KR102601416B1 - Method for extraction and separation of silica from plant - Google Patents
Method for extraction and separation of silica from plant Download PDFInfo
- Publication number
- KR102601416B1 KR102601416B1 KR1020210023812A KR20210023812A KR102601416B1 KR 102601416 B1 KR102601416 B1 KR 102601416B1 KR 1020210023812 A KR1020210023812 A KR 1020210023812A KR 20210023812 A KR20210023812 A KR 20210023812A KR 102601416 B1 KR102601416 B1 KR 102601416B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silica
- raw materials
- plant raw
- extracting
- precipitate
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 417
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 208
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims abstract description 28
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 77
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 58
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 54
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims description 26
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 26
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 26
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 26
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 15
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000013020 steam cleaning Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 3
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000878007 Miscanthus Species 0.000 description 3
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 3
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 3
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- JMFRWRFFLBVWSI-NSCUHMNNSA-N coniferol Chemical compound COC1=CC(\C=C\CO)=CC=C1O JMFRWRFFLBVWSI-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- KNDAEDDIIQYRHY-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-3-(piperazin-1-ylmethyl)pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C(=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2)CN1CCNCC1 KNDAEDDIIQYRHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 6-[2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]acetyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195955 Equisetum hyemale Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229940119526 coniferyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- -1 methoxyl groups Chemical group 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N n-[5-[9-[4-(methanesulfonamido)phenyl]-2-oxobenzo[h][1,6]naphthyridin-1-yl]-2-methylphenyl]prop-2-enamide Chemical compound C1=C(NC(=O)C=C)C(C)=CC=C1N1C(=O)C=CC2=C1C1=CC(C=3C=CC(NS(C)(=O)=O)=CC=3)=CC=C1N=C2 SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229930015763 p-coumaryl alcohol Natural products 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- PTNLHDGQWUGONS-UHFFFAOYSA-N trans-p-coumaric alcohol Natural products OCC=CC1=CC=C(O)C=C1 PTNLHDGQWUGONS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTNLHDGQWUGONS-OWOJBTEDSA-N trans-p-coumaryl alcohol Chemical compound OC\C=C\C1=CC=C(O)C=C1 PTNLHDGQWUGONS-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
본 발명은 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting and separating silica from plant raw materials, and specifically, the steps of extracting silica by alkaline cooking a plant raw material containing silica; And precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11. It relates to a method of extracting and separating silica from plant raw materials, including.
Description
본 발명은 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting and separating silica from plant raw materials.
식물들은 일정량의 무기원소들을 구성성분으로 포함하고 있는데 특히, 벼과, 속새과 등의 식물들은 줄기 등의 지지체에 강도 개선 및 생리적인 역할을 수행하는 다량의 실리카(규소)를 함유하고 있다. 식물체내에 존재하는 식물성실리카는 대체로 비결정질의 특성을 가지고 있는데 이러한 식물체 내 실리카 성분을 활용하기 위한 다양한 시도가 진행되어 왔다. 특히 소재 분야에서의 친환경적이고 비결정질의 특성을 가지는 식물성 실리카의 분리 및 활용 방안은 많은 관심이 가져왔다. 식물성 실리카를 분리 추출하는 방법들은 대체로 고온에서의 연소를 통한 유기물 제거를 통해 추출하는 방법이 주로 활용되어 왔는데, 왕겨로부터 제조되는 다공성실리카, 다공성 실리카성형체, 나노크기 실리카 입자의 제조방법이 게시된 대한민국 등록특허 10-0396457호에서는 무산소 분위기에서 왕겨를 탄화하고 산처리하여 실리카를 추출하는 방법을 기재하였다. 또한 왕겨를 사용한 연료전지용 나노 다공성 실리카/카본 촉매 단지체의 제조방법과 이를 포함하는 직접메탄올 및 고분자 전해질 연료전지의 제조방법을 게시한 대한민국 등록특허 제 10-1602413호에서도 탄화처리를 통해 유기물이 처리된 왕겨탄화체의 산처리를 통해 실리카를 추출하는 방법을 기재하였다. 이러한 고온에서의 연소 및 탄화를 통해 식물체의 유기물을 제거하고 실리카를 추출하는 방법은 대량의 실리카를 생산할 수 있는 장점이 있으나, 고온처리과정 중 식물체 실리카의 용융현상으로 인한 실리카의 결정화 및 실리카 표면 수산기(-OH)의 감소에 따른 반응성 저하로 인한 저급의 실리카가 제조되는 단점이 있으며, 연소나 탄화 공정을 위한 과도한 열에너지가 필요할 뿐만 아니라 연소시 가스발생 등으로 인한 환경오염 우려 등으로 인해 추가적인 배기가스 정제시설 등의 설치가 요구되는 어려움이 있다. 또한 식물체의 실리카 이외의 리그노셀룰로오스 물질들의 유용한 활용이 제한되는 단점이 있다. Plants contain a certain amount of inorganic elements as constituents. In particular, plants such as Poaceae and Horsetail family contain a large amount of silica (silicon), which improves the strength of supports such as stems and plays a physiological role. Vegetable silica present in plants generally has amorphous characteristics, and various attempts have been made to utilize the silica component in plants. In particular, there has been much interest in the separation and use of vegetable silica, which is environmentally friendly and has amorphous properties, in the materials field. Methods for separating and extracting vegetable silica have generally been used to remove organic matter through combustion at high temperatures. Methods for producing porous silica, porous silica molded products, and nano-sized silica particles manufactured from rice husk have been published in Korea. Registration Patent No. 10-0396457 describes a method of extracting silica by carbonizing rice husk in an oxygen-free atmosphere and treating it with acid. In addition, in Republic of Korea Patent No. 10-1602413, which discloses a method for manufacturing a nanoporous silica/carbon catalyst complex for fuel cells using rice husk and a method for manufacturing direct methanol and polymer electrolyte fuel cells containing the same, organic matter is treated through carbonization. A method for extracting silica through acid treatment of carbonized rice husk was described. This method of removing organic matter from plants and extracting silica through combustion and carbonization at high temperatures has the advantage of producing large quantities of silica, but crystallization of silica and hydroxyl radicals on the surface of silica due to melting of plant silica during the high temperature treatment process. There is a disadvantage in that low-grade silica is produced due to a decrease in reactivity due to a decrease in (-OH), and not only is excessive heat energy required for combustion or carbonization processes, but also additional exhaust gas is generated due to concerns about environmental pollution due to gas generation during combustion. There are difficulties in requiring the installation of refining facilities, etc. In addition, there is a disadvantage that the useful use of lignocellulosic materials other than plant silica is limited.
이러한 종래 기술들의 단점을 개선하기 위하여 대한민국 등록특허 10-1048410호에서는 미세구조의 고순도 실리카 및 섬유를 동시에 제조하는 방법으로 알칼리 용매를 통해 왕겨섬유와 실리카 증해흑액으로 분리하고 증해흑액으로부터 실리카를 중화석출하는 방법을 게시하였다. 상기 방법은 왕겨의 주요 성분인 리그노셀룰로오스 성분들을 분리하여 다양한 용도로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 이때 얻어지는 알칼리 실리카 추출액으로부터 식물성 실리카를 제조하여 다량의 친수성기와 개방적인 구조를 지닌 고품질의 실리카를 제조할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 그러나 이러한 방법을 통해 실리카를 제조함에 있어서, 알칼리 추출액 속에 잔존하는 리그닌 등의 용해성 유기물과 잔존염을 제거하기 위해 다량의 세척수를 사용하여 다단의 세척공정을 수행해야 하는 방법을 사용함에 따라 용수사용량이 많고 세척과정 중 발생되는 폐수처리비용이 높은 단점을 가지고 있어 경제성 있는 산업화가 어려운 문제들을 가지고 있다. In order to improve the shortcomings of these prior technologies, Republic of Korea Patent No. 10-1048410 is a method of simultaneously producing high-purity silica and fiber with a fine structure, separating rice husk fiber and silica cooked black liquor through an alkaline solvent, and neutralizing and precipitating silica from the cooked black liquor. I posted how to do it. This method not only separates the lignocellulose component, which is the main component of rice husk, and can be used for various purposes, but also produces high-quality silica with a large amount of hydrophilic groups and an open structure by producing vegetable silica from the alkali silica extract obtained at this time. We provide a way to do this. However, in producing silica through this method, a method that requires a multi-stage washing process using a large amount of washing water to remove residual salts and soluble organic substances such as lignin remaining in the alkaline extract solution is used, resulting in increased water usage. The disadvantage is that wastewater treatment costs generated during the cleaning process are high, making economical industrialization difficult.
