全 文 ：用古列巴兰浸提器提取土耳其松
树皮单宁的研究
〔土耳其〕 S · Y l o’ g u n等
土耳其松 ( P i n os b u rt i a ) 是一种 速
生树种 , 遍布于地中海 、 爱琴海的马尔马拉
地区 , 面积有 30 0万公顷 , 占森林覆盖面积
的 1 4 。 6 % 。 这种讼树已被达拉曼的纤维造纸
厂用作原料 。 在地中海沿岸正在续建一些大
型植物纤维一造纸厂和木材厂 , 这 些 工 厂
年生产能力为 10 万立方米木材 , 其中土耳其
松占很大比例 。 19 7 6年以来 ,土耳其松树皮的
逐年产量为 : 19 7 5年 2 0 5 . 4 0 0立方米 , 2 97 6年
1 3 3
.
9 2 0立方米 , 1 3 7 7年 1 7 5 . 16 0立方 米 ,
2 9 7 8年 2 0 5 . 0 0 0立方米 , 15了,年 2 14 . 5 0 0立方
米 。 大量 的树皮可采用多种方法加以利用 ,
一是用来生产单宁 。 植物的不同部位如皮 、
根 、 叶和果中都 含有单宁 , 这种单宁主要用
于将动物皮蹂制成革 , 也可用于石油钻探和
胶粘剂的生产 。 土耳其有两家拷胶厂` , 用橡
碗作原料 , 以一半的生产能力运转 。 土耳其
几种松树皮中的单宁含量如下 : 土 耳 其 松
( P
.
b r u t s a ) 树皮 : r了. 4一 2 4 . 9% , 南 欧
黑松 ( P . o i g r a ) : 2 . 7一 5 . 4% 。 欧洲赤松
( P
. s i vl e s t r i s ) 树皮的 单宁含量随树龄而
增加 , 20 年树龄 的树皮中单宁平 均 含量 为
1 0
.
8%
;树龄为 25 5年的树皮中单宁平均含量
增至 3 0 % ; 意大利五针松 ( P . p i n e a ) 树 皮
中单宁含量为 12 . 8~ 2 0 . 2% 。 土耳淇松树皮
单宁含量随树龄而增加 。树龄为20 年时 , 单宁
平均含量为12 . 8% (变化范围 8 . 8~ 17 . 8% )
树龄为 25 5年时 , 单宁平均含量为27 . 9% (变
化范围 2 1。 9~ 3 4 。 1 ) 。
几种富含单宁或含夏较高的松树皮是人
所共知的 , 一些国家已将这类树皮作裸料用
于蹂革 。 最为人 们熟知的松树皮可能是地中
海 白松 ( P . o p e n s i s e a l ) , 在 阿尔及利亚 、
突尼斯和其它地中海国家都用这种松树皮单
宁靴革 。 据记载 , 其它松树皮中含有 10 %或
更多的单宁 。 在土耳 其 , 尽管土耳其松树皮
富含单宁 , 但国内外对土耳其松树皮的生产
都没有进行过专门研究 。 本研究使用新型浸
提器 , 在中试工厂规模上测定了浸提土耳其
松树皮单宁的最佳条件 。
实验方法
古 列巴兰 ( G ul b ar a n ) 浸提系统 主 要
由一个带有两对滚筒的滚轧机 、 溶剂一水加
热器 、 螺旋输送机和浸提液回收系统组成 。
在中试工厂规模的浸提器中 , 以间歇操作方
式对树皮进行了浸提研究 。 首先将干净的树
皮送入滚轧机进行破碎和研磨 , 然 后 用 带
有热水夹套的螺旋输送机将磨碎的物料输送
至浸提段 。 物料落到一个移动的带式输送器
上 , 形成平均床高为 20 厘米的料层 , 这是以
前研究中得出的最佳厚度 。 在浸提过程中 ,
对树皮移动床先通过机动喷嘴中喷洒新鲜水
进行连续淋洗 , 然后从溶剂容器中输入温度
接近水沸点的溶剂 。 经预定的浸提时间后 ,
将浸提液输送至溶剂回收系统 , 并从实验需
要考虑回收了剩余物 。 从过滤后的剩余物中
取分析样 , 干燥后 , 采用皮革业化学家协会
( S L T C A ) 规定的方法分析单宁和非单 宁
含量 , 用粉状铬 ( M e cr k) 作为皮粉 。 古列 巴
兰浸提液器的全部部件均用 304 型不锈钢制
造 。 、
本研究测定了停留时间 、 原料粒度 、 溶
一 3 9一
剂 /原料比以及溶剂温度对单宁浸提效率的
影响 。 命名为古列 巴兰的新型浸提器 已在德
国和美国取得了专利权 , 并已用于萃取各种
油料种子 。 新型的直错交流式古列巴兰浸提
器是一种渗滤式浸提器 , 这种浸提器成功地
用于向日葵籽 、 亚麻籽 、 甜菜籽和甜菜的提
取 。 在这种浸提器中 , 溶剂与含单宁物料层只
接触 一次 , 浸提液不进行循环 。 按 此 方 法
在整个停留时间内粉碎物料的每个颗粒都与
纯溶剂接触 。 这样 , 不只是能提供高的推动
力 , 而且与此力成正比的浸提速率也能保持
高值 。
水平载面
一一一曰一卜丁万一
垂直截面
1
. 进料口 2 . 溶剂罐
3
。热溶剂进料管 4 . 雾化进料器
5
. 剩余物收集器
6
。浸提液收集器
了.输送机 8 .人孔
9
. 自动调整水平器 10 . 产品
1 1
. 螺旋进料机 1 2 . 迸料器传动
13
. 球阀 14 . 剩余物排出口
15
。圆筒 1 .7 料层 2 . 夹套
34 ~ 3了 .温度计
3 5
. 圆盘 4 1 。清洗阀
图1 浸提器的前截面 、
在设计中 , 物料要保持高温 , .禅获得高
的溶解度和扩散速率 ; 高温操作会影响溶剂
流过料层 。 中试工厂的浸提器如图王。 该浸
提器长 2 . 0米 。 宽 。 . 5米 , 高1 . 肠米扩
结果与讨论
水平截面和垂直截面萃取器正视图
土耳其松树皮的分批浸提实验结果
为了测定停留时间 、 粒度 、 溶剂 / 原料比
和溶剂温度的影响 , 本研究系统地进行了以
下 分批试验 , 全部试验用 20 厘米高的固定床
最佳停留时间的测定 : 用两种不同的溶
剂流速 ( S ) , 在停留时间为 90 一 2 10 分钟的范
围内研究 了萃取时间对得率的影响 , 试验结
果如图 2所示 。 从实验结果可 以看出 ,该浸提
器要达到工业上可以接受的浸提效率水平 ,
萃取时间需要 180 分钟左右 。
参数 : (S 溶剂流速 ) = 1千克溶剂 /千克原科 · 小时
1
.
5 = 2千克溶剂 l/ 千克原料 · 小时
平均粒度范围 二 。 . 6-5 0
.
75 毫米
2
.
5 二 1 。 5千克溶剂八千克原料 · 小时
平均粒度范围 二 1 . 2 5~ 1 . 31 毫米
萃爪时间 ( 分 )
图2 剩余物中单宁含且与草取时间关系
一 4 0一
平均粒度大小和最佳溶/ 荆原 料比的侧
定 : 在保持溶剂/ 粒状 树 皮比和停留时间不
变条件下 , 用不同粒度的树皮进行了几组试
验 , 试验结果如图 3所示 。 树皮的平均粒 度
在 0 . 5 5毫米以下时 , 沥滤进行得非常缓慢 。
实验结果表明 , 最佳平均粒度范围是 0 . 65 ~
0
.
7 5毫米 , 最佳溶剂 /原料比为 6 。
` 80 分终.’
