Nový prielom v extrakcii celulózy jutovej celulózy: analýza procesu reaktora kyseliny kyseliny sírovej

Ako prírodné rastlinné vlákno má vlákno z juty mnoho výhod, ako je vysoký výnos, nízka cena a vynikajúce mechanické vlastnosti. Všeobecne sa používa pri dekorácii, obale, textilu, lekárskych a iných oblastiach. Avšak okrem celulózy obsahuje aj vlákno z juty aj nečistoty, ako je hemicelulóza, lignín a pektín. Prítomnosť týchto nečistôt obmedzuje uplatňovanie jutových vlákien v špičkových poliach. Preto sa účinná extrakcia celulózy jutovej celulózy stala kľúčom k zvýšeniu pridanej hodnoty vlákniny juty. V súčasnosti sú chemické, fyzikálne a biologické metódy bežné metódy na prípravu celulózy, ale všetky majú defekty, ako je proces dlhej prípravy, veľa krokov sušenia a vysoká spotreba energie. Okrem toho majú vysoké koncentrácie kyseliny a alkálie veľký vplyv na stupeň polymerizácie a štruktúru celulózy za vysokých teplotných podmienok, čo ovplyvňuje výkonnosť celulózy. Na tomto pozadí vznikol proces reaktora kyseliny sírovej, čím priniesol nové prielomy v extrakcii jutovej celulózy.

Základným princípom metódy kyseliny sírovej na extrakciu celulózy je hydrolyzovať jutovú vlákninu kyselinou sírovou, aby sa odstránila nekryštalická oblasť v štruktúre celulózy, čím sa získa celulóza s vysokou kryštalinitou. Hydrolýza kyseliny kyseliny sírovej môže nielen degradovať nekryštalickú oblasť celulózy, ale tiež zaviesť nabitý sulfátový polster skupiny na povrchu celulózy, čo pomáha zlepšovať dispergovateľnosť a stabilitu celulózy.

I) Tradičné metódy extrakcie
V súčasnosti sa vlákno z juty tradične používa v širokej škále polí a jeho extrakčné metódy zahŕňajú hlavne chemickú metódu, fyzikálnu metódu, biologickú metódu alebo kombináciu niekoľkých metód. Napríklad proces produkcie celulózy jutovej celulózy tradičnou chemickou metódou je predbežná liečba vlákniny - alkalický vring s vysokým teplotou - ošetrenie chloritami sodného - ošetrenie alkali - umývanie vody - sušenie - celulóza.
Ii) Obmedzenia
Tradičné metódy majú veľa defektov. Proces prípravy je dlhý a zahŕňa viac krokov, vďaka čomu je celý časový proces extrakcie časovo náročný; Existuje veľa krokov sušenia, ktoré zvyšujú spotrebu energie; Spotreba energie je vysoká a použitie vysokej koncentračnej kyseliny a alkálie za vysokých teplotných podmienok má nielen vysoké požiadavky na vybavenie, ale má tiež veľký vplyv na stupeň polymerizácie a štruktúru celulózy, čím ovplyvňuje výkonnosť celululózy.

I) Tok procesu
1. Predbežné ošetrenie:
• Drvte jutové vlákno do vhodnej veľkosti častíc (napríklad 0. 180 mm sito) na následné spracovanie. • Na odstránenie komponentov rozpustných vo vode v jutovom vlákne používajte vodu alebo iné rozpúšťadlá.
2. Extrakcia celulózy:
• Vložte prášok vopred ošetreného játového vlákna do reaktora a pridajte roztok kyseliny sírovej (napríklad 2% -3% kyseliny sírovej).
• Reagujte pri určitej teplote (ako je 40 stupňov) a času (napríklad 1 hodina) a zabezpečte, aby sa reakcia úplne vykonala prostredníctvom kondenzačného refluxného zariadenia.
• Po dokončení reakcie umyte zvyšok niekoľkokrát veľkým množstvom vody, kým nie je neutrálny.
3. Čistenie:
• Extrahovanú celulózu umyte niekoľkokrát veľkým množstvom vody, kým nie je neutrálna, aby sa odstránila zvyšková kyselina a nečistoty.
• Získajte čistú celulózu filtráciou a sušením (napríklad sušenie pri 60 stupňoch).

Ii) kľúčové parametre
• Teplota: Teplota ošetrenia kyseliny je regulovaná pri 50 stupňoch -60. Teplota má dôležitý vplyv na rýchlosť reakcie a účinok odstraňovania nečistôt. Príliš vysoká teplota môže spôsobiť degradáciu celulózy, zatiaľ čo príliš nízka teplota spomalí reakciu.
• Čas: Čas izolácie kyseliny je 45 minút -90 min. Ak je čas príliš krátky, nečistoty sa neodstránia dôkladne; Ak je čas príliš dlhý, môže byť ovplyvnená výkonnosť celulózy.
• Pomer kúpeľa: pomer kúpeľa je zvyčajne 1: 10-1: 20. Vhodný pomer kúpeľa môže zabezpečiť, aby vlákno jutového bolo úplne v kontakte s kvapalinou ošetrenia a zlepšili účinok liečby.
• Dávka kyseliny sírovej: Dávka kyseliny sírovej sa určuje podľa požiadaviek na proces, zvyčajne 6g/l -8 g/l. Nadmerná dávka kyseliny sírovej zvýši náklady a môže spôsobiť koróziu zariadenia; Príliš málo dávky kyseliny sírovej bude mať za následok zlé odstránenie nečistoty.

I) Krátky tok procesu
V porovnaní s tradičnými metódami je prietok reaktora kyseliny kyseliny sírovej jednoduchší a znižuje zbytočné kroky, čím skráti čas prípravy a zlepšuje účinnosť výroby.
Ii) nízka spotreba energie
Tento proces má menej krokov sušenia a všetky procesy sa prevádzkujú pri normálnom tlaku, čo znižuje spotrebu energie. Zároveň sa používajú prísady šetrné k životnému prostrediu a množstvo chemických prísad je malé, čo ďalej znižuje výrobné náklady.
Iii) vysoká miera odstránenia nečistoty
Po ošetrení procesom reaktora kyseliny sírovej je účinok odstraňovania nečistôt v vlákne juty dobrý, najmä odstránenie účinku lignínu a hemicelulózy je významný. Napríklad po biologicko-chemickej kombinovanej liečbe sa obsah hemicelulózy v vlákne jutov znížil z 10,21%na 5,35%, čo je zníženie o 47,6%; Obsah lignínu sa znížil z 8,25%na 7,43%, čo je zníženie o 9,66%, čím sa zvýšilo obsah celulózy v jutovom vlákne o 8,39%.
(Iv) Žiadne poškodenie štruktúry a výkonu celulózy
Celulóza produkovaná týmto procesom má vysoký obsah -celulózy a nepoškodzuje štruktúru a výkon celulózy, čím sa zabezpečuje kvalita a výkonnosť celulózy.

Proces reaktora kyseliny sírovej spôsobil nové prielomy v oblasti extrakcie celulózy jutovej celulózy s významnými výhodami, ako je krátky tok procesu, nízka spotreba energie, rýchlosť odstraňovania vysokej nečistoty a žiadne poškodenie štruktúry a výkonu celulózy. V porovnaní s tradičnými procesmi môže tento proces efektívnejšie extrahovať celulózu jute, znížiť výrobné náklady a zlepšiť kvalitu produktu a má rozsiahle vyhliadky na aplikáciu.
V budúcnosti sa očakáva, že s nepretržitým vývojom a inováciou technológie bude proces reaktora kyseliny sírovej ďalej optimalizovaný a zlepšený. Napríklad efektívnejšie štruktúry reaktorov a prevádzkové podmienky sa môžu študovať, aby sa zlepšila účinnosť reakcie a účinky na odstránenie nečistôt; Na ďalšie zníženie výrobných nákladov sa môžu vyvinúť nové prípravy bioenzýmov; a ošetrenie odpadu a recyklácia v procese sa môžu posilniť na dosiahnutie zelenej výroby. Predpokladá sa, že v blízkej budúcnosti sa proces reaktora kyseliny sírovej bude v priemysle jutovejších vlákien používať viac, čo podporuje rozvoj priemyslu z jutových vlákien smerom k špičkovým a zeleným smerom.