JPS6269893A

JPS6269893A - リグノセルロ−ス材料の蒸解方法及びそのための蒸解液組成物

Info

Publication number: JPS6269893A
Application number: JP61176542A
Authority: JP
Inventors: ケニース　ダブリュー　ベイエール　シニア; レイモンド　エイ　ヤング; ティモシー　アール　ヤング
Original assignee: BAIODAIN CHEM Inc
Current assignee: BAIODAIN CHEM Inc
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1986-07-26
Publication date: 1987-03-31
Also published as: DK353886A; BR8603731A; FI863069A0; NO863018D0; DK353886D0; CN86105219A; FI863069A; EP0211558A3; EP0211558A2; AU6049386A; NO863018L

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はリグノセルロース材料の蒸解方法に関する。

従来の技術及びその問題点従来多数のバルブ化方法がセルロース繊維を木材や他の
リグノセルロース物質から分離するのに使用されている
。従来のバルブ化方法ではナトリウム、カルシウム、マ
グネシウム、アンモニア。

あるいはイオウなどの無機薬剤が水中で硫化物あるいは
５［塩の形で使用されている。リグニンは水に不溶なの
で従来最も成功している方法ではリグニンを水溶性のア
ルカリリグニンあるいはりグツスルフォネートに変化さ
せていた。商業的にはクラフト及び亜５ＩＡｍ塩プロセ
スが広く用いられているが、このれらの方法は無機薬剤
の回収のためのリサイクルシステムの使用を目的として
いる。

しかし、かかる方法では回収された有１ＴＩＪｔ渣を利
用する試みは不成功であることが多い。一般に無機薬剤
と有機残渣は使用済液として濃縮される。

かかる使用済液を燃やして無機薬剤を回収したり分解し
たりすることが行なわれる。しかし、バルブ産業では濃
縮液からの空気及び溶出水の浄化及びパルプ化薬剤の回
収に要する焼却操作は資金的に負担であり大きな問題に
なっている。

パルプ化を行なう際の無機薬剤の使用に伴う問題点を解
決するためリグニン溶媒２例えば酢酸。

塩酸、アセトン、ジオキサン、ポリグリコール。

アルコール、グリセロール、フェノール等の使用が研究
されている。これらの溶媒はリグニンをリグノセルロー
ス材料から溶解するのに使われる。

しかし、かかる方法は溶媒を調製して回収するコストが
高くつき、また得られるバルブの品質が劣るため産業上
の利用の点で魅力的でないことが明らかとなってきた。

従来のリグニン溶媒を使用する方法の中では有機酸及び
アルコールを使用する方法がより注目に価することが見
出された。これはこれらが良質のバルブを与えるためで
あり、またかかる溶媒がリグノセルロース材料のセルロ
ース及び／又はヘミセルロース部分より得られるためで
ある。

米国特許第３，５３３．０７６号は酢酸を使用したパル
プ化方法を開示している。上記特許によるプロセスでは
セルロースの加水分解及び脱リグニン速度の低下を引起
す理由から良質のバルブの製造には余剰水の存在が有害
な役割を果たすことが示された。このため５０重量パー
セントを超える濃度の酢酸が使用される。しかし、高濃
度の酢酸の使用はコスト的な面で回収システムの実用を
不可能なものにする。さらに、木片は通常的５０重１パ
ーセントの水分を含むため、高濃度酢酸液を形成するに
要する酢酸の量はさらに多くなる。

米国特許第４．１００，０１６号はエタノールをリグニ
ン溶媒として使用するパルプ化方法を開示している。こ
の方法では５０重量パーセントのエタノール水溶液を蒸
解液として使用する。しかし、この場合はアルコール濃
度が高くなければならないため回収システムが高価にな
り、またアルコール損失量が多いためアルコールの工場
からの流出を規制する政府規制を満足する点でも問題を
生じる。

一部バイオマスからの合成燃料の製造に向けて大規模な
研究が行なわれている。かかる研究の最も成功している
ものではセルロース成分を硫酸を触媒とした加水分解に
より発酵化糖に変化させる。

この方法の主な問題点は収率が低く、リグニン及びヘミ
セルロースがセルロースの加水分解中に破壊され、また
生成物の分離・回収コストが高く、さらに多大なエネル
ギーを要する点にある。

