RU2472889C1 - Method of extraction larch chip - Google Patents
Method of extraction larch chip Download PDFInfo
- Publication number
- RU2472889C1 RU2472889C1 RU2011136756/12A RU2011136756A RU2472889C1 RU 2472889 C1 RU2472889 C1 RU 2472889C1 RU 2011136756/12 A RU2011136756/12 A RU 2011136756/12A RU 2011136756 A RU2011136756 A RU 2011136756A RU 2472889 C1 RU2472889 C1 RU 2472889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- boiler
- boilers
- cooking
- liquor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к технологиям комплексной переработки древесины лиственницы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности для получения высококачественной целлюлозы и ценных природных веществ - арабиногалактана и флавоноидов.The method relates to technologies for the integrated processing of larch wood and can be used in the pulp and paper industry to produce high-quality pulp and valuable natural substances - arabinogalactan and flavonoids.
Известно, что при варке целлюлозы из щепы с удаленными из нее в максимально возможной степени арабиногалактаном и флавоноидами качество целлюлозы по многим показателям заметно повышается, а процесс варки облегчается. Важно также, что арабиногалактан и флавоноиды являются ценными природными продуктами и поэтому их получение из экстрагента в виде товарной продукции следует считать актуальной задачей.It is known that when cooking cellulose from wood chips with arabinogalactan and flavonoids removed to the maximum extent possible, the quality of the cellulose is noticeably improved in many ways, and the cooking process is facilitated. It is also important that arabinogalactan and flavonoids are valuable natural products and, therefore, their preparation from the extractant as commercial products should be considered an urgent task.
Оптимальным решением общей задачи является получение из древесины лиственницы как целлюлозы высокого качества, так и определенной технологически и экономически обоснованной доли арабиногалактана и флавоноидов, а также удаление экстракцией из древесины в одном и том же процессе еще какой-то части этих веществ, но без их выделения экстракта, требующего неоправданно высоких затрат.The optimal solution to the general problem is to obtain high quality cellulose from larch wood, as well as a certain technologically and economically feasible fraction of arabinogalactan and flavonoids, as well as to remove some other part of these substances by extraction from wood in the same process, but without their isolation extract requiring unreasonably high costs.
Еще одной частью общей задачи является обеспечение возможности проведения процессов в автоматически управляемом режиме.Another part of the overall task is to provide the ability to conduct processes in automatically controlled mode.
Известен способ переработки древесины лиственницы, включающий ее измельчение, экстракцию водой измельченного материала одновременно с ударно-акустическим воздействием в течение 0,5-1,0 мин, отделение экстракта и его переработку (пат. RU №2273646, МПК С08В 37/00, опубл. 10.04.2006 г.). Однако в способе не предусматривают получение из древесного остатка волокнистых полуфабрикатов.A known method of processing larch wood, including its crushing, water extraction of the crushed material simultaneously with acoustic shock for 0.5-1.0 minutes, separation of the extract and its processing (US Pat. RU No. 2273646, IPC S08B 37/00, publ. April 10, 2006). However, the method does not provide for the preparation of fibrous semi-finished products from the wood residue.
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является способ комплексной переработки древесины лиственницы, включающий использование варочного котла периодического действия, загрузку котла щепой, заполнение его жидкой фазой, ступень водной экстракции щепы с заданной ее длительностью, выведении экстракта из котла, заполнение его варочным раствором (А.с. №1595977, МПК D21C 3/02, D21C 1/02, опубл. 30.09.1990 г.). В способе водную экстракцию проводят при температуре 100-120°С и давлении до 10 атм.The closest in technical essence and purpose to the present invention is a method of complex processing of larch wood, which includes the use of a batch cooking kettle, loading the boiler with chips, filling it with a liquid phase, the stage of water extraction of chips with a given duration, removing the extract from the boiler, filling it with cooking solution (A.S. No. 1595977, IPC D21C 3/02, D21C 1/02, publ. 09/30/1990). In the method, water extraction is carried out at a temperature of 100-120 ° C and a pressure of up to 10 atm.
Этот способ не обеспечивает удаление из щепы экстракцией арабиногалактана и флавоноидов в максимально возможной, но экономически и технологически обоснованной степени. Кроме этого, концентрация органических веществ в экстракте недостаточно высокая. Не обеспечивается также возможность проведения экстракции в автоматически управляемом режиме.This method does not provide removal from the chips by extraction of arabinogalactan and flavonoids to the maximum possible, but economically and technologically sound degree. In addition, the concentration of organic substances in the extract is not high enough. It is also not possible to carry out extraction in automatically controlled mode.
