FI116388B - Menetelmä sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi - Google Patents

Description

, 116388

Menetelmä sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi

Keksintö koskee menetelmää sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi kromatografisella simuloitu liikkuva ker-5 ros -menetelmällä, jossa nestevirtaus tapahtuu vähintään kaksi kromatografista osatäytemateriaalikerrosta käsittävässä järjestelmässä. Keksinnön mukaisella menetelmällä sulfiittikeittoliemi voidaan fraktioida siten, että saadaan ainakin kaksi jaetta. Erityisesti keksintö koskee 10 sulfiittikeittoliemen fraktiointia ainakin kolmeksi ja-keeksi, joista yhteen on rikastunut ksyloosi ja yhteen lignosulfonaatit. Keksintö tarjoaa edullisen menetelmän erityisesti ksyloosin talteenottamiseksi lehtipuusulfiit-tikeittoliemestä jatkuvatoimisena prosessina. Tyypillises-15 ti tässä menetelmässä lignosulfonaatit otetaan talteen nopeimmin eluoituvana tuotejakeena ja kolmantena tuoteja-keena hitaimmin eluoituva ksyloosi.

Sulfiittikeittoliemellä tarkoitetaan tässä yhteydessä sulfiittiselluloosan keitossa käytettyä lientä, kei-20 ton jälkeen saatua lientä tai jotakin niiden osaa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä tuote tai tuot- • · teet otetaan talteen käyttäen moniaskelista sekvenssiä,

t > I

joka käsittää seuraavia toimintoja eli vaiheita: sulfiit-; tikeittoliemen syöttövaihe, eluointivaihe ja kierrätysvai- ;·: : 25 he.

Syöttövaiheessa osatäytemateriaalikerrokseen syöte-V : tään sulfiittikeittolientä ja samanaikaisesti kerätään vastaava määrä tuotejaetta saman osatäytemateriaalikerrok-: : : sen virtaussuunnassa myöhemmästä kohdasta tai tämän osa- 30 täytemateriaalikerroksen kanssa (mahdollisesti yhden tai useamman muun osatäytemateriaalikerroksen välityksellä) sarjaan yhdistetystä, virtaussuunnassa myöhemmästä osatäy-' temateriaalikerroksesta. Syöttövaiheessa voivat olla myös ; ’: kaikki järjestelmän osatäytemateriaalikerrokset.

116388 2

Kierrätysvaiheessa osatäytemateriaalikerroksissa oleva neste kuiva-ainepitoisuusprofiileineen kierrätetään yhden, kahden tai useamman osatäytemateriaalikerroksen käsittävässä silmukassa; tämä voi käsittää myös kaikki 5 järjestelmän osatäytemateriaalikerrokset.

Eluointivaihe käsittää eluentin syöttämisen osatäy-temateriaalikerrokseen ja vastaavasti tuotejakeen tai -ja-keiden keräämisen virtaussuunnassa myöhemmästä täytemate-riaalikerroksen kohdasta, samasta tai myöhemmästä osatäy-10 temateriaalikerroksesta.

Prosessiaskel koostuu yhdestä tai useammasta edellä mainitusta samanaikaisesta samasta tai eri vaiheesta. Askeleen voivat muodostaa esimerkiksi pelkkä syöttövaihe, kierrätysvaihe tai eluointivaihe, syöttövaihe ja samanai-15 kainen kierrätys- ja/tai eluointivaihe tai -vaiheita, eluointivaihe ja samanaikainen kierrätysvaihe tai -vaiheita, kierrätysvaihe ja samanaikainen eluointivaihe tai -vaiheita jne., ja mainittuja askeleita toistetaan 1-5 kertaa sekvenssin aikana.

20 Mainittuja vaiheita käytetään muodostamaan useita ... perättäisiä prosessiaskeleita sisältäviä sekvenssejä. Kek- • · sinnön mukaisesti sekvenssi käsittää edullisesti 4-10 • I » askelta.

• > · : ’ Mainittuja askeleita sisältävää sekvenssiä toiste-

• I

: 25 taan 5-7 kertaa järjestelmän tasapainottamiseksi, minkä · jälkeen prosessia jatketaan tasapainotilassa.

i Yleensä keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään 2-12, edullisesti 2-6, kromatografista osatäytemateri- j aalikerrosta ryhmitettynä yhdeksi tai useammaksi silmukak- • * * * .**. 30 si. Silmukka voi käsittää yhden, kaksi tai useampia osa- täytemateriaalikerroksia pakattuna yhteen tai useampaan kolonniin.

Sulf iittikeittoliemi sisältää keittokemikaalien : lisäksi mm. liukenematonta puuainesta, lignosulfonaatteja, :v, 35 orgaanisia happoja sekä hemiselluloosan hydrolyysituottei- 116388 3 na syntyneitä heksoosi- ja pentoosisokereita ja jonkin verran myös oligosakkarideja, jos hydrolysoituminen mono-sakkarideiksi ei ole täydellinen. Yleensä alhainen pH massan keitossa edistää hemiselluloosan hydrolysoitumista 5 monosakkarideiksi saakka. Kun massa tuotetaan lehtipuusta, on pääosa keittoliemen sisältämistä monosakkarideista ksy-loosia, jota voidaan käyttää raaka-aineena mm. kiteisen ksyloosin, ksylitolin sekä furfuraalin tuotannossa. Kun selluloosamassaa tuotetaan havupuusta, niin vallitseva mo-10 nosakkaridi keittoliemessä on mannoosi.

Sulfiittikeittoliemen taloudellinen hyödyntäminen edellyttää että se fraktioidaan aineosiinsa. Tähän tarkoitukseen sopivia fraktiointimenetelmiä on kuvattu US-paten-tissa 4 631 129 sekä siinä mainituissa viitejulkaisuissa. 15 US-patentin 4 631 129 mukaisesti sokerit ja lignosulfonaa-tit voidaan erottaa sulfiittijäteliemestä menetelmällä, joka käsittää kaksi kromatografista käsittelyä: ensimmäisessä syötetään sulfiittijäteliemi kromatografiakolonniin, joka sisältää kolonnin täytemateriaalina käytetyn vahvasti 20 happaman hartsin suolamuodossa ja josta eluoimalla saadaan olennaisesti sokeriton, runsaasti lignosulfonaatteja si-; : sältävä jae sekä runsaasti sokereita sisältävä jae; toi- ; sessa kromatografisessa käsittelyssä syötetään mainittu • » t j ·’ runsaasti sokereita sisältävä jae, jonka pH on säädetty • ► » !·: : 25 välille 5,5 - 6,5, toiseen kromatograf iakolonniin, joka » » :.! : sisältää hartsin monovalenttisuolamuodossa, ja tästä elu- V : oimalla saadaan toinen runsaasti sokereita sisältävä jae ja toinen lignosulfonaatteja ja suoloja sisältävä jae.

•Menetelmällä esitetään saatavan sokerit, esim. lehtipuu-30 sulfiittijäteliemen sisältämä ksyloosi, talteen hyvin puh- taana ja suurin saannoin. Tämän US-patentin 4 631 129 mu-kaisen ja muiden tunnettujen sulfiittikeittoliemen frak- t | ’>·’ tiointimenetelmien hankaluutena on kuitenkin, että ne ovat ;tyypillisesti panosmenetelmiä eivätkä edullisesti sovellu . 35 suurimittakaavaiseen keittoliemen fraktiointiin.

