Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

FI122815B - Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi - Google Patents

Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI122815B
FI122815B FI20050394A FI20050394A FI122815B FI 122815 B FI122815 B FI 122815B FI 20050394 A FI20050394 A FI 20050394A FI 20050394 A FI20050394 A FI 20050394A FI 122815 B FI122815 B FI 122815B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
process according
solution
separation
lignin
treatment
Prior art date
Application number
FI20050394A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20050394A0 (fi
FI20050394A (fi
Inventor
Yrjoe Maelkki
Original Assignee
Cerefi Oy
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 Cerefi Oy filed Critical Cerefi Oy
Priority to FI20050394A priority Critical patent/FI122815B/fi
Publication of FI20050394A0 publication Critical patent/FI20050394A0/fi
Priority to PCT/FI2006/000118 priority patent/WO2006111604A1/en
Priority to US11/918,527 priority patent/US8956502B2/en
Priority to EP06725879.8A priority patent/EP1874995B1/en
Priority to CN2006800129124A priority patent/CN101160431B/zh
Priority to CA2603645A priority patent/CA2603645C/en
Publication of FI20050394A publication Critical patent/FI20050394A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122815B publication Critical patent/FI122815B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/06Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi Tämän keksinnön tarkoituksena on menetelmä lignoselluloosamateriaalien pääkomponenttien kuten selluloosan, hemiselluloosan ja ligniinin erottamiseksi näistä 5 materiaaleista sekä toisistaan, jonkin tai joidenkin komponenttien edelleen hyödyntämiseksi teollisuusraaka-aineena tai elintarvikkeiden tai rehujen aineosana, tai erotetun komponentin puhdistamiseksi. Käsiteltäviä materiaaleja voivat olla vilja-, öljyjä kuitukasvien oljet, varret ja lehdet, näiden kasvien tai kasvinosien kuten siementen ja jyvien maatalous-ja teollisessa käsittelyssä syntyvät sivutuotteet kuten siementen kuoret 10 ja leseet, sekä muiden ruohomaisten tai korsimaisten kasvien varsia tai muita osia. Menetelmää voidaan soveltaa myös puuvartisten kasvien osista erotettujen fraktioiden ja näihin rinnastettavien materiaalien puhdistamiseen.
Näiden materiaalien teknisesti ja taloudellisesti tärkein komponentti on tavallisesti selluloosakuitu. Sen erottaminen puusta ja puumateriaalista on vakiintunutta 15 suurteollisuuden tekniikkaa, mutta erityisesti sen puhdistaminen erotusprosessin jälkeisistä ligniinijäämistä ilman merkittäviä ympäristöhaittoja on jatkuvan kehitystyön kohteena. Selluloosan erottamiseen ligniinistä ja hemiselluloosasta koostuvista liimaavista komponenteista on käytännön erotusprosesseissa todettu yleensä tarvittavan käsittely vähintään 160°C:n lämpötiloissa, ja mainitun liima-ainekompleksin 20 lasisiirtymälämpötilaksi on todettu alue 130-190 °C.
Selluloosan valmistamiseen oljista käytetään nykyisin pääasiassa samoja menetelmiä kuin puuraaka-aineeseen. Yleisimmin käytettyyn prosessimenetelmään, sulfaattiselluloosa-prosessiin, sisältyy kemikaalien kierrätysvaiheet, joissa hemiselluloosa ja ligniini poltetaan energian tuottamiseksi, ja tuhkasta regeneroidaan 25 kierrätykseen menevä emäs kaustisointiprosessissa. Olkiraaka-ainetta käytettäessä on ongelmana kasvimateriaalista peräisin olevien piiyhdisteiden muodostamat kerrostumat haihduttajissa ja soodakattiloissa. Nämä heikentävät lämmönsiirtoa ja ovat vaikeasti puhdistettavia. Joko investointien ja prosessikustannusten minimoimiseksi tai mainittujen piikerrostumien johdosta useissa nykyisissä olkiselluloosatehtaissa kemikaalien 30 kierrätystä ei suoriteta tai se suoritetaan epätäydellisesti. Nämä tehtaat siten aiheuttavat jätevesipäästöillään merkittäviä ympäristöhaittoja, ja useimmissa Euroopan maissa on olkiselluloosan valmistus jouduttu lopettamaan. Myös Euroopan ulkopuolisissa maissa -2- on asetettu rajoituksia näiden tehtaiden jätevesipäästöille, jonka johdosta useita tämän hakemuksen laatimisajankohtana toimivia olkiselluloosatehtaita uhkaa sulkeminen. Vastaavasti joutuu sulfiittimenetelmää käytettäessä ainakin puolet ligniinistä ja pääosa hemiselluloosasta prosessiliuokseen ja aiheuttaa ympäristöhaittoja, ellei niiden 5 hyödyntämiseen ole käytettävissä taloudellisia menetelmiä ja riittäviä tästä hyödyntämisestä saatavien tuotteiden markkinoita. Hemiselluloosan ja ligniinin talteenotto selluloosaprosessista muuhun hyötykäyttöön kuin energian tuottamiseen on tuotantoon nähden pienimittakaavaista ja harvinaista.
