RU2032010C1 - Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья - Google Patents
Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032010C1 RU2032010C1 SU4945829A RU2032010C1 RU 2032010 C1 RU2032010 C1 RU 2032010C1 SU 4945829 A SU4945829 A SU 4945829A RU 2032010 C1 RU2032010 C1 RU 2032010C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- cellulose
- raw materials
- reactor
- powder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Использование: получение микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья. Сущность изобретения: установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья снабжена устройством для предварительного смешения целлюлозосодержащего сырья и гидролизирующего раствора, расположенным перед входным патрубком, и теплообменником, установленным в системе отвода гидролизирующего раствора, а реактор выполнен в виде червячного экструдера. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к переработке целлюлозы, а именно к производству порошкообразных микрокристаллических материалов.
Известен способ механического измельчения целлюлозосодержащего сырья (рубленой бумаги) с помощью экструдера. Однако получаемый таким способом материал имеет аморфную структуру и не отвечает требованиям, предъявляемым к микрокристаллическим порошкам по степени кристалличности, степени полимеризации макромолекул целлюлозы и дисперсности.
Наиболее распространенным в производстве микрокристаллической целлюлозы является способ химической деструкции путем гидролиза целлюлозосодержащего сырья. Известна установка для непрерывного гидролиза целлюлозы [1], которая как наиболее близким по технической сущности и достигаемым свойствам получаемого продукта выбрана в качестве прототипа. Она состоит из емкостного реактора, декантатора и системы возврата отработанного гидролизующего раствора в реактор. Аппараты связаны между собой трубопроводами, а транспортировка раствора и суспензии порошковой целлюлозы осуществляется насосами.
Установка работает следующим образом.
В реактор подается целлюлозосодержащее сырье и в избытке заливается гидролизующий раствор. По мере продвижения из верхней части реактора в нижнюю происходит деструкция макромолекул целлюлозы с образованием суспензии микрокристаллического порошка в растворе. Из донной части реактора суспензия откачивается насосом, причем часть ее возвращается обратно в реактор, а другая часть направляется в декантатор для разделения суспензии. После декантатора порошок в виде концентрированной суспензии направляется на промывку от гидролизующего раствора, сушку и измельчение.
Недостатком установки является сложность процесса и длительность технологического цикла, обусловленные наличием дополнительных операций после проведения гидролиза: промывки, сушки и измельчения. В результате промывки порошка часть гидролизующего раствора теряется, а промывные воды необходимо обезвреживать, что ведет к дополнительным затратам.
Указанная цель достигается тем, что перед реактором устанавливается устройство для предварительного смешения целлюлозосодержащего сырья и раствора, которое обеспечивает равномерное распределение раствора в объеме целлюлозного материала при минимальном его количестве (модуль смешения целлюлоза: раствор 1:(1-0,2). В качестве реактора используется червячный экструдер, в котором материал подвергается интенсивной термомеханической обработке. При скоростях сдвига до 800с-1 одновременно идут процессы деструкции целлюлозы и пропитки гидролизующим раствором постоянно возрастающей поверхности целлюлозных волокон.
Температура в зоне реакции поддерживается в пределах от 100 до 160оС.
Интенсивная термомеханическая обработка снижает время гидролиза с 1-2 ч до 3-8 мин. В средней части экструдера выполнена зона выпаривания, которая соединена с теплообменником и емкостью для гидролизующего раствора. В этой зоне за счет накопленной тепловой энергии и высокой температуры обогрева (160оС) осуществляется выпаривание раствора, который конденсируется в теплообменнике, собирается в емкости, укрепляется и возвращается в начало процесса. Высушенный порошок при постоянном перемешивании подается в зону выгрузки, где выгружается в приемник готовой продукции. При таком способе сушки и транспортирования агломераты из частиц не образуются и дополнительного измельчения не требуется. Весь цикл производства микрокристаллического порошка, начиная от смешения исходных компонентов и кончая заполнением приемника готовой продукции, составляет от 20 до 40 мин. Установка позволяет осуществлять замкнутый технологический цикл гидролизующего раствора, исключает потери и не требует утилизации отходов. Полученный на предлагаемой установке порошок не требует дополнительной промывки, как в прототипе, так как интенсификация процесса гидролиза за счет термомеханической обработки позволяет в 5-10 раз снизить концентрацию раствора (0,25-0,02 н. спиртовый или водный растворы HCl) и 15-20 раз снизить количество раствора, необходимого для гидролиза.