本発明はリグノセルロース物質を蒸解する改良された方
法であって特に蒸解の際の水の伍を減じ、これによりセ
ルロースの加水分解を減じ、また脱リグニン化を速め、
もってより経済的な薬剤回収システムを提供するパルプ
化方法に関する。

問題点を解決するための手段本発明では木片などのリグノセルロース材料がエステル
、有機リグニン溶媒及び水よりなる蒸解液と共に蒸解が
まに入れられる。

エステルは分子内に１〜４個の炭素原子を有する脂肪族
アルコール及び分子内に１〜４個の炭素原子を有する脂
肪酸より形成されるが、一方すゲニン溶媒は分子内に１
〜４個の炭素原子を含む有機酸か又は分子内に１〜４個
の炭素原子を含むアルコール、あるいはこれらの混合物
よりなるのが好ましい。

リグニン溶媒はエステルと水のどちらにも可溶であり、
また上記液体組成物の３つの成分はある濃度限界状態で
は有機相と水溶液相とに分離し得ることが特徴である。

セルロース材料は蒸解がま中でＯ℃〜２３０℃の温度で
リグニンがエステル及び溶媒に可溶化する十分な時間保
持される。かくして形成された液体組成物は蒸解がまか
ら排出されて大気圧中へ急速に放出され、冷却される。

液の冷却により有機成分中のリグニン溶解度は低下し、
このため可溶化リグニンの一部は析出して水溶液相中に
懸濁する。この液は次いで分離容器へ移され、溶解リグ
ニンを含む有機相及び懸濁粒子を含む水溶液相が互いに
分離される。

溶解リグニンを含む有機相は蒸解がまに戻され、引続き
蒸解サイクルがくりかえされ、−力水溶液はさらに処理
されて残留している有機物質が除かれ、リグニンが水か
ら分離される。

高い濃度の有機成分を使用するため本発明による脱リグ
ニン過程は従来の無機薬剤を使った方法よりも速くなる
。有機物質の大部分、すなわちエステル及び酸溶媒は有
機相の形で水から分離され、蒸解がまへ戻される。これ
により有機物質の回収システムは非常に簡単になる。

蒸解がまに必要な水の母は従来の方法のものよりも減少
しており、従ってセルロースの加水分解は最小になって
おり、８品質のバルブを得ることができる。

また本発明による方法では蒸解ゾーンにおいて所定圧力
に対して従来よりも低い蒸解温度を使用しており、また
商業的に許容できる特性を有するバルブを製造するに必
要な時間も減少する。

本発明はさらに硫酸化合物を使用しないため一連の環境
汚染の問題も生じない。

また漂白過程もバルブの洗浄サイクルに漂白剤を導入し
てやることで実質的に単純化される。

本発明の他の目的及び利点は以下の説明より明らかとな
ろう。

以下本発明最良実施例につき図面を参照しながら説明す
る。

実施例本発明方法ではリグノセルロース材料、例えば木片など
が蒸解ゾーンで蒸解液と接触させられる。

木片は主としてセルロース、ヘミセルロース及びリグニ
ンよりなり、少量の抽出物及びミネラルを含む。これら
の量比は木の種類によって異なる。

理想的なバルブ化過程は木の構造を変化させ、及び／又
は構造をその成分部分に分離し、さらにこれらの部分を
生成物として再結合し、個々の成分部分の物理的及び化
学的特性による利点を最大化するものである。

蒸解液はエステル、リグニンの有機溶媒、及び水よりな
る。エステルは各々１分子中に１個〜４個の炭素原子を
含んでいる脂肪酸及びアルコールより形成される。使用
可能なエステルの例として酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸プロピル、及び酢酸ブチルが挙げられる。これらは適
量のアルコールを酢酸と反応させて得られる。同様な生
成物が蟻酸、プロピオン酸、及びブチル酸からも形成で
きる。リグニンはエステルに可溶であるが、その程度は
有機溶媒よりは少ない。

リグニン溶媒は１〜４個の炭素原子を含む例えば蟻酸、
酢酸、プロピオン酸、あるいはブチル酸などの有機脂肪
酸、あるいは１〜４個の炭素原子を含む例えばメタノー
ル、エタノール、プロパツール、及びブタノールなどの
脂肪族アルコール。

