способ получения коптильных препаратов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ путем образования дыма при сжигании измельченной древесины при доступе воздуха, конденсации и выделение из конденсата целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения канцерогенных веществ и более полного использования вещества древесины, древесину сжигают в слое 10 - 15 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесохимической промышленности и может быть использовано для организации производства из измельченных древесных отходов коптильных препаратов, которые применяются в пищевой промышленности для придания аромата и вкуса копчености различным продуктам питания.

Известен способ получения коптильных препаратов путем термического разложения древесины в условиях неполного окисления (горения) с улавливанием конденсата дыма и получением на его основе коптильного препарата. Так получают отечественный коптильный препарат "ВНИИМП", зарубежные БРКД (Польша), "Чарзол" (США), "Фюмер-соль" (Франция), "Геркосеф" (Англия) и др.

Коптильный препарат "ВНИИМП" получают путем окислительного термолиза древесных опилок лиственных пород в дымогенераторе, последующего улавливания коптильных компонентов в скруббере, орошаемом сначала водой, а затем конденсатом дыма, и переработкой последнего в коптильный препарат.

Существенным недостатком этого способа является низкая степень использования вещества древесины, так как единственным продуктом является коптильный препарат, а основная часть углерода древесины сосредоточена в газообразных, жидких и твердых отходах производства. Другой недостаток способа заключается в том, что режим дымогенерации в дымогенераторе допускает горение (тление) древесины, а следовательно, температура в отдельных точках слоя древесного материала может быть высокой (700^оС и выше). А как известно, повышение температуры выше 350^оС способствует образованию при термораспаде древесины канцерогенных соединений типа бенз(а)-пирена.

Первый недостаток в значительной мере устранен при получении коптильных препаратов энергохимическим способом, который заключается в следующем.

Измельченную древесину подают на энергетическую установку систему ЦКТИ, где она проходит сначала зону сушки, затем зону швеливания и, наконец, зону горения коксового остатка. Образовавшийся от сгорания коксового остатка бескислородный топочный газ с температурой 900-1000^оС поступает в швельшахту, пронизывая древесину, в результате чего она разлагается с образованием парогазов, которые с температурой 100-150^оС отбирают через отборные каналы швельшахты, очищают от механических примесей, конденсируют и выделяют кислую воду и осадочную смолу. Кислую воду пропускают через осадочную смолу и затем дистиллируют, получая коптильный препарат "Вахтоль" (дистиллят), коптильный препарат "МИНХ" (кубовой остаток с малым содержанием нерастворимых веществ) и литейное связующее "Оксизан" (кубовой остаток с большим содержанием нерастворимых веществ). Одновременно получают технологический пар. Хотя в данном способе значительно повышена степень использования древесины, но она остается низкой и не превышает 20% (по углероду древесины). Существенным недостатком его является также проведение процесса без доступа воздуха и при высоких температурах, что ухудшает качество коптильных препаратов.

Цель изобретения - снизить содержание канцерогенных веществ в коптильных препаратах и повысить степень использования вещества древесины. Достижение этой цели позволяет значительно повысить качество коптильных препаратов и увеличить степень использования углерода древесины в несколько раз.

Это достигается тем, что процесс дымогенерации древесины ведут при температурах 270-300^оС и доступе воздуха так, чтобы не допускать горение (тление) древесины, что возможно только в слое толщиной 10-15 мм, и получать одновременно древесный карбонизат (углеродный остаток), который термообрабатывают при температурах 700-900^оС без активирующего агента и получают активный уголь микропористой структуры (типа БАУ, КДТ).

Как было установлено, процесс окисления древесины и ее карбонизатов протекает по цепному разветвленному механизму, для которого характерны критические параметры; превышение их приводит к самовозгоранию слоя материала, а следовательно, повышению его температуры и образованию канцерогенов. При заданной температуре, при которой не образуются канцерогенные вещества, и концентрации кислорода (в атмосфере воздуха) имеется критическая величина слоя опилок. При температурах ниже 300^оС бенз(а)-пирен не образуется. В интервале температур 300-600^оС выход бенз(а)-пирена на 1 г сухой древесной массы изменяется от нуля до 0,9. Температура начала разложения древесины 200^оС. Для температуры 270^оС критическим является слой опилок толщиной 15 мм, а для температуры 300^оС - соответственно 10 мм. Проведение процесса в слое 10-15 мм при температурах, не допускающих образование канцерогенов, исключает горение (тление) опилок, а следовательно, повышение температуры и появление в дыме бенз(а)-пирена и обеспечивает получение карбонизата с высоким выходом (не менее 20% ) и низкой зольностью (не выше 3,5% ). В результате дополнительной термообработки карбонизата в отсутствии активирующих агентов при температуре 700-900^оС в течение 15-60 мин получают активный уголь микропористой структуры с адсорбционной активностью по йоду 60-70% и выходом 16,5-17,5% .

П р и м е р 1. Воздушно-сухие древесные буковые опилки в количестве 1000 г в пересчете на безводные пропускают через лабораторную непрерывнодействующую установку, состоящую из ленточного транспортера, проходящего через камеру дымогенерации, конденсационной системы, состоящей из прямого холодильника и ловушки, и вентилятора, создающего в камере разложения древесины и конденсационной системы небольшое разрежение (10 мм вод. ст. ).

Опилки загружают в бункер, из которого они через распределительное устройство поступают на непрерывный транспортер в виде слоя толщиной 10 мм. Перемещаясь транспортером, опилки проходят в течение 5 мин камеру дымогенерации, в которой поддерживается температура 300^оС с помощью электрообогрева. Образующиеся продукты термоокислительного разложения древесины отсасываются в конденсационную систему и улавливаются. Получают 272 г конденсата дыма, состоящего из воды, древесной смолы и коптильных компонентов.

Твердый продукт термоокислительного разложения древесины - древесный карбонизат, выходящий из камеры дымогенерации, охлаждают непосредственно на транспортере и ссыпают в приемник. Получают 251 г карбонизата. Зольность карбонизата 2,8% , адсорбционная активность по йоду 24% . Карбонизат засыпают в кварцевый реактор, продутый инертным газом, и термообрабатывают в тигельной печи при температуре 800^оС в течение 60 мин. Получают 165 г активного угля, имеющего адсорбционную активность по йоду 72,0% и зольность 4,2% . Активный уголь рассеивают на сите с ячейкой 0,5 мм и получают 28 г активного угля, отвечающего стандарту на активный уголь марки БАУ-МФ, и 137 г активного угля марки КДТ.

Конденсат дыма с целью отстаивания древесной смолы выдерживают в течение 24 ч и отделяют 42 г смолы. Обессмоленный конденсат в количестве 230 г перегоняют при температуре 100-105^оС до плотности кубового остатка 1,27 г/см³ и получают 101 г дистиллята и 129 г кубового остатка. 26 г кубового остатка отбирают, охлаждают и используют как коптильный препарат "МИНХ" (соответствует ТУ 13-05-122-82). Оставшуюся часть кубового остатка упаривают до массовой доли воды не более 35% . Получают 99 г продукта, соответствующего требованиям ТУ 13-05-18-82 на литейное связующее "Оксизан".

К общему дистилляту в количестве 105 г добавляют 350 г воды, полученную смесь перемешивают и рафинируют путем отгонки головной фракции в количестве 45 г. Полученный коптильный препарат в количестве 410 г соответствует требованиям ОСТ 13-156-82 на препарат "Вахтоль".

Другие примеры проведения способа даны в табл. 1. (56) Авторское свидетельство СССР N 157600, кл. А 23 В 4/048, 1962.