116388 4

Tunnetaan myös menetelmiä sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi ultrasuodatuksella [ks. esimerkiksi Trive-di, M. K., Fung, D. P. C. ja Shen, K. C., Tappi, 61 (1978) nro 11, s. 119 - 120]. Näillä menetelmillä, joilla saadaan 5 vain kaksi tuotejaetta, saadaan otetuksi talteen suurimo-lekyyliset lignosulfonaatit; sokerit joutuvat kuitenkin suolojen kanssa samaan jakeeseen.

US-patenteista 4 008 285 ja 4 075 406 tunnetaan ksyloosin talteenotto kromatografisella menetelmällä. Täs-10 sä menetelmässä pentosaanipitoinen biomassa, esim puuraaka-aine, hydrolysoidaan, hydrolysaatti puhdistetaan ioni-ekskluusiolla ja värinpoistolla ja näin saatu liuos fraktioidaan kromatografisesti runsaasti ksyloosia sisältävän liuoksen saamiseksi. Näissäkin patenteissa esitetyt frak-15 tiointimenetelmät ovat panosprosesseja ja niillä on esitetty saaduksi vain kaksi tuotejaetta.

DE-patenttijulkaisussa 1 692 889 on esitetty ksyloosin talteenotto sulfiittijäteliemestä menetelmällä, jossa jätelientä uutetaan alifaattisilla 1-5 hiiliatomia 20 sisältävillä alkoholeilla, muodostuneet vesi- ja alkoholi-kerrokset erotetaan toisistaan, jälkimmäisestä poistetaan !'! alkoholi tislaamalla ja saatua siirappimaista jäännöstä, ; jossa ksyloosin suhde lignosulfonaatteihin on korkeintaan « < · ; 1:2,5, pidetään huoneenlämpötilaa alemmassa lämpötilassa,

I t I

’·>' · 25 kunnes ksyloosi kiteytyy. Kiteytynyttä ksyloosia hierre-

I I

: tään etanolin kanssa, suodatetaan ja kuivataan. Tässä me- V · netelmässä lignosulfonaatit jäävät yhdessä suolojen kanssa emäliuokseen.

: : : Tämän keksinnön tavoitteena on kromatografinen me- 30 netelmä sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi jatkuvatoi-misesti, erityisesti lehtipuusulfiittikeittoliemen jatku-vatoimiseksi fraktioimiseksi, joka mahdollistaa ksyloosin I t ’·*’ ja lignosulfonaattien talteenoton keittoliemestä.

Jatkuvatoimisissa kromatografisissa erotusproses-35 seissa on viime vuosina käytetty ns. simuloitu liikkuva 116388 5 kerros -menetelmää. Se on kehitetty ja otettu käyttöön USAzssa 1960-luvun alussa, ensin petrokemiallisiin sovellutuksiin (US-patentti 2 985 589). Nykyään tunnetaan useita simuloitu liikkuva kerros -menetelmiä useisiin erilai-5 siin sovellutuksiin (US-patentit 3 706 812, 4 157 267, 4 267 054, 4 293 346, 4 312 678, 4 313 015, 4 332 623, 4 359 430, 4 379 751, 4 402 832, 4 412 866, 4 461 649, 4 533 398, ja 5 127 957, sekä EP-hakemusjulkaisu 0 279 946).

10 Simuloitu liikkuva kerros -menetelmä mahdollistaa jopa moninkertaisen erotuskapasiteetin ja tuotteiden laimeneminen (eluentin käyttö) on merkittävästi vähäisempi kuin panosmenetelmää käytettäessä.

Simuloitu liikkuva kerros -menetelmä voi olla joko 15 jatkuva tai jaksottainen.

Jatkuvassa simuloitu liikkuva kerros -menetelmässä tyypillisesti kaikki virtaukset ovat jatkuvia. Nämä virtaukset ovat: syöttöliuoksen ja eluentin syöttö, neste-seoksen kierrätys ja tuotteiden (tavallisesti vain kaksi) 20 talteenotto. Näiden virtausten virtausnopeus voidaan sää- .·*. tää erotustavoitteiden mukaisesti (saanto, puhtaus, kapa- • · » siteetti) . Normaalisti 8-20 osatäytemateriaalikerrosta /. on liitetty yhdeksi silmukaksi. Edellä mainitun US-paten- ; tin 4 402 832 mukaan kierrätysvaiheita on sovellettu lai- ;' · 25 meiden fraktioiden kierrättämiseen. Syöttö- ja tuotekeräi- - : lypisteitä siirretään vaiheittain virtauksen suunnassa v * täytemateriaalikerroksessa. Eluentin ja syöttöliuoksen syötön vuoksi (sekä tuotteiden keräilyn vuoksi) sekä täy-j : : temateriaalikerroksen läpi tapahtuvan virtauksen vuoksi 30 täytemateriaalikerrokseen muodostuu kuiva-ainepitoisuus- profiili. Aineosat, joilla on pienempi siirtymisnopeus täytekerroksessa, rikastuvat kuiva-ainepitoisuusprofiilin ''y‘ loppuosaan ja vastaavasti aineosat, joilla on suurempi : siirtymisnopeus, alkuosaan. Syöttöliuoksen ja eluentin 3 5 syöttöpisteitä ja tuotteen tai tuotteiden keräilypisteitä 116388 6 siirretään asteittain oleellisesti samalla nopeudella kuin kuiva-ainepitoisuusprofiili liikkuu täytemateriaalikerrok-sessa. Tuote tai tuotteet kerätään oleellisesti kuiva-ainepitoisuusprof iilin etu- ja loppuosasta, ja syöttöliuos 5 syötetään suunnilleen kuiva-ainepitoisuusprofiilin maksi- mikohtaan ja eluentti suunnilleen kuiva-ainepitoisuuspro- fiilin minimikohtaan. Osaa erottuneista tuotteista kier rätetään jatkuvan kiertovirtauksen vuoksi ja vain osa kuiva-ainepitoisuusprof iilista poistetaan täytemateriaaliker-10 roksesta yhden jakson aikana.

Syöttö- ja keräilypisteiden vaiheittainen siirtyminen tapahtuu käyttämällä syöttö- ja tuoteventtiileitä, sekä syöttö- ja talteenottolaitteita, jotka sijaitsevat pitkin täytemateriaalikerrosta tyypillisesti kunkin osa-15 täytemateriaalikerroksen alku- ja loppupäässä. Mikäli pyritään keräämään hyvin puhtaita tuotejakeita, on käytettävä lyhyitä vaiheaikoja ja lukuisia osatäytemateriaali-kerroksia (laitteistossa on vastaavat venttiilit sekä syöttö- ja keräilylaitteet).

