NO162203B - Fremgangsm te til delignifisering av lignocellulosele. - Google Patents
Fremgangsm te til delignifisering av lignocellulosele. Download PDFInfo
- Publication number
- NO162203B NO162203B NO831387A NO831387A NO162203B NO 162203 B NO162203 B NO 162203B NO 831387 A NO831387 A NO 831387A NO 831387 A NO831387 A NO 831387A NO 162203 B NO162203 B NO 162203B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- lignocellulosic material
- quinonoid
- microorganism
- indole
- additive
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims abstract description 30
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N para-benzoquinone Natural products O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 14
- 241001465318 Aspergillus terreus Species 0.000 claims abstract description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 15
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 10
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000011122 softwood Substances 0.000 claims description 3
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 7
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 abstract description 5
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N benzopyrrole Natural products C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000003265 pulping liquor Substances 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- KMHWTYMNRHJTQG-UHFFFAOYSA-N asterriquinone Chemical compound C12=CC=CC=C2N(C(C)(C=C)C)C=C1C1=C(O)C(=O)C(C=2C3=CC=CC=C3N(C=2)C(C)(C)C=C)=C(O)C1=O KMHWTYMNRHJTQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000401 methanolic extract Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- CQIUCRNFBWSKBC-UHFFFAOYSA-N Asterriquinone Natural products CC(C)(C=C)n1cc(C2=C(O)C(=O)C(=C(O)C2=O)c3cc4ccccc4n3C(C)(C)C=C)c5ccccc15 CQIUCRNFBWSKBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052977 alkali metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 150000004057 1,4-benzoquinones Chemical class 0.000 description 1
- MMNWSHJJPDXKCH-UHFFFAOYSA-N 9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 MMNWSHJJPDXKCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYVYAPXYZVYDHN-UHFFFAOYSA-N 9,10-phenanthroquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(=O)C3=CC=CC=C3C2=C1 YYVYAPXYZVYDHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000731 Fagus sylvatica Species 0.000 description 1
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930192627 Naphthoquinone Natural products 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 235000008124 Picea excelsa Nutrition 0.000 description 1
- 235000016976 Quercus macrolepis Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 150000004054 benzoquinones Chemical class 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000002026 chloroform extract Substances 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000012225 czapek media Substances 0.000 description 1
- 239000006787 czapek-dox agar Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-(3-ethyl-3-methylpentyl)propanedioate Chemical class CCC(C)(CC)CCC(C(=O)OC)C(=O)OC AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 150000002791 naphthoquinones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 229940066779 peptones Drugs 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N potassium sulfide Chemical compound [S-2].[K+].[K+] DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
- C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
- C07D209/10—Indoles; Hydrogenated indoles with substituted hydrocarbon radicals attached to carbon atoms of the hetero ring
- C07D209/12—Radicals substituted by oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/145—Fungal isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/16—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing two or more hetero rings
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/22—Other features of pulping processes
- D21C3/222—Use of compounds accelerating the pulping processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/66—Aspergillus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Botany (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Feeding And Guiding Record Carriers (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Description
Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til delignifisering av lignocellulosemateriale med en alkalisk væske i nærvær av en kinonoid forbindelse.
Under behandlingen av lignocellulosemateriale for fremstilling av cellulose egnet for fremstilling av papirprodukter er det nødvendig å fjerne lignin og andre ikke-cellulose-bestand-deler, så som gummistoffer. Det er kjent en rekke prosesser for behandling av lignocellulosemateriale, og disse prosesser involverer koking av materialet med alkaliske væsker. Prosesser som for tiden er i bruk, innbefatter: (a) Kraft(sulfat)-prosessen i hvilken lignocellulosematerialet kokes med en blanding av natriumhydroksyd og natriumsulfid, (b) sodaprosessen, i hvilken lignocellulosematerialet kokes med natriumhydroksyd i fravær av natriumsulfid, og (c) soda-oksygen-kokeprosessen omfattende to trinn, hvilken er beskrevet i kanadisk patent nr. 895756.
Disse prosesser er effektive når det gjelder å fjerne lignin
fra lignocellulosemateriale så som tre, men i disse prosesser blir cellulosebestanddelen i materialet i noen grad angrepet, hvilket resulterer i nedsatt utbytte og i forringelse av produktet.
I det siste decennium er det fremsatt en rekke forslag til forbedring av utbyttet ved prosesser for delignifisering av lignocellulosematerialer ved anvendelse av kinonoide forbindelser.
