способ получения энтеросорбента

Формула изобретения

Способ получения энтеросорбента, включающий щелочную обработку гидролизного лигнина при 85 90^oС, последующую отмывку щелочерастворимых компонентов, нейтрализацию суспензии уксусной кислотой, отмывку водорастворимых компонентов, обезвоживание и сушку продукта, отличающийся тем, что отмывку как щелочерастворимых так и водорастворимых компонентов осуществляют путем экстракции в восходящем токе воды со скоростью движения 0,3 0,6 мм/с при температуре 60 85^oС, после отмывки щелочерастворимых соединений проводят сначала нейтрализацию углекислым газом при температуре 40 60^oС, а нейтрализацию уксусной кислотой проводят после отмывки водорастворимых компонентов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки растительного лигнинсодержащего сырья для получения медицинского препарата, используемого при острых и хронических расстройствах желудочнокишечного тракта у людей и животных.

Сырьем для производства энтеросорбента служит гидролизный лигнин - остаток после кислотного гидролиза полисахаридов растительных материалов (древесины хвойных или лиственных пород).

Полученный препарат состоит в основном из высокомолекулярного, щелоченерастворимого лигнина и остаточных полисахаридов (целлюлоза).

Известные способы получения энтеросорбента включают следующие операции: щелочную обработку лигнина, отмывку щелока, нейтрализацию уксусной кислотой оставшейся в лигнине щелочи, отмывку водой, измельчение и обезвоживание суспензии и сушку продукта с получением субстанции. (Кн. "Энтеросорбция" под ред. Н.А.Белякова, Л. 1991 г. А.с. N 558811 Б.И. N 17, 1977 г. А.с. N 919186 Б. И. N 28, 1983 г.).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения лечебного лигнина, разработанный специалистами ВНИИгидролиз ("Гидролизная и лесохимическая промышленность" N 3, 1984 г. с. 27 29).

Гидролизный лигнин обрабатывают 10 раствором щелочи в реакторе с мешалкой и обогревом при температуре 85 90^oС. После варки щелочную суспензию охлаждают до 30 50^oС, фильтруют на фильтр"-прессе для отделения щелока, затем проводят трехступенчатую отмывку лигнина водой с промежуточным отстаиванием. После отмывки от щелока суспензию обрабатывают уксусной кислотой для нейтрализации оставшейся в лигнине, с последующей отмывкой водой аналогично предыдущей. Далее осуществляют размел и обезвоживание суспензии и сушку продукта.

Полученный продукт по своим основным характеристикам отвечает фармакопейной статье, и используется для лечения людей в виде влажного порошка (ФС-42-2793-91) или гранул (ВФС-42- 1033-80).

Основные характеристики полученной лекарственной формы:

Растворимость практически не растворим в воде и 96 этиловом спирте

Подлинность соответствует

Вещества, растворимые в воде 0,75

Сульфаты железа 0,02

Железо 0,03

Потеря в массе при высушивании 60 70

Сульфатная зола 2,0 2,5

Тяжелые металлы отсутствуют

Измельченность 1,2

Сорбционная способность 20 мг/г (по метиленовому синему)

Бактериальность обсемененность отсутствует

рН 6,5

Задачей изобретения является разработка способа получения энтеросорбента более экономичного, не требующего большого количества вспомогательного оборудования, сокращение объема водопотребления. Кроме того, задачей изобретения является получение продукта, обладающего улучшенными показателями по сорбционной способности и сульфатной золе.

Задача решается следующем образом.

Гидролизный лигнин после щелочной обработки при температуре 85 - 90^oС подвергают экстракции при температуре 60 85^oС путем подачи восходящего тока воды со скоростью 0,3 0,6 мм/сек для отмывки щелочерастворимых компонентов. После отмывки, нейтрализацию оставшейся щелочи проводят путем барботажа углекислого газа с расходом 20 25 м³/час при температуре 40 60^oС в течение 30 40 мин. Дальнейшую отмывку водорастворимых компонентов проводят способом аналогично отмывке щелочерастворимых компонентов. Весь процесс осуществляют в одном аппарате колонного типа с мешалкой и обогревом.

Новизна изобретения заключается в том, что отмывка щелочерастворимой фракции гидролизного лигнина осуществляется путем экстракции водой в восходящем токе со скоростями исключающими унос твердой фазы из колонного реактора. Нижний предел скорости воды определяется длительностью процесса экстракции. В колонном реакторе с соотношением высоты к диаметру равном 4 нормативная глубина отмывки щелочерастворимых и водорастворимых компонентов равная 85 достигается при кратности обмена жидкости равной 2, что на 30 ниже способа по прототипу.

Кроме того, при осуществлении отмывки в восходящем токе воды происходит фракционирование частиц исходного гидролизного лигнина по плотности. Наиболее тяжелые частицы лигнина с высокой зольностью скапливаются в нижней части колонного реактора, а легкие, с высоким содержанием целлюлозы, в верхней, что позволяет организовать их удаление. Удаление этих частиц позволяет получать продукт с более низкой зольностью и однородным гранулометрическим составом, т. к. частицы с высоким содержанием целлюлозы при размело измельчаются значительно труднее.

Введение промежуточной нейтрализации углекислым газом до рН 6,8 7,0 не вызывает конденсации и осаждения низкомолекулярной фракции лигнина (за счет более мягких условий нейтрализации) за счет чего происходит более глубокое удаление водорастворимых соединений на последующей стадии отмывки и, соответственно, повышает сорбционную способность препарата.

Таким образом, предлагаемый способ получения энтеросорбента позволяет организовать более экономичный процесс с получением продукта более высокого качества по сравнению с прототипом, т.е. изобретение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется следующими примерами:

Пример 1.

В качестве исходного сырья берут гидролизный лигнин содержащий до 15 целлюлозы, до 3 серной кислоты, до 3 моносахаридов, до 10 лигногуминовых веществ, влаги 65 растительный полимер остальное.

В колонный реактор емкостью 2,0 м³, снабженный вешалкой и обогревом, подается 1,5 м³ воды, 160 л 10% раствора щелочи и 400 кг гидролизного лигнина. Варку осуществляют в течение I часа при температуре 85 - 90^oС. Для экстракционного удаления щелочерастворимых компонентов подают воду в нижнюю часть колонны со скоростью 0,3 мм/сек (700 л/час). Щелочерастворимые компоненты и плавучие частицы лигнина выводятся из верхней части реактора. Экстракцию ведут при 60^oС в течение 6 час, обогрев колонны осуществляют "глухим" паром.

Концентрация щелочи в сливной жидкости в конце экстракции составляет 0,4 По окончанию экстракции ведут нейтрализацию суспензии углекислым газом путем барботажа с расходом 0,35 м³/мин в течение 50 мин. до рН 6,8 - 7,0 при температуре 40 60^oС. Образующийся в процессе нейтрализации бикарбонат натрия и другие нейтральные компоненты лигнина удаляют путем экстракции, аналогично удалению щелочерастворимых компонентов.

После удаления водорастворимых компонентов проводят отбор высокозольной фракции лигнина из нижней части колонны и проводят донейтрализацию суспензии 10 уксусной кислотой в количестве 12 кг при температуре 60 80^oС. Далее суспензия размалывается на роторно пульсационном измельчителе, обезвоживается путем фильтраций на нутч-фильтре и сушится до нормативной влажности 60 70

Контроль препарата осуществляют в соответствии с фармакопейной статьей ФС-42-2793-91. Характеристика процесса и качество препарата приведены в таблице 1.

Пример 2.

Режим щелочной варки гидролизного лигнина аналогичен примеру 1.

Экстракцию щелочерастворимых компонентов осуществляют путем подачи воды со скоростью 0,6 мм/сек (1400 л/час) в течение 3,5 часа температура экстракции 85^oС. Нейтрализацию проводят путем барботирования углекислого газа с расходом 0,35 м³/мин в течение 30 мин.

Удаление водорастворимых компонентов проводят аналогично экстракций щелочерастворимых.

Далее все стадии по примеру 1. Характеристика процесса и качество препарата приведены в таблице 1.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ получения энтеросорбента позволяет при существенное упрощении технологической схемы повысить производительность процесса и снизить расход воды на технологические нужды. Помимо этого, полученный энтеросорбент обладает улучшенными показателями по сорбционной способности и сульфатной золе (более чем в два раза).

Целевой продукт, получаемый по предлагаемому способу и прототипу представляет собой темно-коричневый порошок без запаха и вкуса с влажностью 60 70 Он состоит в основном из конденсированного лигнина 80 гидролцеллюлозы 17 и зольных элементов 5 Препарат не растворим в воде, кислотах, органических растворителях, ограниченно растворим в спирте и концентрированных щелочах.

Препарат имеет развитую внутреннюю поверхность, которая при определении по методу тепловой десорбции инертных газов составляет 25 45 м²/г, содержащую значительное количество пор с радиусом 3000 . Характерным для препарата является наличие значительного количества функциональных групп, в том числе общих гидроксильных 7,5 9,0 карбоксильных 1,2 1,6 карбонильных 5,4 6 и литоксильных 7,3 9,0

Вышеприведенная характеристика позволяет отнести полученный продукт к группе неспецифических макропористых сорбентов для сорбции высокомолекулярных веществ и бактериальных клеток. При изучении сорбции препаратом различных физиологических веществ установлено, что он хорошо сорбирует мочевину (150 мг/г), холестерин (230 мг/г), креатинин (120 мг/г), в несколько меньших количествах желчные кислоты (85 мг/г), общие липиды 80 мг/г, сорбция клеток кишечной палочки превышает 800 млн/г препарата. По сравнению с известными сорбентами, используемыми в медицинских целях емкость сорбции по холистерину и креатипину выше в 2,5 раза, по сорбции клеток более чем в 10 раз.

Результаты клинических испытаний препарата показали eгo высокую эффективность при лечении вирусного и хронического гепатита, атеросклероза, аллергодерматозов различной этиологии. Дополнительно отмечено, что препарат выгодно отличается от известных энтеросорбентов травмотизацией слизистой оболочки пищеварительного тракта и хорошей эвакуацией из кишечника.

Результаты токсикологических исследований показали отсутствие острой, подострой и хронической токсичности препарата, полученного предложенным способом.