RU2157434C1

RU2157434C1 - Cotton wool production method

Info

Publication number: RU2157434C1
Application number: RU99104687A
Authority: RU
Inventors: А.В. Чешкова; И.Б. Надтока; Б.Н. Мельников
Original assignee: Ивановский государственный химико-технологический университет
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-10-10

Abstract

FIELD: pulp-and-paper industry. SUBSTANCE: method involves treating cellulose filaments in solution containing pectavamorine, liporhizin and nonionic wetting agent at temperature of 40-50 C; providing whitening and mechanical processing. EFFECT: improved whiteness of final product, reduced duration of process and decreased concentration of chemical reagents. 1 tbl

Description

Область техники. The field of technology.

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к технологии получения медицинской гигиенической ваты. The present invention relates to the textile industry, and in particular to a technology for producing medical hygiene cotton wool.

Уровень техники. The prior art.

Известен способ получения медицинской гигиенической ваты путем обработки целлюлозных волокон щелочно-перекисным раствором по периодическому способу [Г. А. Вайнштейн. Справочник по ватному производству. Издательство "Легкая индустрия", Москва, 1972, с. 153]. Недостатком этого способа являются большие тепло- и энергозатраты, высокое потребление технологической воды и, как следствие этого, увеличение выброса сточных вод. A known method of obtaining medical hygiene cotton wool by treating cellulose fibers with an alkaline peroxide solution in a periodic manner [G. A. Weinstein. Handbook of cotton production. Publishing house "Light industry", Moscow, 1972, p. 153]. The disadvantage of this method is the large heat and energy consumption, high consumption of process water and, as a consequence, an increase in wastewater discharge.

Известен способ получения ваты по технологии непрерывного щелочно-перекисного беления [Справочник "Отделка хлопчатобумажных тканей", том 1. Москва, Легпромбытиздат, 1991, с. 98]. Однако при белении по этой технологии не обеспечиваются требуемые показатели качества, характеризующие медицинскую вату по ГОСТу 5556-81 (низкая капиллярность, белизна, поглотительная способность). При использовании льняного волокна в качестве исходного целлюлозного сырья при подготовке по обоим способам вата не имеет требуемых капиллярности и белизны. A known method of producing cotton wool using continuous alkaline peroxide bleaching technology [Handbook "Finishing of cotton fabrics", volume 1. Moscow, Legprombytizdat, 1991, p. 98]. However, whitening using this technology does not provide the required quality indicators characterizing medical cotton wool according to GOST 5556-81 (low capillarity, whiteness, absorption capacity). When using flax fiber as a source of cellulosic raw material in the preparation according to both methods, cotton wool does not have the required capillarity and whiteness.

Известен способ получения ваты на основе сурового котонина льна, включающий щелочную варку и осуществляющийся при тех же параметрах, что и при варке хлопка, но с добавлением восстановителя [В.В. Живетин, Н.Н. Осипова, Б. П. Осипов, В.А. Губанов. Опыт получения льняной ваты в АО "Ватиз", Льняное дело N 3, 1996, с. 16-19]. Беление производится гипохлоритом натрия в две стадии, что значительно снижает экологичность процесса, усложняет технологию промывки от химических реагентов. При такой обработке вата имеет белизну 72-75%, водопоглощение 25-26 г/г и капиллярность 85 мм. A known method of producing cotton wool based on severe flax cotonin, including alkaline cooking and carried out at the same parameters as when cooking cotton, but with the addition of a reducing agent [V.V. Zhivetin, N.N. Osipova, B.P. Osipov, V.A. Gubanov. The experience of obtaining flax wool in JSC "Vatiz", Flax business N 3, 1996, p. 16-19]. The bleaching is carried out by sodium hypochlorite in two stages, which significantly reduces the environmental friendliness of the process, complicates the technology of flushing from chemicals. With this treatment, cotton wool has a whiteness of 72-75%, water absorption of 25-26 g / g and a capillarity of 85 mm.

Однако при этом способе получения ваты велик процент потери массы, что связано с деструкцией под действием химических реагентов не только нецеллюлозных примесей, но и целлюлозы волокна. Потеря массы после химической обработки волокон составляет 25-35%. Это приводит к повышенному загрязнению сточных вод отходами производства. However, with this method of producing cotton wool, the percentage of weight loss is large, which is associated with the destruction of not only non-cellulosic impurities, but also cellulose fibers under the influence of chemicals. Weight loss after chemical treatment of the fibers is 25-35%. This leads to increased waste water pollution.

