Способ получения дубильных веществ из измельченной коры лиственницы — SU 2004592 (original) (raw)

(51 Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака Е ИЗОБРЕ ОП ТЕНТУ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДУБИЛЬНЫХ ВЕЦЕСТВ ИЗ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ(57) Сущность изобретения: измельченную коруподвергают экстракции бензином для отделенияпипидов при гидромодуле 1: 15 - 20, дубильныевещества экстрагируют водой при 90 - 95 С игидромодуле 1: 20 - 30 или водно-спиртовымраствором при 72 - 75 С и гидромодупе 1: 20 -30. 2 табл. 5-46о-исследовательский ихимической промышлен аГА;СИ.; Пео-исспед имичес астников И.И.; Мучурина Г,Г.оватепьский иой промыозлен(21) 5007888/12(71) Центральный научипроектный институт песоности(72) Григорюк ГП Мусиравьева Г,В.; Шибанова(73) Центральный нау епроектный институт лесности 11) 2004592 ССЗ 00 С 14 С 3 15 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к лесохимической и целлюлозно-бумажной промышленности. Может использоваться при переработке коры лиственницы с цельюутилизации отходов целлюлозно-бумажных предприятий и в производстве растительных дубильных экстрактов,Растительными дубильными веществами, или таннидами называются содержащиеся в растениях химические соединения, которые обладают дубящими свойствами, Растения, содержащие танниды - таннидоносы, широко распространены в растительном мире.Основным сырьем для получения растительных дубильных экстрактов является нетоварная древесина дуба, кора ели и ивы, Экстракты их этих пород составляют около 930 от общего объема растительных дубителей. На долю лиственничного экстракта приходится всего около 6%. Лиственничный дубитель пригоден для выделки как подошвенных, так и мягких кож высокого качества, поэтому из отечественных растительных дубителей представляет наибольший интерес,Известны способы получения дубильных экстрактов из коры, включающие измельчение коры до частиц 5-.30 мм, экстракцию водой и выпаривание полученного экстракта, а также экстракцию водно- спиртовым едким натром при температуре 70 - 72 С и гидромодуле 4-6 г в течение 5-5,5 ч с последующей экстракцией водой при гидромодуле 130 - 150, На действующих в настоящее время предприятиях экстрагирование дубильных материалов проводится водой с добавлением бисульфата аммония.Однако первый способ не позволяетдобиться хорошего извлечения, так как в коре хвойных растений содержится значительное количество гидрофобных компонентов - липидов, затрудняющих процесс экстракции таннидов водой. Второй способ позволяет увЕличить выход экстрактивных веществ, но это увеличение происходит за счет извлечения смолистых и др. экстрактивных веществ, что значительно ухудшает качество экстракта, т,к. в этом экстракте дубящей способностью обладают только танниды, а их содержание составляет только 20% от экстракта. Смолистые вещества не обладают способностью связываться с коллагеном кожи и будут затруднять ее дубление,Кроме того, при этом способе требуются дополнительные стадии в технологическом процессе - нейтрализация используемой щелочи, которая приводит к окислению таннидов и регенерация этанола, Высокий гидромодуль требует больших затрат энергии, тепла, что усложняет процесс упаривания экстрактов. Что касается .промышленного способа, то добавки бисульфита позволяют повысить выход экстракта из сырья, но при этом увеличивается содержание нетаннидов, что приводит к снижению доброкачественности продукта. Кроме того, значительная часть бисульфита остается в одубине и выделяя сернистый ангидрид, ухудшает как экологическое состояние атмосферы, так и возможности использования одубины. Нужно отметить, что как во втором так и в третьем случаях получаются дубители с низкой доброкачественностью,Наиболее близким техническим решением является метод получения дубильного экстракта из коры лиственницы путем измельчения коры, экстракции ее органическим растворителем в водном растворе едкого натра при 65 - 75 С в течение 5 - 5,5.