DE69810345T2 - Verfahren und anlage zur extraktion und konzentration von tanninen aus holz und anderen natürlichen produkten - Google Patents

Verfahren und anlage zur extraktion und konzentration von tanninen aus holz und anderen natürlichen produkten

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DE69810345T2
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Description

    Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Extraktion und zur Anreicherung von Tanninen aus Holz und aus anderen festen natürlichen tanninhaltigen Produkten.
  • Stand der Technik
  • Das Wort Tannin(e) kennzeichnet in der vorliegenden Beschreibung eine Kategorie von Produkten, nämlich die der pflanzlichen Tannine. Diese umfasst natürliche Produkte, die in verschiedenen Teilen von Bäumen und Pflanzen (Blättern, Früchten, Rinde, Holz und Wurzeln) enthalten sind. Die Tannine sind ein Komplex von organischen Verbindungen, und es ist schwierig, ihre unterschiedlichen Bestandteile zu charakterisieren; auf jeden Fall können die Tannine, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, als eine Mischung aus Polyphenolen definiert werden, deren Molekulargewichte in einem Bereich zwischen 500 und 3000 Dalton liegen, und sie können in zwei Untergruppen eingeteilt werden: hydrolosierbare Tannine und kondensierte Tannine (Kirk-Othmer "Enzyklopädie der chemischen Technologie", 2. Auflage, Band 12, S. 319-324).
  • Auch wenn die oben erwähnten Tannine als Beizmittel für Farbstoffe genutzt werden können wie beispielsweise bei der Herstellung von Druckfarben, in der Weinherstellung und auf pharmazeutischen Gebieten, so liegt doch ihre hauptsächliche Anwendung in der Gerberei. In der Tat besteht das wichtigste Merkmal der Tannine darin, dass sie sich mit Collagen oder anderen Eiweißsubstanzen verbinden, die in der tierischen Haut enthalten sind, und diese folglich in Leder umwandeln. Für derartige Anwendungen ist es wichtig, dass in den Tanninextrakten die hydrolosierbaren Tannine in sehr niedrigen Mengen vorhanden sind, vorzugsweise nur als Verunreinigungen. Aus diesem Grund ist das Ziel der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, hochkonzentrierte Lösungen an kondensiertem Tannin zu erreichen. Die Hauptausgangsstoffe für solche Tannine sind: Kastanienholz, Quebrachoholz, das Laub des Färberbaums, das Holz und die Rinde von einigen Eichenarten und des Myrobalanenbaumes.
  • Das Verfahren zur Extraktion von Tanninen aus pflanzlichen Produkten, welche diese Tannine enthalten, ist eine herkömmliche Methode und beruht auf der Extraktion mit siedendem Wasser. Die so erhaltene Lösung wird durch Eindampfen angereichert. Diese Methode ist seit Anfang dieses Jahrhunderts bekannt, und an ihr wurde im Wesentlichen nichts abgeändert, ausgenommen die herkömmlichen Siedebecken, welche durch Gegenstromextraktoren ersetzt worden sind, die allerdings keine höhere Extraktionsausbeute ermöglichen, d. h. die Tanninlösung hat am Ende noch immer eine niedrige Konzentration (etwa 5 Gew.-%).
  • Bei den bekannten Techniken, wie sie in M. Giua "Abhandlung über industrielle Chemie" UTET, 45-49 (1973) beschrieben werden, wird zerkleinertes Holz in eine Batterie von Autoklaven, die im Gegenstromverfahren arbeiten, eingefüllt. Auf diese Weise trifft Frischwasser auf das ausgelaugte Holz, und die austretende, mit Tannin angereicherte Lösung macht das Tannin löslich, welches in dem frisch zerkleinerten Holz, welches der Batterie von Autoklaven zugeführt wird, in hoher Konzentration, enthalten ist. Diese als Laugung bezeichnete Behandlung erfolgt im Allgemeinen in Wasser bei etwa 110-120ºC und bei einem Maximaldruck von 0,8 10&supmin;¹ MPa (0,8 bar) über etwa 6 Stunden, wenn das Gewichtsverhältnis Wasser/Holz bei etwa 2-2,4 liegt. Im Allgemeinen wird durch diese Siedebehandlung eine Tanninlösung von 4-5 Gew.- % bei einer Extraktionsausbeute von etwa 60-65% erreicht (R. Julien, Durand Ayme "Das pflanzliche Gerben", Herausg. Technisches Zentrum für Leder (1980). Nach der Klärung durch Absetzen wird in Kaskadenverdampfern die Tanninlösung bis zur gewünschten Konzentration (im Allgemeinen 40-50 Gew.-%) angereichert, und zwar im Vakuum, um die Tanninoxidation zu begrenzen. Die so erhaltene Lösung kann mit den bekannten Stabilisierungsmitteln aufgefüllt und gelagert werden, oder sie kann weiterbehandelt werden, beispielsweise kann sie zu Pulver getrocknet werden, beispielsweise kann sie zerstäubt werden.
