KR100748551B1 - Method and apparatus for cellulose acetate - Google Patents

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Abstract

Provided are a method for preparing cellulose acetate without using lactic acid, and an apparatus for preparing cellulose acetate to reduce the cost for equipment by lowering the internal pressure of a container. A method comprises the steps of applying overheated vapor to the piece assembly of wood-based material containing a solid catalyst (preferably with the overheated vapor at a temperature of 400-800 deg.C and at a pressure of 0.1-5 MPa for 15-240 min) to separate a cellulose component; purifying the separated cellulose component; and pressurizing the purified cellulose component with a solid acid to obtain cellulose acetate. Preferably the wood-based material has a diameter of 0.01-5 mm.

Description

초산셀룰로오스 제조방법 및 장치{Method and Apparatus for CELLULOSE ACETATE}Cellulose acetate manufacturing method and apparatus {Method and Apparatus for CELLULOSE ACETATE}

도 1은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스의 제조공정을 표시한 공정도.1 is a process chart showing the manufacturing process of cellulose acetate in accordance with the present invention.

도 2는 도 1에 의한 각각의 공정을 표시한 흐름도.2 is a flowchart showing each process according to FIG.

도 3은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스의 제조장치의 개략 전체구성도.Figure 3 is a schematic overall configuration of the manufacturing apparatus of cellulose acetate according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 개략구성도.Figure 4 is a schematic diagram of a superheated steam generating apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 개략설명도.5 is a schematic explanatory diagram of a superheated steam generating device according to the present invention;

도 6은 도 5에 의한 관로 나열방법을 일례로 표시한 절개도.6 is a cutaway view showing an example of the pipeline arrangement method according to FIG.

도 7은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 관로의 나열방법이 다른 예를 도시한 설명도,Figure 7 is an explanatory diagram showing another example of the arrangement method of the conduit of the superheated steam generating apparatus according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 작용을 입증하기 위해 실험결과를 표시한 특성도표,8 is a characteristic diagram showing the results of experiments to prove the action of the superheated steam generating apparatus according to the present invention,

도 9a는 본 발명에 따른 고온수증기반응장치의 개략종단측면도,Figure 9a is a schematic longitudinal side view of the high temperature steam reactor according to the present invention,

도 9b는 도 9a에 의한 고온수증기반응장치의 외관을 도시한 정면도,Figure 9b is a front view showing the appearance of the high temperature steam reactor according to Figure 9a,

도 10은 본 발명에 따른 초화반응장치을 개략적으로 도시한 정면도이다.10 is a front view schematically showing a pyrolysis reaction apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing

10 : 호화수단 11 : 증기보일러 20 : 과열수증기생성장치 10: luxury means 11: steam boiler 20: superheated steam generating device

21 : 수증기도입구 22 : 열교환관로 23 : 수증기도출구21: water vapor inlet 22 22: heat exchange pipe 23: water vapor outlet

24 : 버너 30 : 고온수증기반응장치 31 : 반응조본체24 burner 30 high temperature steam reactor 31 reactor body

32 : 뚜껑 33 : 과열수증기도입구 34 : 드레인취출구32: lid 33: superheated steam inlet 34: drain outlet

35 : 배기구 36 : 카트리지 37 : 동판35 exhaust port 36 cartridge 37 copper plate

40: 정제수단 41, 80 : 여과장치 42, 90 : 세정탈수장치40: purification means 41, 80: filtration device 42, 90: washing and dehydration device

43 : 건조장치 50 : 초화수단 60 : 초화반응장치43: drying apparatus 50: vaporization means 60: photochemical reaction device

61 : 반응조본체 62 : 과열자켓 63 : 교반기 61 reactor body 62 superheat jacket 63 stirrer

64 : 교반날개 65 :초산셀룰로오스출구 66 : 회수관64: stirring blade 65: cellulose acetate outlet 66: recovery pipe

70 : 회수장치 611 : 셀룰로오스유입구 612 : 고체촉매유입구 70: recovery device 611: cellulose inlet 612: solid catalyst inlet

613 : 과열수증기유입구 614 : 빙초산유입구613: superheated steam inlet 614: glacial acetic acid inlet

615 : 드레인취출구 616 : 첨가제유입구615: drain outlet 616: additive inlet

P1 : 제1단계관로 P2 : 제2단계관로 P3 :제 3단계관로 P1: first stage pipeline P2: second stage pipeline P3: third stage pipeline

T : 조각집합체T: Piece Assembly

본 발명은 초산셀룰로오스의 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 옥수수 속대 가루 등의 조각을 포함한 목질계 재료를 이용해 생분해성 플라스틱의 원료로 서 유용한 초산셀룰로오스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 옥수수속대가루등의 목질계 재료의 조각 집합체를 증자(호화)처리하고 그 호화공정에 의해 분리된 셀룰로오스성분을 정제 후에 초화공정하는 과정을 거처 초산셀룰로오스를 제조하는 경우에 저압하에서의 호화공정가 가능하게 된다. 게다가 초화공정에서 유산이 개입된 탈수처리를 하는 것이 불필요한 초산셀룰로오스의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for producing cellulose acetate, and more particularly, to a method for producing cellulose acetate useful as a raw material of biodegradable plastics using wood-based materials including pieces of corncob meal. More specifically, in the case of producing cellulose acetate through the process of increasing the volume of wood-based material such as corn cob flour and subjecting the cellulose component separated by the gelatinization process to purify the cellulose component after purification, the cellulose acetate is produced under low pressure. The process becomes possible. In addition, the present invention relates to a method and apparatus for producing cellulose acetate, in which it is unnecessary to perform a dehydration treatment involving lactic acid in the nitriding process.

종래, 옥수수속대(심)를 건조파쇄해서 분말화함으로인해 얻어지는 옥수수속대가루를 호화공정한 후 여과장치에서 고형물을 분리해 셀룰로오스성분을 얻고, 그 셀룰로오스성분을 초화공정하여 초산셀룰로오스를 얻는 이것을 초산셀룰로오스의 제조방법으로 제안되어 지고 있다.Conventionally, corn cob flour obtained by drying and crushing corn cob (seed) is subjected to gelatinization process, and then the solids are separated by a filtration device to obtain a cellulose component. It is proposed as a manufacturing method.

종래에 공지된 기술인 일본국 특개 2004-27056호 공보에 의해 제안되고 있는 초산셀룰로오스의 제조방법에서는 호화공정가 물이 첨가된 옥수수 속대가루를 물이 아임계상태(초임계에 달하기 직전의 상태)가 되는 150∼250℃의 온도및 20∼29MPa의 압력하에 유지한 압력용기내에서 실시한다. 즉, 이 호화공정에서는 밀폐형 실린더에 수용한 스크류를 회전시켜 재료를 압축하면서 밀어내는 공정을 하고 그 공정에서 호화공정조건을 150∼250℃의 온도 및 20∼29MPa의 압력하에 유지하도록 한다.In the method for producing cellulose acetate, which has been proposed by Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-27056, which is known in the art, the subcritical state (the state immediately before reaching supercritical water) of corn cob flour to which the gelatinization process is added It is carried out in a pressure vessel kept at a temperature of 150 to 250 ° C. and a pressure of 20 to 29 MPa. That is, in this gelatinization process, the screw accommodated in the hermetic cylinder is rotated to push out the material while compressing the material. In this process, the gelatinization process conditions are maintained at a temperature of 150 to 250 ° C and a pressure of 20 to 29 MPa.

게다가 이 호화공정에서는 아유산나트륨이나 아유산칼슘등의 아유산화합물을 옥수수속대가루에 첨가해 호화공정 시간을 단축하려는 고안도 실시하고 있다.In addition, the gelatinization process is designed to shorten the gelatinization time by adding a nitrite compound such as sodium sulfite or calcium nitrate to the corn flour.

또한 상기 종래에 제안된 초산셀룰로오스의 제조방법에서는 호화공정 후 분 리된 셀룰로오스성분의 초화공정로서 그 셀룰로오스 성분에 무수초산 및 유산을 가해 반응시키는 공정을 실시한다.In addition, in the conventionally proposed method of manufacturing cellulose acetate, a process of reacting by adding acetic anhydride and lactic acid to the cellulose component is carried out as a step of initializing the separated cellulose component after the gelatinization process.

이와 같은 종래의 초산셀룰로오스의 제조방법에 의하면 농업생산자의 부담이 되는 폐기물로서 처리되어 있던 옥수수속대가루를 초산셀룰로오스의 원료로서 유효하게 이용하는 일이 가능하게 되고, 또 당해 제조방법에 의해 제조된 초산셀룰로오스를 생분해성 플라스틱의 원료에 이용하므로서 생분해성 플라스틱을 비교적 염가에 제조하는 것이 가능하다.According to such a conventional method for producing cellulose acetate, corn cob flour that has been treated as a waste that is burdened by agricultural producers can be effectively used as a raw material of cellulose acetate, and the cellulose acetate produced by the production method By using the as a raw material of biodegradable plastics, it is possible to produce biodegradable plastics at relatively low cost.

그렇지만 당해 초산셀룰로오스의 제조방법은 호화공정조건을 150∼250℃의 온도에서 20∼29MPa의 고압하에 유지할 필요가 있기 때문에 호화공정에 이용하는 압력용기로서 상기와 같은 재료의 압축기능과 밀어내는 기능을 갖춘 스크류 내장형의 고 내압성을 갖춘 밀폐형 실린더를 이용할 필요가 있어 그 압력용기의 설비비용이 높게 되는 문제가 있다. 또한, 초화공정에서 유산을 취급할 필요가 있기 때문에 위험부담이 크다는 문제도 있다.However, the method for producing cellulose acetate needs to maintain the gelatinization process conditions at a high pressure of 20 to 29 MPa at a temperature of 150 to 250 DEG C. As a pressure vessel used in the gelatinization process, it has a compression function and a pushing function of the above materials. Since there is a need to use a sealed cylinder having a high pressure resistance of a built-in screw type, there is a problem that the installation cost of the pressure vessel becomes high. In addition, there is a problem in that the risk is high because it is necessary to handle the lactic acid in the process of mineralization.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 호화처리와 초화처리를 하는 초산셀룰로오스 제조방법에서 호화처리에서의 압력을 종래보다도 현격히 낮출 수 있게 함으로서 호화처리에 이용한 압력용기의 내압성능을 낮게 억제 가능하며, 호화처리 후에 분리된 셀룰로오스 성분의 초화처리에서 위험부담이 큰 유산을 이용할 필요가 없는 초산셀룰로오스의 제조방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems described above, in the present invention, the pressure in the gelatinization process in the cellulose acetate production method subjected to the gelatinization treatment and the nitriding treatment can be significantly lowered than before, thereby reducing the pressure resistance performance of the pressure vessel used in the gelatinization treatment. It is possible, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing cellulose acetate, which does not require the use of a high risk of lactic acid in the initial treatment of the separated cellulose component after gelatinization.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은, 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 과열수증기를 작용시켜 호화공정(S10)를 함으로써 셀룰로오스성분을 분리하고 분리한 셀룰로오스성분을 정제공정(S20) 후 고체산과 함께 가압하에서 초화공정(S30)하여 초산셀룰로오스를 얻는 것을 특징으로 한다.In the production method of the present invention for achieving the above object, by separating the cellulose component and purifying the separated cellulose component by performing a gelatinization process (S10) by acting superheated steam on a piece of wood-based material to which a solid catalyst is added After the step (S20) and the solid acid under pressure with the solid acid step (S30) is characterized in that the cellulose acetate is obtained.

한편, 상기 호화공정(S10)은 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 400∼800℃의 과열수증기를 0.1∼5MPa의 압력하에서 15∼240min 작용하며, 상기 호화공정(S10)에서 목질계 재료의 조각 집합체에 첨가하는 고체촉매가 플라티나, 산화티탄, 산화세륨, 산화이트륨, 산화토륨, 산화석, 산화아연, 산화망간, 산화알루미늄, 산화실리콘, 산화바나듐에서 선택할 수 있는 1종류 또는 복수의 종류이며, 상기 고체촉매의 첨가량은 목질계 재료에 대해서 건조 중량비 1∼20wt%인 것을 특징으로 한다.On the other hand, the gelatinization step (S10) acts 15 to 240min of superheated steam at 400 to 800 ° C under a pressure of 0.1 to 5MPa on the piece aggregate of the wood-based material to which the solid catalyst is added, and at the gelatinization step (S10). The solid catalyst to be added to the aggregate of materials is one or more selected from platinum, titanium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, thorium oxide, stone oxide, zinc oxide, manganese oxide, aluminum oxide, silicon oxide, and vanadium oxide. The solid catalyst is added in an amount of 1 to 20 wt% of the dry weight ratio based on the wood-based material.

