Патент на изобретение №2229490

(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ, СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БИОФЛАВОНОИДОВ И СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРАБИНОГАЛАКТАНА, ПОЛУЧЕННЫХ В ПРОЦЕССЕ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области комплексной переработки древесины лиственницы с выделением нативных биофлавоноидов: дигидрокверцетина, дигидрокемпферола, нарингенина, древесных смол, масел, олигосахаридов, нерастворимого биополимера древесины. Комплексная переработка древесины и хвои лиственницы включает экстракцию из деструктированной древесины природных веществ органическим растворителем, содержащим воду, в условиях нахождения компонентов экстракционной массы в псевдоожиженном состоянии, разделение экстракционной массы на экстракт и твердую фазу, представляющую собой углеродсодержащий полимер древесины, абсорбцию органической фазы экстракта растворителем, выделение из полученных органической и водной фаз целевых продуктов, причем все стадии процесса переработки древесины ведут в бескислородной атмосфере. Экстракцию проводят при температуре от 0 до 40°С при использовании в качестве органического растворителя, содержащего воду, эмульсии неполярного углеводорода алифатического ряда, имеющего температуру кипения не более 90°С, и метилтретбутилового эфира в деионизированной воде при их массовом соотношении соответственно (0,5-1):(0,6-4,0):(4,0-10,0), причем массовое соотношение деструктированной древесины и неполярного углеводорода, входящего в состав эмульсии, составляет от 1,0:0,5 до 1,0:1,0, после разделения полученной экстракционной массы твердую фазу промывают деионизированной водой и направляют на выделение, водно-углеводородно-эфирный экстракт разделяют на расслаиваемые: углеводородно-эфирную фазу масел, смол и биофлавоноидов и водную фазу олигосахаридов, из которой выделяют арабиногалактан, а абсорбцию углеводородно-эфирной жидкой фазы экстракта осуществляют при 90-94°С деионизированной водой с отгонкой летучих углеводородов и метилтретбутилового эфира и образованием несмешивающихся фаз, и последующим выделением из углеводородной фазы масел и смол, и выделением из водной фазы, содержащей биофлавоноиды – биофлавоноидов. Способы позволяют снизить энергоемкость процесса и соответственно стоимость целевых продуктов. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области комплексной переработки древесины лиственницы с выделением нативных биофлавоноидов: дигидрокверцетина, дигидрокемпферола, нарингенина, древесных смол, масел, олигосахаридов, нерастворимого биополимера древесины.

Древесина является нативным природным биополимером, состоящим из нерастворимых в воде углеводов (целлюлоза, гемицеллюлоза) и лигнина, содержит растворимые пентазаны и гексазаны, крахмал, пектины, соли и другие компоненты, а также экстрактивные вещества – терпены, смоляные кислоты, ароматические соединения, растительные полифенолы, стерины, лигнаны, танниды, липиды, жирные кислоты, азотсодержащие соединения.

При комплексной переработке древесины лиственницы из нее получают:

– древесные смолы и масла, используемые при производстве скипидара, канифоли, органических кислот;

– биофлавоноиды: дигидрокверцетин, дигидрокемпферол, нарингенин, находящие применение в качестве антиоксидантов в органическом синтезе, в технике, сельском хозяйстве, производстве пищевых добавок, сырья в ветеринарии, фармацевтической, промышленности;

– органические соединения – олигосахариды (арабиногалактан), используемые в качестве связующего при производстве таблеток, красок, эмульгатора, биологически активного вещества, в качестве клея;

– технические продукты – нативный нерастворимый биополимер древесины, содержащий лигнин и целлюлозу, используемый в качестве сырья для производства микроцеллюлозы, технической целлюлозы, компонента кормов крупного рогатого скота, сорбента, угольных материалов. (Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, 1989).