Новыми положительными результатами от использования предлагаемого изобретения являются повышение степени удаления из щепы органических веществ, увеличение их концентрации в экстракте, а также обеспечение возможности проведения процесса экстракции в автоматически управляемом режиме.New positive results from the use of the present invention are to increase the degree of removal of organic substances from the chips, increase their concentration in the extract, and also provide the possibility of carrying out the extraction process in an automatically controlled mode.
Указанные результаты достигаются тем, что в способе экстракции щепы лиственницы с использованием варочного котла периодического действия и варочного раствора, включающем загрузку котла щепой, заполнение жидкой фазой, ступень водной экстракции щепы с заданной ее длительностью, выведение экстракта из котла, согласно изобретению, экстракцию щепы проводят в две ступени в трех последовательно связанных между собой по жидким фазам котлах, в качестве экстрагента на второй ступени экстракции используют черный щелок, при этом водный экстракт выводят из котлов путем его вытеснения черным щелоком, а черный щелок выводят путем его вытеснения варочным раствором. Длительность заполнения котла жидкой фазой и, соответственно, равная ей длительность замены в котле одной жидкой фазы вытеснением ее другой фазой равны длительности эффективной экстракции. Экстракцию проводят в автоматически управляемом режиме по сигналам датчиков заполнения котлов экстрагентами и варочным раствором, а также сигнала датчика загрязнения водного экстракта черным щелоком. Щепу после ее обработки экстракцией используют для варки целлюлозы, водный экстракт утилизируют, черный щелок второй ступени экстракции направляют в систему регенерации варочных химикатов.These results are achieved by the fact that in the method of extracting larch wood chips using a batch cooking kettle and a cooking solution, including loading the boiler with wood chips, filling with a liquid phase, the stage of water extraction of wood chips with a given duration, removing the extract from the boiler, according to the invention, wood chips are extracted in two stages in three boilers connected in series with each other in liquid phases, black liquor is used as an extractant in the second stage of extraction, while the aqueous extract A output of the boiler by means of its displacement black liquor, the black liquor is withdrawn by displacing it cooking liquor. The duration of filling the boiler with the liquid phase and, correspondingly, the duration of the replacement in the boiler of one liquid phase by displacing it with another phase are equal to the duration of the effective extraction. The extraction is carried out in an automatically controlled mode according to the signals of the sensors filling the boilers with extractants and cooking liquor, as well as the signal of the sensor for pollution of the aqueous extract with black liquor. After it has been processed by extraction, the chips are used for pulping, the aqueous extract is disposed of, the black liquor of the second extraction stage is sent to the cooking chemicals regeneration system.
Способ осуществляют следующим образом. Сначала в лабораторных условиях проводят экстракцию щепы с известным содержанием в ней арабиногалактана водой при 90°С в течение 60 минут с измерением содержания арабиногалактана в экстракте и определением его зависимости от длительности экстракции. По этим данным определяют длительность эффективной экстракции. Экстракцию считают эффективной до того момента, после которого при увеличении ее длительности вдвое дополнительное количество экстрагированного арабиногалактана не превышает 10% его содержания в экстракте в этот момент. Это первая контрольная точка τ1.The method is as follows. First, in the laboratory, the chips are extracted with a known content of arabinogalactan in it with water at 90 ° C for 60 minutes, the content of arabinogalactan in the extract is measured and its dependence on the duration of extraction is determined. From these data determine the duration of effective extraction. Extraction is considered effective until the moment after which, when its duration is doubled, the additional amount of extracted arabinogalactan does not exceed 10% of its content in the extract at that moment. This is the first control point τ 1 .
В таких же условиях проводят экстракцию водой второй порции щепы до первой контрольной точки, затем водный экстракт сливают и экстракцию этой порции продолжают черным щелоком с измерением содержания добавляемых в него веществ при экстракции. По зависимости этого параметра от длительности экстракции определяют вторую контрольную точку τ2, соответствующую эффективной экстракции черным щелоком.Under the same conditions, water is extracted with a second portion of wood chips to the first control point, then the aqueous extract is drained and the extraction of this portion is continued with black liquor to measure the content of substances added to it during extraction. The dependence of this parameter on the duration of extraction determines the second control point τ 2 corresponding to the effective extraction of black liquor.
