SU436117A1

SU436117A1 - METHOD OF EXTRACTING WATER-SOLUBLE SUBSTANCES FROM FIBER PLANT RAW MATERIALS

Info

Publication number: SU436117A1
Application number: SU1692752A
Authority: SU
Original assignee: С. Д. Антоновский, М. М. Чочиева, В. С. Кротов, Е. С. Волобуева, Н. Д. Авак , Л. П. Акманова; Ленинградска ордена Ленина Лесотехническа академи; С. М. Кирова , Украинский научно исследовательский институт; целлюлозно бумажной промышленности
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1971-08-24
Publication date: 1974-07-15

Description

1one

Изобретение относитс к способу извлечени водорастворимых веществ из древесной щепы, например из древесины лиственницы, перед ее использованием дл получени целлюлозы .This invention relates to a process for extracting water-soluble substances from wood chips, for example, from larch wood, prior to its use for pulp production.

Древесина лиственницы характеризуетс высоким содержанием водорастворимых веществ (от 5 до 33% от веса древесины). Основную массу их составл ют весьма ценные и нужные вещества: гидрофильный полисахарид арабогалактан (в среднем 10-12% от веса древесины) и дигидрокверцетин (до 4,5% от веса древесины).Larch wood is characterized by a high content of water-soluble substances (from 5 to 33% by weight of wood). Most of them are very valuable and necessary substances: hydrophilic polysaccharide arabogalactan (on average 10-12% by weight of wood) and dihydroquercetin (up to 4.5% by weight of wood).

Арабогалактан обладает кле щими свойствами и может заменить импортный гуммиарабик , пищевые и животные клеи в р де отраслей нромыщленности (полиграфической, текстильной, спичечной, бумажной и др.).Arabogalactan has adhesive properties and can replace imported gum arabic, edible and animal adhesives in a number of sectors of polychromy (printing, textile, match, paper, etc.).

Дигидрокверцетин может быть легко окислен в кверцетин, который имеет широкое применение в медицине, молочно-жировой и др. отрасл х промышленности. Р-витаминна активность указанных флавоноидов позвол ет использовать их при лечении р да заболеваний , св занных с повышением хрупкости и проницаемости кровеносных сосудов. Кроме того, предварительное удаление из лиственничной щепы водорастворимых веществ облегчает получение целлюлозы и улучшает ее качество.Dihydroquercetin can be easily oxidized to quercetin, which is widely used in medicine, milk and fat, and other industries. The P-vitamin activity of these flavonoids allows them to be used in the treatment of a number of diseases associated with an increase in the fragility and permeability of blood vessels. In addition, the preliminary removal of water-soluble substances from larch chips facilitates the production of pulp and improves its quality.

По существующим способам водорастворимые вещества удал ют при обработке древесины лиственницы водой (перед варкой целлюлозы сульфатпым способом) при температуре 170°С в течение 70-80 мин или при 98-150°С и давлении на 0,02-0,03 атм ,меньще равновесного давлени вод ного пара при температуре обработки щепы.According to the existing methods, water-soluble substances are removed by treating larch wood with water (before pulping by the sulphate method) at a temperature of 170 ° C for 70-80 minutes or at 98-150 ° C and a pressure of 0.02-0.03 atm, less the equilibrium pressure of water vapor at the chip processing temperature.

По третьему способу с целью удалени из щепы воздуха прокачивают через щепу гор чую воду с температурой, близкой к кипению , создают в котле гидравлическое давление 12-15 атм, повышают температуру до 130-150°С и отбирают свободно стекающийIn the third method, in order to remove air from the chips, hot water is pumped through the chips with a temperature close to boiling, a hydraulic pressure of 12-15 atm is created in the boiler, the temperature is raised to 130-150 ° C and free flowing is taken

гидролизат.hydrolyzate.

Недостатками существующих способов предварительной водной обработки щепы вл етс частичное разрущение арабогалактана и флавоноидов, загр знение их раствораThe disadvantages of the existing methods of pre-water processing of chips are the partial destruction of arabogalactan and flavonoids, the contamination of their solution.

продуктами разрушени компонентов древесины , а также повышенный расход пара и времени на подогрев воды.products of destruction of wood components, as well as increased consumption of steam and time for heating water.

Предлагаемый способ позвол ет повысить выход и чистоту извлекаемого продукта.The proposed method allows to increase the yield and purity of the extracted product.

Эта цель достигаетс тем, что извлечениеThis goal is achieved by extracting

водорастворимых веществ производ т путемwater soluble substances are produced by

по крайней мере двухкратного прессовани доat least double pressing to

давлени 20-150 кг/см и распрессовки измельченного волокнистого сырь при контактировании его с водой, предварительно нагретой до температуры 30-120°С.pressure of 20-150 kg / cm and repressing of the crushed fiber raw material when it is contacted with water, previously heated to a temperature of 30-120 ° C.

В этих услови х вода быстро и глубоко проникает в растительную ткань, извлекает водорастворимые вещества, раствор которых затем выдавливают из нее при сжатии до давлени 20-150 атм. Полученный раствор направл ют на последующую его переработку , а отжата растительна ткань, например лиственнична щепа,- на сульфатную варку обычным способом.Under these conditions, water quickly and deeply penetrates the plant tissue, extracts water-soluble substances, the solution of which is then squeezed out of it under compression to a pressure of 20-150 atm. The resulting solution is sent for subsequent processing, and the plant tissue, such as larch chips, is pressed for sulphate cooking in the usual way.

Предлагаемый снособ может быть осуществлен как периодически, так и непрерывно.The proposed snozob can be carried out both periodically and continuously.

При непрерывном способе извлечение водорастворимых веществ из волокнистого материала можно проводить в системе последовательно соединенных шнеков и промежуточных емкостей дл воды и экстракта. Пропитанный водой волокнистый материал сжимаетс с помощью щнека, раствор из него выдавливаетс и отбираетс . Отжатый материал из шнека поступает в емкость с водой, снова пропитываетс и в следующем шнеке вновь отжимаетс . Отобранный из каждого шнека раствор извлеченных водой веществ направл етс на переработку или используетс дл экстракции на предыдущей ступени.In the continuous process, the extraction of water-soluble substances from the fibrous material can be carried out in a system of serially connected augers and intermediate tanks for water and extract. The water-impregnated fibrous material is compressed with a screw, the solution is squeezed out of it and removed. The pressed material from the screw enters the tank with water, is again soaked, and in the next screw is pressed again. The solution of water extracted substances taken from each screw is sent for processing or used for extraction at the previous stage.

Примеры опытов периодического извлечени водорастворимых веществ из щепы лиственницы даурской в цилиндрических сосудах представлены в таблипе.Examples of experiments for the periodic extraction of water-soluble substances from Daurian larch chips in cylindrical vessels are presented in the table.

Пример 1. Извлечение водорастворимых веществ из щепы лиственницы производ т в две ступени. Давление прессовани в обеих стунен х 85 кг/см. В первой ступени в течение 6 мин 30 сек провод т четырехкратное прессование и распрессовку щепы при контактировании ее с водой, нагретой до 88°С с гидромодулем 4,4:1. Раствор экстрагированных веществ отбирают, .а щепу заливают свежей порцией воды, нагретой до 90°С при гидромодуле 3: 1. В течение 3 мин 30 сек производ т двухкратное прессование и распрессовку . Затем раствор отбирают, объедин ют с ранее отобранным раствором от первой ступени экстракции и анализируют.Example 1. Extraction of water-soluble substances from larch chips is carried out in two steps. The pressing pressure in both strokes was 85 kg / cm. In the first stage, for 6 minutes and 30 seconds, fourfold pressing and repressing of the chips is carried out when it is contacted with water heated to 88 ° C with a 4.4: 1 hydronic module. The solution of the extracted substances is removed, and the chips are poured with a fresh portion of water heated to 90 ° C at a water ratio of 3: 1. For 3 minutes and 30 seconds, they are pressed twice and depressed. The solution is then taken, combined with the previously selected solution from the first stage of extraction and analyzed.

В результате за 10 мин при температуре 88-90°С из щепы лиственницы извлекают 75,4% водорастворимых веществ от их содержани в исходной древесине. Из них 94,2 составл ет полимерный арабогалактан, осаждаемый спиртом.As a result, within 10 minutes at a temperature of 88-90 ° C, 75.4% of water-soluble substances from their content in the initial wood are extracted from larch chips. Of these, 94.2 are polymeric arabogalactan, precipitated by alcohol.

Пример 2. Извлечение водорастворимых веществ производ т в две ступени из тогоExample 2. The extraction of water-soluble substances produced in two steps from that

же образца щепы лиственницы как и в нервом примере. Давление прессовани в обоих ступен х 85 кг/см, гидромодуль в первой ступени 4,4 : 1, во второй 3:1.same sample of larch chips as in the nerve example. The pressing pressure in both stages was 85 kg / cm, the hydronic module in the first stage was 4.4: 1, in the second stage it was 3: 1.

В первой ступени в течение 30 мин 30 сек провод т трехкратное прессование и распрессовку щепы при контактировании ее с водой,. Температура экстракции 91°С. Раствор затем отбирают, а щепу заливают свещей порцией воды, нагретой также до 91°С. Во второй ступени в течение 1 мин 50 сек провод т двукратное прессование и распрессовку. Раствор экстрагированных веществ отбирают, объедин ют с ра.створом, полученным в нервой стунени , и анализируют.In the first stage, for 30 minutes and 30 seconds, the chips were pressed and decompressed three times when they were in contact with water. Extraction temperature 91 ° C. The solution is then taken, and the chips are poured with a fresh portion of water, heated to 91 ° C. In the second stage, for two minutes, 50 seconds, the pressing and decompression were performed twice. The solution of the extracted substances is taken, combined with the solution obtained in the nerve stuni, and analyzed.

В результате сокращают врем извлечени водорастворимых веществ почти вдвое (до 5 мин 20 сек) снижают их выход лищь на 2,6% (72,8% от общего их содержани в исходной древесине). Количество же полимерного арагалактаиа, осаждаемого спиртом из водного раствора, повышаетс до 97,6% от веса извлеченных веществ.As a result, the extraction time of water-soluble substances is reduced almost by half (up to 5 min 20 sec) and their yield is reduced by 2.6% (72.8% of their total content in the original wood). The amount of polymeric aragalcate, precipitated by alcohol from an aqueous solution, increases to 97.6% of the weight of the extracted substances.

Пример 3. Дл извлечени водорастворимых веществ используют дес ть одинаковых образцов щепы лиственницы. Из каждого образца водорастворимые вещества извлекают в две ступени, причем, дл второго и последующих образцов на первой ступени извлечени (экстракции) используют экстракт со второй ступени предыдущего образца. На обеих ступен х провод т по три цикла сжати - расширени . Давление прессовани во всех случа х составл ет 92 кг/см. Гидромодуль на обоих стунен х 3,6 : 1. Врем извлечени водорастворимых веществ дл каждого образца составл ет в среднем 6 мин 50 сек, из них на иервой ступени 3 мин 55 сек и на второй 2 мин 55 сек. Темнература экстракции на обеих ступен х 92°С. Все экстракты за исключением экстракта с первой стунени первого образца и второй ступени последнего образца смешивают и анализируют .Example 3. Ten identical samples of larch chips were used to extract water-soluble substances. From each sample, water-soluble substances are extracted in two stages, and, for the second and subsequent samples, an extract from the second stage of the previous sample is used in the first stage of extraction (extraction). In both stages, three cycles of compression-expansion are carried out. The pressing pressure in all cases is 92 kg / cm. The hydromodule on both shots x 3.6: 1. The extraction time of water-soluble substances for each sample is on average 6 minutes 50 seconds, of which 3 minutes 55 seconds at the first stage and 2 minutes 55 seconds at the second stage. The temperature of extraction on both steps is x 92 ° C. All extracts with the exception of the extract from the first stunya of the first sample and the second stage of the last sample are mixed and analyzed.

В результате извлекают 10,6% водорастворимых веществ от веса древесины, из них полимерного арабогалактана, осаждаемого спиртом из водного раствора 10,2% от веса древесины.As a result, 10.6% of water-soluble substances are extracted by weight of wood, of which polymeric arabogalactan, precipitated with alcohol from an aqueous solution of 10.2% by weight of wood.

Предлагаемый способ извлечени водорастворимых веществ пригоден не только дл лиственничной щепы, но и дл извлечени других водорастворимых веществ, например дубильных из древесины дуба и каштана.The proposed method of extracting water-soluble substances is suitable not only for larch chips, but also for the extraction of other water-soluble substances, for example tannic from oak and chestnut wood.

Результаты извлечени водорастворимых веществ из щепы лиственницыThe results of the extraction of water-soluble substances from larch chips

ТаблицаTable

Предмет изобретени Subject invention

Способ извлечени водорастворимых веществ из волокнистого растительного сырь путем его обработки гор чей водой под давлением , отличающийс тем, что, с целью сокращени продолжительности процесса , повыщени выхода извлекаемого продукта и его чистоты, волокнистое растительное сырье подвергают по крайней мере двукратному прессованию до давлени 20-150 кг/см и распрессовки при контактировании с водой, нагретой до 30-120°С.A method of extracting water-soluble substances from plant fiber raw materials by treating it with hot water under pressure, characterized in that, in order to shorten the process time, increase the yield of the extracted product and its purity, the fiber raw materials are subjected to at least twice pressing to pressure 20-150 kg / cm and repressions in contact with water heated to 30-120 ° C.