あるいはかかる酸及びアルコールの混合物でもよい。

蒸解液は以下の重量パーセントであられした組成を有し
ている。

エステル　　　　　１〜９８％酸又はアルコール　１〜９０％水　　　　　　　　　　　　　１〜８０％酸を溶媒とし
た液の好ましい組成範囲は以下の通りである：エステル　　５〜９５％酸　　　　　　　　５〜８０％水　　　　　　　　１０〜６０％アルコールを溶媒とした液の好ましい組成範囲は以下の
通りである：エステル　　　５〜９５％アルコール　１０〜４５％水　　　　　　　　１０〜６０％木片は約５０重量パーセントの水分を含み、上記の範囲
に入る蒸解液の特定の組成は蒸解液に対する木片の比、
及び木片中の水分含有量を考慮した望ましい使用済蒸解
液組成より決定される。一般に蒸解液は木片に対する重
量比が約１：１〜２０：１の範囲で使用される。

第２及び第３図のバルブ化システムはエステルとして酢
酸エチル、リグニン溶媒として酢酸、及び水を蒸解液に
使用しているが、もちろん他のエステル及び酸及び／又
はアルコールを使用することもできる。

第１図の相平衡図に示すように酢酸は酢酸エチル及び水
の双方に溶けるが酢酸エチルは水に対しては限らたれ溶
解度しか持たない。酢酸濃度が約２２重ａパーセント以
下では液体組成物は有機物相と第２の水溶液相の２相に
分離するのがわかる。

蒸解の間は酢酸濃度を４０重量パーセント以下に維持す
るのが好ましい。こうすると蒸解液を蒸解がまから排出
した場合液を以下説明するように２相に分離させること
が可能になる。

第２図は本発明方法を含むバッチ式バルブ化処理システ
ムを示す流れ図である。木片あるいは他のバイオマスは
ライン２より蒸解がまに導入される。一方タンク３の蒸
解液はライン４及び５を通って蒸解がま下端へ給送され
る。

蒸解過程はＯ℃〜２３０℃の温度範囲、好ましくは約１
００〜２００℃の温度で実行される。より高い温度を使
用する場合は蒸解がま１へ導入される液を熱交換器７に
よりスチーム加熱してやってもよい。

蒸解はリグノセルロース物質を実質的に脱リグニン化す
るに十分な時間、通常は１分間〜１６時間続けられる。

温度及び時間は望ましい品質、バルブの収率、及び得ん
とする副産物の品質と量に応じて変化する。

蒸解の間気相生成物は蒸解がま上部からライン８を経て
排出され、熱交換器９を通って冷却されさらに薬剤回収
ユニット１０へ送られる。

薬剤回収ユニット１０では蒸解による気相生成物、例え
ばメタノール、酢酸メチル、フラフラル等が酢酸エチル
、酢酸及び水蒸気から分離されライン１１を経て排出さ
れる。回収されたエステル。

酸及び水は薬剤回収ユニット１０からライン１２を経て
リサイクルされ蒸解がま１へ戻る。

蒸解過程の間、蒸解液の一部は蒸解がまからライン１３
を通って排出されライン４ヘリサイクルされて戻され、
蒸解温度を維持するための熱交換器７を経て蒸解がまへ
戻される。

蒸解が終了すると蒸解液は蒸解がま１の下端からライン
１４を通って排出され、約大気圧に設定されたフラッシ
ュタンク１５へ送られる。蒸解がまは高圧力で動作して
いるので大気圧状態への瞬間的排出は蒸解液の温度を低
下させる。例えば蒸解がまが温度１８０℃、圧力１５０
ｐｓｉで動作している際に大気圧への瞬間的排出が生じ
ると温度は約１００℃に低下する。かかる瞬間的排出の
除土じる蒸気はライン１６を通って薬剤回収ユニット１
０へ導かれ、−力演はうイン１７を通ってスクリーン１
８へ導かれ、１ｉｔＮ！質が除去される。液は次いでラ
イン１９を流れて１次相分離タンク２０へ送られる。