Большее из этих двух контрольных значений длительности экстракции считают оптимальной, или эффективной (τэф), длительностью экстракции для обеих ее ступеней в 3-котловой системе в промышленных условиях. За это время степень извлечения из щепы арабиногалактана в результате двух ступеней экстракции должна быть достаточно высокой.The larger of these two control values for the extraction duration is considered the optimal, or effective (τ eff ), extraction duration for both of its stages in a 3-boiler system under industrial conditions. During this time, the degree of extraction of arabinogalactan from the chips as a result of two stages of extraction should be quite high.
В промышленных условиях три варочных котлах периодического действия объединяют трубопроводами с соответствующим набором запорной арматуры в систему связанных между собой последовательно по жидким фазам котлов. Котлы в равной мере загружают щепой.In industrial conditions, three periodic digestion boilers are combined by pipelines with an appropriate set of shutoff valves into a system of boilers connected in series with each other in liquid phases. Boilers are equally loaded with wood chips.
Для обеспечения возможности работы системы котлов в оптимальном и автоматическом управляемом режиме эффективной экстракции на обеих ее ступенях необходимо, чтобы длительность заполнения первого котла жидкой фазой и, соответственно, равная ей длительность замены в котлах одной жидкой фазы вытеснением другой фазой (отметим ее символом τ3) были равны длительности эффективной экстракции, то есть τэф.To ensure the operation of the boiler system in an optimal and automatic controlled mode of effective extraction at both its stages, it is necessary that the duration of filling the first boiler with the liquid phase and, correspondingly, the duration of the replacement in the boilers of one liquid phase by displacement by another phase (we mark it by the symbol τ 3 ) were equal to the duration of effective extraction, that is, τ eff .
В выбранных условиях при τ3=τэф в первый котел подают воду с температурой 90°С. При его заполнении до заданного уровня по первому сигналу датчика заполнения подачу воды прекращают и в этот котел подают черный щелок, который вытесняет водный экстракт во второй котел. Первый сигнал датчика второго котла подтверждает его заполнение водным экстрактом. При заполнении первого котла черным щелоком вся щепа в нем подверглась экстракции водой в течение τэф. По второму сигналу датчика первого котла, подтверждающего его заполнение черным щелоком, подача этого экстрагента прекращается и в первый котел подается варочный раствор, который вытесняет черный щелок во второй котел, а этот экстрагент, в свою очередь, вытесняет из второго котла в третий водный экстракт. При этом третий сигнал датчика первого котла подтверждает его заполнение варочным раствором, второй сигнал датчика второго котла подтверждает его заполнение черным щелоком, первый сигнал датчика третьего котла подтверждает его заполнение водным экстрагентом. При заполнении варочным раствором первого котла, черным щелоком - второго, водным экстрагентом - третьего котла, щепа в первом котле прошла полную экстракционную обработку в 2 ступени, во втором котле - обработку только водным экстрагентом.Under the selected conditions, when τ 3 = τ eff , water is supplied to the first boiler with a temperature of 90 ° C. When it is filled to a predetermined level by the first signal of the filling sensor, the water supply is stopped and black liquor is fed into this boiler, which displaces the aqueous extract into the second boiler. The first sensor signal of the second boiler confirms its filling with an aqueous extract. When filling the first boiler with black liquor, all wood chips in it were extracted with water during τ eff . According to the second signal of the sensor of the first boiler, confirming its filling with black liquor, the supply of this extractant is stopped and the cooking solution is fed into the first boiler, which displaces the black liquor into the second boiler, and this extractant, in turn, displaces the second boiler into the third aqueous extract. In this case, the third sensor signal of the first boiler confirms its filling with a cooking solution, the second sensor signal of the second boiler confirms its filling with black liquor, the first sensor signal of the third boiler confirms its filling with water extractant. When filling the first boiler with cooking liquor, the second boiler with black liquor, the third boiler with aqueous extractant, the chips in the first boiler underwent a complete extraction treatment in 2 steps, and in the second boiler they were treated only with an aqueous extractant.