  • Die Hauptnachteile, welche das obige Verfahren unakzeptabel machen, sind die folgenden: niedrige Extraktionsausbeute, zu hoher Wasserbedarf, zu hoher Verbrauch an Energie, um dieses Wasser zu verdampfen.
  • Es sind mehrere Anlagen für die Durchführung der Tanninextraktion bekannt. Ihr Hauptnachteil besteht jedoch darin, dass der Kontakt zwischen der Extraktionsflüssigkeit und dem zu extrahierendem Material unbefriedigend ist und folglich die Leistungsdaten der Anlagen mangelhaft sind.
  • In dem Dokument CZ-B-283179 wird ein Verfahren zur Gewinnung von Tanninen und Proteinen aus Hopfenabfällen beschrieben. Dieses Verfahren wird in der Weise durchgeführt, dass man einen Hopfenextrakt einer Reihe von Trennungsvorgängen unterzieht, die in der folgenden Reihenfolge ablaufen: Zentrifugieren, Ultrafiltration, Nanofiltration und Gelfiltration.
  • Die Anwendung von Filtermembranen auf diesem Gebiet ist bekannt, jedoch sind die bisher erhaltenen Produkte hinsichtlich der Qualität des Endproduktes und/oder hinsichtlich der Leistungsdaten der Membranen nicht zufriedenstellend. Demzufolge besteht die Notwenigkeit, hoch angereicherte Tanninlösungen mit einem einfachen, schnellen und preiswerten Verfahren zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung löst die obigen Probleme.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zur Extraktion von Tanninen aus pflanzlichen Produkten und zur Anreicherung der so erhaltenen Tanninlösung bereitzustellen, bei welcher die Extraktion nach dem Verfahren und mit der Anlage durchgeführt werden, für die in den Ansprüchen 1 bzw. 15 Schutz beansprucht wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist ein Blockschema eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich das Wort "Nanofiltration" auf Filtrationstechniken, die mittels Membranen durchgeführt werden. Diese Technik ermöglicht, verschiedene Arten von in einer Lösung enthaltenen Molekülen zu trennen; sie beruht sowohl auf der mechanischen Trennung als auch auf der chemischphysikalischen Trennung, wobei die Letztere die unterschiedliche chemische und physikalische Affinität der zu trennenden Moleküle gegenüber der Natur der Membran nutzt.
  • Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Methode beruht auf der Tatsache, dass das zu extrahierende feste Material, welches mit Hilfe herkömmlicher Techniken zerkleinert worden ist, einer Extraktion durch Perkolation mit Wasser ausgesetzt und die so erhaltene wässerige Lösung einer Nanofiltration mit passend ausgewählten Membranen unterzogen wird, was ermöglicht, eine Konzentration von 50 Gew.-% an Tannin oder höher zu erreichen.
  • Es muss hervorgehoben werden, dass die Perkolationstechnik Anlagenbauteile erfordert, welche umfangreicher und teurer als die der Gegenstromtechnik sind, jedoch entsprechend den von Anwendern durchgeführten Tests führen nicht nur die anfänglichen hohen Investitionskosten zu einer am Ende zu verzeichnenden Einsparung, sondern auch das so erhaltene Produkt ist, wie weiter unten noch gezeigt wird, besser als dasjenige, das auf dem herkömmlichen Weg erhalten wird.
