RU2487206C1 - Способ получения целлюлозы - Google Patents
Способ получения целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487206C1 RU2487206C1 RU2011142072/12A RU2011142072A RU2487206C1 RU 2487206 C1 RU2487206 C1 RU 2487206C1 RU 2011142072/12 A RU2011142072/12 A RU 2011142072/12A RU 2011142072 A RU2011142072 A RU 2011142072A RU 2487206 C1 RU2487206 C1 RU 2487206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- washing
- drying
- temperature
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Способ касается получения целлюлозы из растительного целлюлозосодержащего материала и может быть использовано, например, для химпереработки, в бумажной промышленности и т.д. Способ осуществляют путем последовательной замочки целлюлозосодержащего сырья в щелочном растворе, термомеханохимической обработки, отжима, промывки, отбелки, отжима, промывки, отжима и сушки, а в качестве целлюлозосодержащего сырья берут травянистые растения. Перед сушкой целлюлозное сырье разрыхляют на отдельные волокна, транспортируют по шнекам, в которых происходит диффузионное выравнивание влажности по объему с последующей сушкой в СВЧ-установке. Изобретение позволяет сократить энергозатраты и получить целлюлозу однородную по качественным характеристикам. 9 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
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.
Известен способ получения целлюлозы, включающий механическую обработку целлюлозосодержащего материала путем одновременного его рыхления и очистки, варку в щелочном растворе при температуре 130-140°С 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, оп. 1997).
Недостатками способа является проведение процесса щелочной варки в жестких условиях: при температуре Т=130-140°С, давлении Р=3-4 атм, использование для отбелки канцерогенного гипохлорита натрия.
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).
Недостатками известного способа является невозможность получения целлюлозы из целлюлозосодержащего сырья с высокой степенью закостренности и большим содержанием лигнина.
Известен 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 D21C 5/00).
Недостатками известного способа является использование большого количества промывной воды и значительные потери мелкодисперсного волокна в процессе промывки целлюлозной массы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения целлюлозы путем последовательной замочки целлюлозосодержащего сырья в щелочном растворе, термомеханохимической обработки, отжима, промывки, отбелки, отжима, промывки, отжима и сушки, причем отжимы и промывки ведут в пульсирующей центрифуге (Патент РФ №2413808 D21C 5/00).
Однако при получении целлюлозы известным способом после отжима в центрифуге получаем целлюлозную массу, неоднородную по степени содержания влаги.
В основу предлагаемого изобретения положена задача создания эффективного экономичного способа получения целлюлозы, путем усреднения показателей влажности. С этой целью целлюлозная масса разрыхляется на колковом аппарате, транспортируется по шнекам, в которых происходит диффузионное выравнивание влажности по объему с последующей сушкой в микроволновом технологическом комплексе.
Поставленная задача решается так, что в способе получения целлюлозы путем последовательной замочки целлюлозосодержащего сырья в щелочном растворе, термомеханохимической обработки, отжима, промывки, отбелки, отжима, промывки, отжима и сушки, перед сушкой ведут разрыхление и провялку, причем сушку целлюлозы ведут в СВЧ установке.
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.
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°С. Гидравлический модуль равен 1:(10÷20).
Пропитанное варочным раствором целлюлозосодержащее сырье поступает через приемную воронку-дозатор в разогретый до температуры 80-100°С 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.).
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, путем отжима и промывки.
Промывку проводят двукратную: сначала горячей водой - 70-90°С, затем теплой водой с температурой 30-40°С. Промытая целлюлозная масса выводится через разгрузочный канал центрифуги и транспортируется на отбелку в отбельные башни.
Отбелку целлюлозы проводят раствором перекиси водорода с концентрацией 5-10 г/л при температуре 85-95°С в течение 90 минут. Гидравлический модуль - 1:(10÷20).
Промывку от отбельного раствора проводят так же, как и промывку после щелочной термомеханохимической активации.
