward flow direction.

この曲つた衝突管22はフランジ26を備えたスピンド
ル入口スリーブ24を有する。空気ラム28はフランジ
26に取付けられそしてラム26のスピンドル32上に
装着されたダイス閉鎖プラグ30を有する。圧力容器2
の後端はフランジ36及び38により残部にシールされ
、そしてヒンジ401こよりそこに留められクランプ4
2によりシール可能な充填端部閉鎖フラップ8を有する
This curved impingement tube 22 has a spindle inlet sleeve 24 with a flange 26. Air ram 28 is attached to flange 26 and has a die closure plug 30 mounted on spindle 32 of ram 26. pressure vessel 2
The rear end is sealed to the rest by flanges 36 and 38 and is secured thereto by hinge 401 and clamp 4.
2 has a fill end closure flap 8 which can be sealed.

操作ではこの充填端部閉鎖フラップ8を開き、そして粉
砕形のIJグノセルロース性材料を圧力容器2に充填し
ダイス閉鎖プラグ30がダイス出口4を閉じる。
In operation, this filling end closure flap 8 is opened and the IJ gnocellulosic material in comminuted form is filled into the pressure vessel 2 and the die closure plug 30 closes the die outlet 4.

棒(図示せず)を使用して圧力容器2にリグノセルロー
ス性材料をパックする。リグノセルロース性材料を完全
に充填した圧力容器2では、ダイス閉鎖プラグ3川ま空
気ラム28によりシールされかつ閉鎖プラグ8はクラン
プ42により後端部34にシールされ、そして次に給源
(図示せず)から蒸気入口オリフィス10なし、し12
へ蒸気を注入することにより圧力容器に少くとも500
psj、好ましくは500なし、し70のsiの範囲内
の圧力及び60秒以下(好ましくは49砂以下)で、リ
グノセルロース性材料の温度を185なし、し240o
oの範囲内の温度、特に234qoに上げるのに十分な
温度で蒸気を充填してリグノセルロース性材料中のへミ
セルロース及びリグニンを可塑化する。ロー6及び18
に温度プローブ(図示せず)を使用して圧力容器中のI
Jグノセルロース性材料の温度を監視して、リグノセル
ロース性材料が選択した温度に達した時を測定する。圧
力容器2中のIJグノセルロース性材料が所望の温度に
達すると直ちに、空気ラム28が作動して閉鎖プラグ3
0を引出し、そして多数瞬間的にダイス出口を大気へ開
き、このためリグノセルロース性材料は可塑化状態かつ
押出し圧力でダイス出口4を通して押出され、そして曲
つた衝突管22に沿って好ましくはミリ砂で大気へフラ
ッシュされる。
Pack the lignocellulosic material into the pressure vessel 2 using a rod (not shown). In the pressure vessel 2 completely filled with lignocellulosic material, the die closure plug 3 is sealed by the air ram 28 and the closure plug 8 is sealed to the rear end 34 by the clamp 42, and then the source (not shown) ) to steam inlet orifice 10 without, 12
to the pressure vessel by injecting steam into the pressure vessel.
The temperature of the lignocellulosic material is reduced to 185 °C to 240 °C at a pressure within the range of psj, preferably 500 °C to 70 °C, and for 60 seconds or less (preferably 49 °C or less).
The hemicellulose and lignin in the lignocellulosic material are plasticized by charging steam at a temperature in the range of 234 qo, particularly sufficient to raise the temperature to 234 qo. Row 6 and 18
I in the pressure vessel using a temperature probe (not shown) to
J Monitor the temperature of the gnocellulosic material to determine when the lignocellulosic material reaches the selected temperature. As soon as the IJ gnocellulosic material in the pressure vessel 2 reaches the desired temperature, the air ram 28 is actuated to close the closure plug 3.
0 and momentarily open the die outlet to the atmosphere, so that the lignocellulosic material is extruded through the die outlet 4 in a plasticized state and at extrusion pressure, and along the curved impingement tube 22 preferably milli-grid. is flashed into the atmosphere.

この突然の大気への放出は平方ィンチ当り好ましくは5
00ないし700ポンドの付近の圧力で可塑化状態のリ
グノセルロース性材料を押出し、そして指を褐色に染め
るポッチングソィルの外観を有しかつ水中の石のように
沈むのに十分に高い比重を有する粒状材料を生ずる。こ
の曲つた衝突管は必須ではないが、押出いこより得られ
る細分化に加えてリグノセルロース性材料を更に細分す
る押出力の若千を利用する利点を有する。
This sudden release into the atmosphere is preferably 5 per square inch.
Extrude the lignocellulosic material in a plasticized state at pressures in the vicinity of 0.00 to 700 lbs., and granular material having the appearance of potting soil that stains fingers brown and having a specific gravity high enough to sink like a stone in water. will occur. Although this curved impingement tube is not required, it has the advantage of utilizing a fraction of the extrusion force to further fragment the lignocellulosic material in addition to the fragmentation obtained from the extrusion tube.

本発明の可能な説明は可塑化状態のリグノセルロース性
材料ではリグニン、ヘミセルロース及びセルロースは軟
化しそしてこれにより構造的に弱化しこのため押出し中
にこの軟化材料は厳しい機械的衝撃を受けこれがリグニ
ン、ヘミセルロース及びセルロース間の架橋を切断する
効果を有することにある。
A possible explanation for the present invention is that in the lignocellulosic material in the plasticized state, the lignin, hemicellulose and cellulose are softened and thereby structurally weakened, so that during extrusion this softened material undergoes severe mechanical shock, which causes the lignin, It has the effect of cutting crosslinks between hemicellulose and cellulose.

弱化しかつ切断したりグノセルロース性材料がダイス出
口4から出ると、圧力の瞬間的低下はこの弱化しかつ切
断したりグノセルロース性材料が破裂することを引起こ
し、これによりへミセルロースを低分子量に減成し、そ
して同時に主要繊維構造の実質上減成を引起こし、これ
は次にQーセルロースマィクロフイブリルの実質上の区
域を、本発明のある用途では、発酵剤の攻撃のためにさ
らす。セルロースマイククロフィブリルの基本結晶構造
は保たれる。
Once the weakened and cut gnocellulosic material exits the die outlet 4, the instantaneous drop in pressure causes this weakened and cut gnocellulosic material to rupture, thereby reducing the hemicellulose. molecular weight and at the same time cause substantial degradation of the primary fiber structure, which in turn leaves a substantial area of the Q-cellulose microfibrils, in some applications of the invention, susceptible to fermentation agent attack. expose for the sake of The basic crystal structure of cellulose microfibrils is preserved.

リグニンの非常に高度の脱会合が得られる。この方法が
243℃の上方温度以上の温度で行なわれる時には、キ
シロース成分は多分フルフラールに分解しかつ価値ある
消化可能な物質が材料から失なわれる。また分解は微生
物に毒性を引起こす。本方法の一目的はQーセルロース
が微生物にとり極めて接近可能になりへミセルロースに
関して加水分解の効果を最小にすることで、従って温度
を得る時間が1分を越えないこと、そして更に良好には
30ないし5鼠砂の範囲内であるべきことが重要である
。圧力は臨界的ではないが、ただしこれは220−23
0こ○の最適温度を得るために時間に影響する。この工
程は同一又はより低い温度で少くとも1回以上繰返しか
つ消化性の改良に更に増大を示す。下記の寸法を有する
第1図に示す装置を使用して本発明を確認する試験を行
なった:圧力容器2の主要部分の内経=7事インチ(・
9o‐5帆)圧力容器2の瓶首部分の最小内径=3孝イ
ンチ(82,5肌)圧力容器2の内部の長さ=45イン
チ (1.14の)各蒸気入口10及び12の口径=3
/4インチ(13吻)蒸気入口1 1の口径=2インチ
(0.8脚)ダイス出口のオリフィスは0.8
平方インチ(11.6平方m)の断面積を与える5個の
等しく離れた点を有する星形であった。
A very high degree of deassociation of lignin is obtained. When this process is carried out at temperatures above 243° C., the xylose component likely decomposes to furfural and valuable digestible material is lost from the material. Decomposition also causes toxicity to microorganisms. One purpose of this method is to make the Q-cellulose very accessible to microorganisms and to minimize the effect of hydrolysis on hemicellulose, so that the time to obtain temperature does not exceed 1 minute, and even better It is important that the amount should be within the range of 5 to 5 minutes. The pressure is not critical, but this is 220-23
Influence the time to obtain the optimum temperature of 0. This step is repeated at least once or more at the same or lower temperature and shows further increases in digestibility improvement. Tests were conducted to confirm the present invention using the apparatus shown in FIG. 1 having the following dimensions: Internal diameter of main part of pressure vessel 2 = 7 inches
9o-5 sail) Minimum inner diameter of neck of pressure vessel 2 = 3 takain (82,5 skin) Internal length of pressure vessel 2 = 45 inches (1.14) Diameter of each steam inlet 10 and 12 =3
/4 inch (13 snouts) Steam inlet 1 Diameter of 1 = 2 inches (0.8 feet) Die outlet orifice is 0.8
It was star-shaped with five equally spaced points giving a cross-sectional area of square inches (11.6 square meters).

下記の第1表ないし第V表では温度は閉鎖プラグ30を
取外す時圧力容器2中の材料の温度であり、そして蒸気
圧は丁度その時の圧力容器2中の蒸気圧である。
In Tables 1 to V below, the temperature is the temperature of the material in the pressure vessel 2 when the closure plug 30 is removed, and the vapor pressure is the vapor pressure in the pressure vessel 2 at exactly that time.

時間はリグノセルロース性材料の温度が指示した温度に
上がりそして次に圧力容器から押出される時間である。
この表は本発明によるものより大きい温度で行なった試
験と比較した本発明の生成物の試験の結果を示す。この
試験では消化性を二つの方法、反鞠動物ミクロフローフ
を用いた生体外、及び生体内試験、及び第二にセルロー
ス酵素での処理により評価し、そして結果を第1表ない
し第V表に各々示す。表のすべてに試験した同一のIJ
グノセルロース性生成物を同一の方式で示し、例えば各
試験でAは同一のljグノセルロース性材料を示し、以
下同じ。
The time is the time during which the temperature of the lignocellulosic material rises to the indicated temperature and is then extruded from the pressure vessel.
This table shows the results of tests of products of the invention compared to tests carried out at higher temperatures than those according to the invention. In this study, digestibility was evaluated by two methods, in vitro and in vivo tests using anti-maritime microflora, and secondly by treatment with cellulose enzymes, and the results are shown in Tables 1 to V. are shown respectively. The same IJ tested for all in the table
The gnocellulosic products are designated in the same manner, eg in each test A designates the same lj gnocellulosic material, the same hereafter.

第1表 ※反戦動物を用いて生体外でo−セルロース消化性を測
定した。
Table 1 *O-cellulose digestibility was measured in vitro using anti-war animals.

第1表から約240o○以上の材料の温度ではQ−セル
ロース消化性に急激な低下があり、そしてこれは出発物
質に存在する全消化性炭水化物の約65重量%を示すの
で、これに対して高いことが必要であることが判る。分
析により(糠含量、任意の単位が℃の温度に対してプロ
ットされる)Q−セルロースがこの処理により破壊され
ず、それ故に反毅動物により生体外で消化性の損失が若
干の外部の因子により引起こされることが示される。
From Table 1, there is a sharp drop in Q-cellulose digestibility at material temperatures above about 240°C, and this represents about 65% by weight of the total digestible carbohydrates present in the starting material, whereas It turns out that something expensive is necessary. Analyzes (bran content, arbitrary units plotted against temperature in °C) indicate that Q-cellulose is not destroyed by this treatment and therefore the loss of digestibility in vitro by ruminants is due to some external factors. It is shown that this is caused by

処理木材チップの化学的特性下記の研究の主要目的は異
なる反応条件下で方法の結果を比較することであった。
Chemical properties of treated wood chips The main objective of the following study was to compare the results of the method under different reaction conditions.

行なった実験は調査的性質のものであり、使用した試料
は試験AないしDで得られたものでありかつまたポプラ
を処理しかつ大麦の茎を処理し、これを消化祥試験で羊
に供した。これらの試験は広範囲の反応条件を含んだ。
分析の結果を第ロ表ないし第N表に示す。一般に、研究
の結果はこれらの試料が二つのカテゴリーに分類できる
ことを示す。
The experiments carried out were of an exploratory nature and the samples used were those obtained in tests A to D and also treated poplar and treated barley stalks which were then fed to sheep in the digestive test. did. These tests included a wide range of reaction conditions.
The results of the analysis are shown in Tables B to N. In general, the results of the study show that these samples can be classified into two categories.

1 240oo以下の温度で本発明により処理した木材
(A、B及びC)2 240oo以上の温度で処理した
木材(D及び供給した木材)。
1 Wood treated according to the invention at temperatures below 240 oo (A, B and C) 2 Wood treated at temperatures above 240 oo (D and supplied wood).

第一カテゴリーの試料は第二グループを製造するために
要した高温が木材中に存在する五炭糖の拡大した分解を
引起こすので第二カテゴリーより炭水化物のための良好
な給源であることが判る。
Samples from the first category are found to be a better source of carbohydrates than the second category, as the high temperatures required to produce the second group cause extensive decomposition of the pentose sugars present in the wood. .

方法試料調製 試料(A、B、C、D及び供給した木材)を一定重量ま
で夜通し1050で乾燥した。
Method Sample Preparation Samples (A, B, C, D and supplied wood) were dried overnight at 1050 °C to constant weight.

18時間ソックスレ−抽出器を使用して水で試料(10
夕)を抽出した。
Samples (10
evening) was extracted.

木材繊維を乾燥しそして抽出した材料の重量を測定した
。水抽出物を250の‘の希釈しそしてこの抽出物のア
リコートで分析を行なった。試料に使用した分析方法フ
ェノール硫酸比色法(ェム.デュボワ(M.D肋ois
)等、Anal.Chem.28(3}350(195
6))により全炭水化物を測定した;ソモギィ(Som
ogyi)徴量銅滴定法(Methods in Ca
rbohydrateChemistry、第1巻、第
380頁、1962、アカデミックプレス社)により還
元糖を測定した、及び夕ッピ(Tappi)法T24沙
m−75を使用して加水分解後にガスクロマトグラフィ
一により全糖を測定した。
The wood fibers were dried and the extracted material was weighed. The aqueous extract was diluted 250' and an aliquot of this extract was analyzed. Analytical method used for the sample Phenol sulfuric acid colorimetric method (M.D. Dubois)
) etc., Anal. Chem. 28 (3) 350 (195
Total carbohydrates were measured by Somogyi (Som 6)).
ogyi) Copper titration method (Methods in Ca
Reducing sugars were determined by Hydrolytic Chemistry, Volume 1, Page 380, 1962 (Academic Press), and total sugars were determined by gas chromatography after hydrolysis using Tappi method T24 Sam-75. It was measured.

第0表 すべての%は乾燥材料の重量多である。Table 0 All percentages are by weight of dry material.

x炉乾燥木材繊維の重量に基づいた水抽出物百分率+ガ
スクロマトクラフィ‐分析から全額割直を使用しかつ炉
乾燥材料の重量に基づいて計算した。
x Percent water extract based on the weight of oven-dried wood fibers + gas chromatography - calculated using the full discount from the analysis and based on the weight of oven-dried material.

第m表1.参照の糖としてクルコースを使用してフェノ
ール‐硫酸比色法Kょり測定した全炭水化物。
Table m 1. Total carbohydrates determined by phenol-sulfuric acid colorimetry using crucose as the reference sugar.

2. ンモギ微量銅法Kより測定した還元糖。2. Reducing sugar measured by Nmogi trace copper method K.

3. タッビ法T249pm−75を使用してガスクロ
マトクラフィ‐虻より刀中火分解後測定した全糖。
3. Total sugar measured by gas chromatography using Tabbi method T249pm-75 after decomposition from horsetail over medium heat.

第 IV 表論議 試料のpH値は3.6ないし4.1の範囲に及んだ。Section IV Discussion The pH values of the samples ranged from 3.6 to 4.1.

この範囲は高圧蒸気(600蛇si)で処理した木材材
料からの試料に対して正常と思われる。序論で列挙した
反応条件下で木材に存在するアセチル基は加水分解して
酢酸を放出すると予想され、これはpHを減少する(即
ち酸性度を上げる)。この酸性度はリグノセルロース性
材料を加水分解すること及び木材中の水抽出可能な材料
を増加することを補助する。この方法は木材材料の18
なし、し34%を可溶化することが示される(第D表)
This range appears normal for samples from wood materials treated with high pressure steam (600 si). Under the reaction conditions listed in the introduction, the acetyl groups present in the wood are expected to hydrolyze to release acetic acid, which decreases the pH (ie increases acidity). This acidity helps hydrolyze the lignocellulosic material and increase the water extractable material in the wood. This method uses 18
None, it is shown that 34% is solubilized (Table D)
.

木材は通常には2なし・し3%の水溶物を含む。カテゴ
リー1の試料(A、B及びC)は29.0ないし34.
7%の範囲に及ぶ水抽出物を有し、一方カテゴリー2の
試料10、及び供給した木材)はたんに18.1ないし
21.6%を有する。カテゴリー2の抽出物の低い百分
率はその高い反応温度の故に炭水化物材料(五炭糖)の
分解から生じた。カテゴリー1の試料に対して、抽出物
の還元糖含量は全炭水化物含量の約半分である(第m表
)。
Wood usually contains between 2% and 3% water solubles. Category 1 samples (A, B and C) range from 29.0 to 34.
It has water extractables ranging from 7%, while category 2 samples 10 and supplied wood) have only 18.1 to 21.6%. A low percentage of category 2 extracts resulted from the decomposition of the carbohydrate material (pentose) due to the high reaction temperature. For category 1 samples, the reducing sugar content of the extract is approximately half of the total carbohydrate content (Table m).

これは存在する炭水化物材料が2の平均重合度を有する
ことを示す。カテゴリー2の試料に対して、抽出物の還
元糖舎量は全炭水化物含量にほぼ等しい。これはすべて
の可溶化炭水化物材料が単量体へ変換されることを示す
。水抽出物に存在する糖のガスクロマトグラフィ−分析
を第N表に示す。
This indicates that the carbohydrate material present has an average degree of polymerization of 2. For category 2 samples, the reducing sugar content of the extract is approximately equal to the total carbohydrate content. This indicates that all solubilized carbohydrate material is converted to monomers. Gas chromatography analysis of the sugars present in the water extract is shown in Table N.