На фиг. 1 показана установка получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья; на фиг. 2 - устройство предварительного смешения.
Установка содержит устройство 1 предварительного смешения сырья и раствора, реактор 2 с подогревателем 3, выход 4 выпариваемого раствора; выход 5 порошка; теплообменник 6, емкость 7 для отработанного гидролизующего раствора; приемник 8 порошка; систему 9 возврата отработанного раствора в процесс, вход 10 сырья, распылитель 11, вход 12 раствора, механизм 13 выгрузки.
Установка работает следующим образом.
В устройство 1 смещения дозируется целлюлозосодержащее сырье и гидролизующий раствор, при этом происходит равномерное распределение раствора в объеме смеси, подаваемой в реактор. Соотношение компонентов выбирается из условия получения влажности целлюлозы на входе реактора не более 50%. Их смесителя смесь подается в реактор 2, где она сначала транспортируется шнеком (шнеками) в зону, в которой при высоких скоростях сдвига осуществляется гидролиз целлюлозы. Затем смесь подается в зону выпаривания, удаление раствора осуществляется при постоянном перемешивании порошка и перемещении его к зоне выгрузки. Из зоны выпаривания через выход 4 удаляются пары гидролизующего раствора, которые конденсируются в теплообменнике 6 и собираются в емкости 7. Из выхода 5 реактора порошок в виде готового продукта высыпается в приемный бункер 8. В отличие от прототипа предлагаемая установка позволяет получать микрокристаллическую целлюлозу в виде готового продукта - сухого мелкодисперсного порошка.
Технико-экономические показатели новой установки были подтверждены на малогабаритной установке, включающей реактор, выполненный в виде червячного экструдера с синфазным вращением шнек-винтов. Наружный диаметр шнеков составлял 50 мм, отношение длины шнеков к диаметру 12. В качестве устройства предварительного смешения использовали: для хлопкового волокна - герметичный бункер с шлюзовым питателем; для сырья в виде измельченных стеблей растений или резаной бумаги - шнековый мешатель.
В герметичную емкость порционно дозировали хлопковую целлюлозу, а навеску раствора подавали через распылительное устройство. Выгрузку смеси также проводили порционно. В реактор компоненты подавались при строгом массовом соотношении, гидролизующая смесь равномерно распределялась по всему объему целлюлозного материала. Во втором случае дозирование осуществляли шнеком, при этом раствор непрерывно поступал в зону смешения шнека, где и осуществлялось перемешивание и равномерное распределение компонентов.
Если предварительное смешение сырья и гидролизующего раствора не проводится, возможно заклинивание шнеков реактора. Особенность предварительного смешения хлопкового сырья вызвана отсутствием способов непрерывного дозирования такого типа волокнистых материалов. Попытки использовать в качестве дозатора хлопка шнековый питатель приводили к неравномерному распределению раствора в объеме целлюлозы и заклиниванию шнеков реактора.
Время переработки материала от стадии пропитки до получения готовой продукции составляло 23-28 мин. Выпариваемый в процессе сушки порошка гидролизующий раствор конденсировался в трубчатом теплообменнике, доукреплялся и возвращался в устройство предварительного смешения.
В процессе обработки опытной установки были определены параметры для натурного процесса с производительностью оборудования 1000 кг/ч по готовому продукту. Такой процесс может быть реализован на базе двухчервячного экструдера с диаметром шнеков 200 мм. Общее время переработки целлюлозосодержащего сырья в микрокристаллический порошок не превышает 30-40 мин.
В качестве гидролизующего раствора использовали 0,5-5,0%-ный раствор NaHSO4 в воде или 0,02 - 0,5 н раствор HCl в воде или спирте алифатического ряда с числом атомов углерода 2-4.
Характеристики микрокристаллического порошка, получаемого из различных видов целлюлозосодержащего сырья и гидролизующих растворов на предлагаемой авторами установке приведены в таблице.
Claims (2)
1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА ИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, состоящая из реактора с подогревателем, входным патрубком для подачи целлюлозосодержащего сырья и гидролизирующего раствора и патрубком для удаления полученного порошка и системы отвода и возврата отработанного гидролизирующего раствора, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени на проведение процесса и повышения его эффективности, она снабжена устройством для предварительного смешения целлюлозосодержащего сырья и гидролизирующего раствора, расположенным перед входным патрубком, и теплообменником, установленным в системе отвода гидролизирующего раствора, а реактор выполнен в виде червячного экструдера.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для предварительного смешения сырья и раствора выполнено в виде емкости, входы которой соединены с дозируемыми потоками сырья и раствора, причем вход раствора снабжен распылительным средством, а на выходе из устройства смонтирован механизм выгрузки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4945829 RU2032010C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4945829 RU2032010C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032010C1 true RU2032010C1 (ru) | 1995-03-27 |
Family
ID=21579468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4945829 RU2032010C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032010C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473721C2 (ru) * | 2007-05-14 | 2013-01-27 | Лист Холдинг АГ | Способ и установка для изготовления прядильного раствора для производства полимерного волокна |
RU2592777C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Гринтекс" (ООО "НТЦ Гринтекс") | Установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы |
-
1991
- 1991-05-05 RU SU4945829 patent/RU2032010C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Польши N 253279, кл. C 08B, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473721C2 (ru) * | 2007-05-14 | 2013-01-27 | Лист Холдинг АГ | Способ и установка для изготовления прядильного раствора для производства полимерного волокна |
RU2592777C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Гринтекс" (ООО "НТЦ Гринтекс") | Установка для непрерывного получения порошковой целлюлозы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1990507B (zh) | 制备碱纤维素和纤维素醚的方法 | |
US4316747A (en) | Process for the chemical conversion of cellulose waste to glucose | |
JPH0139760B2 (ru) | ||
RU2540886C2 (ru) | Способ и устройство для подачи материала в реактор | |
CA2799992C (en) | Method and device for the hydrolysis of organic substrates | |
EP0037912B1 (en) | Process and apparatus for chemical conversion of cellulose waste to glucose | |
RU2144100C1 (ru) | Устройство для изготовления пленок и волокон из целлюлозы и интегрированное оборудование для изготовления пленок и волокон | |
US6381866B2 (en) | Continuous process and apparatus for the drying and gel formation of solvent-containing gel-forming polymers | |
US4363671A (en) | Apparatus for chemical conversion of materials | |
US4368079A (en) | Apparatus for chemical conversion of materials and particularly the conversion of cellulose waste to glucose | |
CZ356496A3 (en) | Apparatus for retention and transfer of homogeneous suspension of cellulose | |
US11851721B2 (en) | Device for continuously producing sugar by hydrolyzation using lignocellulosic raw material | |
RU2032010C1 (ru) | Установка для получения микрокристаллического порошка из целлюлозосодержащего сырья | |
CN105064110B (zh) | 一种棉短绒制浆装置及其制浆方法 | |
US4591386A (en) | Continuous apparatus for chemical conversion of materials | |
CA3039581C (en) | Method for impregnating biomass and device for impregnating biomass | |
CN101081872A (zh) | 聚阴离子纤维素的低浴比捏合法生产 | |
Liu et al. | Nitrocellulose | |
EP0780510B1 (en) | A process for the production of cellulose | |
CN111269372B (zh) | 连续化质量稳定的六羟甲基化三聚氰胺的制备方法 | |
CN114929377A (zh) | 用于聚合物解聚的设备和方法 | |
FI65277B (fi) | Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av modifieradestaerkelser | |
RU123365U1 (ru) | Технологическая линия для получения древесно-полимерного композиционного материала конструкционного назначения | |
CN110804890B (zh) | 一种物理脉冲破壁制浆装置 | |
LV12110B (lv) | Reaktors autohidrolīzes procesa realizēšanai ar tvaika sprādzienu |