洗涤粗木质素的方法和设备，含可溶性碳水化合物的馏分，固体馏分及其应用技术

本发明专利技术涉及用于洗涤由植物基原料形成的粗木质素浆料(5)的方法和设备，其中该方法包括在至少一个固‑液分离阶段(6)中使用置换洗涤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)，使得粗木质素浆料被预压、洗涤和挤压，回收固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)。本发明专利技术还涉及含可溶性碳水化合物的馏分和固体馏分以及它们的应用。

Methods and equipment for washing crude lignin, Distillates containing soluble carbohydrates, solid fractions and their applications

The present invention relates to a washing formed by coarse woody plant base raw material in the slurry (5) method and device, wherein the method comprises at least one solid liquid separation stage (6) used in the displacement washing from the crude lignin slurry (5) in the separation of aqueous soluble carbohydrate fractions (10), the the crude lignin slurry is pre pressing, washing and squeezing, recovery of solid fraction (11) and water soluble carbohydrate fractions (10). The invention also relates to distillates and solid fractions containing soluble carbohydrates and their applications.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】洗涤粗木质素的方法和设备，含可溶性碳水化合物的馏分，固体馏分及其应用专利
本专利技术涉及用于洗涤粗木质素浆料的方法和设备。本专利技术还涉及含可溶性碳水化合物的馏分及其应用。本专利技术还涉及固体馏分及其应用。专利技术背景现有技术中已经知道由不同原料(例如生物质)形成碳水化合物和木质素的不同方法。许多生物炼制方法(例如水解)在对生物质处理后产生木质素和糖。专利技术目的本专利技术的目的是揭示一种洗涤粗木质素浆料的新方法。本专利技术的另一个目的是对粗木质素进行纯化以及形成纯化的木质素馏分。本专利技术的另一个目的是生产含可溶性碳水化合物的馏分。本专利技术的另一个目的是改善生物质的分馏，用于生产不含可溶性材料的固体馏分和含可溶性碳水化合物的馏分。
技术实现思路
根据本专利技术的用于洗涤粗木质素浆料的方法，其特征如权利要求1所述。根据本专利技术的用于洗涤粗木质素浆料的设备，其特征如权利要求16、19和20所述。依据本专利技术的含可溶性碳水化合物的馏分，其特征如权利要求21所述。依据本专利技术的固体馏分，其特征如权利要求22所述。依据本专利技术的含可溶性碳水化合物的馏分的应用，其特征如权利要求23所述。根据本专利技术的固体馏分的应用，其特征如权利要求24所述。附图的简要说明包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，附图构成说明书的一部分，举例说明本专利技术的一些实施方式，与说明书一起帮助解释本专利技术的原理。在附图中：图1是说明根据本专利技术的一种实施方式的方法的流程图，图2是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图3显示抽吸压力曲线，图4显示依据本专利技术一个方法实施方式进行的一个实例的抽吸压力，以及图5显示依据本专利技术一个方法实施方式进行的一个实例的抽吸压力。专利技术详述本专利技术涉及用于洗涤由植物基原料(1)形成的粗木质素浆料(5)的方法。在本专利技术的方法中，该方法包括在至少一个固-液分离阶段(6)中使用置换洗涤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)，使得粗木质素浆料(5)被预压、洗涤和挤压，回收固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)。分离阶段(6)包括一个或多个分离步骤。本专利技术的方法的一个实施方式示于图1。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图2。本专利技术的设备包括至少一个固-液分离装置(6)，由植物基原料(1)形成的粗木质素浆料(5)被导入该装置中，在该装置中通过使用置换洗涤从粗木质素浆料(5)分离出含可溶性碳水化合物的馏分(10)，并且在该装置中粗木质素浆料被预压、洗涤和挤压。此外，该设备包括至少一个进料装置，例如泵，用于将粗木质素浆料(5)进料到分离装置中。此外，该设备包括用于从分离装置中供出固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)的装置,如排料装置或出口装置。本专利技术的设备包括：至少一个固-液分离装置，在该装置中通过至少两个挤压步骤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)，在两个挤压步骤之间对粗木质素浆料进行稀释；至少一个进料装置，用于将粗木质素浆料(5)进料到分离装置中；以及用于从分离装置中供出固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)的装置。本专利技术的设备包括至少一个带式过滤装置作为固-液分离装置，在该装置中通过过滤和洗涤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)。此外，该设备包括至少一个用于将粗木质素浆料(5)进料到带式过滤装置中的进料装置，以及用于从带式过滤装置中供出固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)的装置。本专利技术是基于对粗木质素材料的洗涤。此外，本专利技术是基于固-液分离。同时，可以形成更纯的含固体的固体木质素馏分。可通过本专利技术的手段提高固体木质素馏分的纯度。在一个实施方式中，使用置换洗涤来提高固体馏分的纯度。在一个实施方式中，使用少量洗涤水。此外，如果回收洗涤水，它可以用于工艺或产品中。此外，可以回收可溶性碳水化合物，用于最终产品中。在本文中，含可溶性碳水化合物的馏分(10)表示从粗木质素浆料分离的含可溶性碳水化合物的滤液。在优选的实施方式中，含可溶性碳水化合物的馏分包括碳水化合物，优选C6糖(C6H12O6或(C6(H2O)n)。含可溶性碳水化合物的馏分可包含碳水化合物，例如单糖(C6H12O6或C5H10O5)，二糖(C12H22O11)，低聚糖和/或多糖((C6H10O5)n或(C5H8O4)n)。优选地，含可溶性碳水化合物的馏分包含可溶性C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)和其它可溶性碳水化合物。含可溶性碳水化合物的馏分还可包含其它组分。在本文中，固体馏分(11)表示当含可溶性碳水化合物的滤液已经被分离后的固体残余物，例如固体饼块。在优选的实施方式中，固体馏分包含木质素和碳水化合物，优选固体C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。固体馏分也可包含其它碳水化合物和其它组分。优选地，固体馏分为固体形式。在本文中，植物基原料(1)表示任何植物基原料，例如木基材料。植物基原料包括木质素、纤维素和半纤维素。在一个实施方式中，植物基原料选自下组：木基材料，木材，木质纤维素生物质，农业残余物，蔗渣基材料，甘蔗渣，玉米基材料，玉米秸秆，小麦秸秆，水稻秸秆，木质生物质，多年生木本植物，维管束植物等等，以及它们的混合物和它们的组合。在一个实施方式中，植物基原料是木基材料或包含木基材料的混合物。在一个实施方式中，植物基原料包括植物碎片，例如木片。在本文中，粗木质素浆料(5)表示任何含粗木质素的浆料形式的组合物。该浆料包含固体材料和液体，例如水。优选地，所述浆液可以被抽吸。优选地，浆料包含游离液体，例如游离水。优选地，粗木质素浆料已经由木质纤维素材料(3)形成，在一个实施方式中，粗木质素浆料由木质纤维素材料(3)的一种或多种固体组分形成。已经利用至少一种合适的处理方法在一步或多步中通过处理(例如预处理)植物基原料形成木质纤维素材料(3)。在一个实施方式中，木质纤维素材料(3)由植物基原料(1)形成，并且在一个或多个处理步骤(2)中通过选自下组的处理(例如预处理)进行处理：物理处理，例如研磨，挤出，微波处理，超声处理和冷冻处理，化学处理，例如酸处理，碱处理，离子液体处理，有机溶剂处理和臭氧分解，物理-化学处理，例如蒸汽爆破处理、氨纤维爆破处理、CO2爆破处理、液体热水处理和湿式氧化，生物处理和它们的组合。优选地，对植物基原料进行处理以溶解半纤维素。在一个实施方式中，木质纤维素材料通过以下水解形成或进行处理，所述水解例如是酸水解，自动水解，热水解，酶水解，超临界水解和/或亚临界水解，其中至少一部分的木质素随水解从原料中分离。在一个实施方式中，木质纤维素材料通过蒸汽爆破形成或进行处理，其中半纤维素被处理，其中至少一部分的半纤维素多糖降解为单糖和低聚糖。在一个实施方式中，木质纤维素材料通过水解和蒸汽爆破在一个或多个步骤中形成或进行处理。在一个实施方式中，木质纤维素材料通过催化预处理(例如使用酸或碱作为催化剂)形成或进行处理。在预处理过程中，植物基原料(1)进入进行预处理的反应器装置中。在一个实施方式中，经过处理的木质纤维素材料(3)可以被引入分离操作，在该分离操作中木质纤维素材料的可溶性组分与固体材料分离。在一个实施方式中，木质纤维素材料(3)不分离可溶性组分，就这样用作木质纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于洗涤由植物基原料(1)形成的粗木质素浆料(5)的方法，其中所述方法包括：‑在至少一个固‑液分离阶段(6)中使用置换洗涤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)，使得粗木质素浆料被预压、洗涤和挤压，和‑回收固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 FI 201554131.一种用于洗涤由植物基原料(1)形成的粗木质素浆料(5)的方法，其中所述方法包括：-在至少一个固-液分离阶段(6)中使用置换洗涤从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)，使得粗木质素浆料被预压、洗涤和挤压，和-回收固体馏分(11)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗木质素浆料(5)已经通过纤维素水解(4)进行了处理。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗木质素浆料(5)已经通过酶处理、酸处理或其它合适的处理进行了加工。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，利用过滤、离心处理或它们的组合从粗木质素浆料(5)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，固-液分离阶段(6)包括过滤，其中所述过滤通过加压、真空或超压进行。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述粗木质素浆料(5)的置换洗涤用少量洗涤水进行，其中，在洗涤中洗涤水与固体的比例为0.5:1–6:1(w/w)，优选0.5:1–5:1(w/w)，更优选0.5:1–4:1(w/w)，最优选0.5:1–3:1(w/w)。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在抽吸到固-液分离阶段(6)的过程中压力逐步增加或逐渐增加。8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述预压在4–10巴、或4.5–9巴、或5–8巴的压力存在下进行。9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述预压的压力类似于或高于进料中的压力。10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，在洗涤过程中保持所述预压的压力。11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述挤压的压力类似于或高于所述预压的压力。12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，含可溶性碳水化合物的馏分的总可溶性浓度为20-280g/l。13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，固体馏分的干物质含量为30–60重量％，优选为40–60重量％，更优选为45–55重量％。14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其特征在于，固-液分离阶段(6)包括不止一个分离步骤。15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·图伦尼，J·坦帕尔，
申请(专利权)人：芬欧汇川集团，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI