RU2413808C1 - Method to produce cellulose - Google Patents
Method to produce cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413808C1 RU2413808C1 RU2010120156/12A RU2010120156A RU2413808C1 RU 2413808 C1 RU2413808 C1 RU 2413808C1 RU 2010120156/12 A RU2010120156/12 A RU 2010120156/12A RU 2010120156 A RU2010120156 A RU 2010120156A RU 2413808 C1 RU2413808 C1 RU 2413808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- washing
- bleaching
- squeezing
- centrifuge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к целлюлозной промышленности, а именно к производству целлюлозы из растительного целлюлозосодержащего материала, и может быть использовано для производства целлюлозы, предназначенной для химпереработки, в бумажной промышленности и т.д.The invention relates to the pulp industry, in particular to the production of cellulose from vegetable cellulose-containing material, and can be used for the production of cellulose intended for chemical processing, in the paper industry, etc.
Известен способ получения целлюлозы путем рыхления растительного сырья, щелочной варки с использованием NaOH, поверхностно-активного вещества (ПАВ), T=120-130°C в течение 1 часа, промывки 1-5 кратным количеством осветленной воды, гидроциклонной очистки осветленной водой, измельчения, тонкой гидроциклонной очистки осветленной водой, 2-кратной отбелки NaOCl при pH=9-11,5, T=35-40°C в течение 1 часа, 2-кратной промывки умягченной водой, кисловки раствором H2SO4 при 15-40°C в течение 1 часа, промывки умягченной водой, отжима, сушки воздухом (Постоянный технологический регламент №4-2 «Производство простых и сложных эфиров целлюлозы», утвержден 18 января 1995 г. Ген. директором Энгельского АООТ «Химволокно»).A known method of producing cellulose by loosening plant materials, alkaline cooking using NaOH, a surfactant, T = 120-130 ° C for 1 hour, washing with 1-5 times the amount of clarified water, hydrocyclone treatment with clarified water, grinding , fine hydrocyclone treatment with clarified water, 2-fold NaOCl bleaching at pH = 9-11.5, T = 35-40 ° C for 1 hour, 2-fold washing with softened water, acidification with H 2 SO 4 at 15-40 ° C for 1 hour, rinsing with softened water, spin, air drying (Permanent Regulations №4-2 «Production of simple and cellulose esters", approved January 18, 1995 Gene. Director Engels JSC "Khimvolokno").
Известен способ получения целлюлозы, включающий механическую обработку целлюлозосодержащего материала путем одновременного его рыхления и очистки, варку в щелочном растворе при температуре 130-140°C под давлением 3-4 атм в течение 180-210 мин, промывку, отбелку в кислом растворе гипохлоритом натрия, отжим, рыхление и сушку (RU 2078163, кл. D04H 1/02, опубл.1997).A known method of producing cellulose, including the mechanical treatment of cellulose-containing material by simultaneously loosening and cleaning it, cooking in an alkaline solution at a temperature of 130-140 ° C under a pressure of 3-4 atm for 180-210 minutes, washing, bleaching in an acidic solution with sodium hypochlorite, wringing, loosening and drying (RU 2078163, class D04H 1/02, publ. 1997).
Недостатками вышеперечисленных способов являются: проведение процесса щелочной варки в жестких условиях - при температуре T=120-140°C, давлении P=2-4 атм, использование для отбелки канцерогенного гипохлорита натрия.The disadvantages of the above methods are: the alkaline cooking process in harsh conditions - at a temperature of T = 120-140 ° C, pressure P = 2-4 atm, the use of carcinogenic sodium hypochlorite for bleaching.
Известен способ получения целлюлозы путем одновременного рыхления и очистки целлюлозосодержащего материала, измельчения, замочки в растворе NaOH и очистки, щелочной варки в течение 1,5-3 часов при гидромодуле 1:(5-20), содержащем дополнительно ПАВ, промывки, отбелки в растворе Н2О2, промывки, отжима и сушки (Патент РФ №2304647).A known method of producing cellulose by simultaneous loosening and cleaning of cellulose-containing material, grinding, locks in a NaOH solution and cleaning, alkaline cooking for 1.5-3 hours with a hydraulic module 1: (5-20), containing additional surfactants, washing, bleaching in solution H 2 O 2 , washing, spinning and drying (RF Patent No. 2304647).
Недостатками известного способа является невозможность получения целлюлозы из целлюлозосодержащего сырья с высокой степенью закостренности и большим содержанием лигнина.The disadvantages of this method is the inability to obtain cellulose from cellulose-containing raw materials with a high degree of pointedness and a high content of lignin.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения целлюлозы путем последовательного одновременного рыхления и очистки целлюлозосодержащего материала, промывки и резки материала, замочки, термомеханохимической обработки, промывки, отбелки, промывки, отжима и сушки. В варианте исполнения способа после термомеханохимической обработки материал оставляют на дозревание в щелочном растворе (Патент РФ 2343241, D21С 5/00).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of producing cellulose by simultaneously simultaneously loosening and cleaning the cellulose-containing material, washing and cutting the material, locking, thermomechanical processing, washing, bleaching, washing, spinning and drying. In an embodiment of the method, after thermomechanochemical processing, the material is left to ripen in an alkaline solution (RF Patent 2343241, D21C 5/00).
Однако при получении целлюлозы известным способом процесс промывки целлюлозной массы осуществляют способом вытеснения, который занимает длительное время со значительными потерями мелкодисперсного волокна (менее 1 мм), образующиеся в результате термомеханохимической обработки, а также требует использования большого количества промывной воды.However, upon receipt of cellulose in a known manner, the washing process of the pulp is carried out by a displacement method, which takes a long time with significant losses of finely divided fibers (less than 1 mm) resulting from thermomechanical treatment, and also requires the use of a large amount of washing water.
В основу предлагаемого изобретения положена задача создания эффективного экономичного способа получения целлюлозы путем использования на стадии промывки принудительного способа фильтрации. С этой целью применяется разделение жидкой и твердой фаз в центробежном поле пульсирующей центрифуги, в результате чего ускоряется процесс вытеснения отработанных реагентов и исключаются технологические потери мелкодисперсного волокна, а также снижаются дозировочные коэффициенты исходных реагентов и воды.The basis of the present invention is the task of creating an effective economical method of producing cellulose by using the forced filtration method at the washing stage. For this purpose, separation of liquid and solid phases in the centrifugal field of a pulsating centrifuge is used, as a result of which the process of displacing the spent reagents is accelerated and technological losses of finely dispersed fiber are eliminated, and the dosage coefficients of the starting reagents and water are reduced.
Поставленная задача решается так, что в способе получения целлюлозы путем последовательной замочки целлюлозосодержащего сырья в щелочном растворе, термомеханохимической обработки, промывки, отбелки, промывки, отжима и сушки, перед промывками ведут отжимы, причем отжимы и промывки ведут в пульсирующей центрифуге, а в качестве целлюлозосодержащего материала берут травянистые растения.The problem is solved in such a way that in the method of producing cellulose by sequentially locking cellulose-containing raw materials in an alkaline solution, thermo-mechanochemical processing, washing, bleaching, washing, spinning and drying, spinning is carried out before washing, and the spinning and washing are carried out in a pulsating centrifuge, and as cellulose material is taken by herbaceous plants.
В качестве целлюлозосодержащего материала используют травянистые растения, например: лен-долгунец, -межеумок, -кудряш, -зеленец, конопля, рапс, камыш, подсолнечник, мискантус, донник, люцерна, клещевина, топинамбур, козлятник, борщевик Сосновского, кукуруза и т.п., различной степени зрелости, с большим содержанием костры, лигнина, с большим сроком вылежки в складских помещениях и на полях.As a cellulose-containing material, herbaceous plants are used, for example: flax flax, -earth, curly, green, hemp, rapeseed, bulrush, sunflower, miscanthus, sweet clover, alfalfa, castor oil, Jerusalem artichoke, goatberry, Sosnovsky cowberry. n., of varying degrees of maturity, with a high content of bonfire, lignin, with a long aging period in warehouses and in the fields.
В заявленном способе предварительно ведут замочку целлюлозосодержащего сырья из травянистых растений в варочном растворе, который готовят на оборотной воде с содержанием NaOH - 10-60 г/л и ПАВ - 0,2-0,8 г/л, в течение 15-60 минут при температуре 90-100°C. Гидравлический модуль равен 1:(10÷20).In the claimed method, the cellulose-containing raw materials from herbaceous plants are preliminarily locked in a cooking solution, which is prepared in circulating water with a NaOH content of 10-60 g / l and a surfactant of 0.2-0.8 g / l for 15-60 minutes at a temperature of 90-100 ° C. The hydraulic module is 1: (10 ÷ 20).
Пропитанное варочным раствором целлюлозосодержащее сырье поступает через приемную воронку - дозатор в разогретый до температуры 80-100°C двухшнековый аппарат АШ-200, на валах которого размещают чередующиеся нагнетательные шнековые и измельчающие кулачковые насадки, смещенные одна относительно другой с образованием винтового канала (А.с. СССР №884715, 1981 г.).The cellulose-containing raw material impregnated with the cooking liquor enters through the receiving funnel - the batcher into the ASh-200 twin-screw apparatus heated to a temperature of 80-100 ° C, on the shafts of which alternating discharge screw and grinding cam nozzles are placed, shifted one relative to the other with the formation of a helical channel (A.с USSR No. 884715, 1981).
После термомеханохимической активации переработанную пульпу перекачивают массонасосом в пульсирующую центрифугу марки Р-80 для удаления с волокна веществ, растворимых в воде и сорбированных в процессе варки волокном.After thermomechanochemical activation, the processed pulp is pumped by a mass pump into a P-80 brand pulsating centrifuge to remove water-soluble substances sorbed from the fiber during fiber cooking.
Пульсирующая центрифуга состоит из помещенных в кожух перфорированного ротора, состоящего из внутреннего и внешнего барабанов в виде металлических щелевых сит; конической воронки; загрузочного патрубка для подачи суспензии и двух промывочных патрубков с форсунками для подачи горячей и холодной воды; коллектора, разделенного на секции, для отвода фугата и осадка (Паспорт Р-80 Ferrum № D11 фирмы Bowas-Induplan Chemie GmbH).A pulsating centrifuge consists of a perforated rotor placed in a casing, consisting of internal and external drums in the form of slotted metal screens; conical funnel; a loading nozzle for supplying a suspension and two flushing nozzles with nozzles for supplying hot and cold water; a collector divided into sections for the removal of the centrate and sediment (Passport P-80 Ferrum No. D11 of Bowas-Induplan Chemie GmbH).
Принцип работы центрифуги заключается в следующем: щелочная суспензия целлюлозной массы непрерывно поступает через загрузочный патрубок в узкую часть конической воронки, перемещается по ее внутренней поверхности, постепенно приобретая скорость, равную скорости вращения ротора. Затем суспензия отбрасывается на поверхность внутреннего барабана, где отжимается отработанный щелок и выводится через коллектор из центрифуги. Отжатая целлюлозная масса за счет пульсации центрифуги поступает во внешний барабан на промывку. Промывку осуществляют путем орошения массы водой с температурой 70-90°C впрыском через форсунку промывочного патрубка. Отфильтрованный раствор выводится через коллектор. Затем по мере продвижения во внешнем барабане центрифуги первично отфильтрованная масса орошается водой с температурой 30-40°C, которая впрыскивается через форсунку второго промывочного патрубка. Промытая целлюлозная масса выводится через разгрузочный канал центрифуги и транспортируется на отбелку в отбельные башни.The principle of operation of the centrifuge is as follows: an alkaline suspension of pulp continuously enters through a loading nozzle into a narrow part of the conical funnel, moves along its inner surface, gradually acquiring a speed equal to the rotor speed. Then the suspension is discarded on the surface of the inner drum, where the spent liquor is squeezed out and removed through the collector from the centrifuge. The squeezed pulp due to the pulsation of the centrifuge enters the outer drum for washing. Flushing is carried out by irrigation of the mass with water with a temperature of 70-90 ° C by injection through the nozzle of the flushing nozzle. The filtered solution is discharged through the collector. Then, as the centrifuge moves in the outer drum, the initially filtered mass is irrigated with water at a temperature of 30-40 ° C, which is injected through the nozzle of the second flushing nozzle. The washed pulp is discharged through the discharge channel of the centrifuge and transported to bleaching in bleaching towers.
Отбелку целлюлозы проводят раствором перекиси водорода с концентрацией 5-10 г/л при температуре 85-95°C в течение 90 минут. Гидравлический модуль - 1:(10÷20).Cellulose bleaching is carried out with a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 5-10 g / l at a temperature of 85-95 ° C for 90 minutes. Hydraulic module - 1: (10 ÷ 20).
Промывку от отбельного раствора проводят так же, как и промывку после щелочной термомеханохимической активации.Washing from the bleaching solution is carried out in the same way as washing after alkaline thermomechanical activation.
Целлюлозу, отжатую до влажности 30-40%, пневмотранспортом подают на сушку.Cellulose, squeezed to a moisture content of 30-40%, is fed by air transport for drying.
Сушку целлюлозы проводят топочными газами при температуре 140-160°C на вибросушилке.Cellulose is dried with flue gases at a temperature of 140-160 ° C on a vibrating dryer.
Подсохшую целлюлозу подают в пресс и затем на упаковку.The dried cellulose is fed to a press and then to the packaging.
Для доказательства соответствия заявленного способа критерию «промышленная применимость» приводим конкретные примеры осуществления способа.To prove the conformity of the claimed method to the criterion of "industrial applicability" we give specific examples of the method.
Пример 1.Example 1
1000 кг распакованной и разрыхленной сечки рапса размером 2-3 см и 10 м3 варочного раствора с концентрацией NaOH 30 г/л в оборотной воде и 0,2 г/л синтанола АЛМ-10 подают в реактор-накопитель на замочку. Реакционную массу в реакторе-накопителе разогревают до 100°C и выдерживают при этой температуре в течение 30 минут. Рабочую температуру поддерживают за счет подогрева варочного раствора трубчатым теплообменником. Пропитанное варочным раствором сырье из реактора-накопителя поступает через приемную воронку - дозатор в двухшнековый аппарат АШ-200 (производительность - 2,0 т/час), разогретый до температуры 100°C, и проводят термомеханохимическую обработку в течение 30 минут с сохранением параметром температуры.1000 kg of unpacked and loosened rapeseed cross-section 2-3 cm in size and 10 m 3 of cooking solution with a concentration of NaOH of 30 g / l in circulating water and 0.2 g / l of syntanol ALM-10 are fed to the storage reactor. The reaction mass in the storage reactor is heated to 100 ° C and maintained at this temperature for 30 minutes. The working temperature is maintained by heating the cooking solution with a tubular heat exchanger. The raw material impregnated with the cooking liquor from the storage reactor enters through a receiving funnel - dispenser into the ASh-200 twin-screw apparatus (capacity - 2.0 t / h), heated to a temperature of 100 ° C, and thermomechanical processing is carried out for 30 minutes while maintaining the temperature parameter .
По окончании термомеханохимической обработки переработанную пульпу массонасосом перекачивают в пульсирующую центрифугу, в которой первоначально осуществляют отжим отработанного щелочного раствора. Отжатую целлюлозную массу с содержанием влаги 32% промывают путем подачи через промывочные патрубки 5 м3 воды с температурой 70-90°C и 5 м3 воды с температурой 30-40°C.At the end of the thermomechanochemical treatment, the processed pulp is pumped by a mass pump into a pulsating centrifuge, in which the spent alkaline solution is initially pressed. The squeezed pulp with a moisture content of 32% is washed by feeding 5 m 3 of water with a temperature of 70-90 ° C and 5 m 3 of water with a temperature of 30-40 ° C through the washing nozzles.
Далее целлюлозу смешивают с водным раствором перекиси водорода концентрацией 5 г/л и шнековым транспортером подают в отбельную башню. Массу подогревают острым паром до температуры 90-95°C и проводят отбелку в течение 1,5 часов.Next, the cellulose is mixed with an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 5 g / l and fed by a screw conveyor to the bleaching tower. The mass is heated with hot steam to a temperature of 90-95 ° C and bleaching is carried out for 1.5 hours.
Промывку от отбельного раствора проводят так же, как и промывку после щелочной термомеханохимической активации в пульсирующей центрифуге.Washing from the bleaching solution is carried out in the same way as washing after alkaline thermomechanical activation in a pulsating centrifuge.
Целлюлозу, отжатую до влажности 32%, пневмотранспортом подают на сушку.Cellulose, squeezed to a moisture content of 32%, is fed by air transport for drying.
Сушку проводят путем подачи целлюлозы в вибросушилку. Температура топочного газа составляет 140-160°C.Drying is carried out by feeding cellulose into a vibrating dryer. The temperature of the flue gas is 140-160 ° C.
Подсохшую целлюлозу подают в горизонтальный пресс и затем на упаковку.The dried cellulose is fed into a horizontal press and then onto the packaging.
Получают целлюлозу с выходом 48%.Cellulose is obtained in a yield of 48%.
Пример 2-3 ведут аналогично примеру 1, изменяя условия процесса. Данные по примерам представлены в таблице.Example 2-3 is carried out analogously to example 1, changing the process conditions. The data on examples are presented in the table.
Как видно из таблицы, заявленный способ является экономически эффективным, так как позволяет увеличить выход целлюлозы на 10% за счет улова мелкодисперсного волокна, уменьшить нормы расхода исходных реагентов и воды, сократить энергозатраты за счет сушки продукта с меньшим содержанием остаточной в ней воды.As can be seen from the table, the claimed method is cost-effective, since it allows you to increase the yield of cellulose by 10% due to the catch of finely divided fiber, reduce the consumption rate of the starting reagents and water, reduce energy consumption by drying the product with a lower content of residual water in it.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010120156/12A RU2413808C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Method to produce cellulose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010120156/12A RU2413808C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Method to produce cellulose |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2413808C1 true RU2413808C1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46311148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010120156/12A RU2413808C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Method to produce cellulose |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413808C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487206C1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Целлюлозная компания" | Method of production of cellulose |
RU2507331C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" | Method for producing cellulose |
RU2677063C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method of producing cellulose |
RU2683181C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-03-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method of producing cellulose |
RU2779000C1 (en) * | 2021-07-06 | 2022-09-09 | Александр Геннадьевич Смыслов | Method for producing cellulose |
-
2010
- 2010-05-19 RU RU2010120156/12A patent/RU2413808C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487206C1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Целлюлозная компания" | Method of production of cellulose |
RU2507331C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" | Method for producing cellulose |
RU2677063C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method of producing cellulose |
RU2683181C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-03-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method of producing cellulose |
RU2779000C1 (en) * | 2021-07-06 | 2022-09-09 | Александр Геннадьевич Смыслов | Method for producing cellulose |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2413808C1 (en) | Method to produce cellulose | |
RU2546497C1 (en) | Compact method of producing preliminarily hydrolysed cellulose | |
RU2378432C1 (en) | Method for cellulose production | |
CN101537648A (en) | Process for producing bamboo fiber | |
CN106795658B (en) | Method for processing bast fiber material | |
RU2487206C1 (en) | Method of production of cellulose | |
CN105256630A (en) | Method for producing unbleached paper for daily use by using bio-enzyme pretreatment and alkali-process reed pulping | |
CN106632735A (en) | Extracting method for medium and low temperature hemicellulose | |
CN105200835A (en) | Method for producing natural color life paper by means of bio-enzyme preprocessing and alkaline method wheat straw pulping | |
CN105568727A (en) | Peroxide cellulose | |
CN107429484A (en) | Method and system for the slurrying of ligno-cellulosic materials | |
CN105155322A (en) | Method for producing natural-color tissue paper by virtue of biological enzyme pretreatment and alkaline-method straw pulp | |
JP7340528B2 (en) | Method for producing microcrystalline cellulose | |
CN102414365A (en) | Process and apparatus for recycling coated paper products | |
JP4538235B2 (en) | Method for modifying cellulose fiber | |
RU2343241C1 (en) | Method of production of pulp | |
CN108221436A (en) | A kind of preparation method of natural color pulp paper | |
CN101806007A (en) | Method for treating paper pulp by using 1-allyl-3-methylimidazole chloride | |
KR20180083251A (en) | Cellulose production method | |
RU2710376C2 (en) | Method and apparatus for washing green lignin, comprising soluble carbohydrates fraction, solid fraction and use thereof | |
RU2590882C1 (en) | Method of producing cellulose | |
RU2683181C1 (en) | Method of producing cellulose | |
FR2509766A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING CELLULOSIC FIBER PASTE FOR NON-PAPER USE | |
RU2280720C1 (en) | Method of treatment of bast fiber material | |
RU2804650C1 (en) | Process for producing powdered cellulose or microcrystalline cellulose |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180520 |