RU2542580C1 - Method of complex processing of vegetable biomass - Google Patents

Method of complex processing of vegetable biomass Download PDF

Info

Publication number
RU2542580C1
RU2542580C1 RU2014103967/04A RU2014103967A RU2542580C1 RU 2542580 C1 RU2542580 C1 RU 2542580C1 RU 2014103967/04 A RU2014103967/04 A RU 2014103967/04A RU 2014103967 A RU2014103967 A RU 2014103967A RU 2542580 C1 RU2542580 C1 RU 2542580C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
heating
water
processing
temperature
Prior art date
Application number
RU2014103967/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Андреев
Original Assignee
Владимир Георгиевич Андреев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Георгиевич Андреев filed Critical Владимир Георгиевич Андреев
Priority to RU2014103967/04A priority Critical patent/RU2542580C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542580C1 publication Critical patent/RU2542580C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of complex processing of vegetable biomass includes hydrothermomechanical processing of destructed vegetable biomass in liquid medium and separation of obtained pulp into target products in form of separate fractions. At the first stage pulp, obtained by mixing of water and vegetable wastes, is processed by mechanical impact in device, causing self-heating of pulp components, at the second stage after processing of pulp at temperature of self-heating 40+/-5°C part of liquid fraction is discharged from pulp, at the third stage water is added and hydrothemomechanical processing is repeated, providing self-heating of mixture to 120+/-5°C or hydrothermomechanical processing is carried out at temperature not higher than 200°C by said self-heating and additional heating, in the process of the following mixture cooling separated are solid phase dispersed in pulp cellulose fraction at reduction of pulp temperature to 100±5°C, lignine fraction, deposited at reduction of pulp temperature to 40±5°C, - liquid fraction in form of mixture of water and low molecular organic or inorganic compounds, which are soluble in water and/or precipitate at temperatures lower than 40±5°C, with hydrothermomechanical processing being carried out in water at ratio of water/biomass from 20:80 to 80:20.
EFFECT: method is environmentally friendly, is characterised by high degree of target product extraction, which results in obtaining fractions, suitable for further application.
4 cl, 5 tbl, 4 ex

Description

Предложенный способ позволяет перерабатывать растительную биомассу и получать из древесины, растительных отходов, продуктов растениеводства диспергированные фракции целлюлозы, лигниносодержащих веществ и низкомолекулярных органических и неорганических соединений, для прямого использования в качестве сырья при производстве бумаги, строительных композиционных материалов, в т.ч. прессованных досок и пористых плит, наполнителей пластических масс, химических волокон и иных продуктов переработки древесины, а также для использования в сельском хозяйстве, медицине, мебельной, химической и пищевой отраслях промышленности.The proposed method allows to process plant biomass and obtain dispersed fractions of cellulose, lignin-containing substances and low molecular weight organic and inorganic compounds from wood, plant waste, and plant products for direct use as raw materials in the manufacture of paper, building composite materials, including pressed boards and porous plates, fillers of plastics, chemical fibers and other wood processing products, as well as for use in agriculture, medicine, furniture, chemical and food industries.

Известен способ (патент РФ №2201951) переработки органических веществ, в том числе полимеров и полимерных композиций, в частности переработки древесины, продуктов растениеводства, органосодержащих полезных ископаемых, а также промышленных и бытовых отходов, содержащих органические составляющие для применения в химической, лесо- и нефтеперерабатывающей отраслях, в теплоэнергетике и других отраслях промышленности. Органические вещества перерабатывают путем нагрева их в газовой среде или в вакууме, отличающийся тем, что переработку выполняют постадийно вблизи границы существования выделяемого вещества в конденсированном состоянии, достижение которой осуществляется путем высокоскоростного нагрева со скоростью 103-105 град/с, которая для каждой стадии различна, а количество стадий определяется количеством выводимых из процесса продуктов или увеличивается при существовании температурных интервалов, в которых не протекает химических реакций, причем на одной из стадий при температуре 200-375°С из системы удаляют влагу, а температура последней стадии равна 550-750°С, а газообразные фракции, получаемые на каждой стадии процесса переработки, выводят из системы и направляют для дальнейшей конденсации, переработки или сжигают, твердые продукты, оставшиеся после последней стадии, также направляют на переработку или сжигают.A known method (RF patent No. 2201951) of the processing of organic substances, including polymers and polymer compositions, in particular the processing of wood, crop products, organo-containing minerals, as well as industrial and household waste containing organic components for use in chemical, forest and oil refining industries, in the power industry and other industries. Organic substances are processed by heating them in a gas medium or in vacuum, characterized in that the processing is carried out in stages near the boundary of existence of the released substance in a condensed state, which is achieved by high-speed heating at a speed of 10 3 -10 5 deg / s, which for each stage is different, and the number of stages is determined by the number of products removed from the process or increases with the existence of temperature ranges in which chemical reactions do not occur, at one stage at a temperature of 200-375 ° C, moisture is removed from the system, and the temperature of the last stage is 550-750 ° C, and the gaseous fractions obtained at each stage of the processing process are removed from the system and sent for further condensation, processing, or burned, solid products remaining after the last stage are also sent for processing or burned.

Недостатками данного способа является то, что основные продукты переработки продуктов растениеводства предполагается выделять в газообразном состоянии, а неизбежная термодеструкция твердых компонентов растений существенно ограничивает возможность их дальнейшего использования.The disadvantages of this method is that the main products of processing crop products are supposed to be emitted in a gaseous state, and the inevitable thermal degradation of solid plant components significantly limits the possibility of their further use.

Известен способ (RU №2165416, C07D 311/40, 2001) переработки древесины лиственницы с выделением комплекса целевых продуктов, в том числе нативных биофлавоноидов. Процесс ведут в две стадии в условиях нахождения компонентов экстракционной массы в псевдоожиженном состоянии, причем на первой стадии в качестве растворителя используют эмульсию неполярного углеводорода алифатического ряда в воде и полученную экстракционную массу после первой стадии разделяют на твердую фазу и водно-углеводородный экстракт, который разделяют на углеводородный раствор природных смол и водный раствор олигосахаридов с последующим выделением природных смол и олигосахаридов (арабиногалактана), а полученную твердую фазу после промывки водой направляют на вторую стадию экстракции, при этом используют в качестве растворителя эмульсию низкокипящего эфира и водного этилового спирта в воде, полученную экстракционную массу со второй стадии разделяют на водно-спирто-эфирный экстракт и твердую фазу - в виде нативного углеродсодержащего полимера древесины, а абсорбцию водно-спирто-эфирного экстракта осуществляют низкокипящим эфиром с последующим выделением из полученных спирто-эфирной и водной фаз соответственно нативных биофлавоноидов дигидрокверцетина, дигидрокемпферола и нарингенина, и арабиногалактана, причем все стадии процесса переработки древесины ведут в атмосфере инертного газа. Перекристаллизацию биофлавоноидов ведут из воды.A known method (RU No. 2164416, C07D 311/40, 2001) of larch wood processing with isolation of the target product complex, including native bioflavonoids. The process is conducted in two stages under conditions of the components of the extraction mass being in a fluidized state, and in the first stage, an emulsion of non-polar aliphatic hydrocarbon in water is used as a solvent, and the obtained extraction mass after the first stage is separated into a solid phase and an aqueous-hydrocarbon extract, which is divided into hydrocarbon solution of natural resins and an aqueous solution of oligosaccharides, followed by isolation of natural resins and oligosaccharides (arabinogalactan), and the resulting solid after washing with water, they are sent to the second extraction stage, while an emulsion of low-boiling ether and aqueous ethyl alcohol in water is used as a solvent, the obtained extraction mass from the second stage is separated into an aqueous-alcoholic extract and the solid phase in the form of a native carbon-containing polymer of wood and the absorption of the water-alcohol-ether extract is carried out with low-boiling ether, followed by the isolation of the native bioflavonoids dihydroquercetin from the obtained alcohol-ether and aqueous phases, respectively , Digidrokempferola and naringenin, and arabinogalactan, all stages of timber processing process is carried out in an inert gas atmosphere. Recrystallization of bioflavonoids is from water.

Недостатками данного способа является использование органических растворителей.The disadvantages of this method is the use of organic solvents.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ (патент РФ №2361871) переработки лигнинуглеводного сырья, а именно древесины лиственницы, в частности отходов древесной переработки - комлевой части Сибирской и Даурской лиственницы с получением биологически активного флавоноида - дигидрокверцетина (ДГК), находящего применение в медицине и пищевой промышленности, а также с выделением природных смолистых веществ для получения канифоли, ПАВ, душистых веществ, вирусоидов, а также получением технических продуктов из древесины.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method (RF patent No. 2361871) for processing lignin-carbohydrate raw materials, namely larch wood, in particular wood processing waste - root part of Siberian and Daurian larch to produce a biologically active flavonoid - dihydroquercetin (DHA) , which is used in medicine and the food industry, as well as with the release of natural resinous substances to obtain rosin, surfactants, aromatic substances, virusoids, as well as obtaining technical wood products.

