KR100514348B1 - Apparatus & method for transport of cellulose solution - Google Patents

Apparatus & method for transport of cellulose solution Download PDF

Info

Publication number
KR100514348B1
KR100514348B1 KR10-2003-0087237A KR20030087237A KR100514348B1 KR 100514348 B1 KR100514348 B1 KR 100514348B1 KR 20030087237 A KR20030087237 A KR 20030087237A KR 100514348 B1 KR100514348 B1 KR 100514348B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cellulose
solution
pipe
transfer
continuous mixer
Prior art date
Application number
KR10-2003-0087237A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050053977A (en
Inventor
안병성
이상득
이화섭
조성무
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR10-2003-0087237A priority Critical patent/KR100514348B1/en
Publication of KR20050053977A publication Critical patent/KR20050053977A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100514348B1 publication Critical patent/KR100514348B1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/811Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles in two or more consecutive, i.e. successive, mixing receptacles or being consecutively arranged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21Measuring
    • B01F35/211Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2115Temperature

Abstract

본 발명은 종래의 셀룰로오스 용액의 이송 장치에 있어서, 셀룰로오스 용액을 이송하는 이송관과; 상기 이송관 내에 설치된 관내 고정식 연속 혼합기를; 포함하여 구성된 셀룰로오스 이송 장치를 제공함으로써, 이송관 내의 온도 구배와 유속 구배에의해 용액이 불균일하게 되는 것을 방지하도록 한다.The present invention provides a transfer apparatus for a conventional cellulose solution, comprising: a transfer tube for transferring a cellulose solution; An in-tube stationary continuous mixer installed in the conveying pipe; By providing a cellulose transfer device configured to include, it is to prevent the solution from being uneven due to the temperature gradient and the flow rate gradient in the transfer pipe.

Description

셀룰로오스 용액의 이송 장치 및 이송 방법{APPARATUS & METHOD FOR TRANSPORT OF CELLULOSE SOLUTION}Transfer device of cellulose solution and transfer method {APPARATUS & METHOD FOR TRANSPORT OF CELLULOSE SOLUTION}

본 발명은 열적으로 불안정하고 점성이 높으며 응고성이 있는 셀룰로오스 용액의 이송 장치 및 이송 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 이송관내의 온도 구배와 유속 구배에의해 용액이 불균일하게 되는 것을 방지한 셀룰로오스 용액의 이송 장치 및 이송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermally unstable, highly viscous, coagulating cellulose solution transfer device and a method for transferring the cellulose solution. Specifically, the cellulose solution of the cellulose solution is prevented from being uneven due to the temperature gradient and the flow rate gradient in the transfer tube. It relates to a conveying apparatus and a conveying method.

셀룰로오스 용액을 제조하는 방법과 특성은 여러 문헌에 알려져 있다. 그리내쳐(Graenacher) 등은 미국 특허 제2,179,181호에서 3급 아민 옥사이드 용액 중에서 셀룰로오스 용액을 제조하는 방법을 처음으로 제시하였다. 이어서, 보다 효율적이고 경제적인 방법들이 계속 제안 되었다. 유럽특허 제356,419호에서는 함수율 40중량%의 N-메틸모르폴린-N옥사이드(이하, 'NMMO'라 부름) 비용맹에 셀룰로오스를 팽윤하고, 팬형 플라이트가 장착된 스크류 압출기에서 감압 증류하여 셀룰로오스 용액을 제조하는 발명을 개시하고 있다. 또한, 국제 특허 공개 WO94/06530호에서는 감압 증류기로 박막 증류기가 사용되었다.Methods and properties for preparing cellulose solutions are known in the literature. Graenacher et al., For the first time, present a process for preparing cellulose solutions in tertiary amine oxide solutions in US Pat. No. 2,179,181. Subsequently, more efficient and economic methods were proposed. European Patent No. 356,419 swells cellulose in an N-methylmorpholine-N oxide (hereinafter referred to as 'NMMO') non-binder with a water content of 40% by weight, and distillates under reduced pressure in a screw extruder equipped with a fan-type flight to cellulose solution. The invention to manufacture is disclosed. In addition, in WO 94/06530, a thin film distillator is used as the vacuum distillation machine.

