RU2211836C1 - Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus - Google Patents
Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211836C1 RU2211836C1 RU2002110754/04A RU2002110754A RU2211836C1 RU 2211836 C1 RU2211836 C1 RU 2211836C1 RU 2002110754/04 A RU2002110754/04 A RU 2002110754/04A RU 2002110754 A RU2002110754 A RU 2002110754A RU 2211836 C1 RU2211836 C1 RU 2211836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- hydrocarbon
- alcohol
- stage
- extract
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки древесины лиственницы и выделения биофлавоноидов - дигидрокверцетина и дигидрокемферола. The invention relates to the field of processing larch wood and the allocation of bioflavonoids - dihydroquercetin and dihydrocemferol.
При комплексной переработке древесины лиственницы из нее получают биологически активные соединения флавоноиды: дигидрокверцетин и дигидрокемферол, находящие применение в качестве пищевой добавки. In the complex processing of larch wood, biologically active flavonoid compounds are obtained from it: dihydroquercetin and dihydrocemferol, which are used as a food additive.
Известны следующие направления химической переработки древесины хвойных пород деревьев:
- получение водорастворимых продуктов полисахаридов обработкой сырья водными растворами электролитов;
- получение неводорастворимых продуктов - биологически активных соединений, смолистых природных веществ обработкой сырья органическими соединениями (растворителями).The following areas of chemical processing of coniferous wood are known:
- obtaining water-soluble polysaccharide products by processing raw materials with aqueous solutions of electrolytes;
- obtaining insoluble products - biologically active compounds, resinous natural substances by processing raw materials with organic compounds (solvents).
Однако существующие способы получения этих продуктов характеризуются низким коэффициентом использования древесины (около 20-30%). Так, например, известен способ получения дигидрокверцетина экстракцией измельченной древесины лиственницы этилацетатом с предварительным обессмоливанием измельченной древесины неполярными углеводородами (н-гексаном или бензином). Этилацетатный экстракт упаривают, а из сухого остатка выделяют дигидрокверцетин кристаллизацией из горячей воды. Выход дигидрокверцетина составляет 0,81-0,91% от массы абсолютно сухой древесины (Патент РФ 2034559, А 61 К 35/78, 1993 г.). However, existing methods for producing these products are characterized by a low utilization rate of wood (about 20-30%). Thus, for example, a method is known for producing dihydroquercetin by extraction of crushed larch wood with ethyl acetate and preliminary grinding of crushed wood with non-polar hydrocarbons (n-hexane or gasoline). The ethyl acetate extract was evaporated and dihydroquercetin was isolated from the dry residue by crystallization from hot water. The yield of dihydroquercetin is 0.81-0.91% by weight of absolutely dry wood (RF Patent 2034559, A 61 K 35/78, 1993).
Недостаток известного способа состоит в его ограниченных возможностях, что ведет к низкому коэффициенту использования исходного сырья (около 20%). The disadvantage of this method is its limited capabilities, which leads to a low utilization of raw materials (about 20%).
Также близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ комплексной переработки древесины лиственницы, заключающийся в следующем. Из измельченной древесины лиственницы экстрагируют растворимые вещества несмешивающимися растворителями, включающими н-гексан и водный раствор этилового спирта, при температуре 30-40oС. Экстракционную массу разделяют на жидкую фазу и твердый шлам, жидкую фазу направляют на абсорбцию несмешивающимися растворителями, включающими насыщенный водный раствор водорастворимой соли, диэтиловый эфир и н-гексан, при температуре 5-20oС. Выделение целевых продуктов осуществляют следующим образом:
- из полученного н-гексанового раствора выделяют смолистые природные вещества вакуумной отгонкой н-гексана, которые выводят из процесса в качестве целевого продукта;
- из полученного спиртоэфирного раствора выделяют биофлавоноиды лиофильной сушкой при температуре 30-40oС с последующей их доочисткой препаративной хроматографией и получением целевых биофлавоноидов - дигидрокверцетина и дигидрокемферола;
- из полученного экстракта насыщенного водного раствора водорастворимой соли отделяют дробной кристаллизацией водорастворимую соль, а водный раствор полисахаридов после отделения водорастворимой соли подвергают сушке при температуре 80-100oС (Патент РФ 2135510, кл. С 07 Н 1/08, 1998 г.).Also close to the proposed method according to the technical nature and the achieved result is a method of complex processing of larch wood, which consists in the following. Soluble substances are extracted from ground larch wood with immiscible solvents, including n-hexane and an aqueous solution of ethyl alcohol, at a temperature of 30-40 o C. The extraction mass is separated into a liquid phase and a solid sludge, the liquid phase is sent to absorption by immiscible solvents including a saturated aqueous solution water-soluble salts, diethyl ether and n-hexane, at a temperature of 5-20 o C. The selection of the target products is as follows:
- resinous natural substances are isolated from the obtained n-hexane solution by vacuum distillation of n-hexane, which are removed from the process as the target product;
- from the obtained alcohol-ether solution bioflavonoids are isolated by freeze drying at a temperature of 30-40 o With subsequent purification by preparative chromatography and obtaining the target bioflavonoids - dihydroquercetin and dihydrocemferol;
- from the obtained extract of a saturated aqueous solution of a water-soluble salt, the water-soluble salt is separated by fractional crystallization, and the aqueous polysaccharide solution, after separation of the water-soluble salt, is dried at a temperature of 80-100 ° C. (RF Patent 2135510, class. C 07
Данный способ по сравнению с ранее известными способами переработки древесины лиственницы позволяет повысить коэффициент использования сырья до 85,2%, снизить металлоемкость оборудования и энергозатраты. This method compared with previously known methods of processing larch wood can increase the utilization of raw materials to 85.2%, reduce the metal consumption of equipment and energy consumption.
Недостатком известного способа является значительная продолжительность процесса переработки (стадия экстракции продолжается более суток), большие объемы используемых органических растворителей 6-10 т на 1 т сухого сырья, достаточно большая металлоемкость оборудования. Длительность процесса выделения нативных биофлавоноидов (~72 ч), а также его сложность. The disadvantage of this method is the significant length of the processing process (the extraction stage lasts more than a day), the large volumes of organic solvents used are 6-10 tons per 1 ton of dry raw materials, and the equipment has a rather high metal consumption. The duration of the process of isolation of native bioflavonoids (~ 72 h), as well as its complexity.
Наиболее близким является способ переработки древесины лиственницы, включающий экстракцию из деструктурированной древесины лиственницы природных веществ, обработкой в две стадии органическими растворителями, содержащими воду, причем на первой стадии используют эмульсию неполярного углеводорода алифатического ряда, а на второй стадии - эмульсию водного этилового спирта, после этого проводят разделение экстракционной массы на экстракт и твердую фазу в виде углеродосодержащего полимера древесины, затем абсорбцию экстракта растворителем и выделение из полученных растворов соответствующих целевых продуктов. Устройство для осуществления данного способа включает линию подготовки сырья, содержащую устройство измельчения и бункер-питатель, а также узлы подачи воды, углеводородов, водного этилового спирта, эфира, водно-ацетонового растворителя и линии выработки водно-углеводородных экстрактов и выделения смолы, содержащие последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-углеводородного экстракта, сепаратор, аппарат вакуумной отгонки углеводородов, сборник смолы, а также линии выработки водно-спиртовых экстрактов, выделения и очистки биофлавоноидов, содержащие последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-спиртового экстракта, реактор-реэкстрактор, аппарат лиофильной сушки, реэкстрактор полифенолов, аппарат вакуумной отгонки ацетона и кристаллизатор, а также сборники отработанных водно-углеводородных и водно-спиртовых экстрактов, сборник спиртоэфирной смеси и диализатор [Патент РФ 2165416, кл. С 07 D 311/40, 2000 г. (прототип)]. The closest is a method of processing larch wood, including extraction of natural substances from larch wood, treating in two stages with organic solvents containing water, the emulsion of non-polar aliphatic hydrocarbon is used in the first stage, and the aqueous ethanol emulsion is used in the second stage, after which separation of the extraction mass into the extract and the solid phase in the form of a carbon-containing polymer of wood is carried out, then the absorption of the extract will dissolve Lemma and isolation of the resulting solutions of the corresponding desired products. A device for implementing this method includes a line for the preparation of raw materials containing a grinding device and a hopper-feeder, as well as units for supplying water, hydrocarbons, aqueous ethyl alcohol, ether, water-acetone solvent, and a line for producing water-hydrocarbon extracts and resin separation containing series-connected reactor-extractor, pulp pump, reaction device, flow-through filtering centrifuge, water-hydrocarbon extract collector, separator, apparatus for vacuum distillation of hydrocarbons, collection resin nickel, as well as lines for the production of water-alcohol extracts, the separation and purification of bioflavonoids, containing a series-connected reactor-extractor, pulp pump, reaction device, flow-through filter centrifuge, a collection of water-alcohol extract, reactor-extractor, freeze-drying apparatus, polyphenol re-extractor , acetone vacuum distillation apparatus and crystallizer, as well as collections of spent water-hydrocarbon and water-alcohol extracts, a collection of alcohol-ether mixture and dialyzer [RF Patent 2165416, cl. C 07 D 311/40, 2000 (prototype)].