分離タンク２０では蒸解液は２相、すなわち主としてエ
ステル及び酸よりなる有機物相及び主として水よりなる
水溶液相に分離する。蒸解がま中で酢ｉ！Ｉｆｉが２２
％以下になると液が２相に分離するのは先に説明した通
りである。しかし、蒸解がま１中で酢酸の濃度が２２％
以上に維持されるような場合は２相分離は生じない。こ
のような場合は瞬間的な排出の後さらに水及び／又は酢
酸エチルを適量追加して酢１１ｔｉ１度を２２％以下に
低下させ、タンク２０内で２相分離が生じるようにして
やればよい。水を追加する場合はこれを抽残溶媒回収カ
ラム２７の底からライン３３を通って、あるいは蒸発凝
縮物をライン５０を通って供給すればよい。

リグニンは瞬間的排出後は温度が下っているため高温の
蒸解中よりは有機成分中への溶解度が低下しているので
リグニンの一部は有機相から分離ないし析出してタンク
２０中の水溶液相中に懸濁する。主として酢酸エチル及
び酢酸よりなり溶解したリグニンを含む有機物相はさら
にライン２１を経てライン４へ戻され、蒸解がま１ヘリ
サイクルされる。リグニン懸濁粒子を含み、またさらに
限られた聞のエステル及び酸を含み、さらに上記有機成
分中に溶解したリグニンをも含む水より主としてなる水
溶液相は次いで分離タンク２０がらライン２２を通って
排出され、冷却１Ｗ２２Ａで２０℃に冷却の後遠心分離
器３４へ供給され、懸濁リグニンが除去される。水溶液
は次いで抽出カラム２３の上端へライン３５を通って導
入され、あるいは１次相分離タンク２０へ戻される。抽
出カラムは約２０℃の温度で操作されており、水を有機
成分から分離する作用をなす。通常の蒸解液抽出過程に
よりエステル及び酸よりなる有機成分はカラム２３の上
端から排出されて抽出溶媒回収カラム２５の中央部へラ
イン２４を通って導入される。−力水はカラム２３の下
端からライン２６を通って排出され抽残溶媒回収カラム
２７へ供給される。

カラム２５ではエステルと酸とが蒸留によって分離され
、溶解リグニンを含む酸はカラム２５の下端からライン
２８を通って排出され蒸解液貯蔵システム３へ戻される
。エステルは一部力ラム２５の上端からライン２９を通
って排出され、ライン３０を通って導かれて蒸解液貯蔵
システム３へ戻される。さらに、エステルの一部はライ
ン３０からライン３１を経由して抽出カラム２３の下端
ヘリサイクルされ、有機成分の水からの分離を助ける。

カラム２７で残留しているエステルは水溶液相から分離
され、エステルはカラム２７からのライン３２を通って
排出されライン３０へ送られる。

一方溶解している糖類を含む水はライン３３を通りてカ
ラム２７の下端から排出されて蒸発器３６へ送られ、こ
こで一部の水が蒸発させられて残渣が焼却ユニット３７
へ送られる。

遠心分離器３４から回収されたリグニンはライン３８を
通って焼却ユニット３７へ送られる。リグニン及び蒸発
残漬物を燃焼させることにより蒸気及び電力が発生でき
、これらを産業目的に利用することが可能である。

蒸解が完了すると蒸解がま中のバルブは蒸解液で洗浄さ
れる。洗浄サイクルの間貯蔵システム３からの蒸解液は
ライン４及び６を介して蒸解がまの中央部に供給され、
また蒸解がま１からライン３９を介して保持タンク４０
へ排出される。タンク４０中の液は次いでライン４１に
よってライン４へ戻される。この洗浄により残留リグニ
ン及ビ糖類のバルブからの除去が促進される。

蒸解液による洗浄の後蒸解がま１中のバルブには高温の
洗浄水がかけられる。この場合はライン４２中の熱水が
バルブ回収システム４３へ送られてバルブ洗浄液として
使われ、次いで回収システム４３からライン４４を経由
してライン４へ排出される。熱水はうイン６を通って蒸
解がまへ入った後ライン１４を通ってフラッシュタンク
１５へ排出される。フラッシュタンク１５からは洗浄液
がライン１７を通って流出し、スクリーン１８を通過し
た後ライン４５及び４６へ移されて２次相分離タンク４
７へ送られる。分離タンク４７では残留有機物、すなわ
ちエステルと酸とが有機相として水から分離する。有機
相はタンク４７の上端からライン４８を経てライン１９
へ送られ、さらに１次相分離タンク２０を通される。−
力水溶液相はライン１９から排出されてライン４へ戻さ
れ、洗浄水としてリサイクルされる。然発過程で生じる
凝縮液はライン５０を経てライン４９へ送られ洗浄水に
加えられる。