Verrattuna puusta valmistettuun selluloosaan tai hiokkeisiin on oljesta tai 10 vastaavanlaatuisista lignoselluloosamateriaaleista tehdyn selluloosan tai paperin laatu yleensä heikompaa. Tämä johtuu osittain niistä nykyisillä prosesseilla saatavan selluloosakuidun lyhyydestä, osittain usean tähän vamistukseen käytettävän materiaalin korkeasta ligniinipitoisuudesta ja mukana seuraavista muista komponenteista.
Perinteisiä keittomenetelmiä on pyritty korvaamaan nopeammilla ja jatkuvatoimisilla 15 menetelmillä. Tarkoitukseen on usein suositeltu höyryräjäytysmenetelmää, jossa materiaali kuumennetaan lyhytkestoisesti korkeassa lämpötilassa ja paineessa ja paine poistetaan äkillisesti, jolloin veden nopea höyrystyminen hajoittaa materiaalin. Menetelmää käyttäen on eurooppalaisesta Eclair- tutkimusohjelmasta julkistettujen tulosten mukaan (AGRE-0044, www.nf-2000.org/secure/Eclair/F141.htm) päästy 61%:n 20 materiaalisaantoon, mutta useissa lähteissä on todettu materiaalin eri komponenttien olevan vaikeasti erotettavissa näin syntyvästä kiintoainemateriaalista. Korkeampi saanto, 86% valkaisematonta massaa, on saavutettu ekstruusiomenetelmällä. Keskimääräinen kuidun pituus on ollut 1 mm, ja massan lujuusarvot korkeampia kuin fluting-paperien valmistukseen käytetyllä jätepaperimassalla. Massan käyttö paperin valmistukseen 25 edellyttää karkeiksi jääneiden hiukkasten poistamista. Molempia näistä menetelmistä käytettäessä muodostuu ongelmaksi jätevesikuormitus.
Selluloosaa ja hemiselluloosaa sisältävän materiaalin valmistamiseen elintarvike-sekä rehutarkoituksiin olki- ja muusta agrokuitumateriaalista on kehitetty useita menetelmiä. Näistä yleisimmät perustuvat korkeassa lämpötilassa ja paineessa 30 suoritettuun emäsuuttoon, johon on yhdistetty hapettavan kemikaalin, tavallisesti vetyperoksidin (Gould, U.S. patentti n:o 4.806.475), tai hapettavien kaasujen (U.S. patentit n:o 5.118.397 ja 6.620.292) käyttö ligniinin erottamiseksi. Käytössä on myös termomekaanisia menetelmiä, joiden tuloksena ligniinin erottuminen on epätäydellistä, ja -3- jäännösligniinin poistamiseen käytetään hapettavia käsittelyjä. On esitetty myös fenolisten yhdisteiden (U.S. patentti n:o 4.511.433), liuottimien kuten diolien, alkanoliamiinien ja sulfoksidien (U.S. patentti n:o 4.790.905), sekä muurahaishapon (U.S. patentti n:o 6.503.369) käyttöä, mutta useat näistä menetelmistä edellyttävät 5 jälkivalkaisua hapettavilla kemikaaleilla. Hapettavien kemikaalien tarvetta selluloosan valkaisuun on voitu vähentää hemiselluloosaa hajoittavien entsymaattisten käsittelyjen avulla.
Suoritetuissa tutkimuksissa on nyt yllättäen havaittu, että käsittelemällä lignoselluloosamateiiaalia alkaalisessa liuoksessa alemmissa lämpötiloissa kuin 10 tavanmukaisessa selluloosakeitossa ja alle hemiselluloosa-ligniinikompleksin lasisiirtymän lämpötiloissa voidaan pääosa hemiselluloosasta ja ligniinistä saada liuokseen ja selluloosakuidut erotetuiksiksi lievällä mekaanisella käsittelyllä siten, että kuidut eivät katkea mekaanisen käsittelyn vaikutuksesta. Käytettäessä emäksistä liuosta ylimäärin seoksen viskositeetti kohoaa varsinkin käsittelyn alkuvaiheessa vain vähäisessä 15 määrin veden viskositeettiin verrattuna. Tällöin liuoksessa olevat reagenssit tunkeutuvat käsiteltävään kiinteään materiaaliin pääasiassa konvektioon perustuen, joka on aineensiirtona nopeampaa kuin konventionaalisissa menetelmissä tapahtuva diffuusio turvonneiden hemiselluloosakerrosten läpi. Konvektiivista aineensiirtoa voidaan edelleen tehostaa sisällyttämällä käsittelyliuokseen pinta-aktiivisia aineita, jotka nopeuttavat 20 liuoksen tunkeutumista käsiteltävään kiintoaineeseen. Edellyttäen että kuumennusliuoksen emäspitoisuus suhteessa lignoselluloosamateriaalin määrään sekä liuoksen pH-arvo on riittävän korkea, vesipitoisuuden kohottaminen edistää lignoselluloosakompleksin komponenttien erottumista sekä lisättynä kuumennusliuokseen että jauhatusvaiheessa.
25 Mikroskooppisen seurannan avulla on voitu todeta, että tässä käsittelyssä ligniini osittain liukenee, osittain erottuu mikroskooppisen kokoisina kiinteinä hiukkasina tai hemi selluloosa-ligniini - agglomeraatteina. Samalla osa hemiselluloosasta liukenee, ja selluloosakuituja ympäröivät solukot alkavat erottua levymäisinä rakenteina, jotka käsittelyn jatkuessa hajoavat edelleen muutaman yksittäisen solun kokoisiksi ryhmiksi, 30 soluseinäjäännökseksi tai muiksi pieniksi partikkeleiksi. Sideamekerrosten irrottua tai heikennyttyä voidaan komponenttien edelleen erottuminen toisistaan saada aikaan kosteassa tilassa suoritettavilla mekaanisilla käsittelyillä, erityisesti hiertävää vaikutustapaa käyttäen. Selluloosakuidut irtoavat tällöin sideainekomponenteista, muista -4- kasvikudoksen osista sekä toisistaan. On myös havaittu, että emäksisen lämpökäsittelyn jälkeen kiinteiden hiukkasten pinnalla on hyytelömäinen kerros, joka heikentää jauhatuksen hiertävää vaikutusta. Lisäämällä seokseen tässä vaiheessa vähäinen vapaan veden määrä saadaan hyytelö osittain liukenemaan tai rikkoutumaan, ja sen alta 5 paljastuva kiintoaine tarttuu nyt helpommin hiertävään pintaan sekä muihin kiintoainepartikkeleihin altistaen ne siten hiertovaikutukselle. Saadusta suspensiosta voidaan nyt erottaa siivilöimällä tai puristamalla sekä tätä seuraavilla pesuoperaatioilla liuos, joka sisältää pääosan hemiselluloosasta ja ligniinistä sekä pääosan käytetyistä kemikaaleista. Kiintoaine on pääosaltaan selluloosaa ja sisältää lisäksi liukenematta 10 jäänyttä hemiselluloosaa ja ligniiniä.
Selluloosakuitujen erottamiseksi muista komponenteista on edullista suorittaa kuumennus-ja jauhatusoperaatiot olosuhteissa, joissa muut kiinteät komponentit saadaan hajoamaan amorfiseksi massaksi tai pieniksi partikkeleiksi. Sen sijaan jos päätavoitteena on hemiselluloosan eristäminen, on edullista rajoittaa liuottava käsittely vaiheeseen, jossa 15 selluloosakuidut ovat vielä pääosin yhtenäisinä levymäisinä partikkeleina, ja pigmentoituneet solut eivät vielä ole hajonneet. Komponenttien edelleen erottamiseen voidaan käyttää sinänsä tunnettuja luokitteluoperatioita kuten seulontoja, hydrosyklonisaijoja, sentrifixgointeja ja/tai vaahdotusta. Liuennut hemiselluloosa voidaan haluttaessa erottaa liuoksesta happosaostuksella, liuennut ligniini erottuu liuosta 20 haihdutettaessa mikroskooppisina hiukkasina.
Ennen edellä kuvattujen erotusoperaatioiden suorittamista on joillekin lignoselluloosamateriaaleille tarpeen tai edullista suorittaa edeltäviä mekaanisia tai liuotuskäsittelyjä sinänsä tunnettuja kuivia tai kosteita menetelmiä käyttäen. Näitä voivat olla muun muassa mullan, hiekan ja muiden mekaanisten epäpuhtauksien poistaminen, 25 koon pienennys ja lajittelut. Samoin on joillekin materiaaleille edullista suorittaa tärkkelyksen ja proteiinien erottaminen liuoksen viskositeetin kohoamisen estämiseksi ja/tai komponenttien erottamista seuraavien jälkikäsittelyjen yksinkertaistamiseksi.
Menetelmän avulla voidaan myös vähentää kuitujen katkeamista prosessissa. Tutkimuksessa on havaittu, että kuidut katkeavat mekaanisten voimien vaikutuksesta 30 helposti silloin, kun ne vielä ovat kiinnittyneinä niitä tukeviin solukkoihin tai hemiselluloosa-ligminimatriisiin. Tästä syystä on edullista, että liukeneminen on edennyt riittävän pitkälle ennen mekaanisten käsittelyjen aloittamista, jolloin kuidut irtoavat -5- helposti, jäävät katkeamattomiksi ja joustavammiksi taipumaan mekaanisten voimien vaikuttaessa.
Vaikutuksen lähempää mekanismia ei ole näissä tutkimuksissa selvitetty. On ilmeistä, että emäksisen komponentin päävaikutus on hemiselluloosakomponenttien 5 liuottaminen ja turvottaminen. Pinta-aktiiviset aineet ovat kokeilluissa olosuhteissa edistäneet ligniinin liukenemista ja muuta erottumista, joka osaltaan on heikentänyt hemiselluloosa-ligniinikompleksia. Koska hemiselluloosan vedensitomiskyky on suurempi kuin selluloosakuidun, hemiselluloosan turpoaminen aiheuttaa rajapinnalla jännityksen ja/tai siirtymän, joka irroittaa sitä selluloosakuiduista, jolloin myös niitä 10 tukevaa muuta solukkoa irtoaa, usein levymäisinä rakenteina. On myös ilmeistä, että pinta-aktiivisen aineen rajapintajännitystä alentava vaikutus on edistänyt liuoksen tunkeutumista lignoselluloosamateriaalin rakenteeseen ja vastaavasti myös liuenneiden ja liukenemisen johdosta irronneiden komponenttien poistumista rakenteesta. Tätä osoittaa jo käsittelyn alkuvaiheessa havaittu mikroskooppisten ligniinihiukkasten määrän 15 kohoaminen suspensiossa. Pinta-aktiivinen aine on todennäköisesti myös solubilisoinut materiaalin pintakalvossa olevaa vahakerrosta ja siten edistänyt vesiliuoksen tunkeutumista rakenteeseen.
Menetelmää on toistaiseksi kokeiltu pääkomponenttien erottamiseen kauran kuoresta, vehnäleseestä, kauran oljesta sekä oljen lehtifraktiosta, mutta on odotettavissa, että 20 vastaavanlainen erottuminen tapahtuu myös käsiteltäessä muita ei-puumaisia lignoselluloosamateriaaleja kuten muiden viljakasvien, öljy- tai kuitukasvien sekä ruohomaisten tai korsimaisten kasvien varsia tai muita kasvinosia. Menetelmää voidaan soveltaa myös puusta perinteisin menetelmin valmistetun hierteen tai selluloosan ligniinipitoisuuden alentamiseen siten, että tällaisin menetelmin saatua selluloosaa, 25 hioketta tai hierrettä käsitellään pinta-aktiivista ainetta sisältävässä liuoksessa.
Emäsliuoksen valmistamiseen voidaan käyttää natrium- tai kaliumhydoksidia, natriumin ja kaliumin emäksisiä suoloja, sekä kemikaalikierrätyksessä saatavia emäksisiä liuoksia. Pinta-aktiivisina aineina voidaan käyttää anionisia, ionisoitumattomia tai amfolyyttisiä tensidejä tai näiden seoksia. Erottumisen tehostamiseksi voidaan lisätä selluloosaa ja 30 hemiselluloosaa hydrolysoivia entsyymejä. Menetelmän toteuttamiseksi oleelliset seikat ilmenevät seuraavista esimerkeistä, jotka kuitenkaan eivät ole patentin sovellutusolosuhteita rajoittavia, sekä patenttivaatimuksista.
-6-
Esimerkki 1.
Seitsemään reagenssipulloon punnittiin kuhunkin 2,00 g kauran kuoria, vastaten 1,80 g kuiva-ainetta. Kuorista oli erotettu jyvät ja jyvän kappaleet. Kuorinäytteisiin 5 lisättiin taulukossa 1 esitetyt määrät reagensseja ja vettä. Pinta-aktiivisena aineena käytettiin Teepol Super- nimistä valmistetta (Berner Oy, Helsinki), jonka vaikuttavina aineosina ovat trietanoliamiini-dodekyylibentseenisulfonaatti, natriumalkyylieetteri-sulfaatti ja iso-tridekanolietoksylaatti. Pullot suljettiin ja niitä kuumennettiin kahden tunnin ajan kiehuvassa vesihauteessa, ajoittain sekoittaen. Kussakin erässä käsittely johti 10 kuoren turpoamiseen, mutta kuoren kappaleet eivät hajonneet kuumennettaessa eivätkä sellaisenaan tai koejäsenten E ja F osalta valutuskuivana huhmareessa suoritetussa kevyessä hiertämisessä. Poistamalla kiinteiden hiukkasten pinnalta niille muodostunut hyytelömäinen kerros pienellä vesilisäyksellä voitiin parantaa hiukkasten tarttuvuutta hiertäviin pintoihin ja siten tehostaa hiertävää vaikutusta. Jauhautumistulokset asteikolla 15 1-5 arvioituina olivat taulukossa esitetyn mukaiset.
Tulosten mukaan kuoren komponenttien erottumista ovat koeolosuhteissa edistäneet emäsväkevyys, pinta-aktiiviset aineet sekä veden määrä, viimemainittu myös lisättynä jauhatusvaiheessa. Mikroskopointihavaintojen mukaan pinta-aktiiviset aineet ovat edistäneet hemiselluloosan irtoamista selluloosakuiduista ja hajoamista liuokseen 20 suspendoituneiksi amorfisiksi hiukkasiksi.
Taulukko 1. Kuidutuskoe.
Koe Kuorta KOH NaOH Pinta-akt Vettä Dekantoi- Dekantoi- Liuennut Kuidun Soluseini-kuiva- g g akt.ainei- g tunut tunutkui- % kuiva- erottumi- enhajoa- ain g ta g g va-aine g aineesta* nen minen A 1,8 0,17 4,2 0 1 1 B 1,8 0,17 0,04 4,2 0 2 2 C 1,8 0,34 8,2 0 4 3 D 1,8 0,34 0,08 8,2 0 4 4 E 1,8 0,34 16,2 6,49 0,428 40,6 4 3 F 1,8 0,34 0,08 16,2 8,69 0,527 30,8 4 4 G 1,8 0,24 0,08 16,2 8,69 0,611 37,7 5 5 ♦(Laskennallinen liuennut kuiva-aine koko vesimäärässä, vähennetty kemikaalien ja kuivauksessa imeytyneen hiilidioksidin paino) x 100/kuoren kuiva-aine
Esimerkki 2.
-7- 23,4 g:aan kauran kuoria, joista oli erotettu jyvät ja jyvän kappaleet, lisättiin 234 5 ml 0,75-molaarista (42 g/litra) kaliumhydroksidiliuosta ja 2,24 g:n kuiva-ainemäärää vastaava määrä Teepol Super-pinta-aktiivista ainetta. Seosta kuumennettiin kahden tunnin ajan kiehuvassa vesihauteessa, ajoittain sekoittaen. Seos siivilöitiin kuumana, jolloin erottui 100 ml kirkasta liuosta. Käsittelyyn otetusta kuiva-aineesta oli siirtynyt siivilöiden saatuun suspensioon 51,2%. Käsittelemällä seuloen erotettua kiintoainetta 10 hiertävällä käsittelytavalla saatiin selluloosakuidut pääosaltaan eroamaan muun tyyppisistä soluista tai niiden fragmenteista, perustuen partikkelikokoon ja tiheyseroihin, mutta erottelu edellyttää useita perättäisiä suoritusvaiheita. Selluloosakuitujen pääosan läpimitta oli 15-20 pm, ja pituus 500 - 1500 pm. Mikroskooppisesti havaittiin, että kuoressa olevat piiyhdisteiden muodostamat kiteet tai neulaset eivät käsittelyssä liukene, 15 vaan irtoavat kasvikudoksesta kokonaisina.
Esimerkki 3.
Kauran oljista erotettiin solmukohtien välinen osa sekä lehdet lehtituppineen, ja 20 erotettu osa paloiteltiin noin 3 cm:n pituisiin kappaleisiin. Tähän lisättiin ylimäärin 0,75 molaarista (30 g/litra) natriumydroksidiliuosta, joka sisälsi 0,8 % anioniaktiivisia pinta-aktiivisia aineita. Seosta kuumennettiin kahden tunnin ajan kiehuvassa vesihauteessa. Kiinteä turvonnut materiaali jauhettiin hiertävällä käsittelyllä. Tästä käsittelystä saadussa seoksessa selluloosakuidut olivat irronneet muusta kiinteästä materiaalista. Kuitujen 25 pääosan läpimitta oli 7-15 pm, ja pituus useita millimetrejä, jopa käsittelyyn otettujen olkikappaleiden mittainen. Seoksessa oli lisäksi sekä ohuempia että paksumpia kuitumaisia partikkeleita, solukkofragmentteja ja hienojakoisia, pääosin ligniiniä sisältäviä hiukkasia.
30
Esimerkki 4.
-8- 1,5 grammaan vehnälesettä (Ravintoraisio Oy, Raisio) lisättiin 13,5 ml 0,2-molaarista (21,2 g/ litra) natriumkarbonaattiliuosta. Seosta seisotettiin 5 huoneenlämpötilassa kahden tunnin ajan, ajoittain sekoittaen. Kiintoaine erotettiin siivilöiden, jolloin erottui 9 ml sameaa, viskositeetiltaan vesimäistä suspensioa. Kiintoaine suspendoitim 20 ml:aan vettä, pesuveden annettiin vaikuttaa 2,5 tuntia, ja siivilöinti toistettiin. Erottuneen suspension määrä oli 15 ml. Molemmista suspensioista laskeutui nopeasti tärkkelystä. Siivilöinnissä erottuneeseen kiintoaineeseen lisättiin nyt 10 12 ml 0,75 molaarista (30 g/1) natriumhydroksidiliuosta, ja astia upotettiin kiehuvaan vesihauteeseen kahden tunnin ajaksi. Tämän jälkeen suoritetussa kolmannessa siivilöinnissä erottui nestettä 9 ml. Jauhettaessa kiintoainetta hiertäen erottui leseen solukkoja kerroksittain, lisäksi erottui yksittäisiä lyhyitä selluloosakuituja sekä eri tyyppisiä solukkofragmentteja. Voimakkaasti pigmentoituneet solut olivat tässä 15 käsittelyssä säilyneet pääosaltaan ehyinä ja levymäiseen kalvoon kiinnittyneinä. Kolmannessa siivilöinnissä erottuneesta nesteestä saatiin hapolla säestettäessä erottumaan hemiselluloosaa valkeana hienojakoisena sakkana. Liuosta konsentroitaessa siitä erottui myös ligniiniä keltaisena hienojakoisena sakkana.
20 Patenttivaatimukset 1. Menetelmä lignoselluloosamateriaalien tai niistä mekaanisin tai liuotuskäsittelyin saatujen jakeiden fraktioimiseksi, tunnettu siitä, että se muodostuu seuraavista vaiheista: 25 - materiaali kuumennetaan emäksisessä liuoksessa lämpötiloissa, jotka ovat hemiselluloosa-ligniinikompleksin lasisiirtymälämpötilan alapuolella, - kiintoaineen erottaminen liuoksesta, jolloin saadaan kuumennuskäsiteltyä kosteaa materiaalia, - kuumennetun kiintoaineen jauhaminen kosteana sellaisenaan tai pientä 30 vesilisäystä käyttäen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksinen liuos sisältää natriumhydroksidia tai kaliumhydroksidia ja voi sisältää prosessista talteenotettuja aineosia,

Claims (15)

  1. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksinen liuos sisältää yhtä tai useampaa pinta-aktiivista ainetta.
  2. 4. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta- aktiivinen aine tai sen komponentti on anioniaktiivinen aine.
  3. 5. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta-aktiivinen aine tai sen komponentti on ionisoitumaton aine.
  4. 6. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta-aktiivinen aine tai sen komponentti on amfolyyttinen aine.
  5. 7. Vaatimuksen 1. mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksinen liuos 10 sisältää natrium- ja/tai kaliumhydroksidia ja voi optionaalisesti sisältää yhtä tai useampaa pinta-aktiivista ainetta ja/tai aineosia joita kierrätetään prosessissa.
  6. 8. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhatus suoritetaan käyttäen hiertävää menettelyä.
  7. 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 kuumennuskäsittelyn ja liuoksen erottamisen jälkeen jauhettavaan materiaaliin lisätään vettä jauhatuksen tehostamiseksi.
  8. 10. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennuskäsitelty liuoksen erottamisen jälkeen saatu kostea materiaali jauhetaan suoraan ilman mitään välivaiheena olevaa käsittelyä.
  9. 11. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pääosa selluloosakuiduista ei prosessin kuluessa katkea.
  10. 12. Jonkin edellä esitetyn vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalissa olleet piiyhdistekiteet tai neulaset säilyvät liukenemattomina.
  11. 13. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että käsiteltävä lignoselluloosamateriaali on viljan jyvien käsittelyssä saatava kuori- tai lesefraktio.
  12. 14. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävä lignoselluloosamateriaali on olki, vilja-, öljy- tai kuitukasvien tai ruohomaisten tai korsimaisten kasvien varsia tai muita 30 kasvinosia. -10-
FI20050394A 2005-04-18 2005-04-18 Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi FI122815B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050394A FI122815B (fi) 2005-04-18 2005-04-18 Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi
PCT/FI2006/000118 WO2006111604A1 (en) 2005-04-18 2006-04-18 Method for separating the main components of lignocellulosic materials
US11/918,527 US8956502B2 (en) 2005-04-18 2006-04-18 Method for separating the main components of lignocellulosic materials
EP06725879.8A EP1874995B1 (en) 2005-04-18 2006-04-18 Method for separating the main components of lignocellulosic materials
CN2006800129124A CN101160431B (zh) 2005-04-18 2006-04-18 分离木质纤维材料的主要成分的方法
CA2603645A CA2603645C (en) 2005-04-18 2006-04-18 Method for separating the main components of lignocellulosic materials

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050394 2005-04-18
FI20050394A FI122815B (fi) 2005-04-18 2005-04-18 Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20050394A0 FI20050394A0 (fi) 2005-04-18
FI20050394A FI20050394A (fi) 2006-10-19
FI122815B true FI122815B (fi) 2012-07-13

Family

ID=34508091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20050394A FI122815B (fi) 2005-04-18 2005-04-18 Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8956502B2 (fi)
EP (1) EP1874995B1 (fi)
CN (1) CN101160431B (fi)
CA (1) CA2603645C (fi)
FI (1) FI122815B (fi)
WO (1) WO2006111604A1 (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT505904B1 (de) * 2007-09-21 2009-05-15 Chemiefaser Lenzing Ag Cellulosesuspension und verfahren zu deren herstellung
WO2010030689A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-18 Treefree Biomass Solutions, Inc. Arundo donax hemicellulose recovery process
ITCS20080018A1 (it) * 2008-09-26 2010-03-27 Univ Calabria Biodreni per la bonifica di siti contaminati realizzati con fibre naturali liberiane ad elevato sviluppo superficiale
CN101748633B (zh) * 2008-12-19 2012-07-04 北京英力生科新材料技术有限公司 纤维素提取新工艺
US9580454B2 (en) 2009-11-13 2017-02-28 Fpinnovations Biomass fractionation process for bioproducts
PT106039A (pt) * 2010-12-09 2012-10-26 Hcl Cleantech Ltd Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas
GB201203651D0 (en) * 2012-03-01 2012-04-18 Cellucomp Ltd Cellulose compositions, methods of preparing cellulose compositions and products comprising cellulose compositions
ITNO20120002A1 (it) * 2012-03-20 2013-09-21 Novamont Spa Processo per la produzione di composti organici a partire da specie vegetali
US9421477B2 (en) 2013-08-12 2016-08-23 Green Extraction Technologies Biomass fractionation and extraction apparatus
US20150045543A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 Melvin Mitchell Isolation method for water insoluble components of a biomass and products provided therefrom
US20150044306A1 (en) 2013-08-12 2015-02-12 Melvin Mitchell Process for fractionation and extraction of herbal plant material to isolate extractives for pharmaceuticals and nutraceuticals
FR3015530B1 (fr) * 2013-12-19 2017-08-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de preparation de fibres vegetales pour un materiau composite contenant une matrice en polymere
CN104878639A (zh) 2014-02-27 2015-09-02 艺康美国股份有限公司 利用杀菌剂保护回收纤维的方法以及利用回收纤维造纸的方法
DE102015201386A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Spc Sunflower Plastic Compound Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussproduktes, entsprechendes Spritzgussprodukt sowie Verwendung speziell zubereiteter Sonnenblumenschalenfasern als Additiv
SG10202107085TA (en) 2015-04-10 2021-08-30 Comet Biorefining Inc Methods and compositions for the treatment of cellulosic biomass and products produced thereby
CN105442370B (zh) * 2015-11-27 2017-12-22 福建农林大学 一种漂白竹浆板制备溶解浆的方法
EP3515952A4 (en) * 2016-09-19 2020-07-01 Kemira Oyj AGGLOMERED HEMICELLULOSE COMPOSITIONS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND METHOD FOR ENRICHING A DESIRED MINERAL FROM AN ORE
DE102016219719B3 (de) * 2016-10-11 2018-01-25 Clariant International Ltd. Verfahren zur Gewinnung von Cellulose, Hemicellulose und Lignin aus Lignocellulose aus pflanzlicher Biomasse
EP3538592B1 (en) * 2016-11-11 2023-01-04 Teknologisk Institut Method of preparing a cellulose rich fibre fraction and valuable by-products
EP3599901A1 (de) * 2017-03-28 2020-02-05 Dietz, Max Verfahren zur desintegration/separation sowie aufschluss von pflanzlichen hüllmaterialien und konstituenten zur gewinnung und herstellung von pflanzeninhaltsstoffen und pflanzlichen faserprodukten
CN108003356A (zh) * 2017-12-06 2018-05-08 安徽工业大学 一种降低木质素多分散性的方法
CA3099535C (en) 2018-05-10 2024-01-16 Comet Biorefining Inc. Compositions comprising glucose and hemicellulose and their use
CN111472186B (zh) * 2019-01-24 2021-11-26 中国科学院过程工程研究所 一种水热预处理制备优质农作物秸秆溶解浆的方法
CN117166273B (zh) * 2023-09-14 2024-01-26 中集集装箱(集团)有限公司 非汽爆式纯物理制浆方法及制浆生产线

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2708160A (en) * 1949-08-17 1955-05-10 Samuel I Aronovsky Process for pulping
US2709699A (en) 1952-07-18 1955-05-31 Michael J Wolf Extracting hemicelluloses
US2801955A (en) * 1955-11-17 1957-08-06 Nat Starch Products Inc Process for extraction of hemicellulose
US2882331A (en) * 1955-12-27 1959-04-14 Evans Prod Co Battery separator and process of making the same
SE343092B (fi) * 1970-06-22 1972-02-28 Mo Och Domsjoe Ab
US4199399A (en) * 1976-04-19 1980-04-22 Process Evaluation & Development Corp. Method for preparing bagasse dissolving pulps and producing rayon having a degree of polymerization of at least 800 therefrom
DE3161585D1 (en) 1980-06-20 1984-01-12 Battelle Memorial Institute A method for the delignification of wood and other ligno-cellulosic products
US4652341A (en) * 1980-08-07 1987-03-24 Prior Eric S Accelerated pulping process
DE3478701D1 (en) 1983-03-02 1989-07-20 Tag Pulp Ind Sa Method for treating lignocellulose materials to obtain cellulose
US4806475A (en) 1983-12-28 1989-02-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Alkaline peroxide treatment of agricultural byproducts
GB8407438D0 (en) * 1984-03-22 1984-05-02 Fishlock Lomax E G Pulping process
US5032224A (en) 1989-03-27 1991-07-16 Exxon Chemical Patent Inc. Method of producing pulp
US5057334A (en) * 1990-07-13 1991-10-15 Ort's Inc. Process for recovery of cellulose
US5118397A (en) 1990-10-05 1992-06-02 Sweeney Charles T Conversion of cellulosic agricultural wastes
FI95158C (fi) 1994-02-11 1995-12-27 Valtion Teknillinen Uusi menetelmä selluloosakuitujen erottamiseksi ligniinistä
US5728265A (en) * 1995-06-12 1998-03-17 Henkel Corporation Process for enhancing white liquor penetration into wood chips by contacting the chips with a mixture of the white liquor and a polymethylalkyl siloxane
US5705216A (en) * 1995-08-11 1998-01-06 Tyson; George J. Production of hydrophobic fibers
FI112508B (fi) 1999-04-06 2003-12-15 Chempolis Oy Menetelmä selluloosan valmistamiseksi ja sivutuote
US6302997B1 (en) * 1999-08-30 2001-10-16 North Carolina State University Process for producing a pulp suitable for papermaking from nonwood fibrous materials
US6506435B1 (en) 1999-11-03 2003-01-14 Regents Of The University Of Minnesota Cellulose fiber-based compositions and their method of manufacture
WO2002010506A1 (en) * 2000-07-27 2002-02-07 Ashland Inc. Process for digesting woodchips and digester additives
US6419788B1 (en) 2000-08-16 2002-07-16 Purevision Technology, Inc. Method of treating lignocellulosic biomass to produce cellulose
FI113375B (fi) * 2001-05-16 2004-04-15 Cerefi Oy Menetelmä absorboivien aineiden valmistamiseksi lignoselluloosamateriaalista
US20030041982A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Prior Eric S. Organic biomass fractionation process
US20040040677A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-04 Kojess Deveolpment Ltd. Organic biomass paper pulping
EP1664421B1 (en) 2003-09-08 2011-12-07 Alberta Innovates - Technology Futures Chemimechanical desilication of nonwood plant materials
CN1997791B (zh) * 2004-05-03 2011-01-26 纸、纸板和纤维素工业技术中心 机械纸浆的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101160431A (zh) 2008-04-09
FI20050394A0 (fi) 2005-04-18
CA2603645A1 (en) 2006-10-26
WO2006111604A1 (en) 2006-10-26
FI20050394A (fi) 2006-10-19
US20090062523A1 (en) 2009-03-05
CN101160431B (zh) 2013-01-30
EP1874995B1 (en) 2019-02-27
CA2603645C (en) 2015-02-03
EP1874995A4 (en) 2010-09-08
US8956502B2 (en) 2015-02-17
EP1874995A1 (en) 2008-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122815B (fi) Menetelmä lignoselluloosamateriaalien ja niistä saatujen jakeiden fraktioimiseksi
CN101122101B (zh) 木质纤维素的制浆工艺和系统
US6364999B1 (en) Process for producing a wood pulp having reduced pitch content and process and reduced VOC-emissions
CN106661834B (zh) 用于处理木质纤维素材料的方法
CZ20013627A3 (cs) Způsob dělení biomasy obsahující lignocelulózu
JP7230322B2 (ja) リグニン画分を形成する方法及び装置、リグニン組成物及びその使用
CN115003879A (zh) 涤棉混纺物的分离
JP2004503683A5 (fi)
US3817826A (en) Process for fractionated recovery of lignin and cellulose from bark
EP1664421B1 (en) Chemimechanical desilication of nonwood plant materials
CN106632735A (zh) 中低温的半纤维素抽提方法
AU2010202496B2 (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
JP2018204158A (ja) リグノセルロース系原料からの溶解パルプの製造方法
Azhar et al. Isolation and characterization of pulp from sugarcane bagasse and rice straw
KR102603275B1 (ko) 항균성 식물의 분말을 이용한 항균성 과일봉지의 제조방법
KR100948372B1 (ko) 사탕수수 찌꺼기를 이용한 펄프의 제조방법
CA2707330C (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
RU2233927C1 (ru) Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода
US1775405A (en) Art of paper making
JP2008231604A (ja) リグニン含有パルプセルローズ材料およびその製造方法
JP2005232652A (ja) パルプ材の製造方法
EP1065314B1 (fr) Procédé de fabrication de produits papetiers
CA2578305A1 (en) Process for recovery of oligosaccharides and polysaccharides during pulping
Daud et al. FORMIC ACID PULPING OF RICE STRAW
CN1039458A (zh) 从棉籽壳中分离出棉短纤维的方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122815

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B