Disse forslag innbefatter:
(1) Anvendelse av antrakinon-2-monosulfonsyre (AMS) i sodaprosessen - B. Bach og G. Fiehn, Zellstoff Papir 21, 1, 3-7, januar 1972 og det tilsvarende DDR-Patent 98549. (2) Anvendelse av AMS i det første trinn i soda-oksygen-kokeprosessen omfattende to trinn - US-patent 3 888 727. (3) Anvendelse av en definert gruppe av sykliske keto-forbindelser innbefattende naftokinon, antrakinon og fenantren-kinon i prosesser for delignifisering av lignocellulosematerialer generelt - US-patent 4 012 280.
Isolering av et purpurfarget substituert benzokinon fra soppen Aspergillus terreus IFO 6123 er rapportert av Y.
Yamamoto et al (Che. Pharm. Bull., 24, 1853, 1976)). Denne forbindelse blir av Yamamoto og hans medarbeidere kalt "asterrikinon", og dens anti-tumor-aktivitet er beskrevet av dem i Gann, 67, 623, (1976). Analoge substituerte benzokinoner med anti-tumor-egenskaper og avledet fra Aspergillus terreus var africanus IFO 8835 er beskrevet av K. Arai og Y. Yamamoto et al (Chem. Pharm. Bull., 29(4), 961-9696; (1981)) i en artikkel som foreslår at "asterrikinon" bør anvendes som et generelt navn for disse forbindelser. K. Arai og Y. Yamamoto et al betegner disse forbindelser som "pigmenter" og isolerte dem under en undersøkelse vedrørende anti-tumor-forbindelser.
I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte til delignifisering av lignocellulosemateriale, hvilken omfatter de følgende trinn: 1. Man behandler lignocellulosematerialet, fortrinnsvis i en lukket reaksjonsbeholder, med en alkalisk kokevæske inneholdende fra 0,001 til 10,0 vektprosent, basert på lignocellulosematerialet, av et kinonoid tilsetningsmateriale, idet behandlingen utføres ved en temperatur i området 150 - 200°C, i et tidsrom på 0,5 - 480 minutter, og 2. man fortrenger kokevæsken fra det behandlede lignocellulosemateriale med vann eller en vandig væske som er inert overfor lignocellulosematerialet;
karakterisert ved at det som kinonoid tilsetningsmateriale anvendes
(a) et indol-substituert kinon med formelen
hvor X, R-^, R2°9 R3 er hydrogenatomer, hydroksylgrupper og/eller organiske substituenter, eller en mikroorganisme, en cellulær komponent, en rå-ekstrakt eller en raffinert ekstrakt
av en mikroorganisme som inneholder nevnte indol-substituerte kinon, og/eller (b) en mikroorganisme, en cellulær komponent, en rå-ekstrakt eller en raffinert ekstrakt av en mikroorganisme som er en stamme av Aspergillus terreus var aureus.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan en rekke forskjellige indol-substituerte kinoner anvendes som det kinonoide tilsetningsmateriale. Foretrukne organiske substituenter , R2, R3 og X er som følger: X - en mettet eller umettet hydrokarbongruppe,
spesielt en substituert allylgruppe og særlig en 3,3-d imety1-a11yl-gruppe;
Ri og R2 - disse substituenter er fortrinnsvis like og er
alkoksygrupper, spesielt metoksygrupper, og
R3 - en indolgruppe.
Et meget godt egnet substituert kinon til bruk som det kinonoide tilsetningsmateriale ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det nye substituerte kinon hvilket inneholder en 5-leddet ring substituert med en 3,3-dimetyl-allyl-gruppe.
Den alkaliske kokevæske som anvendes i trinn 1 ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan inneholde antrakinon i tillegg til det kinonoide tilsetningsmateriale. Når antrakinon er til stede sammen med det kinonoide tilsetningsmateriale i kokevæsken, er det foretrukket at den samlede mengde av antrakinon og kinonoid tilsetningsmateriale ligger i området 0,001 til 10 vektprosent, basert på lignocellulosematerialet. Fortrinnsvis er mengden av antrakinon i området 40-60 vektprosent , beregnet på den samlede vekt av antrakinon og kinonoid tilsetningsmateriale.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er stammen av soppen Aspergillus terreus var aureus fortrinnsvis stammen ATC 16793 - deponert i American Type Culture Collection (ATCC), 12301 Parklawn Drive, Maryland 20852, USA.
Det produkt som dannes ved de to trinn i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er et hovedsakelig delignifisert cellulose-materiale som kan anvendes uten ytterligere behandling, eller som kan underkastes konvensjonelle bleketrinn.
1
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for behandling av hvilken som helst form av lignocellulosemateriale, så som hard-ved, bagasse, halm og spesielt myk-ved. Når lignocellulosematerialet er tre, omdannes det hensiktsmessig først til en egnet fysisk form, eksempelvis flis. Myk-ved som kan behandles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, innbefatter furu, gran og edelgran. Hard-ved som kan behandles, innbefatter bjørk, bøk og eik.
Hvilken som helst egnet alkalisk kokevæske kan anvendes i det første trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Væsken er fortrinnsvis en som anvendes konvensjonelt, eksempelvis den væske som anvendes ved den konvensjonelle kraft-prosess eller soda-prosess, idet det kinonoide tilsetningsmateriale tilsettes til væsken. Tilstedeværelsen av tilsetningsmaterialet øker utbyttet og kvaliteten av den resulterende masse, bedømt ved kappa-tallet.
Ytterligere opplysninger vedrørende alkaliske koke-prosesser og spesielt kraft-prosessen slik den for tiden utføres, vil finnes i litteraturen, f.eks. i Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology publisert av John Wiley & Son Inc., enten 2nd Edition; Vol. 16, pp 702 - 712, (1968)
eller 3rd Edition; Vol. 19, pp 395 - 408, (1982).
Soda-prosess-væske inneholder hensiktsmessig fra 8 til 20 vektprosent av alkalimetallbase, uttrykt som prosent effektivt alkali, basert på vekten av lignocellulosemateriale og inneholder normalt også alkalimetallkarbonat.
Kraft-prosess-væske inneholder hensiktsmessig fra 8 til 15 vektprosent av alkalimetallbase, uttrykt som prosent effektivt alkali, og fra 5 til 40 vektprosent av alkalimetallsulfid, basert på vekten av lignocellulosemateriale.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres det første behandlingstrinn ved en temperatur i området 150 - 2 00°C i nærvær av vann og fortrinnsvis i en lukket reaksjonsbeholder. Det første behandlingstrinn utføres derfor vanligvis ved overatmosfærisk trykk, eksempelvis ved et trykk på 7,4 kg/cm<2>. Etter behandling med kokevæsken i det første behandlingstrinn
er det resulterende utbytte av masse vanligvis mellom 40 og 70 vektprosent, basert på lignocellulosematerialet. Kappa-tallet
av materialet etter det første trinn vil derfor vanligvis ligge i området 10 - 150 for nåletre-ved, og i området 5 - 100 for løvtre-ved. Det hovedsakelig delignifiserte materiale som oppnås i det første behandlingstrinn, uttas fra kokebeholderen, skilles fra den brukte væske eller svartlut og vaskes med vann eller en egnet vandig strøm. Svartluten anvendes, og uorganiske materialer i denne resirkuleres, som beskrevet i eksempelvis Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology.
Den alkalimetallbase som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er fortrinnsvis natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, natriumkarbonat eller kaliumkarbonat. Alkalimetallsulfid er fortrinnsvis natriumsulfid eller kaliumsulfid.
Det substituerte kinon som anvendes ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ut fra stammer av slekten Aspergillus, spesielt stammer av Aspergillus terreus var aureus, og en godt egnet stamme av denne art er ATCC 15793. Ved anvendelsen i delignifiseringsprosessen kan det substituerte kinon foreligge i ren form eller inkludert i en mikroorganisme, en cellulær komponent av en mikroorganisme eller i en rå-ekstrakt eller raffinert ekstrakt erholdt fra en mikroorganisme eller en cellulær komponent.
For fremstilling av det kinonoide tilsetningamateriale til bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan celler av en stamme av soppen Aspergillus terreus var aureus dyrkes i hvilket som egnet dyrkningsmedium under anvendelse av passende betingelser. Dyrkningsmediet kan hensiktsmessig inneholde som en karbonkilde et skukker så som sukrose eller glukose eller en sukkeralkohol. Foretrukne nitrogenkilder er nitrater, ammonium-ioner eller peptoner eller aminosyrer. Andre foretrukne næringsemner innbefatter fosfat og toverdig jern. Dyrkningen skjer fortrinnsvis ved en temperatur i området 10 - 35°C, spesielt 28°C, og ved en pH i området 2-8, spesieslt pH 6 til 7,5, mens en pH på 6,2 foretrekkes spesielt.
De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen.
EKSEMPEL 1
Fremstilling av ekstrakter fra Aspergillus terreus var aureus
En sporesuspensjon av soppen Aspergillus terreus var aureus ATCC 16793 ble fremstilt ut fra et agar-skråsubstrat under anvendelse av Czapek Dox-agar og inkubert ved 280°C, slik at sporedannelse fant sted. Det anvendte Czapek Dox-medium hadde den følgende sammensetning:
Natriumnitrat : 2,00 g/l
Kaliumklorid : 0,50 g/l Magnesiumglycero-
fosfat : 0,50 g/l Jern(II)-sulfat : 0,01 g/l
Kaliumsulfat : 0,35 g/l
Sukrose : 30,00 g/l
Dette medium ble puffret til en pH i området 2-7, typisk pH 4,5.
De dannede sporer ble deretter suspendert i vann og inokulert i dyrkningsbeholdere, så som flasker eller kolber,
som ble inkubert ved temperaturer i området 10 - 35°C, enten statisk eller med rystning inntil produktet fremkom etter et tidsrom som varierte fra 5 til 10 dager opp til 28 dager.
Dette produkt ble behandlet for oppnåelse av et aktivt produkt egnet til bruk ved delignifiseringsprosessen ifølge oppfinnelsen. Ved denne behandling ble sopp-mycelium først fraskilt fra kulturen og deretter tørket. Den resulterende mycelium ble malt til et pulver og ekstrahert i et soxhlet-apparat med petroleter i 4 timer. Det petroleter-oppløselige materialet ble kastet. Myce]iet ble deretter re-ekstrahert med metanol i ca. 5 timer. Inndampning av denne metanolekstrakt ga et urenset materiale som inneholdt de aktive produkter. De aktive produkter ble fraskilt fra det urensede materiale ved kolonne-eller tynnsjikts-kromatografi. Dette ble utført ved fraksjonering i en kolonne under anvendelse av kloroform og ytterligere rensning på tynnsjiktsplater eller i kolonner under anvendelse av toluen:eter (7,3) som oppløsningsmiddel.
Alle de rensede fraksjoner og den urensede metanolekstrakt inneholdende kinonoide materialer ble vist å være aktive ved delignifiseringsprosessen ifølge oppfinnelsen. Det substituerte
kinon ble ekstrahert fra én av de rensede fraksjoner og ble vist å være effektivt ved delignifiseringsprosessen ifølge oppfinnelsen.
EKSEMPEL 2
Eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse av at den ytterligere rensning av produktet med toluen/eter ble sløyfet. Det ytterligere rensetrinn ble erstattet med en behandling ved hvilken den tørkede kloroformekstrakt biel behandlet ved tilsetning av et ikke-polart løsningsmiddel (fortrinnsvis n-heksan). Det substituerte kinon utkrystallisertes og ble fraskilt ved sentrifugering eller filtrering.
EKSEMPEL 3
75 g av ovnstørkede furuved-flis ble anvendt som lignocellulosemateriale. Treflisen ble holdt nedsenket i 229 ml vann natten over. 61,5 ml av en 20 prosentig natriumhydroksyd-oppløsning inneholdende 4,0 g natriumsulfid og 300 mg metanolekstrakt (en urenset ekstrakt fremstilt av Aspergillus terreus var aureus, stamme ATCC 16793) oppløst i 1 ml metanol ble tilsatt til den forhåndsbehandlede treflis. Den urensede ekstrakt inneholdt ca. 35 mg av de aktive kinonoide materialer, dvs. 0,05 vektprosent, beregnet på lignocellulosematerialet.
Treflisen ble oppsluttet i en lukket reaksjonsbeholder i 65 minutter ved en temperatur på 175°C. Massen ble vasket med vann for fjerning av brukt væske, og prosent masse-utbytte og kappa-tall ble bestemt.
Resultatene er angitt i nedenstående tabell 1 og sammen-lignes med resultater oppnådd med en kontroll under anvendelse av en behandlingsoppløsning inneholdende 1 ml metanol, men uten rå-ekstrakt (urenset ekstrakt).
Resultatene viser en forbedring i utbytte og kappa-tall for den prøven som var behandlet med oppløsning inneholdende rå-ekstrakt.
EKSEMPEL 4
Eksempel 3 ble gjentatt med unntagelse av at det i behandlingsoppløsningen ble anvendt 37,5 mg av det substituerte kinon oppløst i 1 ml metanol, istedenfor 300 mg rå-ekstrakt oppløst i 1 ml metanol. Resultatene er angitt i tabell 2 og viser også her forbedringer i utbytte og kappa-tall for den prøve som var behandlet i henhold til oppfinnelsen.
EKSEMPEL 5
Eksempel 4 ble gjentatt, men i dette tilfelle ble det substituerte kinon utprøvet i kombinasjon med antrakinon. Antrakinon ble også utprøvet i fravær av det substituerte kinon.
Det ble vist at antrakinon og det substituerte kinon var forlikelige i kokeforsøkene, og at de individuelle effekter av stoffene begge ble oppnådd med blandingene. Antrakinon reduserer kappa-tallet, men påvirker ikke utbyttet ved forsøks-betingelsene. Det substituerte kinon øker utbyttet, med liten virkning på kappa-tallet i lignende forsøk. Når begge anvendes sammen, observeres både utbytte- og kappa-talleffektene. Forsøket med både antrakinon og det substituerte kinon ble gjentatt, hvorved det ble vist at resultatet var reproduserbart. Resultatene er oppsummert i tabell 3.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte til delignifisering av lignocellulosemateriale, hvilken fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: (1) lignocellulosematerialet behandles med en alkalisk kokevæske inneholdende fra 0,001 til 10,0 vekt%, basert på lignocellulosematerialet, av et kinonoid tilsetningsmateriale,
hvilken behandling utføres ved en temperatur i området 150 - 200°C i et tidsrom på fra 0,5 til 480 minutter, og (2) kokevæsken fortrenges fra det behandlede lignocellulosemateriale med vann eller en vandig væske som er inert overfor lignocellulosematerialet,
karakterisert ved at det som kinonoid tilsetningsmateriale anvendes (a) et indolsubstituert kinon med formelen
hvor X, Ri, R2 og R3 er hydrogenatomer, hydroksylgrupper og/eller organiske substituenter, eller en mikroorganisme, en cellulær komponent, en rå-ekstrakt eller en raffinert ekstrakt av en mikroorganisme inneholdende nevnte indol-substituerte kinon, og/eller (b) en mikroorganisme, en cellulær komponent, en rå-ekstrakt eller en raffinert ekstrakt av en mikroorganisme som er en stamme av Aspergillus terreus var aureus.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det anvendes et indol-substituert kinon i hvis formel R1 og R2 er like og er alkoksygrupper, X er en substituert allylgruppe og R 3 er en indolgruppe.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det anvendes et indol-substituert kinon med formelen
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det anvendes en alkalisk kokevæske som inneholder antrakinon i tillegg til det kinonoide tilsetningsmateriale.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,
karakterisert ved at det anvendes en samlet mengde av antrakinon og kinonoid tilsetningsmateriale i den alkaliske kokevæske på fra 0,001 til 10,0 vekt%, basert på lignocellulosematerialet, og en mengde av antrakinon i området 40 - 60 vekt% av den samlede vekt av antrakinon og kinonoid tilsetningsmateriale.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det som lignocellulosemateriale anvendes mykved omdannet til flis.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8212638 | 1982-04-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO831387L NO831387L (no) | 1983-10-31 |
NO162203B true NO162203B (no) | 1989-08-14 |
NO162203C NO162203C (no) | 1989-11-22 |
Family
ID=10530102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO831387A NO162203C (no) | 1982-04-30 | 1983-04-20 | Fremgangsmaate til delignifisering av lignocellulosemateriale. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0095239B1 (no) |
JP (1) | JPS58208479A (no) |
AT (1) | ATE20680T1 (no) |
CA (1) | CA1203188A (no) |
DE (1) | DE3364419D1 (no) |
FI (1) | FI74050C (no) |
NO (1) | NO162203C (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5074959A (en) * | 1989-02-10 | 1991-12-24 | Ajinomoto Company, Inc. | Complex of fibers and fungi and a process for preparation thereof |
DE4129739A1 (de) * | 1990-09-11 | 1992-03-12 | Sandoz Ag | Chlorfreies bleichen von papierpulpe |
US6376529B1 (en) | 1995-06-07 | 2002-04-23 | Peng Cho Tang | Mono- and bis-indolylquinones and prophylactic and therapeutic uses thereof |
US5786488A (en) * | 1996-11-13 | 1998-07-28 | Sugen, Inc. | Synthetic methods for the preparation of indolyquinones |
US8317975B2 (en) | 2004-04-20 | 2012-11-27 | The Research Foundation Of The State University Of New York | Product and processes from an integrated forest biorefinery |
-
1983
- 1983-04-11 DE DE8383302018T patent/DE3364419D1/de not_active Expired
- 1983-04-11 AT AT83302018T patent/ATE20680T1/de active
- 1983-04-11 EP EP83302018A patent/EP0095239B1/en not_active Expired
- 1983-04-20 NO NO831387A patent/NO162203C/no unknown
- 1983-04-27 FI FI831438A patent/FI74050C/fi not_active IP Right Cessation
- 1983-04-29 CA CA000427024A patent/CA1203188A/en not_active Expired
- 1983-04-30 JP JP58077355A patent/JPS58208479A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI74050B (fi) | 1987-08-31 |
FI831438L (fi) | 1983-10-31 |
FI831438A0 (fi) | 1983-04-27 |
DE3364419D1 (en) | 1986-08-14 |
EP0095239A1 (en) | 1983-11-30 |
JPS58208479A (ja) | 1983-12-05 |
CA1203188A (en) | 1986-04-15 |
NO831387L (no) | 1983-10-31 |
ATE20680T1 (de) | 1986-07-15 |
NO162203C (no) | 1989-11-22 |
FI74050C (fi) | 1987-12-10 |
EP0095239B1 (en) | 1986-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5017388A (en) | Process for the preparation of vanillin | |
Williams et al. | New linalool derivatives in Muscat of Alexandria grapes and wines | |
FI86440C (fi) | Foerfarande foer samtidig framstaellning av xylitol och etanol. | |
SU907060A1 (ru) | Способ получени розового масла | |
DK171329B1 (da) | Pseudodisaccharid betegnet salbostatin, fremgangsmåde til dets fremstilling, plantebeskyttelsesmiddel med indhold deraf og fremgangsmåde til beskyttelse af planter mod insekter og/eller skadelige svampe | |
JPH0367073B2 (no) | ||
NO162203B (no) | Fremgangsm te til delignifisering av lignocellulosele. | |
US4684740A (en) | Production of 2,6-bis (4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl-3,7-dioxabicyclo (3.3.0) octane | |
Gabriel et al. | Pyranosone dehydratase from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium: improved purification, and identification of 6-deoxy-D-glucosone and D-xylosone reaction products | |
Abraham et al. | Rearranged tetrahydrofurans from Chaetomium cochlioides | |
US2276420A (en) | Fermentation of vegetable waste | |
US4064009A (en) | Novel 3-(oxygenated alkyl)-1,9-dihydroxy and 1-hydroxy-9-keto dibenzo[b,d]py | |
Ayer et al. | Phenolic and polyketide metabolites of the aspen blue stain fungus Ophiostoma crassivaginata | |
EP0583687A2 (de) | Verfahren zur Herstellung substituierter Methoxyphenole und dafür geeignete Mikroorganismen | |
US3464891A (en) | Process for obtaining antibiotic products by cultivating helminthosporium dematioideum | |
Hansson et al. | The Conversion of [12-^ 2H~ 3]-Labelled Velutinal in Injured Fruit Bodies of Lactarius vellereus. Further Insight into the Biosynthesis of the Russulaceae Sesquiterpenes | |
US5081264A (en) | Bioxanthracene derivatives | |
NO790319L (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av monorden | |
RU2137821C1 (ru) | Способ переработки пихтовой коры | |
Donnelly et al. | In vitro production and biosynthesis of fomajorin D and S by Fomes annosus (Fr.) Cooke | |
US3810924A (en) | 5-dihydrocoriolin c | |
US4992570A (en) | UCN-1028A and UCN-1028C and process for the production thereof | |
Canning et al. | Bisradicinin: a novel dimer elicited in cultures of Alternaria chrysanthemi | |
FI66832B (fi) | 1,2,3,4,4a 9a-hexahydro-9,10-antracendion dess framstaellning och anvaendning vid delignifiering av lignocellulosamaterial | |
Katayama et al. | Degradation and Stereoselective Reduction of an α-Ketone Derivative of Guaiacylglycerol-ß-Vanillin Ether, a Lignin Substructure Model, by Fusarium solani M-13-1 |