Способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола Советский патент 1977 года по МПК B01D11/02 

1

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 ппевого осмола путем обработки твердых частиц исходных веществ растворителем при нагревании с использовапием пульсации. Однако такой способ имеет периодичность и больщую продолжительность процесса; при проведении процесса древесина загружается периодически и проток растворителя через неподвижпый 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 рещепием к изобретению является способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола путем обработки твердых частиц исходных веществ растворителем при нагревании с использовапием 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), пеионогенных поверхностно-активных веществ, повышение температуры процесса позволяет в некоторой

мере ускорить процесс диффузии смолистых веществ внутри щепы, однако практически не влияет на общую скорость извлечения. Вследствие этого продолжительность существующих методов экстракции составляет 6-8 час,

что требует в практических условиях применения аппаратов больших габаритов.

Степень извлечения канифоли несмотря па большую продолжительность процесса составляет не более 82-85%.

Целью изобретения является увеличение

степепи извлечепия ценных компонентов из

пневого осмола и использование отработанной

массы.

Это достигается тем, что частоту пульсации

выбирают в пределах 0,2-1,0 кгц при градпентах скоростей 10 -10 -1/сек, а температуру поддерживают равной 55-65°С.

При создании в суспензии, образоваппой частицами древеспны в виде щепы, опилок или

стружек, мелкомасштабных пульсаций при

градиентах скорости / l Q -10--1/сек (где и - линейная скорость; / - характеристический линейный размер) существенно увеличивается скорость процесса извлечения, причем скорость этого процесса связана также с масштабом пзльсаций - оптимальным является условие, когда масштаб пульсации соизмерим с размерами частиц древесины. Оптимальным диапазоном градиентов скорости является диапазон 10 -10 -1/сек. При градиентах скорости, превышаюш,их 10 -1/сек, увеличивается содержание мелких фракций и уменьшается скорость процесса извлечения; ири градиентах скорости меньше 10 сек понижается степень извлечения.

В случае экстракции пневого осмола, при обработке суспензии, образованной осмольной щепой и растворителем, в поле мелкомасштабных пульсаций в указанных условиях резко возрастает скорость процесса экстракции (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 з даляется известными способами путем отгонки с водяным паром в аппаратах с внешним обогревом или без него.

Выделение канифоли из экстракта производится известными методами.

Получающаяся по предлагаемому способу древесная iMacca, как показали полученные результаты, без какой-либо дополнительной обработки пригодна для получения древесноволокнистых плит, картона и других материалов. В процессе исследований способа установлено супд,ествованпе новых неочевидных эффектов.

Установлено существование оптимальных частотного диапазона 0,2-1,0 кгц и диапазона изменения градиентов скорости 10--101/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 умепьшением эффективности пульсационных явлений, с уменьшением температуры ниже 40°С также наблюдается уменьшение скорости извлечения.

Пример. Предложенный способ апробирован в укрупненно-лабораторных условиях.

Осмольнзю щепу фракции 5-15 мм, содержащую 22,5% канифоли (к сухой обессмоленной древесине), подвергают экстракции бензином в поле мелкомасштабных пульсаций при частоте 0,7 кгц и градиенте скоростей Ю -1/сек. Результаты опытов представлены в таблице.

Для сравпения в таблице приведены данные по степени извлечения смолистых при противоточной экстракции 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 полсаро- и взрывоопасном отношении вследствие применения цельнозаполненпой герметичной экстракционной аппаратуры и значительного уменьшення ее габаритов; возможность использования экстракциоиной массы для древесно-волокнистых плит и других материалов. 3 Формула изобретения Способ экстрактивного извлечения ценных компонентов из древесины и пневого осмола по авт. св. № 538724, отл ичающийся тем, 5 что, с целью увеличения степени извлечения 4 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 температуру поддерн ивают равной 55-65°С.