Известен также способ получения ваты по технологии периодического щелочно-перекисного способа беления [Справочник "Отделка хлопчатобумажных тканей", том 1. Москва, Легпромбытиздат, 1991, с. 96]. Он заключается в последовательном проведении предварительной обработки, беления и механической обработки. There is also a method of producing cotton wool according to the technology of a periodic alkaline-peroxide method of whitening [Reference "Finishing of cotton fabrics", volume 1. Moscow, Legprombytizdat, 1991, p. 96]. It consists in the sequential pretreatment, bleaching and machining.

Предварительную обработку проводят путем варки в растворе, содержащем гидроксид натрия и неионогенный смачиватель. Отбеливают перекисным раствором, содержащим пероксид водорода, силикат натрия, гидроксид натрия и смачиватель, при температуре 95-100^oC.Preliminary processing is carried out by cooking in a solution containing sodium hydroxide and a nonionic wetting agent. Bleached with a peroxide solution containing hydrogen peroxide, sodium silicate, sodium hydroxide and wetting agent, at a temperature of 95-100 ^o C.

Механическую обработку проводят путем рыхления мокрого волокна, сушки, трепания, чесания. Mechanical processing is carried out by loosening wet fibers, drying, scuffing, scratching.

Однако белизна, капиллярность и поглотительная способность ваты, полученной по этому способу, невысоки и не отвечают требованиям ГОСТа 5556-81.б. Процесс длителен, энергоемок и неэкологичен. However, the whiteness, capillarity and absorption capacity of the cotton wool obtained by this method is low and does not meet the requirements of GOST 5556-81.b. The process is long, energy-intensive and environmentally friendly.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является способ производства ваты по патенту РФ N 2078163. Способ заключается в последовательном проведении стадий предварительной обработки льняного волокна, его отбеливания и механической обработки. Closest to the invention, the technical essence is a method of producing cotton wool according to RF patent N 2078163. The method consists in sequentially carrying out stages of pre-treatment of flax fiber, bleaching it and machining.

Предварительную обработку проводят с целью очистки льняного волокна и его химического облагораживания. Для этого осуществляют следующие операции: очистка на разрыхлительно-очистительных агрегатах, разволокнение на кардо-чесальных машинах, химическое облагораживание путем варки при температуре 130-140^oC и давлении 3-4 атм. в течение 180-210 мин в водном растворе, содержащем каустическую соду, кальцинированную соду, мыло хозяйственное, смачиватель, кислование, промывка.Pretreatment is carried out in order to clean flax fiber and its chemical ennoblement. To do this, carry out the following operations: cleaning on baking and cleaning units, razvolenie on card-combing machines, chemical refinement by cooking at a temperature of 130-140 ^o C and a pressure of 3-4 bar. for 180-210 min in an aqueous solution containing caustic soda, soda ash, laundry soap, wetting agent, acidification, washing.

После такой предварительной обработки волокно отбеливают составом, содержащим 4,0 г/л серной кислоты и 2,8 г/л гипохлорита натрия. Затем прокислованное, промытое и отжатое волокно подвергают механической обработке путем разволокнения, рыхления мокрого волокна, сушки, трепания и чесания. After this pretreatment, the fiber is bleached with a composition containing 4.0 g / L sulfuric acid and 2.8 g / L sodium hypochlorite. Then the acidified, washed and squeezed fiber is subjected to mechanical processing by sieving, loosening the wet fiber, drying, scuffing and scratching.

Способ имеет следующие недостатки:
1) высокая сложность процесса, обусловленная многооперационностью предварительной обработки волокна;
2) высокая энергоемкость, обусловленная тем, что создание и поддержание в течение 3-3,5 часов в варочных котлах температуры 130-140^oC и давления 3-4 атм. требует высоких энергозатрат. К тому же высококонцентрированная щелочная отварка требует после себя большого количества промывок горячей водой;
3) недостаточная белизна в случае использования целевого продукта в качестве глазной нестерильной ваты;
4) большая длительность предварительной обработки - 3-3,5 часа;
5) высокая токсичность используемого реагента - гипохлорита натрия. В сточных водах при химическом взаимодействии активного хлора и других реагентов образуются высокотоксичные диоксины.The method has the following disadvantages:
1) the high complexity of the process due to the multioperational pre-treatment of the fiber;
2) high energy intensity, due to the fact that the creation and maintenance for 3-3.5 hours in digesters of a temperature of 130-140 ^o C and a pressure of 3-4 atm. requires high energy consumption. In addition, highly concentrated alkaline decoction requires a large number of rinses with hot water;
3) insufficient whiteness in the case of using the target product as an ophthalmic non-sterile cotton;
4) a large duration of pre-treatment is 3-3.5 hours;
5) high toxicity of the reagent used - sodium hypochlorite. In wastewater during the chemical interaction of active chlorine and other reagents, highly toxic dioxins are formed.