試験したすべての試料は大体同一量の六炭糖(マレノー
ス、ガラクト−ス、グルコース)を有するが試料D及び
供給した木材)は低温で処理した他の試料よりずっと低
い五炭糖含量(アラビノース及びキシロース)を有する
。これらの結果は238なし、し24600の温度では
五炭糖の破壊に対して遷移点(範囲)が存在することを
示す。かくして、この遷移温度以上で処理した木材繊維
はこの遷移温度以下で処理した試料より水溶性抽出物の
より低い部分を有し、その理由は五炭糖の分解により生
じたフルフラールが破裂工程中に“フラッシュ−オフ”
されるからである。六炭糖の分解は主として熱分解に対
するその高い安定性の故に試験した温度で問題ではない
ようである。遷移温度以上の五炭糖の破壊は処理した木
材重量に基づいて約10%だけ消化に利用し得る糖の量
を減ずる。
All samples tested had roughly the same amount of hexoses (malenose, galactose, glucose), but sample D (and the supplied wood) had a much lower pentose content (arabinose and xylose). These results indicate that there is a transition point (range) for pentose destruction at temperatures between 238 and 24600. Thus, wood fibers treated above this transition temperature have a lower fraction of water-soluble extractables than samples treated below this transition temperature, because the furfural produced by the decomposition of pentose sugars is absorbed during the bursting process. “Flash-off”
This is because it will be done. Decomposition of hexose sugars does not appear to be a problem at the temperatures tested, primarily due to their high stability against thermal decomposition. Destruction of pentose sugars above the transition temperature reduces the amount of sugars available for digestion by about 10% based on the weight of wood treated.

水熔‘性抽出物の分析は遷移温度以上で繊維重量の2な
し、し3%のみが可溶化炭水化物(例えばD及び供給し
た木材)を構成するが遷移温度以下では繊維重量の10
なし、し14%が可溶化炭水化物(例えばA、B及びC
)を構成することを示す。この重量(糖)損失はキシロ
ースとアラビノースの破壊により引起こされる。炭水化
物材料の重量の10%のこの損失は下記の調査により支
持され、即ち供給した木材(24600で処理した)は
マクサチーム(Ma細zMme)(市販のトリコデルマ
・ビリデ(Trichodermaviride)セル
ラーゼ)を用いて2組時間消化後33.8%の最終還元
糖値を有することが判明する一方すべての他の木材試料
(238℃以下で処理した)は42.8なし、し47.
4%の還元値を有した。試料Dはこの方法で試験しなか
つた。10000で州日2S04を用いて処理木材試料
を加水分解して化学的方法が加水分解での炭水化物放出
の速度と消化性を相関させるために使用できるかどうか
を決定した。
Analysis of the water-soluble extract shows that above the transition temperature only 2% and 3% of the fiber weight constitutes solubilized carbohydrates (e.g. D and fed wood), but below the transition temperature 10% of the fiber weight
None, 14% solubilized carbohydrates (e.g. A, B and C)
). This weight (sugar) loss is caused by the destruction of xylose and arabinose. This loss of 10% of the weight of carbohydrate material is supported by the study below, i.e. the supplied wood (treated with 24600) was treated with maxazyme (commercially available Trichodermaviride cellulase). It was found to have a final reducing sugar value of 33.8% after set time digestion while all other wood samples (treated below 238°C) were 42.8% and 47%.
It had a return value of 4%. Sample D was not tested in this manner. Treated wood samples were hydrolyzed using State Day 2S04 at 10,000 to determine whether chemical methods can be used to correlate digestibility with the rate of carbohydrate release upon hydrolysis.

この研究の結果を第2図に示し、ここで乾燥生成物(R
S)の重量により還元糖の重量%を分(TM)の消化性
時間に対してプロットする。第2図でグラフは下記のこ
とを示す: ×−一×は第W表の試料Aであり、 △‐−‐−△は第N表の試料Bであり、 ○心40は第W表の試料Cであり 十一−十は第W表の試料Dであり、そしてロー一口は第
W表で供給した木材(ポプラ)である。
The results of this study are shown in Figure 2, where the dried product (R
The weight percent of reducing sugars by weight of S) is plotted against the digestibility time in minutes (TM). In Figure 2, the graph shows the following: ×-1 × is sample A in Table W, △---△ is sample B in Table N, and ○ core 40 is in Table W. Sample C, 11-10, is sample D in Table W, and Low is the wood (poplar) supplied in Table W.

試料D及び供給した木材は他の三つの試料より僅かに近
い還元値を有し、多分その理由はこれらの二つの試料中
の五炭糖が分解されそして加水分解のために利用できな
いからである。最終還元値(2時間)と健放出の速度に
おける差は大体等量のセルロースが各試料の木材繊維に
露出されること(即ち、酸に対する各繊維の接近性がす
べての試料に対して同一であること)を示す。セルロー
スの接近性が同一であるので、繊維の消化性は同一であ
るがセルロ−スフィブリルヘセルロース酵素の接近が酸
よりずっと限定されるのでこれは必ずしも当てはまらな
いことが予想される。結論1 高圧蒸気で木材チップの
処理はアセチル基の加水分解及び木材中に存在するへミ
セルロースの減成を生じて酢酸及びウロン酸を放出する
Sample D and the supplied wood have slightly closer reduction values than the other three samples, probably because the pentose in these two samples is degraded and unavailable for hydrolysis. . The difference in final reduction value (2 hours) and rate of healthy release is due to the fact that roughly equal amounts of cellulose are exposed to the wood fibers of each sample (i.e., the accessibility of each fiber to the acid is the same for all samples). something). Since the accessibility of cellulose is the same, it is expected that the digestibility of the fibers will be the same, but this will not necessarily be the case since the accessibility of cellulose enzymes to cellulose fibrils is much more limited than acids. Conclusion 1 Treatment of wood chips with high pressure steam results in hydrolysis of acetyl groups and degradation of hemicellulose present in the wood, releasing acetic acid and uronic acid.

2 押出法による硬質木材チップの処理は木材料の18
ないし34重量%を熱水抽出可能に変える。
2 Processing of hard wood chips by extrusion method
Converts between 34% and 34% by weight into hot water extractable.

3 可溶化炭水化物材料が単量体及び二量体の形で存在
するようである。
3 Solubilized carbohydrate materials appear to exist in monomeric and dimeric forms.

4 約24000の温度が遷移温度であるようであり、
それ以上では五炭糖の実質上の分解が起る。
4 A temperature of about 24,000 ℃ appears to be the transition temperature,
Above that point, substantial decomposition of the pentose occurs.

5 この遷移温度以上で五炭糖の破壊は処理木材重量の
約10%だけ消化のため利用し得る糖の量を減ずる。
5 Above this transition temperature, destruction of pentose sugars reduces the amount of sugars available for digestion by about 10% of the weight of treated wood.

6 破砕した繊維の表面上に“露出した”セルロースの
部分は試験したすべての試料で大体同じであるようであ
る。
6 The portion of cellulose "exposed" on the surface of the crushed fibers appears to be roughly the same for all samples tested.

処理した木材チップの酵素消化性の特性 下記の第V表は生成物の水性懸濁液のトリコデルマ・ビ
リデセルラーゼにより酵素消化性の測定の結果を示す。
Enzyme Digestibility Characteristics of Treated Wood Chips Table V below shows the results of enzymatic digestibility measurements with Trichoderma viride cellulase of aqueous suspensions of the products.

第V表★これらの試料を2回試験した 酵素消化条件:水性懸濁液1容量% パルプコンシステンシー:水性懸濁液0.弦容量%水性
懸濁液のpH:5.0水性懸濁液の温度:3000 インキュべ−ション:連続混合 時間 2岬寺間(1時間) 第3図は第V表に示す結果に基づきかつリグノセルロー
スが押出された温度(℃)に対してプロットした、例え
ばグルコースのような得られた還元材料の乾燥生成物の
重量%を示す。
Table V★ Enzyme digestion conditions for which these samples were tested twice: Aqueous suspension 1% by volume Pulp consistency: Aqueous suspension 0. String volume % pH of aqueous suspension: 5.0 Temperature of aqueous suspension: 3000 Incubation: Continuous mixing time 2 Misakitera (1 hour) Figure 3 is based on the results shown in Table V and Figure 2 shows the dry product weight percent of the resulting reduced material, such as glucose, plotted against the temperature (°C) at which the lignocellulose was extruded.

第3図ではグラフは下記のことを示す: −・一消化後 州〜消化のみによる −×一消化前 第4図は第V表に示す結果に基づきかつリグ/セルロー
ス性材料が押出された温度に対してプロット酵素消化後
の任意単位で糠舎量を示す(SC)。
In Figure 3, the graph shows: - After one digestion ~ By digestion only - × Before one digestion Figure 4 is based on the results shown in Table V and the temperature at which the rig/cellulosic material was extruded. The amount of bran bran is shown in arbitrary units after enzyme digestion, plotted against (SC).

第4図ではグラーンは下記のことを示す:−・一へキソ
−ス −−−ペントース 第3図及び第4図はへキソースの収量はリグノセルロー
ス性材料が押出される温度により影響されないままであ
り、一方ペントースの収量は240℃以上の温度でゼロ
の方へ急速に低下し始めることを示す。
In Figure 4, Grahn shows that: - Monohexose - Pentose Figures 3 and 4 show that the yield of hexose remains unaffected by the temperature at which the lignocellulosic material is extruded. , whereas the pentose yield begins to rapidly decrease towards zero at temperatures above 240°C.

これらの結果は前記の試験に示した結果と十分によく比
較する。第V表では、試験Fは示した両方の温度で二重
処理し、そしてこれは更に消化性を改良した。
These results compare well with those shown in the tests described above. In Table V, Run F was double treated at both temperatures indicated and this further improved digestibility.

試験により0.8平方インチのオリフィス断面積を有す
るダイスは十分に作用することが判った。ダイスオリフ
ィスの形状は重要ではないが、星形オリフィスは断面積
に大きな境界を与え、このため多量の機械的変形がリグ
ニン、ヘミセルロース及びセルロースの間の架橋の良好
な破砕と共に起こることが判った。好適な温度は200
なし、し2340○、特に23400である。
Tests have shown that a die with an orifice cross-sectional area of 0.8 square inches works well. Although the shape of the die orifice is not critical, it was found that the star-shaped orifice gives a large boundary to the cross-sectional area, so that a large amount of mechanical deformation occurs with good disruption of the cross-links between lignin, hemicellulose and cellulose. The preferred temperature is 200
None, 2340○, especially 23400.

下記の形態学的分析を処理したポプラ木材及び大麦の茎
で行なった。
The following morphological analyzes were performed on treated poplar wood and barley stalks.

−その構造を保ちながら試料の含水量を測定する凍結乾
燥。
- Freeze-drying to determine the water content of the sample while preserving its structure.

−凍結乾燥した生成物の光学顕微鏡観察。- Light microscopy observation of the lyophilized product.

−2独特間沸騰水抽出。-2 Unique boiling water extraction.

ーオリジナル生成物、凍結乾燥生成物及び抽出残澄のX
線によるステレオタイプ回折。
-X of the original product, lyophilized product and extraction residue
Stereotype diffraction by lines.

一走査電子顕微鏡による凍結乾燥謙吉果物の観察。Observation of freeze-dried Kenkichi fruit using a scanning electron microscope.

1 凍結乾燥 試 料 含水量 ポプラ木材 48母重量% 大麦の茎 45.箱重量% 凍結乾燥後に、二つの試料の各々の暗褐色が輝きかつ帯
灰色反射を示す。
1 Freeze-dried sample Moisture content Poplar wood 48 Mother weight% Barley stem 45. Box Weight % After freeze-drying, each of the two samples exhibits a dark brown color and a greyish reflection.

強くかつ酸性の匂いが炭化した糖及び炭水化物の特徴で
ある。
A strong and acidic odor is characteristic of carbonized sugars and carbohydrates.

2 凍結乾燥試料の光学顕微鏡観察 セルロースの繊維状構造が認知し得るが、この繊維は明
確に仕込まれている。
2 Optical microscope observation of freeze-dried sample The fibrous structure of cellulose can be recognized, but the fibers are clearly incorporated.

この繊維は線状又は処理中割れるようである:これらの
特徴(ルーメン、パンクチユエーション)はなお可視で
ある。木材導管の存在により、使用した木材の葉状性質
が可能である。3 日20、10000、2独特間で抽
出24時間100℃で水還流下で、ソックスレー管の助
けでこの抽出を行なった。
The fibers appear to be linear or break during processing: these features (lumens, punctuation) are still visible. The presence of wood conduits allows for the foliate nature of the wood used. This extraction was carried out with the help of a Soxhlet tube under water reflux at 100° C. for 24 hours.

実際に2独特間後に、最後のサイクルで抽出溶液が透明
であるので抽出が全部のようである。ポプラ木材 3
0.0%抽出した 大麦の茎 36.8%抽出した 言主:試料の特徴の匂いは抽出残留物で少〈なるが、色
彩が同一であるようである。
In fact, after 2 unique moments, it appears that the extraction is complete since the extraction solution is clear in the last cycle. poplar wood 3
0.0% extracted barley stem 36.8% extracted sample: The characteristic odor of the sample is reduced by the extraction residue, but the color appears to be the same.

炭水化物及びリグニンの弱い鎖は溶液の中へ送られるが
、残留物は10000で水にずっと多くのリグニン、不
溶物を含有する。要約すると: 残留物=セルロース+へミセルロースの長鎖十リグニン
抽出物=へミセルロース加水分解からの炭水化物+既に
炭化した糖十僅かな痕跡のリグニン冷間抽出溶液は着色
しているが、また大きな百分率の非熔解材料を含有する
The weak chains of carbohydrates and lignin pass into solution, but the residue contains much more lignin, insoluble in water, at 10,000. To summarize: Residue = cellulose + long chains of hemicellulose 1 Lignin extract = carbohydrates from hemicellulose hydrolysis + already carbonized sugars 1 slight trace of lignin The cold extraction solution is colored, but also Contains a large percentage of non-melting material.

4 X線分析 セルロースは粗生成物、凍結乾燥生成物及び抽出残留物
に結晶形で見られる。
4 X-ray analysis Cellulose is found in crystalline form in the crude product, lyophilized product and extraction residue.

これは長セルロース鎖の存在を確認する(持続した処理
後に多少切り込んだ繊維の形で)。処理したポプラ木材
と大麦の茎の試料間に顕著な差はなかった。
This confirms the presence of long cellulose chains (in the form of somewhat incised fibers after sustained treatment). There were no significant differences between the treated poplar wood and barley stalk samples.

5 走査電子顕微鏡 第5なし、し第8図では第V表の凍結乾燥生成物の電子
顕微鏡写真が示され、かつこれは:供給した木材(×1
350)、供給した木材(×2640)、供給した茎(
×6380)及び供給した茎(×2760)を各々示す
5 Scanning Electron Microscope No. 5 No. 8 In FIG.
350), supplied wood (x2640), supplied stem (
×6380) and the supplied stem (×2760) are shown, respectively.

これらの写真はQ−セルロースマイクロフィブリルの高
い接近性、並びに材料を通して展開したりグニンの球に
より示される、リグニン分離の程度を示す。凍結乾燥試
料の各々の第5ないし第8図から、縦に引裂かれた繊維
フラグメントが可視であることが観察される。
These photographs show the high accessibility of Q-cellulose microfibrils as well as the extent of lignin separation, as indicated by spheres of gunin spreading through the material. It is observed from Figures 5 to 8 of each of the lyophilized samples that longitudinally torn fiber fragments are visible.

球状粒子、多分リグニンが繊維から追い出されそして処
理中、小滴として放出されている。形態学的分析からの
結論 “引裂き”及び二次壁の開裂による繊維のより大きな接
近性は処理した材料で生ずる増大した酵素接近性を説明
する。
Spherical particles, probably lignin, are expelled from the fibers and released as droplets during processing. Conclusions from the morphological analysis Greater accessibility of the fibers due to "tearing" and cleavage of the secondary walls explains the increased enzyme accessibility occurring in the treated material.

実際に、繊維の比表面積は明らかに増大する(壁開裂)
。この開裂は中葉の破裂によるようである:リグニンが
次に追い出され、これによって壁から解離する。
In fact, the specific surface area of the fiber increases obviously (wall cleavage)
. This cleavage appears to be due to the rupture of the middle leaf: the lignin is then expelled and thereby dissociates from the wall.

他方、ミクロ繊維レベルでは、セルロース結晶性はX線
回折分析から推論されるように保存される。
On the other hand, at the microfiber level, cellulose crystallinity is preserved as inferred from X-ray diffraction analysis.

エチルアルコールを使用して処理ポプラ木材及び大麦の
茎からリグニンの漂白の容易性を調査しかつこの抽出の
リグニン収量を測定するため別の試験を行なった。
Separate tests were conducted to investigate the ease of bleaching lignin from treated poplar wood and barley stalks using ethyl alcohol and to determine the lignin yield of this extraction.

第9図に示すように、処理した湿性ポプラ木材(合水量
55重量%)、(WAPと称す)を2部分に等しく分け
た。
As shown in FIG. 9, treated wet poplar wood (55% by weight combined water content), (referred to as WAP), was equally divided into two parts.

室温で95%エタノールを用いて各部分を3回抽出した
(メタノールをまた他の関連の溶媒と同様に使用できる
)。空気作動羽根車を有するプラスチック容器で混合物
を連続的にかきまぜた。抽出時間及び使用したエタノー
ルの容量は下記の通りであった:第1回抽出:12そ、
0.虫時間 第2回抽出:12夕、2時間 第3回抽出:7夕、2時間 F,で示す階色アルコール抽出物(画分No.1)は緑
性アルコール可溶物の形でありかつろ過し、Cで示す遠
D分離で分離し、そして次に濃黒色溶液にまで濃縮した
Each portion was extracted three times with 95% ethanol at room temperature (methanol can also be used as well as other relevant solvents). The mixture was continuously stirred in a plastic container with an air-operated impeller. The extraction time and the volume of ethanol used were as follows: 1st extraction: 12 so;
0. Second extraction time: 12 evenings, 2 hours Third extraction: 7 evenings, 2 hours It was filtered, separated by far-D separation, denoted C, and then concentrated to a deep black solution.

遠心分離の瓶から沈降物を新しいエタノールで洗浄しそ
して分離漏斗でベンゼン約500の【で抽出した。F6
で示す緑色脂肪(画分No.6)をベンゼン層から得て
、F7で示す灰色粉末(画分No.7)を濃縮で水層か
ら得た。アセトン約3とをフラスコ中で渦巻させた濃縮
アルコール抽出物に徐々に添加した。この混合物を夜通
し放置し、次にろ過してF2で示す湿性のアセトン不溶
性沈殿物(画分No.2)を得た。このアセトンろ液を
約1そまで濃縮し、水14そに徐徐に添加しそしてプラ
スチック容器中でかきまぜた。F3で示す水不溶性沈殿
物(画分No.3)をろ別し、全部で5その石油エーテ
ルで2回抽出してF8で示すづ・さなろう(画分No.
8)を生じた。この水溶液を約1.5夕にまで蒸発しそ
してエチルアセテート2そで2回抽出してF5で示すエ
チルアセテート可溶性画分(画分No.5)及びF4で
示す水に残る画分(画分No.4)を得た。最初に、湿
性ポプラ木材生成物(WAP)の湿性重量は3.252
夕であり、そして炉乾燥重量は1.463夕であった。
The sediment from the centrifuge bottle was washed with fresh ethanol and extracted with approximately 500 g of benzene in a separatory funnel. F6
A green fat (fraction No. 6) designated by F7 was obtained from the benzene layer, and a gray powder designated F7 (fraction No. 7) was obtained from the aqueous layer by concentration. Approximately 3 g of acetone was slowly added to the concentrated alcoholic extract that was swirled in the flask. The mixture was left overnight and then filtered to yield a wet acetone-insoluble precipitate designated F2 (Fraction No. 2). The acetone filtrate was concentrated to about 1 ml, slowly added to 14 ml of water, and stirred in a plastic container. The water-insoluble precipitate designated as F3 (Fraction No. 3) was filtered and extracted twice with petroleum ether, designated as F8 (Fraction No. 3).
8) was produced. The aqueous solution was evaporated for about 1.5 minutes and extracted twice with ethyl acetate to obtain an ethyl acetate soluble fraction (Fraction No. 5) designated F5 and a fraction remaining in water (Fraction No. 5) designated F4. No. 4) was obtained. Initially, the wet weight of wet poplar wood product (WAP) is 3.252
The oven dry weight was 1.463 mm.

下記の第の表は第9図に関して記載した方法から得られ
た各画分に関して言王を示す。
The table below shows the weight for each fraction obtained from the method described with respect to FIG.

第の表 第10図にWBSPで示した処理湿性大麦茎に対して同
様な浸出工程を行なった。
A similar leaching process was carried out on the treated wet barley stalks designated WBSP in Table 10, Figure 10.

第10図では第9図におけるように同一の画分を同一の
参照数字で示しそして前記の記載は一般にこれらを説明
しかついかにこれらが得られたか依存される。
In FIG. 10 the same fractions are designated with the same reference numerals as in FIG. 9 and the foregoing description generally describes them and depends on how they were obtained.

湿性大麦生成物の初期綱性重量は137.4夕でありか
つ炉乾燥重量は88.97夕であった。
The initial string weight of the wet barley product was 137.4 mm and the oven dry weight was 88.97 mm.

この初期抽出は各段階で95%エタノールl000の‘
を使用する2段階であった。画分No.1(F,)の濃
縮アルコール抽出物を殆ど乾燥まで濃縮しかつァセトン
を画分No.2(F2)に対して添加した。
This initial extraction was carried out in 1000' of 95% ethanol at each stage.
It was a two-step process using . Fraction no. The concentrated alcoholic extract of 1(F,) was concentrated to almost dryness and the acetone was added to fraction no. 2 (F2).

画分No.2(F2)のアセトンろ液を約120の上ま
で濃縮し、沈殿させそして水1.8そへ添加した。
Fraction no. The acetone filtrate of F2 was concentrated to above about 120 ml, precipitated and added to 1.8 ml of water.

このエチルアセテート可溶性画分No.5(F5)をエ
チルアセテートで2回抽出した。下記の第皿表は第10
図に関して記載した方法で得られた各画分に言王を与え
る。
This ethyl acetate soluble fraction No. 5 (F5) was extracted twice with ethyl acetate. The table below shows the 10th plate.
Each fraction obtained in the manner described for the figure is given a weight.

第肌表 リグニンは多分画分1、2及び4にごく少量で存在する
Skin surface lignin is probably present in fractions 1, 2 and 4 in very small amounts.

これらの画分の赤外線スペクトルは炭水化物富有材料の
吸収特性を有した。画分3及び4はリグニンが官有であ
った。大麦茎に対する画分3のクラソン(K1asou
)リグニン含量は929.9重量%であり、そしてWA
Pに対して93.1%であった。これらの画分は天然の
リグニンの赤外線吸収特性を有した。破裂した材料のリ
グニン舎量の非常に大きな部分はエチルアルコールで容
易に抽出できることが結論される。セル。ースとへミセ
ルロースからリグニンの解離は多分本発明による解重合
リグニンの方法によって引起こされる。エタノールとア
セトンはこの簡単な抽出で容易に回収できるので、リグ
ニンを得る非常に有効な方法が供される。この方法によ
り、例えば、木材及び茎の処理の後に、リグニンはリグ
ニン炭水化物複合体(LCC)から解離する。
The infrared spectra of these fractions had absorption characteristics of carbohydrate-rich materials. Fractions 3 and 4 were lignin-owned. Fraction 3 Klason (K1asou) on barley stalks
) The lignin content is 929.9% by weight, and the WA
It was 93.1% with respect to P. These fractions had the infrared absorption properties of natural lignin. It is concluded that a very large part of the lignin content of the ruptured material can be easily extracted with ethyl alcohol. cell. The dissociation of lignin from hemicellulose and hemicellulose is probably caused by the method of depolymerizing lignin according to the invention. Ethanol and acetone can be easily recovered with this simple extraction, providing a very effective method of obtaining lignin. By this method, lignin is dissociated from lignin carbohydrate complexes (LCC), for example after treatment of wood and stems.

別の試験を行なってこの天然のリグニンの殆とがアセト
ンで容易に抽出できることを示した。この試験では、A
Wで示した処理湿性ポプラ木材(水分55.4%、炉乾
燥重量31.44夕)70.5夕を500の上ビ−カー
中にアセトンで3回抽出した。
Separate tests were performed to show that most of this natural lignin can be easily extracted with acetone. In this test, A
70.5 hours of treated wet poplar wood (55.4% moisture, oven dry weight 31.44 hours) designated W was extracted three times with acetone into a 500 mm top beaker.

各抽出でアセトン約250の‘を使用した。約5分間ガ
ラス棒でこの混合物をかきまぜ、次にろ過した。第三回
の抽出物は色彩が透明かつ明るかった。抽出物を配合し
かつ回転蒸発器で約160の‘に濃縮した。かくして、
アセトン不溶物(山)が得られそして画分1(F,)で
アセトン可溶物(AS)が得られた。蒸発の末期近くで
、リグニン懸濁液が凝集しかつ粘着性塊まりを形成する
ことを引起こす溶液の過熱を避けるように注意した。濃
縮した抽出物を冷水(1000)1夕へ徐々に注入しそ
して容器中でかさまぜた。次に緩流ろ紙を通してこのリ
グニン水温合物をろ過し、室温で乾燥し、そして水不溶
性沈殿物(WIP)Q乾燥リグニン富有粉末6.55夕
が画分2(F2)で得られた。これは水可溶物(WS)
として水中に残る画分3(F3)を離れる全乾燥材料の
20.8%を示す。BSで示す処理大麦茎を用いて同様
な抽出を行なった。
Approximately 250' of acetone was used in each extraction. The mixture was stirred with a glass rod for approximately 5 minutes and then filtered. The third extract was clear and bright in color. The extracts were combined and concentrated on a rotary evaporator to approximately 160'. Thus,
An acetone insoluble material (mountain) was obtained and an acetone soluble material (AS) was obtained in fraction 1 (F,). Care was taken to avoid overheating the solution near the end of evaporation which would cause the lignin suspension to coagulate and form sticky clumps. The concentrated extract was slowly poured into cold water (1000) overnight and stirred in a container. The lignin wet mixture was then filtered through slow-flow filter paper, dried at room temperature, and 6.55 kg of water-insoluble precipitate (WIP) Q dry lignin-rich powder was obtained in fraction 2 (F2). This is water soluble (WS)
represents 20.8% of the total dry material leaving fraction 3 (F3) remaining in water. A similar extraction was performed using treated barley stalks designated BS.

総計1050肌‘で3回湿性破裂BS97.0夕(水分
50.0%、炉乾燥重量48.5夕)を抽出した。この
抽出物を約200机に濃縮しそして徐々に冷水に徐々に
注入した。乾燥リグニン富有粉末7.2夕が得られ、こ
れは全乾燥材料の約14.8%であった。混合物が粘着
性すぎてかきまぜられないことがないように溶媒容量対
材料重量の比率を任意に選択する。
A total of 1050 skins were extracted three times with a wet burst BS of 97.0 mm (moisture 50.0%, oven dry weight 48.5 mm). The extract was concentrated to about 200 mg and slowly poured into cold water. 7.2 kg of dry lignin-rich powder was obtained, which was approximately 14.8% of the total dry material. The ratio of solvent volume to material weight is chosen arbitrarily so that the mixture is not too sticky to stir.