20 Jaksottaisessa simuloitu liikkuva kerros -menetel- .···. mässä kaikki virtaukset eivät ole jatkuvia. Jaksottaisessa •. simuloitu liikkuva kerros -menetelmässä virtaukset ovat: • > · ! I syöttöliuoksen ja eluentin syöttö, nesteseoksen kierrätys ; ja tuotteiden kerääminen (eluointivaihe; 2-4 tai useam- : 25 pia tuotteita). Virtausnopeus ja eri syöttöjen ja tuote- ; : jakeiden tilavuudet voidaan säätää erotustavoitteiden mu- V · kaisiksi (saanto, puhtaus, kapasiteetti). Menetelmä kä sittää kolme perusvaihetta: syötön, eluoinnin ja kierrä-: tyksen. Syöttövaiheen aikana syötetään syöttöliuosta ja 30 mahdollisesti samanaikaisen eluointivaiheen aikana myös eluenttia esivalittuihin osatäytemateriaalikerroksiin, ja ; samanaikaisesti kerätään kaksi, kolme tai jopa neljä tuo- '··' tejaetta. Eluointivaiheen aikana syötetään eluenttia esi- valittuun tai esivalittuihin osatäytemateriaalikerrokseen ·’35 tai -kerroksiin, ja mainittujen vaiheiden aikana kerätään 116388 7 kaksi, kolme tai jopa neljä tuotejaetta. Kierrätysvaiheen aikana osatäytemateriaalikerroksiin ei syötetä syöttö-liuosta eikä eluenttia eikä kerätä tuotteita. Tällainen jaksottainen simuloitu liikkuva kerros -menetelmä sovel-5 lettuna betaiinin ja sakkaroosin talteenottamiseen juuri-kasmelassista on kuvattu suomalaisessa patenttihakemuksessa 882740 (US-patentti 5 127 957). Myös hakijan samanaikaisesti vireillä oleva suomalainen patenttihakemus 930321 (hakemispäivä 26.1.1993) koskee melassin fraktiointia jak-10 sottaisella simuloitu liikkuva kerros -menetelmällä.

Tämän keksinnön kohteena on jaksottainen simuloitu liikkuva kerros -menetelmä, joka erityisesti soveltuu sul-fiittikeittoliemen fraktiointiin ainakin kolmeksi jakeek-si. Tässä menetelmässä nestevirtaus tapahtuu vähintään 15 kaksi osatäytemateriaalikerrosta käsittävässä järjestel mässä, ja tuotteet otetaan talteen moniaskelisen sekvenssin aikana. Osatäytemateriaalikerros voi koostua yhdestä kolonnista; on kuitenkin myös mahdollista pakata samaan kolonniin kolonnirakenteesta riippuen useampia peräkkäisiä 20 osatäytemateriaalikerroksia. Toisaalta useat peräkkäiset .···. kolonnit voivat muodostaa yhden tai useamman silmukan.

,v. Sekvenssi koostuu syöttö-, eluointi- ja kierrätys- vaiheista. Syöttövaiheen aikana sulfiittikeittolientä syö-; ; tetään osatäytemateriaalikerrokseen ja vastaava määrä tuo- ;·· ' 25 tejaetta otetaan talteen kohdasta, joka voi olla joko sa- '·* · massa osatäytemateriaalikerroksessa kuin syöttökohta (jol- V ; loin järjestelmän muut osatäytemateriaalikerrokset voivat olla esimerkiksi eluointi- tai kierrätysvaiheessa) tai : : j syöttökohtaan nähden eri osatäytemateriaalikerroksessa, 30 joka on (mahdollisesti muiden osatäytemateriaalikerrosten välityksellä) sarjassa sen osatäytemateriaalikerroksen kanssa, johon syöttö tapahtuu. Kierrätysvaiheen aikana osatäytemateriaalikerroksissa oleva neste kuiva-ainepitoi-: ; suusprofiileineen kierrätetään yhden, kahden tai useamman * * *': 35 osatäytemateriaalikerroksen käsittävässä silmukassa. Elu- 116388 s ointivaiheessa täytemateriaalikerrokseen syötetään eluent-tia ja vastaava määrä tuotejaetta tai -jakeita otetaan talteen samasta tai myöhemmästä osatäytemateriaalikerrok-sesta.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä kierrätystä käy tetään siten, että kierrätysvaiheessa muodostetaan yksi, kaksi tai kolme tai jopa useampia erillisiä, peräkkäisiä silmukoita. Esimerkiksi osatäytemateriaalikerrosten lukumäärän ollessa 3, nämä voivat muodostaa yhden silmukan 10 (jolloin menetelmää sanotaan yksivaiheiseksi) tai edullisesti kaksi silmukkaa (jolloin menetelmää sanotaan kaksivaiheiseksi) , joista toinen käsittää yhden ja toinen kaksi osatäytemateriaalikerrosta. Järjestelmän käsittäessä useita peräkkäisiä erillisiä silmukoita, kukin näistä voi olla 15 suljettu tai avoin, eli kun kierrätetään nestettä toisessa silmukassa, voidaan toiseen silmukkaan syöttää eluenttia ja siitä voidaan kerätä tuotejae. Syötön ja eluoinnin aikana virtaus täytemateriaalikerrosten läpi voi tapahtua peräkkäisten silmukoiden välillä, jotka virtaukset kuljet-20 tavat materiaalia silmukasta toiseen. Kierrätysvaiheen ai-\ kana silmukka on suljettu ja erotettu muista silmukoista.

Yleensä jokaisessa tällaisessa erillisessä silmukassa i kierrätetään yhtä erillistä kuiva-aineprofiilia. Kukin * · ! osatäytemateriaalikerros voi muodostaa yhden erillisen ; / 25 silmukan.

·' Nyt on todettu, että keksinnön mukainen jaksottai- v : nen simuloitu liikkuva kerros -menetelmä sopii ksyloosin ja lignosulfonaattien samanaikaiseen talteenottoon sul- : fiittikeittoliemestä teollisessa mitassa suurin saannoin 30 ja puhtaudeltaan edullisena jatkoprosessointia tai käyttöä Λ varten. Lisäksi suolat, oligosakkaridit, kuten ksylobioo- » · · si, ja muut sulfiittikeittoliemen komponentit, jotka ovat haitallisia ksyloosin valmistuksessa, saadaan tällä mene-: : telmällä edullisesti poistetuksi ksyloosijakeesta. Jos 35 raaka-aineena olisi havupuusulfiittikeittoliemi, niin vai- 116388 9 litseva monosakkaridi olisi mannoosi ja menetelmällä saataisiin mannoosirikas jae.

Jos menetelmässä erotettaisiin vain ksyloosi- ja jäännösjae, niin lignosulfonaatit eluoituisivat orgaanis-5 ten ja epäorgaanisten suolojen mukana jäännösjakeeseen. Keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaadaan kuitenkin kuiva-aineprofiili, jossa lignosulfonaatit ovat rikastuneet suoloihin nähden ja ne voidaan ottaa talteen valitsemalla tuotteen keräilykohta sopivasti.

10 Menetelmän toteutustapa (yksi- tai useampivaihei- nen) ja käytettävät prosessiparametrit valitaan mm. raaka-aineena käytetyn sulfiittikeittoliemen koostumuksen mukaan niin, että päästään optimitulokseen tuotteen puhtauden ja saannon sekä täytemateriaalin kapasiteetin suhteen.

15 Täytemateriaalina käytetään edullisesti vahvasti hapanta, geelityyppistä kationinvaihtohartsia (esim. "Ze-rolit 225", "Finex" tai "Purolite"), ja se on edullisesti keittoliemen emäsmuodossa. Täytemateriaalin ionimuoto tasapainottuu keittoliemen emäsmuodon mukaan menetelmän ai-20 kana, jos keittoliemelle ei tehdä mitään edeltävää ionin- ,···. vaihtoa.

_ Syöttö liuoksena käytetään lehtipuun tai muun pento- saanirikkaan biomassan sulfiittikeitosta tulevaa keitto-; ; lientä. Ennen erotusta sulfiittikeittoliemestä poistetaan : 25 suodattamalla sen sisältämät kiintoaineet ja se lämmite- - ·’ tään ennen erotusprosessiin syöttöä 40 - 95 °C:seen, edul- V : lisesti 50 - 75 °C:seen.

Eluointiin käytetään vettä, jonka lämpötila on 40 -: : : 95 °C, edullisesti 50 - 75 °C.

* f I · 30 Nesteen lineaarinen virtausnopeus kolonneissa on 0,5 - 12 m3/h/m2, jopa 20 m3/h/m2, edullisesti 2-10 m3/h/ m2.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksinnön mukaista : : jaksottaista simuloitu liikkuva kerros -menetelmää sul- 35 f iittikeittoliemen fraktioimiseksi. Näiden esimerkkien ei 10 116388 tule katsoa rajoittavan keksinnön aluetta, vaan ne ovat ainoastaan esimerkkejä keksinnön erityisistä toteutusmuodoista.

Ilmoitetut kuiva-ainepitoisuudet on määritetty 5 Karl-Fischer-menetelmällä, ellei toisin mainita. Lignosul-fonaattipitoisuus on määritetty UV-absorbanssimittauksella (absorptiviteetti on 14,25 l-g^-cm'1).

Esimerkeissä käytettiin syöttöliuoksina eri tyyppisiä suodatettuja sulfiittikeittoliemiä: liuoksessa A oli 10 matala ksyloosipitoisuus, liuoksessa B korkea ja liuoksessa C keskitason ksyloosipitoisuus. Syöttöliuokset olivat lehtipuusulfiittikeittoliemiä, joiden koostumus analysoitiin HPLCtllä. Kaikkien keittoliemien emäs oli kalsium. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 1, jossa eri aine-15 osien prosentuaaliset osuudet on annettu painoprosentteina kuiva-aineesta.

Taulukko 1

Syöttöliuosanalyysit

Liuos A Liuos B Liuos C

20 Glukoosi, % 1,3 + 1,7 ,*-.t Ksyloosi, % 11,5 21,5 19,6 !'! Galaktoosi + ramnoosi, % 1,0 1,4 1,5

Arabinoosi, % 0,3 0,4 0,4 * 1

Mannoosi, % 1,3 1,2 1,5 : 25 Monosakkaridit yht., % 15,4 24,5 24,7 • Oligosakkaridit, % 0,6 1,8 0,9 : Lignosulfonaatit, % 46,3 43,3 46,5

Muut, % 37,7 30,4 27,9 » * 30 pH 3,4 3,8 2,1

Johtokyky, mS/cm 9,8 3,6 11,0 väri, ICUMSA 246000 71000 233000

Kuiva-ainepitoisuus, paino-% 47,3 54,7 33,6 » » 116388 11

Esimerkki 1

Yksivaiheinen erotustapa

Koelaite muodostui kahdesta sarjaan yhdistetystä kolonnista, syöttöpumpuista, kiertopumpuista, eluenttive-5 sipumpuista, virtaus- ja painesäädöistä ja eri prosessi-virtojen syöttö- ja tuoteventtiileistä. Kumpikin kolonni koostui neljästä osatäytemateriaalikerroksesta, joista kunkin korkeus oli n. 1,39 m.

Kolonnit oli täytetty vahvasti happamalla kationin-10 vaihtohartsilla (Finex V 09 C™) . Hartsilla oli polystyree-ni/divinyylibentseenirunko ja se oli aktivoitu sulfonihap-poryhmillä; keskimääräinen palloskoko (Na+-muodossa) oli noin 0,36 mm. Hartsin DVB-pitoisuus oli 5,5 %. Hartsi oli elvytettu ennen koetta kalsiummuotoon.

15 Koeolosuhteet:

Kolonnien halkaisija 0,2 m

Hartsikerroksen kokonaiskorkeus 11,1 m

Lämpötila 70 °C

Virtausnopeus 130 ja 170 1/h 20 . ·1·. Syöttöliuos oli edellä mainittu liuos C.

Fraktiointi suoritettiin 4-askelisella sekvenssillä. Sekvenssin kesto oli 110 minuuttia, ja se koostui seu-raavista askelista: : : 25 Askel 1: 60 1 syöttöliuosta syötettiin (syöttövai- » 1 !: he) kolonniin nro 1 virtausnopeudella 130 1/h ja 60 litran v 1 jäännösjae 1 eluoitiin saman kolonnin loppupäästä. Samaan aikaan vettä syötettiin (eluointivaihe) kolonniin nro 2 :: virtausnopeudella 170 1/h ja samasta kolonnista eluoitiin 30 ksyloosijae (45,0 1) ja jäännösjae 2/1 (35 1) .

Askel 2: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kummankin kolonnin yhdessä muodostamassa silmukassa 64,0 1 nopeudel-'·;·1 la 130 1/h.

;Askel 3: Vettä syötettiin kolonniin nro 1 nopeudel-·’; 35 la 130 1/h ja samanaikaisesti eluoitiin jäännösjae 2/2 (70 1) kolonnista nro 2.

116388 12

Askel 4: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kummankin kolonnin muodostamassa silmukassa 45 1 nopeudella 130 1/h.

Kun sekvenssi oli päättynyt, prosessin ohjausohjelma jatkui palaten askeleeseen 1. Toistamalla tätä sekvens-5 siä 5-7 kertaa järjestelmä tasapainottui. Menetelmää jatkettiin tasapainotilassa ja erotusprosessin kulkua seurattiin tiheys-, optinen aktiivisuus- ja johtokykymitta-reilla, ja erotusta ohjattiin mikroprosessorilla, jolla ohjattiin tarkoin määrätyt syöttöjen, kierrätetyn nesteen 10 ja tuotejakeiden tilavuudet ja virtausnopeudet käyttäen määrä/tilavuusmittauksia, venttiilejä ja pumppuja.

Tässä menetelmässä kerättiin neljä tuotejaetta: ksyloosijae kolonnista nro 2, yksi jäännösjae kolonnista nro 1 ja kaksi jäännösjaetta kolonnista nro 2. Analyysit 15 yhden sekvenssin aikana tasapainottumisen jälkeen kerätyistä tuotejakeista on esitetty taulukossa 2, jossa eri aineosien prosentuaaliset osuudet on annettu painoprosentteina kuiva-aineesta.

Ksyloosisaanto tässä fraktioinnissa oli 75,6 % tuo-20 tejakeista laskettuna.

< · » * · • · * · » ·

i I

1 » 1 116388 13

CM

CM

ID Ο Η σι O I I

:0 I I

C in ^ cm o I I

G co H I I

:(0 I · :(0 · ·

h> I I

d ! 5

CM I

0

ID CO CO CO 3 W

:0 * * *· * -P

G O CM in U5 O -H I—I

C (N 0 (0

:(0 ifl G

:(0 >i <0

1½ H

(0 -H C CD (0

cm 1-1 -HI

05 0) h co co γ·* <D I

_ ο) ω - I

H X ;0 o m co in o I I

3 co S id ii

•2 -n c I

H 0) :(0 I

d 4-> :<0 I

f- g I

•H O in CO CM I o id * - - - i o O in ·μ< h in h I o ,,. ο h in Φ I in £

• · ID

:.· *

I—I AO

I B o\o , o\° : o - p

O * -P -H

H -P -H -P

^ -Η Ό (0 0> Ό *H (0 <

'. I—I I A° -H J-l £ CO

: o ^ p (0 o s

* G W >· IÖ * Ή P

U> ·Η 3 ·Η X X rH U

3(03l0>i(0:3H

B I 10 0 (0 10 10 >(0-H0t000- (0 > ο ή o ö"> c -h

rH -H +J >1 C -H tj> P

, ‘ -H 13 -H W O <H -H :(0 116388 14

Esimerkki 2

Yksivaiheinen erotustapa

Koelaite muodostui kolmesta sarjaan yhdistetystä kolonnista, syöttöpumpuista, kiertopumpuista, eluenttive-5 sipumpuista, virtaus- ja painesäädöistä ja eri prosessi-virtojen syöttö- ja tuoteventtiileistä. Kukin kolonni koostui yhdestä osatäytemateriaalikerroksesta.

Kolonnit oli täytetty vahvasti happamalla kationin-vaihtohartsilla (Finex V 09 C™) . Hartsilla oli polystyree-10 ni/divinyylibentseenirunko ja se oli aktivoitu sulfonihap-poryhmillä; keskimääräinen palloskoko (Na+-muodossa) oli noin 0,39 mm. Hartsin DVB-pitoisuus oli 5,5 %. Hartsi oli elvytettu ennen koetta kalsiummuotoon.

Koeolosuhteet: 15 Kolonnien halkaisija 0,11 m

Hartsikerroksen kokonaiskorkeus 12,0 m

Lämpötila 70 °C

Virtausnopeus 40 ja 60 1/h 20 Syöttöliuos oli edellä mainittu liuos A.

Fraktiointi suoritettiin 6-askelisella sekvenssil- , lä. Sekvenssin kesto oli 96 minuuttia, ja se koostui seu- raavista askelista: - * • * · * ; Askel 1: 15,5 1 syöttöliuosta syötettiin (syöttö- 25 vaihe) kolonniin nro 1 virtausnopeudella 40 1/h ja 15,5 : litran jäännösjae 1 eluoitiin saman kolonnin loppupäästä.

: Samaan aikaan vettä syötettiin (eluointivaihe) kolonniin v ! nro 2 virtausnopeudella 60 1/h ja kolonnista nro 3 eluoi tiin ksyloosijae (8,0 1) ja jäännösjae 3/1 (18,0 1), joka 30 sisälsi pääasiassa suoloja.

Askel 2: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kaikkien kolonnien muodostamassa silmukassa 16,0 1 nopeudella 40 ;l;: i/h.

Askel 3: Vettä syötettiin kolonniin nro 3 nopeudel-35 la 40 1/h ja samanaikaisesti eluoitiin lignosulfonaatti-rikas jae (16 1) kolonnista nro 2.

116388 15

Askel 4: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kaikkien kolonnien muodostamassa silmukassa 13,0 1 nopeudella 40 1/h.

Askel 5: Vettä syötettiin kolonniin nro 1 nopeudel-5 la 40 1/h ja samanaikaisesti eluoitiin jäännösjae 3/2 (6,0 1) kolonnista nro 3.

Askel 6: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kaikkien kolonnien muodostamassa silmukassa 13,0 1 nopeudella 40 1/h.

10 Kun sekvenssi oli päättynyt, prosessin ohjausohjel ma jatkui palaten askeleeseen 1. Toistamalla tätä sekvenssiä 5-7 kertaa järjestelmä tasapainottui. Menetelmää jatkettiin tasapainotilassa ja erotusprosessin kulkua seurattiin tiheys-, optinen aktiivisuus- ja johtokykymitta-15 reillä, ja erotusta ohjattiin mikroprosessorilla, jolla ohjattiin tarkoin määrätyt syöttöjen, kierrätetyn nesteen ja tuotejakeiden tilavuudet ja virtausnopeudet käyttäen määrä/tilavuusmittauksia, venttiilejä ja pumppuja.

Tässä menetelmässä kerättiin viisi tuotejaetta: 20 ksyloosijae kolonnista nro 3, jäännösjae kolonnista nro 1, kaksi jäännösjaetta kolonnista nro 3 ja lignosulfonaatti- ... rikas jae kolonnista nro 2. Analyysit yhden sekvenssin » · aikana tasapainottumisen jälkeen kerätyistä tuote jakeista t r » on esitetty taulukossa 3, jossa eri aineosien prosentuaa- » ► » 25 liset osuudet on annettu painoprosentteina kuiva-aineesta.

t * a

I I

1 I I

t 16 116388

+J

a) cn ω 'χ.

Ai n :0 o n H cm in o

C+x x x O

G rt· ι~χ oj o cn o :<β H oi ** ro :m 'χ. in h) m •

G

O

(M Q) r-1 (0 G t o uj o (N r-χ σ\ in 2

O ffl . v w O

G <ö vo n» o o o rt* O' Ai h m vo

•H -H (N

J M

Jj tH

n 0» o <u 5 in σ» o o “ 2 S Ai -O m χ 9 v rt S - CO O (N H f'l ° 'G ·γί C in m co R <U :iö H ^

'G 4J ;rt H

2 O ^ R => H En

H

O x x x x x x O

• O co -^ncnoui0 : H H tn 10 10 >1 m ω / « I f • rH o\® • β oY> o\» : o χ 4->

O x -p -H

H +J -H 4J

S -H Ό <0 &i Ό -H (ö rt!

H I o\® -H G G W

; Q) χ β ia o S

xGWxrO^M-iD m -H G -H ^ A! H U

GGGlflAiGGH

G i ω o (0 ω ω

>rt-Homoox · G>OrHOtT>C-H

H -H 4J >f G -H CH G

•H G *H tfl 0 H ·Η :<Ö R«awgoj> » 116388 17

Ksyloosisaanto tässä fraktioinnissa oli 87,4 % tuote jakeista laskettuna.

Kuviossa 1 on esitetty tämän fraktioinnin erotus-käyrät kolonnista 2. Kuten kuviosta 1 ja taulukosta 3 voi-5 daan nähdä, lignosulfonaattirikas jae kerätään kolonnista nro 2. Lignosulfonaattihuipun kohdalla neljän minuutin välein kolonnin 2 pohjalta otetuissa näytteissä lignosul-fonaattipitoisuudet olivat 67,0, 79,2 ja 75,0 % kuiva-aineesta. Kuviossa 2 on esitetty tämän fraktioinnin erotus-10 käyrät kolonnista 3.

Esimerkki 3

Toistettiin esimerkin 2 fraktiointi, mutta lisäksi seurattiin moolimassaltaan erilaisten lignosulfonaattien erottumista.

15 Erotusprofiilin alusta lähtien otettiin näytteet (neljä näytettä/kolonni), joista analysoitiin lignosulfonaattien moolimassajakauma. Moolimassa-alue jaettiin viiteen osaan: yli 100 000 g/mol, alue 100 000 - 40 000 g/mol, alue 40 000 - 10 000 g/mol, alue 10 000 - 4400 20 g/mol ja alle 4400 g/mol. Kolonnin nro 2 osalta on kuviossa 1 osoitettu numeroin 1-4 kohdat, joissa näytteet .··. otettiin. Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulu- • « * * * kossa 4, jossa vertailun vuoksi on esitetty myös syöttö- • i » liuoksen vastaavat analyysitulokset.

! ; 2 5 Suurimolekyyliset lignosulfonaatit ovat rikastuneet • » · ; lignosulfonaattirikkaaseen jakeeseen (näytteet 2 ja 3) .

* i · • I · ' * · *· t * · 1 i · • « > f ’ * 116388 18 o o ·<* o m n o <0 «a* H m ro g

% V

(0 ro <Ö ω o o ω o o <0 ^ιΟ'ΰί'Γ'ΟνΟ g o r- s' r- r- r~

•h H

i—I

o AV

O

g C Ή S o T* c g o o

-H —, O O

0 ^ 0 O o v 10 oooororoo

y JÖ » H "a* H HH

--t 'f /0 | g s Λ v 1 s i

H O -H

Cl i—I O O

CU O o o „ o o o

G SOOCNO'S'nO

... 0 «a* o

*...· 4J H

P AV

... ro * ιϋ

G

• . o <W o : d ° .: : g o W O CN O Π (N o : : o o

; * G rH

: λ ' h-1 0) ; : o 0 . * Ή • · * H h ra n a* :0 .·.·. 4J 0) 0) Q) a>

·,·,· 4J 4J 4J +J +J

,,. :0 >i >i >i >i · >i :iö :iö :iö :id

·.,.’ M S S S S

116388 19

Esimerkki 4

Kaksivaiheinen erotustapa Käytettiin kromatografista koelaitetta, joka muodostui 3 kolonnista, syöttöpumpuista, kiertopumpuista, 5 eluenttivesipumpuista, virtaus- ja painesäädöistä ja eri prosessivirtojen syöttö- ja tuoteventtiileistä. Erotus-laitteisto koostui kahdesta silmukasta, joista ensimmäisen muodostivat kolonnit nro 1 ja nro 2 sarjassa; toisen silmukan muodosti kolonni nro 3.

10 Syöttöliuos ja kolonnien täytemateriaali olivat samat kuin esimerkissä 2.

Koeolosuhteet:

Kolonnien halkaisija 0,11 m

Hartsikerroksen kokonaiskorkeus 12,0 m

15 Lämpötila 75 °C

Virtausnopeus 25 - 75 1/h

Fraktiointi suoritettiin 4-askelisella sekvenssillä. Sekvenssin kesto oli 76 minuuttia, ja se koostui seu-raavista askelista: 20 Askel 1: 15,0 1 syöttöliuosta syötettiin (syöttö- vaihe) kolonniin nro l virtausnopeudella 30 1/h ja 15,0 litran jäännösjae 1 eluoitiin saman kolonnin loppupäästä. v, Samaan aikaan 18,0 1 vettä syötettiin (eluointivaihe) ko- ’ lonniin nro 2 virtausnopeudella 35 1/h ja kolonnista nro 3 ; 25 eluoitiin jäännösjae 3 (18,0 1).

Askel 2: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kolonnien nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (13,0 1; 50 1/h) : ja samanaikaisesti syötettiin vettä kolonniin nro 3 ja eluoitiin palautusjae (3,0 1; 35 1/h) kolonnista nro 3.

I 30 Askel 3: Vettä syötettiin kolonniin nro l ja saman- , aikaisesti eluoitiin lignosulfonaattirikas jae (20,0 1; 75 . . 1/h) kolonnista nro 2, syötettiin vettä kolonniin nro 3 ja M eluoitiin ksyloosijae (18,0 1; 35 1/h) kolonnista nro 3.

;·’ Askel 4: Kierrätettiin (kierrätysvaine) kolonnien : : 35 nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (5,8 1; 75 1/h) 116388 20 sekä erillisessä kolonnin nro 3 muodostamassa silmukassa (3,4 1; 25 1/h).

Kun sekvenssi oli päättynyt, prosessin ohjausohjelma jatkui palaten askeleeseen 1. Toistamalla tätä sekvens-5 siä 5-7 kertaa järjestelmä tasapainottui, minkä jälkeen menetelmää jatkettiin tasapainotilassa.

Tässä menetelmässä kerättiin neljä tuotejaetta: jäännösjae kolonneista nro 1 ja nro 3, lignosulfonaatti-rikas jae kolonnista nro 2 ja ksyloosijae kolonnista nro 10 3. Kolonnista 3 otettu palautusjae lisättiin syöttöliuok- seen. Tässä fraktioinnissa yhden sekvenssin aikana tasapainottumisen jälkeen kerättyjen tuotejakeiden ja palautus jakeen analyysit on esitetty taulukossa 5, jossa aineosien prosentuaaliset osuudet on annettu painoprosentteina 15 kuiva-aineesta.

Ksyloosisaanto tässä fraktioinnissa oli 92,2 %.

V

* t * · « ♦ • 1 1 · • » » · • 1 · I » 116388 21 co p o co^r^^r-o ^ ^ ^ ^ ^ ^ o (0 r» ^ m oi o < o

r-H H H M

CÖ VO

(¾ n (0 :0 o ίο ^ H o en o 3 k k *. < * o C oo HH^or^o

:tö H n H

:rt «"·

hi H

G

QJ O

rt <*H 0) _

~ rH rt O VO f- 00 O << O

ω 3 -r- - - - - ' 2

3 CO O H O O O CM O

jl O CO cm n vd O

3 G rt rt ? * 01 in ή ·* -? rt κΐ ^ O & X ,

X CO H

% CO

^ JJ :0 O rH 00 CM O rH O

rt 0) £ *·

cii m G in O H CM O VO O

^ ICO rH rH *3* l^ ie s s -r-\ hi ^ d)

P

§ ‘H

tn CO

.. OOCMCMt^rHCOO

’ * O ^ ^ ^ ^ ^ O

' ' rH CO rH^VOOOO

;*,·, >i rH H in H in

0) CM

: ; * • ’ · rH o\« ,; : g o\o • . > o\o

; ; o P

• O *· P -H

H p -H p

-H Ό CO

Οι Ό -rH cö rtj : ,·. rH i o\o -h Vh C en

;.: : dl - Vh rt O S

* G co * rt ,* p £>

CO -H rt -H x ,¾ rH O

... rtrtrtin^rtrtH

B i oi o rt co co ·. >rt-HOlOOO' .:· rt>OHOO'C-p H -rt p >1 G -H Dl Vh . · * ·, -H B *H CO O H -H :rt ’...· EH«a«ao^i> 116388 22

Esimerkki 5

Kaksivaiheinen erotustapa

Fraktiointi suoritettiin käyttäen esimerkissä 4 kuvattua kaksi silmukkaa käsittävää erotuslaitteistoa ja 5 myös esimerkin 4 mukaista menettelytapaa, paitsi että syöttöjen ja kerättyjen jakeiden tilavuusparametrejä ja virtausnopeuksia muutettiin. Näihin muutoksiin oli syynä syöttöliuoksen suurempi ksyloosipitoisuus.

Kolonnien täytemateriaali oli sama kuin esimerkeis-10 sä 2 - 4. Syöttöliuos oli edellä mainittu liuos B.

Koeolosuhteet:

Kolonnien halkaisija 0,11 m

Hartsikerroksen kokonaiskorkeus 12,0 m Lämpötila 75 °c 15 Virtausnopeus 9-75 1/h

Fraktiointi suoritettiin 4-askelisella sekvenssillä. Sekvenssin kesto oli 84 minuuttia, ja se koostui seu-raavista askelista:

Askel 1: Kuten askel 1 esimerkissä 4.

20 Askel 2: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kolonnien nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (13,0 1; 50 1/h) .··. ja samanaikaisesti syötettiin vettä kolonniin nro 3 ja » · eluoitiin palautusjae (5,0 1; 35 1/h) kolonnista nro 3.

! Askel 3: Vettä syötettiin kolonniin nro 1 ja saman- 25 aikaisesti eluoitiin lignosulfonaattirikas jae (20,0 1; · 75 1/h) kolonnista nro 2, syötettiin vettä kolonniin nro 3 : ja eluoitiin ksyloosijae (17,0 1; 35 1/h) kolonnista nro V * 3.

Askel 4: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kolonnien ! 30 nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (5,8 1; 75 1/h) sekä erillisessä kolonnin 3 muodostamassa silmukassa (2,2 1; 9 1/h).

Tätä sekvenssiä toistettiin 5-7 kertaa, joiden ‘ ·** jälkeen järjestelmä oli tasapainottunut, ja menetelmää : 35 jatkettiin tasapainotilassa.

t 23 116388 Tässä menetelmässä kerättiin neljä tuotejaetta: jäännösjae kolonneista nro 1 ja nro 3, lignosulfonaatti-rikas jae kolonnista nro 2 ja ksyloosijae kolonnista nro 3. Kolonnista nro 3 otettu palautusjae lisättiin syöttö-5 liuokseen.

Tässä fraktioinnissa yhden sekvenssin aikana tasapainottumisen jälkeen saatujen tuotejakeiden ja palautus-jakeen analyysit on esitetty taulukossa 6. Prosentuaaliset osuudet on annettu painoprosentteina kuiva-aineesta.

10 Ksyloosisaanto tässä fraktioinnissa oli 90,7 %.

Tämän fraktioinnin erotuskäyrät kolonnista 2 on esitetty kuviossa 3 ja kolonnista 3 kuviossa 4.

Taulukosta 6 voidaan nähdä, että oligosakkaridipi-toisuus ksyloosijakeessa on pienin kaikista kerätyistä 15 jakeista ja pienempi kuin syötössä (liuos B).

• » * ! · 1 » ! * l 116388 24 ui 3 .jj o vo <n co n vo o ^ ^ ^ ^ ^ o (0 m co cm ^ ^a* co o rH h ^ in h n ns «5

A

n ui :0 o co co h σ\ o

c -- O

C CO CM CO t* H t" O

:nS h cm cm :nS ·«* b • c Q) o CO «HO) rHnso o vo cm m o o rn 3 -r- ' ^ ^ o

rj U) O CO H CM 1-1 ro O

Jj O us cm co in in 3 C 3 en rt S' * VO rH 'TT1 Π3 iJ Sh o a m ,

M rt H

3 « γη ij :0 o en r'· cm in H o g % C ......o

An m e in o co »a· h en o ^ ^ :nS H h co vo id g eo •ro b

Φ +J

§ -H

EH w

, O O cnCMCMCO^O

; J 0«·-*·«·*·-Ο

* i—ir-r^^HHOO

. >, rH H in e·' rH in 1 : us cm ; « « rH o\0 : e o\° . o\°

. O - 4J

O H 4J -H

H 4-> -H 4->

'-H ·Η Ό nS

tr» ^ -rH nS < •, H I o\0 -H iH C w

> 0) * Sh ns O S

CU) - <0 M OH 5

U) -H e -H x M rH U

333U)^(03H

3 i m o ns ω m > >nS-H0U)00 : «5>ο>-ιοεηΰ·Η rH -H +J >i e -h tn e •, -H 3 -H u) O H -h :ns EH«ftWSOO> 116388 25

Esimerkki 6

Kaksivaiheinen erotustapa

Fraktiointi suoritettiin käyttäen esimerkissä 5 kuvattua kaksi silmukkaa käsittävää erotuslaitteistoa ja 5 myös samaa täytemateriaalia ja syöttöliuosta kuin esimerkissä 5. Myös koeolosuhteet olivat virtausnopeuksia lukuunottamatta samat kuin esimerkissä 5; palautusjaetta ei kuitenkaan kerätty.

Sekvenssin kesto oli 84 minuuttia, ja se koostui 10 seuraavista neljästä askeleesta:

Askel 1: 15,0 1 syöttöliuosta syötettiin (syöttö-vaihe) kolonniin nro 1 virtausnopeudella 37 1/h ja 15,0 litran jäännösjae 1 eluoitiin saman kolonnin loppupäästä. Samaan aikaan 18,5 1 vettä syötettiin (eluointivaihe) ko-15 lonniin nro 2 virtausnopeudella 30 1/h ja kolonnista nro 3 eluoitiin ksyloosijae (18,5 1).

Askel 2: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kolonnien nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (13,0 1; 50 1/h) sekä erillisessä kolonnin nro 3 muodostamassa silmukassa 20 (0,5 1; 9 1/h).

Askel 3: Vettä syötettiin kolonniin nro 1 ja saman-aikaisesti eluoitiin jäännösjae 2 (20,0 1; 75 1/h) kolon- > i nista nro 2, syötettiin vettä kolonniin nro 3 ja eluoitiin jäännösjae 3 (8 1; 35 1/h) kolonnista nro 3.

I* 25 Askel 4: Kierrätettiin (kierrätysvaihe) kolonnien : nro 1 ja nro 2 muodostamassa silmukassa (5,8 1; 75 1/h) » ; sekä erillisessä kolonnin 3 muodostamassa silmukassa (0,6 1; 9 1/h).

Tässä menetelmässä kerättiin neljä tuotejaetta: 30 jäännösjae jokaisesta kolonnista ja ksyloosijae kolonnista * ·. nro 3. Analyysit yhden sekvenssin aikana tasapainottumisen jälkeen kerätyistä tuotejakeista on esitetty taulukossa 7, jossa eri aineosien prosentuaaliset osuudet on annettu painoprosentteina kuiva-aineesta. Pitoisuus määritettiin 35 refraktometrisesti.

. Ksyloosisaanto tässä fraktioinnissa oli 89,2 %.

116388 26 co

I I

in ο σι co h h I I

:0 * «.·.»· I I

C CO O H CM H I I

C H II

:cö I I

:<β I I

p> j j

I I

I I

CM I I

in O h co m cm 3 3

:0 - * ·* - > -P -P

C O CO H H H -H -H

G CM CO 0 0

:co CO ID

:cö >ί

1½ H rH

(0 (0

G G

CO (0

-P Η -Η -H

d> . o m en m vo <D a)

y -O tn O (O O* H I I

5 <0 c H H I I

q TO c II

,3 0> :<0 ||

3 -P =(0 II

g § * ! !

H EH II

I I

-h in Γ" cm m h I I

{/) v ».».»» I I

o co CO CO CM H I I

O h h in ίο ll

’ · H

>

. CO

: « *. I—I o\o : e o\o o\o

• O - -P

O - -P -H

H -P ·Η -p

-Η Ό CO

Οι Ό -H (0 rfj

* rH I o\° ·Η P G CO

* 0) * P CÖ 0 2 ’ * c in * co x ip 5 CO -H 3 -H X X Ή u

.· 3 c03 10 .¾ <0 3 M

3 I in o co in in . > 3 -n o in o o : co > o -n o tr c ή

> H -H +J >1 C -H 01 P

*, -H 3 -H in O H -H :c0 EHWaW20PI>

Claims (23)

116388

1. Menetelmä sulfiittikeittoliemen fraktioimiseksi kromatografisesti käyttäen jaksottaista kromatografista 5 simuloitu liikkuva kerros -järjestelmää, joka sisältää vähintään kaksi osatäytemateriaalikerrosta ja jossa frakti-ointi suoritetaan moniaskelisella jaksottaisella kromatografisella menetelmällä, tunnettu siitä, että kukin jakso (sekvenssi) käsittää useita askeleita, ja kukin 10 askel käsittää yhden tai useampia seuraavista vaiheista, jotka suoritetaan samanaikaisesti yhden askeleen aikana: a) syöttövaihe, jossa sulfiittikeittolientä syötetään osatäytemateriaalikerrokseen ja vastaava määrä nestettä kerätään yhtenä tai useampana fraktiona järjestelmän 15 samasta ja/tai toisesta osatäytemateriaalikerroksesta vir-taussuunnassa myöhemmästä kohdasta, b) kierrätysvaihe, jossa ainakin osaa simuloitu liikkuva kerros -järjestelmässä olevasta nesteestä kierrätetään lisäämättä siihen tai poistamatta siitä nestettä, 20 ja kierrätys suoritetaan siten, että nestevirta yhdistetään yhdeksi tai useammaksi suljetuksi silmukaksi, jolloin , , kukin silmukka käsittää yhden tai useampia osatäytemateri- ; aalikerroksia ja jolloin myös silmukan (silmukoiden) si- *' sältämän (sisältämien) nestevirran (nestevirtojen) kuiva- .* 25 aineprofiili(t) siirtyy (siirtyvät) kierrätyksen aikana, : : ja :| c)eluointivaihe, jossa eluenttia syötetään osa täytemateriaalikerrokseen ja vastaava määrä nestettä kerätään yhtenä tai useampana fraktiona järjestelmän samasta 30 tai toisesta osatäytemateriaalikerroksesta virtaussuunnas-sa myöhemmästä kohdasta, ja silloin kun yksi askel käsittää kaksi tai use-V ampia vaiheita, nämä voivat olla keskenään samanlaiset tai '· erilaiset, 35 jolloin moniaskelisen sekvenssin aikana järjestel- ! mästä otetaan talteen ainakin yksi monosakkaridien suhteen 1 1 6388 rikastunut jae ja ainakin yksi lignosulfonaattien suhteen rikastunut jae.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestelmän kaikki osatäyte- 5 materiaalikerrokset sarjassa muodostavat silmukan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestelmän osatäytemateri-aalikerrokset muodostavat kaksi tai useampia erillisiä silmukoita, joista kukin käsittää yhden tai useamman osa- 10 täytemateriaalikerroksen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askel käsittää yhden tai useamman kierrätysvaiheen ja/tai eluointivaiheen ja tuoteja-keen talteenoton.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askel käsittää kaksi tai useampia kierrätysvaiheita.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askel käsittää sul- 20 fiittikeittoliemen syöttövaiheen ja/tai yhden tai useamman eluointivaiheen ja tuotejakeen tai -jakeiden talteenoton.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen mene- * i telmä, tunnettu siitä, että sulfiittikeittoliemi on sulfiittisellunkeitossa käytetty keittoliemi, keiton .* 25 jälkeen saatu keittoliemi tai niiden osa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotejakeet ovat ksyloosijae h ja lignosulfonaattirikas jae ja mahdollisesti jäännösjae.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että oligosakkaridit erottuvat oleellisesti jäännösjakeisiin.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen me- V netelmä, tunnettu siitä, että erotetaan ainakin ’ » : kolme jaetta. 116388

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekvenssi käsittää 4-10 askelta.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen me-5 netelmä, tunnettu siitä, että mainittuja askeleita sisältävä sekvenssi toistetaan 5-7 kertaa järjestelmän tasapainottamiseksi, ja jatketaan saavutetussa tasapainotilassa .

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen me-10 netelmä, tunnettu siitä, että käytetään 2 - 12, edullisesti 3-6, kromatografista osatäytemateriaaliker-rosta käsittävää järjestelmää.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osatäytemateriaali- 15 kerros on yksi kolonni.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonnissa on kaksi tai useampia osatäytemateriaalikerroksia.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen me- 20 netelmä, tunnettu siitä, että osatäytemateriaali- kerroksen muodostava täytemateriaali on vahvasti hapan ka-tioninvaihtohartsi. ;* 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, .* tunnettu siitä, että kationinvaihtohartsin divi- ,* 25 nyylibentseenipitoisuus on 4 - 8 %.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen mene- : telmä, tunnettu siitä, että vahvasti hapan ka- • tioninvaihtohartsi on keittoliemen emäsmuodossa.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että vahvasti hapan kationinvaih- » % g I tohartsi on Ca -muodossa.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen me- ,· netelmä, tunnettu siitä, että syöttöliuoksen ja : eluenttiveden lämpötila on noin 20 - 95 °C, edullisesti - 35 noin 50 - 75 °C. » » i 116388

21. Jonkin patenttivaatimuksen 1-20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöliuoksen kuiva-ainepitoisuus on 20 - 75 paino-%, edullisesti 35 - 65 paino-%.

22. Jonkin patenttivaatimuksen 1-21 mukainen me netelmä, tunnettu siitä, että nesteen lineaarinen virtausnopeus on 0,5 - 20 m3/h/m2, edullisesti 2-10 m3/h/ m2.

23. Jonkin patenttivaatimuksen 1-22 mukainen me-10 netelmä, tunnettu siitä, että suurimoolimassaiset lignosulfonaatit rikastuvat lignosulfonaattirikkaaseen ja-keeseen. > * > * t i t > t i 116388