Таким образом, неизвестен простой, с малой энергоемкостью способ получения ваты, позволяющий получить высокую белизну при сокращении длительности процесса и концентрации химических реагентов. Thus, a simple, low-energy method for producing cotton wool is not known, which allows one to obtain high whiteness while shortening the process time and the concentration of chemical reagents.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является поиск простого и малоэнергоемкого способа получения ваты, позволяющего повысить белизну целевого продукта и сократить длительность процесса и концентрацию химических реагентов. The objective of the invention is to search for a simple and low-energy method for producing cotton wool, which allows to increase the whiteness of the target product and reduce the duration of the process and the concentration of chemicals.

Поставленная задача решена способом получения ваты на основе целлюлозных волокон, включающим предварительную обработку, беление и механическую обработку, в котором предварительную обработку проводят в растворе, содержащем, г/л: пектаваморин П10Х - 1-3, липоризин ГЗХ - 1-3, неионогенный смачиватель - 0,01-0,05. The problem is solved by the method of producing cotton wool based on cellulose fibers, including pre-treatment, bleaching and mechanical processing, in which the pre-treatment is carried out in a solution containing, g / l: pectavamorin P10X - 1-3, liporizin GZH - 1-3, nonionic wetting agent - 0.01-0.05.

Изобретение имеет следующие преимущества:
1) способ прост, т.к. предварительная обработка осуществляется в одну стадию;
2) снижаются энергозатраты, поскольку предварительная обработка не является высокотемпературным процессом, а протекает при атмосферном давлении и не требует большого количества промывок;
3) высокие значения белизны позволяют использовать вату даже в качестве нестерильной глазной;
4) небольшая длительность предварительной обработки, которая составляет всего 1 час;
5) отсутствие токсичных хлорсодержащих реагентов.The invention has the following advantages:
1) the method is simple, because pretreatment is carried out in one stage;
2) energy costs are reduced, since pre-treatment is not a high-temperature process, but proceeds at atmospheric pressure and does not require a large number of washes;
3) high whiteness values allow the use of cotton wool even as non-sterile ophthalmic;
4) a short duration of pre-processing, which is only 1 hour;
5) the absence of toxic chlorine-containing reagents.

Полученная по этому способу вата соответствует требованиям норм для хирургической и гигиенической ваты по ГОСТу 5556-81, а по показателям капиллярности, поглотительной способности и белизне превышает его. Полученная вата характеризуется однородностью, отсутствием узелков и брака в виде "орешков", легко расслаивается на параллельные слои произвольной толщины. Массовая доля коротких волокон не превышает 0,2%, зольность не более 0,4%. Массовая доля жировых и воскообразных загрязнений не более 0,5%, сернокислых солей не более 0,019%, хлористых не более 0,03%, кальциевых не более 0,058%. Содержание посторонних примесей, иголочек, щепочек отсутствует, реакция водной вытяжки нейтральная, содержание восстанавливающих веществ - следы. Потеря массы не превышает 16-25%. Использование 100% биологически расщепляемых реагентов обеспечивает улучшение характеристик сточных вод. Сокращается длительность процесса, т. к. предварительная обработка составляет всего 1 час. При этом уменьшаются затраты энергии, пара и технологической воды. The cotton wool obtained by this method meets the requirements of the standards for surgical and hygienic cotton wool in accordance with GOST 5556-81, and in terms of capillarity, absorption capacity and whiteness exceeds it. The resulting cotton wool is characterized by homogeneity, the absence of nodules and defects in the form of "nuts", is easily stratified into parallel layers of arbitrary thickness. The mass fraction of short fibers does not exceed 0.2%, the ash content is not more than 0.4%. The mass fraction of fat and waxy contaminants is not more than 0.5%, sulfate salts not more than 0.019%, chloride no more than 0.03%, calcium no more than 0.058%. The content of impurities, needles, slivers is absent, the reaction of the aqueous extract is neutral, the content of reducing substances is traces. Weight loss does not exceed 16-25%. The use of 100% biodegradable reagents provides improved wastewater performance. The duration of the process is reduced, because pre-treatment is only 1 hour. This reduces the cost of energy, steam and process water.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для выработки медицинской гигиенической ваты в качестве целлюлозного волокна использовали хлопок-сырец или хлопкоподобное волокно - котонин льна.Information confirming the possibility of carrying out the invention
To produce medical hygiene cotton wool, raw cotton or cotton-like fiber, flax cotonin, was used as cellulose fiber.