Описанный способ комплексной переработки древесины лиственницы включает гидротермомеханическую обработку деструктированной древесины лиственницы в жидкой среде на основе деионизированной воды и органического растворителя в роторном пульсационном устройстве - кавитаторе при температуре саморазогрева, с последующим разделением полученной пульпы на жидкую и твердую фазы, раздельную обработку жидкой и твердой фазы, выделение из твердой фазы природных смол путем экстракции органическими растворителями, с последующей сушкой и модификацией активированной древесины, выделение из жидкой фазы дигидрокверцетина реэкстракцией метилтретбутиловым эфиром, с последующим вакуумным упариванием реэкстракта и сушкой полученного продукта, при этом в качестве органического растворителя используют несмешивающиеся с водой растворители, выбранные из группы: тетрахлорметана, хлороформа, дихлорэтана или их смеси при массовом соотношении деионизированная вода : органический растворитель от 9:1 до 8:2, а массовое соотношение древесина : водно-органическая среда составляет 1:8-1:10. Способ позволяет выделить из древесины лиственницы дигидрокверцетин со степенью чистоты 93-97%, с выходом 2.5-2.6% от массы абсолютно сухой древесины и смолистую массу с выходом 4,5-5,0%. Описанный способ является прототипом предложенного способа.The described method of complex processing of larch wood includes hydrothermomechanical treatment of degraded larch wood in a liquid medium based on deionized water and an organic solvent in a rotary pulsation device - cavitator at a temperature of self-heating, followed by separation of the resulting pulp into liquid and solid phases, separate processing of liquid and solid phases, isolation from the solid phase of natural resins by extraction with organic solvents, followed by drying and modifying activated wood, isolation of dihydroquercetin from the liquid phase by re-extraction with methyl tert-butyl ether, followed by vacuum evaporation of the re-extract and drying of the resulting product, using water-immiscible solvents selected from the group of tetrachloromethane, chloroform, dichloroethane or their mixture deionized water: an organic solvent from 9: 1 to 8: 2, and the mass ratio of wood: aqueous-organic medium is 1: 8-1: 10. The method allows to isolate dihydroquercetin from larch wood with a degree of purity of 93-97%, with a yield of 2.5-2.6% by weight of absolutely dry wood and a resinous mass with a yield of 4.5-5.0%. The described method is a prototype of the proposed method.

Однако известный способ имеет существенные недостатки, т.к. основан на использовании не экологичных и высокотоксичных химических соединений для разделения древесины на жидкую и твердую фазы и выделения из твердой фазы природных смол путем экстракции органическими растворителями.However, the known method has significant disadvantages, because based on the use of non-environmentally friendly and highly toxic chemical compounds for the separation of wood into liquid and solid phases and the isolation of natural resins from the solid phase by extraction with organic solvents.

Задачей настоящего изобретения являетсяThe objective of the present invention is

- повышение экологичности переработки растительной биомассы за счет исключения токсичных органических растворителей,- increasing the environmental friendliness of processing plant biomass by eliminating toxic organic solvents,

- повышение универсальности способа за счет возможности разделения растительной биомассы на твердые и жидкие фракции, пригодные для дальнейшего прямого использования.- increasing the versatility of the method due to the possibility of separation of plant biomass into solid and liquid fractions suitable for further direct use.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ комплексной переработки растительной биомассы, включающий гидротермомеханическую обработку деструктированной растительной биомассы в жидкой среде и разделение полученной пульпы на целевые продукты в виде отдельных фракций, при этом на первом этапе пульпу, полученную смешением воды и растительных отходов обрабатывают путем механического воздействия в устройстве, вызывающего саморазогрев компонентов пульпы, на втором этапе после обработки пульпы при температуре саморазогрева 40+/-5°С часть жидкой фракции отводят из пульпы, на третьем этапе добавляют воду и повторяют гидротермомеханическую обработку, обеспечивая саморазогрев смеси до 120+/-5°С или гидротермомеханическую обработку проводят при температуре не выше 200°С за счет вышеуказанного саморазогрева и дополнительного нагрева, в процессе последующего охлаждения смеси выделяютThe problem is achieved by the fact that the proposed method of complex processing of plant biomass, including hydrothermomechanical treatment of degraded plant biomass in a liquid medium and the separation of the resulting pulp into target products in the form of separate fractions, while in the first stage, the pulp obtained by mixing water and plant waste is processed by mechanical the effects in the device that causes self-heating of the pulp components in the second stage after processing the pulp at a temperature of self-heating and 40 +/- 5 ° С part of the liquid fraction is removed from the pulp, at the third stage water is added and the hydrothermomechanical treatment is repeated, providing self-heating of the mixture to 120 +/- 5 ° С or the hydrothermomechanical treatment is carried out at a temperature not exceeding 200 ° С due to the above self-heating and additional heating, in the process of subsequent cooling of the mixture emit

