DE202021105952U1

DE202021105952U1 - Mittel zum Konvertieren von gebrauchtem cellulosischem Textilabfall in Nanocellulose

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Publication number: DE202021105952U1
Application number: DE202021105952.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2021-11-09
Anticipated expiration: 2031-10-30
Also published as: US20230134164A1

Abstract

Ein System zum Konvertieren von gebrauchtem cellulosehaltigem Textilabfall einschließlich Baumwolle enthaltender Abfälle (beides bezeichnet als „ctPCR“) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus, wobei das System umfasst:
a. Mittel zur Entschlichtung des besagten ctPCT;
b. Mittel zum Suspensieren des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation mit den besagten Mitteln zur Entschlichtung bereitgestellt sind; und
c. Ozonierungsmittel, um selbigen Ozon auszusetzen, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation sind mit den besagten Mitteln zum Suspensieren bereitgestellt sind.

Description

Feld und Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Module, Systeme und andere Mittel, die in einem Verfahren zur Umwandlung von post-consumer cellulosehaltigem (z. B. Baumwolle) Textilabfall in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus verwendet werden können. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Systeme und andere Mittel, die in einem Verfahren zur Ozonierung von PCC verwendbar sind, zu offenbaren, um Nanocellulose zu erzeugen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, Systeme, Module, Gerätebetriebe und andere Mittel zu offenbaren, die in einem Verfahren zur Herstellung von Nanocellulose aus PCC verwendet werden können. Die Mittel sind nützlich bereitgestellt zur Behandlung einer Suspension von gemahlenem PCC mit fein mitgeführtem Ozon unter alkalischen Bedingungen, gefolgt von wohlbekannten sauren Hydrolysemethoden, um verbesserte Ausbeuten und eine verbesserte Qualität von Nanocellulose zu erhalten.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein System zur Umwandlung von gebrauchtem Textilabfall aus Baumwolle (und anderen Cellulosefasern) (ctPCR) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus zu offenbaren, umfassend Module wie folgt: Mittel zur Entschlichtung des ctPCT; Mittel zum Suspensieren des gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation mit den Mitteln zum Mahlen bereitgestellt sind; und Ozonierungsmittel, um selbigen Ozon auszusetzen, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation sind mit den Mitteln zum Suspensieren bereitgestellt sind. Zusätzlich oder alternativ umfasst das System weitere Mittel zur Aussortierung von Baumwolltextilien (ctPCR) aus gebrauchtem recycelbarem Abfall (PCR). Zusätzlich oder alternativ umfasst das System weiterhin Mittel, um suspensierte Aufschlämmungen wirksam Ultraschallwellen auszusetzen oder um selbige anderweitig zum Mischen bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ umfasst das System optional Mittel zur Hydrolyse mindestens eines Teils der Aufschlämmung, um die verbliebene verfügbare Nanocellulose zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ umfasst das System optional Mittel zur Umwandlung einer amorphen Fraktion in lösliche Zucker. Zusätzlich oder alternativ stellt das Mittel zum Mahlen den ctPCR hin zu einer durchschnittlichen Größe von etwa 1 bis etwa 5 mm bereit. Zusätzlich oder alternativ umfasst das System weiterhin Mittel zum Erwärmen des selbigen auf eine Temperatur von etwa 40 bis etwa 90° C. Zusätzlich oder alternativ umfasst das System weiterhin Mittel, um selbigen einem Druck in einem Bereich von etwa 1 bar bis etwa 2,5 bar zu auszusetzen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein System wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das Mittel zum Suspensieren des gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH ihn in einem Bereich von etwa 10,5 bis etwa 14 oder mehr bereitstellt. Zusätzlich oder alternativ stellt das Mittel zum Suspensieren des gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH selbige in einem Bereich von etwa 11 bis 13 bereit. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon mittels eines Venturirohrs bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon mittels eines Diffusors bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 1 bis etwa 300 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 5 bis etwa 50 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 10 bis etwa 30 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 10 bis etwa 100 mg O₃/g oder mehr. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 30 bis etwa 80 mg O₃/g. Zusätzlich oder alternativ wird das Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 20 bis etwa 40 mg O₃/g
Figurenliste

1 und 2 stellen ein System bzw. ein Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung dar.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Prinzipien und die Funktionsweise eines Parkplatzes gemäß der vorliegenden Erfindung mögen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die begleitende Beschreibung besser verstanden werden können.