Препарат пектаваморин П10Х (ГОСТ 18920-73) является продуктом пектолитических ферментов и кислой протеазы из культуры гриба A.awamori. Ферментный комплекс включает: эндо- и экзо-полигалактуроназу, пектинэстеразу, ксиланазу, кислую протеазу, β-глюканазу. Пектолитическая активность препарата составляет 27 ед.г, пектинэстеразная - 40, полигалактуроназная - 330, протеолитическая - 9. Фермент липоризин ГЗХ является препаратом липазы из глубинной культуры гриба Asp.oryzae. Плесневый гриб Asp.oryzae выращивают в течение 3-х суток при температуре 30^oC и при pH 5,6 в среде с пшеничными отрубями. Далее осуществляется освобождение культуральной жидкости от мицелия, осаждение сульфатом аммония, ацетонирование, подкисление до pH 3,3, обработка акринолом, элюция с колонки с дуалитом A2, кристаллизация в ацетоне, повторная кристаллизация [О. Кислухина, И. Кюдулас "Биотехнологические основы переработки растительного сырья", Каунас, Технология, 1997, с. 91]. Стандартная активность липазы - 250000 ед/г. В качестве неионогенного смачивателя можно использовать, например, препарат Неонол АФ 9-10 (ТУ 38.507-63-171-91) или "Синтанол БВ" (ТУ 6-36-5744684-85-90), или "Феноксол 9/10 БВ" (ТУ 6-36-70-0-91).The drug pectavamorin P10X (GOST 18920-73) is a product of pectolytic enzymes and acidic protease from the culture of A.awamori fungus. The enzyme complex includes: endo- and exo-polygalacturonase, pectin esterase, xylanase, acid protease, β-glucanase. The pectolytic activity of the drug is 27 g, pectin esterase - 40, polygalacturonase - 330, proteolytic - 9. The enzyme liporizin GZH is a lipase preparation from the deep culture of Asp.oryzae fungus. Mold mushroom Asp.oryzae is grown for 3 days at a temperature of 30 ^o C and at a pH of 5.6 in an environment with wheat bran. Next, the culture fluid is released from mycelium, precipitation with ammonium sulfate, acetonation, acidification to pH 3.3, treatment with acrinol, elution from a dualite A2 column, crystallization in acetone, recrystallization [O. Kislukhina, I. Kydulas "Biotechnological basis for the processing of plant materials", Kaunas, Technology, 1997, p. 91]. The standard activity of lipase is 250,000 units / g. As a nonionic wetting agent, you can use, for example, Neonol AF 9-10 (TU 38.507-63-171-91) or Sintanol BV (TU 6-36-5744684-85-90), or Phenoxol 9/10 BV "(TU 6-36-70-0-91).

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Для предварительной обработки целлюлозное волокно замачивают в котле ферментным раствором, содержащим, г/л:
Пектаваморин П10Х - 1-3
Липоризин ГЗХ - 1-3
Неионогенный смачиватель - 0,01-0,05,
при температуре 40-50^oC в течение 60 минут, промывают горячей и холодной водой и отжимают до 80-85% остаточной влажности.For pre-treatment, the cellulose fiber is soaked in the boiler with an enzymatic solution containing, g / l:
Pectavamorin P10X - 1-3
Liporizin GZH - 1-3
Nonionic wetting agent - 0.01-0.05,
at a temperature of 40-50 ^o C for 60 minutes, washed with hot and cold water and squeeze up to 80-85% of residual moisture.

Отбеливание проводят перекисным раствором, содержащим, г/л:
Пероксид водорода 100% - 2,5-3
Силикат натрия - 10-11
Гидроксид натрия - 1-1,2
Смачиватель - 0,5,
при температуре 95-100^oC со сменой циркуляции в течение 90 минут. После этого волокно промывают горячей и холодной водой, затем его обрабатывают раствором H₂SO₄ - 3-4 г/л, промывают холодной водой и отжимают до 80-85% остаточной влажности.Bleaching is carried out with a peroxide solution containing, g / l:
Hydrogen Peroxide 100% - 2.5-3
Sodium Silicate - 10-11
Sodium hydroxide - 1-1.2
Wetting agent - 0.5,
at a temperature of 95-100 ^o C with a change in circulation for 90 minutes. After that, the fiber is washed with hot and cold water, then it is treated with a solution of H ₂ SO ₄ 3-4 g / l, washed with cold water and squeezed to 80-85% residual moisture.

Показатели целлюлозного волокна, обработанного по предлагаемому способу, приведены в таблице. Indicators of cellulose fiber processed by the proposed method are shown in the table.

Claims

A method of producing cotton wool based on cellulose fibers, including pre-treatment, bleaching and machining, characterized in that the fiber pre-treatment is carried out in a solution containing, g / l:
Pectavamorin P10X - 1 - 3
Liporizin GZH - 1 - 3
Nonionic wetting agent - 0.01 - 0.05
at a temperature of 40 - 50 ^o C.