Существующие способы выделения биофлавоноидов из лиственницы с хорошим выходом и высокой степенью чистоты предполагают уже на стадии экстракции использование высоких температур – около 100°С (патент РФ 2114631, А 61 К 35/79, 1998), а используемая упрошенная технология выделения дигидрокверцетина высокой степени чистоты не предусматривает использование всей биомассы древесины – менее 20 мас.% при реализации технологического процесса с утилизацией отходов, возврат реагентов в цикл и автоматизацию процесса (Патент РФ 2180566, A61 K31/351, 2001 год), что создает определенные трудности технического и экономического характера при промышленном освоении переработки лиственницы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и комплексности использования сырья является способ переработки лиственницы с выделением комлекса целевых продуктов, включающий экстракцию из деструктурированной древесины природных веществ обработкой органическими растворителями, содержащими воду (Патент РФ 2165416, C 07 D 311/40, 2001). Процесс ведут в две стадии в условиях нахождения компонентов экстракционной массы в псевдоожиженном состоянии, причем на первой стадии в качестве растворителя используют эмульсию неполярного углеводорода алифатического ряда в воде и полученную экстракционную массу после первой стадии разделяют на твердую фазу и водно-углеводородный экстракт, который разделяют на углеводородный раствор природных смол и водный раствор олигосахаридов с последующим выделением природных смол и олигосахаридов (арабиногалактана), а полученную твердую фазу после промывки водой направляют на вторую стадию экстракции, при этом используют в качестве растворителя эмульсию низкокипящего эфира и водного этилового спирта в воде, полученную экстракционную массу со второй стадии разделяют на водно-спиртоэфирный экстракт и твердую фазу, в виде нативного углеродсодержащего полимера древесины, а абсорбцию водно-спиртоэфирного экстракта осуществляют низкокипящим эфиром с последующим выделением из полученных спиртоэфирной и водной фаз – нативных биофлавоноидов – дигидрокверцетина, дигидрокемпферола и нарингенина, а также арабиногалактана, причем все стадии процесса переработки древесины ведут в атмосфере инертного газа. Перекристаллизацию флавоноидов ведут из воды.

Как видно, такая технология предполагает сложную регенерацию используемых растворителей, что повышает энергетические затраты, снижает эффективность процесса и соответственно повышает стоимость целевых продуктов.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат за счет проведения экстракции одним составом растворителей и, как следствие, повышение эффективности процесса и снижение стоимости конечных продуктов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, включающем экстракцию из деструктурированной древесины и хвои природных веществ органическим растворителем, содержащим воду, в условиях нахождения компонентов экстракционной массы в псевдоожиженном состоянии, разделение экстракционной массы на экстракт и твердую фазу, представляющую собой углеродсодержащий полимер древесины, абсорбцию органической фазы экстракта растворителем, выделение из полученных органической и водной фаз целевых продуктов, причем все стадии процесса переработки древесины ведут в бескислородной атмосфере, что экстракцию проводят при температуре от 0 до 40°С при использовании в качестве органического растворителя, содержащего воду, эмульсии неполярного углеводорода алифатического ряда, имеющего температуру кипения не более 90°С, и метилтретбутилового эфира в деионизированной воде при их массовом соотношении соответственно (0,5-1):(0,6-4,0):(4,0-10,0), причем массовое соотношение деструктурированной древесины и неполярного углеводорода, входящего в состав эмульсии, составляет от 1,0:0,5 до 1,0:1,0 и после разделения полученной экстракционной массы твердую фазу промывают деионизированной водой и направляют на выделение, водно-углеводородно-эфирный экстракт ВУ ЭЭ разделяют на расслаиваемые: углеводородно-эфирную фазу масел, смол и биофлавоноидов (УЭЭ) и водную фазу олигосахаридов, из которой выделяют арабиногалактан, а абсорбцию углеводородно-эфирной фазы экстракта осуществляют при 90-94°С деионизированной водой с отгонкой летучих углеводородов и метилтретбутилового эфира и образованием несмешивающихся фаз, и последующим выделением из углеводородной фазы масел и смол, из водной фазы, содержащей биофлавоноиды – биофлавоноидов.

В качестве неполярного углеводорода с температурой кипения не более 90°С, входящего в состав эмульсии, используют смеси неполярных углеводородов, получаемые из прямогонного бензина с температурой кипения не более 90°С, предварительно очищенные от полимерных примесных смол фильтрацией через пористые фильтры, а также н-гексан, нефрас и др.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе выделения биофлавоноидов путем обработки углеводородно-эфирной фазы, полученной в результате комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, с последующей кристаллизацией биофлавоноидов, используют водную фазу биофлавоноидов, представляющую собой указанный выше продукт комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, полученную в результате абсорбции углеводородно-эфирной жидкой фазы экстракта (УЭЭ) деионизированной водой при температуре от 90 до 94°С в потоке инертного газа и последовательно осуществляют баромембранную фильтрацию водной фазы биофлавоноидов при температуре от 90 до 94°С через пористые фильтры с капиллярными отверстиями диаметром 0,005-0,050 мкм, очистку фильтрата на углеродсорбционном пористом слое при избыточном давлении от 0,5 до 6 атм, упаривание и кристаллизацию биофлавоноидов в виде кристаллогидрата дигидроквецетина, дигидрокемпферола и нарингенина с последующей перекристаллизацией его из спиртовой и водной фаз.

Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что в способе выделения арабиногалактана путем обработки водной фазы олигосахаридов, полученной в результате комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, с последующим выделением целевого продукта, используют водную фазу олигосахаридов, представляющую собой продукт комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, при этом ее очищают баромембранной фильтрацией через фильтр с капиллярными отверстиями диаметром 10-1000 мкм и последовательно осуществляют выделение водного раствора арабиногалактана в диализаторе, его упаривание и выделение осадка арабиногалактана высаливанием при охлаждении до температуры от 0 до 4°С в водорастворимом органическом растворителе в присутствии коагулянта.

Экстракцию нативных веществ из деструктурированной древесины лиственницы ведут с использованием аппаратов, генерирующих псевдоожиженное состояние экстрагента (кавитатора, ультразвукового генератора) в течение 5-10 минут при объеме обрабатываемой экстракционной пульпы 1-75 куб.м/ч в бескислородной среде.

Кристаллогидраты биофлавоноидов “Фупларикс” выделяют следующего состава: дигидрокверцетин – 92-94,4 мас.%; дигидрокемпферол – до 6 мас.%; нарингенин – до 1 мас.%; вода – 5,6-8 мас.%.

Выделение осадка арабиногалактана высаливанием осуществляют при охлаждении от 0 до 4°С в водорастворимом органическом растворителе (одноатомные спирты, ацетон и др.) в присутствии коагулянта (козеин, СаСl₂·nH₂О, NaCl·mH₂O), где n=1, 2, m=1, 2, 3, 4. Используемые экстрагенты дегазируют от воздуха, хранят и содержат под азотным “дыханием”, возвращают в цикл после регенерации с использованием холодильников – конденсаторов и специальных систем очистки методом баромембранной фильтрации.

Комплекс оборудования для проведения процесса экстракции, абсорбции, кристаллизации биофлавоноидов из древесины и хвои лиственницы исключает контакт продукта “Фупларикс” с веществами и материалами, приводящими к изменению его структуры, химического состава и свойств, а также с физическим воздействием, исключающим образование свободных радикалов и изменения свойств биофлавоноидов, как-то: световое, электромагнитное, УФ, радиационное излучение.

Гравитационное разделение фаз проводят с использованием гидроциклонов, сепараторов, центрифуг.

Предложенный способ позволяет получать сумму биофлавоноидов “Фупларикс” с выходом 2,2-3,5% от массы абсолютно сухой древесины со степенью чистоты 95-98%, существенно упростить технологию процесса, сделать процесс экономически более выгодным.

На чертеже приведена схема установки по комплексной переработке древесины, где 1 – узел подготовки древесины лиственницы, 2 – мельница, 3 – питатель, 4 – реактор-экстрактор, 5 – узел подачи деионизированной воды, 6 – узел подачи углеводородов, 7 – узел подачи метилтретбутилового эфира, 8 – смеситель, 9 – пульповый насос №1, 10 – кавитатор, 11 – запорный вентиль, 12 – запорный кран, 13 – гидроциклон, 14 – экстрактор-промыватель, 15 – пульповый насос №2, 16 – ультразвуковой генератор, 17 – сушилка, 18 – сепаратор, 19 -реактор-абсорбер, 20 – диализатор, 21 – выпарной аппарат, 22 – аппарат ХВ (холодильник-высаливатель), 23 – сборник-конденсатор СЭФ спиртоэфирной фазы, 24 – насос горячей эмульсии, 25 – aппарат ФБУ (фильтр баромембранный угольный), 26 – аппарат КСУ (колонна сорбционная угольная), 27 – аппарат ВСС (вакуумной сушки смол), 28 – выпариватель, 29 – кристаллизатор биофлавоноидов, 30 – холодильник-кристаллизатор.

Способ осуществляется следующим образом.

Для проведения технологического процесса используют деструктурированную массу древесины лиственницы с влажностью не более 40 мас.%, усредненную по составу.

Отходы корней, пней, вершинников, хвои лиственницы деструктурируют, т.е. измельчают и разволокняют в узле подачи (1), например в мельнице (2), до линейных размеров не более LВН=310,1 мм с насыпной плотностью d=0,24-0,25 т/куб.м и подают через питатель (3), прoдуваемый азотом, в неметаллический, например, эмалированный или фарфоровый экстрактор (4), имеющий устройство для перемешивания. Туда же вводят из смесителя (8) углеводородный растворитель, деионизированную воду и метилтретбутиловый эфир, которые направляют с узлов подачи 5, 6, 7 соответственно.

Углеводороды вводят с узла подачи (6) в виде “прямогонного бензина” с Т_кип не более 90°С содержащего до 60% н-гексана и фракцию” бензинов.

“Прямогонный бензин” предварительно прокачивают через фильтр с капиллярными отверстиями не более 0,1 мкм для очистки от полимерных сопутствующих компонентов; метилтретбутиловый эфир с Т_кип=55±2°С вводят с узла подачи (7). Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) неограниченно растворим в “прямогонном бензине” и ограниченно растворим в воде (1,65-3,00 мас.%) и понижает взрывоопасность углеводородной смеси.

Массовое соотношение твердой и жидкой фаз предпочтительно поддерживать в пропорциях: М_{деструктурир. древесины}:М_{неполярных углеводородов}: М_МТБЭ:М_{деониз. воды}=1:(0,5-1):4:10, где М_{деструктурир. древесины} – масса деструктурированной древесины лиственницы, М_{неполярных углеводородов} – масса неполярных углеводородов в виде “прямогонного бензина”, содержащего 60 мас.% н-гексана и 40 мас.% фракции бензинов с Т_кип не более 90°С, М_МТБЭ – масса метилтретбутилового эфира, М_{деониз.воды} – масса деионизированной воды. Загрузку всех реагентов и технологический процесс проводят в бескислородной атмосфере инертного газа (азота, аргона, углекислоты и др.), поскольку нативные компоненты деструктурированной древесины лиственницы окисляются атмосферным кислородом. Все эмульсии и суспензии в аппаратах и трубопроводах защищают от светового и УФ-излучения, поскольку они участвуют в радикальном разложении биофлавоноидов.

Подводящие и отводящие вентили, реакционные сосуды изготавливают из материалов: фторопласта Ф-4, полимеров, стекла, керамики, не вступающих в реакции комплексообразования с биофлавоноидами.

После подачи реагентов из смесителя (8), подводящие и отводящие запорные вентили и краны закрывают и реакционную массу нагревают перемешивают, поддерживают в реакторе-экстракторе (4) температуру предпочтительно Т=30-40°С в течение 5-10 минут. Далее реакционную массу при открытом запорном вентиле (11) и закрытом кране (12) пульповым насосом №1 (9) прокачивают со скоростью V=3 куб.м/с. через кавитатор (10) обратно в реактор-экстрактор (4) в течение 5-10 минут, после чего включают двигатель кавитатора (10), а пульповый насос №1 (9) отключают. Образующаяся эмульсия экстрагентов – “водно-углеводородно – МТБЭ”, в реакционной камере кавитатора (10) при скорости прокачки пульпы V=1-75 куб.м/ч из фазы жидкости переходит в деструктурированное псевдоожиженное состояние, характеризующееся снижением вязкости, увеличением текучести растворителей, что обеспечивает высокую реакционную способность и высокие реологические свойства экстрагентов. При этих условиях происходит разволокнение древесной структуры дополнительно и все растворимые в воде и органических растворителях (углеводородах и МТБЭ) компоненты с высокой кинетической скоростью переходят из твердой измельченной массы в псевдожидкую фазу экстрагентов с образованием “водно-углеводородно-эфирного экстракта” – “ВУЭЭ”. Через 5-10 минут реакционную пульпу подают в аппарат (13) для разделения твердой и жидкой “ВУЭЭ” фаз (например, гидроциклон, центрифугу, фильтр-пресс). Твердую фазу отделяют в гидроциклоне (13), промывают вэкстракторе-промывателе (14) деионизированной водой и прокачивают пульповым насосом №2 (15) через камеру ультразвукового генератора (16).

Массовое соотношение твердой и жидкой фаз предпочтительно поддерживать в пропорциях: М_{экстрагиров.древесины}:М_{водной эмульсии экстрагентов}=1:6-10, где М_{экстаргиров.древесины} – масса экстрагированной древесины лиственницы, М_{водной эмульсии экстрагентов} – масса водной эмульсии экстрагентов. Подводящие и отводящие запорные вентили и краны закрывают и промывные массы нагревают, перемешивая, до температуры Т=30-40°С в течение 5 минут. Далее пульпу при открытом запорном вентиле и закрытом кране пульповым насосом №2 (15) прокачивают со скоростью V=3 куб.м/ч через реакционную камеру ультразвукового генератора (16) обратно в peaктор-промыватель(14). Все водорастворимые вещества из промывной массы экстрагированной древесины при этом переходят в раствор. Через 5-10 минут пульпу подают на гидроциклон (13), экстракты собирают в экстракторе-промывателе (14) и/или направляют в сепаратор (18). Твердую фазу после гидроциклона (13) с влажностью С_Н2О около 55 мас.% выгружают в сушилку (17) с целью снижения влагосодержания Н₂О ниже 2,0 мас.%.

Экстракт ВУЭЭ состоит из двух расслаиваемых фаз, который разделяют на углеводородно-эфирный экстракт масел, смол и биофлавоноидов (УЭЭ) и водную фазу олигосахаридов (ВФО) в сепараторе (18). Экстракт УЭЭ нагревают и проводят абсорбцию деионизированной водой растворимых при Т от 90 до 94°С соединений из этого экстракта УЭЭ, предпочтительно при соотношении М_Н2О:М_УЭЭ=1:1, в реакторе-абсорбере (19). При этом проводят отгонку всех летучих компонентов сырья и экстрагентов углеводородно-эфирной фазы в бескислородной атмосфере газа носителя (N₂, Аr) в реакторе-абсорбере (19), конденсируют в углеводородно-эфирную фазу в сборнике-конденсаторе СЭФ (23) и используют повторно в смесителе (8). Биофлавоноиды из эфирной фазы УЭЭ после отгонки МТБЭ переходят в водную фазу абсорбента, в которой они хорошо растворимы в интервале температур Т=90-94°С в реакторе – абсорбере (19). После отгонки паров-экстрагентов проводят баромембранную фильтрацию образовавшихся суспензий и эмульсий при Т от 90 до 94°С, прокачивают насосом горячей эмульсии (24) водную фазу через пористую стенку (с капиллярными отверстиями диаметром 0,005-0,050 мкм, выполненную из керамических оксидов (SiO₂, Аl₂О₃, ZrO₂) и углерода, фторопласта Ф-4 и т.п.) – баромембранного угольного фильтра – аппарата ФБУ-25, и аппарата КСУ – колонну сорбционную с угольным адсорбентом (26), под избыточным давлением от 0,5 до 6 атм. Из водного фильтрата после упаривания в выпаривателе (28) и при охлаждении в кристаллизаторе (29) выделяют биофлавоноиды в виде кристаллогидратов дигидрокверцетина, дигидрокемпферола и нарингенина, перекристаллизацию кристаллогидратов биофлавоноидов производят в холодильнике-кристаллизаторе (30) из этилового спирта идеионизированной воды. Маточные нефильтрованные фазы и водную фазу олигосахаридов ВФО после сепаратора (18) объединяют и в диализаторе (20) выделяют из водной фазы олигосахаридов арабиногалактан. Легкую фазу масел и смол после реактора-абсорбера (19) из маточной кубовой фазы после аппарата ФБУ (25) собирают в аппарате ВСС -вакуумной сушки масел и смол (27) и направляют на производство канифоли. Из водной фазы олигосахаридов выделяют арабиногалактан в диализаторе (20) и далее после упаривания раствора в выпарном аппарате (21) и высаливания арабиногалактана при добавлении ацетона и коагулянта в аппарате ХВ (холодильнике-высаливателе) (22) при Т~0-4°С получают кристаллический арабиногалактан. Пример конкретного осуществления изобретения.

Для проведения технологического процесса используют 6 кг (в пересчете на сухую массу) щепы лиственницы Даурской из корневой части и пня (высота верхней части пня – 0,5 м, от пня взята вся его часть без коры при диаметре среза не менее 0,35 м), с содержанием флавоноидов 2,8 мас.%. Щепу с влажностью 40 мас.% измельчают в узле подготовки (1) в мельнице (2) до размера фракции LВН=3,01,00,1 мм с насыпной плотностью d=0,24-0,25 т/куб.м и подают через бункер-питатель (3) в эмалированный реактор-экстрактор (4) объемом 0,4 куб.м, имеющий паровую рубашку обогрева и мешалку. Туда же вводят из смесителя (8) экстрагенты, предпочтительно в следующем варианте: через узел подачи (6) вводят 3 кг н-гексана, через узел подачи (7) – 6 кг МТБЭ, а через узел подачи (5) деионизированную воду в количестве 50 литров. Загрузку всех реагентов и технологический процесс проводят в атмосфере азота. Соотношение масс подаваемой смеси (экстрагент №1): М_{изм.листв.}:М_{н-гексана}:М_МТБЭ:М_Н2О=1:0,5:1,0:9.

Вентили, подводящие и отводящие по реагентам закрывают и реакционную, массу перемешивают в течение 5 минут при Т=40°С. Далее реакционную пульпу при открытом вентиле (12) пульповым насосом (9) прокачивают через реакционную камеру кавитатора (10) обратно в реактор-экстрактор (4). Через 5 минут реакционную пульпу подают в гидроциклон (13).

Водно-углеводородно-эфирные экстракты (ВУЭЭ) №1 в виде эмульсии из гидроциклона (13) подают в сепаратор (18). Твердую фазу осадка нативного биополимера древесины (НБД) промывают с помощью пульпового насоса №2 (15) в экстракторе-промывателе (14) через камеру ультразвукового генератора (16) деионизированной водой в количестве 10 литров с узла подачи (5) и промывные экстракты собирают в экстракторе-промывателе (14), после 5 циклов отделяют в гидроциклоне (13) и подают в сепаратор (18). Промытую твердую фазу МБД (13) в количестве 6,73 кг подают в сушилку (17), из которой выгружают 4,7 кг высушенной массы А, содержащей 4,27 кг сухой массы НБД и 0,43 кг воды, испаренная вода 2,03 кг возвращается в цикл в экстрактор-промыватель (14). После сепаратора (18) гексано-эфирную фракцию УЭЭ в количестве 9,56 кг подают в последующий фарфоровый реактор-абсорбер (19) и нагревают до Т=94°С. В реактор-абсорбер (19) из соответствующего узла подачи (17, 21, 5) вводят при Т=94°С деионизированную воду в количестве 47,8 литров, взятых предпочтительно в соотношении (экстрагент №2): М_УЭЭ:М_Н2О=1:5. Процесс проводят при Т=94°С.