또 다른 셀룰로오스 용액을 제조하는 방법으로는 쌍축 압출기를 사용한 용액 제조 방법이다. 겉보기 크기 20~60μm의 펄프 분말과 수분 함량이 5 내지 20 중량 %인 고농도 NMMO 수용액을 50°C 내지 130°C로 유지되는 쌍축 압출기에서 혼합, 용해시키는 방법이 대한민국 특허 제280353호, 독일 특허 제0906455호, 미국 특허 제6,153,003호에 제시되어 있다.Another method for producing a cellulose solution is a solution production method using a twin screw extruder. A method of mixing and dissolving pulp powder having an apparent size of 20 to 60 μm and a high concentration of NMMO aqueous solution having a water content of 5 to 20% by weight in a twin screw extruder maintained at 50 ° C to 130 ° C is disclosed in Korean Patent No. 280353 and German Patent No. 0906455, US Pat. No. 6,153,003.

또한, 대한민국 특허 제365867호에는 융점 이하의 온도로 과냉각된 액상의 NMMO 용매를 사용하여 셀룰로오스가 액상 NMMO 용매에 의해 용해되는 것을 최소화하고 팽윤되는 것을 최대화하여 NMMO 용매에 팽윤된 셀룰로오스 펄프 혼합 분말을 제조하고 이를 용해시켜 고균질 셀룰로오스 용액을 제조하고 있다.In addition, Korean Patent No. 365867 uses a liquid NMMO solvent supercooled to a temperature below the melting point to minimize dissolution of the cellulose by the liquid NMMO solvent and maximize swelling to prepare a cellulose pulp mixed powder swelled in the NMMO solvent. And dissolving it to prepare a highly homogeneous cellulose solution.

셀룰로오스 용액을 제조하기 위해 사용되는 NMMO 수용액은 물함량이 낮아짐에 따라 수화물(hydrate) 형태가 되며 물함량이 낮아 질수록 융점이 높아진다. 셀룰로오스/NMMO 용액은 120°C 이상에서 변색이 일어나고 온도가 높아지면 NMMO의 분해와 셀룰로오스의 열분해 반응으로 급격한 발열반응과 함께 가스 성분이 배출되고 폭발하게 된다. NMMO 용액에 용해된 셀룰로오스 또한 가열 시간이 경과됨에 따라 계속적으로 분해되어 중합도가 낮아진다. 철과 같은 금속성분은 이러한 분해를 더욱 촉진시킨다. 미국특허 5,890,504에 의하면 110°C 내지 120°C 정도에서 NMMO/셀룰로오스 용액의 분해가 시작되며 계속해서 가스가 생성되고 폭연을 일으키는 것으로 보고 되고 있다. 셀룰로오스 용액의 안전성을 높이기 위해 프로필 갈레이트와 같은 첨가제를 사용하기도 한다. The NMMO aqueous solution used to prepare the cellulose solution is in the form of a hydrate as the water content is lowered, and the melting point is increased as the water content is lowered. When the cellulose / NMMO solution discolors at 120 ° C or higher and the temperature increases, gaseous components are expelled and exploded with rapid exothermic reaction due to decomposition of NMMO and thermal decomposition of cellulose. The cellulose dissolved in the NMMO solution also decomposes continuously as the heating time elapses, thereby lowering the degree of polymerization. Metallic components, such as iron, further facilitate this decomposition. According to US Pat. No. 5,890,504, decomposition of the NMMO / cellulose solution begins at about 110 ° C. to about 120 ° C., and gas is continuously generated and deflagration is reported. Some additives, such as propyl gallate, may be used to increase the safety of the cellulose solution.

그러나 방사 및 성형 가공시간을 단축하고 높은 생산성을 얻기 위해서는 셀룰로오스 용액의 온도를 100°C~110°C 정도로 유지하여야 한다. 셀룰로오스 용액 이송 시, 열매체에 의한 열전달과 이송관내 온도 구배를 고려하여 열매체 온도 및 이송관의 크기를 제한한 종래 기술로는 미국 특허 제5,354, 371호와 미국 특허 제5,401,304호 및 대한민국 특허 제301788호가 있다.However, in order to shorten the spinning and molding processing time and to obtain high productivity, the temperature of the cellulose solution should be maintained at about 100 ° C to 110 ° C. In the transfer of the cellulose solution, the prior arts that limit the heat medium temperature and the size of the transfer pipe in consideration of heat transfer by the heat medium and the temperature gradient in the transfer pipe include US Patent Nos. 5,354, 371, US Patent No. 5,401,304, and Korea Patent No. 301788. have.

