RU2547107C1 - Method for integrated processing of larchwood - Google Patents
Method for integrated processing of larchwood Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547107C1 RU2547107C1 RU2013147704/05A RU2013147704A RU2547107C1 RU 2547107 C1 RU2547107 C1 RU 2547107C1 RU 2013147704/05 A RU2013147704/05 A RU 2013147704/05A RU 2013147704 A RU2013147704 A RU 2013147704A RU 2547107 C1 RU2547107 C1 RU 2547107C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- minutes
- solid
- stage
- dihydroquercetin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при комплексной переработке древесины.The invention relates to the chemical industry and can be used in integrated wood processing.
Древесина лиственницы, обладающая уникальными свойствами, используется для получения флавоноидов, полисахаридов, древесных смол и древесной массы. Все эти продукты находят применение в химико-фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности, а также в строительстве.Larch wood, which has unique properties, is used to produce flavonoids, polysaccharides, wood resins and wood pulp. All these products are used in the chemical-pharmaceutical, food and perfumery industries, as well as in construction.
Дигидрокверцетин - один из важнейших продуктов, получаемых в промышленных масштабах из древесины Сибирской лиственницы и лиственницы Гмелина. Он обладает высокой антиоксидантной, противовоспалительной и капилляропротекторной активностью, в связи с чем предложено его использование в качестве компонентов медикаментозных препаратов и пищевых добавок. Арабиногалактан является одним из наиболее значимых полисахаридов, который применяется в медицине в качестве иммуномодулятора и гастропротектора, в пищевой промышленности в качестве эмульгатора и желирующего агента, при изготовлении высококачественной бумаги и других товаров. Лиственничное масло и смола содержат в своем составе биологически важные соединения, обладающие высокой антивирусной активностью, оказывающие ранозаживляющее, антимикробное и противоожоговое действие.Dihydroquercetin is one of the most important products obtained on an industrial scale from the wood of Siberian larch and Gmelin larch. It has a high antioxidant, anti-inflammatory and capillary-protective activity, in connection with which it is proposed to use it as components of medications and food additives. Arabinogalactan is one of the most significant polysaccharides, which is used in medicine as an immunomodulator and gastroprotective agent, in the food industry as an emulsifier and gelling agent, in the manufacture of high-quality paper and other products. Larch oil and resin contain biologically important compounds that have high antiviral activity, have wound healing, antimicrobial and anti-burn effects.
Известен способ комплексной переработки древесины лиственницы сибирской (RU 2472887 C1, Аким и др., ОАО ″Группа ″Илим″, 20.01.2013). Способ предусматривает повышение степени извлечения арабиногалактана и флавоноидов и включает использование трех варочных котлов периодического действия для бисульфитной варки, последовательно связанных между собой по жидким фазам, экстракцию щепы с заданной ее длительностью раствором лигносульфонатов, варку щепы; при этом экстракт выводят из котлов путем его вытеснения бисульфитным варочным раствором.A known method of complex processing of wood of Siberian larch (RU 2472887 C1, Akim and others, OJSC ″ Group ″ Ilim ″, 01/20/2013). The method involves increasing the degree of extraction of arabinogalactan and flavonoids and includes the use of three periodic digestion boilers for bisulfite cooking, sequentially interconnected by liquid phases, chip extraction with a given duration of the solution of lignosulfonates, chip cooking; while the extract is removed from the boilers by displacing it with a bisulfite cooking solution.
Однако экстракция щепы при повышенных температуре (165°C), давлении (6,5 атм) и использование варочных растворов может оказывать негативное влияние на нативные свойства арабиногалактана и флавоноидов, а также затруднять их очистку. Кроме того, не предусмотрено использование в производстве древесной биомассы, остающейся после варки.However, the extraction of wood chips at elevated temperatures (165 ° C), pressure (6.5 atm) and the use of cooking solutions can negatively affect the native properties of arabinogalactan and flavonoids, and also make it difficult to clean them. In addition, it is not intended to use woody biomass remaining after cooking in the production.
Известен способ комплексной переработки древесины лиственницы (RU 2261881 С1, Васильева, ООО «БИОФЛАВОН″, 10.10.2005), который осуществляют путем экстракции измельченной древесины с последующим упариванием экстракта, осаждением биофлавоноидного компонента в присутствии водорастворимых солей. Экстракцию измельченной древесины осуществляют с помощью изопропилового спирта или эфироспиртовой смеси, включающей 50-80% эфира уксусной кислоты, выбранного из этил-, пропил- или бутилацетата, 20-50% спирта, выбранного из группы, включающей этиловый, пропиловый, изопропиловый или бутиловый спирты. Опилки отделяют от экстрагирующего раствора, осаждают биофлавоноидный комплекс и одновременно отделяют нативную смолу в присутствии водорастворимых солей, выбранных из группы, включающей Li2SO4, (NH4)2SO4, NH4Cl, NaCl, MgSO4, CaCl2, K2SO4, Na2SO4 или их смесей, затем фильтруют полученный биофлавоноидный комплекс с использованием волокнистых фильтров. Сообщается, что способ обеспечивает выделение биофлавоноидного комплекса, включающего 90-98% дигидрокверцетина.A known method of complex processing of larch wood (RU 2261881 C1, Vasiliev, LLC "BIOFLAVON", 10.10.2005), which is carried out by extraction of crushed wood, followed by evaporation of the extract, precipitation of the bioflavonoid component in the presence of water-soluble salts. Shredded wood is extracted using isopropyl alcohol or an ether-alcohol mixture comprising 50-80% ethyl acetate, propyl or butyl acetate, 20-50% alcohol selected from the group consisting of ethyl, propyl, isopropyl or butyl alcohols . Sawdust is separated from the extraction solution, the bioflavonoid complex is precipitated, and the native resin is simultaneously separated in the presence of water-soluble salts selected from the group consisting of Li 2 SO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 Cl, NaCl, MgSO 4 , CaCl 2 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 or mixtures thereof, then the resulting bioflavonoid complex is filtered using fiber filters. It is reported that the method provides the allocation of bioflavonoid complex, including 90-98% dihydroquercetin.
