Способы удаления растворителя из багассы
Изобретение относится к способу удаления органических растворителей из влажной багассы растения, не являющегося гевеей, содержащего природный каучук в отдельных клетках растения, включающему использование некоторого количества указанной влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не более 0,1 мас.% каучука; нагревание указанной влажной багассы до температуры по меньшей мере 100°С, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей; получение высушенной багассы, которая содержит не более 1 мас.% органических растворителей. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
Уровень техники
Растение или дерево гевея (Hevea) (также называемое Hevea brasiliensis - гевея бразильская или резиновое дерево) является хорошо известным источником природного каучука (называемого также полиизопреном). Источники каучука, такие как Hevea brasiliensis, Ficus elastic (индийское резиновое дерево) и Cryptostegia grandiflora (мадагаскарское резиновое дерево) дают природный каучук в форме сока, содержащего каучук, суспендированный в водном растворе, который свободно вытекает и может быть получен путем нанесения насечек на растение. Также известно, что природный каучук содержится в различных растениях, не являющихся гевеями, но в них каучук располагается в отдельных клетках растения (например, в стеблях, корнях или листьях) и не может быть выделен путем сливания, каучук из этих растений может быть получен только путем разрушения клеточных стенок физическими или другими средствами. Соответственно, процессы выделения каучука из растений, не являющихся гевеей, обычно более сложны и имеют больше ограничений, чем способы добычи каучука из деревьев Hevea. Применение способов экстракции каучука органическими растворителями с использованием растений, не являющихся гевеей, обычно дают раздельные потоки каучука и багассы. Багасса содержит некоторое количество органических растворителей, которые используются в способе экстракции.
Раскрытие изобретения
Одной из составляющих побочного продукта способа извлечения каучука из растений, не являющихся гевеей, основанного на использовании органических растворителей, является некоторое количество влажной багассы или влажного нерастворимого растительного материала. Влажная багасса содержит материал из растения, который не был солюбилизирован органическими растворителями (т.е. в основном материал типа целлюлозы с некоторым количеством грязи), и органические растворители из процесса извлечения каучука. В настоящем описании раскрыты способы удаления органических растворителей из влажной багассы.
В первом варианте реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы. В этом способе используют некоторое количество влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не больше 0,1 мас.% каучука; нагревают влажную багассу до температуры по меньшей мере 100°C, в результате чего органические растворители выпариваются; и получают высушенную багассу, которая содержит не больше 1 мас.% органических растворителей.
Осуществление изобретения
Раскрыты способы удаления органических растворителей из влажной багассы.
Определения
Приведенная ниже терминология служит исключительно для описания вариантов реализации, ее не следует воспринимать как ограничивающую изобретение в целом.
Предполагается, что в настоящем тексте термин “растение, не являющееся гевеей” охватывает растения, которые содержат природный каучук в отдельных клетках растения.
В настоящем тексте термин “багасса” используется для обозначения части молотого или измельченного растительного материала из растения, не являющегося гевеей, которая является нерастворимой и, соответственно, в органических растворителях образует скорее суспензию, чем раствор. В настоящем тексте багасса включает загрязнения и золу, если не указано иначе.
В настоящем тексте термин “растительный материал” обозначает материал, полученный из растения, не являющегося гивеей. Если не указано иначе, растительный материал включает корни, стебли, кору, древесину, сердцевину и листья.
В настоящем тексте термин “смола” обозначает природные, отличные от каучука, химические вещества, содержащиеся в растительном материале, полученном из растения, не являющегося гевеей (Hevea), включая смолы (такие как терпены), жирные кислоты, белки и неорганические материалы, но не ограничиваясь ими.
В настоящем тексте термин “загрязнение” (грязь) (применительно к очищенному твердому каучуку, получаемому описанными здесь способами) обозначает нерастительный материал, который может сопутствовать растениям, не являющимся гевеей, такой как земля, песок, глина и мелкие камни. Содержание загрязнений в очищенном твердом каучуке может быть определено путем полного перерастворения твердого каучука и пропускания раствора через сито на 45 микрон. Сито затем промывают дополнительным количеством растворителя и сушат. Масса материала, задержанного на сите, представляет содержание ''загрязнений'' в очищенном твердом каучуке.
Способы
В первом варианте реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы. Способ включает использование некоторого количества влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не больше 0,1 мас.% каучука; нагревание влажной багассы до температуры по меньшей мере 100°C, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей; и получение высушенной багассы, которая содержит не больше 1 мас.% органических растворителей.
В первом частном варианте реализации первого варианта реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы из гуаюлы. Способ включает использование некоторого количества влажной багассы из гуаюлы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не больше 0,1 мас.% каучука. Влажную багассу нагревают до температуры выше 100°C, помещая влажную багассу из гуаюлы в устройство, содержащее несколько слоев, в котором нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы из гуаюлы к другому, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. После выпаривания органических растворителей получают высушенную багассу из гуаюлы, которая содержит не больше 1 мас.% органических растворителей.
Во втором частном варианте реализации первого варианта реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы из гуаюлы. Способ включает использование некоторого количества влажной багассы из гуаюлы, которая содержит до 45 мас.% объединенных ацетона и гексана (в расчете на общую массу влажной багассы из гуаюлы) и не больше 0,1 мас.% каучука. Влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры выше 100°C, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. После выпаривания органических растворителей получают высушенную багассу из гуаюлы, которая содержит не больше 1 мас.% органических растворителей.
Источником багассы может быть одно или несколько различных растений, не являющихся гевеей. Более конкретно, багассу обычно получают в процессе экстракции каучука (например, экстракции органическими растворителями), которую осуществляют с использованием содержащего каучук материала, растения, не являющегося гевеей. Предполагается, что для экстракции каучука из содержащего каучук материала, растения, не являющегося гевеей, при которой образуется влажная багасса, могут использоваться различные способы. Примерами способов, основанных на использовании органических растворителей, являются способы, описанные в заявках на патент США №№61/607,448, 61/607,460 и 61/607,469, которые полностью включены в настоящее описание посредством ссылки.
В некоторых вариантах реализации первого варианта реализации (например, первом и втором частных вариантах реализации, описанных здесь), багасса получена из кустарника гуаюлы. Более конкретно, такую багассу обычно получают в процессе экстракции каучука, который осуществляют с использованием растительного материала из кустарника гуаюлы.
Как обсуждалось ранее, в первом варианте реализации и в первом и втором частных вариантах реализации, описанных здесь, влажная багасса или влажная багасса из гуаюлы, соответственно, содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы). Органические растворители включают любые органические растворители, используемые для извлечения каучука и смол из материала растения, не являющегося гевеей. Влажная багасса может также содержать различные количества воды и различные, но обычно очень маленькие, количества неэкстрагированного каучука и неэкстрагированной смолы. В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и в некоторых вариантах реализации первого и второго частных вариантов реализации способов, описанных здесь, влажная багасса содержит до 7-10 мас.% воды и до 0,1 мас.% неэкстрагированного каучука вместе с некоторым количеством неэкстрагированной смолы. В предпочтительном варианте реализации согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, влажная багасса содержит не больше 8-10 мас.% органических растворителей. В предпочтительном варианте согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, влажная багасса содержит не больше 0,05 мас.% объединенного неэкстрагированного каучука.
Как обсуждалось ранее, в первом варианте реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации, влажную багассу или влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры выше 100°C, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. В зависимости от типа устройства, используемого для нагревания влажной багассы или влажной багассы из гуаюлы, можно использовать температуры несколько ниже 100°C, такие как температуры от 70-100°C, как описано в рабочих Примерах. В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и некоторых вариантах реализации согласно первому и второму частным вариантам реализации, влажную багассу или влажную багассу из гуаюлы нагревают при температуре от 110 до 200°C. В некоторых других вариантах реализации согласно первому варианту реализации и некоторых вариантах реализации согласно первому и второму частным вариантам реализации, влажную багассу или влажную багассу из гуаюлы нагревают при температуре от 100 до 150°C. В дальнейших вариантах реализации согласно первому варианту реализации и некоторых вариантах реализации согласно первому и второму частным вариантам реализации, влажную багассу или влажную багассу из гуаюлы нагревают при температуре от 125 до 150°C.
Специалисту в данной области понятно, что конкретное время, в течение которого осуществляют нагревание влажной багассы или влажной багассы из гуаюлы, может зависеть от таких факторов, как количество влажной багассы, содержание органических растворителей и содержание воды во влажной багассе, температура, до которой нагревают. В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и в некоторых вариантах реализации согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, нагревание влажной багассы (или влажной багассы из гуаюлы) осуществляют в течение от 30 секунд до 1,5 часов, включая от 5 минут до 90 минут при температуре по меньшей мере 100-150°C. В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и в некоторых вариантах реализации согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 10 минут при температуре по меньшей мере 110°C. В других вариантах реализации согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 8 минут при температуре по меньшей мере 125°C.
Как обсуждалось ранее, в первом варианте реализации и в первом и втором частных вариантах реализации способов, описанных здесь, высушенная багасса содержит не больше 1 мас.% органического растворителя (в расчете на общую массу высушенной багассы). В дополнение к содержанию органического растворителя высушенной багассы, высушенная багасса может содержать некоторое количество воды и терпенов с более высокой температурой кипения. Обычно общее количество воды и терпенов с более высокой температурой кипения в высушенной багассе может быть выше содержания органических растворителей. Присутствие смолы (включая терпены с более высокой температурой кипения) в высушенной багассе обычно является приемлемым, а в некоторых случаях фактически предпочтительным, поскольку смола может быть полезна в тех вариантах реализации, где высушенную багассу брикетируют или прессуют другим образом. В некоторых вариантах реализации первого варианта реализации способов, описанных здесь, высушенная багасса содержит не больше 0,5 мас.% органического растворителя (в расчете на общую массу высушенной багассы).
Как обсуждалось ранее, в первом варианте реализации и в первом и втором частных вариантах реализации способов, описанных здесь, влажную багассу или влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры по меньшей мере 100°C, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. Для нагревания влажной багассы могут использоваться различные способы. В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму вариантам реализации, раскрытым здесь, нагревание влажной багассы (или влажной багассы из гуаюлы) до указанных выше температур осуществляют в устройстве, выбранном из: i. сушильного устройства, содержащего несколько слоев, в котором нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы из гуаюлы к другому, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей; ii. сушильного устройства, содержащего несколько лопастей для перемешивания влажной багассы с нагретым воздухом для выпаривания органических растворителей; или iii. шнекового экструдера для удаления растворителя. В некоторых вариантах реализации, нагревание осуществляют, помещая влажную багассу (или влажную багассу из гуаюлы) в устройство, содержащее несколько слоев, в котором нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы (или влажной багассы из гуаюлы) к другому. Подходящее оборудование для осуществления такого нагревания влажной багассы (или влажной багассы из гуаюлы) включает сушилки полочного типа непрерывного действия, включая сушилки с вращающимися полками и группами полок, поставляемые компанией Wyssmont Company (Fort Lee, Нью-Джерси, США). В других вариантах реализации нагревание осуществляют, помещая влажную багассу (или влажную багассу из гуаюлы) в сушилку, содержащую несколько лопастей для перемешивания влажной багассы с нагретым воздухом для выпаривания органических растворителей. Подходящее оборудование для осуществления такого нагревания влажной багассы (или влажной багассы из гуаюлы) включает продуваемые воздухом трубчатые сушилки непрерывного действия, включая сушилки, содержащие лопасти или плоскости для перемешивания влажной багассы с нагретым воздухом, включая сушилки, поставляемые компанией Scott Equipment Co., New Prague, Minnesota (США). Дополнительные подробности относительно примеров продуваемых воздухом трубчатых сушилок приведены в патенте США №5,570,517, описание которого полностью включено в настоящий текст посредством ссылки. В дальнейших вариантах реализации нагревание осуществляют, помещая влажную багассу (или влажную багассу из гуаюлы) в шнековый экструдер для удаления растворителя. В других вариантах реализации нагревание осуществляют нагретым паром. Нагревание также можно осуществлять с использованием устройства для удаления растворителя, сушилки и/или охлаждающего устройства.
В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, способ удаления органических растворителей из влажной багассы дополнительно включает конденсацию выпаренных органических растворителей и сбор их отдельно от высушенной багассы.
Согласно первому частному варианту реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы из гуаюлы. Способ включает использование некоторого количества влажной багассы из гуаюлы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы из гуаюлы) и не больше 0,1 мас.% каучука. (Органические растворители включают любые полярные и неполярные органические растворители, которые могут использоваться в процессе экстракции каучука). Влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры от 100 до 200°C, помещая влажную багассу из гуаюлы в устройство, содержащее несколько слоев, в котором нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы из гуаюлы к другому, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. После выпаривания органических растворителей получают высушенную багассу, которая содержит не больше 1 мас.% органических растворителей.
В некоторых вариантах реализации согласно первому частному варианту реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 10 минут при температуре по меньшей мере 110°C. В других вариантах реализации согласно первому частному варианту реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 8 минут при температуре по меньшей мере 125°C.
Согласно второму частному варианту реализации предложен способ удаления органических растворителей из влажной багассы из гуаюлы. Способ включает использование некоторого количества влажной багассы из гуаюлы, которая содержит до 40 мас.% смеси ацетона, гексана и воды (в расчете на общую массу влажной багассы из гуаюлы) и не больше 0,1 мас.% каучука. Влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры выше 100°C, в результате чего происходит выпаривание ацетона и гексана. После выпаривания органических растворителей получают высушенную багассу, которая содержит не больше 1 мас.% общей массы ацетона и гексана.
Как обсуждалось ранее, согласно второму частному варианту реализации, влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры выше 100°C в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. В некоторых вариантах реализации согласно второму варианту реализации, влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры от 110 до 200°C.
В некоторых вариантах реализации согласно второму частному варианту реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 10 минут при температуре по меньшей мере от 100 до 200°C. В других вариантах реализации согласно второму варианту реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют в течение не более 8 минут при температуре по меньшей мере от 105 до 130°C.
Как обсуждалось ранее, в соответствии с первым вариантом реализации и первым и вторым частными вариантами реализации способов, описанных здесь, высушенная багасса содержит не больше 1 мас.% органического растворителя (в расчете на общую массу высушенной багассы). В дополнение к содержанию органического растворителя высушенной багассы, высушенная багасса может содержать некоторое количество воды и терпенов с более высокой температурой кипения. Обычно общее количество воды и терпенов с более высокой температурой кипения в высушенной багассе может быть выше содержания органических растворителей. Общее количество воды и терпенов с более высокой температурой кипения может быть различным, хотя количество воды в предпочтительном случае минимизировано до не больше чем 10 мас.% (в расчете на общую массу высушенной багассы), еще боле предпочтительно, не больше 5 мас.%. В некоторых вариантах реализации способов, описанных здесь, высушенная багасса содержит не больше 0,5 мас.% органического растворителя (в расчете на общую массу высушенной багассы). В дальнейших вариантах реализации способов, описанных здесь, высушенная багасса содержит не больше 0,2 мас.% органического растворителя (в расчете на общую массу высушенной багассы).
Как обсуждалось ранее, согласно второму частному варианту реализации способов, описанных здесь, влажную багассу из гуаюлы нагревают до температуры выше 100°C, в результате чего происходит выпаривание ацетона и гексана. Для нагревания влажной багассы из гуаюлы могут использоваться различные способы. В одном варианте реализации второго частного варианта реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют, помещая влажную багассу из гуаюлы в устройство, содержащее несколько слоев, в котором нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы из гуаюлы к другому, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей. Подходящее оборудование для осуществления этого типа нагрева включает сушилки полочного типа, такие как поставляемые компанией Wyssmont Company (Fort Lee, New Jersey, США). В других вариантах реализации второго варианта реализации способов, описанных здесь, нагревание осуществляют с использованием другого устройства, например, устройства, обсуждаемого выше.
В некоторых вариантах реализации согласно второму частному варианту реализации способов, описанных здесь, способ удаления ацетона и гексана из влажной багассы из гуаюлы дополнительно включает конденсацию выпаренных органических растворителей и сбор их отдельно от высушенной багассы.
В некоторых вариантах реализации согласно первому варианту реализации и согласно первому и второму частным вариантам реализации способов, описанных здесь, высушенную багассу прессуют с использованием устройства для прессования с получением прессованного материала. В некоторых вариантах реализации прессованный материал представляет собой брикет или гранулу, плотность которых на 150-325% выше плотности непрессованного измельченного растительного материала. В других вариантах реализации плотность брикетов на 40-100% выше плотности непрессованного измельченного растительного материала. Брикеты с такими значениями плотности могут обеспечивать преимущества, заключающиеся в большей легкости производства и большей легкости измельчения и растворения в органическом растворителе. В некоторых вариантах реализации плотность брикетов составляет от 3 до 8,5 фунтов/галлон (от 0,4 до 1 кг/литр). Эта плотность представляет собой истинную плотность брикетов (исключая объем пор), а не объемную плотность. Существуют различные методы (например, оптические, основанные на расширении газа и впитывании жидкости) определения истинной плотности пористого твердого вещества, и они известны специалистам, но все эти методы обычно связаны с измерением объема пор, присутствующих в пористом твердом веществе, для исключения этого объема из объема, используемого для расчета истинной плотности.
В настоящей заявке термины брикет и гранула используются взаимозаменяемо и понимаются в широком смысле как включающие различные формы и размеры, включая шары, кубы, тела с прямоугольными гранями, сферические тела, тела яйцеобразной формы, кирпичи и бруски, но не ограничиваясь перечисленными. Существуют различные методы прессования материала багассы в брикеты. Один из способов изготовления брикетов из багассы включает использование брикетной машины серийного производства для изготовления брикетов. Такие брикетные машины производятся различными компаниями и доступны в различных размерах и модификациях. Примером являются брикетные машины, производимые K.R. Komarek, Inc. (Wood Dale, Иллинойс, СШП), включая модели брикетных машин валкового типа №№ B100R и BR200QC. В целом, в брикетной машине используется система валкового типа для уплотнения материала с добавлением к сжимаемому материалу связующего или без него. Машина может прилагать давление различной величины, в зависимости от используемой машины, свойств измельченного растительного материала и желаемых свойств брикетов. В некоторых вариантах реализации, брикеты багассы из кустарника гуаюлы изготавливают с использованием брикетных машин. В некоторых из описанных выше вариантов реализации к измельченной багассе перед прессованием в брикеты добавляют связующее. В некоторых из этих вариантов реализации связующее включает смолу (например, смолу гуаюлы), которая была экстрагирована из растительного материала в процессе экстракции каучука. В раскрытых здесь способах и системах могут использоваться другие способы получения брикетов из багассы из растений, не являющихся гевеей, Соответственно, в настоящее описание посредством ссылки включен текст заявки на патент США 61/607,475 под заголовком “Processes For Recovering Rubber Non-Hevea Plants Using Briquettes”.
Примеры
Пример 1. Влажную багассу, использовавшуюся в качестве модельной багассы, получали смешиванием 73,84 граммов гексана, 18,44 граммов ацетона и 228,48 граммов багассы. Указанная багасса была получена в результате экстракции органическим растворителем и промывки растворителем влажных гранул гуаюлы. Перед обработкой органическим растворителем было установлено, что указанные влажные гранулы гуаюлы содержат 11,74 мас.% влаги, 6,67 мас.% каучука (в расчете на сухую массу) и 8,44 мас.% смол (в расчете на сухую массу). Перед использованием для получения влажной багассы указанную багассу подвергали анализу и было установлено, что багасса содержит 8,19 мас.% влаги, 1,55 мас.% каучука и 2,56 мас.% смолы. Указанную влажную багассу, использовавшуюся в качестве модельной багассы, помещали в предварительно нагретую чашу на 64 унции из нержавеющей стали на горячей плите с установленной температурой 125°C. Указанную влажную багассу перемешивали с помощью механической мешалки. В различные моменты процесса сушки отбирали образцы. Процент летучих компонентов определяли посредством термогравиметрического анализа. Мас.% гексана + ацетона определяли посредством газовой хроматографии в свободном пространстве над продуктом. Было установлено, что время высушивания до достижения остаточного уровня растворителя (то есть, гексана + ацетона) не более 0,5 мас.% в багассе составляет примерно 6 минут. Результаты приведены в Таблице 1.
Пример 2. Некоторое количество влажной багассы с растворителем обрабатывали в сушильном устройстве с поддоном (полкой) для удаления растворителей и получения высушенной багассы. Указанную влажную багассу с растворителем получают в результате следующего основного процесса: материал кустарника гуаюлы измельчали (измельчали до получения кусочков куста размеров 1-3 дюйма) с последующей обработкой в молотковой мельнице и просеиванием с использованием сита с 1 дюймовыми отверстиями), измельченный материал кустарника гуаюлы подвергали экстракции растворителем (с использованием 80% гексана, 20% ацетона) для извлечения большей части каучука и смол из материала кустарника гуаюлы. Влажную багассу с растворителем помещали в сушильное устройство с поддоном из нержавеющей стали. Сушильное устройство содержало 16 поддонов для сушки и 4 поддона для охлаждения. Сушильное устройство настраивали таким образом, чтобы нагретый воздух циркулировал над верхом и низом каждого поддона. Температуру внутри сушильного устройства поддерживали при 70-85°C, а газовую среду внутри сушильного устройства поддерживали при от +25 до -10 дюймов H2O. Багассу оставляли в сушильном устройстве примерно на 1-1,5 часа. Содержание растворителя во влажной багассе с растворителем, помещаемой в сушильное устройство, составляло примерно 40-75 мас.%, а содержание растворителя в багассе, извлекаемой из сушильного устройства, составляло не более примерно 1500 ppm.
Пример 3. Некоторое количество влажной багассы с растворителем обрабатывали с использованием шнекового экструдера для удаления растворителя, для того чтобы удалить растворители и получить более сухую багассу. Высушенную багассу из гуаюлы, полученную в предыдущих экспериментах, увлажняли с помощью растворителя (гексана) для получения композиции, содержащей 70 мас.% растворителя и 30 мас.% багассы. Влажную багассу с растворителем помещали в шнековый экструдер для удаления растворителя. Шнековый экструдер конфигурировали для помещения в него багасы с последующим введением гексана. Два бака для растворителя размещали ниже экструдера для сбора растворителя с конфигурацией экструдера с щелью и затвором 0,3 мм над первым баком для растворителя с конфигурацией щели 0,15 мм и затвором экструдера над вторым баком для растворителя. Область экструдера, включающая баки для растворителей, рассматривалась как зона удаления воды. После указанной зоны обезвоживания располагалась зона вакуумной дегазации с использованием фильтра с размером пор 200 меш, после которой располагалась еще одна вакуумная зона, после которой более сухая багасса выходила через фильеру. Было установлено, что использование затворов высокой интенсивности (то есть, более частых и плотных) приводило к образованию нежелательного уплотнения материала багассы; замена на затворы меньшей интенсивности позволяла проводить обезвоживание в первом баке для растворителя.
Различные условия процесса, которые были исследованы, приведены в Таблице 2 ниже. В более поздних экспериментах, поскольку количество высушенной багассы было ограничено, использованную багассу (содержащую 10-20 мас.% растворителя) использовали повторно посредством смешивания с гексаном для получения материала, содержащего 30% растворителя. Несмотря на снижение содержания растворителя во влажной багассе с растворителем, помещаемой в шнековый экструдер, экспериментаторы сталкивались с проблемами закупорки в зоне вакуумной дегазации, происходившей поблизости к конечной части экструдера, так что только в одном случае было возможно использовать вакуум на фильтре с размером пор 200 меш.
Использование термина “включает” или “включающий” в описании или формуле изобретения предполагает, что данный термин имеет включающее значение аналогично термину “содержащий”, в котором этот термин используется в качестве переходного слова в формуле. Кроме того, термин “или” в том смысле, в котором он используется (например, А или В) обозначает “А или В или оба”. Если авторы хотят указать “только А или В, но не оба”, используется термин “только А или В, но не оба”. Соответственно, использование в настоящем тексте термина “или” имеет включающее, а не исключающее значение. См. Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Также используемый в описании или формуле изобретения термин “в” дополнительно обозначает “на”. Кроме того, используемый в описании или формуле и обретения термин “связывать” обозначает не только “непосредственно связанный с”, но также “опосредованно связанный с”, например, связанный через другой компонент или компоненты.
Несмотря на то, что настоящее изобретение проиллюстрировано путем описания вариантов его реализации, и хотя варианты реализации описаны довольно подробно, настоящая заявка никоим образом не предназначена для ограничения объема прилагающейся формулы изобретения приведенными подробностями. Специалист легко увидит дополнительные преимущества и модификации. Соответственно, настоящая заявка в своих наиболее широких аспектах не ограничена конкретными деталями, приведенным в качестве примера устройством и иллюстрирующими примерами, которые показаны и описаны в ней. Соответственно, возможны отклонения от указанных подробностей, не выходящее за пределы сущности и объема общего изобретательского замысла настоящей заявки.
1. Способ удаления органических растворителей из влажной багассы растения, не являющегося гевеей, содержащего природный каучук в отдельных клетках растения, включающий:
использование некоторого количества указанной влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не более 0,1 мас.% каучука;
нагревание указанной влажной багассы до температуры по меньшей мере 100°С, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей;
получение высушенной багассы, которая содержит не более 1 мас.% органических растворителей.
2. Способ по п. 1, в котором указанную багассу получают из кустарника гуаюла.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором нагревание проводят в устройстве, выбранном из следующих:
i. сушилка, содержащая несколько слоев, в которой нагретый воздух циркулирует через указанные слои устройства и проходит от одного слоя влажной багассы из гуаюлы к другому, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей;
ii. сушилка, содержащая множество лопастей для перемешивания влажной багассы с нагретым воздухом для выпаривания органических растворителей; или
iii. шнековый экструдер для удаления растворителя,
с получением высушенной багассы из гуаюлы, содержащей не более 1 мас.% органических растворителей.
4. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий конденсацию выпаренных органических растворителей и сбор их отдельно от высушенной багассы.
5. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий прессование высушенной багассы в брикет, плотность которого по меньшей мере на 40% выше плотности непрессованной сушеной багассы.
6. Способ по п. 1 или 2, в котором объединенные растворители представляют собой ацетон и гексан.