DM約12夕/液体混合物100地の濃度がガラス榛で
かさまぜるために多分十分に希薄である。抽出したりグ
ニンはアセトン中で極めて可溶性でありかつ浸出が迅速
であるので、非常に大きな工程効率が予想されよう。し
かしながら、アセトン抽出に対する平衡データが溶媒量
の要件及び段階数を決定するために必要である。破裂し
た材料中に水の存在の故に、若干の低分子量へミセルロ
ースがまた浸出される。他のずっと少量のろつ、フェノ
ール樹脂及び抽出物がまた抽出された。(AWのみに)
はリグニン富有部分に留まりかつ全村料の1%以下を示
した。第11図はAW及び茂の浸出シークェンスを示す
。下記の第肌表は各画分の量を示しそしてこれらに関し
て註を加える。
The concentration of DM about 12/100 ml is probably dilute enough to stir in the glass. Since the extracted gunins are highly soluble in acetone and leaching is rapid, very large process efficiencies would be expected. However, equilibrium data for the acetone extraction is needed to determine solvent volume requirements and number of stages. Due to the presence of water in the ruptured material, some low molecular weight hemicellulose is also leached out. Much smaller amounts of other waxes, phenolic resins and extractives were also extracted. (AW only)
remained in the lignin-rich area and accounted for less than 1% of the total village fee. Figure 11 shows the leaching sequence of AW and Shigeru. The table below shows the amounts of each fraction and adds notes regarding these.

第皿表 リグニン富有画分のクラソンリグニン測定はリグニン富
有画分が約93%リグニンを含有することを示した。
Klason lignin measurements of the top lignin-rich fraction showed that the lignin-rich fraction contained about 93% lignin.

それ故にアセトンを用いた、本発明により処理した、木
材及び茎の浸出から90%リグニン収量の最小値を期待
できる。溶媒は熱を殆ど必要とせず容易に回収でき、こ
れはこの方法を更に魅力的にする。別の利点はアセトン
で抽出された材料が殆どリグニンを含まず、それ故に発
酵基質又は供給源料としての価値が増大することにある
。第12図は例えば処理した木材及び茎からリグニンの
アセトン抽出の単純化略示ダイヤグラムを示す。第12
図では、処理材料Mが抽出器ESへ供給され、そして新
しいアセトン(エタノール又はメタノール)がタンクT
へ供給される。
A minimum of 90% lignin yield can therefore be expected from the leaching of wood and stems treated according to the invention with acetone. The solvent can be easily recovered with little heat requirement, which makes this method even more attractive. Another advantage is that the acetone-extracted material is largely lignin-free, thus increasing its value as a fermentation substrate or source material. FIG. 12 shows a simplified schematic diagram of the acetone extraction of lignin from, for example, treated wood and stems. 12th
In the figure, processing material M is fed to extractor ES and fresh acetone (ethanol or methanol) is fed to tank T.
supplied to

タンクTからアセトンは抽出器ESへ連続的に供給され
そこから第一蒸発器EVIへオーバーフローし、一方抽
出器ESから下方流が第一フィルターFIへ流れる。第
一フィルターFIからろ液は第一蒸発器EVIへ送られ
、一方第一フィルターFIからの残酒は乾燥器Dで乾燥
されて炭水化物富有固体SIを生ずる。第一蒸発器EV
I及び乾燥器Dからの回収アセトンをタンクTへ戻す。
第一蒸発器EVIからの残澄を沈殿器Pで水Wと混合す
る。沈殿器Pからの混合物を第二フィルターF3へ送り
、そこから>90%純度のろ過したりグニンFLが得ら
れる。第二フィルターF2からの残澄が第二蒸発器EV
2へ送られ、そこで炭水化物富有溶液がS2が得られ、
一方そこから蒸発生成物が蒸留ユニットDUへ送られ、
そこからW2はアセトンから分離させそしてアセトンを
タンクTへ戻す。処理材料から溶媒抽出により本発明に
従って製造したりグニンが熱的に可塑化できそしてリグ
ニンフィラメントとして押出され、そしてこのリグニン
フィラメントが熱の存在で炭化して炭素繊維を形成でき
る。
From the tank T, acetone is continuously fed to the extractor ES and from there overflows to the first evaporator EVI, while from the extractor ES a downward stream flows to the first filter FI. The filtrate from the first filter FI is sent to the first evaporator EVI, while the residue from the first filter FI is dried in the dryer D to yield the carbohydrate-rich solid SI. First evaporator EV
The recovered acetone from I and dryer D is returned to tank T.
The retentate from the first evaporator EVI is mixed with water W in the settler P. The mixture from precipitator P is sent to a second filter F3, from which filtered gunin FL of >90% purity is obtained. The residual liquid from the second filter F2 is transferred to the second evaporator EV.
2, where the carbohydrate-rich solution is obtained S2,
Meanwhile, from there the evaporated product is sent to the distillation unit DU,
From there W2 is separated from the acetone and the acetone is returned to tank T. Gnin produced according to the invention by solvent extraction from treated materials can be thermally plasticized and extruded as lignin filaments, which can be carbonized in the presence of heat to form carbon fibers.

この方法で製造した炭素フィラメントが例えば空気又は
水ろ過で使用できる。
Carbon filaments produced in this way can be used, for example, in air or water filtration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は押出ダイス出口を有する圧力容器の側断面図で
あり、そしてこれは本発明を確認するため使用した。 第2図はこの押出法により製造した生成物から加水分解
により還元糖が放出される速度を示すグラフである。第
3図はリグノセルロース性材料が押出される異なる温度
により製造したグルコースのような還元性物質の酵素消
化性のグラフである。第4図はリグノセルロース性材料
が押出される異なる温度により製造した糖内容物の酵素
消化性のグラフである。第5図ないし第8図は第1図に
示す装置を使用して製造した本発明による生成物の走査
電子顕微鏡写真である。第9図は処理したポプラ木材か
らリグニンの溶媒抽出に対するフローダイヤグラムであ
る。第10図は処理した大麦の茎からリグニンの溶媒抽
出に対するフローダイヤグラムである。第11図は溶媒
としてアセトンを使用して処理ポプラ木材は大麦の茎か
らリグニンの溶媒抽出に対するフローダイヤグラムであ
る。第12図は例えば処理した木材又は茎からリグニン
のアセトン抽出のフローダイヤグラムである。多′図 多2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 汐9図 多〃図 菊′018 弟艦12
FIG. 1 is a side cross-sectional view of a pressure vessel with an extrusion die outlet, which was used to confirm the invention. FIG. 2 is a graph showing the rate at which reducing sugars are released by hydrolysis from the product produced by this extrusion method. FIG. 3 is a graph of the enzymatic digestibility of reducing substances such as glucose produced by different temperatures at which the lignocellulosic material was extruded. FIG. 4 is a graph of the enzymatic digestibility of the sugar content produced by different temperatures at which the lignocellulosic material was extruded. 5-8 are scanning electron micrographs of products according to the invention produced using the apparatus shown in FIG. FIG. 9 is a flow diagram for solvent extraction of lignin from treated poplar wood. FIG. 10 is a flow diagram for solvent extraction of lignin from treated barley stalks. FIG. 11 is a flow diagram for the solvent extraction of lignin from treated poplar wood and barley stalks using acetone as the solvent. FIG. 12 is a flow diagram for the acetone extraction of lignin from, for example, treated wood or stems. Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 リグノセルロース性材料の処理方法において、(a
)閉鎖した押出ダイス出口を有する圧力容器に粉砕した
形のリグノセルロース性材料を詰め、(b)60秒以内
に185〜240℃の範囲内の温度にリグノセルロース
性材料を導くように、少なくとも500psiの蒸気を
圧力容器に迅速に充填してリグノセルロース性材料を可
塑化し、そして(c)リグノセルロース性材料が可塑化
状態になると直ちに、押出ダイス出口を開き、大気へ押
出ダイス出口を通して圧力容器から可塑化状態のリグノ
セルロース性材料を瞬間的に押出し、それによりリグニ
ンがセルロースとヘミセロースとから分離可能に変えら
れた前記材料を粒状形で押出ダイスから放出することよ
りなる、リグノセルロース性材料中のセルロースとヘミ
セルロースからリグニンを分離可能に変える方法。 2 リグノセルロース性材料が衝突表面の上に押出され
る特許請求の範囲1による方法。 3 45秒以内に200〜238℃の範囲内の温度にリ
グノセルロース性材料を導くように圧力容器に蒸気を迅
速に充填する特許請求の範囲1による方法。 4 45秒以内に234℃の温度にリグノセルロース性
材料を導くように圧力容器に蒸気を迅速に充填する特許
請求の範囲1による方法。 5 段階(b)及び(c)で最初に処理された温度より
も高くない温度で、リグノセルロース性材料について段
階(a)ないし(c)が少くとも一回以上繰返される特
許請求の範囲1による方法。 6 リグノセルロース性材料の処理方法において、(a
)閉鎖した押出ダイス出口を有する圧力容器に粉砕した
形のリグノセルロース性材料を詰め、(b)60秒以内
に185〜240℃の範囲内の温度にリグノセルロース
性材料を導くように、少くとも500psiの蒸気を圧
力容器に迅速に充填しているリグノセルロース性材料を
可塑化し、(c)リグノセルロース性材料が可塑化状態
になると直ちに、押出ダイス出口を開き、大気へ押出ダ
イス出口を通して圧力容器から可塑化状態のリグノセル
ロース性材料を瞬間的に押出し、それによりリグニンが
セルロースとヘミセルロースとから分離可能に変えられ
た前記材料を粒状形で押出ダイスから放出し、そして(
d)押出ダイスから放出された粒状材料からリグニンを
溶剤抽出する方法。 7 リグニンがエタノール、メタノール及びアセトンか
らなる群から選択した溶剤により溶剤抽出される特許請
求の範囲6による方法。 8 アセトンによるリグニン抽出の前にアルコールによ
り湿性アルコール不溶物が粒状材料から分離される特許
請求の範囲7による方法。 9 リグニン抽出後に湿性有機溶剤不溶物がろ過により
リグニン溶媒から分離される特許請求の範囲6による方
法。 10 リグニンが溶剤抽出される前に水可溶物が水によ
り粒状材料から抽出される特許請求の範囲6による方法
。 11 リグニンが溶剤抽出された後に水可溶物が水によ
り前記の粒状材料から抽出される特許請求の範囲6によ
る方法。 12 抽出されたリグニンが実質上1〜10ミクロンの
範囲内の粒子を有する粒状形であり、93重量%のオー
ダーの純度を有し、容易に化学反応性であり、熱可塑性
であり、そしていわゆる天然のリグニンのものに近い赤
外線スペクトルを有する特許請求の範囲6による方法。 13 リグノセルロース性材料の処理方法において、(
a)粉砕した形のリグノセルロース性材料を熱水により
加水分解しヘミセルロースを抽出し、(b)閉鎖した押
出ダイス出口を有する圧力容器に粉砕した形のリグノセ
ルロース性材料を詰め、(c)60秒以内に185〜2
40℃の範囲内の温度にリグノセルロース性材料を導く
ように、少くとも500psiの蒸気を圧力容器に迅速
に充填してリグノセルロース性材料を可塑化し、そして
(d)リグノセルロース性材料が可塑化状態になると直
ちに、押出ダイス出口を開き、大気へ押出ダイス出口を
通して圧力容器から可塑化状態のリグノセルロース性材
料を瞬間的に押出し、それによりリグニンがセルロース
とヘミセルロースとから分離可能に変えられた前記材料
を粒状形で押出ダイスから放出することよりなる、リグ
ノセルロース性材料中のセルロースとヘミセルロースか
らリグニンを分離可能に変える方法。 14 リグノセルロース性材料が木材でありそして圧力
容器に600〜700psiの範囲内の圧力で蒸気を迅
速に充填する特許請求の範囲1による方法。 15 リグノセルロース性材料が木材でありそして圧力
容器に650psiの付近の圧力で蒸気を迅速に充填す
る特許請求の範囲1による方法。 16 リグノセルロース性材料が一年生バイオマスであ
りそして圧力容器に500〜600psiの範囲内の圧
力で蒸気を迅速に充填する特許請求の範囲1による方法
。 17 リグノセルロース性材料が一年生バイオマスであ
り、そして圧力容器に550psiの付近の圧力で蒸気
を迅速に充填する特許請求の範囲1による方法。 18 粉砕形のリグノセルロース性材料を圧力容器に詰
める時に水で湿めらせる特許請求の範囲1による方法。 19 微粉形のリグノセルロース性材料を圧力容器に詰
める時に繊維飽和の状態に水で湿めらせる特許請求の範
囲18による方法。20 リグノセルロース性材料が一
年生植物材料であり、圧力容器に550psiの付近の
圧力で蒸気を迅速に充填し、約40秒後に蒸気圧がより
高圧に迅速に増加されそして前記の高圧を得ると直ちに
材料が押出しのため放出される特許請求の範囲1による
方法。 21 リグノセルロース性材料が木材であり、圧力容器
に650psiの付近の圧力で蒸気を迅速に充填し、約
40秒後に蒸気圧がより高圧に迅速に増加されそして前
記の高圧を得ると直ちに材料が押出しのために放出され
る特許請求の範囲1による方法。 22 リグノセルロース性材料の処理方法において、(
a)閉鎖した押出ダイス出口を有する圧力容器に粉砕し
た形のリグノセルロース性材料を詰め、(b)60秒以
内に185〜240℃の範囲内の温度にリグノセルロー
ス性材料を導くように、少くとも500psiの蒸気を
圧力容器に迅速に充填してリグノセルロース性材料を可
塑化し、(c)リグノセルロース性材料が可塑化状態に
なると直ちに、押出ダイス出口を開き、大気へ押出ダイ
ス出口を通して圧力容器から可塑化状態のリグノセルロ
ース性材料を瞬間的に押出し、それによりリグニンがセ
ルロースとヘミセルロースとから分離可能に変えられた
前記材料を粒状形で押出ダイスから放出し、そして(d
)押出ダイスから放出された粒状材料を水で処理してヘ
ミセルロースを抽出し、有機溶剤で処理してリグニンを
抽出し、そしてセルロース溶剤で処理してセルロースを
抽出する方法。
[Claims] 1. A method for treating lignocellulosic material, comprising: (a)
a) packing the lignocellulosic material in ground form into a pressure vessel with a closed extrusion die outlet; (c) as soon as the lignocellulosic material is in a plasticized state, open the extrusion die outlet and release steam from the pressure vessel through the extrusion die outlet to the atmosphere; in a lignocellulosic material, comprising momentarily extruding a lignocellulosic material in a plasticized state, whereby said material, in which the lignin has been separably altered from cellulose and hemicellose, is discharged from an extrusion die in granular form. A method for separably converting lignin from cellulose and hemicellulose. 2. A method according to claim 1, in which a lignocellulosic material is extruded onto the impingement surface. 3. A method according to claim 1, in which the pressure vessel is rapidly filled with steam so as to bring the lignocellulosic material to a temperature in the range of 200-238C within 45 seconds. 4. Process according to claim 1, in which the pressure vessel is rapidly filled with steam so as to bring the lignocellulosic material to a temperature of 234° C. within 45 seconds. 5. According to claim 1, steps (a) to (c) are repeated at least once or more on the lignocellulosic material at a temperature not higher than that at which it was initially treated in steps (b) and (c). Method. 6 In the method for treating lignocellulosic material, (a
) packing the lignocellulosic material in ground form into a pressure vessel having a closed extrusion die outlet; (b) at least (c) As soon as the lignocellulosic material is in a plasticized state, open the extrusion die outlet and release the pressure vessel through the extrusion die outlet to the atmosphere; extrusion of a lignocellulosic material in a plasticized state, whereby said material in which the lignin has been releasably converted from cellulose and hemicellulose, is discharged from an extrusion die in granular form, and (
d) A method for solvent extraction of lignin from the granular material released from an extrusion die. 7. A method according to claim 6, wherein the lignin is solvent extracted with a solvent selected from the group consisting of ethanol, methanol and acetone. 8. Process according to claim 7, in which wet alcohol insolubles are separated from the granular material with alcohol before the lignin extraction with acetone. 9. A method according to claim 6, wherein after the lignin extraction the wet organic solvent insolubles are separated from the lignin solvent by filtration. 10. A method according to claim 6, wherein water solubles are extracted from the granular material with water before the lignin is solvent extracted. 11. A method according to claim 6, wherein water solubles are extracted from the granular material with water after the lignin has been solvent extracted. 12 The extracted lignin is substantially in granular form with particles in the range of 1-10 microns, has a purity on the order of 93% by weight, is readily chemically reactive, thermoplastic, and has a so-called A method according to claim 6 having an infrared spectrum close to that of natural lignin. 13 In the method for treating lignocellulosic materials, (
a) hydrolyzing the lignocellulosic material in ground form with hot water to extract the hemicellulose; (b) packing the lignocellulosic material in ground form into a pressure vessel having a closed extrusion die outlet; (c) 185~2 within seconds
(d) plasticizing the lignocellulosic material by rapidly charging the pressure vessel with steam at least 500 psi to bring the lignocellulosic material to a temperature in the range of 40°C; As soon as the extrusion die outlet is opened and the plasticized lignocellulosic material is extruded from the pressure vessel through the extrusion die outlet to the atmosphere, the lignocellulosic material in the plasticized state is separably converted from cellulose and hemicellulose. A method for separably converting lignin from cellulose and hemicellulose in lignocellulosic materials, comprising expelling the materials from an extrusion die in granular form. 14. A method according to claim 1, wherein the lignocellulosic material is wood and the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure within the range of 600-700 psi. 15. A method according to claim 1, wherein the lignocellulosic material is wood and the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the vicinity of 650 psi. 16. A method according to claim 1, wherein the lignocellulosic material is annual biomass and the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the range of 500-600 psi. 17. The method according to claim 1, wherein the lignocellulosic material is annual biomass and the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the vicinity of 550 psi. 18. A method according to claim 1, in which the lignocellulosic material in pulverized form is moistened with water when it is packed into a pressure vessel. 19. A method according to claim 18, wherein the lignocellulosic material in fine powder form is moistened with water to saturate the fibers when it is packed into a pressure vessel. 20 The lignocellulosic material is an annual plant material, the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the vicinity of 550 psi, and after about 40 seconds the steam pressure is rapidly increased to a higher pressure and upon obtaining said high pressure A method according to claim 1, wherein the material is released for extrusion. 21 The lignocellulosic material is wood, the pressure vessel is rapidly filled with steam at a pressure in the vicinity of 650 psi, and after about 40 seconds the steam pressure is rapidly increased to a higher pressure and as soon as said high pressure is obtained the material is A method according to claim 1, which is discharged for extrusion. 22 In the method for treating lignocellulosic materials, (
a) filling a pressure vessel with a closed extrusion die outlet with the lignocellulosic material in ground form; (b) loading the lignocellulosic material in a small amount so as to bring the lignocellulosic material to a temperature within the range of 185-240°C within 60 seconds; (c) As soon as the lignocellulosic material is in a plasticized state, open the extrusion die outlet and release the pressure vessel through the extrusion die outlet to the atmosphere; (d
) The granular material released from the extrusion die is treated with water to extract the hemicellulose, treated with an organic solvent to extract the lignin, and treated with a cellulose solvent to extract the cellulose.
JP53083886A 1977-07-11 1978-07-10 Lignin separation method Expired JPS6033400B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB29026/77 1977-07-11
GB2902677 1977-07-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5419999A JPS5419999A (en) 1979-02-15
JPS6033400B2 true JPS6033400B2 (en) 1985-08-02

Family

ID=10285052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53083886A Expired JPS6033400B2 (en) 1977-07-11 1978-07-10 Lignin separation method

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS6033400B2 (en)
AR (1) AR214464A1 (en)
AU (1) AU521599B2 (en)
BR (1) BR7804468A (en)
CA (2) CA1096374A (en)
CS (1) CS226707B2 (en)
DE (1) DE2830476C2 (en)
FR (1) FR2397486A1 (en)
IN (1) IN149170B (en)
MX (1) MX5528E (en)
NZ (1) NZ187678A (en)
PL (1) PL116683B1 (en)
SE (1) SE443166B (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1198703A (en) * 1984-08-02 1985-12-31 Edward A. De Long Method of producing level off d p microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material
JPS61218590A (en) * 1985-03-22 1986-09-29 Jujo Paper Co Ltd Production of 2,6-bis(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-3,7-dioxabicyclo (3.3.0)octane
US4751034A (en) * 1986-03-14 1988-06-14 Delong Edward A Method of molding using dissociated lignocellulosic material and the product so produced
CA1230208A (en) * 1987-03-24 1987-12-15 Bohuslav V. Kokta Process for preparing pulp for paper making
FI875798A (en) * 1987-12-31 1989-07-01 Cultor Oy FODER OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DETSAMMA.
DK168562B1 (en) * 1988-06-01 1994-04-25 Atlas Ind As Process and plant for continuous hydrolysis of keratin-containing material
FI95921C (en) * 1988-06-13 1996-04-10 Tigney Technology Inc Pressing process in which disintegrated lignocellulosic materials are used and the product so produced
US5769934A (en) * 1997-01-15 1998-06-23 Fmc Corporation Method for producing microcrystalline cellulose
EP2520609A1 (en) 2005-07-19 2012-11-07 Inbicon A/S Method for continuous hydrothermal pretreatment of cellulosic material
DE102007057580A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Bühler AG Method for fractionation of lignocellulose containing raw material, involves breaking lignocellulose containing raw material into raw material particles
US8915644B2 (en) 2008-07-24 2014-12-23 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2650913C (en) 2009-01-23 2013-10-15 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638157C (en) 2008-07-24 2013-05-28 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638160C (en) 2008-07-24 2015-02-17 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638150C (en) 2008-07-24 2012-03-27 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638159C (en) 2008-07-24 2012-09-11 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
HUE025623T2 (en) 2009-03-03 2016-04-28 Poet Res Inc Method for fermentation of biomass for the production of ethanol
PT2430076E (en) * 2009-04-20 2014-09-10 Greenfield Ethanol Inc Pretreatment of lignocellulosic biomass through removal of inhibitory compounds
BRPI1009093A2 (en) 2009-08-24 2016-03-01 Abengoa Bioenergy New Technologies Inc "Method for pretreatment of the cellulosic biomass feedstock comprising cellulose, hemicellulose, and lignin".
EP3594354A1 (en) 2010-03-19 2020-01-15 Poet Research Incorporated Method for producing a fermentation product from biomass
US9034620B2 (en) 2010-03-19 2015-05-19 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
WO2012099967A1 (en) 2011-01-18 2012-07-26 Poet, Llc Systems and methods for hydrolysis of biomass
CA2840995A1 (en) 2011-07-07 2013-01-10 Poet Research Incorporated Systems and methods for acid recycle
BR102013006389A2 (en) 2012-08-01 2015-03-17 Cnpem Ct Nac De Pesquisa Em En E Materiais Process for simultaneous conversion of sugarcane bagasse using uhtst reactors
DK2897925T3 (en) * 2012-09-19 2017-07-17 Andritz Inc METHOD AND APPARATUS FOR SUPPLYING STEAM TO A STEAM EXPLOSION TREATMENT PROCESS
DE102016225827B4 (en) * 2016-12-21 2019-04-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Two-stage digestion process for the chemical fractionation of lignocellulose
JP2021050237A (en) * 2020-12-23 2021-04-01 株式会社東洋新薬 Drug for controlling intestinal function
CN117137164B (en) * 2023-10-30 2024-01-19 云南旭众机械设备有限公司 Semi-dry wet rice noodle machine convenient to operate

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB388561A (en) * 1932-02-08 1933-03-02 Charles Victor Rowell Process for decorticating vegetable fibre and the manufacture of products therefrom
US2864715A (en) * 1954-07-15 1958-12-16 Carr Adams & Collier Company Methods of making a lignocellulose product and products resulting therefrom
GB1043460A (en) * 1964-08-07 1966-09-21 Rayonier Inc Improvements in continuous aqueous prehydrolysis of wood chips

Also Published As

Publication number Publication date
CS226707B2 (en) 1984-04-16
AR214464A1 (en) 1979-06-15
SE443166B (en) 1986-02-17
FR2397486B1 (en) 1983-02-25
AU3745478A (en) 1980-01-03
SE7807036L (en) 1979-01-12
BR7804468A (en) 1979-04-10
IN149170B (en) 1981-09-26
PL208325A1 (en) 1979-03-26
NZ187678A (en) 1980-09-12
PL116683B1 (en) 1981-06-30
MX5528E (en) 1983-09-23
FR2397486A1 (en) 1979-02-09
DE2830476A1 (en) 1979-02-01
JPS5419999A (en) 1979-02-15
DE2830476C2 (en) 1984-10-25
AU521599B2 (en) 1982-04-22
CA1217765B (en) 1987-02-10
CA1096374A (en) 1981-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6033400B2 (en) Lignin separation method
Periyasamy et al. Chemical, physical and biological methods to convert lignocellulosic waste into value-added products. A review
US11305254B2 (en) Process and system for producing pulp, energy, and bioderivatives from plant-based and recycled materials
EP0170530B1 (en) Method of producing level off dp microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material
CA1100266A (en) Organosolv delignification and saccharification process for lignocellulosic plant materials
ES2630053T3 (en) Method and system for fractionation of lignocellulosic biomass
US5705216A (en) Production of hydrophobic fibers
EP2213678B1 (en) Production methods for solubilized lignin, saccharide raw material and monosaccharide raw material, and solubilized lignin
DE69333708T2 (en) PROCESS FOR PREPARING BIOMASS
CA1230592A (en) Organosolv process for hydrolytic decomposition of lignocellulosic and starch materials
CA1228558A (en) Parenchymal cell cellulose and related materials
JP5136984B2 (en) Method for producing sugar
PL121396B1 (en) Method of manufacture of xylanes,products of fission of xylanes and fibrous materials from vegetable stocks containing xylanesolov i voloknistykh materialov iz rastitel'nogo syr'ja,soderzhahhego ksiloly
WO2009122018A2 (en) Method of treating biomass
CA1141376A (en) Method of rendering lignin separable from cellulose and hemicellulose and the product so produced
JP6447078B2 (en) Method for producing lignin composition
McMillan Processes for pretreating lignocellulosic biomass: A review
DE212012000174U1 (en) Device for heating raw materials
DE10145338C1 (en) Process for the separation of hemicelluloses from hemicellulose-containing biomass
Jung et al. The chemical and physical properties of steam-exploded wood at different temperatures and times at the same severity as a dietary fiber source
US9422663B1 (en) Apparatus and process for treatment of biocomponents
Selvakumar et al. Chemical, physical and biological methods to convert lignocellulosic waste into value-added products. A review
Husin Study of Leucaena Leucocephala Seed Biomass as a New Source for Cellulose
Maryam Study of Leucaena leucocephala seed biomass as a new source for cellulose/Maryam Husin
JP2023516488A (en) Recovery of highly beneficial components from biomass