洗浄が完了するとバルブは蒸解がま１からライン５１を
通ってバルブ回収システム４３へ瞬間的に排出され、ラ
イン５２より排出されて他の処理過程へ送られる。

上記バルブ化過程ではやや酸性の状態が維持されるので
バルブは蒸解過程の間に過酸化水素や他の漂白剤で漂白
することができる。また特に漂白剤を水洗サイクルの間
に熱水中に混合し、バルブを蒸解がまの中で漂白しても
よい。こうすると従来のバルブ化過程で通常必要とされ
ている高価な漂白機器の使用が省略できる。

第３図は本発明方法の連続的バルブ化プロセスへの応用
を示す。木片や他のバイオマスがライン５３を通って供
給システム５４へ導入され、木片は供給システム５４か
らライン５５を通って蒸解がま５６の上端へ連続的に供
給される。蒸解がま５６は通常１００〜２００℃の温度
範囲で運転される。

蒸解液は第２図のバッチ式プロセスのところで説明した
ように酢酸エチルと酢酸と水の組合わせよりなるもので
よい。蒸解液は液貯蔵システム５７内に保持され連続的
にライン５８を介して蒸解がま５６の中央部に供給され
る。蒸解作業の間は蒸解液の一部は外部ラインを通って
連続的に循環され、その際さらに熱交換器６０を通され
てスチームや他の加熱媒体によって加熱されることもあ
る。また蒸解作業の間蒸解液は蒸解がまからライン６１
を通って連続的に抜かれ、フラッシュタンク６２へ送ら
れて略大気圧の状態へ瞬間的に排出される。この減圧に
より揮発性成分が気化して液の実質的な温度低下を生じ
る。この瞬間的排出により生じる気化成分はタンク６２
からライン６３を通って揮発性薬剤回収システム６４へ
排出される。回収システム６４ではメタノール、酢酸メ
メル、フルフラル等の高度に揮発性の成分が気化した蒸
解液より分離され、ライン６５を介して排出される。残
った液上の蒸解液はシステム６４からライン６６を通っ
て排出され、木片供給システム５４へ戻される。ライン
６６を通って戻される液は熱交換器６７を通してライン
６３を流れている気化生成物と熱交換することで予熱し
てもよい。

使用済蒸解液はフラッシュタンク６２からライン６３を
通って排出され、スクリーン６９を通ってｌＩＮ質が除
去された後ライン７０を通って第１実施例における分離
タンク２０と同様に運転されている相分離タンク７１へ
送られる。蒸解液成分は濃度が蒸解がま、あるいはタン
ク６２、あるいはスクリーン６９、あるいはタンク７１
でタンク７１中で相分離が確実に生じるように調整され
ている。先にも説明したように蒸解液は主としてエステ
ル及び酸よりなり、さらに溶解したリグニンを含む有機
相と、析出したリグニンを含みさらにリグニンが溶解し
た少量の有機成分をも含む水溶液相とに分離する。有機
相はライン７２を通って分離タンク７１から排出され、
ライン５８を通って連続的に蒸解がま５６へ供給される
が、−力水溶液相はライン７３及び冷却器１００を通っ
て相分離タンク７１から排出され、遠心分離器８０へ導
かれて析出したリグニンが水溶液から除去される。水溶
液は遠心分離器からライン８１を通って排出され、抽出
ライン７４へ給送される。一方遠心分離されたリグニン
は遠心分離器８３より排出された後第１実施例の焼却ユ
ニット３７と同様な焼却ユニット８４へ供給される。

抽出カラム７４はカラム２３と同様に運転されており、
水溶液相を残留している有機物層から分離する作用をな
す。残留有機相はエステル及び酸よりなり、ざらに溶解
したリグニンを含んでいるがライン７５を通って抽出カ
ラム７４の上端から排出される。この有機相成分の一部
は抽出溶媒回収カラム７７の中央部へ供給され、一方有
機相成分の残りの部分はライン７８を通って蒸解液貯蔵
タンク５７へ戻される。