  • Gemäß dieser Erfindung wird die Extraktion durch Perkolation mittels einer Extraktionseinheit 1 ausgeführt, welche mindestens einen Extraktor enthält, in welchem ein Wasserstrom, vorzugsweise entmineralisiertes Wasser, und/oder ein Dampfstrom mit dem festen Material in Kontakt kommt, aus welchem die Extraktion erfolgen soll. Das Wasser hat eine Temperatur im Bereich zwischen 90ºC und 115ºC und ist sauer (pH = 1,5-6), um die Extraktionsleistung zu erhöhen; der Druck wird zwischen 0 und 3 10&supmin;¹ MPa (0 und 3 bar) gehalten. Das Wasser extrahiert Tannin aus dem festen Material, und die sich ergebende Lösung sammelt sich am Boden des Extraktors. Diese Extraktionsstufe läuft vorzugsweise in einem geschlossenen Kreislauf ab, d. h., die Tanninlösung wird am Boden des Extraktors aufgefangen und mindestens einmal, vorzugsweise jedoch 6 bis 10 mal pro Stunde zum Oberteil desselben Extraktors oder, im Falle von mehr als einem Extraktor, zum Oberteil des nächsten Extraktors geleitet.
  • Der Extraktor ist je nach der Anlagenkapazität ein Behälter von veränderlichem Fassungsvermögen, der im Allgemeinen aus Edelstahl (AISI 304) gefertigt ist, eine zylindrische Form hat und mit einem Boden in Gestalt eines Kegelstumpfes ausgestattet ist. Auf der Oberseite des Extraktors sind ein Beschickungstrichter und ein Schieber zur Gewährleistung der Abdichtung angebracht. Im Innern des Extraktors kann eine Vorrichtung angebracht sein, die geeignet ist, die Schicht aus festem Material zu bewegen, wie zum Beispiel eine archimedische Schnecke. Das Wasser und/oder der Dampf werden auf turbulente Art und Weise zu dem festen Material geleitet, um die Extraktionsausbeute zu erhöhen. Zu diesem Zweck sind mindestens zwei ringförmige Röhren auf dem Oberteil und im Innern des Extraktors angebracht. Diese Röhren sind mit Sprühern für die Zufuhr von frischem Lösungsmittel ausgestattet und wirken möglicherweise gemeinsam mit mindestens einem weiteren Ring von Sprühern auf dem Boden des Extraktors. Auf dem Boden befindet sich auch ein Einlass, welcher an eine Umwälzpumpe angeschlossen ist und ermöglicht, die Wasser/Tannin-Lösung vom Boden zum Oberteil des Extraktors zu leiten, um die Extraktionsleistung zu erhöhen. An einem Flansch auf dem Boden von besagtem Extraktor ist ein Schieber angebracht, der die Entnahme des ausgelaugten Feststoffes ermöglicht, nachdem der Extraktor geleert wurde.
  • Um die Extraktionsausbeute weiter zu erhöhen, kann eine Vibrationsvorrichtung vorgesehen werden, die vorzugsweise auf dem Boden des Extraktors angebracht wird. Ein elektromechanischer Vibrator, beispielsweise ein piezoelektrischen Wandler, kann dafür benutzt werden. Eine derartige Vorrichtung erhöht die Relativbewegung zwischen dem Material, aus dem die Extraktion erfolgen soll, und der Extraktionsflüssigkeit.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Strömung des Perkolationslösungsmittels parallel zu den Hauptachsen der Extraktoren, so dass das besagte Lösungsmittel mit dem Feststoff in den Wasser- und/oder Dampfstrahlen, die vom Oberteil zum Boden und/oder vom Boden zum Oberteil gerichtet sind, in Berührung kommt, wodurch die Berührungszeit zwischen dem Wasser und dem Feststoff erhöht wird. Die Betriebsbedingungen des Extraktors 1 sind vorzugsweise die folgenden: T = 90-110ºC, pH = 4-6, P = 0-1 10&supmin;¹ MPa (0-1 bar), Dauer des Extraktionskreislaufes: 3-4 Stunden.
  • Die Extraktionsstufe, welche entsprechend dieser Erfindung durchgeführt wird, ermöglicht, dass eine Extraktionsausbeute von 90-95% erzielt wird. Die von der Extraktionseinheit 1 kommende Tanninlösung wird zu der Flotations- /Sedimentationseinheit 2 geleitet, welche auf bekannte Art und Weise arbeitet. Eine derartige Einheit 2 enthält ein offenes Becken, wo sich die Lösung absetzt und alle schwimmenden Teilchen mit einem Abschäumer entfernt werden und alle eingedickten Schlammteilchen auf dem Boden mit einem Schaber beseitigt werden. Danach wird die Lösung zur an sich bekannten Filtrationseinheit 3 geleitet, um die restlichen Ablagerungen zu entfernen. Die Filtration wird vorzugsweise mit Filtern ausgeführt wie zum Beispiel mit Korbfiltern, Blattfiltern oder anderen Arten von wohlbekannten Filtern, um Teilchen größer als 10 um zurück zu halten. Nach dieser Einheit 3 könnte eine Zwischenlagerungseinheit 4 angeordnet werden, aus welcher die Lösung abgezogen wird, damit sie der Nanofiltration in der nächsten Stufe 5 zugeführt werden kann.
  • Die Nanofiltration wird mittels Membranen ausgeführt, die auf Grund der Tatsache, dass sie eine spezifische mechanische Wirkung ausüben und eine chemischphysikalische Affinität zu Tannin haben, die zugeführte Tanninlösung anreichern und das Wasser ohne Tannin austreten lassen. Dieses Wasser wird nach erfolgter geeigneter Behandlung in die Anlage zurückgeführt, wie weiter unten beschrieben wird.
  • Die Tanninlösungen, welche die Membranen verlassen, sind mit einem Anteil an Tannin von mehr als 50 Gew.-% hochkonzentriert und können als solche für Gerbvorgänge verwendet werden.
  • Es wurde herausgefunden, dass die am besten zur Anwendung geeigneten Membrane die Nanofiltrationsmembranen mit spiralförmigen Modulen sind. In der Tat, hat man festgestellt, dass infolge der Komplexität des abzutrennenden Produktes (das als Tannin bezeichnete Gemisch aus Polyphenolen) Membranen mit abweichenden Konfigurationen keine ausreichenden Leistungsdaten hinsichtlich der Lebensdauer garantieren. Es wurde auch herausgefunden, dass die Abstände einen Parameter darstellen, welcher Einfluss auf die Effizienz der Nanofiltration hat, und es wurde festgestellt, dass geeignete Abstände im Bereich 762-3048 um (30-120 mil), jedoch vorzugsweise im Bereich 762-2286 um (30-90 mil) und besonders vorzugsweise im Bereich 1016-1270 um (40-50 mil) liegen, wobei "mil" eine Maßeinheit ist, die den Sachkundigen auf diesem Gebiet bekannt ist. Bevorzugte Betriebsbedingungen sind: P = 3,5-4 MPa (35-40 bar), T = 50-70ºC.
  • Bevorzugte Membranen sind druckbeaufschlagte Membranen mit einer molekularen Trenngrenze von 200-500 g/Mol. Die Polysulphon-Membranen und die Polyamid- Membranen werden besonders bevorzugt.
  • Die aus den Membranen austretende angereicherte Lösung hat typischerweise einen Gehalt an Tannin von etwa 50 Gew.-% oder höher bei einem pH-Wert = 3-3,5, und das hindurchgedrungene Wasser hat einen pH-Wert von 5-5,5. Die oben beschriebene Nanofiltration ermöglicht es, mehr als 95% der Tannine aus der Lösung zu extrahieren.
  • Es können auch mehr als eine Nanofiltrationsstufe eingesetzt werden, falls die Umstände es erfordern. Es ist auch möglich, eine ganze Anzahl von Membranen zu verwenden, welche in Reihe geschaltet sind. Darüber hinaus kann für eine weitere Erhöhung der Extraktionsausbeute eine Vibrationseinrichtung in Verbindung mit den spiralförmig gewundenen Membranen vorgesehen werden. Ein elektromechanischer Vibrator wie beispielsweise ein piezoelektrischer Wandler kann hierfür verwendet werden, welcher vorteilhafterweise in dem Gehäuse der Membran untergebracht werden kann.
  • Das aus den Membranen austretende Wasser, welches so gut wie frei von Tanninen ist, wird der Extraktionseinheit 1 als Lösemittel wieder zugeführt, nachdem es vorher den bekannten Behandlungsmethoden wie beispielsweise einer Neutralisation unterzogen worden ist.
  • Die Anlage kann durch eine Lagereinheit 7 für Wasser erweitert werden. Die am Ende anfallende Tanninlösung wird in einer Lagereinheit 6 gesammelt, damit sie zu einer Abpackeinheit oder anderen Nachbehandlungen wie beispielsweise einem Trocknungsprozess (Einschubfilter, Trommelfilter, Zerstäubung) zugeführt werden kann, um Tanninpulver zu erhalten.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus der Tatsache, dass das auf diese Weise hergestellte Tannin, da es keinen starken Hitzebehandlungen ausgesetzt worden ist (mit Ausnahme der ersten Behandlung in der Extraktionsstufe, die auf alle Fälle weniger stark als die herkömmliche Behandlung ist), nicht so stark abgebaut (oxidiert) ist wie die Produkte, die mit herkömmlichen Methoden erhalten werden. Daher hat das Tannin eine stärkere Wirkung, zum Beispiel hinsichtlich der Gerbkraft, als die entsprechenden herkömmlichen Produkte. Ein anderer Vorteil ist der, dass die aus den Membranen austretende Tanninlösung direkt zum Gerben verwendet werden kann und weitere Konzentrationsstufen deshalb nicht notwendig sind, da ja Tanninlösungen mit Konzentrationen an Tannin von etwa 50 Gew.-% für Gerbzwecke geeignet sind.
  • Weitere Vorteile des Verfahrens und der Anlage, welche in der Erfindung beschrieben werden, liegen auf ökonomischem und ökologischem Gebiet. Die ökologischen Vorteile ergeben sich aus der Tatsache, dass die Menge an Abwasser in der innovativen Anlage 4 mal niedriger ist als in herkömmlichen Anlagen. Außerdem besteht keine Notwendigkeit, riesige Mengen an Wasser zu verdampfen, und die Menge des benötigten Brennstoffes ist bedeutend niedriger als jene, die in entsprechenden herkömmlichen Technologien benötigt wird. Außerdem besteht durch die Nanofiltration gar keine Möglichkeit mehr, dass Tannin zusammen mit dem verdampften Wasser in die Atmosphäre mitgeschleppt wird.
  • Die ökonomischen Vorteile betreffen die laufenden Betriebskosten der Anlage, welche im Vergleich zu den Kosten einer herkömmlichen Anlage dank der niedrigen Mengen an benötigtem Brennstoff und dank der durch die Nanofiltration niedrigeren Investitionskosten der mechanischen Anreicherungsaggregate gegenüber den herkömmlichen Verdampfern um ein Drittel gesenkt werden können.
  • Die folgenden Beispielen sollen dazu dienen, die Erfindung zu veranschaulichen, und sie sollten nicht als Einschränkung der Erfindung an sich betrachtet werden.
  • BEISPIEL 1 Extraktion
  • Die Extraktionseinheit enthält drei Extraktoren, welche parallel geschaltet sind: jeder Extraktor hat ein Fassungsvermögen von 2000 Litern. Das Beschickungsgut bestand bei jedem der Extraktoren aus 350 kg zerkleinertes Kastanienholz.
  • Extraktionstemperatur: 110ºC
  • Druck: P = 0,8 10&supmin;¹ MPa = (0,8 bar)
  • Anzahl der Durchläufe: 10 pro Stunde
  • Dauer des Extraktionskreislaufes: 4 Stunden
  • Wasser/Holz-Verhältnis: 1 : 1 nach Gewicht
  • Das nach Ende der Behandlung entstandene Produkt hatte eine Tanninkonzentration von 8 Gew.-%, bei einer Extraktionsausbeute von 95%.
  • BEISPIEL 2 Anreicherung durch Nanofiltration
  • Für die Durchführung dieses Testes wurden Membranen verwendet, die von Hoechst Separation Products hergestellt waren und die folgenden Kenndaten aufwiesen: Polyetherosulfon NF PES10 10H® spiralförmig gewunden 4" · 40" (44 mil), 1118 um, Polyetherosulfon N 30 F® spiralförmig gewunden 4" · 40"(44 mil), 1118 um, Polyamid Desal 5 DK® spiralförmig gewunden 4" · 40"(50 mil), 1270 um.