Целлюлозу, отжатую до влажности 30-40%, подают в колоковый аппарат. Разрыхленная на отдельные волокна целлюлоза поступает на каскад шнековых транспортеров для провялки, затем накапливается в бункере и подается в СВЧ установку. Для сушки целлюлозы используются частоты 915 и 2450 МГц. Обработка продукта проводится в рабочей камере прямоугольной формы. На боковых сторонах ее попарно расположены излучатели, выполненные в виде рупоров на основе желобкового волновода и соединенные с генераторами СВЧ-диапазона. Последние выполнены в виде модулей на основе магнетрона М-156 с частотой генерации 2450 МГц и номинальной мощностью 0,5 кВт. Перемещение продукта относительно системы излучателей способствует повышению однородности обработки в направлении перемещения. Общая мощность потребления комплекса - 10 кВт.
Подсохшую целлюлозу подают в пресс и затем на упаковку.
Для доказательства соответствия заявленного способа критерию «промышленная применимость» приводим конкретные примеры осуществления способа.
Пример 1.
1000 кг распакованной и разрыхленной сечки рапса размером 2-3 см и 10 м2 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°С 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), разогретого до температуры 100°С, и проводят термомеханохимическую обработку в течение 30 минут с сохранением параметром температуры.
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°С и 5 м3 воды с температурой 30-40°С.
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°С и проводят отбелку в течение 1,5 часов.
Промывку от отбельного раствора проводят так же, как и промывку после щелочной термомеханохимической активации в пульсирующей центрифуге.
Целлюлозу, отжатую до влажности 32%, подают через колковый аппарат на каскад шнековых транспортеров для провялки. Разрыхленная на волокна целлюлоза транспортируется на сушку в СВЧ установку.
Сушку проводят в течение 15 минут до содержания массовой доли воды в целлюлозе 8%.
Подсохшую целлюлозу подают в горизонтальный пресс и затем на упаковку.
Получают целлюлозу с выходом 48%.
Пример 2-3 ведут аналогично примеру 1, изменяя условия процесса. Данные по примерам представлены в таблице.
Как видно из таблицы, заявленный способ является экономически эффективным, так как позволяет сократить энергозатраты за счет предварительной провялки и сушки в СВЧ установке и получить целлюлозу, однородную по качественным характеристикам. Также применение сушки в СВЧ установке оказывает меньшее вредное воздействие на окружающую среду.
Таблица | |||||
Технологические параметры способа | Примеры и значение параметров | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Сырье | Единицы измерения | Рапс | Камыш | Конопля | Рапс (прототип) |
1. Замочка с использованием: | |||||
- едкого натра | г/л | 30 | 50 | 35 | 30 |
- синтанола АЛМ-10 | г/л | 0,2 | 0,8 | 0,5 | 0,2 |
Температура | °С | 100 | 90 | 90 | 100 |
Длительность | мин | 30 | 60 | 30 | 30 |
Гидравлический модуль | 1:10 | 1:20 | 1:10 | 1:10 | |
2. Термомеханохимическая обработка | |||||
Температура | °С | 100 | 100 | 100 | 100 |
Длительность | мин | 30 | 60 | 30 | 30 |
3. Промывка | % | 32 | 35 | 32 | 32 |
Массовая доля влаги в | |||||
целлюлозной массе после центрифуги |
Продолжение таблицы | |||||
Объем промывочной воды с температурой 70-90°С | м3 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Объем промывочной воды с температурой 30-40°С | м3 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Длительность | мин | 60 | 60 | 60 | 60 |
4. Отбелка в растворе перекиси водорода | г/л | 5 | 10 | 5 | 5 |
Температура | °С | 90-95 | 85-90 | 90-95 | 90-95 |
Длительность | мин | 90 | 90 | 90 | 90 |
Гидравлический модуль | 1:10 | 1:20 | 1:20 | 1:10 | |
5. Промывка | |||||
Массовая доля влаги в целлюлозной массе после центрифуги |
% | 32 | 35 | 32 | 32 |
Объем промывочной воды с температурой 70-90°С | м3 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Объем промывочной воды с температурой 30-40°С | м3 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Продолжение таблицы | |||||
Длительность | мин. | 60 | 60 | 60 | 60 |
6. Отжим | |||||
Массовая доля влаги в целлюлозе | % | 32 | 35 | 32 | 32 |
7. Провялка (длительность) | мин | 60 | 120 | 180 | - |
8. Сушка (длительность) | мин | 15 | 15 | 15 | 36 |
9. Выход | % | 48 | 51 | 62 | 48 |
Claims (10)
1. Способ получения целлюлозы путем последовательной замочки целлюлозосодержащего сырья в щелочном растворе, термомеханохимической обработки, отжима, промывки, отбелки, отжима, промывки, отжима и сушки, а в качестве целлюлозосодержащего сырья берут травянистые растения, отличающийся тем, что перед сушкой целлюлозное сырье разрыхляют на отдельные волокна, транспортируют по шнекам, в которых происходит диффузионное выравнивание влажности по объему с последующей сушкой в СВЧ-установке при перемещении целлюлозы относительно системы излучателей СВЧ-установки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве травянистых растений используют лен-долгунец, межеумок, кудряш, зеленец, коноплю, рапс, камыш, подсолнечник, мискантус, донник, люцерну, клещевину, топинамбур, козлятник, борщевик Сосновского, кукурузу различной степени зрелости с большим содержанием костры, лигнина, с большим сроком вылежки в складских помещениях и на полях.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора берут варочный раствор, который готовят на оборотной воде с содержанием NaOH - 10-60 г/л и ПАВ - 0,2-0,8 г/л в течение 15-60 мин при температуре 90-100°С и гидравлическом модуле, равном 1:(10-20).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что термомеханохимическую обработку ведут при температуре 100°С в течение 30 мин.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжим и промывку после термомеханохимической обработки ведут путем удаления с волокон веществ, растворимых в воде и сорбированных в процессе варки волокном.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку после отбелки и промывку после термомеханохимической обработки проводят двукратно: сначала горячей водой температурой 70-90°С, затем теплой водой температурой 30-40°С.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбелку проводят раствором перекиси водорода с концентрацией 5-10 г/л при температуре 85-95°С в течение 90 мин и гидравлическом модуле 1:(10÷20).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжим целлюлозы проводят до влажности 30-40%.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку с помощью микроволн ведут с частотами 915 и 2450 МГц при номинальной мощности 0,5 кВт.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сушки целлюлозу подают в пресс и затем на упаковку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142072/12A RU2487206C1 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Способ получения целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142072/12A RU2487206C1 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Способ получения целлюлозы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011142072A RU2011142072A (ru) | 2013-04-27 |
RU2487206C1 true RU2487206C1 (ru) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142072/12A RU2487206C1 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Способ получения целлюлозы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487206C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2677063C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Способ получения целлюлозы |
RU2703250C2 (ru) * | 2017-11-28 | 2019-10-15 | Евгений Александрович Луканин | Целлюлозный продукт с содержанием альфа-целлюлозы 98,5% и выше и промышленный способ его получения |
RU2761239C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2021-12-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО» (Университет ИТМО) | Способ получения целлюлозы |
RU2763878C1 (ru) * | 2020-11-30 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "БИОТЕХКОМПОЗИТ" | Способ получения целлюлозы для химической переработки из целлюлозосодержащего сырья |
RU2763880C1 (ru) * | 2020-11-30 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "БИОТЕХКОМПОЗИТ" | Способ получения целлюлозы из мискантуса для химической переработки |
RU2779000C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-09-09 | Александр Геннадьевич Смыслов | Способ получения целлюлозы |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU130846A1 (ru) * | 1959-12-31 | 1960-11-30 | П.Д. Зеленский | Устройство дл сушки крахмала и тому подобных материалов |
RU2116588C1 (ru) * | 1996-12-26 | 1998-07-27 | Владимир Владимирович Дунаев | Способ сушки древесины и устройство для его осуществления |
RU2250428C2 (ru) * | 2003-05-21 | 2005-04-20 | Гареев Фаузат Хамитович | Способ сушки свч-энергией круглых лесоматериалов |
RU2413808C1 (ru) * | 2010-05-19 | 2011-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Способ получения целлюлозы |
-
2011
- 2011-10-18 RU RU2011142072/12A patent/RU2487206C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU130846A1 (ru) * | 1959-12-31 | 1960-11-30 | П.Д. Зеленский | Устройство дл сушки крахмала и тому подобных материалов |
RU2116588C1 (ru) * | 1996-12-26 | 1998-07-27 | Владимир Владимирович Дунаев | Способ сушки древесины и устройство для его осуществления |
RU2250428C2 (ru) * | 2003-05-21 | 2005-04-20 | Гареев Фаузат Хамитович | Способ сушки свч-энергией круглых лесоматериалов |
RU2413808C1 (ru) * | 2010-05-19 | 2011-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Способ получения целлюлозы |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703250C2 (ru) * | 2017-11-28 | 2019-10-15 | Евгений Александрович Луканин | Целлюлозный продукт с содержанием альфа-целлюлозы 98,5% и выше и промышленный способ его получения |
RU2677063C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Способ получения целлюлозы |
RU2763878C1 (ru) * | 2020-11-30 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "БИОТЕХКОМПОЗИТ" | Способ получения целлюлозы для химической переработки из целлюлозосодержащего сырья |
RU2763880C1 (ru) * | 2020-11-30 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "БИОТЕХКОМПОЗИТ" | Способ получения целлюлозы из мискантуса для химической переработки |
RU2761239C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2021-12-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО» (Университет ИТМО) | Способ получения целлюлозы |
RU2779000C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-09-09 | Александр Геннадьевич Смыслов | Способ получения целлюлозы |
RU2813172C1 (ru) * | 2023-06-02 | 2024-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Русагро-Саратов" | Волокнистый полуфабрикат из лузги подсолнечника и способ его получения (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011142072A (ru) | 2013-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2487206C1 (ru) | Способ получения целлюлозы | |
RU2546497C1 (ru) | Компактный способ производства предварительно гидролизованной целлюлозы | |
RU2579395C2 (ru) | Способ получения микроцеллюлозы | |
RU2378432C1 (ru) | Способ получения целлюлозы | |
US10407452B2 (en) | Method for extracting lignin | |
KR20150010735A (ko) | 과일 섬유질물품 및 그의 제조 | |
CN109196164A (zh) | 用于生产高分子量木质素的方法和系统 | |
CN105256630A (zh) | 以生物酶预处理+碱法芦苇制浆生产本色生活用纸的方法 | |
RU2690562C2 (ru) | Способы и системы для варки целлюлозы из лигноцеллюлозных материалов | |
RU2413808C1 (ru) | Способ получения целлюлозы | |
US20120184721A1 (en) | Method for separating carbohydrate from lignocellulosic solid | |
US4968385A (en) | Method of preparing a plup using a fluidizing centrifugal pump during impregnation | |
CN100402743C (zh) | 一种利用挤浆机对禾草类高硬度浆进行处理的方法 | |
CN105155322A (zh) | 以生物酶预处理+碱法稻草制浆生产本色生活用纸的方法 | |
CN100500992C (zh) | 一种精制浆的生产方法 | |
Ehman et al. | Dissolving pulps by oxidation of the Cellulosic fraction of lignocellulosic waste | |
KR20180083251A (ko) | 셀룰로스의 제조 방법 | |
RU2343241C1 (ru) | Способ получения целлюлозы | |
CN108221436A (zh) | 一种本色浆纸的制备方法 | |
CN101451321B (zh) | 一种麦草原料亚铵法蒸煮制备的低白度浆、其制备方法及其应用 | |
JP4741797B2 (ja) | セルロースパルプの製造方法及びその方法を実施する装置。 | |
Kasim et al. | The Effect of Pretreatment of Microwave Heating on Efficiency of Hydrolysis TIME and Α-cellulosic Characteristics of Palm Oil Waste Biomass | |
RU2737204C1 (ru) | Способ переработки органических отходов с получением вторичного сырья | |
FR2509766A1 (fr) | Procede de fabrication d'une pate de fivres cellulosique pour utilisation non papetiere | |
CN1737254A (zh) | 棕榈空果串纤维连续蒸煮制浆造纸方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141019 |