Основные недостатки этого способа - технологическая сложность, а также использование для осаждения флавоноидов высококонцентрированных растворов минеральных солей, которые образуют с флавоноидами металлокомплексные соединения и, как правило, существенно снижают качество целевого продукта, в частности могут привести к изменению оптических свойств нативных флавоноидов.The main disadvantages of this method are the technological complexity, as well as the use of highly concentrated solutions of mineral salts for the deposition of flavonoids, which form metal complex compounds with flavonoids and, as a rule, significantly reduce the quality of the target product, in particular, they can lead to a change in the optical properties of native flavonoids.
Известен другой способ переработки древесины лиственницы (RU 2279284 C1, ″Научный Центр Прикладных Исследований ″БИОТЕХПРОМ″, 10.07.2006). Древесину лиственницы с заданной относительной влажностью измельчают в присутствии этилового спирта до определенного размера частиц, полученную измельченную пульпу экстрагируют этиловым спиртом при соотношении экстрагент:сырье, 10:1, в течение 5-10 минут при температуре 22-25°C, затем механическим путем отделяют твердую и жидкую фазы, из жидкой фазы механическим путем отделяют этиловый спирт с растворенным в нем дигидрокверцетином, а остальное фильтруют и упаривают. Из полученного концентрата выделяют смесь эфирных масел и жирных органических кислот для использования в косметической промышленности. Из спиртового раствора извлекают дигидрокверцетин, степень чистоты 90-92%, и после дополнительного процесса очистки с использованием углеродного фильтра получают дигидрокверцетин чистотой не менее 95%.There is another method for processing larch wood (RU 2279284 C1, ″ Scientific Center for Applied Research ″ BIOTECHPROM ″, 10.07.2006). Larch wood with a given relative humidity is crushed in the presence of ethyl alcohol to a certain particle size, the resulting crushed pulp is extracted with ethyl alcohol at an extractant: raw material ratio of 10: 1, for 5-10 minutes at a temperature of 22-25 ° C, then mechanically separated solid and liquid phases, ethyl alcohol is mechanically separated from the liquid phase with dihydroquercetin dissolved in it, and the rest is filtered and evaporated. A mixture of essential oils and fatty organic acids is isolated from the resulting concentrate for use in the cosmetic industry. Dihydroquercetin, a purity of 90-92%, is extracted from the alcohol solution, and after an additional purification process using a carbon filter, dihydroquercetin is obtained with a purity of at least 95%.
Недостатком способа является то, что он не носит комплексного характера, не позволяет выделять арабиногалактан и другие ценные продукты.The disadvantage of this method is that it is not complex in nature, it does not allow to isolate arabinogalactan and other valuable products.
Описан способ переработки лиственничного сырья (RU 2361871 С1, Нифантьев и др., 20.07.2009), включающий обработку деструктированной древесины лиственницы в 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, выделение из жидкой фазы дигидрокверцетина реэкстракцией метилтретбутиловым эфиром, с последующим вакуумным упариванием реэкстракта и сушкой полученного продукта. В качестве органического растворителя используют несмешивающиеся с водой растворители, выбранные из группы, включающей тетрахлорметан, хлороформ, дихлорэтан или их смесь. Способ позволяет получить 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%.A method for processing larch raw materials is described (RU 2361871 C1, Nifantyev et al., July 20, 2009), which includes processing degraded larch wood in an environment based on deionized water and an organic solvent in a rotary pulsation device - cavitator at a temperature of self-heating, with subsequent separation of the resulting pulp into liquid and solid phases, separate treatment of liquid and solid phases, isolation of natural resins from the solid phase by extraction with organic solvents, isolation of dihydroquercetin from the liquid phase eekstraktsiey methyl tert-butyl ether, followed by vacuum evaporation reextract and drying the obtained product. As an organic solvent, water-immiscible solvents are selected from the group consisting of carbon tetrachloride, chloroform, dichloroethane or a mixture thereof. The method allows to obtain dihydroquercetin with a 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%.
Однако способу свойственны недостатки: не предусмотрена переработка древесной биомассы с получением арабиногалактана и использование остаточной после экстракции древесной биомассы.However, the method has disadvantages: processing of wood biomass with obtaining arabinogalactan and use of residual wood biomass after extraction are not provided.