При заполнении варочным раствором всех трех котлов по третьему сигналу датчика третьего котла подача раствора в первый котел прекращается. По этому же сигналу запорные элементы на трубопроводах, связывающих котлы по жидким фазам, переводятся в закрытое состояние, обеспечивающее герметизацию котлов при варке. К этому моменту щепа во всех котлах прошла полную обработку в две ступени.When all three boilers are filled with cooking solution by the third signal of the sensor of the third boiler, the flow of solution into the first boiler is stopped. By the same signal, the shut-off elements on the pipelines connecting the boilers in liquid phases are transferred to the closed state, which ensures sealing of the boilers during cooking. By this moment, the wood chips in all the boilers went through two-stage complete processing.
В течение всего процесса температура в котлах поддерживается на уровне 90°С. Водный экстракт направляют на переработку, второй экстракт - в систему регенерации варочных химикатов.Throughout the process, the temperature in the boilers is maintained at 90 ° C. The aqueous extract is sent for processing, the second extract is sent to the cooking chemicals regeneration system.
Поскольку растворимость арабиногалактана в воде очень высока, наличие его в экстрагентах на обеих ступенях экстракции не влияет на скорость его выщелачивания из щепы. При необходимости более глубокого удаления арабиногалактана из щепы можно увеличить длительность второй ступени экстракции, например, вдвое, заполняя им при том же значении τ3 два котла, и уже затем подавать в первый котел варочный раствор.Since the solubility of arabinogalactan in water is very high, its presence in extractants at both stages of extraction does not affect the rate of its leaching from wood chips. If a deeper removal of arabinogalactan from the chips is necessary, the duration of the second extraction step can be increased, for example, by doubling, filling two boilers with the same τ 3 value, and then feeding the cooking solution to the first boiler.
Следующий пример иллюстрирует эффективность предлагаемого способа.The following example illustrates the effectiveness of the proposed method.
Навески щепы, предназначенной для комплексной переработки в системе из трех котлов, подвергают двухступенчатой экстракции с использованием лабораторной установки. Температура экстрагентов 90°С, гидромодуль при экстракции 4:1. Содержание арабиногалактана в абсолютно сухой щепе 9,8%. По трем параллельным испытаниям определяют значения τ1 и τ2. Они оказались равными 28 и 24 минутам, соответственно.Samples of wood chips intended for complex processing in a system of three boilers are subjected to two-stage extraction using a laboratory setup. The temperature of the extractants 90 ° C, the hydraulic module during extraction 4: 1. The content of arabinogalactan in absolutely dry wood chips is 9.8%. Three parallel tests determine the values of τ 1 and τ 2 . They were equal to 28 and 24 minutes, respectively.
В качестве оптимальной длительности процесса экстракции (τэф) выбирают τ1=28 мин. За это время из щепы водным экстрагентом извлекают 42,2% арабиногалактана от его исходного содержания. При этой же длительности экстракции черным щелоком щепы, обработанной водным экстрагентом, извлекается еще 43,2% арабиногалактана в расчете на его исходное содержание. Остаточное его содержание в щепе 1,4%.As the optimal duration of the extraction process (τ eff ) choose τ 1 = 28 min. During this time, 42.2% of arabinogalactan from its initial content is recovered from the chips with an aqueous extractant. At the same duration of extraction with black liquor of wood chips treated with an aqueous extractant, another 43.2% of arabinogalactan is recovered based on its initial content. Its residual content in chips is 1.4%.
По расчету, из 1 кг щепы экстрагируют в водный экстрагент 42,3 г арабиногалактана. В системе из трех котлов при τ3=τэф одним объемом воды подвергают экстракции три объема щепы при гидромодуле 4:1. При известной массе щепы в трех котлах и массе воды на ступени водной экстракции можно оценить концентрацию арабиногалактана в конечном водном экстракте. Она более чем втрое выше концентрации арабиногалактана в экстракте, образующимся в способе по прототипу. В расчете на 1 л, соотношение равно 31,5 г против 9,8 г по прототипу.According to the calculation, 42.3 g of arabinogalactan is extracted from 1 kg of wood chips into an aqueous extractant. In a system of three boilers with τ 3 = τ eff three volumes of wood chips are extracted with one volume of water at a 4: 1 hydraulic module. With the known mass of wood chips in three boilers and the mass of water at the water extraction stage, the concentration of arabinogalactan in the final aqueous extract can be estimated. It is more than three times the concentration of arabinogalactan in the extract formed in the prototype method. Based on 1 liter, the ratio is 31.5 g against 9.8 g of the prototype.
