Способ комплексной переработки коры лиственницы




Владельцы патента RU 2657427:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к химической переработке древесных отходов, в частности, к комплексной переработке коры лиственницы с получением ценных химических продуктов. Способ комплексной переработки коры лиственницы сибирской, включающий измельчение коры, экстракцию неполярным растворителем гексаном с выделением хвойного воска с последующей обработкой твердого остатка, отличается тем, что в качестве экстрагента используют неполярный растворитель, выбранный из ряда пентан, гексан, петролейный эфир, бензин БР-1, при этом экстракцию проводят при температуре кипения растворителя, а остаток коры обрабатывают спирто-водно-щелочным раствором, содержащим 0,2% мас. щелочи и 20% мас. этилового спирта, при температуре 90-95°С в течение 90 мин, горячую смесь фильтруют, из фильтрата отгоняют водно-спиртовую смесь с осаждением полифенолов, которые растворяют в воде при гидромодуле 4, добавляют 40% мас. водный раствор формальдегида и выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток, образовавшийся гель помещают в этиловый спирт и выдерживают в течение 3 суток для замещения воды на спиртовую фазу, высушивают в течение 7 дней при комнатной температуре с получением органических аэрогелей, а твердый остаток коры после извлечения полифенолов промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния для получения энтеросорбентов. Вышеописанный способ является эффективным для комплексной переработки коры лиственницы сибирской с получением ценных химических продуктов - хвойного воска, органических аэрогелей и энтеросорбентов, является экологически безопасным и экономичным. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к химической переработке древесных отходов, в частности к комплексной переработке коры лиственницы в ценные химические продукты для фармацевтической, медицинской и лесохимической отраслей промышленности, а также для деревообрабатывающих предприятий.

Кора лиственницы является крупнотоннажным отходом деревоперерабатывающих и целлюлозно-бумажных предприятий. Основными ценными химическими компонентами коры лиственницы являются смолистые вещества, трудногидролизуемые полисахариды, лигнин, полифенолы, таннины и ряд других соединений. Поэтому разработка способа комплексной переработки коры лиственницы с выделением ценных химических продуктов и получение на их основе товаров с добавленной стоимостью является актуальной.

Известен способ получения из коры хвойных пород древесины, в частности коры дугласовой пихты, восков, смол, лигнинных продуктов путем обработки коры раствором гидроокиси щелочного металла в низшем алифатическом спирте, например этаноле, содержащем более 5% воды, при атмосферном давлении и температуре от 20°С до температуры кипения смеси с последующим отделением лигноцеллюлозного остатка коры от раствора. Затем к полученному раствору прибавляют воду, отгоняют спирт, остаток охлаждают и отделяют осадок, который обработкой серной кислотой превращают в воск. Полученный фильтрат нейтрализуют и получают смолу [US 2781336, опубл. 12.02.57].

К недостаткам данного способа относятся сложность и многостадийность проведения процесса. Так, на стадии экстракции коры спиртовым раствором щелочи извлекается сложная смесь экстрактивных веществ, состоящая из терпенов, липидов, фенольных и дубильных веществ, химически активного лигнина, что в дальнейшем требует многостадийной схемы разделения. Кроме того, к недостаткам нужно отнести неполное использование коры, так как после экстракции отходы коры сбрасываются в отвал.

Известен способ переработки коры лиственницы сибирской, включающий экстракцию коры при кипячении в неполярном растворителе с извлечением хвойного воска, последующее выделение из коры красителя и переработку остатка коры в активированный уголь. В качестве неполярного растворителя используют растворитель, выбранный из ряда: гексан, пентан, петролейный эфир, бензин БР-1 [RU 2175668, опубл. 10.11.2001].

К недостаткам данного способа можно отнести высокие энергетические затраты на стадии получения активированного угля, а также низкую добавленную стоимость и низкий выход активированного угля.

Известен способ переработки коры древесины [US 2009/0077871 от 26.03.2009], включающий измельчение коры, экстракцию низкомолекулярными алифатическими спиртами, отгон спирта, разделение твердой и жидкой фаз, промывание и сушку обеих фаз, использование жидкой фазы, содержащей полифенолы различной молекулярной массы, для приготовления термоотверждаемых смол с применением альдегидов или изоционатов в качестве сшивающих агентов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки коры лиственницы сибирской и даурской [В.А. Бабкин, Л.А. Остроумова, С.Г. Дьячкова и др. Безотходная комплексная переработка биомассы лиственниц сибирской и даурской// Химия в интересах устойчивого развития. 1997. №5. С. 105-115], включающий последовательную экстракцию коры гексаном, этилацетатом и водой с последующей карбонизацией остатка коры в активированный уголь.