위 특허에서는 열매체를 이용하여 이송관 내에서 셀룰로오스 용액이 분해하여 발생하는 열을 제거함으로써, 이송액의 온도를 유지할 때 유체의 적정온도 (중심부와 벽면) 계산식을 제안하고 있다. 중심부와 외벽의 온도차가 10°C 이상이며 이송관이 작을 수록 용액의 온도를 높게 유지하도록 하고 있다. 그러나, 실제로 분해 반응에 의한 발열량 보다는 외부로의 열손실량이 클 수 있으며 100°C 이상으로 유지하기 위해서는 이중관으로 제작된 이송관에 열매체를 공급하여 가열 및 보온하게 된다.The above patent proposes a formula for calculating the proper temperature (center and wall) of the fluid when maintaining the temperature of the conveying liquid by removing the heat generated by decomposition of the cellulose solution in the conveying tube using the heat medium. The temperature difference between the center and the outer wall is more than 10 ° C, and the smaller the feed pipe, the higher the temperature of the solution. However, the amount of heat loss to the outside may actually be greater than the amount of heat generated by the decomposition reaction. In order to maintain the temperature at 100 ° C or more, the heating medium is supplied to the transfer pipe made of the double pipe to heat and keep warm.

따라서, 가장 좋게는 이송관내 용액의 온도를 셀룰로오스의 분해를 최소화하면서도 가공에 적합한 최적온도로 균일하게 유지하는 것이며 중심부와 외벽 사이에서도 온도 구배가 없도록 하는 것이 좋다.Therefore, it is best to keep the temperature of the solution in the delivery pipe uniformly at the optimum temperature suitable for processing while minimizing the decomposition of cellulose, and to avoid the temperature gradient between the center and the outer wall.

이송관내에서는 중심부와 벽면 사이에는 온도 구배만 존재하는 것이 아니라, 유체의 속도 구배도 나타나며 이러한 속도 구배는 용액의 이송시간을 다르게 한다. 이송 시간의 차이는 이송 도중에 변화되는 셀룰로오스의 중합도를 다르게 하는 요인이 되어 용액의 방사나 성형시 가공성을 떨어 뜨리는 요인이 된다. 고점도 용액이 관내를 흐를 때, 중심부에서의 유속은 평균 유속의 2배 정도에 이를 수 있으며, 이러한 체류 시간 차이는 셀룰로오스 용액 이송시 셀룰로오스 중합도의 분포를 넓히는 요인이 된다.In the delivery tube, there is not only a temperature gradient between the center and the wall, but also a velocity gradient of the fluid, which varies the transport time of the solution. The difference in the transfer time causes a different degree of polymerization of the cellulose which is changed during the transfer, which in turn causes a decrease in processability during spinning or molding of the solution. When the high viscosity solution flows through the tube, the flow rate at the center can reach about twice the average flow rate, and this difference in residence time becomes a factor that widens the distribution of cellulose polymerization degree during cellulose solution transfer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 이송관내의 온도 구배와 유속 구배에의해 용액이 불균일하게 되는 것을 방지한 셀룰로오스 용액의 이송 장치 및 이송 방법을 제공함을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a transfer device and a transfer method of the cellulose solution to prevent the solution from being uneven due to the temperature gradient and the flow rate gradient in the transfer pipe.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 셀룰로오스 용액을 이송하는 이송관과; 상기 이송관 내에 설치된 관내 고정식 연속 혼합기를; 포함하여 구성된 셀룰로오스 이송 장치를 제공한다.The present invention and the transfer tube for transferring the cellulose solution in order to achieve the object as described above; An in-tube stationary continuous mixer installed in the conveying pipe; It provides a cellulose transfer device configured to include.

여기서, 상기 셀룰로오스 용액은 N-메틸모르폴린-N-옥사이드 수용액에 셀룰로오스를 용해시킨 것이 바람직하다.Here, the cellulose solution is preferably a solution of cellulose in N-methylmorpholine-N-oxide aqueous solution.

또한, 상기 관내 고정식 연속 혼합기의 엘리먼트가 헬리컬 방식인 것이 효과적이다.It is also effective that the elements of the in-tube stationary continuous mixer are helical.

그리고, 상기 관내 고정식 연속 혼합기는 적어도 매 5m 마다 설치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the tube-type continuous mixer is installed at least every 5 m.

또한, 상기 이송 관로와 상기 관내 고정식 연속 혼합기의 외벽에 이중관이 설치되는 것이 효과적이다.In addition, it is effective that the double pipe is installed on the outer wall of the transfer pipe and the fixed continuous mixer in the pipe.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 이송관 내에 관내 고정식 연속 혼합기를 설치하여 점성이 높고 열적으로 불안정하며 응고될 수 있는 용액을 이송하는 이송 방법이 제공된다.On the other hand, according to another field of the present invention, there is provided a transport method for transporting a solution that is highly viscous, thermally unstable, and can be solidified by installing a fixed continuous mixer in the pipe.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted in order not to disturb the gist of the present invention.

도1은 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 도면으로서, 이송 장치의 개념도이다.1 is a view showing the structure of an embodiment of the present invention, a conceptual diagram of a transfer device.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 셀룰로오스 용액의 이송 장치는 이송 관로(1) 내에 관내 고정식 연속 혼합기(Line Static Mixer)(2)를 적당한 간격으로 설치한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 이송 관로(1)와 고정식 연속 혼합기(2)의 외벽에는 이중관(3)이 설치된다.As shown in Fig. 1, the transfer device for cellulose solution according to one embodiment of the present invention is characterized in that an in-pipe stationary continuous mixer (Line Static Mixer) 2 is installed at appropriate intervals in the transfer pipe 1. In addition, a double pipe 3 is installed on the outer wall of the transfer pipe 1 and the fixed continuous mixer 2.

이러한 관내 고정식 연속 혼합기(2)는 유체의 저항을 최소화하여 압력 손실이 적고 혼합기(2) 내에서 유체가 정체되지 않는 헬리컬 혼합 요소(hellical mixing element)가 적합하다. 상용화 된 것으로서는 Kenics 사의 Hellical type이 장착된 관내 고정식 연속 혼합기가 적합하다.This in-tube stationary continuous mixer 2 is suitable for a helical mixing element that minimizes the resistance of the fluid so that the pressure loss is small and the fluid does not stagnate in the mixer 2. Commercially available in-tube continuous mixers equipped with Kenics Hellical type are suitable.

상기와 같은 관내 고정식 연속 혼합기(2)는 이송관(1)의 중심과 벽면에 흐르는 유체의 온도차이와 이송속도의 차이를 줄여준다. 이러한 차이는 적을 수록 바람직하나 실제공정에서는 한계가 있으므로 방사 등의 성형 공정 가공에 영향을 미치지 않는 범위로 하는 것이 적절하다. 셀룰로오스 용액 제조 및 방사 결과, 용액의 최적온도는 100~110°C, 방사까지 평균 체류 시간은 20분 정도이며 이송관의 중심과 벽면을 흐르는 유체의 온도 차이는 5°C 이하, 체류 시간 차이는 1분 이내로 하는 것이 용액의 변성과 가공성 및 경제성을 고려하였을 때 가장 적합함을 확인 하였다.The fixed tube mixer 2 as described above reduces the difference between the temperature difference and the feed rate of the fluid flowing in the center and the wall of the transfer pipe (1). The smaller the difference is, the more preferable it is. However, since there is a limit in the actual process, it is appropriate to set it within a range that does not affect the molding process such as spinning. As a result of cellulose solution preparation and spinning, the optimum temperature of the solution is 100 ~ 110 ° C, the average residence time until spinning is about 20 minutes, and the temperature difference between the fluid flowing through the center of the transfer pipe and the wall is less than 5 ° C, and the residence time difference Within 1 minute, it was found to be most suitable in consideration of solution denaturation, processability and economic efficiency.

셀룰로오스 용액은 Non-Newtoniaㅜ 유체로서 점도는 온도에 따라 10,000 poise 내지 20,000 poise에 이른다. 이송관에서의 유속을 계산하기 위해 Power law fluid로 가정하여 유속과 체류시간을 계산하였다. 이송관으로는 통상적으로 1 내지 10인치 정도의 파이프를 사용하므로 셀룰로오스 용액(12% 셀룰로오스, 77% NMMO, 11% 물)을 1.25인치 ~ 6인치 파이프로 이송할 때, 유체의 평균속도와 중심점에서의 속도, 5m 이송시 평균체류시간과 중심점을 지나는 유체의 체류시간 차이를 계산하였다.Cellulose solutions are non-Newtonia® fluids with viscosity ranging from 10,000 poise to 20,000 poise depending on the temperature. In order to calculate the flow velocity in the feed pipe, the flow rate and residence time were calculated assuming a power law fluid. As a transfer pipe, a pipe of about 1 to 10 inches is generally used, so when a cellulose solution (12% cellulose, 77% NMMO, 11% water) is transferred to a 1.25 inch to 6 inch pipe, the average velocity and center point of the fluid The difference between the residence time of the fluid passing through the center point and the average residence time at 5m feed rate was calculated.