여기서, 상기 목질계재료의 조각체 입도는 직경이 0.01∼5mm인 것을 특징으로 한다.Here, the particle size of the wood-based material is characterized in that the diameter of 0.01 to 5mm.

또한, 상기 초화공정(S30)는 셀룰로오스성분과 셀룰로오스에 대해서 건조 중량비 300 ~ 700(wt%)인 빙초산을 첨가하여 반응시켜 초산셀룰로오스와 초산을 생성시키는 공정을 포함하며, 상기 고체산의 첨가량은 셀룰로오스에 대해서 건조 중량비 1~20(wt%)이고, 상기 고체산은 합성비석(제올라이트), 몰덴비석, 클리노푸치롤비석 중 적어도 어느 한 종류 이상을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of nitriding (S30) includes a step of producing cellulose acetate and acetic acid by adding and reacting cellulose component and glacial acetic acid having a dry weight ratio of 300 ~ 700 (wt%) with respect to cellulose, the amount of the solid acid is added Dry weight ratio of 1 to 20 (wt%), the solid acid is characterized by using at least any one or more of synthetic zeolite (zeolite), molten zeolite, clinofucciol zeolite.

또한, 상기 초화공정(S30)에서 초화반응온도는 70~130(℃)이고, 반응압력은 0.1~5(MPa) 이고, 반응시간은 30~300(min)인 것을 특징으로 한다.In addition, in the initialization step (S30), the reaction temperature is 70 ~ 130 (℃), the reaction pressure is 0.1 to 5 (MPa), the reaction time is characterized in that the 30 to 300 (min).

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조장치는, 호화수단(10)과, 호화처리된 생성물을 정제처리하기 위한 여과장치 세척탈수장치 건조장치로 구성된 정제수단(40)과, 상기 정제수단(40)에 의해 생성된 셀룰로오스를 초화반응시키는 초화수단(50)을 포함한 제조장치(100)에 있어서;The manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object, the purifying means (10), a purifying means 40 consisting of a filtering device washing dehydration device drying apparatus for purifying the processed product, and the purifying means In the manufacturing apparatus (100) including the means for superposing | reacting 50 which oxidizes the cellulose produced | generated by 40;

상기 호화수단(10)은 증기 보일러(11)의 수증기관로(111)에 연결된 수증기도입구(21)와, 상기 수증기도입구(21)에 연결된 열교환관로(22)와, 상기 열교환관로(22) 끝단에 연결된 수증기도출구(23)와, 상기 열교환관로(22) 하단에 구비된 버너(24)로 구성된 과열수증기생성장치(20)와; 상부에 체결구(321)에 의해 착탈가능한 뚜껑(32)에 압력계(322)가 구비되고 상기 뚜껑(32) 하방에 구비되어 상기 수증기도출구(23)에 연결된 과열수증기도입구(33)와, 하부의 드레인 취출구(34) 및 하부 측면에 구비된 배기구(35)로 구성된 중공체인 반응조본체(31)와, 다수의 수증기 통과공(372)이 구비된 유공저판(371)의 내측에 망체(38)가 장착된 원통의 동판(37)이 반응조본체(31)의 내부의 수증기도입구(33)와 드레인취출구(34) 및 배기구(35) 사이 공간에 설치되는 카트리지(36)로 구성된 고온수증기반응장치(30)로 구성되며,The luxury means 10 is a water vapor inlet 21 connected to the steam engine passage 111 of the steam boiler 11, a heat exchange pipe passage 22 connected to the water vapor inlet 21, and the heat exchange tube 22 A superheated steam generating device (20) comprising a water vapor outlet (23) connected to an end and a burner (24) provided at a lower end of the heat exchange tube (22); The pressure gauge 322 is provided on the lid 32 detachable by the fastener 321 in the upper portion, and the superheated steam inlet 33 is provided below the lid 32 to be connected to the water vapor outlet 23. The reaction body main body 31, which is a hollow body composed of a lower drain outlet 34 and an exhaust port 35 provided on the lower side, and a net body 38 inside the oil hole bottom plate 371 provided with a plurality of water vapor passage holes 372. The hot-plate steam reaction consisting of the cartridge 36 installed in the space between the inlet 33 and the drain outlet 34 and the exhaust port 35 inside the reactor body 31 of the cylindrical copper plate (37) is mounted. Device 30,

상기 초화수단(50)은 상기 반응조본체(61) 상부에 정제처리된 셀룰로오스를 투입하기 위한 셀룰로오스유입구(611)와, 고체촉매나 고체산을 투입시키기 위한 고체촉매유입구(612)와 회수관(66)이 구비되고, 상기 반응조본체(61) 측면에 열원으로서 과열수증기를 투입하기 위해 수증기도출구(23)에 연결된 수증기유입구(613)와, 빙초산입구(614) 및 첨가제입구(616)가 구비되며, 상기 반응조본체(61) 하부에 드레인취출구(615)와 초산셀룰로오스출구(65)가 구비되며, 상기 반응조본체(61) 내부에 교반기(63)에 의해 회동하는 교반날개(64)와, 둘레방향으로 형성된 과열자켓(62)으로 구성된 초화반응장치(60)와; 상기 초화반응장치(60)에 구비된 회수관(66)에 연결되고 상기 회수관(66)에 응축기(71)가 구비된 회수장치(70)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The initializing means 50 includes a cellulose inlet 611 for injecting the purified cellulose on the reaction tank body 61, a solid catalyst inlet 612 for injecting a solid catalyst or a solid acid, and a recovery pipe 66 ) Is provided, and a steam inlet 613 connected to the water vapor outlet (23), a glacial acetic acid inlet (614) and an additive inlet (616) are provided on the side of the reaction tank body (61) to inject superheated steam as a heat source. A drain outlet 615 and a cellulose acetate outlet 65 are provided below the reaction tank body 61, and the stirring blade 64 rotates by the stirrer 63 inside the reaction tank body 61, and a circumferential direction. A superheat reaction apparatus 60 composed of a superheated jacket 62 formed of; It is characterized in that consisting of a recovery device 70 is connected to the recovery pipe 66 provided in the reaction apparatus 60, the recovery pipe 66 is provided with a condenser 71.

여기서, 상기 열교환관로(22)는 수증기도입구(21)와 수증기 도출구(23) 사이에 3단의 제1단계관로(P1), 제2단계관로(P2), 제 3단계관료(P3)의 3단 구성되며, 상기 제1단계관로(P1)와 제2단계관로(P2)는 병설상태로 연결되고 상기 제2단계관로(P2)와 제 3단계관료(P3)가 병설상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the heat exchange pipe line 22 is a three-stage first stage pipe (P1), the second stage pipe (P2), the third stage bureau (P3) between the steam inlet 21 and the steam outlet (23) It consists of three stages, the first stage pipe (P1) and the second stage pipe (P2) is connected in parallel with the second stage pipe (P2) and the third stage bureau (P3) is connected in parallel It is characterized by.

이하, 첨부된 도면 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스의 제조공정을 표시한 공정도, 도 2는 도 1에 의한 각각의 공정을 표시한 흐름도, 도 3은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스 제조장치의 전체구성을 나타내는 개략 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 개략구성도, 도 5는 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 개략설명도, 도 6은 도 5에 의한 관로 나열방법을 일례로 표시한 절개도, 도 7은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 관로의 나열방법이 다른 예를 도시한 설명도, 도 8은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 작용을 입증하기 위해 실험결과를 표시한 특성도표, 도 9a는 본 발명에 따른 고온수증기반응장치의 개략종단측면도, 도 9b는 도 9a에 의한 고온수증기반응장치의 외관을 도시한 정면도, 도 10은 본 발명에 따른 초화반응장치을 개략적으로 도시한 정면도이다.1 is a process chart showing a manufacturing process of cellulose acetate according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing each process according to FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an overall configuration of an apparatus for producing cellulose acetate according to the present invention. 4 is a schematic configuration diagram of a superheated steam generating apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the superheated steam generating apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is an explanatory view showing another example of the method of arranging the conduits of the superheated steam generating apparatus according to the present invention, and FIG. 8 shows the experimental results to prove the operation of the superheated steam generating apparatus according to the present invention. Figure 9a is a schematic longitudinal sectional side view of the high temperature steam reactor according to the present invention, Figure 9b is a front view showing the appearance of the high temperature steam reactor according to Figure 9a, Figure 10 is a schematic diagram of the reaction apparatus according to the present invention A front view showing a.

본 발명에 관련한 초산셀룰로오스의 제조방법은 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 과열수증기를 작용시켜 호화공정(S10)에 의해 셀룰로오스성분을 분리하고 분리된 셀룰로오스성분을 정제공정(S20) 후에 고체산과 함께 가압하에서 초화공정(S30)에 인해 초산셀룰로오스를 얻는 것이다. 본 발명에서 목질계 재료의 조각 집합체에는 예를들면 옥수수의 심 (콘코브)를 파쇄하므로써 얻어지는 소요량의 조각을 이용하는 것이 가능하다.In the method for producing cellulose acetate according to the present invention, the supernatant steam is applied to a piece of wood-based material to which a solid catalyst is added, the cellulose component is separated by the gelatinization process (S10), and the separated cellulose component is purified after the purification process (S20). The cellulose acetate is obtained by the step of solidification (S30) under pressure with the solid acid. In the present invention, it is possible to use a piece of a required amount obtained by crushing corn shim (corn cove), for example, into a piece of wood-based material.

본 발명에 의하면 목질계 재료의 조각 집합체에 과열수증기를 작용시키므로서 실시되는 호화공정(S10)을 고체촉매를 첨가하여 실시하는 수법을 채용해 그 호화공정(S10)을 비교적 저압에서 원만하게 실시하도록 한다. 상기 호화공정(S10)은 입상화 또는 분말화 한 목질계 재료의 조각 집합체를 고체촉매와 함께 압력용기내에 봉입하여 초고온의 수증기를 보내는 처리이고 고체촉매에는 플라티나 산화티탄, 산화세륨, 산화이트륨, 산화토륨, 산화석, 산화아연, 산화알루미늄, 산화실린콘, 산화 바나듐에서 선택할 수 있는 1종 또는 복수의 종류를 이용해 얻는 것을 알았다.According to the present invention, a method of performing the gelatinization process (S10) by adding a solid catalyst to the gelatinization process (S10), which is carried out by acting superheated steam on a piece of wood-based material, is carried out smoothly at a relatively low pressure. do. The gelatinization step (S10) is a process in which granulated or powdered pieces of wood-based material are enclosed in a pressure vessel together with a solid catalyst to send super high temperature water vapor to the solid catalyst, platinum, titanium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, and oxide. It was found that one or more kinds selected from thorium oxide, zinc oxide, zinc oxide, silicon oxide, and vanadium oxide can be obtained.

상기 조각 집합체에 포함되는 조각체의 입도(낱알정도)는 길이를 환산해서 0.01∼5mm인 것이 바람직하고 이 범위보다도 입도(낱알정도)가 작으면 조각 집합체의 층내의 틈 사이가 형성되기 어렵게 되어 과열수증기에 의해 호화작용이 조각집합 전체에 미치기 어렵기 때문에 일정한 호화작용을 얻기가 어렵게 된다. 그 반면 상기 범위보다도 입도가 크면 조각체의 크기가 너무 커서 개개의 조각체에 대한 과 열수증기에 의한 호화작용이 불충분하게 될 우려가 있고 그 점을 해소하기 위해서는 호화시간이 길게 소비될 우려가 있다. 그리고 조각체의 입도가 상기 범위 내에 있으면 호화공정(S10)를 일정하게 짧은시간에서 실시할 수 있음에도 불구하고 개개의 조각체에 대한 과열수증기에 의한 호화작용이 충분하게 널리 퍼지고 조각 집합체의 전체가 일정하게 호화된 셀룰로오스 성분의 회수율이 높아진다. 목질계 재료가 콘코브인 경우의 조각 집합체의 입도는 바람직하게는 0.05∼2mm, 더욱 바람직하게는 0.1∼1mm이고 입도가 0.05∼2mm 또는 0.1∼1mm이면 조각 집합체에 포함된 조각체의 크기가 평균화되어 과열수증기에 의한 호화작용이 효율적으로 실시되어 호화공정(S10)시간을 단축하기 쉽게 되거나 호화공정(S10)조건으로서 과열수증기의 온도나 압력을 제어하기 쉽게되는 작용이 얻어진다.The particle size of the pieces contained in the piece aggregate is preferably 0.01 to 5 mm in terms of length. If the particle size (grain size) is smaller than this range, it is difficult to form gaps in the layers of the piece aggregate and overheat. It is difficult to obtain a constant gelatinization action because the gelatinization is difficult to reach the entire set of pieces by water vapor. On the other hand, if the particle size is larger than the above range, the size of the sculpture is so large that there is a possibility that the gelatinization action due to superheated steam on the individual sculpture may be insufficient, and the gelatinization time may be consumed to solve the problem. . And if the particle size of the fragment is within the above range, although the gelatinization process (S10) can be performed at a constant short time, the gelatinization action by superheated steam on the individual fragments is sufficiently widespread and the whole of the aggregate is uniform. The recovery rate of the cellulose component which was gelatinized becomes high. When the wood-based material is corn cob, the particle size of the piece aggregate is preferably 0.05 to 2 mm, more preferably 0.1 to 1 mm, and the particle size is 0.05 to 2 mm or 0.1 to 1 mm. As a result, the gelatinization action by the superheated steam is efficiently carried out to shorten the gelatinization process (S10) time, or the gelatinization process (S10) is easily performed to control the temperature and pressure of the superheated steam.

상기 호화공정(S10)에서 이용한 상기 고체촉매의 첨가량은 건조한 목질계 재료에 대해서 1∼20wt%인 것이 바람직하다. 고체촉매는 고온 압력하에서의 과열수증기에 의한 호화작용을 촉진시키는 것이 도움이 된다고 생각되어지는데 사용되어지는 적절한 종류로는 플라티나, 산화티탄, 산화세륨 등에서 선택할 수 있다. 고체촉매의 첨가량은 건조한 목질계 재료의 중량을 기준으로해서 정해진 것이고 그 첨가량이 상기 범위보다도 적으면 충분한 촉매작용을 발휘할 수 없다. 역으로 상기 범위보다 많은 고체촉매를 첨가해도 그 첨가의 효과가 포화해 고체촉매가 쓸모없이 소비되게 된다. 목질계 재료가 콘코브인 경우 바람직한 첨가량은 3∼15wt%이고 더욱 바람직한 첨가량은 5∼10wt% 이다.The amount of the solid catalyst used in the gelatinization step (S10) is preferably 1 to 20wt% based on the dry wood-based material. The solid catalyst can be selected from platinum, titanium oxide, cerium oxide, etc. as a suitable kind to be used as it is thought that it is helpful to promote the gelatinization action by superheated steam under high temperature pressure. The addition amount of the solid catalyst is determined based on the weight of the dry wood-based material, and when the addition amount is smaller than the above range, sufficient catalytic action cannot be exhibited. Conversely, even if more solid catalysts are added than the above ranges, the effect of the addition is saturated, and the solid catalysts are consumed uselessly. In the case where the wood-based material is corn cove, the preferred amount of addition is 3 to 15 wt%, and more preferably 5 to 10 wt%.

상기 호화공정(S10)에서는 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 400∼800℃의 과열수증기를 0.1∼5MPa의 압력하에서 작용시키는 것이 바람직하다. In said gelatinization process (S10), it is preferable to apply superheated steam of 400-800 degreeC to the piece aggregate of the wood-based material to which the solid catalyst was added under the pressure of 0.1-5 Mpa.

본 발명의 호화공정(S10)에서는 서두에서 설명한 종래의 방법에 비해 과열수증기온도가 250∼550℃정도 높게 되어있는 반면으로 처리압력이 0.1∼5MPa이기 때문에 종래의 방법에 비해 19.9∼24MPa정도도 낮게 되어 있다. 여기에서 과열수증기는 호화공정(S10)에 이용한 압력용기와는 별개의 보일러에 의해 얻어지는 것이기 때문에 호화공정(S10)에 이용하는 압력용기의 내압성이 종래의 경우보다도 현격히 낮게 끝나고, 그 일이 설비비용을 현저하게 저감화 하는데에 도움이 된다. 이 같은 목질계 재료의 조각 집합체에 400∼800℃의 과열수증기를 0.1∼5MPa의 압력하에서 작용시키므로서 얻어지는 셀룰로오스의 성분은 백색도가 높고, 면화를 원료에 이용한 경우에 얻어질 수 있는 셀룰로오스성분과 비교해서도 손색이 없으며 그 결과 본 발명에 관련한 호화공정(S10)에 의해 얻어질 수 있는 셀룰로오스 성분이 순도가 높은 것이라는 걸 알 수 있다. In the geological process (S10) of the present invention, the superheated steam temperature is about 250 to 550 ° C. higher than the conventional method described in the introduction, while the processing pressure is 0.1 to 5 MPa, which is about 19.9 to 24 MPa lower than the conventional method. It is. Since the superheated steam is obtained by a boiler separate from the pressure vessel used in the gelatinization process (S10), the pressure resistance of the pressure vessel used in the gelatinization process (S10) ends significantly lower than in the conventional case, and the work costs the equipment cost. It helps to reduce significantly. The cellulose component obtained by applying 400-800 ° C. superheated steam at a pressure of 0.1-5 MPa to such a piece of wood-based material has a high whiteness and is compared with the cellulose component obtained when cotton is used as a raw material. Even if it is inferior, it turns out that the cellulose component which can be obtained by the gelatinization process (S10) concerning this invention is high in purity.

상기 호화공정(S10)에서의 과열수증기의 온도는 바람직하게는 500∼700℃, 더욱 바람직하게는 550∼600℃이다. 이것들의 온도범위의 과열수증기를 얻는 것은 비교적 용이하고 특히 550∼600℃의 과열수증기는 비교적 저렴한 과열수증기생성장치를 사용해 얻는 것이 가능하다.The temperature of the superheated steam in the gelatinization step (S10) is preferably 500 to 700 ° C, more preferably 550 to 600 ° C. It is relatively easy to obtain superheated steam in these temperature ranges, and in particular, superheated steam at 550 to 600 ° C can be obtained using a relatively inexpensive superheated steam generator.

상기 호화공정(S10)의 압력조건은 상기의 0.1∼5MPa의 범위에서 제어하면 좋겠지만 바람직하게는 0.2∼3MPa, 더욱 바람직하게는 0.5∼1MPa 이다. 이 중 0.5∼1MPa이라는 압력은 저압이고 그 일이 호화공정(S10)에 이용하는 압력용기에 대해서 설비비용이 저감화를 한층 더 현저하게 촉진하는데 도움이 된다.Although the pressure condition of the said gelatinization process S10 may be controlled in the range of said 0.1-5 Mpa, Preferably it is 0.2-3 Mpa, More preferably, it is 0.5-1 Mpa. Among them, the pressure of 0.5 to 1 MPa is a low pressure, and it helps to promote the reduction of the equipment cost more remarkably for the pressure vessel used for the gelatinization process (S10).

상기 호화공정(S10)에 있어서는 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 400∼800℃의 과열수증기를 0.1∼5MPa 의 압력하에서 작용시킨 경우 과열수증기의 작용시간은 15∼240min이라고 하는 것이 바람직하다. 과열수증기의 작용시간이 이 범위보다도 짧고 충분한 호화작용이 얻을 수 없게 될 우려가 있는 반면, 과열수증기의 작용시간이 이 범위보다도 길고 과열수증기가 쓸데없이 소비되어 호화공정(S10)를 요하는 시간이 쓸데없이 소비된다. 바람직한 작용시간은 30∼180min, 더욱 바람직한 작용시간은 45∼120min이다.In the above gelatinization step (S10), when the superheated steam at 400 to 800 ° C. is operated under a pressure of 0.1 to 5 MPa in a piece of wood-based material to which the solid catalyst is added, the action time of the superheated steam is preferably 15 to 240 min. Do. While the operating time of superheated steam is shorter than this range and sufficient gelatinization action may not be obtained, the operating time of superheated steam is longer than this range and superheated steam is unnecessarily consumed, so that the time required for gelatinization process (S10) is long. It is spent unnecessarily. Preferred working time is 30 to 180 min, and more preferably 45 to 120 min.

본 발명에 관련한 초산셀룰로오스의 제조방법에서는 호화공정(S10)에 의해 얻어진 셀룰로오스성분을 분리 생성한 후 고체산과 함께 가압하에서 초화공정(S30)처리함으로서 초산셀룰로오스를 얻는다. 상기 초화공정(S30)은 셀룰로오스성분과 빙초산을 반응시켜서 초산셀룰로오스와 초산을 생성시키는 공정을 포함하고 있다. 구체적으로는 셀룰로오스성분을 모르덴라이트(모르덴 비석)나 크리노프치로라이트(크리노프치로리 비석)이라 하는 고체산 및 빙초산을 함께 압력용기내에 봉입하고 고온고압조건하에서 탈수치환 반응을 실시하여 처리한다. 그리고 이 처리를 거치므로서 초산셀룰로오스가 얻어질 수 있기 때문에 종래의 제조방법의 초화공정(S30)으로 이용했던 유산이 불필요하게 되고 그만큼 초화공정(S30)의 위험부담이 소멸된다.In the method for producing cellulose acetate according to the present invention, cellulose acetate is obtained by separating and producing the cellulose component obtained in the gelatinization step (S10) and subjecting the solidification step (S30) to treatment with a solid acid. The step (S30) includes a step of producing a cellulose acetate and acetic acid by reacting the cellulose component and glacial acetic acid. Specifically, the cellulose component is encapsulated with a solid acid and glacial acetic acid, called mordenite (morden zeolite) or crinophthyrolite (Crynophthylori zeolite), in a pressure vessel and subjected to a dehydration substitution reaction under high temperature and high pressure conditions. . Since cellulose acetate can be obtained through this treatment, the lactic acid used in the initializing step (S30) of the conventional manufacturing method becomes unnecessary, and the risk burden of the initial step (S30) is eliminated.

상기 초화공정(S30)에 이용하는 고체산에는 모르덴비석이나 크리노프치로루비석외 합성제오라이트를 이용할 수도 있다. 제오라이트가 고체산으로서의 활동은 제오라이트의 내부에 고정된 수소원자의 활동에 의한 것이지만 제오라이트가 첨가 량이 압도적으로 많으면 산으로서의 활동보다도 양이온 교환물질로서의 활동이 많아 버린다. 결과적으로 프로톤포인트(산점)으로서의 활동이 손상되어져 버린다. 고체산의 첨가량은 건조한 셀룰로오스성분에 대해서 1∼20wt%이면 좋다. 고체산 첨가량이 이 범위보다도 적으면 충분한 탈수치환반응을 얻을 수 없을 우려가 있고 고체산의 첨가량이 이 범위보다도 많으면 고체산으로서 제오라이트를 이용한 경우 프로톤포인트(산점)로서의 유효성을 잃어버린다. 고체산의 바람직한 첨가량은 3∼15wt%이고 더욱 바람직한 첨가량은 5∼10wt%이며, 고체산의 첨가량을 이것들의 바람직한 범위 내 또는 더욱 바람직한 범위 내로 정하면 고체산이 과부족 없이 탈수치환반응에 기여할 수 있다.As the solid acid used in the above-mentioned step (S30), a mordenite, a Crinophorus ruby and other synthetic zeolites may be used. The activity of zeolite as a solid acid is due to the activity of hydrogen atoms fixed inside the zeolite. However, if the amount of zeolite added is overwhelmingly, the activity as cation exchange material is more than that of acid. As a result, activity as a proton point (scatter point) is impaired. The amount of the solid acid added may be 1 to 20 wt% with respect to the dry cellulose component. If the amount of added solid acid is less than this range, there is a possibility that sufficient dehydration substitution reaction cannot be obtained. If the amount of added solid acid is more than this range, the effectiveness as a proton point (acid point) is lost when zeolite is used as the solid acid. The preferred amount of the solid acid is 3 to 15 wt%, more preferably 5 to 10 wt%, and if the amount of the solid acid is set within these preferred ranges or within a more preferred range, the solid acid can contribute to the dehydration substitution reaction without excess and deficiency.

상기 초화공정(S30)에 이용하는 빙초산의 첨가량은 건조한 셀룰로오스성분에 대해서 300∼700wt% 이면 좋다. 셀룰로오스는 반응기로서의 “장치”을 3개 갖고 있음으로서 초화반응도 이론상은 셀룰로오스의 3배의 양이면 좋지만 실제 화학반응에서는 활성화 에너지가 고리처럼 둥근모양 (환형)이고 남은 초산을 필요로 한다. 구체적으로는 초화의 첨가량에 대해서 이론치의 3배의 양에서는 반응이 진행하지 않고 5배의 양 내지 7배의 양의 초산을 필요로 한다. 또 초산 대신에 빙초산(무수초산)을 사용하는 것은 셀룰로오스의 초화반응은 탈수반응이기 때문에 남은 물이 적은 쪽이 반응하기 쉽기 때문이다. 덧붙여서 종래에는 유산등의 탈수촉매를 이용하고 있던 것도 이 때문이다. 빙초산의 첨가량이 상기 범위보다도 적으면 필요한 초화가 이루어지지 않고 빙초산의 첨가량이 이 범위보다도 많으면 남은 초산이 많이 생겨서 쓸모없게 될 뿐만 아니라 회수농축의 필요가 커지기 때문에 유리한 계책 은 아니다. 빙초산의 바람직한 첨가량은 400∼600wt%이고 더욱 바람직한 첨가량은 450∼500wt% 이어서 빙초산의 첨가량을 이것들의 바람직한 범위 내 또는 더욱 이 바람직한 범위 내로 정하면 빙초산이 과부족 없이 탈수치환반응에 기여할 수 있다.The amount of glacial acetic acid used in the above-mentioned step (S30) may be 300 to 700 wt% based on the dry cellulose component. Cellulose has three “apparatuses” as reactors. The degree of nitriding is theoretically three times that of cellulose, but in actual chemical reactions, the activation energy is round (cyclic) and requires the remaining acetic acid. Specifically, the amount of acetic acid added does not proceed in the amount of three times the theoretical value, and acetic acid in an amount of five to seven times is required. In addition, glacial acetic acid (anhydrous acetic acid) is used instead of acetic acid because the reaction of cellulose is dehydrated, so that less water is more likely to react. It is for this reason that conventionally, dehydration catalysts, such as lactic acid, are used. If the amount of glacial acetic acid is less than the above-mentioned range, it is not an advantageous solution because the required supernatant is not achieved, and if the amount of glacial acetic acid is more than this range, the remaining acetic acid is generated and becomes obsolete, and the need for recovery and concentration is increased. The preferred amount of glacial acetic acid is 400 to 600 wt% and more preferably 450 to 500 wt%, and then the amount of glacial acetic acid is set within these preferred ranges or even more within these preferred ranges can contribute to the dehydration reaction without glacial acetic acid.

상기 초화공정(S30)에서의 초화반응온도는 70∼130℃가 적절하다. 반응온도는 반드시 이 영역으로 하지 않으면 안된다하는 것은 아니지만 반응에 의해 분리한 수분을 계외에 수증기로서 제거하기 위해서는 100℃이상의 온도가 필요하다. 또 필요이상의 높은 온도로 하면 초산 그 자체가 증기가 되어 계외에 유출하기 때문에 이것을 막기 위해서도 반응온도는 필요 최저한도로 억제하는 편이 좋다. 예를들면 160℃인 시험에서 투입한 셀룰로오스 전체가 반응하지 않고 부분적으로 초화가 진행하는 등의 문제를 일으킨다. 이것은 온도만의 문제가 아니라 교반장치의 성능에도 관계가 있지만 투입한 셀룰로오스 전체가 의도한 초화도에서 반응하는 것이 바람직하기 때문에 조절관계에서도 온도조절이 중요하다는 것을 부정할 수 없다. 초화반응온도가 상기 범위보다도 고온이고 초화반응이 부분적으로 진행해 전체의 균형을 나쁘게 하는 부적합함이 생길 우려가 있는 반면 이 범위보다도 저온이면 초화반응이 원만하게 진행하지 않을 우려가 있다. 바람직한 초화반응온도는 80∼120℃ 더욱 바람직하게는 초화반응온도는 90∼110℃이다.As for the initialization reaction temperature in the said initialization process (S30), 70-130 degreeC is suitable. The reaction temperature does not necessarily have to be in this range, but in order to remove the water separated by the reaction as water vapor in addition to the system, a temperature of 100 ° C. or more is required. If the temperature is higher than necessary, acetic acid itself becomes a vapor and flows out of the system. Therefore, in order to prevent this, it is better to suppress the reaction temperature to the minimum required. For example, in the test at 160 ° C, the entire cellulose injected does not react, causing the problem of partial growth. This is not only a matter of temperature, but also related to the performance of the stirring device. However, it is impossible to deny that temperature control is important even in a control relationship because it is preferable that the entire cellulose injected is reacted at the intended degree of supernatant. There is a concern that the reaction temperature is higher than the above range and that the reaction proceeds partially to impair the overall balance, whereas if it is lower than this range, the reaction may not proceed smoothly. Preferable initialization reaction temperature is 80-120 degreeC More preferably, the reaction temperature is 90-110 degreeC.

더욱이 초화공정(S30)에서의 압력조건은 0.1∼5MPa이고 이 범위보다도 고압에서의 초화반응은 반응이 늦게 될 우려가 있고 이 범위보다도 저압에서의 초화반응은 셀룰로오스에서의 물의 분리가 충분하게 실시되지 않을 우려가 있다. 바람직한 압력은 0.2∼3MPa, 더욱 바람직하게는 압력은 0.5∼1MPa이다.In addition, the pressure condition in the step (S30) is 0.1 to 5 MPa, and the reaction at high pressure above this range may cause a slow reaction. The reaction at low pressure below this range does not sufficiently separate water from cellulose. There is no fear. Preferred pressure is 0.2 to 3 MPa, more preferably 0.5 to 1 MPa.

초화반응시간은 30∼300min 으로 정하는 것이 적절하고 바람직하게는 80∼240min 더욱 바람직하게는 120∼180min이다.The reaction time is preferably set to 30 to 300 minutes, preferably 80 to 240 minutes, more preferably 120 to 180 minutes.

도 1은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스의 제조공정을 도시한 공정도로 상기 제조방법은 호화공정(S10)와 정제공정(S20), 초화공정(S30)를 포함하고 있다. 그리고 각각의 처리는 도 2에 나타낸 각각의 공정흐름도를 참조하여 설명한다.1 is a process diagram illustrating a manufacturing process of cellulose acetate according to the present invention, the manufacturing method includes a gelatinization step (S10), a purification step (S20), a cementation step (S30). Each process will be described with reference to the respective process flow diagram shown in FIG.

상기 호화공정(S10)는 목질계 재료의 조각 집합체의 하나의 예이다. 분말 콘코브(옥수수속대가루)에 고체촉매를 첨가해 압력 용기내에 봉입하고 그 압력용기내에 초고온의 과열수증기를 작용시키는 공정이 실시된다.The luxury step S10 is an example of a piece aggregate of wood-based materials. A solid catalyst is added to the powdered corn cob (corn cob flour), encapsulated in a pressure vessel, and a super high temperature steam is applied to the pressure vessel.

고체촉매에는 플라티나, 산화티탄, 산화세륨, 산화이트륨, 산화트륨, 산화석, 산화아연, 산화망간, 산화알루미늄, 산화실리콘, 산화바나듐에서 선택할 수 있는 1종 또는 복수의 종류를 이용하는 것이 가능하고 이 실시형태에서는 그것들의 고체촉매 중에서 고체 알카리 매체로서의 산화티탄, 산화이트륨, 산화세륨, 산화트륨을 각각 단독으로 이용했다. It is possible to use one or more kinds of solid catalysts selected from platinum, titanium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, titanium oxide, stone oxide, zinc oxide, manganese oxide, aluminum oxide, silicon oxide and vanadium oxide. In the embodiment, titanium oxide, yttrium oxide, cerium oxide, and cerium oxide as solid alkali media were used alone among these solid catalysts.

분말 콘코브에는 길이 환산에서 0.01∼5mm의 입도분포가 있는 조각체의 집합체를 이용한 것 외에 0.05∼2mm의 입도분포가 있는 조각체의 집합체나 0.1∼1mm의 입도분포가 있는 조각체의 집합체도 이용하는 것을 시험했다. 그 결과 0.01∼5mm의 입도분포가 있는 조각체의 집합체를 이용하면 개개의 조각체에 대한 과열수증기에 의한 호화작용이 충분하게 일어나고 조각 집합체의 전체가 일정하게 호화되어 셀룰로오스 성분의 회수율이 높아지는 것을 알았다. 또, 입도분포가 0.05∼2mm의 경우나 0.1∼1mm의 경우에는 조각 집합체에 포함된 조각체의 크기가 평균화되어 과열수증기에 의한 호화작용이 효율적으로 실시되어 호화공정(S10)시간을 단축하기 쉽게 되거나 호화공정(S10)조건으로서의 과열수증기의 온도나 압력을 제어하기 쉽게 된다는 것을 알아낼 수 있었다.In addition to using powder aggregates having a particle size distribution of 0.01 to 5 mm in terms of length, a powder aggregate having a particle size distribution of 0.05 to 2 mm or aggregates having a particle size distribution of 0.1 to 1 mm is also used. Tested that. As a result, it was found that the use of supernatant aggregates with a particle size distribution of 0.01 to 5 mm sufficiently resulted in gelatinization by superheated steam on individual fragments, and the entire fragment aggregate was uniformly gelatinized to increase the recovery of cellulose components. . In the case of a particle size distribution of 0.05 to 2 mm or 0.1 to 1 mm, the size of the pieces contained in the aggregates is averaged, so that the gelatinization action by the superheated steam is performed efficiently, so that the gelatinization process (S10) time can be shortened easily. It was found that the temperature and pressure of the superheated steam as the gelatinization step (S10) conditions can be easily controlled.

고체촉매의 첨가량은 건조한 분말 콘코브에 대해서 1∼20wt% 의 경우와 3∼15wt% 의 경우, 5∼10wt%의 경우를 시험해보았는데 1∼20wt%의 범위에서는 고정매체의 양에 대해서 과부족이 없고, 더구나 충분한 촉매작용이 발휘되는 것을 알았다. 이 같은 상황은 첨가량이 3∼15wt% 인 경우나 5∼10wt% 인 경우에 현저하게 나타내는 것을 알았다.The amount of solid catalyst added was 1-20 wt% for dry powder corn cobs and 5-10 wt% for 3-15 wt%, but there was no excess or deficiency in the amount of fixed medium in the range of 1-20 wt%. Furthermore, it was found that sufficient catalysis was exerted. Such a situation was found to be remarkable when the addition amount was 3 to 15 wt% or when it was 5 to 10 wt%.

과열수증기의 온도는 400∼800℃이고, 고온수증기반응장치(30) 내의 압력을 0.1∼5MPa에 유지했다. 또 과열수증기의 온도를 500∼700℃이나, 550∼600℃로 한 경우, 고온수증기반응장치(30) 내의 압력을 0.2∼3MPa이나 0.5∼1MPa 로 변화시킨 경우에 대해서도 시행했다.The temperature of superheated steam was 400-800 degreeC, and the pressure in the hot steam reactor 30 was kept at 0.1-5 Mpa. Moreover, when the temperature of superheated steam was 500-700 degreeC and 550-600 degreeC, it also performed also when the pressure in the high temperature steam reaction apparatus 30 was changed to 0.2-3 MPa or 0.5-1 MPa.

호화공정(S10)에서의 가수분해반응에 의해 셀룰로오스 성분 외 헤미셀룰로오스 (가용성크실란)가 얻어지기 때문에 호화공정(S10) 후에 셀룰로오스 성분의 정제공정(S20)를 실시했다. Since hemicellulose (soluble xsilane) other than a cellulose component was obtained by the hydrolysis reaction in a gelatinization process (S10), the refinement | purification process (S20) of a cellulose component was performed after gelatinization process (S10).

상기 호화공정(S10)에서의 처리시간은 15∼240min, 30∼180min, 45∼120min의 3종류를 선택했다.The treatment time in the said luxury process (S10) selected three types of 15-240min, 30-180min, and 45-120min.

[정제공정][Refining process]

정제공정(S20)은 호화공정(S10)에서의 가수분해반응의 생성물 및 잔류물에서 셀룰로오스 성분을 분리하는 처리이고 도 2처럼 여과, 세척, 건조의 각 공정을 실 시하여 셀룰로오스 성분을 회수한 것 외 상기의 헤미 셀룰로오스를 분리하고 더욱이 고체촉매의 재이용하기 때문에 회수했다.Purification step (S20) is a process of separating the cellulose component from the product and the residue of the hydrolysis reaction in the gelatinization step (S10), and recovered the cellulose component by performing each step of filtration, washing and drying as shown in FIG. The hemi cellulose was separated and recovered because the solid catalyst was reused.

정제공정(S20)에 의해 분리된 셀룰로오스 성분은 상기 조건(과열수증기의 온도, 압력, 고체촉매의 종류 등)의 경우도 그 백색도가 면화를 원료로 이용했을 경우에 얻어지는 셀룰로오스 성분과 손색이 없는 것이었다.The cellulose component separated by the refining step (S20) had no inferiority with the cellulose component obtained when the cotton was used as a raw material even in the above conditions (temperature of superheated steam, pressure, type of solid catalyst, etc.). .

[초화공정][Process of initialization]

초화공정(S30)는 셀룰로오스성분과 빙초산을 반응시킴으로서 초산셀룰로오스와 초산을 생성시키는 공정을 포함하고 있다. 구체적으로는 셀룰로오스성분을 고체산 및 빙초산을 함께 반응장치 내에 봉입하고 고온고압조건하에서 탈수치환반응(산화반응)을 일으키게 하는 처리이다. 이 초화공정(S30)에 의한 정제물 및 잔류물을 여과, 세척으로 각 공정을 실시해 초산셀룰로오스를 분리함과 함께 여액이나 촉매를 회수하고 촉매는 재이용에 제공했다.The nitriding step (S30) includes a step of producing cellulose acetate and acetic acid by reacting the cellulose component with glacial acetic acid. Specifically, the cellulose component is encapsulated in the reaction apparatus together with a solid acid and glacial acetic acid, and causes a dehydration substitution reaction (oxidation reaction) under high temperature and high pressure conditions. Filtrate and residue were filtered and washed in this refining step (S30), and each step was carried out to separate cellulose acetate, and the filtrate or catalyst was recovered, and the catalyst was used for reuse.

상기 초화공정(S30)에서는 서두에서 설명한 종래의 제조방법의 초화공정(S30)로 이용했던 유산을 이용하지 않았지만 생분해성 플라스틱의 원료로서 용도에 적합하게 제공할 수 있는 초산셀룰로오스를 얻을 수 있다. 구체적으로는 초산셀룰로오스의 초화율 55.2% ∼ 57.0%이고, 백색도가 92%이다. In the above-mentioned step (S30), cellulose acetate which can be suitably used as a raw material of biodegradable plastics can be obtained without using the lactic acid used in the step (S30) of the conventional manufacturing method described at the beginning. Specifically, the cellulose acetate has a rate of 55.2% to 57.0% with a whiteness of 92%.

초화공정(S30)에 이용하는 고체산에는 모르덴비석, 크리노프치로루비석, 합성제오라이트를 이용해 얻는 것을 확인했다. 그리고 고체산의 첨가량은 건조한 셀룰로오스 성분에 대해서 1∼20wt%이면 좋고 바람직한 첨가량은 3∼15wt%이고 더욱 바람직한 첨가량은 5∼10wt%인것도 확인했다.It was confirmed that the solid acid used in the initial step (S30) was obtained by using mordenite, Crinofchirurubine, and synthetic zeolite. It was also confirmed that the amount of the solid acid added was 1 to 20 wt% with respect to the dry cellulose component, the preferred amount was 3 to 15 wt%, and the more preferable amount was 5 to 10 wt%.

초화공정(S30)에 이용하는 빙초산의 첨가량은 건조한 셀룰로오스성분에 대해서 300∼700wt%이면 좋고 바람직하게는 400∼600wt% 이고 더욱 바람직하게는 450∼500wt%인 것도 확인했다.The addition amount of glacial acetic acid used for the initialization process (S30) should just be 300-700 wt% with respect to a dry cellulose component, Preferably it was 400-600 wt%, More preferably, it confirmed that it is 450-500 wt%.

초화공정(S30)에서의 초화반응온도는 70∼130℃가 적절하고 바람직하게는 80∼120℃, 더욱 바람직하게는 90∼110℃인 것도 확인했다.It was also confirmed that 70-130 degreeC is suitable for the initialization reaction temperature in a initialization process (S30), Preferably it is 80-120 degreeC, More preferably, it is 90-110 degreeC.

초화공정(S30)에서의 압력조건은 0.1∼5MPa , 바람직하게는 0.2∼3MPa, 더욱 바람직하게는 0.5∼1MPa 인 것도 확인했다.It was also confirmed that the pressure conditions in the initialization step S30 are 0.1 to 5 MPa, preferably 0.2 to 3 MPa, and more preferably 0.5 to 1 MPa.

또한 초화반응시간은 30∼300min에 정하는 것이 적절하지만 바람직하게는 80∼240min, 더욱 바람직하게는 120∼180min 이어도 좋다.Moreover, although it is suitable to set the reaction time to 30-300min, Preferably it is 80-240min, More preferably, it may be 120-180min.

도 3은 본 발명에 따른 초산셀룰로오스의 제조장치의 전체구성을 나타내는 개략 구성도로 이를 참조하여 전체구성을 설명하면 다음과 같다.Figure 3 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the manufacturing apparatus of cellulose acetate according to the present invention with reference to this as follows.

초산셀룰로오스를 제조하기 위한 장치는 호화처리하기 위한 증기보일러(11), 과열수증기생성장치(20), 고온수증기반응장치(30)로 구성된 호화수단(10)과, 호화처리된 생성물을 정제처리하기 위한 여과장치(41), 세정탈수장치(42), 건조장치(43)로 구성된 정제수단(40)과, 상기 정제수단(40)에 의해 생성된 셀룰로우스를 초화반응시키기 위한 초화반응장치(60), 응축기(71)가 구비된 회수장치(70) 초화수단(50)을 포함하고, 초화반응후 여과장치(80), 세정탈수장치(90)와 건조장치(43)를 거친후 제품이 생성된다.The apparatus for producing cellulose acetate is a steaming means (11) consisting of a steam boiler (11), a superheated steam generating device (20), a hot water steam reaction device (30) for gelatinization, and purifying the gelatinized product. Purification means (40) consisting of a filtration device (41), a washing and dehydration device (42), a drying device (43) for the reaction, and a superposition reaction device for carrying out the cellulose reaction produced by the purification means (40) ( 60), and the recovery device 70 is provided with a condenser 71, and the means 50, after the reaction after the filtration device 80, washing dehydration device 90 and the drying device 43 Is generated.

우선, 증기보일러(11)은 등유 혹은 A중유 등에서 110∼130℃의 수증기를 생성시켜 수증기관로(111)를 통해 상기 과열수증기생성장치(20)로 110∼130℃의 수 증기를 400∼600℃로 과열하는 장치로 「2 n-1 다단가열구조」의 장치로 자세한 설명은 후술하도록 한다.First, the steam boiler 11 generates steam at 110 to 130 ° C. in kerosene or A heavy oil, etc., and transmits steam at 110 to 130 ° C. to the superheated steam generator 20 through the steam pipe 111 to 400 to 600 ° C. The apparatus of overheating by the apparatus of the "2 n-1 multistage heating structure" will be described in detail later.

한편, 고온수증기반응장치(30)는 상기 과열수증기생성장치(20)에서 과열된 수증기와 혼합장치(12)에서 목질계재료(예를들면 옥수수속대가루)와 고체촉매가 혼합되어 저압과열수증기로 증자하는 장치로 내부에 투입된 원료가 고체촉매와 과열수증기에 의해 가수분해하게 된다..On the other hand, the high temperature steam reactor 30 is a mixture of the superheated steam in the superheated steam generator 20 and the wood-based material (for example corn cob flour) and the solid catalyst in the mixing device 12 is a low-pressure superheated steam It is a device for increasing steam, and the raw materials introduced therein are hydrolyzed by solid catalyst and superheated steam.

여기서 말하는 가수분해란 목질계재료의 주요구성 성분인 리그노셀룰로오스를 분해해 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 얻는 것으로 종래는 기계적으로 파쇄하거나 알칼리계약제를 이용해 장시간 호화(증자)하고 있었습니다만 본 발명의 방식을 이용하면 알칼리계약제를 사용하는 일 없이 저압력으로 단시간에 처리할 수 있다.Hydrolysis here refers to decomposing lignocellulosic, a major constituent of wood-based materials, to obtain cellulose and hemicellulose, which has been mechanically crushed or gelatinized for a long time using an alkali contractor. It can be processed in a short time at low pressure without using an alkali contractor.

한편, 상기 여과공정은 고온수증기반응장치(30)에서 증자한 원료를 고체(셀룰로오스)와 액체(헤미셀룰로오스)로 분리하는 것으로 여과장치(41)를 사용하게 된다.On the other hand, the filtration step is to use the filtration device 41 by separating the raw material steamed in the hot water steam reactor 30 into a solid (cellulose) and a liquid (hemicellulose).

여액은 헤미셀룰로오스나 폴리페놀류를 포함해 키시로올리고당등의 원료로서 사용할 수 있으므로 회수해 저장장치(미도시)에 저장한다.The filtrate can be used as a raw material, such as chishiro oligosaccharides, including hemicellulose and polyphenols, and is recovered and stored in a storage device (not shown).

상기 여과장치(41)에 의해 여과 분리된 셀룰로오스는 세정탈수장치(42)에 의해 세면(수세), 탈수해 건조장치(43)에 투입하며, 상기 건조장치(43)는 건조수증기에 의해 구동된다.The cellulose separated by filtration by the filtration device 41 is washed with water (washing) and dehydrated by the washing and dehydrating device 42 and then introduced into the drying device 43, and the drying device 43 is driven by dry steam. .

상기 초화반응장치(60)는 티탄등의 내산성이 좋은 재료로 제작해 건조 셀룰 로오스에 황산, 빙초산 등을 작용시켜 초화시킨다.The reaction reactor 60 is made of a material having good acid resistance such as titanium, and actuated by drying sulfuric acid, glacial acetic acid and the like on dry cellulose.

상기 초화반응장치(60)에서 초화된 셀룰로오스(초산셀룰로오스)는 여과장치(90)에 의해 분리되어 세정탈수장치(90)에 의해 세면(수세), 탈수한 후 상기 건조 장치(43)에서 다시 건조되어 얻고자 하는 초산셀룰로오스제품이 된다.Cellulose (cellulose acetate), which has been purified by the reaction apparatus 60, is separated by a filtration apparatus 90, washed with water by a dehydration apparatus 90, washed, dehydrated, and dried again by the drying apparatus 43. Cellulose acetate product to be obtained.

여기에 도시한 상기 초산 셀룰로오스 제조장치(100)는 원료의 투입부터 배출, 이송, 회수 등은 모두 수작업으로 실시한다 The cellulose acetate manufacturing apparatus 100 shown here is performed by manual input, discharge, transfer, recovery, etc. all by hand.

단, 도 3에 도시되지는 않았으나 배수나 폐수의 회수 등은 배수관 및 펌프를 이용해 저장조에 이송하게 된다.However, although not shown in FIG. 3, drainage or recovery of wastewater is transferred to a storage tank by using a drain pipe and a pump.

도 4 내지 도 10은 초산셀룰로오스 제조장치에서 상기 호화공정(S10)에서 이용하는 과열수증기생성장치(20), 호화공정(S10)에서 이용하는 압력용기로서의 고온수증기반응장치(30), 초화공정(S30)에서 이용하는 초화반응장치(60)에 대해서 구체적으로 설명한다.4 to 10 is a superheated steam generating device 20 used in the gelatinization step (S10) in the cellulose acetate manufacturing apparatus, a high temperature steam reaction device 30 as a pressure vessel used in the gelatinization step (S10), a step of nitriding (S30) It will be described in detail for the reaction apparatus 60 used in the.

[과열수증기생성장치][Superheated steam generator]

도 4는 과열수증기생성장치의 개략구성도, 도 5는 과열수증기생성장치의 개략설명도, 도 6은 도 5에 의한 관로 나열방법을 일례로 표시한 절개도, 도 7은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 관로의 나열방법이 다른 예를 도시한 설명도, 도 8은 본 발명에 따른 과열수증기생성장치의 작용을 입증하기 위해 실험결과를 표시한 특성도표이다.4 is a schematic configuration diagram of a superheated steam generating apparatus, FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a superheated steam generating apparatus, FIG. 6 is a cutaway view showing an example of a pipeline arrangement method according to FIG. 5, and FIG. 7 is an overheat according to the present invention. Explanatory drawing showing another example of the method of arranging the conduits of the steam generator, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the results of experiments to prove the operation of the superheated steam generator according to the present invention.

도 4에서 증기보일러(11)는 수증기를 발생시킬 수 있는 것이면 좋고, 바람직하게는 110∼130℃의 수증기를 발생시키는 것이면 좋다. 이 조건이 충족되는 한 증 기보일러(11)의 구체적 구성은 어떠한 것이라 해도 좋다.In FIG. 4, the steam boiler 11 should just be able to generate | occur | produce steam, Preferably it is good to generate | occur | produce 110-130 degreeC steam. As long as this condition is satisfied, the specific structure of the steam boiler 11 may be anything.

과열수증기생성장치(20)의 기본적 구성은 버너(24)의 가동에 의해 구현되는 가열영역(Z)의 배관에 의해 형성된 열교환관로(22)를 배치하게 된다. 또 가열영역(Z)는 열교환관로(22)의 아래쪽에 설치된 버너(24)에 의해 가열작용이 가열되도록 되어있다. 그리고 열교환관로(22)에는 증기보일러(11)에 의해 생성시킨 수증기를 도입하기 위해 수증기도입구(21)과 과열수증기를 꺼내기 위해 수증기도출구(23)가 갖추어져 있다.The basic configuration of the superheated steam generating device 20 is arranged to arrange the heat exchange tube path 22 formed by the piping of the heating zone (Z) implemented by the operation of the burner (24). In the heating zone Z, the heating action is heated by the burner 24 provided below the heat exchange pipe passage 22. In addition, the heat exchange pipe line 22 is provided with a steam inlet 21 and a steam outlet 21 for taking out superheated steam to introduce steam generated by the steam boiler 11.

상기 과열수증기생성장치(20)에서는 도 5에 모식적으로 나타낸 열교환관로(22)를 수증기도입구(21)에서 수증기도출구(23)로 향해 복수단의 관로에 구획하고 후단측면관로의 단면적을 전단측면의 관로의 단면적보다도 크게하며 그 구체적구성의 하나의 예를 다음에 설명한다.In the superheated steam generating device 20, the heat exchange pipe line 22 schematically shown in FIG. 5 is partitioned into a plurality of pipes from the water vapor inlet 21 to the water vapor outlet 21, and the cross-sectional area of the rear side side pipe is defined. One example of the specific configuration will be described next, which is larger than the cross-sectional area of the pipe on the shear side.

도 5의 사례가 과열수증기생성장치(20)에서 가열영역(Z)에 배치되어있는 열교환관로(22)는 수증기도입구(21)에서 수증기도출구(23)로 향해 3단의 관로 (P1,P2,P3)에 구획되어 있고 1단계관로(P1)와 2단계관로(P2)를 병설상태로 연결하므로서 그것들의 관로(P1,P2)를 흐르는 수증기가 향류방향이 되도록 하고 있다. 이와 같이 2단계관로(P2)와 3단계관로(P3)을 병설상태로 연결하므로서 그것들의 관로 (P2,P3)을 흐르는 수증기가 향류방향이 되도록 하고 있다. (도 5에는 수증기의 흐름방향을 화살표로 표시하고 있다) 도 5에 의해서도 알 수 있는 것처럼 열교환관로 (22)의 3단의 관로(P1,P2,P3)는 같은 단면적(구경)의 관체를 이용하는 한편 관로 (P1,P2,P3)으로 상기 관체의 사용갯수를 바꿈으로서 1단계 관로(P1)보다도 2단계 관로(P2)의 단면적을 크게하고 이와 같이 2단계 관로(P2)보다 3단계관로(P3)의 단면적을 크게하고 있다. 더욱 구체적으로는 2단계관로(P2)에 이용한 관체의 개수(그림 예에서는 2개)를 1단계관로(P1)에 이용하는 관체의 개수 (그림 예에서는 1개)의 2배로 함으로서 1단계관로(P1)의 단면적의 2배의 단면적을 2단계관로(P2)에 부여하고 있다. 이와 같이 3단계관로(P3)에 이용하는 관체의 개수 (그림 예에서는 4개)를 2단계관로(P2)에 이용하는 관체의 개수 (그림 예에서는 2개)의 2배로 함으로 인해 2단계관로(P2)의 단면적 2배의 단면적을 3단계관로(P2)에 부여하고 있다. 따라서 3단에 구획된 관로(P1,P2,P3)에서 그것들의 각 단면적은 단수가 1단계 증가할 때마다 2배가 된다 바꿔 말하면 3단의 구획된 관로(P1,P2,P3)의 단면적은 단수에 비례하고 있다.In the example of FIG. 5, the heat exchange pipe line 22 disposed in the heating zone Z in the superheated steam generating device 20 has a three-stage pipe line P1, from the water vapor inlet 21 to the water vapor outlet 21. The water vapor flowing through the pipes P1 and P2 is in a countercurrent direction by connecting the first-stage pipe P1 and the second-stage pipe P2 in parallel with each other. In this way, by connecting the two-stage pipe (P2) and the three-stage pipe (P3) in parallel with each other, the water vapor flowing through the pipes (P2, P3) in the countercurrent direction. (The flow direction of water vapor is shown by the arrow in FIG. 5) As can also be seen from FIG. 5, the pipes P1, P2 and P3 of the three stages of the heat exchange pipe 22 use pipes having the same cross-sectional area (diameter). On the other hand, by changing the number of pipes used by the pipes (P1, P2, P3), the cross-sectional area of the two-stage pipe (P2) is larger than the one-stage pipe (P1), and thus the three-stage pipe (P3) rather than the two-stage pipe (P2). ) Has a larger cross-sectional area. More specifically, the first stage pipeline (P1) is made by doubling the number of tubes used in the second stage pipeline P2 (two in the example) and twice the number of tubes used in the first stage pipeline P1 (one in the example). The cross-sectional area twice the cross-sectional area of) is given to the two-stage pipe (P2). As such, the number of tubes used in the three-stage pipeline (P3) (four in the example) is doubled to the number of tubes used in the second stage (P2) (two in the example). The cross-sectional area of twice the cross-sectional area of is given to the three-stage pipe line P2. Therefore, in the three-stage pipelines (P1, P2, P3), their cross-sectional area is doubled every time the number of stages increases. In other words, the cross-sectional areas of the three-stage pipelines (P1, P2, P3) are single-stage. Is proportional to

도 5 및 도 6을 참조해 설명한 과열수증기생성장치(20)에서는 관로(P1, P2, P3)를 구불한 형태로 연결시킨 것으로 그것들을 직선모양에 연결시킨 경우를 비교해서 전체의 열교환관로(22)을 콤팩트의 형상으로 정리할 수 있다.In the superheated steam generating apparatus 20 described with reference to FIGS. 5 and 6, the pipes P1, P2, and P3 are connected in a serpentine form, and the entire heat exchange pipe line 22 is compared with the case where they are connected in a straight shape. ) Can be arranged into a compact shape.

그림 7 에는 관로의 나열방법이 도 5와는 다른 과열수증기생성장치(20)의 사례를 나타내고 있다.Fig. 7 shows an example of the superheated steam generating device 20 whose pipe arrangement is different from that in Fig. 5.

도 7의 사례에서는 가열영역(Z)에 배치되어져 있는 열교환관로(22)는 수증기 도입구(미도시)에서 수증기도출구(미도시)로 향하여 4단계의 관로(P1,P2,P3,P4)에 구획되어 있다. 그리고 1단계관로(P1)과 2단계관로(P2)를 병설상태로 연결함으로서 그것들의 관로(P1, P2)를 흐르는 수증기가 향류방향이 되도록 하고 2단계관로(P2)와 3단계관로(P3)를 병설상태로 연결하므로서 그것들의 관로(P2, P3)를 흐르는 수 증기가 향류방향이 되도록 한다. 게다가 3단계관로(P3)와 4단계관로(P4)를 병설상태로 연결함으로서 그것들의 관로(P3, P4) 단계를 흐르는 수증기가 향류방향이 되도록 하고 있다.In the example of FIG. 7, the heat exchange pipe line 22 disposed in the heating zone Z is a four-step pipe line (P1, P2, P3, P4) from the steam inlet (not shown) to the water vapor outlet (not shown). It is partitioned on. And by connecting the first stage pipeline (P1) and the second stage pipeline (P2) in parallel with each other so that the water vapor flowing through their pipelines (P1, P2) in the countercurrent direction, the second stage pipeline (P2) and the third stage pipeline (P3) By connecting them in parallel, so that the water vapor flowing through their pipes (P2, P3) is in the countercurrent direction. In addition, by connecting the three-stage pipeline (P3) and the four-stage pipeline (P4) in parallel with each other, the water vapor flowing through their pipeline (P3, P4) stages are directed in the countercurrent direction.

또, 도 7에 의해 알 수 있는 것처럼 이 사례에서는 열교환관로(22)의 4단계의 관로(P1, P2, P3, P4)는 같은 단면적(구경)의 관체를 이용하는 한편 관로(P1, P2, P3, P4)에서 그 관체의 사용개수를 바꿈으로서 1단계관로(P1)보다도 2단계 관로(P2)의 단면적을 크게하고 2단계관로(P2)보다도 3단계관로(P3)의 단면적을 크게한다. 3단계관로(P3)보다도 4단계관로(P4)의 단면적을 크게한다. 더욱 구체적으로는 2단계관로(P2)에 이용하는 관체의 개수(그림 예에서는 2개)를 1단계관로(P1)에 이용하는 관체의 개수(그림 예에서는 1개)의 2배로함으로서 1단계관로 P1의 단면적인 2배의 단면적을 2단계관로(P2)에 부여하고 있고 3단계의관로(P3)에 이용한 관체의 개수(그림 예에서는 4개)를 2단계관로(P2)에 이용하는 관체의 개수 (그림 예에서는 2개)의 2배로 함으로서 2단계관로(P2)의 단면적인 2배의 단면적을 3단계관로(P3)에 부여하고 있다. 게다가 4단계관로(P4)에 이용한 관체의 개수(그림 예에서는 8개)를 3단계관로(P3)에 이용하는 관체의 개수(그림 예에서는 4개)의 2배로 함으로서 3단계관로(P3)의 단면적인 2배의 단면적을 4단계관로(P4)에 부여하고 있다. 따라서 4단계에 구획된 관로(P1, P2, P3, P4)에서 그것들의 각 단면적은 단계수가 1단계 증가할 때마다 2배가 되고 있다. 바꿔 말하면 4단계에 구획된 관로(P1, P2, P3, P4)의 단면적은 단계수에 비례하고 있다.In addition, as can be seen from FIG. 7, in this case, the four stages of the heat exchange pipe 22 (P1, P2, P3, P4) use pipes having the same cross-sectional area (diameter) while the pipes P1, P2, P3 , The cross-sectional area of the two-stage pipeline P2 is made larger than the one-stage pipeline P1 and the cross-sectional area of the three-stage pipeline P3 is larger than the two-stage pipeline P2. The cross-sectional area of the fourth stage pipe P4 is made larger than the third stage pipe P3. More specifically, by multiplying the number of tubes used in the second stage pipeline P2 (two in the example) by the number of tubes used in the first stage pipeline P1 (one in the example), The cross-sectional area twice the cross-sectional area is given to the two-stage pipeline (P2), and the number of tubes used in the three-stage pipeline (P3) (four in the example) is used for the second-stage pipeline (P2) (Figure In the example, the cross-sectional area of twice the cross-sectional area of the two-stage pipe line P2 is given to the three-stage pipe line P3 by doubling the two). Furthermore, the cross-sectional area of the three-stage pipeline (P3) is doubled by doubling the number of tubes (four in the example) used for the four-stage pipeline (P4) to four (four in the diagram). A cross-sectional area of twice the phosphorus is given to the four-stage pipeline P4. Therefore, in the pipelines P1, P2, P3, and P4 partitioned in four stages, their respective cross-sectional areas are doubled each time the number of stages increases. In other words, the cross-sectional areas of the pipelines P1, P2, P3, and P4 partitioned in four stages are proportional to the number of stages.

이 사례에서는 가열영역(Z)가 열교환관로(22)의 아래측면에 설치된 버너(24) 에 의한 가열작용에 의해 가열되도록 되어있고 열교환관로(22)을 4구획함으로서 형성되고 있는 각 관로(P1,P2,P3,P4)에서는 상린접단의 2개의 관로중 후단측관로가 전단측관로 보다도 아래쪽에 배치되고 있다. 따라서, 최종단관로에 상당하고 있는 4단계 관로(P4)가 1∼3단계관로(P1,P2,P3)보다도 아래쪽에 배치되어있다.In this example, the heating zone Z is heated by a heating action by the burner 24 provided on the lower side of the heat exchange pipe line 22, and each of the pipe lines P1, which is formed by four divisions of the heat exchange pipe line 22, is formed. In P2, P3, and P4), the rear end side of the two pipelines of the upper lining is disposed below the front side side. Therefore, the four-stage pipeline P4 corresponding to the final end pipe is arranged below the one-third stage pipelines P1, P2, and P3.

이 사례가 과열수증기생성장치(20)에 있어서는 각 단계의 관로(P1,P2,P3,P4)를 구불한 형태로 연결시키고, 각 단계의 관로(P1,P2,P3,P4)를 상하로 나열하기 위해 그것들을 직선모양으로 연결시킨 것이다. 도 5에서 설명한 것에 비해 관로단계수가 비교적 많고 전체 열교환관로(22)을 콤팩트모양으로 정리할 수 있다.In this case, in the superheated steam generator 20, the pipes P1, P2, P3, and P4 of each stage are connected in a serpentine form, and the pipes P1, P2, P3, and P4 of each stage are arranged up and down. To connect them in a straight line. Compared with FIG. 5, the number of pipe stages is relatively large, and the entire heat exchange pipe line 22 can be arranged in a compact shape.

도 7을 참조해 설명한 과열수증기생성장치(20)의 작용을 입증하기위해 실험결과를 도 7에 표시하고 있다. 이 실험결과를 얻기 위해 도 4에 표시한 증기 보일러(11)를 사용했다.Experimental results are shown in FIG. 7 in order to prove the operation of the superheated steam generating apparatus 20 described with reference to FIG. 7. In order to obtain this test result, the steam boiler 11 shown in FIG. 4 was used.

즉, 증기보일러(11)에 의해 생성한 110℃의 수증기를 도 6에 나타낸 과열수증기생성장치(20)의 수증기도입구(21)에 도입했다. 과열수증기생성장치(20)의 관로단계수를 5단계으로 하고 각 단계의 관로의 배치는 도 7을 참조해서 설명한 것에 준해서 되돌리는 구조로 한다. 각 단계의 관로에는 직경 15㎜, 길이 450㎜의 스텐레스관을 이용, 인접단의 관로는 스텐레스제에 의해 연결시킨다. 각 단계의 관로를 형성하고 있는 관체의 개수는 1단계가 1개, 2단계가 2개, 3단계가 4개, 4단계가 8개, 5단계가 16개로 했다. 가열영역을 형성하기 위해 가동시키는 버너(24)에는 탕비용기 프로판가스버너 (50000Kcal)를 이용했다. 한편, 버너(24)에는 탕비기용 프로판가스 버너외 등유 및 중유를 연료로 하는 것을 이용하는 것도 가능하다.In other words, the steam at 110 ° C generated by the steam boiler 11 was introduced into the inlet 21 of the superheated steam generator 20 shown in FIG. The number of pipeline stages of the superheated steam generator 20 is set to five stages, and the arrangement of the pipelines in each stage is set back in accordance with the description with reference to FIG. Stainless steel pipes having a diameter of 15 mm and a length of 450 mm were used for the pipes in each stage, and the pipes at adjacent ends were connected by stainless steel. The number of pipes forming the pipeline of each stage was 1 in 1 stage, 2 in 2 stages, 4 in 3 stages, 8 in 4 stages and 16 in 5 stages. The burner 24 which was operated to form a heating area was used with a hot pot propane gas burner (50000 Kcal). On the other hand, it is also possible to use burner 24 for fueling propane gas burners other than kerosene and heavy oil.

그림 8에서 나타낸 것과 같이, 상기 수증기도입구(21)의 온도가 110℃인 수증기가 1단계관로(P1)에서 185℃, 2단계관로(P2)에서 272℃, 3단계관로(P3)에서 405℃, 4단계관로(P4)에서 580℃, 5단계관로(P5)에서 775℃라고 말하는 것처럼 단계수가 증가함에 따라서 약 비례적으로 상승해서 수증기도출구(23)에서는 800℃가까운 수증기를 꺼낼 수 있었다. 한편 수증기도입구(21)에서의 수증기 주입압력을 0.2MPa로 정할 때 수증기도출구(23)를 개방한 상태에서는 1∼5단계의 각 단계의 관로에서의 압력이 0.3MPa부근의 일정치에 유지되고, 수증기도입구(21)에 비교해 수증기도출구(23)의 압력이 극단적으로 높게 된 적은 없었다.As shown in Figure 8, the water vapor inlet 21 of the water vapor inlet temperature is 110 185 ℃ in the first stage pipe (P1), 272 ℃ in the second stage pipe (P2), 405 in the three-stage pipeline (P3) As the number of steps increases, as it says 580 ° C in the four-stage pipeline (P4) and 775 ° C in the five-stage pipeline (P5), the water vapor rises in proportion to about 800 ° C at the outlet 23. . On the other hand, when the steam injection pressure at the steam inlet 21 is set to 0.2 MPa, the pressure in the pipes in each stage of steps 1 to 5 is maintained at a constant value near 0.3 MPa when the steam inlet 23 is open. As a result, the pressure of the vapor airway outlet 23 has never been extremely high as compared to the vapor airway inlet 21.

이 일에서 각 단계의 관로를 형성하기 위해 관체의 내압성능은 단계수에 관계없이 0.3MPa부근의 내압 성능을 전망한 것이라면 좋다고 판단했다. 또, 수증기 도출구(23)에서 꺼낸 775℃의 초고온수증기를 0.1∼5MPa의 압력에서 증기용의 압력용기에 공급해 콘코브가루를 원료로 하는 초산셀룰로오스 제조공정에서의 호화공정(S10)에 이용할 때, 해당 과열수증기생성장치를 호화공정(S10)를 위해 효율적인 과열수증기공급원으로서 이용해 얻는 것을 확인할 수 있었다.In this work, it was judged that the pressure resistance performance of the tubular body should be sufficient to predict the pressure resistance performance of 0.3 MPa regardless of the number of steps. In addition, when the ultra-high temperature steam of 775 ° C taken out from the steam outlet 23 is supplied to a pressure vessel for steam at a pressure of 0.1 to 5 MPa and used for the gelatinization step (S10) in the cellulose acetate manufacturing process using corn cob flour as a raw material. In addition, it was confirmed that the superheated steam generator was used as an efficient superheated steam source for the gelatinization process (S10).

[고온수증기반응장치][Hot Steam Steam Reactor]

도 9a는 고온수증기반응장치의 개략종단측면도이다. 같은 그림의 고온수증기 반응장치(30)은 반응조본체(31)와 조각집합체(T)가 장착된 버킷형의 카트리지(36)을 갖추고 있다.9A is a schematic longitudinal side view of the high temperature steam reactor. The high temperature steam reactor 30 of the same figure is provided with a cartridge 36 of a bucket type in which the reactor body 31 and the piece assembly T are mounted.

상기 반응조본체(31)는 세로길이의 동체의 상부에 수증기도입구(33)를 두고 하부에 드레인취출구(34) 및 배기구(35)가 중공체가 된다. 이 실시 형태에선 정면 부에 압력계(322)를 장치하고 있다. 이것에 대해서 카트리지(36)는 다수의 수증기 통과공(372)가 있는 유공저판(371)의 주위에 원통모양의 동판(37)이 세워진 천면 개방의 버킷형 유저원통체가 된다. 상기 카트리지(36)는 반응조본체(31)의 내부의 수증기 도입구(33)와 드레인취출구(34)및 배기구(35)와의 상호간 공간에 장착된다. 또 카트리지(36)을 형성하고 있는 유저원통체의 유공저판(371)의 내면측에 그 유공저판(371)의 수증기통과공(372)보다도 작은 통기공을 갖춘 금속으로 스텐레스가 되는 망체(38) 또는 메시가 장착되고 있다.The reactor body 31 has a water vapor inlet 33 at the upper part of the body of the vertical length, the drain outlet 34 and the exhaust port 35 is a hollow body at the bottom. In this embodiment, the pressure gauge 322 is provided in the front part. On the other hand, the cartridge 36 is a bucket-type user cylindrical body with a top surface opening in which a cylindrical copper plate 37 is erected around a hole bottom plate 371 having a plurality of water vapor passage holes 372. The cartridge 36 is mounted in the mutual space between the steam inlet 33, the drain outlet 34, and the exhaust port 35 in the reaction tank body 31. A mesh 38 made of stainless steel made of a metal having a ventilation hole smaller than the water vapor passage hole 372 of the hole bottom plate 371 on the inner surface side of the hole bottom plate 371 of the user cylindrical body forming the cartridge 36. Or the mesh is mounted.

그림 9b는 고온수증기반응장치의 외관을 개략으로 표시한 정면도면이다. 같은 도면처럼 반응조본체(31)은 그 상부에 뚜껑(32)을 갖추고 있다. 그리고 체결구(371)를 열어 뚜껑(32)이 착탈가능하게 되어있고 뚜껑(32)을 떼어내는 것으로 내부에 수용한 상기 카트리지(36)을 착탈하는 것이 가능하게 되어있다.Figure 9b is a front view schematically showing the appearance of the high temperature steam reactor. As in the same figure, the reactor body 31 is provided with a lid 32 thereon. The lid 32 is detachable by opening the fastener 371, and the cartridge 36 housed therein can be detached by removing the lid 32.

이상과 같이 구성되는 상기 고온수증기반응장치(30)에서 수증기에 의한 처리의 대상이 되는 조각집합체(T)를 장착한 카트리지(36)을 그림 9a와 같이 반응조본체(31)에 수용하고 수증기도입구(33)부터 고온의 과열수증기를 공급하면 그 과열수증기가 조각 집합체(T)의 층내를 통과해 카트리지(36)을 형성하고 있는 유저원통체의 유공저판(371)의 수증기통과공(372)에서 나간다. 그리고 수증기통과공(372)에서 나온 수증기나 가수분해반응의 액체잔류나 기체가 드레인취출구(34)나 배기구(35)를 거쳐 회수된다.In the high temperature steam reactor 30 configured as described above, a cartridge 36 equipped with a piece assembly T to be treated by steam is accommodated in the reactor body 31 as shown in FIG. When the high temperature superheated steam is supplied from (33), the superheated water vapor passes through the layer of the piece assembly T, and at the water vapor passage hole 372 of the user cylindrical body hole base plate 371 forming the cartridge 36. I'm going. Then, the water vapor or the liquid residue or gas of the hydrolysis reaction from the water vapor passage hole 372 is recovered through the drain outlet 34 or the exhaust port 35.

상기 고온수증기반응장치(30)는 보통은 복수기를 병렬적으로 설치하고 그 중의 1개의 고온수증기반응장치(30)를 가동중에 다른 고온수증기반응장치(30)에서의 카트리지(36)의 회수나 교체, 조각집합체(T)의 카트리지(36)의 장착이나 꺼내기가 실시된다 이렇게 하면 가수분해반응은 복수기의 고온수증기조를 이용해서 연속 가동하는 일이 가능하다고 하는 편리성이 있다.The high temperature steam reactor 30 is usually installed in parallel with the condenser and one of the high temperature steam reactor 30 while operating the recovery or replacement of the cartridge 36 in the other high temperature steam reactor 30 In this case, the cartridge 36 of the engraving assembly T is mounted or taken out. The hydrolysis reaction can be continuously operated using a plurality of hot steam tanks.

상기 카트리지(36)에 망체(38)를 추가하므로서 입도의 작은 조각 집합체(T)의 처리에 대비하고 있지만 조각 집합체(T)의 조각의 입도가 크기 때문에 상기 유공저판(371)의 수증기통과공(372)에서 조각이 유출하는 사태가 생길 걱정이 없을 때에는 망체(38)를 생략하는 것도 가능하다. 상기 고온수증기반응장치(30)를 이용하면 호화공정(S10)후의 조각 집합체(T)를 카트리지(36)마다 반응조본체(31)부터 꺼내서 후처리를 실시하는 것이 가능하게 된다.By adding the net body 38 to the cartridge 36 to prepare for the processing of the small piece aggregate T of the particle size, but the particle size of the pieces of the piece aggregate T is large, the water vapor passage hole of the hole bottom plate 371 ( It is also possible to omit the net body 38 when there is no concern that the situation of the outflow of pieces in 372. By using the above-mentioned high temperature steam reaction apparatus 30, it is possible to take out the fragment aggregate T after the gelatinization process S10 from the reaction tank main body 31 for every cartridge 36, and to perform post-processing.

[초화반응장치][Reaction reactor]

도 10은 초화반응장치(60)의 외관을 개략적으로 표시한 정면도이다. 상기 초화반응장치(60)는 과열자켓(62)에 셀룰로오스성분입구(611), 고체촉매나 고체산의 입구(612), 열원으로서의 과열수증기의 입구(613), 빙초산입구(614), 드레인취출구 (615), 초산셀룰로오스출구(65), 첨가제입구(616) 등을 갖추고 있는 것외 내부에 교반날개(64)을 갖추고 있다. 이 초화반응장치(60)는 내산성이 뛰어나고 강성이 강한재질인 것이 요구되어지기 때문에 그 재질에는 내식처리를 실시한 스텐레스강 이나 티탄등을 적합하게 채용할 수 있다. 10 is a front view schematically showing the appearance of the pyrolysis reaction apparatus 60. The reactor 60 has a cellulose component inlet 611, an inlet 612 of a solid catalyst or a solid acid, an inlet 613 of superheated steam as a heat source, a glacial acetic acid inlet 614, and a drain outlet in the superheated jacket 62. 615, the cellulose acetate outlet 65, the additive inlet 616, and the like, and a stirring blade 64 therein. Since the reaction apparatus 60 is required to be made of a material having excellent acid resistance and strong rigidity, stainless steel, titanium, or the like subjected to corrosion treatment can be suitably employed.

한편, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 초화반응장치(60)에 구비된 회수관(66)에 연결되고 상기 회수관(66)에 응축기(71)를 구비한 회수장치(70)을 구비시켜 초화반응(S30)에 의해 정제된 초산을 상기 회수관(66)을 통해 응축시켜 상기 회수장 치(70)에 회수하여 재사용할 수 있도록 한다.On the other hand, as shown in Figure 3 is connected to the recovery pipe 66 provided in the reaction apparatus 60, the recovery pipe 66 is provided with a recovery device 70 having a condenser 71 in the recovery reaction 66 The acetic acid purified by S30 is condensed through the recovery pipe 66 to be recovered and reused in the recovery device 70.

표 1은 본 발명의 제조방법과 장치에 의해 제조된 초산셀룰로오스에 대한 시험 결과치이다.Table 1 shows the test results of the cellulose acetate prepared by the production method and apparatus of the present invention. 시 험 항 목Test Items 수치shame 단위unit 수 분moisture 2.72.7 %% 산 화 도Acidification 55.155.1 %% 6% 점도6% viscosity 110110 MPa·SMPaS 산화칼슘Calcium oxide 0.030.03 %% 안 정 도An Jung Do 0.060.06 %%

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. As described above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

이상과 같이 본 발명에 의하면 호화처리에서의 압력을 종래보다도 현저하게 낮추게끔 고안을 강구하므로서 호화공정에 이용한 압력용기의 내압성능을 낮추고 억제해 설비비용을 대폭 저감하는 것이 가능하게 되고 아울러 호화공정 후에 분리된 셀룰로오스성분의 초화공정시 위험부담이 큰 유산을 이용할 필요가 없게 되어 제조환경의 안전성이 향상하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce and suppress the pressure resistance of the pressure vessel used in the gelatinization process by significantly reducing the pressure in the gelatinization process. In the process of initializing the separated cellulose component, there is no need to use a high risk of lactic acid, thereby improving the safety of the manufacturing environment.

Claims (9)

고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 과열수증기를 작용시켜 호화공정(S10)를 함으로써 셀룰로오스성분을 분리하고 분리한 셀룰로오스성분을 정제공정(S20) 후 고체산과 함께 가압하에서 초화공정(S30)하여 초산셀룰로오스를 얻는 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법.The supernatant steam is applied to the flake aggregates of the wood-based material to which the solid catalyst is added to perform the gelatinization step (S10), and the cellulose component is separated and the purified cellulose component is purified under pressure with a solid acid after the purification step (S20). The cellulose acetate manufacturing method characterized by obtaining the cellulose acetate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 호화공정(S10)은 고체촉매를 첨가한 목질계 재료의 조각 집합체에 400∼800℃의 과열수증기를 0.1∼5MPa의 압력하에서 15∼240min 작용하는 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법The gelatinization step (S10) is a method for producing cellulose acetate, characterized in that the superheated steam at 400 to 800 ° C. acts for 15 to 240 min at a pressure of 0.1 to 5 MPa on a piece of wood-based material to which a solid catalyst is added. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 호화공정(S10)에서 목질계 재료의 조각 집합체에 첨가하는 고체촉매가 플라티나, 산화티탄, 산화세륨, 산화이트륨, 산화토륨, 산화석, 산화아연, 산화망간, 산화알루미늄, 산화실리콘, 산화바나듐에서 선택할 수 있는 1종류 또는 복수의 종류이며, 상기 고체촉매의 첨가량은 목질계 재료에 대해서 건조 중량비 1∼20wt%인 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법.The solid catalyst added to the aggregate of wood-based materials in the gelatinization step (S10) is platinum, titanium oxide, cerium oxide, yttrium oxide, thorium oxide, stone oxide, zinc oxide, manganese oxide, aluminum oxide, silicon oxide, vanadium oxide. It is one kind or plural kinds selectable from the above, The addition amount of the solid catalyst is a manufacturing method of cellulose acetate, characterized in that the dry weight ratio of 1 to 20wt% with respect to the wood-based material. 제 2항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 목질계재료의 조각체 입도는 직경이 0.01∼5mm인 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법Particle size of the wood-based material is a manufacturing method of cellulose acetate, characterized in that the diameter of 0.01 ~ 5mm 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초화공정(S30)는 셀룰로오스성분과 셀룰로오스에 대해서 건조 중량비 300 ~ 700(wt%)인 빙초산을 첨가하여 반응시켜 초산셀룰로오스와 초산을 생성시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법.The method of producing a cellulose acetate comprising the step of producing a cellulose acetate and acetic acid by adding a glacial acetic acid having a dry weight ratio of 300 to 700 (wt%) with respect to the cellulose component and cellulose. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고체산의 첨가량은 셀룰로오스에 대해서 건조 중량비 1~20(wt%)이고, 상기 고체산은 합성비석(제올라이트), 몰덴비석, 클리노푸치롤비석 중 적어도 어느 한종류 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법.The amount of the solid acid added is 1-20 (wt%) by weight based on cellulose, and the solid acid is at least one of synthetic zeolite (zeolite), molten zeolite and clinofuccilol zeolite. Method for producing cellulose. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초화공정(S30)에서 초화반응온도는 70~130℃이고, 반응압력은 0.1~5MPa 이고, 반응시간은 30~300min인 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조방법.The method of producing cellulose acetate, characterized in that the reaction temperature is 70 ~ 130 ℃, the reaction pressure is 0.1 ~ 5MPa, the reaction time is 30 ~ 300min in the initial step (S30). 호화수단(10)과, 호화처리된 생성물을 정제처리하기 위한 여과장치(41), 세정탈수장치(42), 건조장치(43)로 구성된 정제수단(40)과, 상기 정제수단(40)에 의해 생성된 셀룰로오스를 초화반응시키는 초화수단(50)을 포함한 제조장치(100)에 있어서;A purifying means (40) consisting of a purifying means (10), a filtration device (41), a dewatering device (42), and a drying device (43) for purifying the treated product, and the purifying means (40). In the manufacturing apparatus (100) comprising a means for superposing the cellulose produced by the reaction; 상기 호화수단(10)은 증기 보일러(11)의 수증기관로(111)에 연결된 수증기도입구(21)와, 상기 수증기도입구(21)에 연결된 열교환관로(22)와, 상기 열교환관로(22) 끝단에 연결된 수증기도출구(23)와, 상기 열교환관로(22) 하단에 구비된 버너(24)로 구성된 과열수증기생성장치(20)와; 상부에 체결구(321)에 의해 착탈가능한 뚜껑(32)에 압력계(322)가 구비되고 상기 뚜껑(32) 하방에 구비되어 상기 수증기도출구(23)에 연결된 과열수증기도입구(33)와, 하부의 드레인 취출구(34) 및 하부 측면에 구비된 배기구(35)로 구성된 중공체인 반응조본체(31)와, 다수의 수증기 통과공(372)이 구비된 유공저판(371)의 내측에 망체(38)가 장착된 원통의 동판(37)이 반응조본체(31)의 내부의 수증기도입구(33)와 드레인취출구(34) 및 배기구(35) 사이 공간에 설치되는 카트리지(36)로 구성된 고온수증기반응장치(30)로 구성되며,The luxury means 10 is a water vapor inlet 21 connected to the steam engine passage 111 of the steam boiler 11, a heat exchange pipe passage 22 connected to the water vapor inlet 21, and the heat exchange tube 22 A superheated steam generating device (20) comprising a water vapor outlet (23) connected to an end and a burner (24) provided at a lower end of the heat exchange tube (22); The pressure gauge 322 is provided on the lid 32 detachable by the fastener 321 in the upper portion, and the superheated steam inlet 33 is provided below the lid 32 to be connected to the water vapor outlet 23. The reaction body main body 31, which is a hollow body composed of a lower drain outlet 34 and an exhaust port 35 provided on the lower side, and a net body 38 inside the oil hole bottom plate 371 provided with a plurality of water vapor passage holes 372. The hot-plate steam reaction consisting of the cartridge 36 installed in the space between the inlet 33 and the drain outlet 34 and the exhaust port 35 inside the reactor body 31 of the cylindrical copper plate (37) is mounted. Device 30, 상기 초화수단(50)은 상기 반응조본체(61) 상부에 정제처리된 셀룰로오스를 투입하기 위한 셀룰로오스유입구(611)와, 고체촉매나 고체산을 투입시키기 위한 고체촉매유입구(612)와 회수관(66)이 구비되고, 상기 반응조본체(61) 측면에 열원으로서 과열수증기를 투입하기 위해 수증기도출구(23)에 연결된 수증기유입구(613)와, 빙초산입구(614) 및 첨가제입구(616)가 구비되며, 상기 반응조본체(61) 하부에 드레인취출구(615)와 초산셀룰로오스출구(65)가 구비되며, 상기 반응조본체(61) 내부에 교반기(63)에 의해 회동하는 교반날개(64)와, 둘레방향으로 형성된 과열자켓(62)으로 구성된 초화반응장치(60)와; 상기 초화반응장치(60)에 구비된 회수관(66)에 연결되고 상기 회수관(66)에 응축기(71)가 구비된 회수장치(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조장치.The initializing means 50 includes a cellulose inlet 611 for injecting the purified cellulose on the reaction tank body 61, a solid catalyst inlet 612 for injecting a solid catalyst or a solid acid, and a recovery pipe 66 ) Is provided, and a steam inlet 613 connected to the water vapor outlet (23), a glacial acetic acid inlet (614) and an additive inlet (616) are provided on the side of the reaction tank body (61) to inject superheated steam as a heat source. A drain outlet 615 and a cellulose acetate outlet 65 are provided below the reaction tank body 61, and the stirring blade 64 rotates by the stirrer 63 inside the reaction tank body 61, and a circumferential direction. A superheat reaction apparatus 60 composed of a superheated jacket 62 formed of; An apparatus for producing cellulose acetate, characterized in that consisting of a recovery device (70) connected to a recovery pipe (66) provided in the nitriding reaction device (60) and provided with a condenser (71) in the recovery pipe (66). 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 열교환관로(22)는 수증기도입구(21)와 수증기 도출구(23) 사이에 3단의 제1단계관로(P1), 제2단계관로(P2), 제 3단계관료(P3)의 3단 구성되며, 상기 제1단계관로(P1)와 제2단계관로(P2)는 병설상태로 연결되고 상기 제2단계관로(P2)와 제 3단계관료(P3)가 병설상태로 연결된 다단가열구조인 것을 특징으로 하는 초산셀룰로오스의 제조장치.The heat exchange pipe line 22 is a three-stage first stage pipe (P1), the second stage pipe (P2), the third stage of bureau (P3) between the steam inlet 21 and the steam outlet (23) However, the first stage pipe (P1) and the second stage pipe (P2) is connected in parallel with the multi-stage heating structure connected in parallel with the second stage pipe (P2) and the third stage pipe (P3) Apparatus for producing cellulose acetate, characterized in that the.
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