Недостатками данного способа являются:

- невысокий выход хвойного воска (2%), что обусловлено низкой температурой проведения экстракции (экстракция гексаном ведется при температуре 25-30°С);

- низкий выход полифенолов (таннидов) - 4-5% мас, т.е. менее 50% от их содержания в коре. При экстракции водой невозможно добиться высокой степени извлечения таннидов.

Задачей настоящего изобретения является создание нового экологически безопасного и экономичного способа переработки коры лиственницы с расширенным ассортиментом ценных химических продуктов.

Технический результат изобретения - разработан экологически безопасный и экономичный способ комплексной переработки коры лиственницы с получением ценных химических продуктов - хвойного воска, энтеросорбентов, полифенолов и органических аэрогелей - товаров с добавленной стоимостью на основе полифенолов.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе комплексной переработки коры лиственницы сибирской, включающем измельчение коры, экстракцию неполярным растворителем гексаном с выделением хвойного воска с последующей обработкой твердого остатка, согласно изобретению в качестве экстрагента используют неполярный растворитель, выбранный из ряда пентан, гексан, петролейный эфир, бензин БР-1, при этом экстракцию проводят при температуре кипения растворителя, а остаток коры обрабатывают спирто-водно-щелочным раствором, содержащим 0,2% мас. щелочи и 20% мас. этилового спирта, при температуре 90-95°С в течение 90 мин, горячую смесь фильтруют, из фильтрата отгоняют водно-спиртовую смесь с осаждением полифенолов, которые растворяют в воде при гидромодуле 4, добавляют 40% мас. водный раствор формальдегида и выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток, образовавшийся гель помещают в этиловый спирт и выдерживают в течение 3 суток для замещения воды на спиртовую фазу, высушивают в течение 7 дней при комнатной температуре с получением органических аэрогелей, а твердый остаток коры после извлечения полифенолов промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния для получения энтеросорбентов.

Сравнительный анализ предлагаемого способа и прототипа показывает, что общими признаками являются:

- экстракция коры лиственницы неполярным растворителем с извлечением хвойного воска:

- переработка остатка коры в сорбент.

Отличительными признаками предлагаемого способа от прототипа являются:

- проведение экстракции коры при температуре кипения неполярного растворителя;

- экстракция остатка коры водно-спирто-щелочным раствором при температуре 90-95°С;

- конденсация водного раствора полифенолов с формальдегидом и получение органических аэрогелей;

- промывка остатка коры водой и получение энтеросорбентов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема процесса комплексной переработки коры лиственницы сибирской (см. чертеж).

Способ осуществляют следующим образом. Кору лиственницы измельчают до частиц размером 1-3 мм и подвергают экстракции при температуре кипения неполярным растворителем (пентаном, или гексаном, или петролейным эфиром, или бензином БР-1) в аппарате типа Сокслета для отделения хвойного воска. Выход и степень извлечения хвойного воска при экстракции различными неполярными растворителями приведены в таблице. Как видно из таблицы, максимальные выход (4,0%) и степень извлечения (95,2%) хвойного воска достигаются при экстракции коры лиственницы гексаном или бензином БР-1.

Остаток коры обрабатывают водным раствором, содержащим 0,2% мас. щелочи и 20% мас. этилового спирта, полученные полифенолы растворяют в воде, добавляют 40% мас. водный раствор формальдегида, выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток, образовавшийся гель помещают в этиловый спирт и выдерживают в течение 3 суток для замещения воды на спиртовую фазу, высушивают в течение 7 дней при комнатной температуре для получения пористых продуктов - органических аэрогелей.

Остаток коры, образующийся после выделения полифенолов, промывают дистиллированной водой до нейтральных промывных вод, сушат при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния и получают энтеросорбенты.

Изобретение позволяет комплексно перерабатывать кору лиственницы с получением хвойного воска, органических аэрогелей и энтеросорбентов.

Способ комплексной переработки коры лиственницы в химические продукты подтверждается конкретным примером.

Пример

В аппарат типа Сокслета загружают 100 г измельченной (до 1-3 мм) коры лиственницы, влажностью до 5%, которая содержит 4,3% смолистых веществ (хвойного воска), и экстрагируют гексаном (Ткип = 68,7°С) в течение 8 часов. После отгонки гексана получают 4,0 г смолообразной массы светло-желтого цвета, коэффициент извлечения составил 95.2%.