Die Begriffe „Textilmaterialien“ und „Textilien“ beziehen sich austauschbar auf verschiedene Materialien, wie sie in der Textilindustrie verwendet werden, z. B. Gewebe, Stoff, Filz, Garn, Fasern oder Bahnen oder Streifen von Material einschließlich beispielsweise Baumwolle. Garn kann durch Spinnen von Rohfasern aus Wolle, Flachs, Baumwolle, Hanf oder anderen Materialien hergestellt werden, um lange Stränge herzustellen. Textilien werden durch Weben, Stricken, Häkeln, Knüpfen oder Filzen gebildet.
Der Begriff gebrauchtes verwertbares Altmaterial oder „PCR“ ist ein Begriff, der in der Abfallsammel-/-behandlungsindustrie verwendet wird, um alle Abfalltextilien zu bezeichnen, die einen Wert haben und recycelbar sind. Es liegt auch im Bereich der Erfindung, wobei sich der Begriff auf ein pelletiertes Material bezieht kann ein Biomassegrundmaterial umfassen wie ein landwirtschaftliches oder textiles Abfallmaterial und/oder Nebenprodukt. Das Biomassematerial kann beispielsweise jede Art von Abfall oder Nebenprodukt aus hemicellulosehaltigen lignocellulosischen Materialien umfassen.
Der hierin verwendete Begriff „Aussetzen“ bezieht sich auf das Applizieren oder die Platzierung eines Oberflächenbereichs eines Textils in einem Zustand, in dem Ozongas, O₃, mit Fasern des Oberflächenbereichs in Kontakt kommen kann, und das Erlauben einer Oxidationsreaktion, die mit Ozon, O₃, verursacht wird, zwischen Molekülen der Fasern des Oberflächenbereichs und Ozon, O₃.
Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe „näherungsweise“ und „ungefähr“, die hierin durchgehend austauschbar verwendet werden, auf ±20%.
Die Ausdrücke „mindestens einer“, „ein oder mehrere“ und „und/oder“ sind offene Ausdrücke, die beides sind.
Das vorliegende Verfahren bzw. Methode verwendet eine alkalische, fein mitgeführte wässrige Ozonierungsvorbehandlung, die zu einer Defibrillation und einem Auseinanderreißen der amorphen Phase der Baumwollfasern führt. Dies ermöglicht eine effiziente Umwandlung des PCC in Nanocellulose in dem anschließenden Hydrolyseschritt.
Die Ozonierung von PCC bietet eine unkomplizierte Vorbehandlung, die weniger Platz und Energie verbraucht als andere intensive oxidative Behandlungen. Es gibt wenig Auswirkungen auf das Prozessabwasser, da das überschüssige Ozon einfach in Luftsauerstoff umgewandelt wird, was zu keinen schädlichen oxidativen Spezies im Prozessabwasser führt.
Ozon wird vor Ort und bei Bedarf erzeugt, was es erlaubt, eine Mikrofabrik-artige Einrichtung in der Nähe des PCC-Sammelzentrums einzurichten.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Methode umfasst das Suspensieren von gemahlenem PCC in einer alkalischen Wasserlösung (z. B. einer hydrophilen Aufschlämmung) vorzugsweise mit einem pH-Wert in einem Bereich von etwa 10,5 oder weniger bis zu etwa 14 oder mehr, bevorzugter etwa 11 bis 13, und ganz besonders bevorzugt etwa 12. Natriumhydroxid und/oder z. B. Natriumcarbonat, KOH, LiOH, t-Butylammoniumhydroxid sind nicht beschränkende Beispiele für geeignete Basen.