이송관 크기(내경 mm)Feed tube size (inner diameter mm) 유량(kg/hr)Flow rate (kg / hr) 평균 유속(cm/sec)Average flow rate (cm / sec) 중심점 유체 유속(cm/sec)Center Point Fluid Flow Rate (cm / sec) 5m 이송시체류시간 차이(min)Dwell time difference at 5m transfer (min) 6 인치 (143)6 inches (143) 2,4102,410 3.73.7 6.96.9 1.01.0 5 인치 (121)5 inches (121) 2,4102,410 5.15.1 9.79.7 0.80.8 3.5 인치(85)3.5 inches (85) 1,2051,205 5.15.1 9.79.7 0.80.8 1.25 인치(33)1.25 in (33) 150.6150.6 4.34.3 8.18.1 0.90.9

표1에서 보는 바와 같이 5m 길이 이송관내 평균 체류 시간과 중심점을 지나는 유체의 체류 시간의 차이가 1분 정도가 되므로 벽면 부근을 흐르는 유체를 고려할 때, 적어도 5m 마다 관내 고정식 연속 혼합기를 설치하여 이송관내에 흐르는 유체를 혼합하여야 한다.As shown in Table 1, the difference between the average residence time in the 5m long transfer pipe and the residence time of the fluid passing through the center point is about 1 minute, so considering the fluid flowing near the wall, a fixed continuous mixer in the pipe is installed at least every 5m. Mix the fluid flowing through it.

고정식 연속 혼합기의 설치 간격이 5m를 넘으면 체류시간 차이가 1분 이상이 되어 방사 공정에서 가공성이 떨어지며 설치 간격을 좁히면 혼합 효과는 좋아지나 설치비가 증가하고 이송시 압력 손실이 높아진다.If the installation distance of the fixed continuous mixer exceeds 5m, the difference in residence time becomes more than 1 minute, resulting in poor workability in the spinning process. If the installation interval is narrowed, the mixing effect is better, but the installation cost increases and the pressure loss during transportation increases.

상기와 같이 본 발명은 셀룰로오스 용액과 같이 점성이 높고 응고될 수 있으며 이송 중에 분해되는 특징이 있는 유체의 이송관에 관내 고정식 연속 혼합기를 최적의 간격으로 설치함으로써, 이송액의 이송시간분포를 좁힐 수 있으며, 이송관의 중심부와 벽면의 온도차이를 줄일 수 있어, 이송액을 매우 균일하게 하고자 하는 본 발명의 목적을 이룰 수 있다.As described above, the present invention can narrow the transfer time distribution of the transfer liquid by installing the fixed continuous mixer in the tube at an optimum interval in the transfer tube of the fluid having high viscosity, such as cellulose solution, which can be solidified and decomposed during transfer. And, it is possible to reduce the temperature difference between the center of the transfer pipe and the wall surface, can achieve the object of the present invention to make the transfer liquid very uniform.

발명자는 후술하는 2 번의 시험에 의해 상기와 같은 효과를 확인하였다.The inventor confirmed the above effects by the two tests mentioned later.

[시험 1][Exam 1]

95°C에서 완전히 용융된 액상 NMMO(함수율 13.3%의 단일 수화물 조성)를 50°C로 급냉시킨 용매 2100kg/hr를 쌍축 팽윤 혼합물 제조기에 투입하였다. 동시에 중합도(DPw) 1050, 평균 직경 16μm, 겉보기 비중 0.05인 셀룰로오스 펄프(Sappi사 제품 사용) 분말을 스크류 공급기를 사용하여 쌍축 팽윤 혼합물 제조기에 투입하였다. 스크류 공급기는 이송 진행 방향으로 Pitch 간격(P)이 감소되는 쌍축 가변 피치 스크류 공급기(직경(D) 45mm, 길이 315mm, 최초 P/D 1.5)를 사용하여 이 분말을 겉보기 비중 0.3으로 압축하고 압축된 실온의 펄프 분말을 310kg/hr의 속도로 쌍축 팽윤 혼합물 제조기(직경 60mm, 길이 1200mm)의 측면으로 공급하였다. 펄프 분말과 과냉각 액상 NMMO 단일 수화물 용매는 쌍축 팽윤 혼합물 제조기에서 이송 및 혼련되어 NMMO 용매가 내부까지 침투된 팽윤 혼합물이 되고 이를 압출기(직경 120mm, 길이 3.6m)로 투입하였다. 압출기에서 이 팽윤체를 용해시켜 셀룰로오스 용액을 만든 후, 이를 기어 펌프를 사용하여 필터까지 이송하였다. 이송관의 직경은 5인치(내경 120mm)이고 펌프에서 4.5m 지점에 Kenics 사의 관내 고정식 연속 혼합기(길이 40cm)를 설치하였다. 또한, 관내 고정식 연속 혼합기 전후에 벽면유체와 중심점 유체의 온도를 각각 측정할 수 있는 온도센서를 설치하였다. 기아 펌프에서 이송관으로 유입되는 용액의 온도는 108°C 이었으며 이송관과 라인믹서 외벽의 이중관에 흐르는 열매체의 온도는 95°C로 공급되고 98~100°C로 배출되었다.2100 kg / hr of solvent quenched completely at 95 ° C. with liquid NMMO (monohydrate composition of 13.3% water content) to 50 ° C. was added to the twinaxial swelling mixture maker. At the same time, a cellulose pulp (using Sappi) powder having a degree of polymerization (DPw) of 1050, an average diameter of 16 µm and an apparent specific gravity of 0.05 was introduced into a twin screw swelling mixture maker using a screw feeder. The screw feeder compresses this powder to an apparent specific gravity of 0.3 and compresses it with a twin-axis variable pitch screw feeder (45 mm in diameter (D), length 315 mm, initial P / D 1.5) with a reduced pitch spacing (P) in the feed direction. The pulp powder at room temperature was fed to the side of a biaxial swelling mixture maker (diameter 60 mm, length 1200 mm) at a rate of 310 kg / hr. The pulp powder and supercooled liquid NMMO monohydrate solvent were transferred and kneaded in a twin screw swelling mixture maker to form a swelling mixture in which the NMMO solvent penetrated to the inside, which was fed into an extruder (diameter 120 mm, length 3.6 m). This swelled body was dissolved in an extruder to form a cellulose solution, which was then transferred to the filter using a gear pump. The diameter of the feed tube was 5 inches (120 mm inner diameter) and a fixed continuous mixer (40 cm length) from Kenics was installed 4.5 m from the pump. In addition, a temperature sensor was installed to measure the temperature of the wall fluid and the center fluid before and after the stationary continuous mixer. The temperature of the solution entering the feed pipe from the Kia pump was 108 ° C. The temperature of the heat medium flowing through the double pipe on the outer wall of the feed pipe and the line mixer was supplied at 95 ° C and discharged at 98 ~ 100 ° C.

펌프에서 4.5m 지점에 설치된 연속 혼합기 직전에서 벽면 유체의 온도와 중심점 유체의 온도는 각각 99°C와 104°C로 온도 차이가 5°C 이었으며 연속 혼합기 직후에는 각각 102°C와 103°C가 되었다. 따라서 연속 혼합기에 의해 용액이 적정하게 혼합되고 온도 아치를 1°C 이내로 줄일 수 있었다. 또한 관내 유속 분포에 의한 이송 시간의 차이(평균 체류 시간과 중심점을 지나는 유체의 체류시간 차이)도 1분 이하로 계산되어 발명의 목표를 달성할 수 있었다.Just before the continuous mixer installed at 4.5m from the pump, the wall fluid and center fluid temperatures were 99 ° C and 104 ° C, respectively, with a 5 ° C difference in temperature, and immediately after the continuous mixer, 102 ° C and 103 ° C, respectively. It became. Therefore, the solution was properly mixed by the continuous mixer and the temperature arch could be reduced to within 1 ° C. In addition, the difference in transport time (difference in average residence time and residence time of the fluid passing through the center point) by the flow velocity distribution in the pipe was also calculated to be less than 1 minute to achieve the object of the invention.

[시험 2][Exam 2]

시험 1과 같이 셀룰로오스 용액을 제조한 후 2,310kg/hr의 셀룰로오스 용액을 둘로 나누어 각각을 기어 펌프를 사용하여 필터까지 이송하였다. 이송관은 3.5인치(내경 85mm)이고 펌프에서 4.5m 지점에 kenics사의 연속혼합기(길이 40cm)를 설치하였다. 또한 연속 혼합기 전후에 벽면유체와 중심점 유체의 온도를 각각 측정할 수 있도록 온도센서를 설치하였다. 기아 펌프에서 토출되는 용액의 온도는 103°C이었으며 이송관과 연속 혼합기 외벽의 이중관에 흐르는 열매체의 온도는 95°C로 공급되고 97~98°C로 배출되었다.After the cellulose solution was prepared as in Test 1, the cellulose solution of 2310 kg / hr was divided into two, and each was transferred to the filter using a gear pump. The conveying pipe was 3.5 inches (85mm inside diameter) and a continuous mixer (length 40cm) was installed at 4.5m from the pump. In addition, a temperature sensor was installed to measure the temperature of the wall fluid and the center fluid before and after the continuous mixer. The temperature of the solution discharged from the hunger pump was 103 ° C, and the temperature of the heat medium flowing through the double pipe of the transfer pipe and the continuous mixer was supplied at 95 ° C and discharged at 97 ~ 98 ° C.

펌프에서 4.5m 지점에 설치된 연속 혼합기 직전에서 벽면 유체의 온도와 중심점 유체 온도는 각각 98°C와 102°C로 온도 차이가 4°C 이었으며 연속 혼합기 직후에는 모두 102°C가 되었다. 따라서 연속 혼합기에 의해 용액이 적정하게 혼합되고 온도 차이를 1°C이하로 할 수 있었다. 또한, 관내 유속 분포에 의한 이송시간의 차이(평균 체류시간과 중심점을 지나는 유체의 체류시간 차이)도 1분 이하로 계산되어 발명의 목표를 달성할 수 있었다.Just before the continuous mixer installed at 4.5m from the pump, the wall fluid and center fluid temperatures were 98 ° C and 102 ° C, respectively, with a temperature difference of 4 ° C and immediately after the mixer, at 102 ° C. Therefore, the solution was properly mixed by the continuous mixer and the temperature difference could be 1 ° C or less. In addition, the difference in transport time (difference in average residence time and residence time of the fluid passing through the center point) by the flow velocity distribution in the pipe was also calculated to be 1 minute or less to achieve the object of the invention.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope of the claims.

본 발명은 이송관 내의 온도 구배와 유속 구배에의해 용액이 불균일하게 되는 것을 방지한 셀룰로오스 용액의 이송 방법을 제공한다.The present invention provides a method for transferring a cellulose solution in which the solution is prevented from becoming uneven due to a temperature gradient and a flow rate gradient in the transfer pipe.

도1은 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 도면으로서, 셀룰로오스 용액의 이송 장치를 도시한 개념도1 is a view showing the structure of an embodiment of the present invention, a conceptual diagram showing a transfer device of a cellulose solution

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1: 이송 관로1: conveying pipeline

2: 관내 고정식 연속 혼합기2: Stationary Continuous Mixer

3: 이중관3: double tube

Claims (6)

셀룰로오스 용액을 이송하는 이송관과;A transfer tube for transferring the cellulose solution; 상기 이송관 내에 설치된 관내 고정식 연속 혼합기를;An in-tube stationary continuous mixer installed in the conveying pipe; 포함하여 구성된 셀룰로오스 이송 장치.Cellulose transfer device configured to include. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 셀룰로오스 용액은 N-메틸모르폴린-N-옥사이드 수용액에 셀룰로오스를 용해시킨 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이송 장치.The cellulose solution is a cellulose transfer device, characterized in that cellulose is dissolved in an aqueous solution of N-methylmorpholine-N-oxide. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 관내 고정식 연속 혼합기의 엘리먼트가 헬리컬 방식인 것을 특징으로 셀룰로오스 이송 장치.The element of the in-tube stationary continuous mixer is helical system, characterized in that the cellulose transfer device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 관내 고정식 연속 혼합기는 적어도 매 5m 마다 설치되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이송 장치.The in-tube stationary continuous mixer is installed at least every 5 m cellulose transport apparatus. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 이송 관로와 상기 관내 고정식 연속 혼합기의 외벽에 이중관이 설치되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이송 장치.Cellulose transfer device characterized in that the double pipe is installed on the outer wall of the feed pipe and the fixed continuous mixer in the pipe. 이송관 내에 관내 고정식 연속 혼합기를 설치하여 점성이 높고 열적으로 불안정하며 응고될 수 있는 용액을 이송하는 이송 방법.A transport method for transporting a highly viscous, thermally unstable, and solidified solution by installing a stationary continuous mixer in a transport tube.
KR10-2003-0087237A 2003-12-03 2003-12-03 Apparatus & method for transport of cellulose solution KR100514348B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0087237A KR100514348B1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Apparatus & method for transport of cellulose solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0087237A KR100514348B1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Apparatus & method for transport of cellulose solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050053977A KR20050053977A (en) 2005-06-10
KR100514348B1 true KR100514348B1 (en) 2005-09-13

Family

ID=37249370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0087237A KR100514348B1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Apparatus & method for transport of cellulose solution

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100514348B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006790A (en) * 1994-08-31 1996-03-22 서중일 Health food using native chlorine and its manufacturing method
WO1998000461A1 (en) * 1996-07-03 1998-01-08 No Fire Technologies, Inc. Intumescent fire-retardant additive for resin and coal tar coating materials
KR19980701272A (en) * 1995-01-10 1998-05-15 스미스, 렉스 클라이스 FORMING SOLUTIONS OF CELLULOSE IN AQUEOUS TERTIARY AMINE OXIDE
KR20010072706A (en) * 1998-08-17 2001-07-31 추후제출 Method for producing a cellulose suspension
KR20030004412A (en) * 2000-05-18 2003-01-14 짐머 악티엔게젤샤프트 Fluid guidance piece with internal temperature equalisation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006790A (en) * 1994-08-31 1996-03-22 서중일 Health food using native chlorine and its manufacturing method
KR19980701272A (en) * 1995-01-10 1998-05-15 스미스, 렉스 클라이스 FORMING SOLUTIONS OF CELLULOSE IN AQUEOUS TERTIARY AMINE OXIDE
WO1998000461A1 (en) * 1996-07-03 1998-01-08 No Fire Technologies, Inc. Intumescent fire-retardant additive for resin and coal tar coating materials
KR20010072706A (en) * 1998-08-17 2001-07-31 추후제출 Method for producing a cellulose suspension
KR20030004412A (en) * 2000-05-18 2003-01-14 짐머 악티엔게젤샤프트 Fluid guidance piece with internal temperature equalisation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050053977A (en) 2005-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2461585C2 (en) Method of dissolving aramid polymer in sulphuric acid using kneader with two guides
TWI586931B (en) Heat exchanger pipe system
NO146987B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF FORMED ARTICLES OF CELLULOSE.
RU2135650C1 (en) Method of conveying cellulose fluid solution and method for manufacture of shaped products from cellulose
KR20180055871A (en) Process and apparatus for producing processible polyvinyl alcohol
KR20090031466A (en) Method for stabilising the spinning solution on production of cellulose composite moulded bodies
KR100514348B1 (en) Apparatus & method for transport of cellulose solution
JP3927999B2 (en) Process for producing fibers from poly (p-phenylene terephthalamide)
NO305704B1 (en) Process for extruding starch under low humidity conditions using a coarse particle size starting starch
KR101862411B1 (en) Methods for producing alkali cellulose and cellulose ether
EP0316571B1 (en) Process for preparation of porous shaped articles
JPS6152850B2 (en)
JP2005048103A (en) Method for preparing dope, method for producing film from solution and film product
CN114605629B (en) Preparation system and preparation method of dihydroxyl polyphenyl ether
JP2000043118A (en) Production of non-crosslinked propylene type resin foamed sheet and non-crosslinked propylene type resin foamed sheet
KR100561700B1 (en) Tube transporting a thermally unstable viscous fluid
CN210394600U (en) Device for preparing cellulose spinning slurry
Van Zuilichem et al. Production of high-boiled sugar confectionery by extrusion-cooking of sucrose: liquid glucose mixtures
KR100984044B1 (en) Method of preparing homogeneous cellulose solution by using a twin screw extruder
JP3546568B2 (en) High osmotic pressure composition for dewatering sheet and dewatering sheet using the same
JPS63291915A (en) Stabilization of raw oxymethylene copolymer and device therefor
KR20020048309A (en) Method and device for producing cellulosed shaped bodies
CN216367524U (en) Mixing device for forming ropivacaine hydrochloride and sodium chloride injection
JPS61106628A (en) Dissolution of cellulose acetate
CN207685185U (en) The process units of asphalt emulsion water-repellent paint

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120903

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130830

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140829

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160901

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 15