Наиболее близким к патентуемому является способ, описанный в патенте RU 2249026 С1, Уминский и др., 27.03.2005, - прототип. Комплексная переработка отходов лиственницы с выделением природных веществ в нативном виде включает измельчение отходов лиственницы и экстракцию в три стадии. На первой стадии разрушают структуру древесины с вскрытием фибриллярных полостей, воздействуя в течение 3-5 минут эмульсией н-гексана и деионизированной воды в роторно-пульсационном аппарате (РПА), и извлекают нативные смолы, масла, минеральные соли. На второй стадии извлекают биофлавоноиды абсолютным этиловым спиртом; на третьей стадии из сухого сырья после второй стадии выделяют олигосахариды деионизированной водой и получают активированный биополимер древесины и арабиногалактан.Closest to patentable is the method described in patent RU 2249026 C1, Uminsky and others, 03/27/2005, - the prototype. Complex processing of larch wastes with the release of natural substances in their native form includes grinding larch wastes and extraction in three stages. At the first stage, the structure of the wood is destroyed with the opening of the fibrillar cavities, acting for 3-5 minutes with an emulsion of n-hexane and deionized water in a rotary pulsation apparatus (RPA), and native resins, oils, and mineral salts are extracted. In the second stage, bioflavonoids are removed with absolute ethyl alcohol; in the third stage, oligosaccharides are extracted from the dry raw materials after the second stage with deionized water and an activated wood biopolymer and arabinogalactan are obtained.
Однако в способе-прототипе не предусматривается выделение дигидрокверцетина как целевого продукта из биофлавоноидного комплекса, который к тому же включает в свой состав нарингенин-флавоноид, отличающийся по своим свойствам от целевого продукта. Извлечение древесного масла и древесных смол проводится без их селективного разделения, а отходы древесной биомассы после экстракции не утилизируются. Отмеченное свидетельствует о недостаточной полноте и селективности линейки целевых продуктов, получаемых в процессе переработки.However, the prototype method does not provide for the isolation of dihydroquercetin as a target product from a bioflavonoid complex, which also includes a naringenin-flavonoid that differs in its properties from the target product. The extraction of wood oil and wood resins is carried out without their selective separation, and waste wood biomass after extraction is not disposed of. The aforementioned indicates the insufficient completeness and selectivity of the line of target products obtained in the processing process.
Задача, на решение которой направлено патентуемое изобретение, заключается в разработке эффективного промышленного способа комплексной переработки древесины лиственницы.The problem to which the patented invention is directed is to develop an effective industrial method for the integrated processing of larch wood.
Патентуемый способ комплексной переработки древесины лиственницы включает стадийную дезинтеграцию измельченного древесного сырья в РПА, разделение пульпы на жидкую и твердую фазы, экстрагирование растворителями с получением древесных смол и масел, арабиногалактана, дигидрокверцетина и биополимера древесины.A patented method for the integrated processing of larch wood includes the stepwise disintegration of ground wood raw materials into RPA, separation of pulp into liquid and solid phases, solvent extraction to obtain wood resins and oils, arabinogalactan, dihydroquercetin and wood biopolymer.
Отличие состоит в том, что дезинтеграцию древесины проводят в три стадии, причем на первой стадии исходное древесное сырье обрабатывают алифатическим спиртом при массовом соотношении древесина:спирт, равном 1:4,5-5,0, в РПА при температуре 50-60°C до достижения частицами твердой фазы размера 0,1-0,5 мкм с последующим охлаждением до 30°C и разделением полученной пульпы на жидкую и твердую фазы.The difference is that the disintegration of wood is carried out in three stages, and in the first stage, the wood raw material is treated with aliphatic alcohol at a wood: alcohol weight ratio of 1: 4.5-5.0 in RPA at a temperature of 50-60 ° C until the particles reach a solid phase with a size of 0.1-0.5 microns, followed by cooling to 30 ° C and separation of the resulting pulp into liquid and solid phases.
Из жидкой фазы отгоняют алифатический спирт, сгущенный остаток экстрагируют гексаном, фильтруют с получением твердой и жидкой компонент; из жидкой компоненты отгоняют гексан и упаривают при пониженном давлении с получением древесного масла. Твердую компоненту экстрагируют метилтретбутиловым эфиром с получением фильтрата и остатка в виде древесной смолы, а фильтрат упаривают в вакууме, растворяют в деионизированной воде, кристаллизуют, фильтруют и сушат с получением дигидрокверцетина.Aliphatic alcohol is distilled off from the liquid phase, the condensed residue is extracted with hexane, filtered to obtain a solid and liquid component; Hexane was distilled off from the liquid component and evaporated under reduced pressure to obtain a wood oil. The solid component was extracted with methyl tert-butyl ether to give the filtrate and the residue as a wood resin, and the filtrate was evaporated in vacuo, dissolved in deionized water, crystallized, filtered and dried to give dihydroquercetin.
