Новый прорыв в экстракции джутовой целлюлозы: анализ процесса реактора серной кислоты

Как натуральное растительное волокно, джутовое волокно имеет много преимуществ, таких как высокая доходность, низкая цена и превосходные механические свойства. Он широко используется в украшении, упаковке, текстиле, медицинских и других областях. Однако в дополнение к целлюлозе джутовое волокно также содержит примеси, такие как гемицеллюлоза, лигнин и пектин. Наличие этих примесей ограничивает применение джут-волокна в высококлассных областях. Следовательно, эффективная экстракция джутовой целлюлозы стала ключом к увеличению дополнительной стоимости джут -волокна. В настоящее время химические, физические и биологические методы являются общими методами приготовления целлюлозы, но все они имеют такие дефекты, как длительный процесс приготовления, многие стадии сушки и высокое потребление энергии. Кроме того, высокие концентрации кислоты и щелочи оказывают большое влияние на степень полимеризации и структуру целлюлозы в условиях высокой температуры, что влияет на эффективность применения целлюлозы. На этом фоне возникли процесс реактора серной кислоты, который принес новые прорывы в экстракцию джутовой целлюлозы.

Основным принципом метода серной кислоты для экстракции целлюлозы является гидролизовое джутовое волокно с серной кислотой для удаления некристаллической области в структуре целлюлозы, тем самым получая целлюлозу с высокой кристалличностью. Гидролиз серной кислоты может не только разрушать некристаллическую область целлюлозы, но также вносить заряженные сульфатные половинные группы на поверхности целлюлозы, что помогает улучшить диспергируемость и стабильность целлюлозы.

(I) традиционные методы извлечения
В настоящее время джут -волокно традиционно используется в широком диапазоне полей, а его методы экстракции в основном включают химический метод, физический метод, биологический метод или комбинацию нескольких методов. Например, процесс производства джутовой целлюлозы с помощью традиционного химического метода предварительно обработка волокна - высокотемпературная щелочная кипение - обработка хлорита натрия - лечение щелочи - промывание воды - сушка - целлюлоза.
(Ii) ограничения
Традиционные методы имеют много дефектов. Процесс подготовки длинный и включает в себя несколько шагов, что делает весь процесс извлечения трудоемким; Есть много этапов сушки, что увеличивает потребление энергии; Потребление энергии является высоким, а использование кислоты и щелочи с высокой концентрацией в условиях высокой температуры не только имеет высокие требования к оборудованию, но также оказывает большое влияние на степень полимеризации и структуры целлюлозы, что влияет на производительность применения целлюлозы.

(I) процесс поток
1. Предварительная обработка:
• Сокрушите джут -волокно до соответствующего размера частиц (например, 0. 180 мм сита) для последующей обработки. • Используйте воду или другие растворители для удаления водорастворимых компонентов в джут-волокне.
2. Экстракция целлюлозы:
• Поместите предварительно обработанную джут -волоконно -волокно в реактор и добавьте раствор серной кислоты (например, 2% -3% серная кислота).
• Реагируйте при определенной температуре (например, 40 градусов) и времени (например, 1 час), и убедитесь, что реакция полностью проводится через устройство рефлюкса конденсации.
• После завершения реакции промойте остаток большим количеством воды несколько раз, пока она не станет нейтральной.
3. Очищение:
• Промывайте экстрагированную целлюлозу большим количеством воды несколько раз, пока она не станет нейтральной, чтобы удалить остаточную кислоту и примеси.
• Получить чистую целлюлозу путем фильтрации и сушки (например, сушка при 60 градусах).

(Ii) Ключевые параметры
• Температура: температура кислотной обработки контролируется при 50 градусах -60 степень. Температура оказывает важное влияние на скорость реакции и эффект удаления примесей. Слишком высокая температура может вызвать деградацию целлюлозы, в то время как слишком низкая температура замедлит скорость реакции.
• Время: Время изоляции кислотной обработки составляет 45 мин -90 мин. Если время слишком короткое, примеси не будут полностью удалены; Если время слишком длинное, может повлиять на производительность целлюлозы.
• Соотношение ванны: соотношение ванной, как правило, 1: 10-1: 20. Подходящее соотношение ванны может гарантировать, что джутовое волокно полностью контактирует с лечебной жидкостью и улучшила эффект лечения.
• Дозировка серной кислоты: дозировка серной кислоты определяется в соответствии с требованиями процесса, как правило, 6 г/л -8 г/л. Чрезмерная доза серной кислоты увеличит затраты и может вызвать коррозию для оборудования; Слишком мало дозировка серной кислоты приведет к плохому удалению примесей.

(I) короткий процесс поток
По сравнению с традиционными методами, поток процесса реактора серной кислоты проще и снижает ненужные этапы, тем самым сокращая время подготовки и повышая эффективность производства.
(Ii) низкое потребление энергии
Процесс имеет меньше стадий сушки, и все процессы работают под нормальным давлением, что снижает потребление энергии. В то же время используются экологически чистые добавки, а количество химических добавок невелико, что еще больше снижает производственные затраты.
(Iii) высокая скорость удаления примесей
После обработки реакционного процесса серной кислоты эффект удаления примесей в джут -волокне является хорошим, особенно эффект удаления лигнина и гемицеллюлозы является значительным. Например, после биологического комбинированного лечения содержание гемицеллюлозы в джут-волокне было снижено с 10,21%до 5,35%, снижение на 47,6%; Содержание лигнина было снижено с 8,25%до 7,43%, снижение на 9,66%, тем самым увеличив содержание целлюлозы в джут -волокне на 8,39%.
(Iv) Нет повреждения структуры и производительности целлюлозы
Целлюлоза, полученная этим процессом, имеет высокое содержание -целлюлозы и не повреждает структуру и производительность целлюлозы, что обеспечивает качество и производительность применения целлюлозы.

Процесс реактора серной кислоты сделал новые прорывы в области экстракции джут -целлюлозы, со значительными преимуществами, такими как короткий поток процесса, низкое потребление энергии, высокая скорость удаления и не повреждение структуры и производительности целлюлозы. По сравнению с традиционными процессами этот процесс может эффективно извлекать джут -целлюлозу, снижать производственные затраты и улучшать качество продукции, а также имеет широкие перспективы применения.
В будущем, благодаря непрерывному развитию и инновациям технологий, процесс реактора серной кислоты, как ожидается, будет еще более оптимизирован и улучшен. Например, более эффективные структуры реактора и условия работы могут быть изучены для повышения эффективности реакции и эффектов удаления примесей; Новые препараты биофермента могут быть разработаны для дальнейшего снижения производственных затрат; и обработка отходов и переработка в процессе может быть укреплена для достижения зеленого производства. Считается, что в ближайшем будущем процесс реактора серной кислоты будет более широко использоваться в индустрии джутового волокна, что способствует развитию индустрии джутового волокна в направлении высококлассных и зеленых направлений.