Das Mahlen des PCC ist erforderlich, um eine große Oberfläche für die Ozonwechselwirkung zu erzeugen. Geeignete mittlere Größe in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 5 mm, vorzugsweise etwa 2 mm.
Die Suspension in den wässrigen alkalischen Medien kann durch Zugabe von Polymeren mit hohem Molekulargewicht, Seifen oder Entflockungsmitteln (in der Regel Elektrolyte) in die Aufschlämmung des PCC erleichtert werden.
Die Suspension wird mit einem fein mitgeführten Ozongas behandelt, das beispielsweise durch ein Venturirohr erzeugt wird. Die Blasengröße liegt zwischen etwa 1 bis etwa 300 Mikrometern, bevorzugter zwischen etwa 5 und etwa 50 Mikrometern und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 10 und etwa 30 Mikrometern.
Die Aufschlämmung wird mit Ozon in einem Bereich von etwa 10 oder weniger bis etwa 100 mg O₃/g oder mehr behandelt, wobei einige bevorzugte Ausführungsformen in einem Bereich von beispielsweise etwa 30 bis etwa 80 mg O₃/g oder in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 40 mg O₃/g liegen. Die optimale Konzentration wird durch das gemessene mittlere Molekulargewicht der eingehenden Biomasse sowie deren Verhältnis von kristallin zu amorph bestimmt.
Es ist im Bereich der Erfindung, wobei zumindest ein Teil der Suspension optional geschüttelt, vibriert, Ultraschallwellen ausgesetzt, vibriert, gedreht, gewalzt, entschlichtet, dispergiert, pulverisiert, beigemischt oder anderweitig wirksam gemischt wird (im Folgenden „gemischt“ oder „mischen“).
Das mit Ozon behandelte feste Material wird durch gängige Sedimentations- oder Flotationsverfahren, die in den Papier- und Abwasserbehandlungsindustrien praktiziert werden, von der Suspension getrennt. Jede in der wässrigen Phase vorhandene Nanocellulose wird durch Ultrafiltration getrennt.
Es ist auch im Bereich der Erfindung, wobei eine abgetrennte Aufschlämmung unter Verwendung gängiger Verfahren hydrolysiert wird, um die verbliebene verfügbare Nanocellulose zu erhalten. Der Rest, im Wesentlichen die zuvor amorphe Fraktion, wird in lösliche Zucker umgewandelt. Die Zucker im Filtrat können mit gängigen Methoden fermentiert werden, um Fermentationsprodukte zu erhalten, einschließlich z. B. von Mensch oder Tier essbare Produkte, Nutrazeutika, Produkte und Nebenprodukte, die in Kosmetika und Pharmazeutika verwendet werden können, usw.
Es ist auch im Bereich der Erfindung, wobei das oben definierte System konfiguriert ist, um in einem Verfahren betrieben zu werden, das für die Umwandlung von gebrauchtem Textilabfall aus Baumwolle (und anderen cellulosischen Fasern) (ctPCR) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus vorgesehen ist, umfassend einen oder mehrere Schritte r oder ansonsten die Schritte in einer Reihenfolge wie folgt: (a) Mahlen des ctPCT; b) Suspensieren des gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH; und (c) Aussetzen des selbigen gegenüber Ozon.
Unter Berücksichtigung des vorgenannten Verfahrens besteht eine Ausführungsform darin, dass das Verfahren weiterhin einen Schritt oder Schritte des Aussortierens von Baumwolltextilien (ctPCR) aus gebrauchtem recycelbarem Abfall (PCR) umfasst. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des wirksamen Aussetzens der suspensierten Aufschlämmung gegenüber Ultraschallwellen oder um selbige anderweitig zum Mischen bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren optional den Schritt des Hydrolysierens mindestens eines Teils der Aufschlämmung, um die verbliebene verfügbare Nanocellulose zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren optional den Schritt des Umwandels einer amorphen Fraktion in lösliche Zucker. Zusätzlich oder alternativ stellt der Schritt des Mahlens den ctPCR hin zu einer durchschnittlichen Größe in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 5 mm bereit. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des Erwärmens des selbigen auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 40 bis etwa 90°C. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des Aussetzens des selbigen einem Druck in einem Bereich von etwa 1 bar bis etwa 2,5 bar. Zusätzlich oder alternativ, der Schritt des Suspensierens der gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH, bereitgestellt in einem Bereich von etwa 10,5 bis etwa 14 oder mehr. Zusätzlich oder alternativ, der Schritt des Suspensierens des gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH, bereitgestellt in einem Bereich von etwa 11 bis 13. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon mittels eines Venturirohrs bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon mittels eines Diffusors bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 1 bis etwa 300 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 5 bis etwa 50 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung gegenüber Ozon bereitgestellt durch die Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 10 bis etwa 30 Mikrometern. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 10 bis etwa 100 mg O₃/g oder mehr. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 30 bis etwa 80 mg O₃/g. Zusätzlich oder alternativ wird der Schritt der Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon bereitgestellt in einer Rate von etwa 20 bis etwa 40 mg O₃/g
BEISPIEL I
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die schematisch in einer nicht beschränkenden Weise ein System (100) illustriert, das nützlich bereitgestellt ist für die Umwandlung von gebrauchtem Baumwolltextilabfall (ctPCR) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus. Das System umfasst unter anderem das Modul (10) oder mehrere Module zur Entschlichtung des ctPCT. Das System umfasst auch das Modul (11) oder mehrere Module zum Suspensieren des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH. Optional ist es verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation mit einem oder mehreren Modulen (11) zur Entschlichtung bereitgestellt. Das System umfasst ferner ein oder mehrere Module (12) zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozon. Optional ist es verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation (13) mit einem oder mehreren der Suspensierungsmitteln (11) oder sowohl (14) mit einem oder mehreren Mahl- und Suspensierungsmitteln (10, 11). Optional ist das oder die Mahlmodul(e) in Verbindung mit einem Sortierer (9). Weiter optional sind die Module (10-12), jedes oder alle, in Verbinung mit einem Mischer (21), einem Hydrolysator (22) und/oder einem Konverter (23).
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Mahlmodule konfiguriert sind, um die Größe des ctPCR auf eine mittlere Größe in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 3 mm zu reduzieren. Verschiedene kommerziell verfügbare Schneid-, Zerkleinerungs-, Zerstäubungs-, Scheibenschneid-, Fräs-, Pulverisierungs- und Mahlmodule sind verwendbar. Eine andere Ausführungsform der Erfindung offenbart ein oder mehrere Entschlichtungsmodul(e), die mit wirksamen Mitteln konfiguriert sind, um die Größe des ctPCR auf eine durchschnittliche Größe in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 mm zu reduzieren.
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei ein, einige oder alle der Module mit Heizmitteln versehen sind, die zum Bereitstellen der Aufschlämmung auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 40 bis etwa 90°C hin konfiguriert sind.
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei ein, einige oder alle der Module mit Komprimierungsmitteln versehen sind, die zum Bereitstellen der Aufschlämmung auf einen Druck in einem Bereich von etwa 1 bar bis etwa 2,5 bar hin konfiguriert sind.
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei ein, einige oder alle der Module dazu konfiguriert sind, unter basischen (alkalischen) pH-Bedingungen betreibbar zu sein. So liegt beispielsweise der pH-Wert der behandelten Aufschlämmung in einem Bereich von etwa 9 bis etwa 11 oder mehr. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegt der pH-Wert in einem Bereich zwischen etwa 11 und etwa pH 14 oder mehr. Es ist gemäß noch anderen Ausführungsformen der Erfindung, wobei pH-Puffer verwendet werden, z. B. Kaliumboratpuffer (pH 9), Glycin-Natriumhydroxidpuffer (pH 10), Di-Natriumhydrogenphosphat/Natriumhydroxid (pH 12), Kaliumchlorid/Natriumhydroxid (pH 13).
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Ozon gegenüber der Aufschlämmung ausgesetzt wird mittels eines Venturi-Injektors, eines Venturi-artigen Eduktors, einer Venturi-artigen Pumpe oder einer anderen wirksamen, Ozon emittierenden Düse oder einer Anordnung von Düsen, die für das Ausströmen eines Flusses von unter Druck stehenden Ozonblasen geeignet sind.
Es ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Ozonblasen gekennzeichnet sind durch eine vordefinierte mittlere Größe; d. h. Blasendurchmesser in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 300 Mikrometern. Gemäß einer anderen Ausführungsform reicht der durchschnittliche Durchmesser der Blasen von (i) etwa 5 und etwa 50 Mikrometern oder (ii) von etwa 10 und etwa 30 Mikrometern.
Es ist erfindungsgemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Ozongas in einer Rate von etwa 10 bis etwa 100 mg O₃/g oder mehr bereitgestellt wird. Gemäß noch einer anderen Ausführungsform wird Ozongas in einer Rate von (i) etwa 30 bis etwa 80 mg O₃/g oder (ii) einer Rate von etwa 20 bis etwa 40 mg O₃/g oder mehr bereitgestellt.
BEISPIEL II
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die schematisch in einer nicht beschränkenden Weise ein Verfahren (200) zur Umwandlung von gebrauchtem Baumwolltextilabfall (ctPCR) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus veranschaulicht. Das Verfahren umfasst unter anderem Schritte der Entschlichtung (202) des besagten ctPCT; der Suspensierung (203) des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH; und der (204) Aussetzung des selbigen gegenüber Ozon. Ein Schritt des Sortierens (201) des PCR zum Extrahieren oder anderweitig Erhalten des ctPCR ist optional. Andere Schritte, z. B. das Unterziehen einem Mischen (221), das Hydrolysieren (222) und/oder das Umwandeln des selbigen in nützliche Produkte wie Zucker (223), sind unter Umständen anwendbar. Die Prozesstemperatur kann von 25 bis 90°C reichen.
BEISPIEL III
1 kg PCC wurde mit einer Laborklingenmahlmaschine (Ika Batch-Mühle) auf eine durchschnittliche Größe von etwa 3 mm gemahlen. Das gemahlene PCC wurde in einem gerührten 30-Liter-Volumen-Ozonierungsgefäß unter Verwendung von 25 Litern entionisiertem Wasser und 0,5 Gew.-% eines Benetzungsmittels (Avco-Wet DZ, AvcoChem) dispergiert. Der pH-Wert wurde mit Natriumhydroxid auf 12 eingestellt. Die Temperatur der gerührten Aufschlämmung wurde auf 40°C eingestellt. Ozon wurde mit einem Venturiröhrchen bei 30 mg O₃/g in das Gefäß eingebracht. Die durchschnittliche Blasengröße war 20 Mikrometer. Die Ozonierung dauerte etwa 20 Minuten bei Atmosphärendruck. Anschließend wurde die Aufschlämmung dekantiert und die groben Feststoffe wurden mit einer Laborzentrifuge abgetrennt. Nanocellulose wurde durch bekannte Flockungs-/Filtrationstechniken unter Verwendung von Aluminiumsulfat als Flockungsmittel von der flüssigen Phase getrennt.
Die Ausbeute betrug etwa 35 Gew.-% der ursprünglichen Biomasse. Die erhaltenen Nanofibrillen waren weniger als etwa 100 nm breit und weniger als etwa 1500 nm lang.
BEISPIEL IV
Die groben Feststoffe von Beispiel 3 wurden bekannten Schwefelsäurehydrolysetechniken unterzogen. Nanocellulose wurde durch bekannte Flockungs-/Filtrationstechniken unter Verwendung von Aluminiumsulfat als Flockungsmittel von der flüssigen Phase getrennt. Die Ausbeute betrug weitere etwa 12% der ursprünglichen Biomasse. Die erhaltenen Nanofibrillen waren weniger als etwa 50 nm breit und weniger als etwa 100 nm lang.
BEISPIEL V
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde an 1 kg der gerührten Aufschlämmung durchgeführt, die nicht dem Ozonierungsschritt von Beispiel 3 unterzogen worden war. Die Nanocelluloseausbeute betrug 2 etwa 6% der ursprünglichen Biomasse. Die erhaltenen Nanofibrillen waren weniger als etwa 50 nm breit und weniger als etwa 100 nm lang.

Claims

Ein System zum Konvertieren von gebrauchtem cellulosehaltigem Textilabfall einschließlich Baumwolle enthaltender Abfälle (beides bezeichnet als „ctPCR“) in Nanocellulose, Derivate und Produkte daraus, wobei das System umfasst: a. Mittel zur Entschlichtung des besagten ctPCT; b. Mittel zum Suspensieren des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation mit den besagten Mitteln zur Entschlichtung bereitgestellt sind; und c. Ozonierungsmittel, um selbigen Ozon auszusetzen, die verbunden oder anderweitig in fluider Kommunikation sind mit den besagten Mitteln zum Suspensieren bereitgestellt sind.
Das System von Anspruch 1, ferner umfassend Mittel zum Aussortieren von Baumwolltextilien (ctPCR) aus gebrauchtem recycelbarem Abfall (PCR).
Das System von Anspruch 1, ferner umfassend Mittel, um die suspensierte Aufschlämmung wirksam Ultraschallwellen auszusetzen, oder Bereitstellen selbiger zum Mischen.
System von Anspruch 1, optional umfassend Mittel zum Hydrolysieren mindestens eines Teils der Aufschlämmung, um die verbliebene verfügbare Nanocellulose zu erhalten.
System von Anspruch 1, optional umfassend Mittel zur Konvertierung einer amorphen Fraktion in lösliche Zucker.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Entschlichtung den besagten ctPCR auf eine durchschnittliche Größe in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 5 mm hin bereitstellt.
System von Anspruch 1, weiter umfassend Mittel zum Erwärmen des selbigem auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 40 bis etwa 90°C.
Das System von Anspruch 1, weiter umfassend Mittel, um selbigen einem Druck in einem Bereich von etwa 1 bar bis etwa 2,5 bar auszusetzen.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zum Suspensieren des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH dazu konfiguriert ist, selbigen einem Bereich von etwa 10,5 bis etwa 14 oder mehr bereitzustellen.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zum Suspensieren des besagten gemahlenen ctPCR in einer hydrophilen Aufschlämmung mit basischem pH dazu konfiguriert ist, selbigen einem Bereich von etwa 11 bis 13 bereitzustellen.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon mittels eines Venturirohrs bereitgestellt ist.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon durch Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 1 bis etwa 300 Mikrometern bereitgestellt ist.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon durch Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 5 bis etwa 50 Mikrometern bereitgestellt ist.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung gegenüber Ozon durch Bereitstellung von Ozonblasen in einer durchschnittlichen Größe von etwa 10 bis etwa 30 Mikrometern bereitgestellt ist.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozongas bereitgestellt ist durch Bereitstellen vom selbigem in einer Rate von etwa 10 bis etwa 100 mg O₃/g oder mehr.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozongas bereitgestellt ist durch Bereitstellen vom selbigem in einer Rate von etwa 30 bis etwa 80 mg O₃/g.
Das System von Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zur Aussetzung der Aufschlämmung gegenüber Ozongas bereitgestellt ist durch Bereitstellen vom selbigem in einer Rate von etwa 20 bis etwa 40 mg O₃/g.