/
/ D P ( m m )
二抽 二尸 .
一 ` ~ O
· · ·一 O一一 1— 2
。
6 5 、 0 .7 5
.
8 5勺 1 。 10
。
2 8、 1 . 3 1火兔气
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叼 叼 奶 训
溶剂 (
叼 叭 ,叭 叭 1扒 叼千克 ` )/ 原料 ( 千克
图 3 千剩余物中单宁与溶荆 /原料比的关系
最佳溶荆沮度的洲定 : 在 试验中 , 将停
留时间 、 粒度和溶剂 /原料比的最佳值作为
常数 , 保持不变 , 在三种不同的溶剂温度下
研究 了溶剂温度对得率的影响 。 溶剂温度高
于95 ℃时 , 由机动喷嘴中喷出的溶剂 由于蒸
发而不能达到连续的流速 , 这就是在 95 ℃以
上不能进行任何试验的原因 。 试验结果如表
1所示 , 本试验的 最 佳溶剂温度为 95 ℃ 。
分批实验得到的最佳条件是 :停留时间 :
80 分钟 ,平均粒度范围 : 0 。 65 ~ 0 . 75 毫米 ;
溶 剂 /原 料比为 6 , 溶剂温度 : 95 ℃ 。 使 用
洛些最佳浸提参数进行分批试验 , 能将土耳
其松树皮中 9 4 . 6% 的单宁提取 出来 。 试验结
果如表 2 。
结 论
本研究用单室直错交流式浸提器对单宁
含量为 1 9 . 64 %的土耳其松树皮进行了提取 。
按 前 述 试验结果可知 , 最佳浸提条件是 :
浸提时间为 18 。分钟 , 平均粒度范围为 0 . 6 5
~ 0
.
75 毫米 ,溶剂 /原料 比 为 6千克 6/ 千克 ,
溶剂温度为 95 ℃ 。 在此条件下 , 原料中单宁
的浸提率为 9 4 . 56 % 。
本系统不同于传统的溶剂萃取系统 , 原
料的破碎和碾磨操作是在同一个轧制机中一
步完成的 。 与某些多室浸提器相比 , 古列巴
兰浸提器用新鲜溶剂萃取单宁时 , 获得的浸
提液较稀 。 因此 , 该系统需要的溶剂蒸发费
用较高 。 用布纹筛过滤 , 可将浸提液中的固
体颗粒降至最低水平 , 从而获得比较洁净的
浸提液 。
本系统的一个重要优点是既能进行间歇
操作 , 又能进行连续操作 , 而且连续操作比
间歇操作看来具有更好的性能 。 实验表明 ,
连续试验采用的溶剂 /原料比的最佳值比分
批试验小 。 在本系统中能够看到料流的一种
简单型式 。 巴古列兰浸提器可在任何工业规
模中进行开发 。 土耳其松树皮中含有大量有
经济价值的单宁 , 且这种资源非常丰富 。 因
此 , 对于只能满足生产能力一半 的 单 宁工
厂 , 这种树皮具有很大的应用价值 。
表 1 测定浸提溶剂最佳温度的分批实验条件与结果
原料制备 一一二一下一 , ,一一 ~ 一 . ~ r ~ ” ~ 一一一 ~ ~ . ~ ~ . 门 . ~ , . 了 , ~ ~ , , , 一~ 一一 . ` . . 园一 ~ . 回 . 曰曰实 验 条 件 实 验 结 果料量)解%溶总`柳缸代水一渊只原一试验 原料 原料编号 重量 湿度
( k g ) ( % )
浸提器内部温度
( ℃ )
层度
溶剂温度
( ℃ )
A B C
( % ) ( % ) ( % )
单宁回收率
( k g / k g )
溶剂流速
( k g水/ h r ) ( % )一 , — — — .一一— . — 一 - ~ .一 ~ 一 一1 1 。 2 91 1 。 2 91 1 。 2 9 6 。 754 。 95 2 。 5 2 4 。 2 3 1 7 。 1 22 。 1 0 2 。 8 5 1 7 。 5 45 。 2 5 1 。 73 3 。 2 2 1 7 。 9 1 87 。 1了89 . 3 19 1 。 3 9ó勺nó户舀no9J任门00厅口行才`曰叮 了.008行`月才|内八O,dgJ厅了/产,é自曰1上上,嘴土,上`16/可2232nJ3
