CN106368032A - 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法 - Google Patents

一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106368032A
CN106368032A CN201610831085.7A CN201610831085A CN106368032A CN 106368032 A CN106368032 A CN 106368032A CN 201610831085 A CN201610831085 A CN 201610831085A CN 106368032 A CN106368032 A CN 106368032A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cold alkali
hemicellulose
cold
alkali
liquor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610831085.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106368032B (zh
Inventor
何亮
孙冰
柴欣生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201610831085.7A priority Critical patent/CN106368032B/zh
Publication of CN106368032A publication Critical patent/CN106368032A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106368032B publication Critical patent/CN106368032B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/14—Hemicellulose; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明公开了一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，其步骤为：(1)采用一定浓度的冷碱液浸渍高白度化学浆；(2)冷碱浸渍结束后，利用双棍挤浆机高效分离高纯度纤维素纤维和冷碱滤出液；所得冷碱滤出液与少量纯碱液一起对下一批次化学浆进行冷碱浸渍；(3)以此类推，冷碱过滤液一直循环利用，并补充纯碱液，用于多批次化学浆冷碱抽提(4)所得各批次高白度纤维素纤维经浆料混合器混匀之后送至洗涤工段；(4)所得冷碱过滤液中半纤维素浓度达到上限值后送至半纤维素提取工段。本方法的有机效果在于，采用了上述多次循环利用冷碱液抽提高白度化学浆中半纤维素的工艺，具有绿色环保、经济可行以及植物资源高效利用的优点。

Description

一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法
技术领域
本发明涉及涉及制浆造纸以及纺织工业领域，尤其涉及一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法。
背景技术
溶解浆，又名纤维素纤维，是一种高纯度的漂白化学浆，其甲纤含量一般高于90％，主要用于制备高附加值的纤维素酯和纤维素醚类产品。溶解浆的纯度是纤维素衍生物得率的保证，纯度越高，得率越大。此外，高纯度溶解浆在制备纤维素衍生物时，还能能够保证较高的产品得率以及较低的衍生化试剂用量。因此，溶解浆的纯化对于其是否能用于制造高附加值纤维素产品时至关重要的。目前，溶解浆的提纯方法有很多，比如nitren抽提，纤维素酶和半纤维素酶处理、热碱抽提、冷碱抽提等等。在这些方法中，因能够高选择性的脱出半纤维素，冷碱抽提工艺受到了人们广泛的关注。然而，因在冷碱抽提工序中，碱液的浓度较高，单段冷碱浸渍后直接碱回收将大大降低此工序的经济可行性。因膜技术的快速发展，有研究表明，可采用反渗透膜浓缩冷碱抽提过程液，提取半纤维素的同时，净化冷碱液。然而，因膜组件昂贵，且碱液净化后浓度一般不高，若重复利用于提纯溶解浆，则需添加浓缩设备。因此，需开发出一种高效的冷碱抽提工艺，提高其经济可行性。经研究发现，一定次数的回用冷碱液不仅可以得到甲纤含量合格的纤维素纤维，而且可以实现半纤维的自动浓缩。
综上所述，可以循环利用冷碱滤出液对溶解浆进行提纯处理，即可同时制备出高纯度纤维素纤维和高浓度半纤维素溶液。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，克服目前单段冷碱抽提方法所存在的弊端。
本发明主要通过循环利用冷碱滤出液用于抽提溶解浆，以获得高纯度纤维素纤维和高浓度半纤维素溶液。该方法可以实现溶解浆的绿色纯化，半纤维素的自动浓缩，其工艺操作简单，原理切实可行，过程绿色环保，且实现了资源高效利用。
本发明通过下述技术方案实现：
一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，包括以下步骤：
步骤1：化学浆冷碱浸渍：采用冷碱液浸渍化学浆，得到纤维素纤维和含半纤维素的冷碱液；
步骤2：分离纤维素纤维：冷碱浸渍结束后，利用双棍挤浆机分离经步骤(1)处理后所得的纤维素纤维和冷碱液；所得冷碱滤出液与(少量)纯碱液一起对下一批次化学浆进行冷碱浸渍；
步骤3：冷碱滤出液循环利用：将经步骤(2)处理后所得冷碱滤出液与一定量纯碱液泵入冷碱浸渍槽中用于抽提下一批次的化学浆；以此类推，冷碱过滤液一直循环利用，并补充纯碱液，用于多批次化学浆冷碱浸渍制备纤维素纤维和半纤维素含量的冷碱滤出液；
步骤4：纤维素纤维后处理：经步骤(3)处理所得各批次高白度纤维素纤维经浆料混合器混匀之后送至洗涤工段；
步骤5：含高浓度半纤维素的冷碱过滤液后处理：经步骤(3)处理后所得含冷碱滤出液中半纤维素浓度达到上限值后送至半纤维素提取工段。
步骤(1)中所用冷碱液的质量分数3％～20％，温度为0～50℃，浸渍时间为1～180min，冷碱浸渍浆浓为2％～15％。
步骤(2)中所述双棍挤浆机的出浆浓度为20～40％。
步骤(5)所述的冷碱滤出液中半纤维素浓度的上限值为20～60g/L。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
采用本方法制备高纯度纤维素纤维和高浓度半纤维素溶液时，每批次浆样仅需少量纯碱液即可实现纤维素纤维的高度纯化，且随着冷碱液循环次数的增加，碱液中的半纤维素也自动富集，大大提高了碱液中半纤维素资源化利用的经济可行性。
采用本方法制备高纯度纤维素纤维和高浓度半纤维素溶液，特别适用于实验室以及工厂车间中提纯溶解浆和获取高浓半纤维素溶液。
附图说明
图1为本发明实例中的冷碱液循环利用次数对抽提后浆中甲纤含量和半纤维素含量的影响曲线图。
图2为本发明实例中的冷碱液循环利用次数对抽提后浆料特性粘度的影响曲线图。
图3为本发明实例中的冷碱液循环利用次数对抽提后滤液中半纤维素含量及其回收率的影响曲线图。
图4为本发明实例中的冷碱液循环利用次数与碱液相对利用率之间的关系曲线图。
图5为本发明制备工艺图。
具体实施方式
下面通过图1至图5结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
多次循环利用冷碱滤出液提纯漂白硫酸盐竹浆并获得高浓半纤维素溶液
(1)、(高白度)化学浆冷碱浸渍：采用质量分数为8％，温度为25℃的冷碱液浸渍高白度化学浆60min，浆浓为5％，得到(高纯度)纤维素纤维和含半纤维素的冷碱液；
(2)、高效分离纤维素纤维：冷碱浸渍结束后，利用双棍挤浆机高效分离经步骤(1)处理后所得的高纯度纤维素纤维和冷碱液；双棍挤浆机出浆浓度控制为40％，所得冷碱滤出液与少量纯碱液一起对下一批次化学浆进行冷碱浸渍；
(3)、冷碱滤出液循环利用：将经步骤(2)处理后所得冷碱滤出液与一定量纯碱液泵入冷碱浸渍槽中用于抽提下一批次的化学浆。以此类推，冷碱过滤液一直循环利用，并补充纯碱液至浆浓为5％，用于多批次化学浆冷碱浸渍制备高纯度纤维素纤维和高半纤维素含量的冷碱滤出液；
(4)、(高纯度)纤维素纤维后处理：经步骤(3)处理所得各批次高白度纤维素纤维经浆料混合器混匀之后送至洗涤工段；
(5)、(含高浓度)半纤维素的冷碱过滤液后处理：经步骤(3)处理后所得含冷碱滤出液中半纤维素浓度达到30g/L后送至半纤维素提取工段。
(6)测定条件及结果分析：
所使用的竹浆的各项指标见表1：
表1漂白硫酸盐竹浆的主要性能指标
实验结果见附图1～4。由图1～3可知，冷碱液循环利用12次时，可得到纯度较高的纤维素纤维(甲纤含量>97.0％)以及高浓度的半纤维素溶液(36.75g/L)，此时，冷碱液相对利用率为单段冷碱抽提的2.25倍，半纤维素总体回收率大于80％，纤维素纤维聚合度基本无变化。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：化学浆冷碱浸渍：采用冷碱液浸渍化学浆，得到纤维素纤维和含半纤维素的冷碱液；
步骤2：分离纤维素纤维：冷碱浸渍结束后，利用双棍挤浆机分离经步骤1处理后所得的纤维素纤维和冷碱液；所得冷碱滤出液与纯碱液一起对下一批次化学浆进行冷碱浸渍；
步骤3：冷碱滤出液循环利用：将经步骤2处理后所得冷碱滤出液与一定量纯碱液泵入冷碱浸渍槽中用于抽提下一批次的化学浆；以此类推，冷碱过滤液一直循环利用，并补充纯碱液，用于多批次化学浆冷碱浸渍制备纤维素纤维和半纤维素含量的冷碱滤出液；
步骤4：纤维素纤维后处理：经步骤3处理所得各批次高白度纤维素纤维经浆料混合器混匀之后送至洗涤工段；
步骤5：含高浓度半纤维素的冷碱过滤液后处理：经步骤3处理后所得含冷碱滤出液中半纤维素浓度达到上限值后送至半纤维素提取工段。
2.根据权利要求1所述同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，其特征在于：步骤1中所用冷碱液的质量分数3％～20％，温度为0～50℃，浸渍时间为1～180min，冷碱浸渍浆浓为2％～15％。
3.根据权利要求1所述同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，其特征在于：步骤2中所述双棍挤浆机的出浆浓度为20～40％。
4.根据权利要求1所述同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法，其特征在于：步骤5所述的冷碱滤出液中半纤维素浓度的上限值为20～60g/L。
CN201610831085.7A 2016-09-19 2016-09-19 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法 Expired - Fee Related CN106368032B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610831085.7A CN106368032B (zh) 2016-09-19 2016-09-19 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610831085.7A CN106368032B (zh) 2016-09-19 2016-09-19 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106368032A true CN106368032A (zh) 2017-02-01
CN106368032B CN106368032B (zh) 2018-06-22

Family

ID=57896879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610831085.7A Expired - Fee Related CN106368032B (zh) 2016-09-19 2016-09-19 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106368032B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114351272A (zh) * 2022-01-11 2022-04-15 南京化纤股份有限公司 一种粘胶纤维压榨碱循环利用方法
CN115467182A (zh) * 2022-08-23 2022-12-13 天津科技大学 一种纸浆生产原料预处理工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1352716A (zh) * 1999-04-12 2002-06-05 罗迪阿阿克土有限公司 分离含木质纤维素的生物质的方法
CN102985610A (zh) * 2010-05-04 2013-03-20 巴伊亚特种纤维素公司 在碱性滤液再使用下使用冷碱提取的浆加工方法和系统
CN104619728A (zh) * 2012-05-14 2015-05-13 美真纤维公司 从多糖源中分离半纤维素和纤维素的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1352716A (zh) * 1999-04-12 2002-06-05 罗迪阿阿克土有限公司 分离含木质纤维素的生物质的方法
CN102985610A (zh) * 2010-05-04 2013-03-20 巴伊亚特种纤维素公司 在碱性滤液再使用下使用冷碱提取的浆加工方法和系统
CN104619728A (zh) * 2012-05-14 2015-05-13 美真纤维公司 从多糖源中分离半纤维素和纤维素的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114351272A (zh) * 2022-01-11 2022-04-15 南京化纤股份有限公司 一种粘胶纤维压榨碱循环利用方法
CN115467182A (zh) * 2022-08-23 2022-12-13 天津科技大学 一种纸浆生产原料预处理工艺
CN115467182B (zh) * 2022-08-23 2024-01-05 天津科技大学 一种纸浆生产原料预处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN106368032B (zh) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103003487B (zh) 高α溶解浆生产的方法和系统
CN105418943B (zh) 一种木质纤维素的溶解方法
CN105780568A (zh) 两次生物酶软化脱木素结合机械法制浆工艺
CN104562823B (zh) 同步法制备微纤化纤维素及其在纸张增强中的应用
CN103243599A (zh) 利用废纸再生制备涂布白板纸工艺
CN1197784C (zh) 回收化纤废液中的碱及半纤维素的方法
CN104004207B (zh) 离子液体制备玉米芯纤维素材料或共混纤维材料的方法
CN104711880A (zh) 一种化学机械浆制浆工艺
CN107881842B (zh) 一种利用秸秆和废纸浆制备高强度瓦楞原纸的方法
CN103174047A (zh) 一种过氧化氢酶法精制麦草浆的工艺
CN110904709A (zh) 一种高白度废纸脱墨漂白纸浆的生产方法
CN103864961A (zh) 提取再生纤维素纤维浸渍液半纤的方法以及半纤的应用
CN106368032B (zh) 一种同时制备纤维素纤维和半纤维素溶液的方法
CN113242894B (zh) 纤维的分离
CN103526623A (zh) 一种木聚糖酶预处理提高氧碱法制浆效果的方法
CN102704301B (zh) 一种涂布牛卡废纸再生隔层纸工艺
CN108797176B (zh) 一种全棉秆制备溶解浆的方法
CN103835023A (zh) 一种甲醇蛋白改性再生纤维素纤维及其生产工艺
CN104652156B (zh) 木糖渣制备木质素磺酸盐联产微晶纤维素的方法
CN104480760B (zh) 一种制浆造纸用木片的处理方法及包含该方法的制浆方法
CN101700479B (zh) 利用造纸黑液制备水煤浆分散剂的方法
CN102277760B (zh) 纸浆生产过程中的预处理方法
CN103184700A (zh) 一种化学浆改性制备粘胶纤维用溶解浆的方法
CN102337691B (zh) 一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法
KR101861569B1 (ko) 셀루로오스 가수분해 및 리그노셀루로스 액화에 있어서 미세결정 셀루로오스의 동시제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180622

Termination date: 20210919