カラム７７で酢酸塩及び酢酸は蒸留によって分離され、
酢酸はカラム７７の下端からライン８６を通って排出さ
れて液貯蔵システム５７へ戻され、一方エステルの方は
カラム７７の上端からライン８７を通って排出されてラ
イン８８を通って抽出カラム７４ヘリサイクルされ、あ
るいはライン８８及び７８を通って貯蔵システムへ戻さ
れる。

カラム８２では残留しているエステルが水から分離され
、カラム８２の上端からライン８８へ接続したライン９
０を通って排出される。一方溶解した糖を含む水はライ
ン９１を介してカラム８２の下端から排出される。水の
一部は遠心分離器８０ヘリサイクルされるが残りの部分
は蒸発器９２へ送られて蒸発させられる。蒸発過程によ
り生じる凝縮液はうイン９３を通ってバルブ回収システ
ム９４へ戻されてバルブの洗浄に使われたり、あるいは
ライン８９を通ってスクリーン６９の繊維の洗浄に使わ
れたりする。

蒸解が完了すると使用済の蒸解液は蒸解がま５６から除
かれ、バルブが熱水で洗浄されて残っている使用済の蒸
解液やリグニンがバルブから除去される。この場合水は
ライン９６から回収システム９４へ導入され、ライン９
５及び９７を通って蒸解がま５６下端へ流され、ざらに
蒸解がまからライン６１を通って第１実施例の場合と同
様にフラッシュタンク６２及び相分離タンク７１へ循環
される。

バルブは次いで蒸解がま５６がらライン９８を通ってバ
ルブ回収システム９８へ吐出され、ライン９８を通って
従来通りの後工程処理段へ送られる。精製された漂白バ
ルブ製品がライン９９より出ていく。

発明の効果以下、本発明方法による処理の実験例を示す。

支簾盟ユ酢酸エチル、酢酸及び水がそれぞれ１伍で３３．３％／
　３３．３％／　３３．３％の割合で型缶で約８３％の
０・Ｄ・木材を含む木片に加えられた。液と木材との比
は第１表に示ず如く４：１〜１ｏ：１の範囲で変化する
。この全体は１７０℃で２時ｊｍ加熱された。加熱の後
酢酸エチル／酢酸及び溶解したリグニンや他の抽出物及
び溶解した糖類及び多糖類を含む水溶液は木部繊維から
除かれ、木部繊維はまず新しい蒸解液と同一組成の液で
洗浄され次いでアセトンで洗浄された。バルブの収率、
カッパ価及びパルプ化条件を第１表に示す。

実験　木　材　液−時間　温度　収率　カッｈｒｓパ１　　ポプラ　４：１　２　　　１７０　５３．７１０
２　　ポプラ　７：１　２　　　１７０　５１．９　１
２３　　　ボ　　−　　１０：　　　　　　　　　　１
７０　５３．０　　　８支１廻１さらに実験例工と同様な実験を蒸解時間を変化させて行
なった。これを第■表に示す。高収率のバルブは短い蒸
解時間及び後精製段階により得られるのがわかる。

り実験　木　材　液−時間　温度　収率　カッ口　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１ｎ　　　　　　　　
　０　　　　バ４　　ポプラ　７．１　　１０　　１７
０８２．３７０５　　ポプラ　７．１　　１５　　１７
０　９１．７　６０６　　ポプラ　７．１　　２０　　
１７０　５８．８　３２７　　ポプラ　７．１　　３０
　　１７０　６０．５　３６８　　ポプラ　７．１　　
４５　　１７０　５６．１　２３９　　ポプラ　７．１
　　６０　　１７０　５６．８　２１１０　　　ボブ−
７１１２０１７０５１，９１２ツ１ｆｉｌさらに実験例■と同様な実験を蒸解液の主要三成分、す
なわち酢酸エチル／酢酸／水の比を変化させ、さらに時
間及び温度をも変化させて行なった。これを次の第■表
に示す。

実験　酢酸工　酢酸　水　時間　温度　収率　カッパ価
ル’　　　　　　　　ｈｒｓ１５　　３４　　　’５５　１１　　３　　１８５４１
　　　１１２２　　１０　　１０　８０　　２　　１７
０５８．５　　５７２４　　８５　　　５１０　　２　
　１γ０７３．８５９２５　　８０　　１０　１０　　
２　　１７０５６．１　　５３２７　　７０　　２０　
１０　　２　　１７０５２．３　　３８２８　　４７　
　４７　　６　　２　　１７０６２．３　　２８実】Ｕ
生■ さらに実験例Ｉと同様な実験をとっぴについて行なった
。これを第■表に示す。

実験　酢酸工　酢酸　水　時間　温度　収率　カッパ価
チル％　　　　％　ｈｒｓ　　　　　％３０　　３３　
　３３　３３　０．５　１７０　８２．０　　９０３１
　　３３　　３３　３３　１　　１７０６５．６　　８
８３’２　　３３　　３３　３３　２　　１７０　　Ｇ
９．６　　７０３３　　３３　　３３　３３　３　　１
７０　６５．３　　６６３４　　３３　　３３　３３　
１　　１８５　５７．９　　４６３５　　３３　　　　
　　　　　　１８５４５．１　　３６本発明によるバル
ブ化システムでは蒸解ゾーン内あるいは外での二液相分
離が個々の成分、すなわちエステル、リグニン溶媒及び
水によって制御される。本システムにより蒸解がま中に
必要な水の量が実質的に減少するためセルロースの加水
分解が抑止され脱リグニン化が速くなる。従って本発明
はより経済的な薬剤回収システムを提供する。

また本発明は許容できる化学的及び物理的特性を有する
バルブを製造するに要する時間を短縮でき、また蒸解ゾ
ーン中で所定圧力に対してより低い蒸解温度での操作を
可能にするものである。

また本発明によるシステムはより高いバルブ収率を与え
、また得られたバルブの強度が高い利点を有する。

さらに、本発明によるパルプ化システムは深刻な環境汚
染を生じるイオウ化合物の使用を不要にする利点を有す
る。

また、本発明では漂白剤を洗浄水に加えることができ、
このため漂白を高価で複雑な外部漂白装置なしで行なう
ことができる。このためバルブの漂白が容易になる利点
をも有する。

以上、本発明方法をバルブ製造について説明したが、本
方法はまたバイオマスからの合成燃料への変換に使われ
る糖類等の低分子量化合物の製造にも使用できる。

本発明はリグノセルロース材料の蒸解方法を提供する。

リグノセルロース材料はリグニンを溶解する有機リグニ
ン溶媒を含むエステル及び水と共に蒸解ゾーンへ導入さ
れる。リグノセルロース材料はＯ℃〜２３０℃の温度で
リグニンをエステル及び溶媒中に可溶化するに十分な時
間蒸解される。

本発明方法によれば蒸解ゾーン中に必要な水の聞を減じ
ることができ、これによりセルロースの加水分解が抑止
され、また脱リグニン作用が促進される。かくて本発明
は経済的な薬剤回収システムを提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は酢酸エチル、酢酸及び水の三成分系における相
対的溶解度を示す相平衡図、第２図は本発明を含むバッ
チ式バルブ化システムを示す流れ図、第３図は本発明を
含む連続式バルブ化システムを示す流れ図である。１・・・蒸解がま（蒸解ゾーン）、２．４〜６．８゜１
１〜１４．１６．１７，１９．２１，２２゜２４．２６
．２８〜３３，３５．３８．３９゜４１．４２．４４〜
４６．４８〜５３．５５゜５８．５９．６１．６３．６
５．６６．６８゜７０．７２．７３．７５．７６．７８
．７９゜８１．８３．８５〜９１．９３．９５〜９９・
・・ライン、３・・・蒸解液貯蔵システム、７．６０．
６７・・・熱交換器、９．２２Ａ、１００・・・冷却器
、１０・・・揮発性薬剤回収装置、１５．６２・・・フ
ラッシュタンク、１８．６９・・・スクリーン、２９・
・・１次相分離タンク、２３．７４・・・抽出カラム、
２５゜７７・・・抽出溶媒回収カラム、２７．８２・・
・抽残溶媒回収カラム、３４．８０・・・遠心分離器、
３６゜９２・・・蒸発器、３７．８４・・・焼却ユニッ
ト、４０・・・蒸解液タンク、４３．９４・・・バルブ
回収システム、４７・・・２次相分離タンク、５４・・
・木片供給システム、５６・・・蒸解がま、５７・・・
液体貯蔵システム、６４・・・揮発性薬剤回収タンク、
７１・・・相分離タンク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）蒸解ゾーンにリグノセルロース材料と、有機エス
テル、リグニンを可溶化する有機リグニン溶媒及び水よ
りなる液体組成物を含む蒸解液とを導入し、さらに該リ
グノセルロース材料を０℃〜２３０℃の温度で蒸解する
段階よりなり、該液体組成物は蒸解の際一の濃度限界内
において単一の液相を形成し、蒸解後他の濃度限界内に
おいて２相液相系を形成し、これにより該液体組成物が
分離されまたリグニンが除去されることを特徴とするリ
グノセルロース材料の構造を変化させる蒸解方法。
（２）該有機エステルは１〜４個の炭素原子を含む脂肪
酸及び１〜４個の炭素原子を含む脂肪族アルコールより
形成され、該リグニン溶媒は１〜４個の炭素原子を含む
脂肪酸と１〜４個の炭素原子を含む脂肪族アルコールと
これらの混合物とよりなる群より選択されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
（３）該エステルは酢酸エチルよりなり、また該リグニ
ン溶媒は酢酸よりなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の方法。
（４）該エステルは該蒸解液の重量で１％〜９８％をし
め、該リグニン溶媒は該蒸解液の１％〜９０％をしめ、
水が残りをしめることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の方法。
（５）該リグノセルロース材料は木片よりなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
（６）該リグノセルロース材料は蒸解ゾーン中に該液体
組成物との重量比が１：１〜１：２０になるような量存
在することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
法。
（７）さらに残った蒸解されたセルロース材料を該蒸解
ゾーン中にて洗浄液により洗浄する段階を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
（８）洗浄液中に漂白剤を導入する段階をさらに含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
（９）該液体組成物の相対的濃度を該蒸解液が蒸解の後
実質的に水溶液相と実質的に非水溶液相とに分離するよ
うに維持する段階と、可溶化したリグニンの一部を非水
溶液相から析出させて析出リグニンを該水溶液相中に懸
濁させる段階と、該懸濁されたリグニンを該水溶液相か
ら分離する段階とを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。
（１０）蒸解ゾーンにリグノセルロース材料と、有機エ
ステル、リグニンを可溶化する有機リグニン溶媒及び水
よりなる液体組成物とを導入し、リグノセルロース材料
を０℃〜２３０℃の範囲の温度で蒸解してリグニンを該
エステル及び該溶媒中に可溶化し、該エステル、溶媒、
及び水の相対濃度を該液体組成物が実質的に水溶液相及
び実質的に非水溶液相に分離するように維持し、該非水
溶液相より可溶化したリグニンの一部を析出させてこれ
を該水溶液相中に懸濁させ、さらに析出したリグニンを
該水溶液相から分離する段階よりなることを特徴とする
、リグノセルロース材料の構造を変化させる蒸解方法。
（１１）１〜４個の炭素原子を含む脂肪族アルコール及
び１〜４個の炭素原子を含む脂肪酸より形成される有機
エステルと、１〜４個の炭素原子を含む脂肪酸及び１〜
４個の炭素原子を含む脂肪族アルコール、及びこれらの
混合物よりなる群より選択される有機リグニン溶媒と、
水とよりなり、該エステル、該溶媒、及び該水の相対的
濃度は蒸解の際は単一の液相が形成され蒸解の後は２液
相系が形成されるように選択されていることを特徴とす
るリグノセルロース材料の構造を変化させる液体組成物
。
（１２）該エステルは酢酸エチルであり、該溶媒は酢酸
であることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の
組成物。
（１３）該エステルは該組成物の重量にして１％〜９８
％をしめ、該溶媒は該組成物の重量にして１％〜９０％
をしめ、また該組成物の残りの成分は水であることを特
徴とする特許請求の範囲第１１項記載の組成物。