CS248106B1 - Sposob kyslej predhydrolýzy dřevných štíepok - Google Patents

Description

248106

Vynález sa týká spósobu kyslej predhyd-rolýzy dřevných stiepok při dvojstupňové]výrohe buničiny z listnatých dřevin. V celulózopapierenskom priemysle sa list-naté dřeviny používajú na výrobu akostnejbuničiny dvojstupňovým postupom. V prvomstupni sa uskutečňuje vodná predhydrolýzadřevných stiepok pri 170 až 180 °C, pri kto-rej přejde do predhydrolyzátu 20—25 %drevnej hmoty, a to lahkohydrolyzovateluépolysacharidy — tzv. hemicelulózy. V dru-hom stupni sa zbytok drevnej hmoty podro-bí alkalickej deligniftkácii, napr. účinkomsírnika a hydroxidu sodného, z čoho rezul-tuje buničina, ktorá je po vypraní a vybie-lení vhodná na chemické spracovanie, napr.na výrobu viskózových vlákien.

Keďže v prvom stupni pri poměrně vyso-kej teplote, dochádza okrem predhydrolýzyhemioelulóz na, monosacharidy a oligosa-charidy aj k ich termickému rozkladu nafurfural, ako aj k tvorbě nežiadúcich pro-duktov· živičného plastického charakteru,ktoré sú v predhydrolyzáte přítomné akokoloidy, postupné sa vylučujú z roztoku voformě sedimentu, resp. inkrustu nalepené-ho na stěnách strojného zariadenia. Najmapri kontinuálnej vodnej predhydrolýze dO'-chédza k z&nášaniu hydrolyzného zariade-nia do takej miery, že je potřebné periodic-ky premývať šitá pre odťah predhydrolyzá-tu hydro*,idom sodným, aby sa zabrániloich upchaniu. Prídavok hydroxidu sodnéhomá však nepriaznivé technologické důsled-ky, lebo rozkládá vzniklý furfural, čím zni-žuje jeho výťažok a zároveň přítomný so-dík, znehodnocuje vodný predhydrolyzátako surovinu pre krmovinárske a potravi-nářské účely. Vodný predhydrolyzátor jehnedočierny zakalený koloidný roztok. Účinkom minerálnych kyselin — najmakyseliny sírovej, je možno uskutečnit kyslúpredhydrolýzu dřevných stiepok pri pod-statné nižších teplotách v porovnaní k vod-nej predhydrolýze. K. Freudanberg a kol.(Ber. 80, 53, 1974) popisuje kyslú hydrolý-zu bukového a jedlového dřeva účinkom1—2 %' kyseliny sírovej pri 115 °C a zo zís-kaného hydrolyzátu izolu D-xylózu zložitoutechnikou delenia od živičných a gumovi-tých látok. Fr. Očenášek ,a kol, popisuje včs. patente č. 122 818 z 21. 2. 1966 kyslú pen-tozánovú hydrolýzu kukuřičných oklaskovúčinkom 1—>3 % kyseliny sírovej pri 100——110 °C za účelom získania D-xylózy. Pódia autorského osvedčenia č. 159 453z 31. 3. 1972 a č. 159 583 z 23. 10. 1972, sadosiahne účinkom 0,75—0,95 % roztoku ky-seliny sírovej na 1—2 hodiny pri 120—129stupňoch Celsia vyhovujúca kyslá predhyd-rolýza hemicelulóz a pilin, dřevných odpa-dov alebo stiepok listnatých dřevin. Reakč-né podmienky uvedenej kyslej predhydrolý-zy sú tu hlavně zamerané na získanie čonajkvalitnejšieho čirého predhydrolyzátu, t.j. roztoku monosacharidov bez degradačnýchproduktoiv, z kterého je možno získat kryš- talickú D-xylózu a materský sirup po kryš-talizácii D-xylózy, a to jednak čistiacim po-stupom uvedeným v autorskom osvědčeníč. 159 453, ako aj zjednodušeným čistiacimpostupom bez odstránenia kyseliny sírovej abez použitia ionexov podlá autorského o-svedčenia č. 159 583. Po, takejte kyslej pred-hydrolýze s-a po druhom stupni várky, t. j.po alkalickej dellgnifikácil predhydrolyzo-vaných stiepok, získá akostná buničina vhod-ná pre chemické spracovanie.