Таким образом, способ обеспечивает высокую степень извлечения арабиногалактана экстракцией, получение водного экстракта с высоким содержанием этого вещества, а также возможность проведения процесса в автоматически управляемом режиме.Thus, the method provides a high degree of extraction of arabinogalactan by extraction, obtaining an aqueous extract with a high content of this substance, as well as the possibility of carrying out the process in an automatically controlled mode.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011136756/12A RU2472889C1 (en) | 2011-09-06 | 2011-09-06 | Method of extraction larch chip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011136756/12A RU2472889C1 (en) | 2011-09-06 | 2011-09-06 | Method of extraction larch chip |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2472889C1 true RU2472889C1 (en) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011136756/12A RU2472889C1 (en) | 2011-09-06 | 2011-09-06 | Method of extraction larch chip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2472889C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU406992A1 (en) * | 1971-06-15 | 1973-11-21 | вители Ю. А. Гугнин, И. С. Иванова, М. И. Христюк, В. В. Долинко, А. Н. Александрович, С. Д. Антоновский , М. М. Чочиева Всесоюзный научно исследовательский институт целлюлозно бумажной промышленности , Ленинградска лесотехническа академи С. М. Кирова | |
| SU1490198A1 (en) * | 1987-09-14 | 1989-06-30 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of producing pulp for chemical processing |
| WO1996007786A1 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-14 | Kamyr, Inc. | Continuous kraft cooking with black liquor pretreatment |
| RU2198973C2 (en) * | 2001-01-22 | 2003-02-20 | Кооператив "Техпрогресс" | Cellulose production method |
-
2011
- 2011-09-06 RU RU2011136756/12A patent/RU2472889C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU406992A1 (en) * | 1971-06-15 | 1973-11-21 | вители Ю. А. Гугнин, И. С. Иванова, М. И. Христюк, В. В. Долинко, А. Н. Александрович, С. Д. Антоновский , М. М. Чочиева Всесоюзный научно исследовательский институт целлюлозно бумажной промышленности , Ленинградска лесотехническа академи С. М. Кирова | |
| SU1490198A1 (en) * | 1987-09-14 | 1989-06-30 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of producing pulp for chemical processing |
| WO1996007786A1 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-14 | Kamyr, Inc. | Continuous kraft cooking with black liquor pretreatment |
| RU2198973C2 (en) * | 2001-01-22 | 2003-02-20 | Кооператив "Техпрогресс" | Cellulose production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102002089B (en) | Process for extracting tea saponin from tea seed cakes or meal | |
| WO2019128023A1 (en) | Farmland mulching film recovery treatment process | |
| CN205360735U (en) | A full -automatic continuous demineralizer for production of furan phenol | |
| US1690954A (en) | Process for the extraction of cellulose or paper pulp from fibrous vegetable matter containing the same | |
| Sievers et al. | Performance and techno-economic assessment of several solid–liquid separation technologies for processing dilute-acid pretreated corn stover | |
| US11046790B2 (en) | Method of producing hemicellulose extracts | |
| RU2472889C1 (en) | Method of extraction larch chip | |
| EP3201391B1 (en) | A method for processing straw | |
| JP2009226357A (en) | Subcritical extraction apparatus | |
| CN104923555B (en) | Method for removing lead and zinc in contaminated soil by leaching with biologic materials | |
| RU2472888C1 (en) | Method of production of sulphate pulp from larch wood | |
| CA3224788A1 (en) | Method and system for producing lignin | |
| EP3747262B1 (en) | Production method for iron fulvate solution, iron hydroxide fulvate solution, and polysilica iron fulvate solution | |
| RU2472887C1 (en) | Method of complex processing of larch wood | |
| RU2474636C1 (en) | Device for complex processing of larch waste wood | |
| RU2475576C1 (en) | Method of extraction of larch wood chips | |
| FI90256C (en) | Method for washing alkaline mass | |
| CN107151277B (en) | Method for pre-extracting hemicellulose in straws and pre-treating silicon | |
| RU2477346C1 (en) | Method for production of sulfate cellulose from larch wood | |
| KR20110015761A (en) | Apparatus for concentrating the sea microorganism | |
| WO2014185769A2 (en) | Method, apparatus and system for digestion and pressing of oil palm fruit | |
| RU2490383C1 (en) | Method of processing chip mixture of different species of wood prior to kraft pulping | |
| RU2493308C1 (en) | Production method of sulphite pulp of mixture of different wood species chips | |
| JP5444354B2 (en) | Method for producing organic fertilizer and organic feed | |
| CN105036082B (en) | Method for extracting iodine from algae |