Недостатками прототипа являются существенная продолжительность переработки древесины лиственницы, относительно большие объемы используемых органических растворителей на тонну сухого сырья, достаточно сложная и трудоемкая очистка отработанных экстрактов для повторного использования в процессах экстрагирования. The disadvantages of the prototype are the significant duration of processing of larch wood, the relatively large volumes of organic solvents used per tonne of dry raw materials, a rather complicated and time-consuming treatment of spent extracts for reuse in the extraction processes.
Задачей предлагаемого изобретения является сокращение продолжительности технологического процесса, уменьшение объемов используемых органических растворителей и деионизованной воды, упрощение технологии выделения биофлавоноидов, многократное использование отработанных экстрактов для повторного экстрагирования, а также улучшение экологии окружающей среды. The objective of the invention is to reduce the duration of the process, reduce the amount of organic solvents and deionized water used, simplify the technology of separation of bioflavonoids, reuse waste extracts for re-extraction, and improve the environment.
Поставленная задача решается предлагаемым способом переработки древесины лиственницы с выделением дигидрокверцетина, включающий экстракцию из деструктурированной древесины природных веществ, обработкой в две стадии органическими растворителями, содержащими воду, причем на первой стадии используют эмульсию неполярного углеводорода алифатического ряда, а на второй стадии - эмульсию водного этилового спирта, после этого проводят разделение экстракционной массы на экстракт и твердую фазу в виде углеродосодержащего полимера древесины, затем абсорбцию экстракта растворителем и выделение из полученных растворов соответствующих целевых продуктов, в котором, согласно изобретению, древесину лиственницы размельчают и разделяют на три фракции: мелкую в виде пыли удаляют, крупную возвращают на доизмельчение, среднюю фракцию используют в процессе переработки, при этом подготовленную крошку лиственницы предварительно замачивают в два этапа поочередно в водно-углеводородном и в водно-спиртовом растворах, затем перед процессом экстракции растворы разжижают деионизованной водой до требуемого псевдосжиженного состояния и проводят экстракцию в две стадии, причем на первой стадии каждого этапа используют полученный псевдосжиженный раствор, а на второй стадии каждого этапа - деионизованную воду, кроме этого произведенные экстракционные массы разделяют на водный экстракт и твердую фазу, которую с первого этапа направляют на дальнейшую переработку во второй этап, а водный экстракт первого этапа обеих стадий разделяют на углеводородные природные смолы и водный раствор, причем полученную экстракционную массу второго этапа обеих стадий также разделяют на водно-спиртовой экстракт и твердую фазу в виде углеродсодержащего полимера древесины, а абсорбцию водно-спиртового экстракта второго этапа обеих стадий осуществляют низкокипящим эфиром с последующим выделением из полученной спиртоэфирной фазы биофлавоноидов - дигидрокверцетина и дигидрокемферола, затем процесс абсорбции при очистке ведут из спиртоэфирной фазы при массовом соотношении сухого экстракта биофлавоноидов, ацетона и воды, равным 1:3:6, а лиофильную сушку осуществляют при нагревании 40-80oС, причем полученный сухой экстракт биофлавоноидов абсорбируют водно-ацетоновым растворителем при массовом соотношении ацетона и воды, равным 1:3-4 с образованием водно-ацетонового раствора биофлавоноидов, который подвергают вакуумной разгонке, а полученные при этом биофлавоноиды перекристаллизовывают из воды. А также тем, что:
- на первом этапе замачивания поддерживают массовое соотношение подготовленной крошки лиственницы, углеводородного растворителя и воды, равное 1: 0,5:4, и проводят его при температуре 30-40oС в течение 0,5-8 ч;
- на втором этапе замачивания поддерживают массовое соотношение подготовленной крошки лиственницы, этилового спирта и воды, равное 1: 0,5:4 и проводят его при температуре 30-40oС в течение 0,5-4 ч;
- на первом этапе стадию экстракции проводят при массовом соотношении подготовленной крошки лиственницы, углеводородного растворителя и воды, равном 1:0,5:15-20 и при температуре 30-40oС;
- на втором этапе стадию экстракции проводят при массовом соотношении подготовленной крошки лиственницы, этилового спирта и воды, равном 1:0,5: 15-20, и при температуре 30-40oС;
- процесс экстракции проводят ультразвуковым или кавитационным методом;
- абсорбцию водно-спиртового экстракта ведут при массовом соотношении низкокипящего эфира к водно-спиртовому экстракту, равном 1:6-8, и при температуре 18-25oС;
- в начальной стадии переработки древесины лиственницы деионизованная вода предварительно подогревается до температуры 30-40oС.The problem is solved by the proposed method for processing larch wood with the release of dihydroquercetin, including extraction of natural substances from degraded wood, treatment in two stages with organic solvents containing water, and in the first stage an emulsion of non-polar aliphatic hydrocarbon is used, and in the second stage, an emulsion of ethyl ethyl alcohol after that, the extraction mass is separated into an extract and a solid phase in the form of a carbon-containing polymer of woods then absorption of the extract with a solvent and isolation of the corresponding target products from the obtained solutions, in which, according to the invention, larch wood is crushed and divided into three fractions: fine dust is removed, the large dust is returned to grinding, the middle fraction is used during processing, while the prepared larch crumbs are pre-soaked in two stages alternately in aqueous-hydrocarbon and in water-alcohol solutions, then the solutions are diluted with deionized solution before the extraction process water to the desired fluidized state and extraction is carried out in two stages, whereby the obtained fluidized solution is used in the first stage of each stage, and deionized water is used in the second stage of each stage, in addition, the extracted masses are separated into an aqueous extract and a solid phase, which from the first stage sent for further processing in the second stage, and the aqueous extract of the first stage of both stages is divided into natural hydrocarbon resins and aqueous solution, and the resulting extraction mass of the second stage of both stages is also separated into the aqueous-alcoholic extract and the solid phase in the form of a carbon-containing polymer of wood, and the absorption of the aqueous-alcoholic extract of the second stage of both stages is carried out with low-boiling ether, followed by isolation of the bioflavonoids - dihydroquercetin and dihydrocemferol from the obtained alcohol-ether phase, then purification is carried out from the alcohol-ether phase at a mass ratio of dry extract of bioflavonoids, acetone and water equal to 1: 3: 6, and freeze drying is carried out by heating ii 40-80 o C, and the resulting dry extract is a bioflavonoid absorbed water-acetone solvent at a weight ratio of acetone to water is 1: 3-4 to form a water-acetone solution bioflavonoids, which was subjected to vacuum distillation, and thus obtained was recrystallized from bioflavonoids water. And also the fact that:
- at the first stage of soaking maintain the mass ratio of the prepared crumbs of larch, hydrocarbon solvent and water, equal to 1: 0.5: 4, and spend it at a temperature of 30-40 o C for 0.5-8 hours;
- at the second stage of soaking maintain the mass ratio of prepared crumbs of larch, ethyl alcohol and water, equal to 1: 0.5: 4 and spend it at a temperature of 30-40 o C for 0.5-4 hours;
- at the first stage, the extraction stage is carried out at a mass ratio of prepared crumbs of larch, hydrocarbon solvent and water, equal to 1: 0.5: 15-20 and at a temperature of 30-40 o C;
- at the second stage, the extraction stage is carried out at a mass ratio of prepared larch crumbs, ethyl alcohol and water equal to 1: 0.5: 15-20, and at a temperature of 30-40 o C;
- the extraction process is carried out by ultrasonic or cavitation method;
- the absorption of the aqueous-alcoholic extract is carried out at a mass ratio of low-boiling ether to the aqueous-alcoholic extract equal to 1: 6-8, and at a temperature of 18-25 o C;
- in the initial stage of processing larch wood, deionized water is preheated to a temperature of 30-40 o C.
