PL99019B1 - Sposob wytwarzania mikrokrystalicznej celulozy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia mikrokrystalicznej celulozy, majacej zastosowa¬ nie jako srodek wypelniajacy w przemysle che¬ miczno-farmaceutycznym, spozywczym i innym.Znany jest sposób wytwarzania mikrokrystalicz¬ nej celulozy do okreslonych celów droga hydrolizy celulozy naturalnej lub hydrocelulozy za pomoca 2,5 n kwasu solnego w temperaturze 105°C, az do osiagniecia granicznego stopnia polimeryzacji. Wy¬ tworzony produkt jest poddawany mechanicznemu rozdrobnieniu i w postaci bardzo drobnego prosz¬ ku stosowany jako material wypelniajacy w prze¬ mysle spozywczym, chemiczno-farmaceutycznym i wykorzystywany do innych celów przemyslowych (S.A. Rogowin, „Chemia celulozy", wyd. „Chimija" Moskwa 1972; opis patentowy Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 2 978 446/1961, CA. Battista, P.A. Smith, Industrial and Engineering Chemistry, —28, 1960).Znane sa sposoby wytwarzania mikrokrystalicz¬ nej celulozy droga hydrolizy roztworami kwasu siarkowego lub rozcienczonego kwasu solnego, zwy¬ kle 0,5°/o, w autoklawie w temperaturze 110—130°C, a czas trwania procesu wynosi 3,6—5,4 ks (kilose- kund) przy czym czas ustala sie dla kazdego kon¬ kretnego przypadku. Produkt hydrolizy zawiera krystaliczna frakcje materialu wyjsciowego zacho¬ wujac jego nienaruszona strukture wlóknista. W celu pelnego rozdzielenia i zhomogenizowania mi- krokrysztalów produkt po hydrolizie jest podda¬ wany dokladnemu przemialowi w mlynie koloidal¬ nym w srodowisku wodnym (A.S. Andres „Quimica e industria", Volumen 14, Enero-Febrero 1967).W znanych sposobach wytwarzania mikrokry- stalicznej celulozy, po zakonczeniu procesu hydro¬ lizy material zawierajacy mikrokrysztaly zachowu¬ je strukture wlóknista, przez co nie nadaje sie on do wykorzystywania w opisanych dziedzinach. W celu zniszczenia struktury wlóknistej, oddzielenia lfl mikrokrysztalów i zhomogenizowania produktu, ma¬ terial po procesie hydrolizy trzeba poddac dodatko¬ wej mechanicznej dezagregacji na przyklad prze¬ mialowi w mlynach koloidalnych, co przedluza proces technologiczny, podraza go i komplikuje.Proces hydrolizy za pomoca 2,5 n kwasu solnego jest zwiazany z duzym zuzyciem kwasu na jed¬ nostke produktu. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 978 446 (1961) podano, ze korzystnie stosuje sie kwas solny, poniewaz dziala on szybko specyficznie rozkladajac wiaza¬ nia 1,4-glikozydowe i zapewnia wydajnosci, które sa o okolo 30*/ou wyzsze w porównaniu z wydajnos- ciami uzyskiwanymi przy uzyciu kwasu siarkowe¬ go w tych samych warunkach. Kwas solny jest jednak srodkiem. silnie korodujacym, a w warun¬ kach wyzszych stezen i temperatur utrzymywanie norm higieniczno-sanitarnych w pomieszczeniach produkcyjnych jest utrudnione.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania mikrokrystalicznej celulozy do celów 09 0193 99 019 4 Chemiczno-farmaceutycznych, spozywczych i innych na drodze hydrolizy i dezagregacji produktu hydro¬ lizy, lecz pozbawionego niedogodnosci znanych spo¬ sobów.Sposób wytwarzania mikrokrystalicznej celulozy na drodze hydrolizy rozcienczonymi kwasami pole¬ ga wedlug wynalazku na tym, ze celuloze o za¬ wartosci co najmniej 92% a-celulozy i 3—6% |3-ce- lulozy, rozpuszczalnosci w 5% lugu sodowym 2,4% i lepkosci 110—180 mP, hydrolizuje sie rozcienczo¬ nymi kwasami do stopnia zhydrolizowania 0,003— —0,300. Równoczesnie z hydroliza przebiega che¬ miczna dezagregacja produktu hydrolizy. Proces prowadzi sie korzystnie przy uzyciu rozcienczone¬ go kwasu siarkowego o stezeniu okolo 1% i w temperaturze 120—160°C.W korzystnej formie realizacji wynalazku, po calkowitym zakonczeniu hydrolizy i dezagregacji wytworzona mase poddaje sie bieleniu, korzystnie za pomoca nadtlenków. Otrzymana mase, ewentu¬ alnie wybielona, mozna oczyscic od zanieczyszczen mechanicznych. Oczyszczona zawiesine plucze sie i suszy.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze umozliwia on uproszczenie i intensyfikacje proce¬ su technologicznego wytwarzania mikrokrystalicznej celulozy w wyniku równoczesnej hydrolizy i dez¬ agregacji, zwiekszonej wydajnosci produktu konco¬ wego, a przy zastosowaniu kwasu siarkowego ule¬ gaja równiez poprawie warunki korozyjne i sani¬ tarno-higieniczne. Ulega 4—8-krotnemu zintensy¬ fikowaniu proces usuwania zanieczyszczen mecha¬ nicznych.Nastepujace przyklady blizej objasniaja sposób wedlug wynalazku: Przyklad I. Do 1% roztworu siarkowego do¬ daje sie celuloze o zawartosci 02% a-celulozy i 6% p-celulozy. Rozpuszczalnosc celulozy w 5% lugu so¬ dowym wynosi 3,5%, a lepkosc 140 mP. Przygoto¬ wana mase celulozowa o stezeniu 5% wprowadza sie do autoklawu z mieszadlem, w którym równo¬ miernie ogrzewa sie ja tak, aby temperatura wzro¬ sla od 100 do 1606C w ciagu 2,4 ks i przy tej tem¬ peraturze ogrzewanie prowadzi sie jeszcze 1,2 ks, po czym mase schladza sie. Otrzymana mikrokry¬ staliczna celuloze oddziela sie od hydrolizatu, plu¬ cze sie i suszy. Wydajnosc celulozy mikrokrysta¬ licznej wynosi 88%.Przyklad II. Do 1% roztworu kwasu siarko¬ wego dodaje sie celuloze o zawartosci 93% a-celu¬ lozy i 5% (3-celulozy. Rozpuszczalnosc tej celulozy w 5% lugu sodowym wynosi 3,5%, lepkosc 160 mP, s stopien bieli 85%, a zanieczyszczenia mechanicz¬ ne wystepuja w ilosci 450 czastek/m*. Przygotowa¬ na mase celulozowa o stezeniu 5% wprowadza sie do autoklawu, w którym mieszajac ogrzewa sie ja równomiernie tak, aby temperatura wzrosla od 100 do 130°C w ciagu 2,7 ks, po czym w tej tempera¬ turze utrzymuje sie mase w ciagu dalszych 2,7 ks, a nastepnie schladza sie.Otrzymana mikrokrystaliczna celuloze oddziela sie od hydrolizatu i plucze sie. Wyplukana celuloze mikrokrystaliczna rozciencza sie woda do stezenia %, alkalizuje i przy pH = 9 w temperaturze 90°C bieli sie nadtlenkiem wodoru stosujac 5 g/dcms.Wybielona zawiesine plucze sie i przy stezeniu za¬ wiesiny wynoszacym 3% oczyszcza sie od zanieczy¬ szczen mechanicznych na wirówce, po czym suszy sie. Wydajnosc celulozy mikrokrystalicznej wyno¬ si 86%. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania mikrokrystalicznej celulo¬ zy na drodze hydrolizy celulozy rozcienczonym kwa¬ sem, znamienny tym, ze celuloze o zawartosci. co najmniej 92% a-celulozy i 3—6% p-celulozy, roz¬ puszczalnosci w 5% lugu sodowym 2—4% i lepkos¬ ci 110—180 mP, hydrolizuje sie rozcienczonym kwa¬ sem do stopnia zhydrolizowania 0,003—0,300, przy czym równoczesnie nastepuje chemiczna dezagre¬ gacja otrzymywanej masy krystalicznej*
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze hydrolize prowadzi sie rozcienczonym kwasem siar¬ kowym.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie kwas siarkowy o stezeniu 1%.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rozcienczony kwas miesza sie celuloza, a nastepnie otrzymana mase ogrzewa sie do temperatury 120— —160°C i utrzymuje w tej temperaturze 20—45 mi¬ nut, po czym mase chlodzi sie i oddziela od hydroli¬ zatu mikrokrystaliczna celuloze. 15 20 25 30 35 40 OZGraf. Lz. 1318 (95+17) Cena 45 zl PL