На второй стадии дезинтеграции твердую фазу первой стадии обрабатывают водой в РПА при температуре 90-95°C в течение 2-3 минут, затем разделяют с получением древесной массы и фильтрата, который осаждают этиловым спиртом, фильтруют и сушат с получением арабиногалактана.In the second stage of disintegration, the solid phase of the first stage is treated with water in RPA at a temperature of 90-95 ° C for 2-3 minutes, then separated to obtain wood pulp and the filtrate, which is precipitated with ethyl alcohol, filtered and dried to obtain arabinogalactan.
На третьей стадии дезинтеграции древесную массу второй стадии подвергают обработке в РПА с добавлением водной эмульсии латекса при массовом соотношении полимер:сухая древесина, равном 1:10,5-11,5, и гидромодуле, равном 4, при температуре 40-50°C в течение 2-3 минут с получением модифицированного биополимера древесины.In the third stage of disintegration, the second stage wood pulp is subjected to RPA treatment with the addition of an aqueous latex emulsion with a polymer: dry wood weight ratio of 1: 10.5-11.5 and a hydraulic module of 4 at a temperature of 40-50 ° C 2-3 minutes to obtain a modified wood biopolymer.
Способ может характеризоваться тем, что алифатический спирт представляет собой этиловый или изопропиловый спирты, а также тем, что сгущенный остаток экстрагируют гексаном при температуре ниже или равной 40°C в течение 30 минут.The method can be characterized in that the aliphatic alcohol is ethyl or isopropyl alcohols, and also in that the condensed residue is extracted with hexane at a temperature below or equal to 40 ° C for 30 minutes.
Способ может характеризоваться и тем, что твердую компоненту экстрагируют метилтретбутиловым эфиром при температуре ниже или равной 40°C в течение 30 минут.The method can be characterized by the fact that the solid component is extracted with methyl tert-butyl ether at a temperature below or equal to 40 ° C for 30 minutes.
Способ может характеризоваться также тем, что в качестве латекса используют стирольный латекс СКС-65 ГП или акриловый латекс ДММА-65 ГП.The method can also be characterized by the fact that styrene latex SKS-65 GP or acrylic latex DMMA-65 GP is used as latex.
Способ может характеризоваться, кроме того, тем, что остаточная влажность модифицированной древесной массы выбрана из условия формования композитных изделий зонным нагнетанием.The method can be characterized, in addition, by the fact that the residual moisture content of the modified wood pulp is selected from the condition of molding composite products by zone injection.
Технический результат - повышение полноты переработки древесины лиственницы с получением арабиногалактана, дигидрокверцетина, древесного масла и смол, а также модифицированной древесной массы с использованием доступной технологической схемы и выделением целевых продуктов высокого качества.EFFECT: increased completeness of processing larch wood to produce arabinogalactan, dihydroquercetin, wood oil and resins, as well as modified wood pulp using an accessible technological scheme and isolating high-quality target products.
Иными словами, патентуемый способ предусматривает обработку дезинтегрированной древесины алифатическим спиртом в роторном пульсационном аппарате до достижения частицами твердой фазы размера 0,1-0,5 мкм с последующим разделением полученной пульпы на жидкую и твердую части, упаривание жидкой части в вакууме и выделение концентрата дигидрокверцетина, который путем последовательной обработки гексаном и метилтретбутиловым эфиром очищают от смолистых веществ и перекристаллизовывают из воды. Из твердой древесной части пульпы в РПА экстрагируют арабиногалактан в среде воды при температуре 90-95°C с последующей обработкой остаточной древесной биомассы водным раствором, содержащим модифицирующий компонент, способствующий улучшению потребительских, в т.ч. механических свойств материалов, получаемых из древесины.In other words, the patented method provides for the processing of disintegrated wood with aliphatic alcohol in a rotary pulsation apparatus until the particles reach a solid phase of 0.1-0.5 μm in size, followed by separation of the resulting pulp into liquid and solid parts, evaporation of the liquid part in vacuum and isolation of the dihydroquercetin concentrate, which, by sequential treatment with hexane and methyl tert-butyl ether, is purified from resinous substances and recrystallized from water. Arabinogalactan is extracted from solid wood pulp in RPA in water at a temperature of 90-95 ° C, followed by treatment of residual wood biomass with an aqueous solution containing a modifying component, which improves consumer, including mechanical properties of materials derived from wood.
Патентуемый способ позволяет получать:Patented method allows to obtain:
- дигидрокверцетин с выходом 82-91% от содержащегося в древесине флавоноида;- dihydroquercetin with a yield of 82-91% of the flavonoid contained in the wood;
- смолистые вещества с выходом 4,1-5,4%;- resinous substances with a yield of 4.1-5.4%;
- арабиногалактан с выходом 20%;- arabinogalactan with a yield of 20%;
- модифицированную древесину с выходом 67-68%.- modified wood with a yield of 67-68%.
Сущность изобретения поясняется конкретными примерами его осуществления и чертежами, где наThe invention is illustrated by specific examples of its implementation and drawings, where
фиг. 1 представлена принципиальная схема процесса;FIG. 1 is a schematic diagram of a process;
фиг. 2 - блок-схема аппаратной реализации.FIG. 2 is a block diagram of a hardware implementation.
На блок-схеме приведены следующие обозначения: поз. 1, 14, 20 - смеситель; поз. 2, 15, 21 - роторно-пульсационный аппарат, РПА (реактор кавитационной обработки); поз. 3, 6, 9, 12, 16, 18 - фильтр (альтернативно - центрифуга); поз. 4, 7, 10, 17 - роторный испаритель; поз. 5, 8 - экстрактор; поз. 11 - кристаллизатор; поз. 13, 19 - вакуумная сушилка. Буквенные обозначения: АГ - арабиногалактан; ДМ - древесное лиственничное масло; ДС - древесные смолы; ДГК - дигидрокверцетин.The following notation is shown on the block diagram: pos. 1, 14, 20 - mixer; pos. 2, 15, 21 - rotary pulsation apparatus, RPA (cavitation treatment reactor); pos. 3, 6, 9, 12, 16, 18 - filter (alternatively, a centrifuge); pos. 4, 7, 10, 17 - rotary evaporator; pos. 5, 8 - extractor; pos. 11 - mold; pos. 13, 19 - vacuum dryer. Letter designations: AG - arabinogalactan; DM - wood larch oil; DS - wood resins; DHA - dihydroquercetin.
Способ осуществляют следующим образом (см. фиг. 1, 2). В смеситель 1 загружают лиственничные опилки размером 1-3 мм и алифатический спирт, выбранный из группы спиртов типа этанола или изопропанола, при массовом соотношении древесина:спирт, равном 1:(4,5:5,0). Затем приготовленную смесь подают в РПА 2, где ее подвергают кавитационной обработке при температуре 50-60°C в течение 3-5 мин, после чего помещают на фильтр 3 (или в центрифугу), где ее разделяют на жидкую и твердую части. Жидкую часть (спиртовой раствор ДГК и смолы) подают в роторный испаритель 4, где удаляют спирт и получают сухой остаток - концентрат дигидрокверцетина, который затем обрабатывают гексаном при температуре 30-40°C в экстракторе 5 и разделяют на фильтре 6.The method is as follows (see Fig. 1, 2). In the
Из фильтрата удаляют гексан на роторном испарителе 7 и получают древесное лиственничное масло. Остаточный концентрат дигидрокверцетина с содержанием основного вещества 80-85% обрабатывают метилтретбутиловым эфиром (МТБЭ) в экстракторе 8. Раствор технического дигидрокверцетина (концентрат) на фильтре 9 отделяют от древесных смол, упаривают досуха в испарителе 10, а остаток кристаллизуют в деионизированной воде в кристаллизаторе 11. Полученный кристаллический дигидрокверцетин отсасывают на фильтре 12, а после фильтрования перемещают в вакуумную сушилку 13. При этом получают дигидрокверцетин с выходом 82-91% от содержащегося в лиственничном сырье биофлавоноида.Hexane is removed from the filtrate on a
Твердую древесную компоненту после экстракции алифатическим спиртом смешивают с водой в смесителе 14, затем помещают в РПА 15 кавитационной обработки, где ее обрабатывают водой при 90-95°C, а затем фильтруют на фильтре 16. При этом получают товарную мелкодисперсную древесную массу и водный раствор арабиногалактана, который концентрируют в роторном испарителе 17. После осаждения этиловым спиртом, разделения на фильтре 18 и сушки в вакуумной сушилке 19 получают целевой арабиногалактан.The solid wood component after extraction with aliphatic alcohol is mixed with water in a
Твердую древесную часть пульпы после выделения дигидрокверцетина, арабиногалактана, древесных масел и смол смешивают в смесителе 20 с водой, содержащей усиливающие компоненты: стирольный латекс СКС-65 ГП или акриловый латекс ДММА-65 ГП в массовом соотношении полимер:сухая древесина, равном 1:10,5-11,5. Далее полученную пульпу подвергают кавитационной обработке в РПА 21 при температуре 40-50°C в течение 2-3 минут. При этом получают модифицированную древесную массу, которая может быть использована как связующее, для получения покрытий, заполнения пустот, как теплоизолятор, а также в качестве конструкционного композитного материала при формовании изделий. Причем остаточная влажность модифицированной древесной массы - биополимера древесины может быть установлена в интервале 200-10% с помощью сушки с учетом технического направления ее использования.The solid wood part of the pulp after isolation of dihydroquercetin, arabinogalactan, wood oils and resins is mixed in a
Способ может быть реализован с использованием известного технологического оборудования кавитационной обработки, в частности любого промышленного диспергатора циркуляционного типа, например РПА «Дельта-ротор» с приводом (Установка РПА (роторно-пульсационный аппарат) 1111.731.00.100, ТУ513*-002-43794424-2008, производство ООО НПП «Авиатехника» г. Казань). Рабочая частота вращения ротора составляет 3000 об/мин; максимальная производительность (по воде) - 20 м3/ч.The method can be implemented using well-known cavitation processing equipment, in particular any industrial circulation dispersant, for example RPA "Delta-rotor" with drive (RPA installation (rotary-pulsation apparatus) 1111.731.00.100, TU513 * -002-43794424-2008 , production of LLC NPP Aviatekhnika Kazan). The operating rotor speed is 3000 rpm; maximum capacity (water) - 20 m 3 / h.
Пример 1. 1000 г лиственничной крошки (опилки) с размером частиц не более 3 мм и относительной влажностью 10 мас.%, содержащей 1,1% дигидрокверцетина в пересчете на сухую древесину, загружают в смеситель 1, туда же заливают 5 литров изопропилового спирта. Из смесителя 1 суспензия подается в РПА 2, в котором процесс ведут в течение 5 минут при температуре 60°C. После окончания процесса охлажденную пульпу с температурой 30°C подают на фильтр 3. Фильтрат поступает в роторный испаритель 4, где отгоняют изопропиловый спирт. Выход остатка 63,5 г. В экстракторе 5 остаток обрабатывают 100 мл гексана (хч) при температуре 40°C в течение 30 минут. Раствор разделяют фильтром 6, упаривают в роторном испарителе 7 и получают 40,5 г желтого подвижного древесного лиственничного масла. Коричневый остаток, полученный после экстракции гексаном древесного масла, обрабатывают 100 мл метилтретбутилового эфира (хч) при температуре 40°C в течение 30 минут. Получают древесную смолу в количестве 10,5 г. Отфильтрованную темно-желтую эфирную вытяжку упаривают при пониженном давлении и температуре 40°C до остатка, представляющего концентрат дигидрокверцетина с содержанием основного вещества 85%. Концентрат в количестве 12 г обрабатывают 50 мл деионизированной воды при температуре 60°C и охлаждают при температуре 5°C в течение 12 ч. Выпавший кристаллический продукт отфильтровывают. Выход дигидрокверцетина - 8,1 г (0,9% от массы сухой древесины).Example 1. 1000 g of larch chips (sawdust) with a particle size of not more than 3 mm and a relative humidity of 10 wt.%, Containing 1.1% dihydroquercetin in terms of dry wood, is loaded into
Твердую компоненту после фильтрования спиртосодержащей пульпы из смесителя 14 пропускают через РПА 15, где ее обрабатывают 5 л воды при температуре 90°C в течение 3 минут, затем разделяют пульпу на фильтре 16. В сухом остатке получают 610 г (68%) древесной массы. Водный фильтрат упаривают в вакуумном роторном испарителе 17 до объема 250 мл, прибавляют 1,5 л этилового спирта, выпавший осадок арабиногалактана отфильтровывают на фильтре 18 и сушат в вакуумной сушилке 19. Выход арабиногалактана 180 г (20% от массы сухой древесины).After filtering the alcohol-containing pulp from the
Обработанную древесную массу после выделения дигидрокверцетина, арабиногалактана и древесных масла и смол помещают в смеситель 20, куда вводят воду и модифицирующий стирольный латекс СКС-65 ГП в массовом соотношении полимер:сухая древесина, равном 1:11. Затем полученную смесь направляют в РПА 21 и обрабатывают при температуре 40°C и гидромодуле, равном 4, в течение 3 минут. На выходе получают модифицированный биополимер древесины. Из этой древесины посредством технологии зонного нагнетания при 0,15 МПа и последующей сушки получают композитный материал, характеризующийся пониженным водопоглощением (110%) при плотности 360 кг/м3 и пределе прочности 6,5 МПа.The treated wood pulp after isolation of dihydroquercetin, arabinogalactan and wood oil and resins is placed in a
Пример 2. 1000 г лиственничной крошки (опилки) с размером частиц не более 3 мм и относительной влажностью 10 мас.%, содержащей 1,1% дигидрокверцетина в пересчете на сухую древесину, загружают в смеситель 1, туда же заливают 5 литров этилового спирта. Из смесителя 1 суспензия подается в РПА 2, в котором процесс ведут в течение 3 минут при температуре 50°C. После окончания процесса охлажденную пульпу с температурой 30°C подают на фильтр 3. Фильтрат поступает в роторный испаритель 4, где отгоняют этиловый спирт. Выход остатка 68,0 г. Остаток обрабатывают 100 мл гексана (хч) при температуре 40°C в течение 30 минут. Раствор помещают на фильтр 6, фильтрат упаривают и получают 39,5 г желтого подвижного древесного лиственничного масла. Коричневый остаток, полученный после экстракции гексаном древесного масла, обрабатывают 100 мл метилтретбутилового эфира (хч) при температуре 40°C в течение 30 минут. Получают лиственничную смолу в количестве 8,0 г. Отфильтрованную темно-желтую эфирную вытяжку упаривают при пониженном давлении и температуре 40°C до остатка, представляющего концентрат дигидрокверцетина с содержанием основного вещества 86%. Концентрат в количестве 12 г обрабатывают 50 мл деионизированной воды при температуре 60°C и охлаждают в кристаллизаторе 11 при температуре 5°C в течение 12 ч. Выпавший кристаллический продукт отфильтровывали и сушили. Выход дитидрокверцетина 8,2 г (0,9%).Example 2. 1000 g of larch chips (sawdust) with a particle size of not more than 3 mm and a relative humidity of 10 wt.%, Containing 1.1% dihydroquercetin in terms of dry wood, is loaded into
Твердую компоненту после фильтрования спиртосодержащей пульпы из смесителя 14 пропускают через РПА 15, где ее обрабатывают 5 л воды при температуре 95°C в течение 2 минут, затем разделяют пульпу на фильтре 16. В сухом остатке получают 603 г (67%) мелкодисперсной древесной массы. Водный фильтрат упаривают в вакуумном роторном испарителе 17 до объема 250 мл, прибавляют 1,5 л этилового спирта, выпавший осадок арабиногалактана отфильтровывают на фильтре 18 и сушат в вакуумной сушилке 19. Выход арабиногалактана 179,5 г (20%).After filtering the alcohol-containing pulp from the
Древесную массу после выделения дигидрокверцетина, арабиногалактана, древесного масла и смол в смесителе 20 обрабатывают водой, содержащей модифицирующий акриловый латекс ДММА-65ГП в весовом соотношении полимер:сухая древесина, равном 1:11, а затем пропускают через РПА 21, где при гидромодуле, равном 4, температуре 50°C обрабатывают в течение 2 минут. На выходе получают модифицированный полимер древесины. Посредством технологии зонного нагнетания полученной диспергированной модифицированной древесины при 0,15 МПа с последующей сушкой получают композитный материал, характеризующийся пониженным водопоглощением (75%), при плотности 400 кг/м3 и пределе прочности при сжатии 7,0 МПа.After the separation of dihydroquercetin, arabinogalactan, wood oil and resins in the
Таким образом, представленные материалы подтверждают достижение технического результата - повышение полноты переработки древесины лиственницы с получением арабиногалактана, дигидрокверцетина, лиственничного масла, лиственничной смолы и модифицированного биополимера древесины, пригодного для получения композитного материала.Thus, the presented materials confirm the achievement of the technical result - increasing the completeness of processing larch wood to produce arabinogalactan, dihydroquercetin, larch oil, larch resin and a modified wood biopolymer suitable for producing composite material.
Claims (6)
на первой стадии исходное древесное сырье обрабатывают алифатическим спиртом при массовом соотношении древесина:спирт, равном 1:4,5-5,0, в роторно-пульсационном аппарате при температуре 50-60°C до достижения частицами твердой фазы размера 0,1-0,5 мкм с последующим охлаждением до 30°C и разделением полученной пульпы на жидкую и твердую фазы; далее из жидкой фазы отгоняют алифатический спирт, сгущенный остаток экстрагируют гексаном, фильтруют с получением твердой и жидкой компонент; из жидкой компоненты отгоняют гексан и упаривают при пониженном давлении с получением древесного масла, при этом твердую компоненту экстрагируют метилтретбутиловым эфиром с получением фильтрата и остатка в виде древесной смолы, а фильтрат упаривают в вакууме, растворяют в деионизированной воде, кристаллизуют, фильтруют и сушат с получением дигидрокверцетина;
на второй стадии дезинтеграции твердую фазу первой стадии обрабатывают водой в роторно-пульсационном аппарате при температуре 90-95°C в течение 2-3 минут, затем разделяют с получением древесной массы и фильтрата, который осаждают этиловым спиртом, фильтруют и сушат с получением арабиногалактана;
на третьей стадии дезинтеграции древесную массу второй стадии подвергают обработке в роторно-пульсационном аппарате с добавлением водной эмульсии латекса при массовом соотношении полимер:сухая древесина, равном 1:10,5-11,5, и гидромодуле, равном 4, при температуре 40-50°C в течение 2-3 минут с получением модифицированного биополимера древесины.1. The method of complex processing of larch wood, including stage-by-stage disintegration of chopped wood raw materials in a rotary pulsation apparatus, separation of pulp into liquid and solid phases, solvent extraction to obtain wood resins and oils, arabinogalactan, dihydroquercetin and wood biopolymer, characterized in that wood disintegration carried out in three stages, and
at the first stage, the wood raw material is treated with aliphatic alcohol at a wood: alcohol weight ratio of 1: 4.5-5.0 in a rotary pulsation apparatus at a temperature of 50-60 ° C until the particles reach a solid phase of size 0.1-0 5 μm, followed by cooling to 30 ° C and separation of the resulting pulp into liquid and solid phases; then, aliphatic alcohol is distilled off from the liquid phase, the condensed residue is extracted with hexane, filtered to obtain a solid and liquid component; hexane was distilled off from the liquid component and evaporated under reduced pressure to obtain a wood oil, the solid component was extracted with methyl tert-butyl ether to obtain the filtrate and the residue as a wood resin, and the filtrate was evaporated in vacuo, dissolved in deionized water, crystallized, filtered and dried to obtain dihydroquercetin;
in the second stage of disintegration, the solid phase of the first stage is treated with water in a rotary pulsation apparatus at a temperature of 90-95 ° C for 2-3 minutes, then separated to obtain wood pulp and the filtrate, which is precipitated with ethyl alcohol, filtered and dried to obtain arabinogalactan;
at the third stage of disintegration, the second stage wood pulp is subjected to processing in a rotary pulsation apparatus with the addition of an aqueous latex emulsion with a polymer: dry wood weight ratio of 1: 10.5-11.5 and a water module of 4 at a temperature of 40-50 ° C for 2-3 minutes to obtain a modified wood biopolymer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013147704/05A RU2547107C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Method for integrated processing of larchwood |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013147704/05A RU2547107C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Method for integrated processing of larchwood |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2547107C1 true RU2547107C1 (en) | 2015-04-10 |
| RU2013147704A RU2013147704A (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53283177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013147704/05A RU2547107C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Method for integrated processing of larchwood |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2547107C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655757C1 (en) * | 2017-07-05 | 2018-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Installation for complex processing of larch wood |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261881C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-10-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Биофлавон" | Method of a complex processing of larch |
| RU2270218C1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-20 | ООО СП "Аркаим" | Integrated method for processing of larch wood utilization and processing wastes |
| CN101157733A (en) * | 2007-11-21 | 2008-04-09 | 哈尔滨金柏紫杉科技有限公司 | Method for abstracting dihydroquercetin and arabinogalactan from larch and processing residual thereof |
| RU2372095C1 (en) * | 2008-08-19 | 2009-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение БИОТЕХПРОМ ДКГ" | Method for making native form of dihydroquercetin |
| RU2372080C1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-11-10 | Николай Лазаревич Векшин | Method of rapid purification of dihydroquercetin from polymeric forms |
| RU2009116184A (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-10 | Ооо "Саута" (Ru) | METHOD FOR COMPREHENSIVE PROCESSING OF LARCH WOOD |
| CN101993429A (en) * | 2010-12-08 | 2011-03-30 | 天津市尖峰天然产物研究开发有限公司 | Method for extracting dihydroquercetin from larch sawdust |
-
2013
- 2013-10-25 RU RU2013147704/05A patent/RU2547107C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261881C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-10-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Биофлавон" | Method of a complex processing of larch |
| RU2270218C1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-20 | ООО СП "Аркаим" | Integrated method for processing of larch wood utilization and processing wastes |
| CN101157733A (en) * | 2007-11-21 | 2008-04-09 | 哈尔滨金柏紫杉科技有限公司 | Method for abstracting dihydroquercetin and arabinogalactan from larch and processing residual thereof |
| RU2372080C1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-11-10 | Николай Лазаревич Векшин | Method of rapid purification of dihydroquercetin from polymeric forms |
| RU2372095C1 (en) * | 2008-08-19 | 2009-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение БИОТЕХПРОМ ДКГ" | Method for making native form of dihydroquercetin |
| RU2009116184A (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-10 | Ооо "Саута" (Ru) | METHOD FOR COMPREHENSIVE PROCESSING OF LARCH WOOD |
| CN101993429A (en) * | 2010-12-08 | 2011-03-30 | 天津市尖峰天然产物研究开发有限公司 | Method for extracting dihydroquercetin from larch sawdust |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655757C1 (en) * | 2017-07-05 | 2018-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Installation for complex processing of larch wood |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013147704A (en) | 2015-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2010000927A1 (en) | Method for the fractionation of knotwood extract and use of a liquid-liquid extraction for purification of knotwood extract | |
| RU2547107C1 (en) | Method for integrated processing of larchwood | |
| RU2330677C1 (en) | Method of dihydroquercetin production | |
| US20150080587A1 (en) | Process for the manufacture of taxifolin from wood | |
| RU2352349C1 (en) | Method of birch bark conversion | |
| RU2676271C1 (en) | Method of complex processing of brown algae | |
| KR100817876B1 (en) | Isolation process for proanthocyanidin from the bark of pine tree | |
| RU2712554C1 (en) | Method for production of inulin from vegetable raw material | |
| CN103819572A (en) | Extraction technology for production of polysaccharide from mulberry leaf | |
| CN1266160C (en) | Process for extracting rubusoside of fruit of Gorsvenor Momordica | |
| RU2524778C1 (en) | Method of producing betulin | |
| RU2352350C1 (en) | Method of birch bark conversion | |
| RU2270218C1 (en) | Integrated method for processing of larch wood utilization and processing wastes | |
| KR20090092405A (en) | Resveratrol Extraction Method Using Grape Stem | |
| EP2904075B1 (en) | Hot ethanol extraction of lipids from plant or animal materials | |
| RU2354396C1 (en) | Method of obtaining extract from fat-free fruit of milk thistle | |
| RU2808633C1 (en) | Method of production of dihydroquercetin, arabinogalactan, larch resin and essential oil from larch wood | |
| RU2234936C1 (en) | Method for preparing betulin from birch bark | |
| RU2228943C1 (en) | Method of integrated processing of larch wood, method of isolation of bioflavanoids, and method of isolation of arabinogalactane obtained in the course of integrated processing | |
| RU2765503C1 (en) | Method for obtaining inulin from vegetable raw materials | |
| RU2252220C1 (en) | Method for complex reprocessing of firneedle, bark and waste from larch wood reprocessing and logging | |
| RU2384587C1 (en) | Method of producing arabinogalactan | |
| RU2381031C1 (en) | Method for production of biologically active substances from birch bark | |
| RU2783872C1 (en) | Method for comprehensive processing of pine bark | |
| RU2184120C1 (en) | Method of betulin preparing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161026 |