Поставленная задача решается также устройством для переработки древесины лиственницы с выделением дигидрокверцетина, включающим линию подготовки сырья, содержащую устройство измельчения и бункер-питатель, а также узлы подачи воды, углеводородов, водного этилового спирта, эфира, водно-ацетонового растворителя и линии выработки водно-углеводородных экстрактов и выделения смолы, содержащие последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-углеводородного экстракта, сепаратор, аппарат вакуумной отгонки углеводородов, сборник смолы, а также линии выработки водно-спиртовых экстрактов, выделения и очистки биофлавоноидов, содержащие последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-спиртового экстракта, реактор-реэкстрактор, аппарат лиофильной сушки, реэкстрактор полифенолов, аппарат вакуумной отгонки ацетона и кристаллизатор, а также сборники отработанных водно-углеводородных и водно-спиртовых экстрактов, сборник спиртоэфирной смеси и диализатор, кроме этого дополнительно установлены первый и второй узлы замачивания древесины, сито и последовательно соединенные вторые линии выработки водно-углеводородных экстрактов и выделения природных смол, а также последовательно соединенные вторые линии выработки водно-спиртовых экстрактов и выделения биофлавоноидов, где загрузочный вход второй линии выработки водно-углеводородных экстрактов соединен с выходом узла подачи воды и с выходом по твердой фазе проточной фильтрующей центрифуги первой линии выработки водно-углеводородных экстрактов, а выход - по твердой фазе через второй узел замачивания древесины с загрузочным входом реактора-экстрактора первой линии выработки водно-спиртовых экстрактов, при этом выход по смолам второй линии выделения природных смол подключен к сборнику природных смол, загрузочный вход второй линии выработки водно-спиртовых экстрактов соединен с выходом узла подачи воды и выходом по твердой фазе проточной фильтрующей центрифуги первой линии выработки водно-спиртовых экстрактов, а выход второй линии выделения биофлавоноидов подключен к загрузочному входу линии очистки биофлавоноидов, причем в узле подачи сырья выход устройства измельчения через сито, бункер-питатель и узел замачивания древесины подключен к загрузочному входу реактора-экстрактора первой линии выработки водно-углеводородных экстрактов, загрузочный вход которого подключен к выходу узла подачи воды, при этом загрузочный вход первого узла замачивания древесины соединен с выходами узлов подачи воды и углеводородов, а загрузочный вход второго узла замачивания древесины соединен с выходами узлов подачи воды и водного этилового спирта, при этом выход сита по крупной фракции крошки древесины подключен к загрузочному входу устройства измельчения, а выход сита по мелкой фракции крошки древесины соединен с системой сбора отходов. The problem is also solved by a device for processing larch wood with the release of dihydroquercetin, including a line for the preparation of raw materials containing a grinding device and a hopper feeder, as well as units for supplying water, hydrocarbons, aqueous ethyl alcohol, ether, an aqueous-acetone solvent, and a water-hydrocarbon production line extracts and resin separation containing a series-connected reactor-extractor, pulp pump, reaction device, flow-through filter centrifuge, a collection of water-carbohydrate native extractor, separator, apparatus for vacuum distillation of hydrocarbons, resin collector, as well as lines for the production of water-alcohol extracts, separation and purification of bioflavonoids, containing a series-connected reactor-extractor, pulp pump, reaction device, flow-through filtering centrifuge, collection of water-alcohol extract, reactor-reextractor, freeze-drying apparatus, polyphenol re-extractor, acetone vacuum distillation apparatus and crystallizer, as well as spent water-hydrocarbon and water-alcohol collections extracts, a collection of the alcohol-ether mixture and a dialyzer; in addition, the first and second wood soaking units, a sieve and second lines for the production of water-hydrocarbon extracts and the separation of natural resins, as well as second lines for the production of water-alcohol extracts and the separation of bioflavonoids, are sequentially connected where the loading inlet of the second line for the production of water-hydrocarbon extracts is connected to the outlet of the water supply unit and to the output of the filtering flow through the solid phase trifuges of the first line for the production of water-hydrocarbon extracts, and the output is for the solid phase through the second soaking unit of wood with the feed inlet of the reactor-extractor of the first line for the production of water-alcohol extracts, while the output of the resins of the second line for the extraction of natural resins is connected to the collection of natural resins, the loading inlet of the second line for the production of water-alcohol extracts is connected to the output of the water supply unit and the output through the solid phase of the flow filtering centrifuge of the first line for the production of water-alcohol extracts, and in the output of the second bioflavonoid extraction line is connected to the loading input of the bioflavonoid cleaning line, and in the feed supply unit, the output of the chopping device through a sieve, hopper-feeder and wood soaking unit is connected to the loading input of the reactor-extractor of the first production line of water-hydrocarbon extracts, the loading input of which is connected to the outlet of the water supply unit, while the loading inlet of the first wood soaking unit is connected to the outputs of the water and hydrocarbon supply units, and the loading inlet of the second node machivaniya timber is connected to the outputs of water supply node and aqueous ethanol, wherein the sieve of the coarse fraction outlet of wood chips is connected to the loading input of the grinding device and the screen output of crumb fines timber connected to the waste collection system.
А также тем, что:
- линии выработки водно-углеводородных экстрактов и выделения природной смолы содержат сборник отработанных углеводородных экстрактов и последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-углевыодородного экстракта, сепаратор, аппарат вакуумной отгонки углеводородов, причем загрузочный вход реактора-экстрактора подключен к выходу реакционного устройства и к выходу по водному раствору проточной фильтрующей центрифуги, а через сборник отработанного водно-углеводородного экстракта - к выходу по водному раствору сепаратора и к выходу по углеводородному растворителю аппарата вакуумной отгонки углеводородов;
- линии выработки водно-спиртовых экстрактов и выделения биофлавоноидов содержат сборник спиртоэфирной смеси, сборник отработанного водно-спиртового экстракта и последовательно соединенные реактор-экстрактор, пульповый насос, реакционное устройство, проточную фильтрующую центрифугу, сборник водно-спиртового экстракта, реактор-реэкстрактор, аппарат лиофильной сушки, выход которого по растворителю подключен через сборник спиртоэфирной смеси к входу по растворителю реактора-реэкстрактора, вход которого по эфиру подсоединен к выходу узла подачи эфира, причем загрузочный ввод реактора-экстрактора подключен к выходу реакционного устройства и к выходу по водному раствору проточной фильтрующей центрифуги, а через сборник отработанного водно-спиртового экстракта - к выходу по водному раствору реактора-реэкстрактора.And also the fact that:
- lines for the production of water-hydrocarbon extracts and the extraction of natural resin contain a collection of spent hydrocarbon extracts and a series-connected reactor-extractor, pulp pump, a reaction device, a flow-through filter centrifuge, a collection of a water-hydrocarbon extract, a separator, a device for vacuum distillation of hydrocarbons, and the reactor inlet -extractor is connected to the outlet of the reaction device and to the outlet through the aqueous solution of a flow-through filter centrifuge, and worked out through the collector of water and a hydrocarbon extract - to the output of the separator and the aqueous solution to a hydrocarbon solvent output by vacuum distillation apparatus hydrocarbons;
- lines for the production of water-alcohol extracts and the separation of bioflavonoids contain a collection of the alcohol-ether mixture, a collection of spent water-alcohol extract and a series-connected reactor-extractor, a pulp pump, a reaction device, a flow-through filter centrifuge, a collection of a water-alcohol extract, a reextractor, and a lyophilic apparatus drying, the solvent output of which is connected through a collection of the alcohol-ether mixture to the solvent input of the reextractor reactor, the ether input of which is connected to the output evil of ether, and the loading input of the extractor-reactor to an outlet of the reaction apparatus and to the outlet for aqueous solution flow filter centrifuge and collection of waste through aqueous-alcoholic extract - to the output of the aqueous solution-reekstraktora reactor.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.