식물성 실리카를 용해 및 분리한 알칼리 실리카 추출액으로부터 효율적이며 경제적인 고순도의 실리카를 제조하여 고부가가치 식물성 실리카 제조기술의 산업화를 위해서는 종래 방법들이 가지는 다양한 문제들을 해결하여야 하는데 이를 위해서는 알칼리 실리카 추출액로부터 실리카를 석출하는 공정에서 생성되는 실리카 복합물의 불순물 함량을 최소화할 수 있는 공정이 필요할 뿐만 아니라, 기존의 용수사용량이 많은 다단의 세척방법이 아닌 고효율의 실리카 정제방법이 필요한 상황이다. In order to industrialize high value-added vegetable silica production technology by producing efficient and economical high-purity silica from an alkali silica extract obtained by dissolving and separating vegetable silica, various problems with conventional methods must be solved. To achieve this, silica must be precipitated from an alkali silica extract. Not only is there a need for a process that can minimize the impurity content of the silica complex produced in the process, but a highly efficient silica purification method is needed, rather than the existing multi-stage washing method with high water usage.
이에 본 발명자는 식물원료를 알칼리 증해하여 얻은 알칼리 추출액으로부터 실리카를 석출 시, 석출물 내에 혼입되는 불순물 함량을 줄여 석출물 중 실리카의 함량을 높임으로써, 이후 정제과정에서 정제효율을 높일 수 있고 보다 용이하게 고순도의 실리카를 분리해낼 수 있는 방법을 개발하고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, when precipitating silica from an alkaline extract obtained by alkaline cooking plant raw materials, the present inventor reduces the content of impurities mixed in the precipitate and increases the content of silica in the precipitate, thereby improving purification efficiency in the subsequent purification process and making it easier to obtain high purity. A method to separate silica was developed and the present invention was completed.
일 측면에서의 목적은The purpose in terms of work is
식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법을 제공하는 데 있다.The purpose is to provide a method for extracting and separating silica from plant raw materials.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above purpose,
일 측면에서는,In terms of work,
실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계; 및Extracting silica by alkaline cooking a plant material containing silica; and
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법이 제공된다.A method for extracting and separating silica from plant raw materials is provided, including the step of precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11.
상기 석출하는 단계에서, 상기 알칼리 추출액의 pH가 9 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하는 것이 보다 바람직할 수 있다.In the precipitation step, it may be more preferable to add an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract is 9 to 11.
상기 석출하는 단계는,The precipitation step is,
상기 알칼리 추출액을 10℃ 내지 100℃의 온도로 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있고,It may further include forming the alkaline extract at a temperature of 10°C to 100°C,
보다 바람직하게는 상기 알칼리 추출액을 50℃ 내지 75℃의 온도로 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.More preferably, it may further include forming the alkaline extract at a temperature of 50°C to 75°C.
상기 석출하는 단계는, 상기 산촉매를 첨가한 후 10분 내지 2시간 동안 유지하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The precipitation step may further include maintaining the acid catalyst for 10 minutes to 2 hours after adding the acid catalyst.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은A method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect is
상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계;를 더 포함할 수 있고, It may further include the step of separating silica from the alkaline extract,
상기 분리된 실리카를 정제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include purifying the separated silica.
이때, 상기 정제하는 단계는At this time, the purification step is
상기 실리카를 100℃내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계;를 포함할 수 있고, 상기 세척된 실리카를 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다It may include washing the silica with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa, and may further include heat treating the washed silica.
이때, 상기 열처리는 100℃ 내지 900℃에서 수행된다.At this time, the heat treatment is performed at 100°C to 900°C.
상기 산촉매는 황산, 염산, 질산, 인산, 탄산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이다.The acid catalyst is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and acetic acid.
상기 식물원료는 리그노셀룰로오스를 포함하는 유기물을 더 포함할 수 있다.The plant raw material may further include organic matter including lignocellulose.
상기 증해는 상기 식물원료 및 상기 알칼리 용액을 1:3 내지 1:20의 비율로 혼합한 후 가열 및 가압하는 방법으로 수행된다.The cooking is performed by mixing the plant material and the alkaline solution at a ratio of 1:3 to 1:20, followed by heating and pressurizing.
이때 상기 가열은 120℃ 내지 170℃의 온도로 가열하는 것이 바람직할 수 있고, 상기 가압은 4bar 내지 8bar의 압력으로 가압하는 것이 바람직할 수 있다.At this time, the heating may be preferably performed at a temperature of 120°C to 170°C, and the pressurization may be performed at a pressure of 4 bar to 8 bar.
다른 일 측면에서는,On another note,
실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계;Extracting silica by alkaline cooking a plant material containing silica;
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;Precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11;
상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계; 및Separating silica from the alkaline extract; and
상기 분리된 실리카를 정제하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법이 제공된다.A method for producing silica from plant raw materials is provided, including the step of purifying the separated silica.
상기 정제하는 단계는,The purification step is,
상기 실리카를 100℃내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include washing the silica with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa.
또 다른 일 측면에서는,In another aspect,
상기 제조방법으로 제조된 실리카가 제공된다.Silica produced by the above production method is provided.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은 알칼리 증해로 추출된 실리카의 석출 시, 석출물에 혼입된 불순물을 줄여 석출물 중 실리카의 함량을 높임으로써, 보다 고순도의 실리카를 분리해낼 수 있는 장점이 있다. 또한 이를 통해 이후 정제과정에서 정제효율을 높일 수 있어 보다 용이하게 고순도의 실리카를 분리낼 수 있다. 아울러, 정제 시 증기 세척방법을 사용함으로써, 세척효율이 높일 수 있는 동시에 수 세척 대비 세척수 사용을 현저히 감소시킬 수 있고 다량의 폐수가 발생되는 문제를 방지할 수 있어 경제적이고 친환경적인 방법으로 고순도의 실리카를 분리할 수 있다. According to one aspect, a method for extracting and separating silica from plant raw materials is capable of separating higher purity silica by reducing impurities mixed in the precipitate and increasing the silica content in the precipitate during precipitation of silica extracted by alkaline cooking. There is an advantage. In addition, this allows the purification efficiency to be increased in the subsequent purification process, making it possible to more easily separate high-purity silica. In addition, by using a steam washing method during purification, cleaning efficiency can be increased, while the use of washing water can be significantly reduced compared to water washing, and the problem of generating a large amount of waste water can be prevented, making it an economical and eco-friendly method to produce high-purity silica. can be separated.
도 1은 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고,
도 2는 상기 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 일 실시 예를 나타낸 순서도이고,
도 3은 배치식 증기 세척 장비를 이용한 세척 공정 모식도이고,
도 4는 연속식 증기 세척 장비를 이용한 세척 공정 모식도이고,
도 5는 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법 수행 시 pH 조건에 달리하여 수행한 실시 예 1 내지 실시 예 6의 석출물에 대해 산출한 총 알칼리 추출액 500g 대비 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교한 결과 그래프이고,
도 6은 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법 수행 시 반응온도 조건을 달리하여 수행한 실시 예 7 내지 실시 예 9의 석출물에 대해 산출한 총 알칼리 추출액 500g 대비 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교한 결과 그래프이고,
도 7은 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 실시 예 12 및 실시 예 13의 알칼리 추출액, 및 비교 예 1의 알칼리 추출액에 대해, 세척후 침전 고체물의 성상을 촬영한 사진이고,
도 8은 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 실시 예 12 및 실시 예 13의 석출물에 대해 산출한 총 알칼리 추출액 500g 대비 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교한 결과 그래프이고,
도 9는 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 실시 예 14 및 실시 예 15의 석출물에 대해 산출한 총 알칼리 추출액 500g 대비 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교한 결과 그래프이다.1 is a flowchart schematically showing a method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect;
Figure 2 is a flowchart showing an example of a method for extracting and separating silica from the plant raw material,
Figure 3 is a schematic diagram of a cleaning process using batch steam cleaning equipment;
Figure 4 is a schematic diagram of a cleaning process using continuous steam cleaning equipment;
Figure 5 shows the precipitation amount (g/500g) compared to 500g of total alkali extract calculated for the precipitates of Examples 1 to 6 performed under different pH conditions when performing the method of extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect. ) This is a graph comparing the inorganic ratio (%),
Figure 6 shows the precipitation amount (g/ 500g) and the inorganic ratio (%) are compared.
Figure 7 is a photograph of the properties of the precipitated solids after washing for the alkaline extracts of Examples 12 and 13 of the method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect, and the alkaline extract of Comparative Example 1. ,
Figure 8 shows the precipitation amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) compared to 500g of total alkali extract calculated for the precipitates of Examples 12 and 13 of the method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect. This is a graph of the comparison results,
Figure 9 shows the precipitation amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) compared to 500g of total alkali extract calculated for the precipitates of Examples 14 and 15 of the method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect. This is a graph of the comparison results.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Additionally, the following examples are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation, and elements indicated by the same symbol in the drawings are the same element. In addition, the same symbols are used throughout the drawings for parts that perform similar functions and actions. In addition, throughout the specification, “including” a certain element means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
일 측면에서는,In terms of work,
실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계; 및Extracting silica by alkaline cooking a plant material containing silica; and
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법이 제공된다.A method for extracting and separating silica from plant raw materials is provided, including the step of precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은 왕겨, 대나무잎, 갈대, 억새 등 실리카를 포함하는 식물원료의 알칼리 증해를 통해 실리카를 추출하고 산촉매를 이용해 실리카를 석출시키는 방법으로, 상기 실리카 석출 시 실리카에 혼입되는 리그닌 등의 기타 불순물의 석출률을 최소화함으로써 보다 순도높은 실리카를 분리해낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 이를 통해 이후 정제공정 시 세척 용수양을 감소시키기 동시에 발생 폐수의 양도 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러, 석출된 실리카 세척 시 증기세척 방법을 적용함으로써 과도한 공정수 및 에너지의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있다.A method of extracting and separating silica from plant materials according to one aspect is a method of extracting silica through alkaline cooking of plant materials containing silica such as rice husk, bamboo leaves, reeds, and silver grass, and precipitating silica using an acid catalyst. There is an advantage in that higher purity silica can be separated by minimizing the precipitation rate of other impurities such as lignin mixed into silica during silica precipitation. In addition, this has the advantage of reducing the amount of washing water used in the subsequent purification process and simultaneously reducing the amount of wastewater generated. In addition, the use of excessive process water and energy can be significantly reduced by applying a steam cleaning method when cleaning precipitated silica.
이하, 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법을 도면을 참고하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect will be described in detail in each step with reference to the drawings.
도 1은 일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 상기 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 일 실시 예를 나타낸 순서도이다.Figure 1 is a flowchart schematically showing a method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect, and Figure 2 is a flowchart showing an example of a method for extracting and separating silica from plant raw materials.
먼저, 실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계;를 수행한다.First, a step of extracting silica is performed by alkaline cooking the plant material containing silica.
상기 실리카를 포함하는 식물원료는 왕겨, 대나무잎, 갈대, 억새 등일 수 있으며, 실리카 이외에 섬유물질, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 리그노셀룰로오스를 포함하는 유기물을 더 포함할 수 있다.The plant raw materials containing the silica may be rice husk, bamboo leaves, reeds, silver grass, etc., and may further include organic substances containing lignocellulose such as fiber materials, cellulose, hemicellulose, and lignin in addition to silica.
상기 단계는 상기 알칼리 증해를 통해 실리카를 포함하는 무기물 및 상기 유기물을 추출함으로써, 식물원료의 섬유물질로부터 실리카를 분리하는 단계일 수 있다.The step may be a step of separating silica from the fiber material of plant raw materials by extracting the inorganic material and the organic material containing silica through the alkaline cooking.
상기 알칼리 증해는 상기 식물원료 및 상기 알칼리 용액을 1:3 내지 1:20의 비율로 혼합한 후 가열 및 가압하는 방법으로 수행될 수 있다.The alkaline cooking may be performed by mixing the plant material and the alkaline solution in a ratio of 1:3 to 1:20, followed by heating and pressurizing.
보다 구체적으로는, 상기 식물원료 및 알칼리 용액을 1:3 내지 1:20의 중량비로 혼합하여 100℃ 내지 200℃의 온도, 바람직하게는 120℃ 내지 170℃의 온도 및 4bar 내지 8bar의 압력 조건에서 30분 내지 2시간 동안 증해처리하는 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 증해로 실리카가 추출된 알칼리 추출액이 형성될 수 있다.More specifically, the plant raw materials and the alkaline solution are mixed at a weight ratio of 1:3 to 1:20 and mixed at a temperature of 100°C to 200°C, preferably at a temperature of 120°C to 170°C and a pressure of 4 bar to 8 bar. It can be performed by cooking for 30 minutes to 2 hours, and an alkaline extract from which silica is extracted can be formed through the cooking.
일례로, 수산화나트륨을 식물원료의 전건중량 대비 20% 적용하고 수분을 왕겨의 전건중량 대비 500% 적용한 후, 고온고압의 증해반응기에서 약 4bar 내지 8bar의 압력, 120℃ 내지 170℃의 온도에서 30분 내지 2시간 동안 증해하는 방법으로 수행될 수 있다.For example, after applying 20% of sodium hydroxide compared to the total dry weight of the plant raw material and applying 500% of moisture compared to the total dry weight of the rice husk, the mixture was heated for 30 minutes at a pressure of about 4 bar to 8 bar and a temperature of 120°C to 170°C in a high-temperature and high-pressure cooking reactor. It can be carried out by cooking for minutes to two hours.
이때, 상기 알칼리 용액은 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액, 암모니아 용액, 황화나트륨 용액 또는 이들의 혼합 용액을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수산화나트륨 용액을 사용할 수 있다.At this time, the alkaline solution may be a sodium hydroxide solution, a potassium hydroxide solution, an ammonia solution, a sodium sulfide solution, or a mixed solution thereof, and preferably a sodium hydroxide solution.
또한, 상기 알칼리 용액의 농도는 1 % 내지 20 %인 것이 바람직하고, 1 % 내지 15 %일 수 있으며, 2 % 내지 10 %일 수 있다.Additionally, the concentration of the alkaline solution is preferably 1% to 20%, may be 1% to 15%, and may be 2% to 10%.
다음, 상기 실리카를 추출하는 단계 이후 및 석출하는 단계 이전 수행하는 단계로서, 상기 알칼리 추출액으로부터 고형분을 분리 제거하는 단계;를 수행할 수 있다.Next, as a step performed after the step of extracting the silica and before the step of precipitation, a step of separating and removing solid content from the alkaline extract may be performed.
상기 고형분은 상기 알칼리 증해로 용해되지 않은 성분으로, 식물원료에 포함되어 있어 섬유물질등일 수 있다.The solid content is a component that has not been dissolved by the alkaline cooking, and may be a fiber material or the like as it is included in plant raw materials.
상기 단계는 고액분리방법으로 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 일례로 상기 알칼리 증해로 얻어진 알칼리 추출액을 200mesh 이상의 스크린을 통해 압착분리하는 방법으로 수행될 수 있다.The above step can be performed in various ways as a solid-liquid separation method. For example, it can be performed by pressing and separating the alkaline extract obtained through the alkaline cooking through a screen of 200 mesh or more.
다음, 상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;를 수행할 수 있다.Next, a step of precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11 can be performed.
상기 알칼리 증해에 의해 상기 식물원료에 포함된 여러물질 중 실리카가 수산기를 갖는 실라놀(-OH)형태로 알칼리 추출액 내에 용해되고, 상기 실리카와 함께 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 리그노셀룰로오스를 포함하는 유기 불순물이 함께 용해된다.By the alkaline cooking, silica among various substances contained in the plant raw materials is dissolved in the alkaline extract in the form of silanol (-OH) having a hydroxyl group, and lignocellulose such as cellulose, hemicellulose, and lignin is dissolved together with the silica. Organic impurities are dissolved together.
특히, 상기 유기 불순물 중 리그닌은 기초적인 3가지 모노머(p-Coumaryl Alchol, Coniferyl Alchol, Sinapyl Achol)로 구성되어 존재하며 리그닌의 작용기는 수산기를 포함하여 메톡실기, 카르보닐기를 지닌다. 특히, 초본류 식물자원에 존재하는 리그닌의 경우 목본 바이오매스의 리그닌과는 달리 상기 3가지 모노머를 모두 포함할 수 있다. 이러한 식물원료의 리그닌은 알칼리 추출과정 중 분해되어 부분적 축합, 천연 리그닌의 작용기 제거, 새로운 작용기가 형성된 상태로 알칼리 추출액 내에 존재하게 된다.In particular, among the organic impurities, lignin is composed of three basic monomers (p-Coumaryl Alcohol, Coniferyl Alcohol, and Sinapyl Achol), and the functional groups of lignin include hydroxyl groups, methoxyl groups, and carbonyl groups. In particular, lignin present in herbaceous plant resources may contain all of the above three monomers, unlike lignin in woody biomass. The lignin of these plant raw materials is decomposed during the alkaline extraction process and exists in the alkaline extract solution in a state of partial condensation, removal of natural lignin functional groups, and formation of new functional groups.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은 상기 석출하는 단계에서 상기 알칼리 추출액의 pH를 특정 범위로 조절함으로써 상기 알칼리 추출액에 용해되어 있는 물질 중 유기 불순물의 석출률을 줄임으로써 석출물 중 실리카의 함량을 높일 수 있다.According to one aspect, the method for extracting and separating silica from plant raw materials is to reduce the precipitation rate of organic impurities among substances dissolved in the alkaline extract by adjusting the pH of the alkaline extract to a specific range in the precipitation step. The silica content can be increased.
보다 구체적으로는, 산촉매의 첨가량에 따라 용액 내 pH가 달라지며, 실리카의 경우 pH 11~1, 리그닌은 pH 8~1, 헤미셀룰로오스 pH 2 이하에서 주로 석출될 수 있다. 이에, 상기 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 8 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 8.5 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 9 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 유기물이 석출되는 것을 현저히 줄임으로써 석출물 중 실리카의 함량을 높일 수 있다. More specifically, the pH in the solution varies depending on the amount of acid catalyst added, and can mainly precipitate at pH 11 to 1 for silica, pH 8 to 1 for lignin, and pH 2 or lower for hemicellulose. Accordingly, an acid catalyst is added so that the pH of the alkaline extract is 7.5 to 11, more preferably 8 to 11, more preferably 8.5 to 11, and more preferably 9 to 11, so that organic substances are precipitated. By significantly reducing the amount of silica in the precipitate, the content of silica can be increased .
이때 상기 산촉매는 황산, 염산, 질산, 인산, 탄산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.At this time, the acid catalyst may be one or more types selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and acetic acid.
또한, 상기 석출 단계에서 실리카의 석출 선택성을 높이기 위해 상기 알칼리 추출액을 10℃ 내지 100℃의 온도, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 100℃의 온도, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 75℃의 온도로 형성할 수 있다.In addition, in order to increase the precipitation selectivity of silica in the precipitation step, the alkaline extract is formed at a temperature of 10 ℃ to 100 ℃, more preferably 50 ℃ to 100 ℃, more preferably 50 ℃ to 75 ℃. can do.
상기 산촉매가 첨가된 알칼리 추출액의 온도가 50℃내지 75℃일 경우, 열화학적 안정성이 우수한 실리카는 유사한 양으로 석출되는 반면 리그닌은 결합력이 약한 결합구조가 절단되어 방향족 화합물이 생성되고 축합이 최소화되어 석출이 저하되므로, 석출물 중 실리카의 함량을 보다 높일 수 있다.When the temperature of the alkaline extract to which the acid catalyst is added is 50°C to 75°C, silica, which has excellent thermochemical stability, is precipitated in a similar amount, while the weak bonding structure of lignin is cleaved to produce aromatic compounds and minimize condensation. Since precipitation decreases, the content of silica in the precipitate can be further increased.
또한, 상기 석출 단계에서 실리카의 석출 선택성을 높이기 위해 상기 산촉매를 첨가한 후 10분 내지 2시간 동안, 보다 바람직하게는 30분 내지 1시간동안 유지하는 것이 보다 바람직할 수 있다.In addition, in order to increase the precipitation selectivity of silica in the precipitation step, it may be more preferable to maintain the acid catalyst for 10 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 1 hour, after adding the acid catalyst.
상기 반응 시간 범위를 벗어나는 시간동안 알칼리 추출액 및 산촉매를 반응시키는 경우 석출량 및 석출물의 실리카 함량이 낮아지는 문제가 발생될 수 있다.If the alkaline extract and the acid catalyst are reacted for a time outside the above reaction time range, problems may occur in which the amount of precipitation and the silica content of the precipitate are lowered.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은 전술한 조건으로 알칼리 추출액의 pH, 온도 및 산촉매와의 반응시간을 조절함으로써 유기물의 석출을 현저히 줄임으로써 석출물 중 실리카의 함량을 높일 수 있다The method for extracting and separating silica from plant raw materials according to one aspect can significantly reduce the precipitation of organic substances by adjusting the pH, temperature, and reaction time with the acid catalyst of the alkaline extract liquid under the above-mentioned conditions, thereby increasing the content of silica in the precipitate.
다음, 상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계;를 더 수행할 수 있다.Next, a step of separating silica from the alkaline extract may be further performed.
상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계는, 여과, 원심분리 및 침전 중 1종 이상의 방법으로 수행할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 그외 다른 고액 분리 방법이 사용될 수 있다.The step of separating silica from the alkaline extract may be performed by one or more of filtration, centrifugation, and precipitation, but is not limited thereto, and other solid-liquid separation methods may be used.
일례로, 상기 알칼리 추출액을 2,000 rpm의 회전 속도로 10 분 동안 원심분리하여 상기 알칼리 추출액으로부터 석출물을 분리하고, 상등액을 제거하는 방법으로 수행될 수 있다.For example, this may be performed by centrifuging the alkaline extract for 10 minutes at a rotation speed of 2,000 rpm to separate precipitates from the alkaline extract and removing the supernatant.
다음, 상기 실리카를 정제하는 단계;를 더 수행할 수 있다.Next, a step of purifying the silica may be further performed.
상기 알칼리추출액으로부터 분리된 석출물에는 실리카 이외에 식물원료 유래 유기 불순물 및 상기 알칼리 용액 유래 나트륨, 칼륨 등의 금속염 불순물이 포함될 수 있다.In addition to silica, the precipitate separated from the alkaline extract may contain organic impurities derived from plant materials and metal salt impurities such as sodium and potassium derived from the alkaline solution.
상기 정제하는 단계는 상기 석출물에서 실리카를 제외한 상기 불순물을 제거하여 고순도의 실리카를 얻기 위한 단계이다.The purifying step is to remove impurities other than silica from the precipitate to obtain high purity silica.
상기 정제하는 단계는 불순물 제거를 위한 세척 전, 세척 효율을 향상시키기 위한 단계로서, 상기 석출물을 건조, 분쇄 및 분급하는 단계를 포함할 수 있다.The purifying step is a step to improve cleaning efficiency before washing to remove impurities, and may include drying, grinding, and classifying the precipitate.
상기 건조는 상기 석출물의 함수율이 15% 이내가 되도록 건조시키는 것이 보다 바람직할 수 있으며, 이를 위해 일례로 80℃ 내지 110℃의 온도에서 1시간 내지 12시간 동안 건조시킬 수 있으나 상기 건조가 이에 제한된 것은 아니다.It may be more preferable to dry the precipitate so that the water content of the precipitate is within 15%. For this purpose, for example, drying may be performed at a temperature of 80°C to 110°C for 1 hour to 12 hours, but the drying is not limited to this. no.
또한, 상기 건조된 석출물은 분쇄한 후 채거름망(Mesh Screen)을 이용해 분급하여 균일한 크기의 입자를 회수할 수 있다. 상기 입자의 평균 직경은 310㎛ 이하인 것이 보다 바람직할 수 있다.In addition, the dried precipitate can be pulverized and classified using a mesh screen to recover particles of uniform size. It may be more preferable that the average diameter of the particles is 310㎛ or less.
상기 정제하는 단계는 상기 실리카를 100℃내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계를 포함한다.The purifying step includes washing the silica with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa.
상기 세척하는 단계는 보다 구체적으로, 상기 분쇄된 실리카를 100℃내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 방법으로 수행될 수 있고 보다 바람직하게는 상기 조건에서 10분 내지 3시간 동안 세척할 수 있다.More specifically, the washing step may be performed by washing the pulverized silica with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa, and more preferably for 10 minutes to 3 hours under the above conditions. You can wash it while it lasts.
도 3 및 도 4는 증기 세척 공정 모식도로, 도 3은 배치식 증기 세척 장비를 이용한 세척 공정 모식도이고, 도 4는 연속식 증기 세척 장비를 이용한 세척 공정 모식도이다.Figures 3 and 4 are schematic diagrams of a steam cleaning process, Figure 3 is a schematic diagram of a cleaning process using batch steam cleaning equipment, and Figure 4 is a schematic diagram of a cleaning process using continuous steam cleaning equipment.
일 측면에 따른 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법은 도 3 또는 도 4의 증기 세척 장비를 이용한 증기 세척 방법을 사용함으로써 종래의 세척수를 사용하는 다단 세척법과는 달리 고압고온의 증기를 적용하여 석출물 중 열화학적 안정성이 낮고 용해도가 높은 리그닌과 금속염 성분 등을 효과적으로 제거하는 동시에 세척공정에 적용되는 정수 사용량을 최소화하고 폐수의 발생을 감소시킬 수 있어 보다 친환경적이고 경제적으로 실리카를 분리할 수 있는 장점이 있다.According to one aspect, a method of extracting and separating silica from plant raw materials uses a steam washing method using the steam washing equipment of FIG. 3 or FIG. 4, unlike the multi-stage washing method using conventional washing water, by applying high pressure and high temperature steam. It effectively removes lignin and metal salt components that have low thermochemical stability and high solubility among precipitates, while minimizing the amount of purified water used in the cleaning process and reducing the generation of wastewater, which has the advantage of separating silica more environmentally and economically. There is.
상기 정제하는 단계는 상기 세척된 실리카를 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The purifying step may further include heat treating the washed silica.
상기 열처리는 100℃내지 900℃에서 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed at 100°C to 900°C.
상기 열처리를 통해 상기 석출물 내 잔존하는 유기물을 제거함으로써, 보다 높은 실리카를 수득할 수 있다.By removing organic substances remaining in the precipitate through the heat treatment, higher silica can be obtained.
다른 일 측면에서는 On the other side
실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계; Extracting silica by alkaline cooking a plant material containing silica;
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;Precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11;
상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계; 및Separating silica from the alkaline extract; and
상기 분리된 실리카를 정제하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법이 제공된다.A method for producing silica from plant raw materials is provided, including the step of purifying the separated silica.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 전술한 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법의 구성 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The method for producing silica from the plant raw material may include some or all of the methods for extracting and separating silica from the plant raw material described above.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 실리카를 포함하는 왕겨, 대나무잎, 갈대, 억새 등의 식물원료로부터 실리카를 추출, 분리 및 정제하여 실리카를 제조하는 방법이다.The method of producing silica from plant raw materials is a method of producing silica by extracting, separating, and purifying silica from plant raw materials such as rice husk, bamboo leaves, reeds, and silver grass containing silica.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 실리카를 포함하는 식물원료를 알칼리 증해하여 실리카를 추출하는 단계를 포함한다.The method of producing silica from the plant raw material includes the step of extracting silica by alkaline cooking the plant raw material containing the silica.
상기 단계는 상기 알칼리 증해를 통해 실리카를 포함하는 무기물 및 상기 유기물을 추출함으로써, 식물원료의 섬유물질로부터 실리카를 분리하는 단계일 수 있다.The step may be a step of separating silica from the fiber material of plant raw materials by extracting the inorganic material and the organic material containing silica through the alkaline cooking.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 알칼리 추출액으로부터 고형분을 분리 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 단계를 통해 식물 원료 중 알칼리증해로 용해되지 않은 고형분을 제거할 수 있다.The method of producing silica from the plant raw material may further include the step of separating and removing solid content from the alkaline extract, and through this step, solid content that has not been dissolved by alkaline boiling in the plant material can be removed.
상기 고형분은 상기 알칼리 증해로 용해되지 않은 성분으로, 식물원료에 포함되어 있어 섬유물질등일 수 있다.The solid content is a component that has not been dissolved by the alkaline cooking, and may be a fiber material or the like as it is included in plant raw materials.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 실리카를 석출하는 단계;를 포함한다.The method of producing silica from the plant raw material includes the step of precipitating silica by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 7.5 to 11.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 석출하는 단계에서 상기 알칼리 추출액의 pH를 특정 범위로 조절함으로써 상기 알칼리 추출액에 용해되어 있는 물질 중 유기 불순물의 석출률을 줄임으로써 석출물 중 실리카의 함량을 높일 수 있다.The method of producing silica from plant raw materials increases the content of silica in the precipitate by reducing the precipitation rate of organic impurities among substances dissolved in the alkaline extract by adjusting the pH of the alkaline extract to a specific range in the precipitation step. You can.
보다 구체적으로는, 상기 알칼리 추출액의 pH가 7.5 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 8 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 8.5 내지 11이 되도록, 보다 바람직하게는 9 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 유기물이 석출되는 것을 현저히 줄임으로써 석출물 중 실리카의 함량을 높일 수 있다. More specifically, an acid catalyst is added so that the pH of the alkaline extract is 7.5 to 11, more preferably 8 to 11, more preferably 8.5 to 11, and more preferably 9 to 11. By significantly reducing the precipitation of organic matter, the content of silica in the precipitate can be increased .
이때 상기 산촉매는 황산, 염산, 질산, 인산, 탄산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.At this time, the acid catalyst may be one or more types selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and acetic acid.
또한, 상기 석출 단계에서 실리카의 석출 선택성을 높이기 위해 상기 알칼리 추출액을 10℃ 내지 100℃의 온도, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 100℃의 온도, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 75℃의 온도로 형성할 수 있다.In addition, in order to increase the precipitation selectivity of silica in the precipitation step, the alkaline extract is formed at a temperature of 10 ℃ to 100 ℃, more preferably 50 ℃ to 100 ℃, more preferably 50 ℃ to 75 ℃. can do.
상기 산촉매가 첨가된 알칼리 추출액의 온도가 50℃내지 75℃일 경우, 열화학적 안정성이 우수한 실리카는 유사한 양으로 석출되는 반면 리그닌은 결합력이 약한 결합구조가 절단되어 방향족 화합물이 생성되고 축합이 최소화되어 석출이 저하되므로, 석출물 중 실리카의 함량을 보다 높일 수 있다.When the temperature of the alkaline extract to which the acid catalyst is added is 50°C to 75°C, silica, which has excellent thermochemical stability, is precipitated in a similar amount, while the weak bonding structure of lignin is cleaved to produce aromatic compounds and minimize condensation. Since precipitation decreases, the content of silica in the precipitate can be further increased.
또한, 상기 석출 단계에서 실리카의 석출 선택성을 높이기 위해 상기 산촉매를 첨가한 후 10분 내지 2시간 동안, 보다 바람직하게는 30분 내지 1시간동안 유지하는 것이 보다 바람직할 수 있다.In addition, in order to increase the precipitation selectivity of silica in the precipitation step, it may be more preferable to maintain the acid catalyst for 10 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 1 hour, after adding the acid catalyst.
상기 반응 시간 범위를 벗어나는 시간동안 알칼리 추출액 및 산촉매를 반응시키는 경우 석출량 및 석출물의 실리카 함량이 낮아지는 문제가 발생될 수 있다.If the alkaline extract and the acid catalyst are reacted for a time outside the above reaction time range, problems may occur in which the amount of precipitation and the silica content of the precipitate are lowered.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계;를 포함한다.The method for producing silica from the plant raw material includes the step of separating silica from the alkaline extract.
상기 알칼리 추출액으로부터 실리카를 분리하는 단계는, 여과, 원심분리 및 침전 중 1종 이상의 방법으로 수행할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 그외 다른 고액 분리 방법이 사용될 수 있다.The step of separating silica from the alkaline extract may be performed by one or more of filtration, centrifugation, and precipitation, but is not limited thereto, and other solid-liquid separation methods may be used.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기 분리된 실리카를 정제하는 단계;를 포함한다.The method of producing silica from the plant raw material includes purifying the separated silica.
상기 정제하는 단계는 상기 석출물에서 실리카를 제외한 상기 불순물을 제거하여 고순도의 실리카를 얻기 위한 단계이다.The purifying step is to remove impurities other than silica from the precipitate to obtain high purity silica.
상기 정제하는 단계는 불순물 제거를 위한 세척 전, 세척 효율을 향상시키기 위한 단계로서, 상기 석출물을 건조, 분쇄 및 분급하는 단계를 포함할 수 있다.The purifying step is a step to improve cleaning efficiency before washing to remove impurities, and may include drying, grinding, and classifying the precipitate.
또한, 상기 정제하는 단계는 상기 실리카를 100℃내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계를 포함한다.Additionally, the purifying step includes washing the silica with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa.
상기 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법은 상기의 증기 세척 방법을 사용함으로써 종래의 세척수를 사용하는 다단 세척법과는 달리 고압고온의 증기를 적용하여 석출물 중 열화학적 안정성이 낮고 용해도가 높은 리그닌과 금속염 성분 등을 효과적으로 제거하는 동시에 세척공정에 적용되는 정수 사용양을 최소화하고 폐수의 발생을 감소시킬 수 있어 보다 친환경적이고 경제적으로 실리카를 분리할 수 있는 장점이 있다.The method of producing silica from plant raw materials uses the above steam washing method, unlike the multi-stage washing method using conventional washing water, by applying high pressure and high temperature steam, lignin and metal salt components with low thermochemical stability and high solubility among the precipitates. It has the advantage of being able to separate silica in a more eco-friendly and economical way by effectively removing silica, minimizing the amount of purified water used in the cleaning process, and reducing the generation of wastewater.
상기 정제하는 단계는 상기 세척된 실리카를 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The purifying step may further include heat treating the washed silica.
상기 열처리는 100℃내지 900℃에서 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed at 100°C to 900°C.
상기 열처리를 통해 상기 석출물 내 잔존하는 유기물을 제거함으로써, 보다 높은 실리카를 수득할 수 있다.By removing organic substances remaining in the precipitate through the heat treatment, higher silica can be obtained.
다른 일 측면에서는 상기 제조방법으로 제조된 실리카를 제공한다.In another aspect, silica prepared by the above production method is provided.
이하, 본 발명을 하기 실시 예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through the following examples and experimental examples.
단, 하기 실시 예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시 예 및 실험 예에 의해 한정되는 것은 아니다However, the following examples and experimental examples are merely illustrative of the present invention and the scope of the invention is not limited by the examples and experimental examples.
<제조 예> 왕겨 알칼리 추출액의 제조<Manufacturing example> Preparation of rice husk alkaline extract
실리카를 포함하는 식물원료로는 국내 종합미곡처리장에서 발생한 왕겨를 사용하였으며 상기 왕겨시료에 고액비(고체의 중량 대비 액체의 부피) 1:5로 NaOH 4%용액(왕겨 전건중량 대비 20%)을 혼합하여 170℃의 온도로 증해하였다. 증해시간은 20℃에서 170℃로 상승하는 승온 구간에서 1시간, 170℃ 온도 유지구간 2시간으로 증해를 진행하였다. 증해 완료 이후, 섬유화된 왕겨 섬유와 알칼리 추출액을 압착분리하여 고형물로부터 알칼리 추출액을 분리하였다. As a plant raw material containing silica, rice husk generated from a domestic rice husk processing plant was used, and a 4% NaOH solution (20% of the total dry weight of the rice husk) was added to the rice husk sample at a solid-liquid ratio (volume of liquid to solid weight) of 1:5. It was mixed and cooked at a temperature of 170°C. Cooking time was 1 hour in the temperature rising section from 20°C to 170°C and 2 hours in the 170°C temperature maintenance section. After completion of cooking, the fibrous rice husk fibers and the alkaline extract were separated by compression to separate the alkaline extract from the solid material.
<실험 예 1><Experiment Example 1>
상기 제조 예에서 제조한 알칼리 추출액 분리 결과, 왕겨 1kg당 평균적으로 3,000g의 알칼리 추출액을 수득하였으며, 수득된 알칼리 추출액의 pH, 농도 및 회분함량을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.As a result of separating the alkaline extract prepared in the above production example, an average of 3,000 g of alkaline extract was obtained per 1 kg of rice husk, and the results of measuring the pH, concentration, and ash content of the obtained alkaline extract are shown in Table 1 below.
pH는 pH meter를 활용하여 측정하였으며, 농도는 알칼리 추출액을 105℃에서 48시간동안 건조하여 아래의 수학식 1에 나타낸 수식으로 산출하였다. 회분함량은 건조된 알칼리 추출액을 525±25℃의 회화로에서 4시간동안 연소하고 잔존하는 중량을 측정하여 수학식 2에 나타낸 수식으로 산출하였다.The pH was measured using a pH meter, and the concentration was calculated by drying the alkaline extract at 105°C for 48 hours and using the formula shown in Equation 1 below. The ash content was calculated by burning the dried alkali extract in a furnace at 525 ± 25°C for 4 hours and measuring the remaining weight using the formula shown in Equation 2.
<수학식 1><Equation 1>
<수학식 2><Equation 2>
<실시 예 1-14, 비교 예 1> <Example 1-14, Comparative Example 1>
단계 1: 실리카를 포함하는 식물원료로는 국내 종합미곡처리장에서 발생한 왕겨를 사용하였으며 상기 왕겨시료에 고액비(고체의 중량 대비 액체의 부피) 1:5로 NaOH 4%용액(왕겨 전건중량 대비 20%)을 혼합하여 170℃의 온도로 증해하였다. 증해시간은 20℃에서 170℃로 상승하는 승온 구간에서 1시간, 170℃ 온도 유지구간 2시간으로 증해를 진행하였다. 증해 완료 이후, 섬유화된 왕겨 섬유와 알칼리 추출액을 압착분리하여 고형물로부터 알칼리 추출액을 분리하였다.Step 1: As a plant raw material containing silica, rice husk from a domestic rice husk was used. The rice husk sample was mixed with a 4% solution of NaOH (20% compared to the total dry weight of the rice husk) at a solid-liquid ratio (liquid volume to solid weight) of 1:5. %) were mixed and cooked at a temperature of 170°C. Cooking time was 1 hour in the temperature rising section from 20°C to 170°C and 2 hours in the 170°C temperature maintenance section. After completion of cooking, the fibrous rice husk fibers and the alkaline extract were separated by compression to separate the alkaline extract from the solid matter.
단계 2: 상기 알칼리 추출액에 산촉매 첨가하여 졸겔화 반응을 통해 실리카를 석출하였다. 이때 졸겔화 반응조건인 pH, 반응온도, 반응시간, 사용 알칼리 추출액의 농도, 사용 산촉매의 종류는 하기 표 2 내지 6에 나타내었다. Step 2: An acid catalyst was added to the alkaline extract to precipitate silica through a sol-gel reaction. At this time, the sol-gelation reaction conditions of pH, reaction temperature, reaction time, concentration of the alkali extract used, and type of acid catalyst used are shown in Tables 2 to 6 below.
<실험 예 2> 석출 시 조건변화에 따른 실리카 분리 특성 평가<Experimental Example 2> Evaluation of silica separation characteristics according to changes in conditions during precipitation
상기 실시 예 1-11의 방법으로 분리된 석출량 및 실리카 순도를 확인하기 위해, 상기 실시 예 1-11의 알칼리 추출액을 원심분리하여 고체분을 수득한 후 500℃의 회화로에서 유기물을 제거하여 석출 시 조건변화에 따른 총 석출량 및 무기물 함량을 산출하였다In order to confirm the amount of precipitation and purity of silica separated by the method of Example 1-11, the alkaline extract of Example 1-11 was centrifuged to obtain solids, and then organic matter was removed in a furnace at 500 ° C. The total amount of precipitation and inorganic content were calculated according to changes in conditions during precipitation.
총 석출량은 산촉매 투입에 의해 동일한 알칼리 추출액(500g)에 대비하여 생성된 고체분(실리카+유기성 불순물)의 전건중량을 비율적으로 나타내었으며 산출 방법은 수학식 3에 나타내었다. The total amount of precipitation was expressed as a ratio of the total dry weight of solids (silica + organic impurities) produced by adding an acid catalyst compared to the same alkaline extract (500 g), and the calculation method was shown in Equation 3.
또한, 고체분 내의 실리카의 함량을 간이적으로 확인하기 위하여 석출물의 무기물 함량을 비율적으로 나타내었으며 산출 방법은 수학식 4에 나타내었다.In addition, in order to simply check the silica content in the solid, the inorganic content of the precipitate was expressed as a ratio, and the calculation method was shown in Equation 4.
<수학식 3><Equation 3>
<수학식 4><Equation 4>
(1) pH 조건에 따른 석출 특성 (1) Precipitation characteristics according to pH conditions
pH 조건에 따른 석출량 및 실리카 순도를 분석하기 위해, 비교 예 1, 실시 예 1 내지 실시 예 5의 석출물에 대해 산출한 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.In order to analyze the precipitation amount and silica purity according to pH conditions, the total precipitation amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) calculated for the precipitates of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 were compared and the results were obtained. is shown in Figure 5.
도 5에 나타난 바와 같이 pH가 산성으로 갈수록 총 석출량은 점차 증가하나 무기물의 함량은 매우 감소하는 것을 알 수 있다. 특히 pH 7.5 조건에서 석출량보다 pH 9에서 석출량은 약 1g/500g 가량 감소하지만 무기물 비율(%)은 약 5% 가량 증가되는 효과를 갖는다.As shown in Figure 5, as the pH becomes more acidic, the total amount of precipitation gradually increases, but the content of inorganic substances greatly decreases. In particular, the precipitation amount at pH 9 decreases by about 1g/500g compared to the precipitation amount under pH 7.5 conditions, but the inorganic matter ratio (%) increases by about 5%.
또한 pH 5 이하의 강산 조건에서는 석출량이 눈에 띄게 증가하지만 무기물 비율(%)이 50% 이하로 감소하므로, 세척 및 열처리와 같은 2차 정제공정에서의 에너지 소비가 커질 것으로 예상해볼 수 있다. In addition, under strong acid conditions below pH 5, the amount of precipitation increases noticeably, but the inorganic matter ratio (%) decreases to less than 50%, so energy consumption in secondary purification processes such as washing and heat treatment can be expected to increase.
이를 통해, 석출물 중 실리카의 함량을 높여 정제공정을 줄이기 위해 pH는 7.5 내지 11범위로 조절하는 것이 바람직하며, 석출량을 보다 증가시키기 위해, 9 내지 11범위로 조절하는 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있다.Through this, it can be seen that it is preferable to adjust the pH to the range of 7.5 to 11 in order to increase the content of silica in the precipitate and reduce the purification process, and to further increase the amount of precipitate, it is more preferable to adjust it to the range of 9 to 11. .
(2) 반응온도 조건에 따른 석출 특성 (2) Precipitation characteristics according to reaction temperature conditions
반응온도에 따른 총 석출량 및 실리카 순도에 대해 분석하기 위해, 실시 예 6 내지 8의 석출물에 대해 산출한 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.In order to analyze the total amount of precipitation and purity of silica according to the reaction temperature, the total amount of precipitation (g/500g) and inorganic matter ratio (%) calculated for the precipitates of Examples 6 to 8 were compared, and the results are shown in Figure 6. indicated.
도 6에 나타난 바와 같이, 총 석출량(g/500g)은 반응 온도가 20℃ 내지 75℃까지 상승에 따라 미비하게 감소하다가 75℃를 초과하는 온도에서 급격한 감소하였다. 또한 무기물 비율(%)의 경우, 50℃ 이상의 온도에서 점진적으로 증가하였다. As shown in Figure 6, the total amount of precipitation (g/500g) decreased slightly as the reaction temperature increased from 20°C to 75°C, but then decreased rapidly at temperatures exceeding 75°C. Additionally, the inorganic matter ratio (%) gradually increased at temperatures above 50°C.
이를 통해, 석출량을 유지하되 석출물 중 실리카의 함량을 높이기 위해 반응온도는 50℃ 내지 75℃의 온도, 보다 바람직하게는 60℃ 내지 75℃, 보다 바람직하게는 75℃에서 반응시키는 것이 바람직하다고 볼 수 있다.Through this, in order to maintain the amount of precipitation but increase the content of silica in the precipitate, it is desirable to conduct the reaction at a temperature of 50 ℃ to 75 ℃, more preferably 60 ℃ to 75 ℃, more preferably 75 ℃. You can.
(3) 반응시간 조건에 따른 석출 특성(3) Precipitation characteristics according to reaction time conditions
반응시간에 따른 석출량 및 실리카 순도에 대해 분석하기 위해 실시 예 9 내지 11의 석출물에 대해 산출한 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 비교하였다.In order to analyze the precipitation amount and silica purity according to reaction time, the total precipitation amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) calculated for the precipitates of Examples 9 to 11 were compared.
총 석출량(g/500g)은 1시간의 반응시간 조건에서 가장 높았으며, 무기물 비율(%) 또한 1시간의 반응시간 조건에서 가장 높은 것을 확인할 수 있다.The total amount of precipitation (g/500g) was highest under the reaction time condition of 1 hour, and the inorganic matter ratio (%) was also highest under the reaction time condition of 1 hour.
반면, 2시간을 반응시키는 경우, 과도한 졸겔화 반응으로 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)이 저하되는 것을 알 수 있다.On the other hand, when reacting for 2 hours, it can be seen that the total precipitation amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) decrease due to excessive sol-gelation reaction.
이를 통해, 석출량을 유지하되 석출물 중 실리카의 함량을 높이기 위해 반응시간은 30분 내지 1시간으로 진행하는 것이 보다 바람직하다고 볼 수 있다.Through this, it can be seen that it is more desirable to proceed with the reaction time at 30 minutes to 1 hour in order to maintain the amount of precipitation but increase the content of silica in the precipitate.
<실험 예 3> 석출 반응의 최적화 효과<Experimental Example 3> Optimization effect of precipitation reaction
상기 실시 예 1-11에서 얻어진 결과를 토대로 석출 단계의 최적 조건으로, pH 10, 반응온도 60℃ 내지 90℃, 반응시간 30분로 설정하여 얻은 실시 예 12 및 실시 예 13의 알칼리 추출액, 및 비교 예 1의 알칼리 추출액에 대해, 원심분리를 통해 고형화된 고체분을 침전시키고 상등액을 제거하고 추가적인 증류수 500ml를 첨가하여 교반한 뒤 다시 원심분리하는 방법으로 침전된 고체분에서 갈색의 이물질이 상등액에 용출되지 않는 수준까지의 세척횟수를 확인하였으며 세척후 침전 고체물의 성상을 도 7에 나타내었다.Based on the results obtained in Examples 1-11, the alkaline extracts of Examples 12 and 13 obtained by setting the optimal conditions for the precipitation step to pH 10, reaction temperature 60°C to 90°C, and reaction time 30 minutes, and comparative examples For the alkaline extract of 1, the solidified solid was precipitated through centrifugation, the supernatant was removed, an additional 500 ml of distilled water was added, stirred, and then centrifuged again. Brown foreign substances from the precipitated solid were not eluted into the supernatant. The number of washings was confirmed to a level where no washing occurred, and the properties of the precipitated solids after washing are shown in Figure 7.
도 7에 나타난 바와 같이, 고체분이 실리카의 백색에 가장 근접한 조건은 실시 예 12이며 이는 세척 3회에 도달하였으나, 비교 예 1은 7회 세척에도 옅은 갈색의 성상을 띄었다.As shown in Figure 7, the condition in which the solid content was closest to the white color of silica was Example 12, which reached 3 times of washing, but Comparative Example 1 showed a light brown appearance even after 7 times of washing.
또한 실시 예 12 및 실시 예 13의 석출물에 대해, 실험 예 2와 동일한 방법으로, 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 산출하고 비교한 결과를 도 8에 나타내었다.In addition, for the precipitates of Examples 12 and 13, the total amount of precipitation (g/500g) and the inorganic matter ratio (%) were calculated and compared in the same manner as in Experimental Example 2, and the results are shown in FIG. 8.
도 8에 나타난 바와 같이, 비교 예 1 대비 실시 예 12 및 실시 예13의 총 석출량(g/500g)이 약 5 g/500g 정도 떨어지는 반면 무기물 비율(%)이 85% 가량으로 크게 증가됨이 알 수 있다.As shown in Figure 8, it can be seen that the total precipitation amount (g/500g) of Examples 12 and 13 compared to Comparative Example 1 decreased by about 5 g/500g, while the inorganic matter ratio (%) increased significantly to about 85%. You can.
또한 반응온도 60℃ 조건인 실시 예 12가 반응온도 90℃ 조건인 실시 예의 13에 비해 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)이 우수한 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that Example 12, which had a reaction temperature of 60°C, was superior to Example 13, which had a reaction temperature of 90°C, in terms of total precipitation (g/500g) and inorganic matter ratio (%).
이를 통해, 알칼리 추출액으로부터 실리카 석출 시, pH 10, 반응온도 60℃, 반응시간 30분으로 설정할 경우 석출물 중 실리카의 함량을 현저히 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 수 세척 시 적은 횟수로 수행할 수 있음을 알 수 있다.Through this, when silica is precipitated from an alkaline extract, the content of silica in the precipitate can be significantly improved when pH is set to 10, reaction temperature is set to 60°C, and reaction time is set to 30 minutes. Accordingly, water washing can be performed less frequently. Able to know.
<실험 예 4> 증기 세척 효과<Experimental Example 4> Steam cleaning effect
수세척방법 대비 증시 세척방법의 효과를 확인하기 위해, 실시 예 12에 대해, 종래의 수세척 반복방식의 세척방법을 수행한 실시 예 14 및 증기세척방법을 수행한 실시 예 15의 세척 후 ICP-AES로 석출물의 무기물 함유 원소 중 실리카를 제외한 원소 조성을 분석하였으며 그 결과를 하기 표 6에 나타내고, 실시 예 14 및 실시 예 15의 석출물에 대한 총 석출량(g/500g) 및 무기물 비율(%)을 도 9에 나타내었다.In order to confirm the effect of the stock washing method compared to the water washing method, for Example 12, ICP- The elemental composition excluding silica among the inorganic elements of the precipitates was analyzed by AES, and the results are shown in Table 6 below, and the total precipitate amount (g/500g) and inorganic matter ratio (%) for the precipitates of Examples 14 and 15 are shown in Table 6. It is shown in Figure 9.
이때, 실시 예 14의 수세척 반복방법은 세정수의 투입, 교반, 여과분리를 5회 반복하는 방법으로 수행하였으며, 실시 예 15의 증기세척 방법은 건조된 미세척분을 110℃에서 1 bar의 압력으로 조성된 스팀을 주입하는 방법으로 수행하였다.At this time, the repeated water washing method of Example 14 was performed by repeating the introduction of washing water, stirring, and filtration five times, and the steam washing method of Example 15 was performed by washing the dried fine powder at 110 ° C. at a pressure of 1 bar. This was performed by injecting steam composed of .
수세척 반복식의 세정수 사용량은 1회당 500 ml의 세정수를 사용하였으며 5회의 세척을 사용하였으므로 총 2500ml의 세정수를 사용하였으며, 증기세척의 경우 5 L의 용기에 1bar의 압력으로 조성되는 스팀 100g을 주입하여 진행하였다.The amount of washing water used in the repeated water washing method was 500 ml of washing water per time. Since 5 washings were used, a total of 2500 ml of washing water was used. In the case of steam washing, steam created at a pressure of 1 bar in a 5 L container was used. 100g was injected.
- 기준 산알칼리 폐수 처리비용: 3,830원/톤- Standard acid-alkali wastewater treatment cost: KRW 3,830/ton
- 스팀비용 기준: 증기압력 1bar, 보일러 급수온도 30℃, 열량단가 11\/MJ- Steam cost standard: steam pressure 1 bar, boiler feed water temperature 30℃, heat unit price 11\/MJ
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 비교 예 1 대비 실시 예 14는 K, Na, A 등의 무기물 제거효과는 미비하였으나, Fe, Ca, Mg의 함량은 대폭 감소한 것을 알 수 있다. K, Na는 물과의 높은 반응성으로 인해 수세척의 여부 및 횟수에 따라 큰 차이를 나타내었다.As shown in Table 6, compared to Comparative Example 1, Example 14 had a minimal effect of removing inorganic substances such as K, Na, and A, but the contents of Fe, Ca, and Mg were significantly reduced. K and Na showed significant differences depending on the presence and frequency of water washing due to their high reactivity with water.
이를 통해, 실시 예 14와 같이 pH, 반응온도 및 반응시간을 조절하여 실리카를 석출시킬 경우, 상대적으로 제거 및 정제가 어려운 무기물인 Fe, Ca, Mg 의 제거에 탁월한 제거 효과를 가짐을 알 수 있다.Through this, it can be seen that when silica is precipitated by adjusting the pH, reaction temperature, and reaction time as in Example 14, it has an excellent removal effect in removing Fe, Ca, and Mg, which are inorganic substances that are relatively difficult to remove and purify. .
또한, 실시 예 15와 같이 증기 세척을 수행하는 경우 다단의 수 세척을 5회 실시한 경우(실시 예 14)와 유사하거나 다소 양호한 세척효과를 나타내는 것을 알 수 있다.In addition, when steam washing is performed as in Example 15, it can be seen that the washing effect is similar to or somewhat better than when multi-stage water washing is performed 5 times (Example 14).
상기 비교 예 1, 실시 예 14 및 실시 예 15에서 세척수 사용량 및 폐액발생 특성을 확인한 결과, 증기세척을 적용할 경우, 세척수 사용량 부분에서 기존 용수사용량 대비 15~20% 수준의 용수를 사용하더라도 유사하거나 양호한 세척효과를 가질 수 있음을 확인하였으며, 발생되는 폐수의 양은 실시 예 15의 약 10% 미만으로 발생됨에 따라 폐액 발생량 또는 크게 감소시킬 수 있음을 확인하였다.As a result of checking the washing water usage and waste liquid generation characteristics in Comparative Example 1, Example 14, and Example 15, when steam washing is applied, the washing water usage is similar or even if 15 to 20% of the existing water usage is used. It was confirmed that a good cleaning effect can be achieved, and as the amount of wastewater generated was less than about 10% of that in Example 15, it was confirmed that the amount of waste liquid generated could be reduced or significantly reduced.
또한, 발생되는 폐액 처리비용과 증기세척 적용 시, 스팀 비용을 고려한 결과를 하기 표 7에서 비교하였다.In addition, the results considering the waste liquid treatment cost generated and the steam cost when applying steam cleaning are compared in Table 7 below.
상기 표 7에 나타난 바와 같이, 수 세척 대비 증기세척을 수행하는 경우 실리카 제조 공정의 경제성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 7 above, it can be confirmed that the economics of the silica manufacturing process can be greatly improved when steam cleaning is performed compared to water cleaning.
Claims (18)
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 10 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 60℃ 내지 75℃의 온도에서 실리카를 포함하는 석출물을 얻는 단계; 및
상기 석출물을 정제하는 단계;를 포함하고,
상기 석출물을 얻는 단계에서 얻은 석출물은 전체 중량 대비 무기물의 중량이 85%이상인, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
Alkaline cooking rice husk to extract silica;
Obtaining a precipitate containing silica at a temperature of 60°C to 75°C by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 10 to 11; and
Comprising: purifying the precipitate,
A method of extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the precipitate obtained in the step of obtaining the precipitate has an inorganic weight of 85% or more compared to the total weight.
상기 석출물을 얻는 단계는,
상기 산촉매 첨가 후 10분 내지 2시간 동안 유지하는 단계;를 더 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to paragraph 1,
The step of obtaining the precipitate is,
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, further comprising maintaining the acid catalyst for 10 minutes to 2 hours after addition.
상기 정제하는 단계는
상기 석출물을 100℃ 내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to paragraph 1,
The purification step is
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, including the step of washing the precipitate with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa.
상기 정제하는 단계는
상기 세척된 석출물을 열처리하는 단계;를 더 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to clause 8,
The purification step is
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, further comprising the step of heat treating the washed precipitate.
상기 열처리는 100℃ 내지 900℃에서 수행되는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
In paragraph 9,
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the heat treatment is performed at 100°C to 900°C.
상기 산촉매는 황산, 염산, 질산, 인산, 탄산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to paragraph 1,
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the acid catalyst is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and acetic acid.
상기 왕겨는 리그노셀룰로오스를 포함하는 유기물을 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to paragraph 1,
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the rice husk contains organic matter containing lignocellulose.
상기 증해는
상기 왕겨 및 알칼리 용액을 1:3 내지 1:20의 비율로 혼합한 후 가열 및 가압하는 방법으로 수행되는, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to paragraph 1,
The above recipe is
A method of extracting and separating silica from plant raw materials, which is performed by mixing the rice husk and the alkaline solution at a ratio of 1:3 to 1:20 and then heating and pressing.
상기 가열은 120℃ 내지 170℃의 온도로 가열하는 것인, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to clause 13,
A method of extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the heating is performed at a temperature of 120°C to 170°C.
상기 가압은 4bar 내지 8bar의 압력으로 가압하는 것인, 식물원료로부터 실리카를 추출 및 분리하는 방법.
According to clause 13,
A method for extracting and separating silica from plant raw materials, wherein the pressurization is performed at a pressure of 4 bar to 8 bar.
상기 추출된 실리카를 포함하는 알칼리 추출액의 pH가 10 내지 11이 되도록 산촉매를 첨가하여 60℃ 내지 75℃의 온도에서 실리카를 포함하는 석출물을 얻는 단계; 및
상기 석출물을 정제하는 단계;를 포함하고,
상기 석출물을 얻는 단계에서 얻은 석출물은 전체 중량 대비 무기물의 중량이 85%이상인, 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법.
Alkaline cooking rice husk to extract silica;
Obtaining a precipitate containing silica at a temperature of 60°C to 75°C by adding an acid catalyst so that the pH of the alkaline extract containing the extracted silica is 10 to 11; and
Comprising: purifying the precipitate,
A method of producing silica from plant raw materials, wherein the precipitate obtained in the step of obtaining the precipitate has an inorganic weight of 85% or more compared to the total weight.
상기 정제하는 단계는,
상기 석출물을 100℃ 내지 300℃의 온도 및 100kPa 내지 1000kPa의 압력의 증기로 세척하는 단계;를 포함하는, 식물원료로부터 실리카를 제조하는 방법.According to clause 16,
The purification step is,
A method of producing silica from plant raw materials, including the step of washing the precipitate with steam at a temperature of 100°C to 300°C and a pressure of 100kPa to 1000kPa.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210023812A KR102601416B1 (en) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | Method for extraction and separation of silica from plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210023812A KR102601416B1 (en) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | Method for extraction and separation of silica from plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220120767A KR20220120767A (en) | 2022-08-31 |
| KR102601416B1 true KR102601416B1 (en) | 2023-11-13 |
Family
ID=83061626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210023812A KR102601416B1 (en) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | Method for extraction and separation of silica from plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102601416B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101048410B1 (en) | 2010-08-13 | 2011-07-12 | 충남대학교산학협력단 | Preparation of superfine purified silica, and fibers simultaneously |
| KR101157373B1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-06-21 | 충남대학교산학협력단 | Method for producing high purity porous silica and silicon from rice husk |
| KR101802082B1 (en) | 2016-07-11 | 2017-12-20 | 주식회사 대원지에스아이 | Agricultural by-product of the manufacturing system to separate chaff and silica minerals and fiber derived from the biomass of |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3546494B2 (en) * | 1994-10-27 | 2004-07-28 | 信越化学工業株式会社 | Purification method of fine silica |
| KR101420163B1 (en) * | 2012-12-12 | 2014-07-17 | 주식회사 엠쓰리텍 | Super-hydrophobic aerogel, method and apparatus to manufacture thereof |
| KR102029261B1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-10-07 | 충남대학교산학협력단 | Method of preparation silica from rice husk using rice husk pretreatment |
-
2021
- 2021-02-23 KR KR1020210023812A patent/KR102601416B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101048410B1 (en) | 2010-08-13 | 2011-07-12 | 충남대학교산학협력단 | Preparation of superfine purified silica, and fibers simultaneously |
| KR101157373B1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-06-21 | 충남대학교산학협력단 | Method for producing high purity porous silica and silicon from rice husk |
| KR101802082B1 (en) | 2016-07-11 | 2017-12-20 | 주식회사 대원지에스아이 | Agricultural by-product of the manufacturing system to separate chaff and silica minerals and fiber derived from the biomass of |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220120767A (en) | 2022-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI126512B (en) | Method for separating lignin from plant material and product obtained | |
| JP5965431B2 (en) | System for fractionating lignocellulose biomass | |
| US10611885B2 (en) | Products extracted from black liquor | |
| CN107690356B (en) | Method and apparatus for forming lignin fractions, lignin compositions and uses thereof | |
| KR970005529B1 (en) | Process for preparing activated carbon | |
| CN110627050B (en) | Method for preparing microcrystalline graphene capacitor carbon by taking lignin as raw material | |
| KR102029261B1 (en) | Method of preparation silica from rice husk using rice husk pretreatment | |
| KR102601416B1 (en) | Method for extraction and separation of silica from plant | |
| CN112030591A (en) | Novel method for recycling alkali from straw pulp black liquor by acid-alkali circulation | |
| Yuan et al. | An eco-friendly scheme to eliminate silica problems during bamboo biomass fractionation | |
| Xia et al. | Combination of microwave with acid deep eutectic solvent pretreatment for reed (Phragmites australis) fractionation | |
| WO2013002708A1 (en) | Method for purifying lignin | |
| KR102610977B1 (en) | Method for producing silica from alkali extract solution of rice husk | |
| JP2012214432A (en) | Method for producing high-purity lignin | |
| CN110584137B (en) | Method for preparing insoluble dietary fiber by using apple pomace | |
| JPH06183715A (en) | Production of activated carbon | |
| CN113880084B (en) | Method for producing spherical capacitance carbon by using cellulose hydrolysis sugar | |
| CN117304987B (en) | Method for preparing biological oil by utilizing kitchen waste through hydrothermal treatment | |
| RU2556115C1 (en) | Method of obtaining cellulose from brown algae | |
| SE2230107A1 (en) | A method for purifying lignin by removing inorganic impurities from black liquor | |
| Wang et al. | Molecular Structure of Poplar Lignin Obtained by p-Toluene Sulfonic Acid (p-TsOH) and Formic Acid Delignification. | |
| CN106519069A (en) | Method for preparing high-yield plant pectin through two-stage method | |
| CN113735120A (en) | Method for joint production of capacitance carbon and high-purity cellulose | |
| CN116692851A (en) | Preparation method of coal-based diamond based on high-temperature high-pressure direct conversion method | |
| CN116692852A (en) | Preparation method of coal-based diamond based on catalyst method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |