Способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола

 

ОПИCAНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

1 1 552О94

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву 538724 (22) Заявлено 13.05.74 (21) 2022220/26 с присоединением заявки № (51) М. Кл. - В 010 11/02

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 22.04.77 (53) УДК 66.061.5(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. А. Барам, В. Б. Коган, В. И. Лисов и Д. С. Булах

Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (54) СПОСОБ ЭКСТРАКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ

КОМПОНЕНТОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ И ПНЕВОГО ОСМОЛА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к способам экстракции твердых веществ растворителем при наложении пульсаций и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности в процессах переработки древесины лиственницы и для получения экстракционной канифоли.

Известен способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола путем обработки твердых частиц исходных веществ растворителем при нагревании с использованием пульсации, Однако такой способ имеет периодичность и большую продолжительность процесса; при проведении процесса древесина загружается периодически и проток растворителя через неподвижный слой древесины не обеспечивает необходимой интенсификации процесса даже при наличии пульсаций. Кроме того, процесс экстракции осуществляется при таких условиях, которые не позволяют воздействовать на процесс массопереноса внутри капилляров древесины.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола путем обработки твердых частиц исходных веществ растворителем при нагревании с использованием пульсации, по которому масштаб пульсаций выбирают, равный размеру частиц исходных веществ.

К недостаткам известного способа относится применение сравнительно высоких температур (выше 80 С) и необходимость предварительного высушивания щепы с целью удаления влаги. Применение интенсивных методов высушивания щепы, присадок гидрофильных растворителей (бутанола), неионогенных поверхностно-активных веществ, повышение температуры процесса позволяет в некоторой

10 мере ускорить процесс диффузии смолистых веществ внутри щепы, однако практически не влияет на общую скорость извлечения. Вследствие этого продолжительность существующих методов экстракции составляет б — 8 час, 15 что требует в практических условиях применения аппаратов больших габаритов.

Степень извлечения канифоли несмотря на большую продолжительность процесса составляет не более 82 — 85 /о.

20 Целью изобретения является увеличенпе степени извлечения ценных компонентов из пневого осмола и использование отработанной массы.

Это достигается тем, что частоту пульсации

25 выбирают в пределах 0,2 — 1,0 кгц при градиентах скоростей 10 — 104 1/сек, а температуру поддерживают равной 55 — б5 С.

При создании в суспензии, образованной частицами древесины в виде щепы, опилок илн

30 стружек, мелкомасштабных пульсаций прн

552094

Степень извлечения смолистых, Продолжительность экстракции, мин

Темпера- Влажность тура, С осмола, Метод экстракции

57

69

74

81

57

16,8

16,8

)6,8

16,8

16,8

43,0

43,0

43,0

0,1

0,5

1,0

2,0

10,0

0,1

0,5

1,0

Предлагаемый

38,3

44,8

49,7

55,2

61,5

67,0

71,5

15,0

275

15,0

15,0

15,0

15,0

15,0

15,0

15,0 градиентах скорости ""/и= 10 †1.1/сек (где и — линейная скорость; 1 — характеристический линейный размер) существенно увеличивается скорость процесса извлечения, причем скорость этого процесса связана такэке с масштабом пульсаций — оптимальным является условие, когда масштаб пульсации соизмерим с размерами частиц древесины. Оптимальным диапазоном градиентов скорости является диапазон 10 — 10 "-1/сек. При градиентах скорости, превышающих 10" 1/сек, увеличивается содержание мелких фракций и уменьшается скорость процесса извлечения; при градиентах скорости меньше 10з сек — понижается степень извлечения. 15

В случае экстракции пневого осмола, при обработке суспензии, образованной осмольной щепой и растворителем, в поле мелкомасштабных пульсаций в указанных условиях резко возрастает скорость процесса экстракцпи (продолжительность извлечения не превышает 5 мин). Наряду с процессом извлечения в указанных условиях происходит изменение структуры осмольной щепы. Из полученной при этом древесной массы органический растворитель удаляется известными способами путем отгонки с водяным паром в аппаратах с внешним обогревом или без него:

Выделение канифоли из экстракта производится известными методами. 30

Получающаяся по предлагаемому способу древесная масса, как показали полученные результаты, без какой-либо дополнительной обработки пригодна для получения древесноволокнистых плит, картона и других материа- 35 лов. В процессе исследований способа установлено существование новых неочевидных эффектов.

Установлено существование оптимальных частотного диапазона 0,2 — 1,0 кгц и диапазо- 40

По методу противоточной экстракции бензином на изменения градиентов скорости 10 — 10"

-1/сек. С увеличением этих параметров наблюдается заметное появление фракций древесины малых размеров, с уменьшением указанных параметров уменьшается скорость процесса извлечения смолистых веществ.

При увеличении температуры среды до температуры кипения растворителя и выше уменьшается скорость извлечения, что по-видимому связано с уменьшением эффективности пульсационных явлений, с уменьшением температуры ниже 40 С также наблюдается уменьшение скорости извлечения.

Пример. Предложенный способ апробирован в укрупненно-лабораторных условиях.

Осмольную щепу фракции 5 — 15 мм, содер- жащую 22,5 / канифоли (к сухой обессмоленной древесине), подвергают экстракции бензином в поле мелкомасштабных пульсаций при частоте 0,7 кгц и градиенте скоростей

10 1/сек. Результаты опытов представлены в таблице.

Для сравнения в таблице приведены данные по степени извлечения смолистых при противоточной экстракцпи бензином.

Описываемый способ имеет следующие преимущества: высокую скорость процесса; увеличение степени извлечения и, следовательно, выхода смолистых веществ; возможность использования аппаратов малых габаритов ввиду высокой скорости процесса; значительное улучшение условий работы в пожаро- и взрывоопасном отношении вследствие применения цельнозаполнениой герметичной экстракционпой агпаратуры и значительного уменьшения ес габаритов; возможность использования экстракциопной массы для древесно-волокнистых плит и других материалов.

552094

Формула изобретения

Составитель А. Тарасов

Техред А. Овчинникова

Корректор Л. Котова

Редактор Т. Пилипенко

Заказ 767/1 Изд. № 341 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола по авт. св. № 538724, отл ичающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения ценных компонентов из пневого осмола и использования обработанной массы, частоту пульсации выбирают в пределах 0,2 — 1,0 кгц при градиентах скоростей 10 — 10 1/сек, а

5 температуру поддерживают равной 55 — 65 С.