ч, последующей экстракции остатка горячей водой при 90-95 С, В качестве органического растворителя используют 10-20%-ный водный раствор эфироальдегидной фракции состава, %; этанол 85-90,0; метанол 6,5 - 8,0; бутанол 2,5-6,3; альдегиды 0,3-0,5; эфиры 0,2-0,3 о ; азотистые соединения в пересчете на ИН 4 ОН 0,1 - 0,3 - экстракцию осуществляют в 1,5-2,0%-ном водном растворе едкого натра. Гидромодуль первой экстракции равен б, второй - 120, Объединенный экстракт после первой и второй стадии нейтрализуют на ионообменной смоле КУ(или уксусной кислотой) до рН 4,5-5,0. Нейтрализованный экстракт упаривают. Выход дубильных веществ от абсолютно сухой коры составляет 10 (коэффициент извлечения достигает 54,9%),Указанный способ имеет сущдственные недостатки,1, На второй стадии экстрагирования предлагается использовать чрезвычайно высокий гидромодуль (120-150), который имеет два отрицательных момента: вопервых, способствует высокому выходу нетаннидов 6, что приводит к низкой доброкачественности (42,6 - 47,4), во-вторых, высокий гидромодуль увеличивает объем испаряемой воды и как следствие требует увеличения расхода тепла, энергии, числа выпарных установок к общему усложнению схемы.2, Использование сложного органического растворителя и присутствие щелочи имеет следующие недостатки: во-первых, экстракция дубильных веществ сопровождается извлечением сопутствующих экстрактивных веществ (омыленных липидов ифенолов), что приводит к необходимости облагораживания дубильного экстракта с помощью иокообменных смОл, а это. с ОДНОЙ стороны, знацительнс снижает первоначальный эффект увеличения выхода экстрактивных веществ и, с другой стороны, намно;о усложняет технологическую схему; во-вторых, выбранный растворитель имеет сложный компонентный состав, который затруднительно поддерживать постоянным, вследствие чего появляется проблема его повторного использования. а присутствующий в смеси метанол создает опасность в работе с растворителем; в-третьих, присутствие сложного органического растворителя усложняет технологическую схему в части регенерации газовых выбросов и утилизации сточных вод,Целью настояшего изобретения является увеличение выхода дубильных веществ, улучшение их качества и упрощение технологического процесса.Поставленная цель достигается тем, что кору измельчают до размеров частиц 2 - 10 мм и подвергают экстракции бензином марки Нефрас А 65/75 для отделения липидое при температуре 60 - 65 С, гидромодуле 1;15 - 20 в течение 4 часов, Остаток экстрагируют горячей водой или водным этанолом при температуре 90 - 95 С или 72 - 75 С соответственно, гидромодуле 1:20 - 30 в течение 6 часов,Предварительное извлечение гидрофобных липидов облегчает доступ гидрофильных экстрагентов к прочно связанным таннидам и обеспечивает их высокий выход из экстрагируемого материала,Экстракция липидов осуществляется при температуре кипения бензина, что способствует высокому коэффициенту извлечения липидов, Гидромодуль 1:20 позвОе достичь концентрации насыщения бензина липидами и поэтому увелицение гидромодуля не приводит к положительному эффекту, Скикение гидромодуля ниже 1:15 приводит к резкому уменьшению коэффициента извлечения. После удаления липидов экстракция дубильных веществ проходит в благоприятных длл них условиях и выход при извлечении гооячей водой увеличивается на 6,40, а при извлечении водным этанолом на 7,5 - 7.,7%, Коэффициент извлечения при этом увеличивается в 1,6 - 1,8 раза по сравнению с прототипом. Кроме того, извлечение липидов позволит получить предприятиям ценный товарный продукт,Экспериментально подобранные условил извлечения дубильных веществ позволяют вести зкстракцию в исчерпывающемПредлагаемьй способ иллюстриоуетсяследующими примеоами.П р и м ер 1, В экстрактор загрукаот 50г измельченной 2 - 10 мм) коры лиственницы 45 влажностью 10 Якоторая содержит 3 ж липидов, 18,24 дубителей и заливают бензином марки Нефрас А 65/75 в количестве 280 г (гидромодуль 1:18), Экстракцию ведут трижды при температуре 60 С по 1 ч 20 мин, 50 Экстракт отфильтровывают и упариваютпри остаточном давлении 60 мм рт,ст. и температуре 25 С, Выход липидов составляет 1,44 г (2,9 от а.с. коры), Коэффициент извлечения 96,64.55 Обессмоленную кору трижды экстрагируют 150 ь-ным водным этанолом в количестве 400 г (гидромодуль 1:25) при температуре 75 С, Общее время экстракции 6 ч, В результате извлекается 8,8 г дубильных веществ, что составляет 17,60 от а.с,коры, Коэффи 5 10 15 20 2530 3540 Оежиме (коэффициент извлечения дубильных вещесть из коры - 90 - 97,5;).Выбранные параметры (время, гидромодуль, температура) способствуют извлечению таннидов и нетанкидов в оптимальном сооткошении, Обеспечивающем хорошую доброкачественность,Температура 750 С ограничена температурой кипения всдно-спиртовой смеси. При температуре экстракции дубильных веществ нижс 72 С дажс при высоком гидро- модуле (1:30) и продолжительности 6 ч не достигается полного извлечения коэффициент извлечения 88,30/). При гидромодуле экстракции дубильных веществ ниже 1;20 приводит к резкому уменьшению коэффициента извлецения 75,5%), а увеличение гидромодуля выше 1:30 не способствует увеличению выхода дубильных веществ.Экстракцил дубильных веществ осуществляется с использоьанием воднсчо этакола. Добавка этанола изменяет полярность экстрагента и поэтому увеличивается его растворяющая способность по отношению и высококонденсированным таннида:., Что способствует увеличению вь;хода дубигьных веществ е целом,Предлагаемый способ выгодно отличается От прототипа тем, цто для выделениядубильного экстракта требуется мекьше технологических стадий, в 4.,8 раза сокращен гидромодуль, а следовательно количество выпарных установок и энергозатраты, В прототипе не указана продолжительность второй и третьей стадий, но исходя из гидромодуля можно предположить, что это время должно быть зкацительным и во много раз превосходит время по предлагаемомуспособу.2004592 Таблица 1 Эк кст ак ия лили ов бенэина коэффициент иэвлечения температура, С стра гент идро модулььпродол- жительность, ч ыход, % т а.с, ко- ры темпертура,15-ный водный этанол Вода 151-ный водный этанол:18 96,6 96,6 18 .15 60 60 ож 13,7 17,5 17.5 15,8 16,1 17,1 17,1 75,0 96,6 96,6 1:15 1:30 1:35 1:20 1.30 130 1:20 1:20 88,3 94.2 94,0 б циент извлечения 96,7, Дубильный экстракт имел рН = 5, содержал 65,07 э таннидов, 21,2 ф нетаннидов, доброкачественность экстракта составляла 74,6,П р и м е р 2, В экстрактор загружают 50 г измельченной коры лиственницы с характеристикой по примеру 1, заливают 280 г гидромодуль 1:18) бензина марки Нефрас А 65/75. Зкстрагируют трижды при температуре 60 С по 1 ч 20 мин, Экстракт отфильтровывают и упаривают при остаточном давлении 100 мм рт.ст. и температуре 40 С. Выход липидов составляет 1,44 г(2,9 от а,с. коры), Коэффициент извлечения 96,6 . Обессмоленную кору трижды экстрагируют водой в количестве 400 г (гидро- модуль 1:25) при температуре 90 С, общее время экстракции 6 часов. В ыход дубильных веществ составляет 8,2 г (16,4 оэ от а,с. коры), коэффициент извлечения 90,0.Полученный экстракт имел РН = 5, содержал 64,9 ь таннидов, 29;2 нетаннидов, доброкачественность экстракта составляла 70,0 6.Остальные примеры приведены в табл.1, а состав и качество полученных дубильных экстрактов в табл.2,Как видно из данных, приведенных в табл.1 и 2 по предлагаемому способу увеличивается выход и коэффициент извлечения дубильных веществ при упрощении процесса, дубильный экстракт значительно превосходит прототип по массовой доле таннидов и доброкачественности,В Новосибирском филиале Московского технологического института легкой промышленности (НФМТИЛП) проведены лабораторные испытания дубления голья овчины дубильными экстрактами, полученными равными способами. Из результатов испытаний следует, что показатели, характеризующие дубящие свойства экстрактов, у опытного водно-спиртового экстракта близки показателям экстракта из квебрахо,несколько превосходят водный и существенно-промышленный лиственничный экстракты,5 Таким образом, предлагаемый способпозволитУвеличить выход дубильных веществпри извлечении горячей водой на 6,4 оЭ, апри извлечении водным этанолом на 7,510 7,7 ое по сравнению с прототипом,Увеличить коэффициент извлечения дубильных веществ в 1,6-1,8 раза по сравнению с прототипом,Получить доброкачественный дубиль 15 ный экстракт, Массовая доля таннидов посравнению с прототипом увеличивается на3-19, доброкачественность на 5 - 26 о 7 Э.Упростить технологический процесс посравнени 1 о с прототипом и аналогами, так20 как не требуется стадии нейтрализации иисключается сульфитирующий агент в производстве,Улучшить экономику предприятия за 25 счет улучшения качества дубильного экстракта и дополнительного выпуска новоготоварного продукта-липидов.(56) Н,А.Ярцева. Дубильные вещества в каре30 хвойных Сибири, Красноярск, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 196230, кл. С 14 С 3/00, 1967.Авторское свидетельство СССР1 ч 1 717135, кл. С 14 С 3/00, 1980.35 Авторское свидетельство СССРМ 162911, кл. С 14 С 3/00, 1964.Астапкович И,И. Получение дубильногоэкстракта из коры лиственницы Сибирскойс использованием водно-спиртового рас 40 твора щелочи. Автореферат диссертации,Рига, 1983 г.Авторское свидетельство СССРМ 1089128, кл. С 14 С 3/00, 1984.2004592 10 Продолжение табл, 1 Эксе иксии Гикьиик вевкескв Экст эк ия лили ов бензине и/п выход,коэффиот э.с. ко- циент изры влечения. гидромо дульМетод экстрарования Массовая о Доброкачественность.растворимые вещества отсухих веществ экст акта танниды от сухих веществ экстрактанетанниды от сухих ве ществ экс.тракта 46,2 47,4 95,9 33,8 64,7 6,064,0-66,0 64,0-65,4 94 8 8-29,2 Приме е. Значения показателеобретения ведены в 45гидрбилперили50 пер м СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДУБИЛ ВЕЩЕСТВ ИЗ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ЛИСТВЕННИЦЫ путем их экстрак личающийся тем, что предварительн НЫХ ОРЫ,Корол о ек едактор А.Зро Тираж Подписно НПО "Поис" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3380 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,Прототип Спирто-щелочной нейтрализованный уксусной кислотой Нейтрализованный на катионообменной смоле КУПредлагаемый спосо б Обессмоленная кора с последующей экстракцией 15-ный водный этанол Дистиллированная вода15 е-ный водный этвнол 10-ный водный этвнол 207 е-ный водный этвиол 50-ный водный эта ноя Вода То жеиапазоне их изменения.т липиды экстракцией бензином при омодуле 1:15 - 20, а экстракцию дуных веществ проводят водой при темтуре 90 - 95 С и гидромодуле 1:20 - 30 водно-спиртовым раствором при темтуре 72 - 75 С и гидромодуле 1,20 - 30.

Смотреть

Способ получения дубильных веществ из измельченной коры лиственницы