  • Die von der Extraktionseinheit kommende Lösung wurde nach geeigneter Klärung der Nanofiltration entsprechend den in Tabelle 1 aufgelisteten Betriebsbedingungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt, der pH-Wert der hindurchgetretenen Lösung ist pH = 5,5. Tabelle 1
  • a Tanninkonzentration hinter der Membran (Gew.-%)
  • b Auf Flächeneinheit bezogener Durchfluss an Tanninlösung durch die Membran
  • c Menge an Tannin, die aus der Tannin-Ausgangslösung extrahiert wurde
  • Rückspülungen der Membran mit wässerigen NaOH-Lösungen ergaben keine Probleme, und die Membranen regenerierten schnell, ohne Schaden zu nehmen. Die ursprünglichen Strömungsdaten der Module waren nach den Reinigungsverfahren reproduzierbar.
  • BEISPIEL 3 (vergleichendes Beispiel)
  • Die Anreicherung wurde durchgeführt, wie das beim Beispiel 1 beschrieben worden ist, aber die spiralförmig gewundenen Membranen wurden durch eine röhrenförmige Polyamidmembran AFC99, hergestellt von PCI Membrane Systems Ltd., ersetzt. Der durchschnittliche Durchdringungsstrom (Permeatstrom) betrug 5 l/m²h. Die Konzentration der aus der Membran austretenden Tanninlösung betrug 18,3 Gew.-%. Die weitere Rückspülung der Membran wurde bald schwierig, und nach einer sechswöchigen Betriebszeit war die Membran nicht mehr zu verwenden.
  • Aus den Beispielen 2 und 3 ist offensichtlich, dass nur spiralförmig gewundene Membranen für die Anreicherung der Tannine geeignet sein können. Abweichende Membranen ergeben am Ende Lösungen, welche durch niedrige Tanninanteile gekennzeichnet sind. Darüber hinaus ist der Permeatstrom unbefriedigend. Innerhalb der Gruppe der spiralförmig gewundenen Membranen werden die Sachkundigen auf diesem Gebiet die besten Betriebsbedingungen finden. Ein Anwender hat herausgefunden, dass Desal 5 DK® 50 mil die besten Leistungsdaten hatte.
  • Gerbtests, die unter Verwendung von Tanninlösungen, die entsprechend Beispiel 2 erhalten wurden, und von entsprechenden handelsüblichen Produkten durchgeführt wurden, zeigen hinsichtlich der Gerbleistung und der Qualität des Leders viel bessere Ergebnisse zu Gunsten der erfindungsgemäßen Tannine.

Claims (23)

1. Verfahren zur Extraktion und Anreicherung von Tannin aus tanninhaltigen festen natürlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Verfahren die folgenden Schritte umfasst: zunächst werden die festen Produkte einer Extraktion durch Perkolation mit einem extrahierenden Medium unterzogen, welches aus Wasser und/oder Wasserdampf als Lösungsmittel besteht; dann folgt der Schritt der Filtration, um die Teilchen größer als 10 um zurück zu halten, und schließlich erfolgt die Anreicherung der auf diese Weise erhaltenen wässrigen Tanninlösung durch Nanofiltration mit Hilfe von spiralförmig gewundenen Membranen, wobei bezüglich der besagten Membranen die Wahl zwischen Polyethersulfonmembranen und Polyamidmembranen besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion mit Wasser bei einer Temperatur von 90ºC bis 115ºC und bei einem Druck P = 0 bis 3·10&supmin;¹ MPa durchgeführt wird, der pH-Wert des Wassers zwischen 1,5 und 6 liegt und für eine wirksame Relativbewegung zwischen dem festen Material und dem extrahierenden Medium gesorgt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion in einem geschlossenen Zyklus mit mindestens einem Extraktor durchgeführt wird, wobei die Tanninlösung am Boden des Extraktors aufgefangen wird und wenigstens einmal zum Oberteil dieses Extraktors und im Falle von mehr als einem Extraktor zur Oberseite des nächsten Extraktors geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tanninlösung 6 bis 10 mal pro Stunde im Kreislauf geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Perkolation benutzte Lösemittel parallel zur Hauptachse des Extraktors strömt, wobei es mit dem festen Material in der Weise in Kontakt kommt, dass Wasser- und/oder Dampfstrahlen vom Oberteil des Extraktors zu seinem Boden und/oder vom Boden zum Oberteil gerichtet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktionszyklus 3 bis 4 Stunden dauert.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel auf turbulente Art und Weise zum festen Material geleitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, welches ferner umfasst: eine Flotations/Sedimentationsstufe vor dem Filtrationsschritt, eine mögliche Zwischenlagerung, von welcher die Tanninlösung mindestens einmal abgezogen wird, um sie der Nanofiltration zu unterziehen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtration durch Trommel- und/oder Blattfilter erfolgt.
10. Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanofiltration mit Hilfe von Membranen mit spiralförmig gewundenen Modulen mit Abständen im Bereich von 762-3048 um (30-120 mil) erfolgt.
11. Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanofiltration mit Hilfe von Membranen mit spiralförmig gewundenen Modulen mit Abständen im Bereich von 762-2286 um (30-90 mil) erfolgt.
12. Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanofiltration mit Hilfe von Membranen mit spiralförmig gewundenen Modulen mit Abständen im Bereich von 1016-1270 um (40-50 mil) erfolgt.
13. Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanofiltration bei P = 3,5-5,0 MPa und T = 50-70ºC erfolgt.
14. Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, welches die Stufe der Nanofiltration verlässt, als Lösungsmittel zur Extraktionsvorrichtung zurück geführt wird.
15. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Extraktionsvorrichtung (1), in welcher das feste Material einer Extraktion durch Perkolation mit einem Extrahiermittel, das aus Wasser und/oder Wasserdampf als Lösemittel besteht, unterzogen wird, eine Filtrationsvorrichtung (3), um die Teilchen größer als 10 um zurück zu halten, und eine Vorrichtung zur Nanofiltration (5), welche mit spiralförmig gewundenen Membranen arbeitet, wobei die besagten Membranen aus Polyethersulfonmembranen oder Polyamidmembranen ausgewählt werden.
16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Nanofiltration (5) wenigstens eine spiralförmig gewundene Membrane mit einem Abstand von 762-3048 um (30-120 mil) umfasst.
17. Anlage nach den Ansprüchen 15-16, dadurch gekennzeichnet,
dass der Extraktor ein zylinderförmiges Gefäß ist, dessen Boden die Form eines Kegelstumpfes hat und auf dessen Oberseite ein Beschickungstrichter und ein Ventil angebracht sind;
dass im Innern des Extraktors mindestens eine Vorrichtung zum Bewegen des festen Materials angeordnet ist;
dass das Wasser und/oder der Wasserdampf für die Perkolation auf turbulente Art und Weise zum festen Material durch eine mit Sprühdüsen ausgestattete Vorrichtung geleitet werden, welche möglicherweise am Boden des Extraktors mit einer weiteren Sprühvorrichtung zusammenwirkt, wobei außerdem am besagten Boden eine Einlassöffnung, welche auf Grund der Tatsache, dass sie an eine Umwälzpumpe angeschlossen ist, ermöglicht, die Wasser-Tannin-Lösung vom Boden des Extraktors zum Oberteil desselben Extraktors oder dem des nächsten Extraktors zu leiten, und eine Absperrvorrichtung, welche ermöglicht, das ausgelaugte feste Material abzuführen, wenn der Extraktor geleert wird, angebracht sind.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktor ferner Mittel umfasst, die dazu dienen, das feste Material und das Extraktionsmittel in Bewegung zu halten.
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktor ferner eine archimedische Schraube enthält.
20. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktor ferner eine Vibrationsvorrichtung enthält.
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung ein piezoelektrischer Schwinger ist.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 15-21, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Zweck der kombinierten Wirkung vor der Filtrationsvorrichtung (3) außerdem eine Flotations/Sedimentationsvorrichtung (2) und möglicherweise eine Vorrichtung (4) zur Zwischenlagerung enthält, von welcher die Tanninlösung abgezogen wird, um sie zur Nanofiltration zu leiten.
23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationsvorrichtung Trommel und/oder Blattfilter umfasst.
DE69810345T 1997-10-28 1998-10-27 Verfahren und anlage zur extraktion und konzentration von tanninen aus holz und anderen natürlichen produkten Expired - Lifetime DE69810345T2 (de)

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IT97RM000653A IT1295832B1 (it) 1997-10-28 1997-10-28 Processo e impianto per l'estrazione e concentrazione del tannino da legno e altri prodotti naturali
PCT/EP1998/006804 WO1999021634A1 (en) 1997-10-28 1998-10-27 Process and plant to extract and concentrate tannins from wood and from other natural products

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DE69810345D1 DE69810345D1 (de) 2003-01-30
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140147514A1 (en) * 2011-08-04 2014-05-29 Ramaswamy Rajendran Extraction of vitamins and minerals from plant matter
ITMI20121419A1 (it) * 2012-08-08 2014-02-09 Fattoria Autonoma Tabacchi S C A R L Metodo per la produzione di tabacco volto a ridurre il tenore di nitrosammine.
EP3066208A4 (de) 2013-11-07 2018-01-10 Andrew Desbarats Vorrichtung und verfahren zur phenolreduzierung in enzymatischen lösungen und/oder rohmaterialien
CA3069352A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Vincent YACYSHYN Removing polyphenol contaminants from feedstock-based polyphenols
US11173187B2 (en) 2018-11-13 2021-11-16 Immortazyme Company Ltd. Concentrated oil-based polyphenol composition and a method of producing the oil-based polyphenol composition
CN110372522B (zh) * 2019-07-30 2020-10-02 南京工业大学 一种从含有戊二胺的固相中汽提回收戊二胺的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR369763A (fr) 1906-07-06 1907-01-19 Wilhelh Fink Appareil de lavage et de lixiviation pour substances granuleuses ou fibreuses
US1859497A (en) 1926-11-12 1932-05-24 Buss Ag Extractor
US2123212A (en) 1933-09-28 1938-07-12 Scholler Heinrich Process of extraction
FR862750A (fr) 1940-01-05 1941-03-13 Appareil à extraire le tanin des écorces du chêne-liège de l'algérie, en forme d'extrait ayant 6, 7 à 10 degrés baumé
AU533791B2 (en) 1979-05-02 1983-12-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Purification of bark + wood extracts
JPS5851880A (ja) 1981-09-21 1983-03-26 Toray Ind Inc 果汁を原料とする安定な飲料の製造法
NL8301375A (nl) 1983-04-19 1984-11-16 Wavin Bv Werkwijze voor het bereiden van een tannine-oplossing met gering galluszuurgehalte, alsmede waterige samenstelling die een dergelijke tannine-oplossing bevat en een voor deze werkwijze geschikt membraan.
DD268857B1 (de) * 1987-03-23 1991-09-19 Zentralinstitut Fuer Ernaehrun Verfahren zur gewinnung und fraktionierung von pektinen
US5500124A (en) * 1991-12-06 1996-03-19 Hoechst Ag Process for the purifying working-up of reaction media and/or wash media obtained during preparation of cellulose ethers
US5232593A (en) * 1992-03-04 1993-08-03 Zenon Environmental Inc. Cartridge of hollow fiber membrane wafers and module containing stacked cartridges
EP0675754A4 (de) * 1992-11-27 1996-01-10 Napro Biotherapeutics Inc Verarbeitung von taxanlösungen mittels membranen.
US5476591A (en) 1993-05-25 1995-12-19 Harrison Western Environmental Services, Inc. Liquid treatment system and method for operating the same
CN1101922A (zh) * 1993-10-16 1995-04-26 西北林学院 元宝枫翅果提取栲胶工艺
CZ283179B6 (cs) * 1995-10-06 1998-01-14 Magma Jn S.R.O. Způsob získávání taninů a bílkovin z chmelového odpadu
WO1997044407A1 (en) 1996-05-23 1997-11-27 Ian Alexander Gilmour Process for extraction of proanthocyanidins from botanical material

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