Podlá předmětného vynálezu spósob kys-lej predhydrolýzy dřevných stiepok pri dvoj-stupňovej výrobě buničiny z listnatých dře-vin kontinuálnym alebo diskontinuálnym spó-sobom sa vyznačuje tým, že sa v prvomstupni uskuteční kyslá predhydrolýza s vý-hodou kontinuálna 0,1 až 0,45 % hmot. svýhodou 0,4 % hmot. roztokom kyseliny sí-royej alebo působením odpadného roztokukyseliny sírovej po· druhom stupni várky, sobsahom 0,1 až 0,45 % hmot. kyseliny síro-vej, pri teplete 140 až 160 CC, s výhodou 155stiypňov Celsia po dobu plsobenia 40 až 55min. s výhodou 45 min. V uvedenom rozmedzí reakčných podmie-nok možno dosiahinúť dehydratáclu častiD-xylózy za vzniku furfuralu, ktorá sa zpredhydrolyzátu získá odplynením v priebe-hu kontinuálnej kyslej predhydrolýzy ale-bo po ukončení dlskontinuálnej kyslej pred-hydrolýzy. Za přítomnosti silnej minerálnejkyseliny, akou je kyselina sírová, je za u-vedených reakčných podm-ienok potlačenývznik degradačných produktov na minimum,pričom tieto produkty už nemajú nežiadúciplastický charakter s tendenciou nalepova-nia sa, pretože účinkom silnej kyseliny úpl-né vykondenzujú na látky zrnitého nelepi-vého charakteru.

Takto získaný predhydrolyzát je číry,žltohnedý roztok, obsahujúci iba monosa-charidy, t. j. žiadne ollgosacharidy a je vhod-nou surovinou na výrobu hodnotných pro-duktov, ako napr. krmný sirup pre dobytek,krystalická D-xylóza, resp. xylitol, materskýsirup po kryštalizácii D-xylózy a xylitolu,ako aj ďalšie hodnotné produkty připrave-né na báze predhydrolyzátu. Dřevné štiepky listnatých dřevin predhyd-rolyzované jpodla vynálezu, poskytujú po u-končení druhého stupňa, várky, t. j. po běž-ně známej alkalickej delignifikácii akostnúbuničinu pre chemické spracovanie. Spóso-bom podlá vynálezu možno vyrobil kvalit-nú buničinu z listnatých dřevin, a to pro-gresivnějším a ekonomicky výhodnějším po-stupom. Příklad 1

Bukové štiepky sa podrobla kyslej pred-hydrolýze účinkom 0,45 % hmotnostnýchroztoku kyseliny sírovej pri hydromodule1 : 2,5 pri 140 °C po dobu 45 minút. Získá satak číry žltohnedý hydrolyzát, ktorý má bezodplynenia furfuralu následovně zloženie:

Claims (3)

1. 248106 5 Měrná hmotnost pri 20 °C — kg/cm3 1 035 Monosacharidy: g/1 D-xylóza 50,1 L-arabinóza 6 D-manóza 6 D-glukóza 12 D-galaktóz-a 9 Spolu (g/1) 83,1 Oligosacharidy g/1 Furfural 6,9 Kyselina octová 18,2 Kyselina mravčia 0,18 Vzniklý furfural sa oddělí z predhydroly-zátu odplynením v priebehu kontinuálnejpredhydrolýzy alebo po ukončení diskon-tinuálnej predhydrolýzy, čím sa získá hle-daný hodnotný produkt pre chemický prie-mysel. Predhydrolyzát sa po oddělení odštiepok rnože spracovať o sebe známým po-stupom podl'a potřeby a to zahušťováním na koncentráciu 50 % na krmný sirup prevýživu dobytka, čistiacim postupom podl'aautorského- o-svedčenia č. 159 453 alebo č.159 583 na krystalická D-xylózu, resp. xy-litol a materský sirup po kryštalizácii D-xy-lózy, resp. xylitolu. Příklad
2. 2 Bukové štiepky sa podrobia kyslej pred-hydrolýze účinkem 0,1 % H2SO4 pri hydrc-mo-dule 1 : 2,5 pri 155 °C po dobu 55 minut.Získá sa tak hydrolyzát o mernej hmotnos-ti 1 026 kg/m3, ktorý obsahuje 54 g/1 mono-s-achari-dov, z toho 31 g/1 D-xylózy a 2,48 g/1furfuralu. Příklad
3. 3 Bukové štiepky sa podrobia kyslej pred-hydrnlýze účinkom 0,45 % H2SO4 pri hydro-mo-dule 1 : 2,5 pri 160 °C po dobu 30 mi-nut. Získá sa tak hydrolyzát o mernej hmot-nosti 1,03 kg/m3, ktorý obsahuje 62,4 g/1 mo-nos-acharidov, z toho 39,5 g/1 D-xylózy a 0,98g/1 furfuralu. PREDMET Sposob kyslej predhydrolýzy dřevnýchštiepok pri dvojstupňové] výrobě buničiny zlistnatých dřevin ko-ntinuálnym alebo dis-ko-ntinuálnym s-posobo-m, vyznačujúci sa tým,že sa. v prvo-m stupni uskutoční kyslá pred-hydrolýza s výhodou kontinuálna 0,1 až0,45 % hmot. s výhodou 0,4 % hmot. roz- tokom kyseliny sírovej, -alebo poso-bením od-padného roztoku kyseliny sírovej získanéhopo druhom stupni várky, s obsahom 0,1 až0,45 % hmot. kyseliny sírovej pri teplote140 -až 160 °C, s výhodou 155 °C -po dobuposobeni-a 30 až 55 min., s výhodou 45 min.