一 4 1一
表 2最佳条件下的实验结果
原料制备 实 验 条 件 实 验 结 果
料量 )解 %溶总`液艺 )韵度幻提卸 %翻温邝浸裂 (剂度幻澎捌啊层度幻料温邝剂速溶流尺一料水一甜 2一原一f
(k g /k g ( )k g水 /h r )
浸提器内
部温度
( % )
AB C
( %( )%( )% )
单宁回收率
( % )
料度幻喇故 ( %料量g :原重传验号实编
,曰no魂0一ó抢0gU…3 53 6 1 1 . 5 3 6 / 11 1 . 5 3 6 / 11 1 . 5 3 6 / 1 9 2 7 8 9 5 8 28 1 8 0 9 5 。 2 8 18 4 8 2 9 5 。 6 8 4 一 4 7 3 。 0 1 1 8 。 1 7 9 2。 2 4 2 。 3 2 1 8 。 4 0 9 3. 0 2 2 。 2 5 1 8 。 62 9 4一升丹O甲`月任口é 0乙…
表 1表 2中停留时间 : 18 。分钟 , 粒度范围 . 0 . 65 ~ 。 . 75 毫米 , 平均料层厚度: 20 厘米 , A为剩余物 中
单宁含量 , B为干剩余物中的非单宁 , C为从干剩余物中浸提的单宁。 ( 原参考文敲略 )
( 陈建华译 自a J . A m . L e a t h e r . C h e m . A s s o e i 9 9 o , 5 5 ( 4 ) , 1 1连~ 1 2 1 , 肖尊块校 )
水 解木 素 的 综 合 利 用
〔苏〕B . F .卡希尔斯基
众所周知 , 水解木素仍然是水解厂难于
处理的废物 , 尽管有许多关于用它能制取贵
重产品的建议 , 但对于这样巨大吨数的废物
来说 , 处理量尚嫌太小 。 然 而对这种废料采
取热加工的方法 , 则可以说对水解木素的工
业利用问题 , 从根本上得到了解决 。
附 图表明了保证无废物加工木素过程的
结构流程 , 该流程能制取块状木炭完全合格
的代用品和其它产品 。
水解针叶材所得木素 , 自水解锅放出经
受均化作用进行造粒 , 由于添加了。 . 2~ 0 . 3
%的腐植质酸的碱性提炼物 , 保证了颗粒强
度 。 颗粒在林化生产的示范设备上干燥后 ,
经加热分解 , 加热是在装有引出挥发性产物
的中央导管的试验室转炉上进行的 。 颗粒大
小为 1 2 X 2 0毫米 , 含水 ( 干燥后 ) 不超 过 6
一 10 % 。 颗粒热解最终温度为 45 0℃ 。
干木素热解的产品得率为 : 焦油 2 1 . 8% ,
热解水 1 2 . 5% , 粗炭 5 5 . 8% , 气体和损失为
9
。
9%
。
制得的粗炭为颗粒状 , 其大小由于收缩
而减小 。 粗炭成分为 : 7 7 . 3 6%碳 , 3 . 6 %
氢 , 4 1 . 5%灰分和 0 . 49 %硫 。 继 续 加 工 粗
炭 , 可以制得活性炭和脱色炭 , 并减少块状
加入添加物中三i炙巨……一…鱼巫{
}
加热分解 嫩气
i } 一- - -
~ 加.
幸 !匣 i一 i巫困剑遍圣赓恤{! 令
氧化抑制剂
水的冷凝液
幸
{巡 ~ {幸
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一燮夔- ! 」}世鳗些州
一 4 2一