- твердофазную диспергированную в пульпе целлюлозную фракцию при понижении температуры пульпы до 100±5°С,- solid-phase pulp dispersed in the pulp with a decrease in pulp temperature to 100 ± 5 ° C,

- лигниновую фракцию, осаждаемую при понижении температуры пульпы до 40±5°С,- lignin fraction precipitated by lowering the pulp temperature to 40 ± 5 ° C,

- жидкую фракцию в виде смеси воды и низкомолекулярных органических и неорганических соединений, которые растворимы в воде и/или осаждаемы при температурах ниже 40±5°С,- a liquid fraction in the form of a mixture of water and low molecular weight organic and inorganic compounds that are soluble in water and / or precipitated at temperatures below 40 ± 5 ° C,

а гидротермомеханическую обработку проводят в воде при соотношении вода/биомасса от 20:80 до 80:20.and hydrothermomechanical treatment is carried out in water at a water / biomass ratio of from 20:80 to 80:20.

Кроме того:Besides:

- температуру обработки пульпы достигают саморазогревом;- the processing temperature of the pulp is achieved by self-heating;

- температуру обработки пульпы достигают саморазогревом с дополнительным нагревом;- the processing temperature of the pulp is achieved by self-heating with additional heating;

- пульпу, полученную смешением воды и растительных отходов, обрабатывают путем механического воздействия в роторно-пульсационной установке.- the pulp obtained by mixing water and vegetable waste is treated by mechanical action in a rotary pulsation unit.

Существенное отличие предложенного способа от известного заключается в том, что исходное сырье растительного, в т.ч. древесного, происхождения подвергается комплексному механическому воздействию без применения токсичных органических растворителей в водной среде при повышении температуры до 200°С за счет саморазогрева и дополнительного нагрева реакционной смеси, в результате чего в реакционной смеси образуются химически не связанные между собой, обладающие практически полезными свойствами компоненты, разделяемые на твердые фракции в процессе снижения температуры реакционной смеси от 200°С до 100°С, а затем от 100°С до 40°С, и жидкую фазу с температурой ниже 40°С, что является новым и соответствует критерию - «изобретательский уровень».A significant difference between the proposed method and the known one is that the raw materials of the plant, including of wood origin is subjected to complex mechanical effects without the use of toxic organic solvents in the aquatic environment when the temperature rises to 200 ° C due to self-heating and additional heating of the reaction mixture, as a result of which chemically unrelated components with practically useful properties are formed in the reaction mixture, separated into solid fractions in the process of reducing the temperature of the reaction mixture from 200 ° C to 100 ° C, and then from 100 ° C to 40 ° C, and the liquid phase with a temperature of is 40 ° C, which is novel and meets the criterion - "inventive level".

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Растительную биомассу - древесные опилки, перемолотые растительные фрагменты, стружки, корни, ветки и т.п. загружают в емкость, смешивая с водой в диапазоне соотношений вода/твердая фаза от 20:80 до 80:20, и подвергают пульпу непрерывной механической обработке в установке (например: в роторно-пульсационной, в мельнице и т.п.), где происходит измельчение древесных частиц под воздействием сдвиговых, разрывающих, растягивающих, ударных, вибрационных, пульсирующих и других нагрузок, сопровождающееся саморазогревом, и при необходимости осуществляют дополнительный подогрев реакционной смеси в диапазоне температур 35-200°С. Выходящую реакционную смесь подвергают сепарации известными методами (например: фильтрация, центрифугирование, флотация и т.п.) при понижении температуры пульпы до 100±5°С и выделяют твердофазную диспергированную в растворе целлюлозную фракцию; при понижении температуры от 100±5°С до 40±5°С выделяют лигниновую фракцию в процессе ее осаждения из водной смеси. Оставшаяся жидкая фракция содержит смесь низкомолекулярных органических и неорганических соединений, которые растворимы в воде и/или отслаиваются и осаждаются при температурах ниже 40±5°С.Plant biomass - sawdust, milled plant fragments, shavings, roots, branches, etc. loaded into the tank, mixing with water in the range of water / solid ratios from 20:80 to 80:20, and subjected to continuous pulp machining in the installation (for example: in a rotary pulsation mill, in a mill, etc.), where grinding wood particles under the influence of shear, tearing, tensile, shock, vibrational, pulsating and other loads, accompanied by self-heating, and, if necessary, carry out additional heating of the reaction mixture in the temperature range of 35-200 ° C. The outgoing reaction mixture is subjected to separation by known methods (for example: filtration, centrifugation, flotation, etc.) while lowering the pulp temperature to 100 ± 5 ° C and a solid-phase cellulose fraction dispersed in solution is isolated; when the temperature decreases from 100 ± 5 ° С to 40 ± 5 ° С, the lignin fraction is isolated during its deposition from the aqueous mixture. The remaining liquid fraction contains a mixture of low molecular weight organic and inorganic compounds that are soluble in water and / or exfoliate and precipitate at temperatures below 40 ± 5 ° C.

В таблицах 1-5 приведены примеры процессов обработки биомассы, где НМС - низкомолекулярные соединения (органические и неорганические).Tables 1-5 show examples of biomass processing processes, where NMS are low molecular weight compounds (organic and inorganic).

Пример 1.Example 1

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице 1 пример 1 представлены результаты обработки пульпы, полученной на первом этапе смешением воды и растительных отходов, путем механического воздействия (например, в роторно-пульсационной установке), вызывающего саморазогрев компонентов пульпы. При этом на втором этапе после обработки пульпы при температуре саморазогрева 40±5°С часть жидкой фракции - фильтрат, содержащий НМС, отводят из пульпы. Для проведения третьего этапа обработки в оставшуюся твердую фазу добавляют воду и повторяют механическую обработку, обеспечивая саморазогрев смеси до 120±5°С. В процессе последующего охлаждения смеси до 100±5°С выделяют не растворенную целлюлозную фракцию (твердая фаза), а фильтрат 1. продолжают охлаждать до 40±5°С, выделяя из него выпадающую в осадок лигниновую фракцию. Фильтрат 2 содержит воду и НМС.Table 1, example 1 presents the results of processing the pulp obtained in the first stage by mixing water and plant waste, by mechanical action (for example, in a rotary pulsation unit), which causes self-heating of the pulp components. At the same time, at the second stage, after processing the pulp at a temperature of self-heating of 40 ± 5 ° С, a part of the liquid fraction — the filtrate containing NMS — is removed from the pulp. To carry out the third stage of processing, water is added to the remaining solid phase and the mechanical treatment is repeated, providing self-heating of the mixture to 120 ± 5 ° C. In the process of subsequent cooling of the mixture to 100 ± 5 ° C, an undissolved cellulosic fraction (solid phase) is isolated, and the filtrate 1 is continued to cool to 40 ± 5 ° C, releasing a lignin fraction precipitating from it. The filtrate 2 contains water and NMS.

Пример 2.Example 2

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Процессы обработки пульпы, представленные в таблице 2 пример 2, отличаются от примера 1 тем, что при проведении третьего этапа обработки в зоне механического воздействия обеспечивают условия для саморазогрева и, дополнительно подогревая пульпу, доводят температуру в зоне механического воздействия до 140±5°С.The pulp processing processes presented in Table 2 of Example 2 differ from Example 1 in that, during the third stage of processing in the mechanical impact zone, they provide conditions for self-heating and, additionally heating the pulp, bring the temperature in the mechanical impact zone to 140 ± 5 ° С.

Пример 3.Example 3

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Процессы обработки пульпы, представленные в таблице 3 пример 3, отличаются от примера 2. тем, что после проведения третьего этапа обработки осуществляют четвертый этап, подвергая гидротермомеханическому воздействию целлюлозную фракцию, выделенную на третьем этапе. При этом обеспечивают условия для саморазогрева и, дополнительно подогревая пульпу, доводят температуру в зоне механического воздействия до 180±5°С. В процессе последующего охлаждения смеси до 100±5°С выделяют нерастворенную целлюлозную фракцию (твердая фаза), а фильтрат 1 продолжают охлаждать до 40±5°С, выделяя из него выпадающую в осадок лигниновую фракцию. Фильтрат 2 содержит воду и НМС.The pulp processing processes presented in table 3 of example 3 differ from example 2. in that after the third processing stage, the fourth stage is carried out, subjecting the cellulose fraction isolated in the third stage to hydrothermomechanical treatment. At the same time, they provide conditions for self-heating and, additionally heating the pulp, bring the temperature in the zone of mechanical impact to 180 ± 5 ° C. During the subsequent cooling of the mixture to 100 ± 5 ° С, the undissolved cellulose fraction (solid phase) is isolated, and the filtrate 1 continues to be cooled to 40 ± 5 ° С, releasing a lignin fraction precipitating from it. The filtrate 2 contains water and NMS.

Пример 4.Example 4

Figure 00000008
Figure 00000008

Процессы обработки пульпы, представленные в таблице 4 пример 4, отличаются от примера 2 тем, что исключен этап 2 обработки пульпы при температуре 40±5°С, а при проведении третьего этапа обработки в зоне механического воздействия обеспечивают условия для саморазогрева и, дополнительно подогревая пульпу, доводят температуру в зоне механического воздействия до 200±5°С.The pulp processing processes presented in table 4 of example 4 differ from example 2 in that stage 2 of pulp processing at a temperature of 40 ± 5 ° C is excluded, and during the third stage of processing in the mechanical impact zone, conditions are provided for self-heating and, additionally, heating the pulp , bring the temperature in the zone of mechanical impact to 200 ± 5 ° C.

В таблице 5 представлены сводные данные примеров 1-4.Table 5 presents the summary data of examples 1-4.

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, из приведенных примеров видно, что данный способ позволяет перерабатывать растительную биомассу с высокой степенью извлечения целевых продуктов, пригодных для прямого использования в качестве сырья при производстве бумаги, строительных композиционных материалов, в т.ч. прессованных досок и пористых плит, наполнителей пластических масс, химических волокон и иных продуктов переработки древесины, а также для использования в сельском хозяйстве, медицине, мебельной, химической и пищевой отраслях промышленности.Thus, it can be seen from the above examples that this method allows the processing of plant biomass with a high degree of extraction of target products suitable for direct use as raw materials in the manufacture of paper, building composite materials, including pressed boards and porous plates, fillers of plastics, chemical fibers and other wood processing products, as well as for use in agriculture, medicine, furniture, chemical and food industries.

Claims (4)

1. Способ комплексной переработки растительной биомассы, включающий гидротермомеханическую обработку деструктированной растительной биомассы в жидкой среде и разделение полученной пульпы на целевые продукты в виде отдельных фракций, отличающийся тем, что на первом этапе пульпу, полученную смешением воды и растительных отходов, обрабатывают путем механического воздействия в установке, вызывающего саморазогрев компонентов пульпы, на втором этапе после обработки пульпы при температуре саморазогрева 40±5°С часть жидкой фракции отводят из пульпы, на третьем этапе добавляют воду и повторяют гидротермомеханическую обработку, обеспечивая саморазогрев смеси до 120±5°С или гидротермомеханическую обработку проводят при температуре не выше 200°С за счет вышеуказанного саморазогрева и дополнительного нагрева, в процессе последующего охлаждения смеси выделяют
- твердофазную диспергированную в пульпе целлюлозную фракцию при понижении температуры пульпы до 100±5°С,
- лигниновую фракцию, осаждаемую при понижении температуры пульпы до 40±5°С,
- жидкую фракцию в виде смеси воды и низкомолекулярных органических и неорганических соединений, которые растворимы в воде и/или осаждаемы при температурах ниже 40±5°С,
а гидротермомеханическую обработку проводят в воде при соотношении вода/биомасса от 20:80 до 80:20.
1. A method of complex processing of plant biomass, including hydrothermomechanical treatment of degraded plant biomass in a liquid medium and separation of the obtained pulp into target products in the form of separate fractions, characterized in that at the first stage the pulp obtained by mixing water and plant waste is processed by mechanical action in in a plant that causes self-heating of pulp components, in the second stage after processing the pulp at a temperature of self-heating of 40 ± 5 ° C, a part of the liquid fraction is removed of pulp, water is added in the third step and repeating the hydrothermomechanical treatment, providing self-heating the mixture to 120 ± 5 ° C or hydrothermomechanical treatment is carried out at a temperature not higher than 200 ° C due to the above-mentioned self-heating and additional heating, during subsequent cooling of the mixture was isolated
- solid-phase pulp dispersed in the pulp with a decrease in pulp temperature to 100 ± 5 ° C,
- lignin fraction precipitated by lowering the pulp temperature to 40 ± 5 ° C,
- a liquid fraction in the form of a mixture of water and low molecular weight organic and inorganic compounds that are soluble in water and / or precipitated at temperatures below 40 ± 5 ° C,
and hydrothermomechanical treatment is carried out in water at a water / biomass ratio of from 20:80 to 80:20.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру обработки пульпы достигают саморазогревом.2. The method according to p. 1, characterized in that the processing temperature of the pulp is achieved by self-heating. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру обработки пульпы достигают саморазогревом с дополнительным нагревом.3. The method according to p. 1, characterized in that the processing temperature of the pulp is achieved by self-heating with additional heating. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульпу, полученную смешением воды и растительных отходов, обрабатывают путем механического воздействия в роторно-пульсационной установке. 4. The method according to p. 1, characterized in that the pulp obtained by mixing water and plant waste is treated by mechanical action in a rotary pulsation plant.
RU2014103967/04A 2014-02-05 2014-02-05 Method of complex processing of vegetable biomass RU2542580C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103967/04A RU2542580C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Method of complex processing of vegetable biomass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103967/04A RU2542580C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Method of complex processing of vegetable biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542580C1 true RU2542580C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53289067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103967/04A RU2542580C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Method of complex processing of vegetable biomass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542580C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2361871C1 (en) * 2007-12-28 2009-07-20 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) Method of larch complex treatment
RU2432368C2 (en) * 2005-07-19 2011-10-27 Инбикон А/С Method of converting cellulose material to ethanol
RU2479619C2 (en) * 2009-11-17 2013-04-20 Феликс Фердинандович Аухадеев Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2432368C2 (en) * 2005-07-19 2011-10-27 Инбикон А/С Method of converting cellulose material to ethanol
RU2361871C1 (en) * 2007-12-28 2009-07-20 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) Method of larch complex treatment
RU2479619C2 (en) * 2009-11-17 2013-04-20 Феликс Фердинандович Аухадеев Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WO 2010/026244 А1, ;11.03.2010. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rashid et al. Enhanced lignin extraction from different species of oil palm biomass: Kinetics and optimization of extraction conditions
Zhang et al. Mechanocatalytic deconstruction of cellulose: an emerging entry into biorefinery.
JP5301237B2 (en) Method for producing solubilized lignin, saccharide raw material and monosaccharide raw material
CN105544265B (en) A kind of method of separation and Extraction cellulose and lignin from bamboo wood
BR112012007026B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR FRACTIONATION OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS
RU2017144251A (en) Method and device for the formation of the lignin fraction, lignin composition and its use
EP2310379B1 (en) Method for the fractionation of knotwood extract and use of a liquid-liquid extraction for purification of knotwood extract
JP6890821B2 (en) Glycollignin production method and its system
US20240158637A1 (en) Methods for lignin extraction
JP2015140403A (en) Cellulose nanofiber and manufacturing method thereof
RU2542580C1 (en) Method of complex processing of vegetable biomass
KR20140141593A (en) Method for isolating flavonoid dihydroquercetin (taxifolin) from conifer wood species
NO20150407A1 (en) Improved process and reactor for drying a mixture containing solid or semi-solids.
JP2016204277A (en) Method for extracting lignin
Paze et al. Processing possibilities of birch outer bark into green bio-composites
Neata et al. Lignin extraction from corn biomass using supercritical extraction
RU2557227C1 (en) Method of processing plant biomass
WO2015156679A1 (en) Improved process and reactor for drying a mixture containing solid or semi-solids
JP6217402B2 (en) Fuel composition
Huang et al. Characterization of major components in barks from five Canadian tree species
RU2361871C1 (en) Method of larch complex treatment
EP2918627A1 (en) Lignin compound
RU2670849C1 (en) Method for processing wood wastes
Lusiana et al. Biocellulose isolated from the waste of pinecone flower (Pinus merkusii Jungh Et De Vriese)
Choudhury et al. Enhanced hydrocarbon extraction from Calotropis procera-a petrocrop

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200206