Устройство для переработки древесины лиственницы с выделением дигидрокверцетина содержит линию подготовки сырья 1, включающую устройство измельчения 2, сито 3 и бункер-питатель 4; узлы подачи деионизованной воды 5, углеводородов 6, водного этилового спирта 7, эфира 8 и 9, водно-ацетонового растворителя 10; лини выработки водно-углеводородных экстрактов 11 и выделения природных смол 12, включающие реактор-экстрактор водно-углеводородных экстрактов 13, пульповый насос 14, реакционное устройство 15, проточную фильтрующую центрифугу 16, сборник водно-углеводородных экстрактов 17, сепаратор 18, аппарат вакуумной отгонки углеводородов 19, сборник смолы 20 и сборник отработанных углеводородных экстрактов 21; линии выработки водно-спиртовых экстрактов 22, выделения 23 и очистки биофлавоноидов 24, включающие реактор-экстрактор водно-спиртовых растворов 25, пульповый насос 26, реакционное устройство 27, проточную фильтрующую центрифугу 28, сборник водно-спиртового экстракта 29, реактор-реэкстрактор 30, аппарат лиофильной сушки 31, реэкстрактор полифенолов 32, аппарат вакуумной отгонки ацетона 33, кристаллизатор 34, сборник отработанного водно-спиртового экстракта 35, сборник спиртоэфирной смеси 36 и диализатор 37; первый 38 и второй 39 узлы замачивания древесины лиственницы; вторые линии выработки водно-углеводородных экстрактов 40 и выделения биофлавоноидов 41, включающие реактор-экстрактор 42, пульповый насос 43, реакционное устройство 44, проточную фильтрующую центрифугу 45, сборник водно-углеводородного экстракта 46, сепаратор 47, аппарат вакуумной отгонки углеводородов 48 и сборник отработанных углеводородных экстрактов 49; вторые линии выработки водно-спиртовых экстрактов 50 и выделения биофлавоноидов 51, включающие реактор-экстрактор 52, пульповый насос 53, реакционное устройство 54, проточную фильтрующую центрифугу 55, сборник водно-спиртового экстракта 56, реактор-реэкстрактор 57, аппарат лиофильной сушки 58, сборник отработанного водно-спиртового экстракта 59 и сборник спиртоэфирной смеси 60; вентили запорные 61-76. A device for processing larch wood with the release of dihydroquercetin contains a line for the preparation of
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Для проведения технологического процесса используют, как правило, комлевую и корневую части древесины лиственницы. При организации промышленного производства наиболее приемлема крошка лиственницы размерами 2-5 мм. Во-первых, технологически проще и эффективнее решается задача автоматизации процесса разделения твердой фракции от водных экстрактов, что при организации промышленного производства имеет существенное значение. Во-вторых, при переработке значительно меньше засоряется водная фаза технологического процесса, что позволяет реализовать многократное использование отработанных водных экстрактов и существенно сократить расход растворителей. В-третьих, требуются значительно меньшие трудозатраты и время на технологические операции по извлечению биофлавоноидов, чем при использовании крупной крошки древесины лиственницы. Поэтому в устройстве древесную щепу с влажностью до 40% подают в узел подготовки сырья 1, где сначала ее измельчают устройством измельчения 2. Затем с помощью сита 3, крошку лиственницы просеивают и разделяют на три фракции: мелкую 0-2 мм; среднюю 2-5 мм и крупную 5 мм и более. Крупная фракция крошки лиственницы с выхода сита возвращается в загрузочный вход устройства измельчения 2 на доизмельчение. Мелкая фракция крошки лиственницы, представляющая собой сильно разволокненные частицы в виде пыли, для использования в технологическом процессе нежелательна по ряду причин:
- поскольку древесина мелкой фракции характеризуется минимальным размером частиц практически на молекулярном уровне и соответственно имеет большую поверхность раскрытия, то нативные природные компоненты древесины быстро загрязняются и окисляются атмосферным кислородом еще до начала переработки и это особенно проявляется при решении объемных промышленных задач;
- в технологическом процессе мелкая фракция крошки быстро засоряет фильтрующие элементы устройства, что приводит к частым остановкам для чистки соответствующих узлов и как следствие к нарушению всей промышленной технологии производства;
- трудоемкость и продолжительность фильтрации отработанных экстрактов, содержащих мелкую фракцию крошки, затрудняет их повторное использование и требует наличия сложной многоэтапной системы очистки, что в свою очередь приводит к возрастанию металлоемкости оборудования.To carry out the technological process, as a rule, the butt and root parts of larch wood are used. When organizing industrial production, larch crumb sizes of 2-5 mm are most acceptable. Firstly, the task of automating the process of separating the solid fraction from water extracts is technologically simpler and more efficient, which is essential for the organization of industrial production. Secondly, during processing, the aqueous phase of the technological process is much less clogged, which allows for the reuse of waste water extracts and significantly reduces the consumption of solvents. Thirdly, significantly less labor costs and time for technological operations to extract bioflavonoids are required than when using large larch wood chips. Therefore, in the device, wood chips with a moisture content of up to 40% are fed to the raw
- since fine wood is characterized by a minimum particle size almost at the molecular level and, accordingly, has a large opening surface, the native natural components of the wood are quickly contaminated and oxidized by atmospheric oxygen before the start of processing and this is especially evident when solving voluminous industrial problems;
- in the technological process, the fine fraction of crumbs quickly clogs the filter elements of the device, which leads to frequent stops for cleaning the corresponding components and, as a result, to a violation of the entire industrial production technology;
- the complexity and duration of filtration of spent extracts containing a fine fraction of crumbs, complicates their reuse and requires a complex multi-stage cleaning system, which in turn leads to an increase in the metal consumption of the equipment.
Для обеспечения наиболее полного извлечения биофлавоноидов из крошки лиственницы ее необходимо подготовить к эффективному проведению стадии экстракции, а именно предварительно качественно пропитать насыщенным водным растворителем, применяемым в технологическом процессе, в течение некоторого промежутка времени. Продолжительность стадии замачивания существенно сокращается при организации подогрева реакционной массы и использовании предварительно подогретой деионизованной воды. Поэтому крошку лиственницы средней фракции подают через бункер-питатель 4 в первый узел замачивания древесины лиственницы 38, в состав которого в зависимости от производительности устройства входят как минимум два неметаллических, например, эмалированных или фарфоровых реактора, имеющие паровые рубашки обогрева и устройства для перемешивания. Туда же из узлов подачи 5 и 6 вводят деионизованную воду, предварительно подогретую до температуры 30-40oС, и растворитель - неполярный углеводород алифатического ряда (например, н-гексан, бензин с Ткип до 180oС). В этих реакторах осуществляют стадию замачивания от нескольких десятков минут до нескольких часов при температуре 30-40oС и периодическом перемешивании массы, причем массовое соотношение подготовленной крошки лиственницы, углеводорода и воды поддерживают в пределах 1:0,5:4. В процессе стадии замачивания водно-углеводородная смесь глубоко внедряется в каждую частичку древесины. Глубина внедрения и качество размягчения древесины зависят от продолжительности стадии замачивания и температуры реакционной массы. Практически минимальная продолжительность стадии замачивания определяется временем переработки одной партии крошки лиственницы. Так как в процессе переработки ранее замоченной партии крошки лиственницы замачивается очередная партия крошки.To ensure the most complete extraction of bioflavonoids from larch crumbs, it must be prepared for the effective implementation of the extraction stage, namely, it must first be impregnated with high quality saturated aqueous solvent used in the technological process for a certain period of time. The duration of the soaking stage is significantly reduced when organizing the heating of the reaction mass and the use of preheated deionized water. Therefore, larch crumbs of medium fraction are fed through a
Подготовленная таким образом крошка лиственницы, замоченная в насыщенном растворе водно-углеводородной смеси, подается в реактор-экстрактор 13, имеющий паровую рубашку обогрева и устройство для перемешивания, куда одновременно вводят деионизованную (деминерализованную) воду из узла подачи воды 5 до получения массового соотношения твердой и жидких фаз: крошки лиственницы, углеводорода и воды, в пропорциях 1:0,5:15-20. Такое соотношение выбирается исходя из возможностей функционирования, технических характеристик и безотказности работы оборудования, задействованного в стадии экстракции. Thus prepared larch crumb soaked in a saturated solution of a water-hydrocarbon mixture is fed to an extractor reactor 13 having a steam heating jacket and a mixing device, where deionized (demineralized) water is simultaneously introduced from the
Загрузку реагентов на всех стадиях технологического процесса производят в атмосфере инертного газа, например азота, поскольку нативные природные компоненты древесины окисляются атмосферным кислородом. The reagents are loaded at all stages of the technological process in an atmosphere of inert gas, for example nitrogen, since the native natural components of wood are oxidized by atmospheric oxygen.
Подводящие и отводящие вентили по реагентам закрывают, а реакционную массу подогревают до температуры 30-40oС и перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин. Далее реакционную массу при открытом вентиле 61 пульповым насосом 14 прокачивают со скоростью не менее 3 м3/ч через реакционное устройство 15 обратно в реактор-экстрактор 13. Реакционное устройство 15 может быть применено как ультразвукового типа, например УЗГ2-1-10М с магнитострикционным преобразователем ультразвука ПМС1-1-10, так и кавитационного типа, например, роторно-пульсационный эмульгатор типа АИР 180 М 2, создающий высокочастотные пульсации давления и вихреобразования путем вращения зубчатого ротора относительно зубчатого статора. Проходя многократно через реакционное устройство 15, из крошки лиственницы эффективно выводится экстракт с растворенными в нем природными смолами и пульпа из жидкой фазы переходит в псевдосжиженное состояние, характеризующееся снижением вязкости и увеличением текучести растворителей, что обеспечивает их высокую реакционную способность и высокие реологические свойства раствора.The inlet and outlet valves for the reagents are closed, and the reaction mass is heated to a temperature of 30-40 o C and stirred until a homogeneous mass for 1-2 minutes. Next, the reaction mass with an open valve 61 by a pulp pump 14 is pumped at a speed of at least 3 m 3 / h through the reaction device 15 back to the reactor-extractor 13. The reaction device 15 can be used as an ultrasonic type, for example, UZG2-1-10M with a magnetostrictive transducer PMS1-1-10 ultrasound and cavitation type, for example, a rotor-pulsating emulsifier type AIR 180
Через 5-20 мин реакционную пульпу подают в проточную фильтрующую центрифугу 16, например типа ФМН-80 1У, предназначенную для разделения суспензий со среднеизмельченной твердой фазой. Водно-углеводородный экстракт в виде эмульсии из центрифуги 16 через открытый вентиль 63 поступает обратно в реактор-экстрактор 13, куда из блока замачивания 38 подается очередная загрузка того же объема подготовленной крошки лиственницы, после чего процесс экстракции повторяется. Таким образом, проводится переработка до десяти загрузок. В результате этого водно-углеводородная эмульсия приобретает псевдосжиженное состояние с высокой насыщенностью природной смолы. Количество загрузок в партии выбирают исходя из соотношения компонентов, времени экстрагирования и температуры подогрева. После переработки десятой загрузки эмульсия из центрифуги 16 через вентиль 64 поступает в сборник водно-углеводородного экстракта 17 линии выделения природных смол 12 для дальнейшей переработки. After 5-20 minutes, the reaction pulp is fed into a flow-through filtering centrifuge 16, for example, FMN-80 1U type, designed to separate suspensions with a medium-sized solid phase. The water-hydrocarbon extract in the form of an emulsion from the centrifuge 16 through the open valve 63 is fed back to the reactor-extractor 13, where the next loading of the same volume of prepared larch chips is fed from the soaking unit 38, after which the extraction process is repeated. Thus, up to ten downloads are processed. As a result of this, the water-hydrocarbon emulsion acquires a fluidized state with a high saturation of the natural resin. The number of downloads in a batch is selected based on the ratio of components, extraction time and heating temperature. After processing the tenth load, the emulsion from the centrifuge 16 through the valve 64 enters the collection of water-hydrocarbon extract 17 of the line for the extraction of natural resins 12 for further processing.
