NO165299B - Fremgangsmaate for gjenvinning av opploeselige karbohydrater inneholdt i ved. - Google Patents

Fremgangsmaate for gjenvinning av opploeselige karbohydrater inneholdt i ved. Download PDF

Info

Publication number
NO165299B
NO165299B NO85854734A NO854734A NO165299B NO 165299 B NO165299 B NO 165299B NO 85854734 A NO85854734 A NO 85854734A NO 854734 A NO854734 A NO 854734A NO 165299 B NO165299 B NO 165299B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
carbohydrates
wood
solution
cooking
cellulose
Prior art date
Application number
NO85854734A
Other languages
English (en)
Other versions
NO854734L (no
NO165299C (no
Inventor
Kaj Forss
Matti Sten
Juhani Peltonen
Veikko Jokela
Original Assignee
Enso Gutzeit Oy
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 Enso Gutzeit Oy filed Critical Enso Gutzeit Oy
Publication of NO854734L publication Critical patent/NO854734L/no
Publication of NO165299B publication Critical patent/NO165299B/no
Publication of NO165299C publication Critical patent/NO165299C/no

Links

Classifications

    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/14Hemicellulose; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • 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
    • 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
    • D21C3/22Other features of pulping processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for gjenvinning av oppløselige karbohydrater i ved, der karbohydratene inneholdt i ved, som skal kokes til cellulose, og som skal gjenvinnes, bringes i oppløsning, hvorfra de separeres, og der behandling av veden deretter fortsetter som en alkalisk cellulosekokeprosess.
Gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en prosedyre der det i forbindelse med fremstilling av kjemisk eller kjemisk-mekanisk cellulosemasse er mulig å separere en betydelig del av de polysakkarider som er oppløst i kokevæsken og som i konvensjonell sulfatkoking for en stor del underkastes spalting til sukkersyrer og andre dekomponerings» produkter under kokingen for så å ende opp med avvannet ved forbrenning i gjenvinningsprosessen for kokekjemikalier. Karbohydratene som oppløses fra veden eller andre råstoffer inneholdende lignocellulose gjenvinnes så i en slik form at de kan benyttes for eksempel ved fremstilling av monosakkar-ider eller sukkerderivater, som dyrefor, eller for fremstilling av alkohol og proteiner.
Det er tidligere kjent at oppløselige karbohydrater kan fremstilles fra ved eller andre lignocelluloseråstoffer ved hydrolysering av disse med en mineralsyre som fortynnet eller konsentrert svovelsyre eller saltsyre. Imidlertid har disse prosesser vist seg uøkonomiske sammenlignet med fremstilling av cellulose fra de nevnte råstoffer.
Alternativt er det også mulig, i forbindelse med fremstilling av cellulosemasse ved hydrolysering av treflis ved hjelp av damp og mineralsyrer, i et spesielt forhydrolysetrinn før den egentlige cellulosekoking, å tilveiebringe oppløselige karbohydrater med opprinnelse i hemicelluloser. Avhengig av hydrolysebetingelsene er disse karbohydrater mer eller mindre totalt hydrolysert, det vil si at de foreligger i monosakkarid- eller polysakkaridform. Hvis mykved er benyttet for materialet vil karbohydratene blant andre inneholde glukose, mannose, galaktose, xylose og arabinose. Hvis vedmaterialet som ble benyttet er hårdved inneholder karbohydratene hovedsakelig xylose.
Hydrolysater av denne type kan benyttes for eksempel ved fremstilling av sukkeralkoholer som xylitol eller sorbitol, som et råstoff i biotekniske prosesser, som dyref6r og så videre. Imidlertid er prehydrolyseprosedyren belemret med et lavt utbytte og at kvaliteten av cellulosemassen lider under hydrolysen og at anvendelsesområdet for denne type masse er snevert.hovedsakelig begrenset til viskose-fremstilling.
Det er mulig å isolere polysakkarider i forbindelse med merceriseringsprosessen inkludert ved fremstilling av viskosefibre. I merceriseringsprosessen blir oppløst masse behandlet med NaOH-oppløsning, idet hovedmålet er å oppløse hemicellulosekomponentene fra cellulosen. Fra den således oppnådde oppløsning, kan oppløste polysakkarider gjenvinnes ved hjelp av ultrafiltrering, da disse forbindelser ikke kan passere gjennom ultrafiltreringsmembraner og derfor anrikes i ultrafiltreringskonsentratet. I denne forbindelse skal det henvises til US-PS 4 270 914 og til S. Hurien og A. Olseri," Removal of Hemicellulose from Steeping Lye by Ultrafiltration", TAPPI/OEZEPA 5. "Int. Dissolving Pulps Conf." (Vienna) Papers: 54-58, 8-10. okt. 1980. Størstedelen av polysakkaridéne med opprinnelse i veden er enten oppløst i forbindelse med cellulosefremstillingsprosessen, i avvannet,, og polysakkaridmengdene som oppnås i forbindelse med merceriseringsprosessen er derfor små. Det skal videre holdes for øyet at behovet for oppløst masse er begrenset. Det er kjent at når cellulosemasse fremstilles ved koking av treflis eller andre lignocelluloseholdige råstoffer ved alkaliske kokemetoder, for eksempel ved sulfatmetoden, ved sodakoking eller ved den alkaliske sulfittprosess, går en del av polysakkaridene som er tilstede i råstoffet (cellulosen og hemicellulosen) i oppløsning i kokevæsken. Ved de første koketrinn blir spesielt hemicelluloser oppløst i store mengder i den opprinnelige polymeriserte form. Det er vist, for eksempel hos S. Axellsson, I. Croo og B.E. Engstrøm "Dissolution of Hemicelluloses During Sulphate Pulping", Svensk Papperstidning 65 (1962): 18, 693-697, at når bjerkeved blir kokt ved sulfatmetoden, inneholdt kokevæsken ved begynnelsen av kokingen 11 g/l polysakkarider som kan utfelles. Denne fraksjon øker med fremskridende koking og ved 150° C kan ca. 8# av veden isoleres i form av polysakkarider. Polysakkaridkonsentrasjonen I kokevæsken var da ca. 20 g/l. Ved fortsatt koking og med økende temperatur, ble polysakkaridfraksjonen redusert og sluttsortluten Inneholdt kun ca. 2 g/l utfellbart polysakkarid. Det er i tillegg observert at i de første trinn av kokingen er mindre enn halvparten av ligninet i veden oppløst hovedsakelig i form av lavmolekylære derivater og når polysakkaridinnholdet i kokeluten er på det høyeste Inneholder derfor væsken så og si ikke andre polymere forbindelser.
I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for gjenvinning av oppløselige karbohydrater som inneholdes i ved i hvilken fremgangsmåte de karbohydrater som inngår i den ved som skal kokes til cellulose, bringes i oppløsning og fra hvilken de separeres, og i hvilken fremgangsmåte vedens behandling deretter foregår som en alkalisk kokeprosess av cellulose, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at gjenvinningen av karbohydratene foregår i begynnelsestrinnet av cellulose-kokeprosessen, mens kokeoppløsningens temperatur ligger innen området 100 til 170'C, ved å føre kokeoppløsningen der polysakkaridinnholdet er høyt og innholdet av polymert lignin er lavt, til et ultrafilter som separerer karbohydratene fra oppløsningen, og ved å tilbakeføre den filtrerte oppløsning til cellulosekoket.
Gjenvinning av karbohydratene skjer som beskrivelsen angir mest fordelaktig i den fase når kokeoppløsingen ennu ikke har nådd den temperatur ved hvilken kokeprosessen hovedsakelig skjer. Denne prosess er vanligvis innen området 170-180°C og den temperatur ved hvilken separering av karbohydratene skjer kan så være 100-170°C, fortrinnsvis 120-160°C og aller helst 140-150°C: For at rimelige utbytter skal oppnås ved karbohydratgjenvinningen bør ved separeringstrinnet minst ca. 8$ av det opprinnelige tørr-stoff I veden være tilstede i kokeoppløsningen i form av oppløste karbohydrater. I praksis kan mengden karbohydrater variere innen området 8-30 %. Tilsvarende bør mengden1 lignin 1 kokeoppløsningen være høysÆ. 115"#, beregne* påi opprinnelig tørr stoff i veden', Mignlixe.t. opp/tjrer.1 så' li oppløsningen hovedsakelig i' fbrmi av l<!>av.mol!ekyl'æii'e^ forbindelser som ikke påvirker poT'y,sakkarl'dJseparer 1'ngen'.
Oppfinnelsen har den: fordel' at oppløselige polysakkarider kan fremstilles ufem noen spesiell forhydrolyseprosess i forbindelse med fremstillingen ' av cellulosemasse. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fordelaktig både teknisk og økonomisk fordi ingen trykk- og syreresistent hydrolyseapparatur er nødvendig, heller Ikke ekstra kjemikalier som for eksempel mineralsyre. Miljømessig sett skal nian merke seg at i motsetning til hydrolyseprosessen oppstår det ifølge oppfinnelsen ingen skadelige avvann eller andre avfallsstoffer. Separeringen av polysakkaridene i det første koketrinn er også gunstig ut fra et cellulosefrem-stillingssynspunkt fordi dekomponeringen av disse i forbindelse med cellulosekoking til sukkersyrer ikke skjer uten forbruk av energi og kokekjemikalier. Fjerning av karbohydratene fra kokeoppløsningen er også fordelaktig for kjemikalieregenerering fordi en del av sodakokerens kapasitet settes fri, med andre ord kan cellulose-fremstillingskapasiteten økes.
I det følgende skal oppfinnelsen beskrives ut fra et utførelseseksempel under henvisning til den ledsagende tegning som viser en apparatur som kan brukes ved gjennomfø-ring av oppfinnelsen.
EKSEMPEL
Gjenstanden for forsøket som ble gjennomført var ved ultrafiltrering å separere xylan under industrielle betingelser fra tilbakeløpsvæsken ved bjerkekoking. Karbohydratkonsentrasjonen var høy på dette trinnet av kokingen, 13,1 g/l, og lignininnholdet var lavt i henhold til absorbsjonsmålinger, & 220 nm=41°- Den tilsvarende absorbsjonsverdi for kokevæsken på sluttrinnet av kokingen vil være ca. 1800, det vil si, ikke mer enn ca. 23% av ligninet var oppløst på dette trinn.
Ultrafiltreringsutstyret var av typen DDS-25-2, 25, med diaf ragma-areal 2,25 m<2> og det ble brukt en diafragma av typen GR8P og apparaturen var omgitt av perifer apparatur og beholdere som vist på tegningen.
Tilbakeløpsvæsken ble trukket av under bjerkevedkoking fra tllbakeløpet mellom den nedre ende av absorbsjonstårnet og den øvre ende av Kamyrkokeren til beholderen Sl.
Beholderen Sl var utstyrt med blander og tjenestegjorde som kjemikalietilsetningsbeholder. Væsken ble pumpet fra beholderen Sl via pumpen Pl gjennom trykkfilteret RI til beholderen S2. Trykkfilteret var av typen Seitz-Zenith og det ble benyttet filterplater K 150. Beholderen S2 var likeledes utstyrt med røreverk og fra denne beholder ble væsken trukket av gjennom nivåkontroll til tilførselsbe-holderen S3 i UF-modulen.
Den egentlige UF-modul omfattet i tillegg til beholderen S3 en sirkulasjonspumpe P2 , en varmeveksler og diafragmaenhet R2, hvorfra konsentratet ble ført under tilbakeløp til' beholderen S3. Filtratet gikk ut fra systemet gjennom rotameteret Fi-7. Matetrykket for modulen under forsøket var 0,8 til 0,9 MPa og temperaturen ved sirkuleringen 80-86°C. Tilbakeløpet gjennom modulen utgjorde 5-8 m<3>/time. Resultatene er vist i Tabell 1.
Tabellen viser at volumet av ultrafiltreringskonsentratet inneholdende 96$ av karbohydratene, er 19# av det opprinnelige volum, og det er klart at 7% av tørrstoffet er overført til ultrafiltreringsfIltratet, inneholdende kun kokekjemikalier som kan tilbakeføres til celluloseprosessen.
Sammensetningen av karbohydratene i ultrafiltreringskonsentratet er gitt li Tabell 2.
Fordi ultrafiltreringen ikke i vesentlig grad endrer karteolEy;(Jira.t.s;ammeii:setndngen.,, sikret, ved målinger, kan man gjøreden observasjon vedl a sette dlisse data!, sammen, med. data fra Tabell 1, at ved ultrafiltrerlng av tilbakeløpet ved! bjerkekoking kan xyloseinnholdet i tørrstoffet heves fra 7 til 2.75É mens; på den samme tid volumet av oppløsning som matte behandles sank fra 190 til' 37' 1.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for gjenvinning av oppløselige karbohydrater som inneholdes i ved, i hvilken fremgangsmåte de karbohydrater som inngår i den ved som skal kokes til cellulose bringes i oppløsning og fra hvilken de separeres og i hvilken fremgangsmåte vedens behandling deretter foregår som en alkalisk kokeprosess av cellulose, karakterisert ved. at gjenvinningen av karbohydratene foregår i begynnelsestrinnet av cellulose-kokeprosessen, mens koke-oppløsningens temperatur ligger innen området 100 til 170°C, ved å føre kokeoppløsningen der polysakkaridinnholdet er høyt og innholdet av polymert lignin er lavt, til et ultrafilter som separerer karbohydratene fra oppløsningen, og ved å tilbakeføre den filtrerte oppløsning til cellulosekoket.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at separeringen av karbohydratene gjennomføres når kokeoppløsningens temperatur ligger innen området 120 til 160°C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at separeringen av karbohydratene gjennomføres når kokeoppløsningens temperatur ligger innen området 140 til 150°C.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at separeringen av karbohydratene gjennomføres når i det minste 8 vekt-56 av vedens opprinnelige tørrstoffinnhold foreligger i opp-løsningen i form av oppløste karbohydrater.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at separeringen av karbohydratene gjennomføres når oppløsningen inneholder høyst 15 vekt-St lignin, beregnet på vedens opprinnelige tørrstoffmengde.
NO85854734A 1984-04-02 1985-11-26 Fremgangsmaate for gjenvinning av opploeselige karbohydrater inneholdt i ved. NO165299C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI841318A FI69854C (fi) 1984-04-02 1984-04-02 Foerfarande foer foervaratagning av loesliga kolhydrater i trae
PCT/FI1985/000035 WO1985004409A1 (en) 1984-04-02 1985-04-02 Procedure for recovering soluble carbohydrates contained in wood

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO854734L NO854734L (no) 1985-11-26
NO165299B true NO165299B (no) 1990-10-15
NO165299C NO165299C (no) 1991-01-23

Family

ID=8518846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO85854734A NO165299C (no) 1984-04-02 1985-11-26 Fremgangsmaate for gjenvinning av opploeselige karbohydrater inneholdt i ved.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4681935A (no)
FI (1) FI69854C (no)
NO (1) NO165299C (no)
SE (1) SE466152B (no)
WO (1) WO1985004409A1 (no)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569483A (en) * 1989-02-10 1996-10-29 Alko Group Ltd. Degraded polysaccharide derivatives
US5366755A (en) * 1989-02-10 1994-11-22 Maritta Timonen Foodstuffs containing novel degraded cellulose derivatives
US5543162A (en) * 1989-02-10 1996-08-06 Alko Group Ltd. Polymeric capsules, method of making the same, and foodstuffs containing the same
US5198074A (en) * 1991-11-29 1993-03-30 Companhia Industreas Brasileiras Portela Process to produce a high quality paper product and an ethanol product from bamboo
US5489363A (en) * 1993-05-04 1996-02-06 Kamyr, Inc. Pulping with low dissolved solids for improved pulp strength
US6589760B1 (en) * 1999-02-10 2003-07-08 Eastman Chemical Company Methods of separating a corn fiber lipid fraction from corn fiber
FI117465B (fi) 2000-02-03 2006-10-31 Danisco Sweeteners Oy Menetelmä pureskeltavien ytimien kovapinnoittamiseksi
AUPQ885400A0 (en) * 2000-07-18 2000-08-10 Proteome Systems Ltd Release of sugars from biomolecules
SE520956C2 (sv) * 2001-12-05 2003-09-16 Kvaerner Pulping Tech Kontinuerlig kokning med extra uppehållstid för avdragen vätska utanför kokaren
AU2003256788A1 (en) * 2002-07-25 2004-02-23 Coffin World Water Systems Apparatus and method for treating black liquor
US6896810B2 (en) * 2002-08-02 2005-05-24 Rayonier Products And Financial Services Company Process for producing alkaline treated cellulosic fibers
US7812153B2 (en) * 2004-03-11 2010-10-12 Rayonier Products And Financial Services Company Process for manufacturing high purity xylose
US7815876B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
US7815741B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
ATE478096T1 (de) * 2007-11-27 2010-09-15 Innventia Ab Verwendung eines holzhydrolysats
BRPI0821203A2 (pt) * 2007-12-19 2014-10-07 Fpinnovations Processo, hidrolisado, e, resíduo de nó botânico
PT2406291T (pt) * 2009-03-09 2018-12-28 Treetotextile Ab Processo de fabrico de celulose moldada combinado com um sistema de recuperação de fábrica de pasta de papel
CN110499395A (zh) * 2019-08-29 2019-11-26 新疆中泰纺织集团有限公司 高得率半纤维素木糖的提取方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI49438C (fi) * 1973-07-23 1980-12-23 Keskuslaboratorio Foerfarande foer avlaegsnande av hemicellulosa ur hemicellulosahaltiga alkaliloesningar i processcirkulation
US4270914A (en) * 1979-10-26 1981-06-02 Borregaard Industries Limited Process for controlling hemicellulose concentration during the mercerization of cellulose
FI62114C (fi) * 1979-11-05 1982-11-10 Flowcon Oy Ligninprodukt foer att goera cement och andra finfoerdelade mieralmaterial laettflytande
US4277626A (en) * 1980-01-24 1981-07-07 Forss Kaj G Method for the isolation of vanillin from lignin in alkaline solutions
AT377679B (de) * 1983-02-24 1985-04-25 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung von ballaststoff -angereicherten, joule-reduzierten backwaren

Also Published As

Publication number Publication date
NO854734L (no) 1985-11-26
SE8505100D0 (sv) 1985-10-29
NO165299C (no) 1991-01-23
WO1985004409A1 (en) 1985-10-10
FI69854C (fi) 1986-05-26
FI69854B (fi) 1985-12-31
US4681935A (en) 1987-07-21
SE8505100L (sv) 1985-10-29
SE466152B (sv) 1992-01-07
FI841318A (fi) 1985-10-03
FI841318A0 (fi) 1984-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO165299B (no) Fremgangsmaate for gjenvinning av opploeselige karbohydrater inneholdt i ved.
CN102257164B (zh) 生产木糖和溶解浆料的方法
JP5808795B2 (ja) 高アルファ溶解パルプの製造のための方法及びシステム
SU1194282A3 (ru) Способ разложени лигноцеллюлозного материала
US7824521B2 (en) Process of treating a lignocellulosic material with hemicellulose pre-extraction and hemicellulose adsorption
US4070232A (en) Prehydrolysis and digestion of plant material
KR20110123184A (ko) 높은 알파 용해 펄프 제조를 위한 방법 및 시스템
EP1196641B1 (en) Preparation of chemical pulp and xylose, utilizing a direct acid hydrolysis on the pulp
AU6270596A (en) Modified organosolv pulping
US2697703A (en) Fractionation of lignocellulose materials
WO2007090925A1 (en) Method for recovering hydrolysis products
DE2628971A1 (de) Verfahren zur herstellung von zellstoff in verbindung mit der gewinnung von holzzuckern
CA2707330C (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
Solier et al. Alkali-peroxide treatment of sugar cane bagasse
NO783638L (no) Fremgangsmaate for fremstilling av xylan, xylose og xylitol
CA1079009A (en) Method of treating annual vascular plants containing holocellulose and lignin
SU474582A1 (ru) Способ получени небеленой сульфатной целлюлозы
CA1234803A (en) Procedure for recovering soluble carbo-hydrates contained in wood
CN104961899A (zh) 染料分散剂及其制备方法
NZ586177A (en) A modified Kraft process for the production of pulp with a high alpha cellulose content and a reduced content of hemicelluloses
MXPA97009857A (en) Formation of organosolv pulp modific

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired