способ получения пасты "полифепан" из гидролизного лигнина

Формула изобретения

1. Способ получения пасты из гидролизного лигнина, включающий в себя:

щелочную обработку гидролизного лигнина в 1-2%-ном растворе едкого натра при температуре 60-80°С при постоянном перемешивании;

промывку обработанного щелочью гидролизного лигнина питьевой водой;

нейтрализацию остаточной щелочи уксусной кислотой;

повторную промывку;

сгущение гидролизного лигнина до 15-20% по сухому веществу;

стерилизацию полученной сгущением пасты;

отличающийся тем, что

после нейтрализации и повторной промывки и перед сгущением отделяют фракцию гидролизного лигнина размером менее 250 мкм путем сортировки промытого гидролизного лигнина на сите с ячейками размером 250 мкм с одновременной промывкой очищенной водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стерилизацию выполняют путем автоклавирования в течение 8 мин при температуре 120°С и давлении около 200 кПа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стерилизацию выполняют методом лучевой стерилизации -лучами.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области фармацевтической промышленности, в частности к способу получения из гидролизного лигнина пасты, которая может быть использована в качестве энтеросорбента в медицине для детоксикации организма и дезинфекции.

Уровень техники

В настоящее время в медицинской практике широко используются эфферентные методы детоксикации организма как при острых интоксикациях, так и в терапии целого ряда хронических заболеваний. К ним относится и метод энтеросорбции, который представляет собой один из эффективных, нетравматичных и доступных способов детоксикации.

Среди предлагаемых в настоящее время сорбентов особый интерес у врачей и пациентов вызывают препараты природного происхождения, в частности энтеросорбенты на основе гидролизного лигнина, выпускаемые в промышленных масштабах. Лигнин, представляющий собой природный полимер, входящий в состав подавляющего большинства наземных растений и уступающий по распространенности среди природных высокомолекулярных соединений только полисахаридам, давно известен как ценное лекарственное сырье, запасы которого практически не ограничены. Лечебные свойства лигнина всесторонне рассмотрены, например, в монографии (Леванова В.П. Лечебный лигнин. Под ред. Н.А.Белякова.: СПб, 1992 г.). Следует отметить, что помимо эффективности в качестве сорбентов лигнин и медицинские препараты на его основе обладают также и антисептическими, гипохолестеринемическими и другими свойствами. Среди используемых энтеросорбентов на основе лигнина следует отметить, в частности, продукты, предлагаемые в настоящее время на российском рынке под наименованиями «Полифепан» ^® (зарегистрированный товарный знак № 71667, правообладатель ЗАО «Сайнтек») - макропористый сорбент в форме порошка или гранул, рег. № 80/1211/3 в Государственном реестре лекарственных средств, и «Лигносорб» (паста полифепана, ВФС 42-2203-93).

Необходимо отметить, что применение сорбирующего и дезинфицирующего средства на основе лигнина в форме пасты представляется более предпочтительным, поскольку такая форма отличается более широким кругом возможных способов введения средства в организм (в частности, перорально, через зонды, дренажи), кроме того, повышенное содержание в пасте более мелких частиц лигнина (размер частиц действующего вещества 0,01-0,25 мм) улучшает сорбционные свойства по сравнению с порошком или гранулами.

Древесный лигнин является продуктом кислотного гидролиза древесины (Ю.И.Холькин «Технология гидролизных производств». М.: Лесная промышленность, 1989, стр.160, 453-454) и представляет собой конгломерат различных химических веществ - природного лигнина, полисахаридов, смол, жиров, восков, минеральных и прочих органических соединений. При гидролизе древесины известными способами при «выстреле» из гидролиз-аппарата гидролизный лигнин за счет резкого перепада давления деструктурируется с образованием мелкодисперсного порошка лигнина, свободного от непроваренной древесины и представляющей собой относительно крупные частицы частично прогидролизованной древесины (от 15 до 30%), которые не разрушаются в процессе «выстрела».

Согласно известным из уровня техники способам обработки гидролизного лигнина крупные частицы непрогидролизованной древесины удаляются при сортировке исходного лигнина, однако значительная часть поступает на стадию щелочной обработки после измельчения и попадает в конечную продукцию, тем самым снижая ее сорбционную способность.

Известен способ получения лигнина (Авторское свидетельство СССР № 1810351, опубликовано 23.04.1993, МКИ C07G 1/00), заключающийся в том, что гидролизный лигнин суспендируют в воде и измельчают электрогидравлическим ударом с разделением на твердый и жидкий компонент, что позволяет освободить целевой продукт от некоторых примесей (таких как зольные элементы, моносахариды, минеральные и органические кислоты, низкомолекулярные фенольные соединения). Данным способом получают лигнин в форме твердого продукта (мелкодисперсного порошка).

Известен способ получения энтеросорбента (патент РФ № 2116080, опубликован 27.07.1998, МПК А61К 35/78, С08Н 5/02), в соответствии с которым после щелочной обработки гидролизного лигнина, отмывки и нейтрализации производят отмывку лигнина от кислоты и солей путем экстракции и разбавления суспензии питьевой водой до содержания сухих веществ 40-100 г/л, после чего лигнин измельчают и обезвоживают. Данным способом получают энтеросорбент в форме твердого продукта.

Известен энтеросорбент на основе лигнина и способ его получения (патент РФ № 2026078, опубликован 09.01.1995, МКИ А61К 35/78). Согласно известному решению энтеросорбент получают в форме гомогенной водосуспензионной пасты, содержащей по массе 14-20% частиц лигнина размером 0,005-0,25 мм. Для получения готового продукта в форме пасты способом, описанным в патенте РФ № 2026078, гидролизный лигнин обрабатывают щелочью, промывают водой, нейтрализуют, сгущают водную суспензию до 14-20% содержания частиц лигнина и подвергают суспензию размолу до вышеуказанного размера частиц лигнина, который определен, с одной стороны, минимально возможным размером частиц сорбента, при котором не происходит вкрапление частиц сорбента в кишечную стенку, а с другой стороны - максимально возможным размером, при котором паста сохраняет суспензионные свойства и не расслаивается на твердую и жидкую фазы. Способ получения энтеросорбента на основе лигнина, описанный в патенте РФ № 2026078, принят в качестве прототипа предлагаемого способа получения пасты из гидролизного лигнина.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что лигнин, поступающий на стадию размола, содержит в себе значительное количество примесей в виде волокон непрогидролизованной древесины, которые после размола остаются в составе лигнина, снижая его сорбционные свойства.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа получения из гидролизного лигнина пасты, обладающей повышенными сорбционными свойствами.

Технический результат предложенного способа заключается в повышении сорбционных свойств пасты из гидролизного лигнина за счет исключения волокон непрогидролизованной древесины из состава пасты и увеличения содержания мелкодисперсной фракции.

Согласно изобретению предложен способ получения пасты из гидролизного лигнина, включающий в себя проведение щелочной обработки гидролизного лигнина, промывку водой обработанного щелочью гидролизного лигнина, нейтрализацию остаточной щелочи, отделение фракции гидролизного лигнина размером менее 250 микрон без размола крупных частиц, и сгущение на центрифуге отделенной фракции лигнина до содержания сухих веществ 15-20%. Фракция лигнина размером 10-250 микрон представляет собой «истинный» лигнин без примеси волокон непроваренной древесины.

Согласно изобретению перед щелочной обработкой лигнин сортируют на вибросортировке с отделением фракции размером более 7 мм. Лигнин после сортировки обрабатывают в растворе едкого натра концентрацией 1-2% при температуре 60-90°C в течение 1 часа. Концентрация лигнина в суспензии составляет примерно 8-10% по сухому веществу. Перемешивание производят в течение всей обработки.

Обработанный щелочью лигнин отмывают питьевой водой с гидромодулем 10-15. Остаточную щелочь нейтрализуют уксусной кислотой до pH 7,0. Суспензию отстаивают; промывные воды декантируют и сливают в канализацию.

Полученную суспензию лигнина с содержанием сухих веществ около 10% сортируют на сите с ячейкой размером 0,25 мм (250 микрон) с одновременной промывкой очищенной водой. Мелкодисперсную фракцию направляют на осадительную центрифугу, где она сгущается до 15-2 0% по сухому веществу. Крупная фракция поступает на измельчение и используется для получения других продуктов, например ветеринарного энтеросорбента.

Суспензию мелкодисперсного лигнина (пасту) стерилизуют известными способами (радиационный, тепловой) и при тепловом способе стерилизации затем подают на фасовку, а при радиационном - фасуют в пакетики и выполняют лучевую стерилизацию расфасованного продукта -лучами. Предложенный способ исключает стадию размола и тем самым не дает возможности попадания непрогидролизованной древесины в конечный продукт.

Таким образом устраняется вышеуказанный недостаток, присущий известным способам изготовления сорбентов на основе гидролизного лигнина, в том числе и в форме пасты.

Осуществление изобретения

Гидролизный лигнин представляет собой не растворившийся остаток после кислотного гидролиза одревесневшего растительного сырья (древесная щепа, опилки, отходы сельскохозяйственных растений). Как отмечено выше, лигнин наряду с полисахаридами (гемицеллюлозой, целлюлозой) является одним из основных компонентов растительного сырья. Согласно известным способам гидролиз растительного сырья осуществляется в присутствии 0,5-1,0% раствора серной кислоты при температуре 140-190°C, что позволяет отделить полисахариды (гемицеллюлозу и целлюлозу) путем их гидролиза до моносахаров, причем при упомянутых режимах гемицеллюлоза отделяется полностью, а целлюлоза - примерно на 60-70%. Непрогидролизовавшаяся часть сырья, имеющая вид твердого влажного остатка, составляющего примерно 30-35% от перерабатываемого сырья, и представляет собой гидролизный лигнин - органический полимер сложного строения, состоящий в основном из конденсированного лигнина и примерно 13-25% целлюлозы. Также гидролизный лигнин содержит некоторое количество других примесей, таких как смолистые вещества, содержавшиеся в растительном сырье, и линогуминовые вещества, образовавшиеся в процессе гидролиза, и др.

Сорбционные свойства гидролизного лигнина давно известны в уровне техники. Однако для получения из гидролизного лигнина энтеросорбента с повышенными сорбционными свойствами необходимо удалить из него вышеуказанные примеси. Щелочная обработка гидролизного лигнина позволяет это сделать, одновременно увеличивая внутреннюю поверхность пор в результате его набухания. Были установлены оптимальные условия для проведения щелочной обработки: обработка в 1,0% растворе гидроксида натрия при 60°C в течение 60 минут, что обеспечивало достаточно большой (примерно 90%) выход целевого продукта при малом остаточном содержании упомянутых примесей.

Предложенное изобретение иллюстрируется примером осуществления способа получения пасты из гидролизного лигнина.

Пример

Способ осуществляется следующим образом.

Перед щелочной обработкой гидролизный лигнин сортируют на вибросортировке с отделением фракции размером более 7 мм. Проводят щелочную обработку просеянного гидролизного лигнина в течение 1 часа в 1,5% растворе едкого натра при температуре 60°C при постоянном перемешивании суспензии с концентрацией сухих веществ лигнина 10-12%, после чего обработанный щелочью гидролизный лигнин промывают питьевой водой с гидромодулем 10-15 для отмывки щелочерастворимых веществ. После промывки обработанного щелочью гидролизного лигнина нейтрализуют остаточную щелочь уксусной кислотой до pH=7. После этого выполняют повторную промывку для удаления остаточных водорастворимых веществ. После упомянутой нейтрализации и повторной промывки отделяют фракцию гидролизного лигнина размером менее 250 микрон путем сортировки промытого гидролизного лигнина на сите с ячейками размером 250 микрон с одновременной промывкой очищенной водой. При этом исключается стадия размола, присущая прототипу, и таким образом исключается вероятность попадания в конечный продукт крупных частиц непрогидролизовавшейся древесины. Отделенную фракцию сгущают на осадительной центрифуге до содержания сухих веществ 15-20%.

Полученную сгущением на центрифуге пасту стерилизуют. Стерилизацию выполняют известными способами, например путем автоклавирования в течение 8 минут при температуре 120°C и давлении около 200 кПа (2 кгс/см²), или методом лучевой стерилизации -лучами.

Для подтверждения преимущества предлагаемого способа получения пасты из гидролизного лигнина были проведены сравнительные исследования. Полученный в производственных условиях ЗАО «Сайнтек» гидролизный лигнин после щелочной обработки использовался для получения пасты по технологии прототипа и по предлагаемому способу.

Полученные данные (средние из трех опытов) представлены в Таблице.

Таблица
Способ получения пасты	Остаток на сите с диаметром отверстия, мм	Сорбционная емкость, Мг метиленовой сини на 1 г пасты
0,25	0,1	менее 0,1
прототип	3,2%	65,8%	34,2%	48
предлагаемый способ	-	38,7%	61,3%	57

Из полученных данных видно, что предлагаемый способ позволяет получать пасту, обладающую более высокой дисперсностью и имеющую более высокую сорбционную способность. Анализы проводились в соответствии с методиками, приведенными в фармакологической статье прототипа.