Твердая фаза, выделенная проточной фильтрующей центрифугой 16, имеет довольно высокую влажность и насыщенность концентрированным водно-углеводородным раствором и, как показали исследования, содержит до 15-20% природных смол от их общей массы. При скоростной прогонке загрузок через реактор-экстрактор 13 эта величина может возрасти до 40-50%. Поэтому твердая фаза, отделяемая проточной центрифугой 16, после каждой выгрузки подается в реактор-экстрактор 42 аналогичной второй линии выработки водно-углеводородных экстрактов 40. Туда же из узла подачи воды 5 вводят деионизованную воду в соотношении с твердой фазой как 15-20:1. Реакционную массу подогревают до температуры 30-40oС и перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин. После этого проводят фазу экстракции аналогично описанной ранее, а именно с помощью пульпового насоса 43 реакционную пульпу при открытом вентиле 65 прогоняют через реакционное устройство 44 обратно в реактор-экстрактор 42. Через 5-20 мин реакционную пульпу через вентиль 66 подают в проточную фильтрующую центрифугу 45, откуда жидкая фаза через вентиль 67 поступает обратно в реактор-экстрактор 42, куда подается очередная загрузка в виде твердой фазы из центрифуги 16 первой линии выработки водно-углеводородных экстрактов 11.The solid phase isolated by a flow-through filter centrifuge 16 has a rather high humidity and saturation with a concentrated aqueous hydrocarbon solution and, as studies have shown, contains up to 15-20% of natural resins from their total mass. When high-speed run downloads through the reactor-extractor 13, this value can increase up to 40-50%. Therefore, the solid phase, separated by a flow centrifuge 16, after each discharge is fed to the reactor-extractor 42 of a similar second line for the production of water-hydrocarbon extracts 40. Deionized water in the ratio with the solid phase of 15-20: 1 is introduced from there to the
В первой 12 и второй 41 линиях выделения природных смол водно-углеводородные экстракты из сборников 17 и 46 разделяют сепараторами (либо проточными центрифугами) 18 и 47 на расслаивающие растворы: природные смолы, растворенные в углеводородном растворителе, и водный раствор. Природные смолы, растворенные в углеводородном растворителе, после отгонки растворителя в аппаратах вакуумной отгонки 19 и 48 получают в виде целевого продукта природных смол. Отогнанный углеводородный растворитель и водные растворы из сепараторов 18 и 47 возвращаются в технологический процесс через сборники 21 и 49. In the first 12 and second 41 lines for the extraction of natural resins, water-hydrocarbon extracts from collectors 17 and 46 are separated by separators (or flow centrifuges) 18 and 47 into exfoliating solutions: natural resins dissolved in a hydrocarbon solvent and an aqueous solution. Natural resins dissolved in a hydrocarbon solvent, after distillation of the solvent in vacuum distillation apparatuses 19 and 48, are obtained as the target product of natural resins. The distilled hydrocarbon solvent and aqueous solutions from the separators 18 and 47 are returned to the process through collectors 21 and 49.
Оборудование первой и второй линий экстракции водно-углеводородных экстрактов идентично и работает синхронно относительно друг друга. После такой синхронной переработки замоченной древесины лиственницы одной партии, состоящей, например, из десяти загрузок, проводится аналогичная переработка и очистка от природных смол последующих партий крошки. The equipment of the first and second extraction lines of water-hydrocarbon extracts is identical and works synchronously relative to each other. After such synchronous processing of soaked larch wood of one batch, consisting, for example, of ten batches, a similar processing and purification of natural resins of subsequent batches of crumbs is carried out.
При проведении технологического процесса от механических нагрузок крошка лиственницы частично разрушается, особенно при использовании в составе оборудования реакционных устройств кавитационного типа. Образующиеся мелкие частицы, которые трудно поддаются фильтрации, постепенно засоряют водно-углеводородные экстракты. Поэтому периодически из сборника 21 после переработки 5-6 партий, а из сборника 49 после переработки 8-9 партий отработанные водно-углеводородные экстракты исключают из технологического процесса путем сброса в очистительную систему, а водная фаза пополняется из узла подачи воды 5. During the process from mechanical loads, larch crumb is partially destroyed, especially when using cavitation-type reaction devices as part of the equipment. The resulting small particles, which are difficult to filter, gradually clog water-hydrocarbon extracts. Therefore, periodically from the collection 21 after processing 5-6 batches, and from the collection 49 after processing 8-9 batches, the spent water-hydrocarbon extracts are excluded from the process by discharge into the purification system, and the aqueous phase is replenished from the
После каждой загрузки твердая фаза, очищенная от природных смол, из проточной фильтрующей центрифуги 45 подается во второй узел замачивания древесины лиственницы 39. Туда же из узлов подачи 5 и 7 вводят деионизованную воду, предварительно подогретую до температуры 30-40oС, и растворитель - водный этиловый спирт. Стадию замачивания осуществляют от нескольких десятков минут до нескольких часов при температуре 30-40oС и периодическом перемешивании массы, причем массовое соотношение подготовленной твердой фазы, водного этилового спирта и воды поддерживают в пределах 1:0,5:4. В процессе стадии замачивания водно-спиртовая смесь глубоко внедряется в крошку лиственницы. Глубина внедрения зависит от продолжительности стадии замачивания и от температуры реакционной массы.After each loading, the solid phase, purified from natural resins, is fed from the flow-through
Подготовленная и замоченная в насыщенном водно-спиртовом растворе крошка лиственницы подается в реактор-экстрактор 25, имеющий паровую рубашку обогрева и устройство для перемешивания, куда одновременно вводят деионизованную воду из узла подачи воды 5 до получения массового соотношения твердой и жидких фаз крошки лиственницы, этилового спирта и воды, в пропорциях 1:0,5: 15-20. Такое соотношение выбирается из возможностей функционирования, технических характеристик и безотказности работы оборудования, задействованного в стадии экстракции. Prepared and soaked in a saturated aqueous-alcoholic solution, larch crumbs are fed into an extractor reactor 25 having a steam heating jacket and a stirrer, where deionized water is introduced simultaneously from the
Процесс экстракции водно-спиртовых экстрактов проводится аналогичным образом, как и процесс экстракции водно-углеводородных экстрактов. Твердая фаза, выделенная проточной фильтрующей центрифугой 28 первой линии выработки водно-спиртовых экстрактов 22, имеет довольно высокую влажность и насыщенность концентрированным водно-спиртовым раствором и, как показали исследования, содержит до 15-20% биофлавоноидов от их общей массы. При скоростной прогонке загрузок через реактор-экстрактор 25 эта величина может возрасти до 40-50%. Поэтому твердая фаза после каждой загрузки, отделяемая проточной центрифугой 28, подается в аналогичный реактор-экстрактор 52 второй линии выработки водно-спиртовых экстрактов 50. Туда же из узла подачи воды 5 вводят деионизованную воду в соотношении с твердой фазой как 15-20:1. Реакционную массу подогревают до температуры 30-40oС и перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин. После этого проводят фазу экстракции аналогично описанной ранее.The process of extraction of water-alcohol extracts is carried out in a similar manner as the process of extraction of water-hydrocarbon extracts. The solid phase isolated by a flow-through filtering centrifuge 28 of the first line of production of water-alcohol extracts 22 has a rather high humidity and saturation with a concentrated water-alcohol solution and, as studies have shown, contains up to 15-20% of bioflavonoids of their total mass. When high-speed run downloads through the reactor-extractor 25, this value can increase up to 40-50%. Therefore, the solid phase after each charge, separated by a flow centrifuge 28, is fed into a similar reactor-extractor 52 of the second line for the production of water-alcohol extracts 50. Deionized water in the ratio with the solid phase of 15-20: 1 is introduced there from the
Оборудование первой 22 и второй 50 линий экстракции водно-спиртовых растворов идентично и работает синхронно относительно друг друга. После такой синхронной переработки обессмоленной замоченной древесины лиственницы одной партии, состоящей из десяти загрузок, проводится аналогичная переработка и последующих партий. После каждой загрузки твердая фаза из проточной фильтрующей центрифуги 55 сбрасывается в узел сбора отработанной крошки древесины, а жидкая фаза поступает в сборники водно-спиртовых экстрактов 29 и 56 линий выделения биофлавоноидов 23 и 51. The equipment of the first 22 and second 50 lines of extraction of water-alcohol solutions is identical and works synchronously relative to each other. After such synchronous processing of tarred soaked larch wood of one batch, consisting of ten batches, a similar processing is carried out for subsequent batches. After each loading, the solid phase from the flow-through filter centrifuge 55 is discharged to the waste wood chips collection unit, and the liquid phase enters the collections of water-alcohol extracts 29 and 56 of the
Водно-спиртовые экстракты из сборников водно-спиртовых экстрактов 29 и 56 абсорбируют низкокипящим эфиром с Ткип до 90oС в реакторах-реэкстракторах 30 и 57, для чего из соответствующих узлов подачи диэтилового эфира 8 и 9 подают 100%-ный диэтиловый эфир. Предпочтительно поддерживать массовое соотношение низкокипящего эфира и экстракта в пределах 1:6-8. Абсорбцию водно-спиртовых экстрактов проводят при температуре 18-25oС. Критерием выбора температуры абсорбции является простота конструкции оборудования и снижение летучести низкокипящего эфирного растворителя. При указанных условиях происходит расслаивание реакционной массы на две несмешивающиеся фазы: спиртоэфирную эмульсию биофлавоноидов и отработанный водно-спиртовой экстракт, который после разделения подают в сборники 35 и 59.Water-alcohol extracts from the collections of water-alcohol extracts 29 and 56 are absorbed with low boiling point ether with a boiling point of up to 90 ° C. in reextractors 30 and 57, for which 100% diethyl ether is supplied from the corresponding supply units of diethyl ether 8 and 9. It is preferable to maintain the mass ratio of low-boiling ether and extract in the range of 1: 6-8. The absorption of water-alcohol extracts is carried out at a temperature of 18-25 o C. The criterion for the selection of the absorption temperature is the simplicity of the equipment design and the reduction of the volatility of a low-boiling ether solvent. Under these conditions, the reaction mass is stratified into two immiscible phases: an alcohol-ether emulsion of bioflavonoids and a spent water-alcohol extract, which, after separation, is fed to collectors 35 and 59.
Спиртоэфирную эмульсию биофлавоноидов из реакторов-реэкстракторов 30 и 57 направляют в аппараты лиофильной сушки 31 и 58. Предварительно перед сушкой для быстрого удаления из эмульсии спиртоэфирных растворителей можно использовать, например, ротационный испаритель ИР-ЮМ. Процесс лиофильной сушки ведут при нагревании, предпочтительно до температуры 30-80oС, с получением сухого экстракта биофлавоноидов и спиртоэфирной смеси растворителей, которые через сборники спиртоэфирной смеси 36 и 60 возвращают в реакторы-реэкстракторы 30 и 57. Оборудование первой 23 и второй 51 линий выделения биофлавоноидов аналогично, но каждое подключено только к своей линии переработки водно-спиртовых экстрактов с экстрактами, различными по насыщенности выделяемой продукции и чистоте растворов. Соответственно каждая линия в процессе переработки растворов требует различные добавки растворителей. Такое взаимодействие линий снижает расход растворителей и создает условия для многократного повторного использования отработанных водных растворов.The alcohol-ether emulsion of bioflavonoids from stripping reactors 30 and 57 is sent to freeze-drying apparatuses 31 and 58. Prior to drying, for example, an IR-YM rotary evaporator can be used to quickly remove alcohol-ether solvents from the emulsion. The freeze-drying process is carried out by heating, preferably to a temperature of 30-80 ° C. , to obtain a dry extract of bioflavonoids and an alcohol-ether mixture of solvents, which, through the alcohol-ether mixture collectors 36 and 60, are returned to the stripping reactors 30 and 57. The equipment of the first 23 and second 51 lines the separation of bioflavonoids is similar, but each is connected only to its own line for processing water-alcohol extracts with extracts that differ in the saturation of the products and the purity of the solutions. Accordingly, each line in the process of processing solutions requires various solvent additives. Such interaction of the lines reduces the consumption of solvents and creates conditions for the repeated reuse of waste aqueous solutions.
Очистку сухого экстракта биофлавоноидов проводят с помощью линии очистки биофлавоноидов 24 путем последующей абсорбцией водно-ацетоновым растворителем, подаваемым в реэкстрактор 32 из узла подачи водно-ацетонового растворителя 10 в соотношении ацетона и воды в пределах 1:3-4. В реэкстракторе 32 в процессе экстрагирования предпочтительно поддерживать массовое соотношение сухого экстракта, ацетона и воды соответственно в пределах 1:3:6. Purification of the dry bioflavonoid extract is carried out using the bioflavonoid purification line 24 by subsequent absorption with an aqueous-acetone solvent supplied to the reextractor 32 from the water-acetone
Из водно-ацетонового раствора в аппарате вакуумной отгонки ацетона 33 и дробной последующей кристаллизацией в кристаллизаторе 34 выделяют биофлавоноиды в виде суммы дигидрокверцетина и дигидрокемферола до 95%. Ацетон возвращается в цикл через узел подачи водно-ацетонового растворителя 10. Водную фазу экстрактов после кристаллизации биофлавоноидов направляют в диализатор 37, где проводят процесс диализа, например, на керамической мембране, с получением олигосахаридов как товарного продукта для производства, например, спиртов и ванилина. Водный раствор возвращается в технологический процесс через сборник отработанных экстрактов 35. From a water-acetone solution in an apparatus for vacuum distillation of acetone 33 and fractional subsequent crystallization in a crystallizer 34, bioflavonoids are isolated in the form of the sum of dihydroquercetin and dihydrocemferol up to 95%. Acetone is returned to the cycle through the supply unit of the water-
При проведении технологического процесса от механических нагрузок крошка лиственницы частично разрушается, особенно при использовании в составе оборудования реакционных устройств кавитационного типа. Образующиеся мелкие частицы, которые трудно поддаются фильтрации, засоряют водно-спиртовые экстракты. Поэтому периодически из сборника 35 после переработки 5-6 партий, а из сборника 59 после переработки 8-9 партий отработанные водно-спиртовые экстракты исключают из технологического процесса путем сброса в очистительную систему, а водная фаза пополняется из узла подачи воды 5. During the process from mechanical loads, larch crumb is partially destroyed, especially when using cavitation-type reaction devices as part of the equipment. The resulting small particles, which are difficult to filter, clog water-alcohol extracts. Therefore, periodically from collection 35 after processing 5-6 batches, and from collection 59 after processing 8-9 batches, the spent water-alcohol extracts are excluded from the process by discharge into the purification system, and the aqueous phase is replenished from the
Пример:
Для проведения технологического процесса используют 100 кг (в пересчете на сухую массу) крошки из комлевой (надземной верхней части пня высотой Н= 0,5 м без коры при диаметре среза не менее Ф=0,3 м) или корневой частей Даурской лиственницы. Щепу с влажностью до 40% подают в узел подготовки сырья 1, где сначала ее измельчают устройством измельчения 2. Затем, с помощью сита 3 крошку лиственницы просеивают и разделяют на три фракции: мелкую - 0-2 мм; среднюю - 2-5 мм и крупную - 5 мм и более. В технологическом процессе используют среднюю фракцию крошки лиственницы, которую в количестве 100 кг подают через бункер-питатель 4 в узел замачивания древесины лиственницы 38. Туда же из узлов подачи 5 и 6 вводят деионизованную воду в количестве 160 кг и н-гексан в количестве 50 кг. Загрузку реактивов в технологический процесс производят в атмосфере азота (92 мас. %). Материальный баланс стадии замачивания крошки древесины лиственницы в водно-углеводородном растворе представлен в табл. 1 (пункта). Практически минимальная продолжительность стадии замачивания определяется временем переработки одной партии крошки лиственницы.Example:
To carry out the technological process, 100 kg (in terms of dry weight) of crumb from the butt (overhead upper part of the stump with a height of H = 0.5 m without bark with a cut diameter of at least F = 0.3 m) or the root of the Daurian larch is used. Chips with a moisture content of up to 40% are fed to the raw
Подготовленная таким образом крошка лиственницы и замоченная в насыщенном водно-углеводородном растворе партиями-загрузками (по 10 кг крошки в пересчете на сухую массу) подается в реактор-экстрактор 13, куда одновременно подают деионизованную воду из узла подачи воды 5 в количестве 100 кг. Thus prepared larch crumb and soaked in saturated aqueous hydrocarbon solution in batches (10 kg crumbs in terms of dry weight) are fed to the reactor-extractor 13, where deionized water from the
Подводящие и отводящие вентили по реагентам закрывают, а реакционную пульпу перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин при Т=30-40oС. Далее реакционную пульпу при открытом вентиле 61 пульповым насосом 14 прокачивают через реакционное устройство 15 обратно в реактор-экстрактор 13. Через 5 минут реакционную пульпу подают в проточную фильтрующую центрифугу 16. Водно-углеводородный экстракт в виде эмульсии из центрифуги 16 через открытый вентиль 63 поступает обратно в реактор-экстрактор 13, куда из блока замачивания 38 подается очередная загрузка того же объема подготовленной замоченной крошки лиственницы, после чего процесс экстракции повторяется. Таким образом, перерабатывается вся партия крошки (100 кг в пересчете на сухую массу), состоящая из десяти загрузок. В результате этого водно-углеводородная эмульсия приобретает псевдосжиженное состояние с высокой насыщенностью природными смолами. После переработки десятой загрузки эмульсия из центрифуги 16 через вентиль 64 поступает в сборник водно-углеводородного экстракта 17 линии выделения природных смол 12 для дальнейшей переработки.The inlet and outlet valves for the reagents are closed, and the reaction pulp is stirred until a homogeneous mass for 1-2 minutes at T = 30-40 o C. Next, the reaction pulp with an open valve 61 pulp pump 14 is pumped through the reaction device 15 back into the reactor-extractor 13. After 5 minutes, the reaction pulp is fed into a flow-through filtering centrifuge 16. The water-hydrocarbon extract in the form of an emulsion from the centrifuge 16 is fed back through the open valve 63 to the reactor-extractor 13, where the next loading is fed from the soaking unit 38 and the same volume prepared larch soaked crumbs, after which the extraction process is repeated. Thus, the entire batch of crumbs is processed (100 kg in terms of dry weight), consisting of ten downloads. As a result, the water-hydrocarbon emulsion acquires a fluidized state with a high saturation of natural resins. After processing the tenth load, the emulsion from the centrifuge 16 through the valve 64 enters the collection of water-hydrocarbon extract 17 of the line for the extraction of natural resins 12 for further processing.
Твердая фаза, выделяемая проточной фильтрующей центрифугой 16, имеет высокую насыщенность концентрированным водно-углеводородным раствором и содержит до 20% природных смол от их общей массы. Поэтому твердая фаза с выхода проточной центрифуги 16 после каждой выгрузки подается в реактор-экстрактор 42 аналогичной второй линии выработки водно-углеводородных экстрактов 40. Туда же из узла подачи воды 5 вводят деионизованную воду в количестве 100 кг. Реакционную массу также перемешивают до однородной массы в течение 1-2 минут. После этого с помощью пульпового насоса 43 реакционную пульпу при открытом вентиле 65 прогоняют через реакционное устройство 44 обратно в реактор-реэкстрактор 42. Через пять минут реакционную пульпу через вентиль 66 подают в проточную фильтрующую центрифугу 45, откуда жидкая фаза через вентиль 67 поступает обратно в реактор-реэкстрактор 42, куда подается очередная загрузка в виде твердой фазы из центрифуги 16 первой линии выработки водно-углеводородных экстрактов 11. Таким образом перерабатывается вся партия крошки, поступающая из центрифуги 16. В результате такой обработки крошка лиственницы хорошо промывается водным раствором, в результате чего из нее выводятся остатки природных смол, а образовавшаяся водно-углеводородная эмульсия приобретает псевдосжиженное состояние. После этого эмульсия из центрифуги 45 через открытый вентиль 68 поступает в сборник водно-углеводородного экстракта 46 линии выделения природных смол 41 для дальнейшей переработки. В первой 12 и второй 41 линиях выделения природных смол водно-углеводородные экстракты из сборников 17 и 46 разделяют сепараторами 18 и 47 на расслаивающиеся растворы: природные смолы, растворенные в углеводородном растворителе, и водный раствор. Природные смолы, растворенные в углеводородном растворителе, после отгонки растворителя в аппаратах вакуумной отгонки 19 (в количестве 7,5 кг) и 48 (в количестве 2,1 кг) получают в виде целевого продукта. Отогнанный углеводородный растворитель (после аппарата отгонки 19 в количестве 37,7 кг, после аппарата отгонки 48 в количестве 5,6 кг) и водные растворы из сепараторов 18 (в количестве 264 кг) и 47 (в количестве 93,1 кг) возвращаются в технологический процесс через сборники 21 и 49. Материальный баланс и выход целевых продуктов стадии подготовки крошки лиственницы с использованием водно-углеводородного растворителя представлен в табл. 1 (пункты б и в). The solid phase emitted by the flow-through filtering centrifuge 16 has a high saturation with a concentrated aqueous hydrocarbon solution and contains up to 20% of natural resins from their total mass. Therefore, the solid phase from the outlet of the flow centrifuge 16 after each discharge is fed to the reactor-extractor 42 of a similar second line for the production of water-hydrocarbon extracts 40. There, deionized water in the amount of 100 kg is introduced from the
После каждой загрузки твердая фаза, очищенная от природных смол, из проточной фильтрующей центрифуги 45 подается во второй узел замачивания древесины лиственницы 39. Туда же из узлов подачи 5 и 7 вводят деионизованную воду в количестве 164,4 кг, и растворитель - водный этиловый спирт в количестве 45 кг. Загрузку реактивов в технологический процесс производят в атмосфере азота (92 мас. %). Материальный баланс стадии замачивания крошки древесины лиственницы в водно-спиртовом растворе представлен в табл. 2 (пункт а). Подготовленная таким образом крошка лиственницы и замоченная в насыщенном водноспиртовом растворе партиями-загрузками (по 10 кг крошки в пересчете на сухую массу) подается в реактор-экстрактор 25, куда одновременно подают деионизованную воду из узла подачи 5 в количестве 100 кг. After each loading, the solid phase, purified from natural resins, is fed from the flow-through
Подводящие и отводящие вентили по реагентам закрывают, а реакционную пульпу перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин при Т=30-40oС. Далее реакционную пульпу при открытом вентиле 69 пульповым насосом 26 прокачивают через реакционное устройство 27 обратно в реактор-экстрактор 25. Через 5 мин реакционную пульпу подают в проточную фильтрующую центрифугу 28. Водно-спиртовой экстракт в виде эмульсии из центрифуги 28 через открытый вентиль 71 поступает обратно в реактор-экстрактор 25, куда из блока замачивания 39 подается очередная загрузка того же объема подготовленной замоченной крошки лиственницы, после чего процесс экстракции повторяется. Таким образом перерабатывается вся партия (90,4 кг в пересчете на сухую массу), состоящая из десяти загрузок. В результате этого водно-спиртовая эмульсия приобретает псевдосжиженное состояние с высокой насыщенностью биофлавоноидами. После переработки десятой загрузки эмульсия в количестве 343,5 кг из центрифуги 28 через вентиль 72 поступает в сборник водно-спиртового экстракта 29 линии выделения биофлаваноидов 23 для дальнейшей переработки.The inlet and outlet valves for the reagents are closed, and the reaction pulp is stirred until a homogeneous mass for 1-2 minutes at T = 30-40 o C. Then, the reaction pulp with an open valve 69 pulp pump 26 is pumped through the reaction device 27 back into the reactor-extractor 25. After 5 minutes, the reaction pulp is fed into a flow-through filtering centrifuge 28. The aqueous-alcoholic extract in the form of an emulsion from the centrifuge 28 through an open valve 71 is fed back to the reactor-extractor 25, where the next loading is fed from the soaking unit 39 e volume prepared larch soaked crumbs, after which the extraction process is repeated. Thus, the entire batch is processed (90.4 kg in terms of dry weight), consisting of ten downloads. As a result, the water-alcohol emulsion acquires a fluidized state with high saturation with bioflavonoids. After processing the tenth load, the emulsion in the amount of 343.5 kg from the centrifuge 28 through the valve 72 enters the collection of water-alcohol extract 29 of the bioflavonoid recovery line 23 for further processing.
Твердая фаза, выделенная проточной фильтрующей центрифугой 28, имеет высокую насыщенность концентрированным водно-спиртовым раствором и содержит до 20% биофлавоноидов от их общей массы. Поэтому твердая фаза, отделяемая проточной центрифугой 28, после каждой загрузки подается в аналогичный реактор-экстрактор 52 второй линии выработки экстрактов 50. Туда же из узла подачи воды 5 вводят деионизованную воду в количестве 100 кг. Реакционную массу также перемешивают до однородной массы в течение 1-2 мин при Т=30-40oС. После этого с помощью пульпового насоса 53 реакционную пульпу при отрытом вентиле 73 прогоняют через реакционное устройство 54 обратно в реактор-экстрактор 52. Через 5 минут реакционную пульпу через вентиль 74 подают в проточную фильтрующую центрифугу 55, откуда жидкая фаза через вентиль 75 поступает обратно в реактор-экстрактор 52, куда подается очередная загрузка в виде твердой фазы из центрифуги 28 первой линии выработки экстрактов 22. После переработки каждой загрузки твердая фаза (в количестве 86,35 кг в пересчете на сухую массу) из проточной фильтрующей центрифуги 55 сбрасывается в узел сбора отработанной крошки древесины, а жидкая фаза (в виде эмульсии количестве 114,2 кг) после каждой партии, состоящей из десяти загрузок, поступает в сборник водно-спиртового экстракта 56 линии выделения биофлаваноидов 51. В линии выделения биофлавоноидов 23 к 343,5 кг эмульсии из узла подачи диэтилового эфира 8 вводят 45 кг диэтилового эфира, а в линии выделения биофлавоноидов 51 к 114,2 кг эмульсии из узла подачи диэтилового эфира 9 вводят 20,6 кг диэтилового эфира. Абсорбцию проводят при Т=25oС, при этом эмульсия расслаивается на спиртоэфирный экстракт и водную фазу. Из 54,2 кг спиртоэфирного экстракта линии выделения биофлавоноидов 23 после аппарата лиофильной сушки 31 получают 2,1 кг сухого экстракта, содержащего биофлавоноиды и около 51 кг спиртоэфирной смеси растворителей, которые через сборник спиртоэфирной смеси 36 возвращаются в реактор-реэкстрактор 30. Из 114,2 кг спиртоэфирного экстракта линии выделения биофлавоноидов 51 после аппарата лиофильной сушки 58 получают 0,5 кг сухого экстракта, содержащего биофлавоноиды и около 20,4 кг спиртоэфирной смеси растворителей, которые через сборник спиртоэфирной смеси 60 возвращаются в реактор-реэстрактор 57. Материальный баланс стадий экстракции водно-спиртовой эмульсии первой 22 и 23, второй 50 и 51 линий выделения биофлавоноидов представлен в табл. 2 (пункты б и в).The solid phase isolated by a flow-through filter centrifuge 28 has a high saturation with a concentrated aqueous-alcohol solution and contains up to 20% of bioflavonoids of their total mass. Therefore, the solid phase separated by a flow centrifuge 28 is fed after each charge to a similar extractor reactor 52 of the second extracting
Очистку экстракта биофлавоноидов производят в линии очистки 24. В реэкстракторе 32 экстрагируют смесью, состоящей из 5 кг ацетона (х.ч.) и 10 кг деионизованной воды. Из 17,6 водно-ацетонового экстракта после вакуумной отгонки ацетона 33 кристаллизуют биофлавоноиды 34, состоящие из дигидрокверцетина и дигидрокемферола в количестве 1,9 кг с содержанием основного вещества 95%. Ацетон 4,2 кг рециркулирует в цикл через узел подачи растворителя 10. Водная фаза в количестве 9,3 кг после кристаллизации полифенолов направляют в диализатор 37. Остаток сухого экстракта после реэкстрактора 32 в количестве 0,7 кг, содержащий олигосахариды, выводят из процесса. В табл. 2 (пункт г) и табл. 3 приведен материальный баланс конечных целевых продуктов при переработке 100 кг крошки древесины лиственницы. Purification of the bioflavonoid extract is carried out in purification line 24. In a reextractor 32, the mixture is extracted with 5 kg of acetone (chemically pure) and 10 kg of deionized water. After vacuum distillation of acetone 33 from a 17.6 water-acetone extract, bioflavonoids 34 are crystallized, consisting of dihydroquercetin and dihydrocemferol in an amount of 1.9 kg with a basic substance content of 95%. Acetone 4.2 kg is recycled to the cycle through the
Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют существенно сократить общую продолжительность технологического процесса (время экстракции и выделения биофлавоноидов при переработке 100 кг крошки древесины лиственницы на первой и второй линиях составляет не более 60 мин), уменьшить количество используемых органических растворителей (расход не более 1 т растворителей на одну тонну сырья), сократить минимум в 2 раза объем используемой деионизованной воды и в 2 раза металлоемкость оборудования, существенно уменьшить время выделения биофлавоноидов (до 5ти ч) при одновременном упрощении технологии их выделения. Предлагаемые способ и устройство могут найти широкое применение при организации промышленного производства переработки древесины лиственницы и выделении дигидрокверцетина, при этом обеспечивают получение целевого продукта с высоким содержанием основного вещества. Указанные преимущества повышают экономические показатели процесса переработки древесины лиственницы, а уменьшение объемов органических растворителей позволяют улучшить экологию окружающей среды. Thus, the proposed method and device can significantly reduce the total duration of the process (the time of extraction and isolation of bioflavonoids during the processing of 100 kg of larch wood chips on the first and second lines is no more than 60 minutes), reduce the amount of organic solvents used (consumption no more than 1 t solvents per tonne of raw material), to reduce at least 2 times the volume of deionized water used and 2 times the metal consumption of equipment, significantly reduce the time of allocation I bioflavonoids (up to 5 hours) while simplifying the technology of their selection. The proposed method and device can be widely used in organizing the industrial production of larch wood processing and the isolation of dihydroquercetin, while providing the target product with a high content of the main substance. These advantages increase the economic performance of larch wood processing, and a decrease in the volume of organic solvents can improve the environment.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002110754/04A RU2211836C1 (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002110754/04A RU2211836C1 (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2211836C1 true RU2211836C1 (en) | 2003-09-10 |
Family
ID=29777683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002110754/04A RU2211836C1 (en) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2211836C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621662C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-06-06 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for treating liquid flows in pulp mill |
| RU2634894C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-11-07 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for processing liquid flows on pulp mill |
| RU2635040C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-11-08 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for processing liquid flows of pulp mill |
| RU2664249C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-08-15 | Ксилеко, Инк | Cellulose and lignocellulose structural materials and methods and systems for producing such materials |
| RU2784534C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ») | Line for preparation of hypericum grass extract fermented with lactic acid bacteria |
-
2002
- 2002-04-24 RU RU2002110754/04A patent/RU2211836C1/en active IP Right Revival
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621662C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-06-06 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for treating liquid flows in pulp mill |
| RU2634894C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-11-07 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for processing liquid flows on pulp mill |
| RU2635040C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-11-08 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for processing liquid flows of pulp mill |
| RU2636560C2 (en) * | 2012-03-12 | 2017-11-23 | ЮПМ-Кюммене Корпорейшн | Method and device for processing liquid flows on pulp mill |
| RU2664249C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-08-15 | Ксилеко, Инк | Cellulose and lignocellulose structural materials and methods and systems for producing such materials |
| RU2784534C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ») | Line for preparation of hypericum grass extract fermented with lactic acid bacteria |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0866808B1 (en) | Methods and apparatus for the extraction of phytochemicals from fibrous plants | |
| EP0432310B1 (en) | A method for extracting the chemical components from dissociated lignocellulosic material | |
| CN1032290C (en) | Process for hydrolyzing partially extracted roasted and ground coffee | |
| NO163776B (en) | ANALOGUE PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THERAPEUTIC ACTIVE IMIDAZOQUINOXALINES. | |
| WO1999067409A1 (en) | Method of treating biomass material | |
| GB2145090A (en) | Hydrolysis of lignocellulosic materials | |
| JP4840561B2 (en) | Method for purifying lignophenol derivatives | |
| JP2022501450A (en) | Lignin purification method | |
| WO2019033014A1 (en) | Systems and methods for extracting oil from plant material | |
| RU2211836C1 (en) | Method of processing larch wood to isolate dehydroquercitine and apparatus | |
| WO2017047191A1 (en) | Polyisoprene production method | |
| RU2206568C1 (en) | Method of processing leaf wood at separation of dihydroquercetin and device for realization of this method | |
| JPWO2005042586A1 (en) | Method and apparatus for producing lignophenol derivatives | |
| RU2270218C1 (en) | Integrated method for processing of larch wood utilization and processing wastes | |
| CN107488413A (en) | The extracting method of tannin extract in a kind of granatum | |
| US2832765A (en) | Extraction method | |
| CN106977613A (en) | A kind of method that artemisia desertorum polysaccharide is extracted in the seed from sand sagebrush (Artemisia filifolia) | |
| US20040197449A1 (en) | Process for obtaining bio-functional fractions from biomass | |
| RU2279284C1 (en) | Method for integrated utilization of larch wood | |
| RU2165416C1 (en) | Method of processing larch wood and method for isolation of native bioflavonoids obtained in the course of processing | |
| RU2252220C1 (en) | Method for complex reprocessing of firneedle, bark and waste from larch wood reprocessing and logging | |
| CN107667111A (en) | The method and apparatus for washing rugose wood element, the cut containing soluble-carbohydrate, solid fraction and its application | |
| RU2810497C1 (en) | Method of obtaining plant extracts | |
| EP3956424B1 (en) | Industrial process to sustain virgin-olive-oil production by converting olive fruit constituents into marketable products: water, dehydrated-solid and virgin-olive-oil | |
| RU2023100118A (en) | METHOD FOR PROCESSING LARCH WOOD WITH RELEASE OF DIHYDROQUERCETIN AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040425 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160425 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170118 |