В стеклянную трехгорлую колбу объемом 500 мл, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 25 г коры лиственницы, оставшейся после экстракции неполярным растворителем, приливают 200 мл 0,2% мас. раствора гидроксида натрия и 63 мл этилового спирта (20% мас. в растворе). Реакционную колбу помещают в термостат, поддерживающий постоянную температуру 90-95°С. Экстракцию проводят в течение 90 мин. Затем горячую реакционную смесь фильтруют для отделения от остатка коры. Из полученного после горячего фильтрования водно-спирто-щелочного экстракта удаляют растворитель, отгоняя водно-спиртовую смесь на ротационном испарителе, до выпадения полифенолов в виде порошка коричневого цвета. Выход полифенольных веществ составляет 3,5 г (14% от массы а.с. коры).

Полифенолы коры лиственницы в количестве 2,5 г растворяют в 10 мл воды при постоянном перемешивании. К полученному раствору добавляют 5 г 40%-ного водного раствора формальдегида. Герметично закрытые растворы выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток. Образовавшиеся гели извлекают из пробирок, нарезают и помещают в этиловый спирт для замещения воды на спиртовую фазу и удаления возможных побочных продуктов из пор гидрогелей. Этиловый спирт заменяют ежедневно в течение 3 суток. Затем гели высушивают при комнатной температуре и давлении в течение 7 дней с образованием органических аэрогелей. Выход аэрогелей - 2,3 г с общей пористостью 70-80% и объемом пор до 2 см3/г.

Твердый остаток коры лиственницы после отделения водно-спирто-щелочного раствора полифенолов промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и получают энтеросорбент. Энтеросорбент сушат до воздушно-сухого состояния при 50°С и измельчают до размера частиц менее 250 мкм. Полученный энтеросорбент, порошок коричневого цвета, имеет сорбционную активность по метиленовому синему - 59,1 мг/г и желатину 37,3 мг/г. Остаточное содержание водорастворимых веществ в энтеросорбенте составляет 3,6% мас.

Таким образом, в заявляемом способе представлен экологически безопасный и экономичный способ комплексной переработки коры лиственницы с получением ценных химических продуктов - хвойного воска, полифенолов и энтеросорбентов и товаров с добавленной стоимостью -органических аэрогелей на основе полифенолов.

При переработке 1 тонны коры лиственницы по предлагаемому способу получают: хвойного воска 39-40 кг; органических аэрогелей 140-145 кг; энтеросорбента 600-620 кг.

Выход и степень извлечения хвойного воска при экстракции коры лиственницы сибирской неполярными растворителями

* - выход хвойного воска приведен в % от веса абсолютно сухой коры

Способ комплексной переработки коры лиственницы сибирской, включающий измельчение коры, экстракцию неполярным растворителем гексаном с выделением хвойного воска с последующей обработкой твердого остатка, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют неполярный растворитель, выбранный из ряда пентан, гексан, петролейный эфир, бензин БР-1, при этом экстракцию проводят при температуре кипения растворителя, а остаток коры обрабатывают спирто-водно-щелочным раствором, содержащим 0,2% мас. щелочи и 20% мас. этилового спирта, при температуре 90-95°С в течение 90 мин, горячую смесь фильтруют, из фильтрата отгоняют водно-спиртовую смесь с осаждением полифенолов, которые растворяют в воде при гидромодуле 4, добавляют 40% мас. водный раствор формальдегида и выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток, образовавшийся гель помещают в этиловый спирт и выдерживают в течение 3 суток для замещения воды на спиртовую фазу, высушивают в течение 7 дней при комнатной температуре с получением органических аэрогелей, а твердый остаток коры после извлечения полифенолов промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния для получения энтеросорбентов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фармакологической промышленности, в частности к средству, обладающему противотуберкулезным действием. Средство, обладающее противотуберкулезным действием, представляет собой сухой экстракт, полученный путем измельчения кроющих листьев початков антоциановой диплоидной формы кукурузы, экстракции спиртом 96% на водяной бане до кипения и кипячения в течение 14-15 минут, выпаривания при температуре 55-60°С, разведения выпаренного остатка сначала дистиллированной водой при температуре 40-50°С, затем добавления хлороформа в пропорции 4/5 части воды и 1/5 части хлороформа, охлаждения до комнатной температуры и центрифугирования со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 15 минут с последующим отделением водной фракции и высушиванием ее.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к противовоспалительному средству. Противовоспалительное средство, представляющее собой настойку из высушенной и измельченной надземной части копеечника кустарникового, полученную методом перколяции с использованием в качестве экстрагента 70% этилового спирта, при соотношении сырье : экстрагент 1:10, при этом на стадии намачивания 10 г сырья заливают 11,29 мл 70%-го этилового спирта.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к средствам (варианты) и композиции, улучшающим вазодиалатирующую, антитромбическую, противовоспалительную функции эндотелия.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ получения экстракта Albizzia chinensis (Osbeck) Merr (альбиции китайской), включающий экстрагирование коры ствола Albizzia chinensis (Osbeck) Merr 80-95% EtOH в H2O с получением экстракта, при этом объемное/массовое отношение EtOH к коре ствола Albizzia chinensis составляет от 3:1 до 5:1; и очистку полученного экстракта с помощью колоночной хроматографии с полиамидным адсорбентом при элюировании последовательно 10-30% и 40-80% раствором EtOH в Н2О, при этом на стадии очистки указанный экстракт растворяют в 10-30% EtOH/H2O.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активных продуктов из пантов. Способ получения биологически активных продуктов из пантов характеризуется тем, что в качестве сырья используют свежесрезанные панты и кожу или консервированные основу и кожу, при этом сырье подвергают переработке, сначала путем ферментативного гидролиза каждого вида сырья отдельно под воздействием ультразвуковых колебаний, сначала под действием фермента СГ-50 и далее фермента папаина, гидролизаты каждого сырья после ферментативного гидролиза фильтруют, а жмыхи направляют на дальнейшую переработку, где каждый жмых отдельно подвергают спиртовой экстракции, после чего проводят фильтрацию и экстракты от каждого вида сырья объединяют с экстрактами, полученными после ферментативного гидролиза, а жмыхи по отдельности подвергают высокотемпературной водной экстракции, а после фильтрации каждого экстракта их объединяют с экстрактами от предыдущих стадий переработки, причем жмыхи от переработки основы панта сушат в вакууме и измельчают, а жмых от переработки кожи утилизируют, при определенных условиях.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к средству, обладающему антиоксидантным действием. Средство, обладающее антиоксидантным действием, полученное из корневищ куркумы длинной путем циркуляционной экстракции 100,0 г суховоздушного сырья с влажностью не более 8%, 96% этиловым спиртом, подкисленным 0,1 М раствором хлороводородной кислоты в соотношении: 1,0 мл раствора хлороводородной кислоты на 100,0 мл экстрагента, в течение 3,0 часов, с последующим сгущением извлечения на ротационном испарителе под вакуумом до остаточной влаги в продукте не более 25%.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения экстракта из коры дуба, подавляющего зоопатогенные бактерии. Способ получения экстракта из коры дуба, подавляющего зоопатогенные бактерии, включающий обработку предварительно измельченной коры дуба электрохимически активированным катодным водным раствором с рН 7-8 Eh=-300…-450 мВ, при оптимальном соотношении сырье-раствор 1:8-1:15, при постоянном перемешивании в течение не менее 600 сек, и последующую обработку подготовленной суспензии ультразвуком с частотой 22 кГц и интенсивностью ультразвукового воздействия в течение 50-70 Вт/см2 в течение 420-600 сек.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения индивидуальных каротиноидов из природных источников, таких как растительное сырье, гидробионты.

Изобретение относится к фармакологической промышленности, в частности к средству, обладающему противотуберкулезным действием. Средство, обладающее противотуберкулезным действием, представляет собой сухой экстракт, полученный путем измельчения кроющих листьев початков антоциановой диплоидной формы кукурузы, экстракции спиртом 96% на водяной бане до кипения и кипячения в течение 14-15 минут, выпаривания при температуре 55-60°С, разведения выпаренного остатка сначала дистиллированной водой при температуре 40-50°С, затем добавления хлороформа в пропорции 4/5 части воды и 1/5 части хлороформа, охлаждения до комнатной температуры и центрифугирования со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 15 минут с последующим отделением водной фракции и высушиванием ее.
Фармацевтическая композиция для назального применения содержит комплекс действующих компонентов на основе дифенгидрамин гидрохлорида, сульфата цинка и водорастворимого сосудосуживающего средства и комплекс вспомогательных компонентов, включающий изотонический агент, агент, регулирующий pH, фармацевтически пригодный гелеобразующий агент, консервант на основе соединения четвертичного аммония и воду дистиллированную в указанных в формуле изобретения количествах.
Изобретение относится к области неорганической химии и касается способа получения модифицированных кристаллов магнетита Fe3O4, содержащих на поверхности флуоресцентный краситель, что дает возможность визуализировать и отслеживать их поведение как в живой клетке, так и в живом организме in vivo.

Изобретение может быть использовано при получении коагулянта для очистки воды, в медицинской и парфюмерной промышленности. Основный хлорид алюминия получают путем взаимодействия водного раствора соляной кислоты со слитками металлического алюминия при повышенной температуре с периодическим охлаждением водой.

Изобретения касаются вакцины для вакцинации животных, рекомбинантного BTV (вирус синего языка) вектора, способа его получения, способа вакцинирования животного против BTV и способа получения иммуногенного или защитного ответа у животного против BTV.

Представлены вакцина для защиты млекопитающих от заражения вирусом свиного гриппа С, вирус свиного гриппа С и способ определения наличия вируса свиного гриппа С. Охарактеризованная вакцина включает иммунологически эффективное количество инактивированного вируса свиного гриппа С.

Группа изобретений относится к области биотехнологии, в частности к вариантам антитела, которое специфически связывается с человеческим интерлейкином-6 (IL6), а также к композиции и комбинации для лечения заболевания, ассоциированного с IL6, и фармацевтической композиции для применения при лечении заболевания, ассоциированного с IL6, его содержащим.

Группа изобретений относится к применению лизата пробиотической бактерии. Лизат пробиотической бактерии Lactobacillus rhamnosus GG ATCC 53103 или Lactobacillus reuteri ATCC 55730 или Bifidobacterium longum ATCC 51870 применяют для местного нанесения на кожу для улучшения и/или восстановления барьерной функции кожи.

Изобретение относится к области ветеринарной медицины, в частности к способу получения препарата натуральных половых феромонов хряка. Способ включает измельчение и гомогенизацию семенников, корней пастернака посевного и сельдерея корневого, инкубирование полученной массы при температуре 37-39°C в течение 60 мин, добавление мочи половозрелых хряков, перемешивание и отжим в прессе с ячейками 0,7×0,7 мм.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой средство коррекции и профилактики состояний десинхроноза, содержащее соединения общей формулы: где R представляет собой СОСН2СН2СООН, COCH2NH2, COCH2(NH2)CH2CH2COOH, COCH2NHCOCH2(NH2)CH2CH2COOH или .Изобретение позволяет достичь высокой эффективности нового средства для улучшения адаптации организма к изменениям суточных ритмов и лечения нарушений, вызванных различными десинхронизирующими факторами.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности и ветеринарии и представляет собой биологически активное средство для обработки сосков вымени, содержащее глицерин и воду дистиллированную, отличающееся тем, что содержит поливиниловый спирт марки 15/88, сосновую хвою и 0,05 % хлоргексидин, причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении. Изобретение обеспечивает расширение арсенала средств для обработки сосков вымени, способных образовывать прочную и устойчивую пленку, обладающих антимикробным и ранозаживляющим действием. 1 пр.

Изобретение относится к химической переработке древесных отходов, в частности, к комплексной переработке коры лиственницы с получением ценных химических продуктов. Способ комплексной переработки коры лиственницы сибирской, включающий измельчение коры, экстракцию неполярным растворителем гексаном с выделением хвойного воска с последующей обработкой твердого остатка, отличается тем, что в качестве экстрагента используют неполярный растворитель, выбранный из ряда пентан, гексан, петролейный эфир, бензин БР-1, при этом экстракцию проводят при температуре кипения растворителя, а остаток коры обрабатывают спирто-водно-щелочным раствором, содержащим 0,2 мас. щелочи и 20 мас. этилового спирта, при температуре 90-95°С в течение 90 мин, горячую смесь фильтруют, из фильтрата отгоняют водно-спиртовую смесь с осаждением полифенолов, которые растворяют в воде при гидромодуле 4, добавляют 40 мас. водный раствор формальдегида и выдерживают при температуре 85°С в течение 5 суток, образовавшийся гель помещают в этиловый спирт и выдерживают в течение 3 суток для замещения воды на спиртовую фазу, высушивают в течение 7 дней при комнатной температуре с получением органических аэрогелей, а твердый остаток коры после извлечения полифенолов промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния для получения энтеросорбентов. Вышеописанный способ является эффективным для комплексной переработки коры лиственницы сибирской с получением ценных химических продуктов - хвойного воска, органических аэрогелей и энтеросорбентов, является экологически безопасным и экономичным. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Наверх