Реакционную массу перемешивают в течение 5 минут, отгоняют н-гексан и МТБЭ через обратный холодильник при Т=94°С. Далее водно-эмульсионную смесь насосом горячей эмульсии (24) прокачивают через баромембранный угольный фильтр, диаметр отверстия 0,005 мкм, аппарата ФБУ (25) в реактор-абсорбер (19). Через 25 минут горячий раствор биофлавоноидов в воде пропускают через сорбционную колонну с угольным адсорбером БАУ аппарата КСУ (26), собирают в выпаривателе(28) и упаривают.

Полимерные смолы в количестве 0,37 кг в виде водной эмульсии не фильтруются в аппарате ФБУ (25) и направляют на вакуумную очистку масел и смол в аппарат ВСС (2.7).

Из 9,56 кг гексаноэфирного экстракта – ВУЭЭ в реакторе-абсорбере (19) выделяют 0,42 кг масел и смолистых веществ в аппарате ФБУ (25); 0,65 кг водорастворимых солей и олигосахаридов с 62,5 кг воды. Отогнанный н-гексан в количестве 2,7 кг рециркулирует в процесс через узел подачи в смеситель (8), сборник-конденсатор СЭФ (23), потери н-гексана составили 0,3 кг. Отогнанный МТБЭ в количестве 5,2 кг рециркулирует в процесс через узел подачи в смеситель (8). Потери МТБЭ составили 0,8 кг. Водный экстракт №2 в количестве 46,4 кг упаривают до объема 15 литров в выпаривателе (28) и кристаллизуют при Т=0°С биофлавоноиды в количестве 0,12 кг в кристаллизаторе (29) и перекристаллизовывают в холодильнике-кристаллизаторе (30). Воду в количестве 46,4 кг возвращают в цикл в сепаратор (18). Водная фаза в количестве 46,4 кг после кристаллизации биофлавоноидов в холодильнике-кристаллизаторе (30) поступает вместе с 62,5 кг водорастворимых солей и олигосахаридов в диализатор (20), из которого выделяют 0,48 кг арабиногалактана после упаривания в выпарном аппарате (21) и высаливания арабиногалактана при Т=0°С при добавлении ацетона и CaCl₂·H₂O в холодильнике-высаливателе – аппарате ХВ (22).

Высушенная масса лигнина и целлюлозы – продукт А, в количестве 4,7 кг (0,43 кг воды), не содержащая древесных масел и нативных смол, таннидов, олигосахаридов, пектинов и других водорастворимых солей, растворимых в спиртоэфирной смеси полифенолов, поступает из сушилки (17) в приемный бункер, в смеситель (8), сборник-конденсатор СЭФ (23), потери н-гексана составили 0,3 кг. Отогнанный МТБЭ в количестве 5,2 кг рециркулирует в процесс через узел подачи в смеситель (8). Потери МТБЭ составили 0,8 кг. Водный экстракт №2 в количестве 46,4 кг упаривают до объема 15 литров в выпаривателе (28) и кристаллизуют при Т=0°С биофлавоноиды в количестве 0,12 кг в кристаллизаторе (29) и перекристаллизовывают в холодильнике-кристаллизаторе (30). Воду в количестве 46,4 кг возвращают в цикл в сепаратор (18). Водная фаза в количестве 46,4 кг после кристаллизации биофлавоноидов в холодильнике-кристаллизаторе (30) поступает вместе с 62,5 кг водорастворимых солей и олигосахаридов в диализатор (20), из которого выделяют 0,48 кг арабиногалактана после упаривания в выпарном аппарате (21) и высаливания арабиногалактана при Т=0°С при добавлении ацетона и CaCl₂·H₂O в холодильнике-высаливателе – аппарате ХВ (22).

Высушенная масса лигнина и целлюлозы – продукт А, в количестве 4,7 кг (0,43 кг воды), не содержащая древесных масел и нативных смол, таннидов, олигосахаридов, пектинов и других водорастворимых солей, растворимых в спиртоэфирной смеси полифенолов, поступает из сушилки (17) в приемный бункер.

Формула изобретения

1. Способ комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, включающий экстракцию из деструктированной древесины природных веществ органическим растворителем, содержащим воду, в условиях нахождения компонентов экстракционной массы в псевдоожиженном состоянии, разделение экстракционной массы на экстракт и твердую фазу, представляющую собой углеродсодержащий полимер древесины, абсорбцию органической фазы экстракта растворителем, выделение из полученных органической и водной фаз целевых продуктов, причем все стадии процесса переработки древесины ведут в бескислородной атмосфере, заключающийся в том, что экстракцию проводят при температуре от 0 до 40°С при использовании в качестве органического растворителя, содержащего воду, эмульсии неполярного углеводорода алифатического ряда, имеющего температуру кипения не более 90°С, и метилтретбутилового эфира в деионизированной воде при их массовом соотношении, соответственно, (0,5-1):(0,6-4,0):(4,0-10,0), причем массовое соотношение деструктированной древесины и неполярного углеводорода, входящего в состав эмульсии, составляет от 1,0:0,5 до 1,0:1,0, после разделения полученной экстракционной массы твердую фазу промывают деионизированной водой и направляют на выделение, водно-углеводородно-эфирный экстракт разделяют на расслаиваемые: углеводородно-эфирную фазу масел, смол и биофлавоноидов и водную фазу олигосахаридов, из которой выделяют арабиногалактан, а абсорбцию углеводородно-эфирной жидкой фазы экстракта осуществляют при 90-94°С деионизированной водой с отгонкой летучих углеводородов и метилтретбутилового эфира и образованием несмешивающихся фаз, и последующим выделением из углеводородной фазы масел и смол, и выделением из водной фазы, содержащей биофлавоноиды – биофлавоноидов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неполярного углеводорода с температурой кипения не более 90°С, входящего в состав эмульсии, используют смеси неполярных углеводородов, получаемые из прямогонного бензина с температурой кипения не более 90°С, предварительно очищенные от полимерных примесных смол фильтрацией через пористые фильтры.

3. Способ выделения биофлавоноидов путем обработки углеводородно-эфирной фазы, полученной в результате комплексной переработки древесины лиственницы, с последующей кристаллизацией биофлавоноидов, заключающийся в том, что используют водную фазу биофлавоноидов, представляющую собой продукт комплексной переработки древесины и хвои лиственницы по п.1, полученную в результате абсорбции углеводородно-эфирной жидкой фазы экстракта деионизированной водой при температуре от 90 до 94°С в потоке инертного газа, и последовательно осуществляют баромембранную фильтрацию водной фазы биофлавоноидов при температуре от 90 до 94°С через пористые фильтры с капиллярными отверстиями диаметром 0,005-0,050 мкм, очистку фильтрата на углеродсорбционном пористом слое при избыточном давлении от 0,5 до 6,0 атм, упаривание и кристаллизацию биофлавоноидов в виде кристаллогидратов дигидрокверцетина, дигидрокемпферола и нарингенина с последующей перекристаллизацией его из спиртовой и водной фаз.

4. Способ выделения арабиногалактана путем обработки водной фазы олигосахаридов, полученной в результате комплексной переработки древесины и хвои лиственницы, с последующим выделением целевого продукта, заключающийся в том, что используют водную фазу олигосахаридов, представляющую собой продукт комплексной переработки древесины и хвои лиственницы по п.1, при этом ее очищают баромембранной фильтрацией через фильтр с капиллярными отверстиями диаметром 10-1000 мкм и последовательно осуществляют выделение водного раствора арабиногалактана в диализаторе, его упаривание и выделение осадка арабиногалактана высаливанием при охлаждении до температуры от 0 до 4°С в водорастворимом органическом растворителе в присутствии коагулянта.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.04.2005

Извещение опубликовано: 10.06.2006 БИ: 16/2006