RU2574958C1 - Method of producing cellulose - Google Patents
Method of producing cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574958C1 RU2574958C1 RU2014144224/12A RU2014144224A RU2574958C1 RU 2574958 C1 RU2574958 C1 RU 2574958C1 RU 2014144224/12 A RU2014144224/12 A RU 2014144224/12A RU 2014144224 A RU2014144224 A RU 2014144224A RU 2574958 C1 RU2574958 C1 RU 2574958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- solution
- hydrolysis
- vacuum
- water
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 134
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 96
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 26
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 claims description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L Iron(II) chloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 115
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 104
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 23
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 20
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 16
- 231100000814 pulsed exposure Toxicity 0.000 description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 13
- 240000006962 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 10
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 10
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 8
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 description 7
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 7
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 7
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 7
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 7
- 235000012765 hemp Nutrition 0.000 description 7
- 235000012766 marijuana Nutrition 0.000 description 7
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 6
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 5
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 241000878007 Miscanthus Species 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- -1 medical Substances 0.000 description 3
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N Sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N Sodium sulfide Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000003165 hydrotropic Effects 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 240000003917 Bambusa tulda Species 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 108060002971 flz Proteins 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 1
- 239000008104 plant cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к производству целлюлозы из всех видов растительного целлюлозосодержащего материала, химически и структурно однородной, беленой и небеленой, для бумажной, текстильной, медицинской, нитроцеллюлозной (НЦ) промышленности, лакокрасочной, пороховой технологий, которая может быть использована для дальнейшей переработки в различных отраслях промышленности: НЦ для порохов, лаков, эмалей, текстильной, бумажной, медицинской, фармацевтической, пищевой и др. В качестве целлюлозосодержащего сырья используют древесину хвойных и лиственных пород, хлопок, лен, коноплю, плодовые оболочки злаковых культур (овса и др.), солому злаковых культур, а также - бамбук, мискантус, амарант, багас, экспарто и др.The invention relates to the chemical industry, namely to the production of cellulose from all types of plant cellulose-containing material, chemically and structurally homogeneous, bleached and unbleached, for paper, textile, medical, nitrocellulose (SC) industry, paint and varnish, powder technology, which can be used for further processing in various industries: SC for gunpowders, varnishes, enamels, textile, paper, medical, pharmaceutical, food, etc. As a cellulose-containing of raw material is softwood and hardwood, cotton, flax, hemp, fruit shell cereals (oats, etc.), cereal straw, and - bamboo, Miscanthus, amaranth, bagas, eksparto et al.
Методов получения целлюлоз из древесины и однолетних растений множество и число их продолжает расти. Все способы получения целлюлозы основаны на том, что лигнин, гемицеллюлозы и др. примеси поддаются разрушительному действию химических реагентов и технологических параметров гораздо легче, чем целлюлоза.There are many methods for producing celluloses from wood and annual plants, and their number continues to grow. All methods for producing cellulose are based on the fact that lignin, hemicellulose, and other impurities give in to the destructive action of chemicals and technological parameters much more easily than cellulose.
Самым распространенным способом получения различных целлюлоз в настоящее время является сульфатный метод. В мировой целлюлозно-бумажной промышленности по данному способу изготавливается до 90-95% всех видов целлюлоз. Сульфатный способ производства целлюлозы относится к группе щелочных способов. При сульфатном способе процесс проводят в периодическом варианте при 160-180°C, при рН 13, давление 0,7-1,5 МПа в течение 4-6 час, при непрерывной варке при t=190-200°C процесс ведется ~30 мин. Применение высокого (до 1,5 МПа) давления для котлов-реакторов большого (до 400 м3 и более) объема с применением высоких температур усложняет технологический процесс и его аппаратурное оформление. Несмотря на использование высоких температур процесс отделения лигнина при 145°C протекает за 12 час, при 160-180°C за 4-6 час и только при 200°C в течение 30 мин. Ввод в реагент дополнительных составляющих вызывает выделение газов, ухудшающих экологию воздушного бассейна, усложняет регенерацию растворов и промывку целлюлозы с применением большого количества воды и усложнением организации их оборота.The most common method for producing various pulps is currently the sulfate method. In the world pulp and paper industry, this method produces up to 90-95% of all types of pulp. The sulphate pulp production method belongs to the group of alkaline methods. With the sulfate method, the process is carried out in a batch process at 160-180 ° C, at pH 13, a pressure of 0.7-1.5 MPa for 4-6 hours, with continuous cooking at t = 190-200 ° C, the process is carried out ~ 30 min The use of high (up to 1.5 MPa) pressure for large volume reactor boilers (up to 400 m 3 and more) with the use of high temperatures complicates the process and its hardware design. Despite the use of high temperatures, the process of lignin separation at 145 ° C takes 12 hours, at 160-180 ° C for 4-6 hours, and only at 200 ° C for 30 minutes. The introduction of additional components into the reagent causes the emission of gases that worsen the ecology of the air basin, complicates the regeneration of solutions and washing of cellulose with the use of a large amount of water and complicating the organization of their circulation.
К группе кислых способов получения целлюлоз относится сульфитный, в качестве реагентов используются неорганические (HNO3, HCl), органические (уксусная, монохлоруксусная и др.) кислоты, а также этиленгликоль, фенол, бутиловый и др. спирты, а также на кальциевом основании раствор, содержащий Ca(HSO3)2 с избытком SO2, поддерживающий рН раствора на уровне 1,2-1,5. Газообразный SO2, имеющий сильнокислотные свойства, в древесную щепу проникает быстрее, чем раствор, поэтому нагрев раствора производится медленнее, иначе происходит неполная делигнификация древесины. Температура раствора при получении целлюлозы для бумаги лежит в интервале 125-135°C, а целлюлозы для химпромышленности 145°C, длительность процесса до 12 час. Применение этого способа приводит к ухудшению сорбционных свойств полученной целлюлозы, ее структурной и химической неоднородности, пониженной степени кристалличности, пониженной стабильности свойств при хранении.Sulfite belongs to the group of acidic methods for producing celluloses, inorganic (HNO 3 , HCl), organic (acetic, monochloroacetic and other) acids, as well as ethylene glycol, phenol, butyl and other alcohols, as well as a calcium base, are used as reagents containing Ca (HSO 3 ) 2 with an excess of SO 2 , maintaining the pH of the solution at a level of 1.2-1.5. Gaseous SO 2 , which has strongly acidic properties, penetrates into wood chips faster than the solution, so the solution is heated more slowly, otherwise incomplete delignification of the wood occurs. The temperature of the solution in the manufacture of paper pulp lies in the range 125-135 ° C, and pulp for the chemical industry 145 ° C, the duration of the process is up to 12 hours. The application of this method leads to a deterioration in the sorption properties of the obtained cellulose, its structural and chemical heterogeneity, a reduced degree of crystallinity, and a decreased stability of properties during storage.
При обоих методах полученные целлюлозы, особенно при получении по сульфатному методу, целлюлоза молекулярно неоднородна. Выходные характеристики целлюлоз имеют повышенные разбросы по вязкости, содержанию α-целлюлозы и пр.In both methods, the cellulose obtained, especially when obtained by the sulfate method, cellulose is molecularly heterogeneous. The output characteristics of celluloses have increased scatter in viscosity, α-cellulose content, etc.
Для получения более качественных целлюлоз применяют комбинированные способы с добавлением соды, хлорно-щелочной и пр., существенно усложняющие производство.To obtain better pulp, combined methods are used with the addition of soda, chlor-alkali, etc., which significantly complicate the production.
Известен способ получения волокнистой целлюлозы из целлюлозосодержащего сырья с использованием в качестве делигнифицирующего агента водного раствора азотной кислоты (патент РФ №2353626, МПК C08В 1/04; D01F 2/00 от 25.10.2007 г.). Помимо азотной кислоты обрабатывающий раствор содержит ПАВ, аммонийную неорганическую соль или нитрат калия или натрия. Окислительную обработку проводят в щелочно-перекисном растворе, содержащем натрийкарбоксиметилцеллюлозу и неионогенный водорастворимый эфир целлюлозы.A known method of producing fibrous cellulose from cellulose-containing raw materials using an aqueous solution of nitric acid as a delignifying agent (RF patent No. 2353626, IPC C08B 1/04; D01F 2/00 from 10.25.2007). In addition to nitric acid, the treatment solution contains a surfactant, ammonium inorganic salt or potassium or sodium nitrate. The oxidative treatment is carried out in an alkaline peroxide solution containing sodium carboxymethyl cellulose and a nonionic water-soluble cellulose ether.
Недостатками данного способа являются применение большого числа реагентов и целого ряда добавок, в том числе поверхностно-активных веществ, которые трудно утилизируются, а также предусматривает введение карбоксиметилцеллюлозы, что усложняет процесс, ведет к его удорожанию, способ требует большого расхода воды для промывки целлюлозы.The disadvantages of this method are the use of a large number of reagents and a number of additives, including surfactants that are difficult to utilize, and also provides for the introduction of carboxymethyl cellulose, which complicates the process, leads to its cost increase, the method requires a large flow of water for washing the cellulose.
Известен способ получения целлюлозы путем варки древесной щепы из лиственных пород древесины в сульфитном варочном растворе и последующей промывки (патент РФ №2010069, МПК D21C 3/06 от 08.07.1992 г.). В качестве варочного раствора используют смесь сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na2O 1,45-1,65% и всего SO2 4,2-4,8% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 90-110 г/л при их объемном соотношении от 100:3 до 100:5, а варку проводят при содержании в варочном растворе связанного SO2 1,75-2,25% и Na2O 1,65-2,18% и pH 2,5-4,0. Варку ведут при концентрации всего SO2 3,8-4,5%).A known method of producing cellulose by cooking wood chips from hardwood in a sulfite cooking solution and subsequent washing (RF patent No.2010069, IPC D21C 3/06 from 08/08/1992). As a cooking solution, a mixture of crude tower sulfite acid with a content of Na 2 O of 1.45-1.65% and total SO 2 of 4.2-4.8% and an aqueous solution of sodium carbonate with a concentration of 90-110 g / l at their volume the ratio is from 100: 3 to 100: 5, and cooking is carried out when the content in the cooking solution of bound SO 2 1.75-2.25% and Na 2 O 1.65-2.18% and pH 2.5-4.0 . Cooking is carried out at a concentration of total SO 2 of 3.8-4.5%).
Этот способ применяется для получения целлюлозы из древесной щепы из лиственных пород древесины или из малосмолистых пород древесины: ели, пихты.This method is used to obtain cellulose from wood chips from hardwood or from low-resinous species of wood: spruce, fir.
Недостатком способа является использование состава реагентов, ухудшающих экологическую среду воздушного и водного бассейнов. Полученная целлюлоза не обладает достаточной химической и структурной однородностью.The disadvantage of this method is the use of reagents that degrade the ecological environment of air and water pools. The resulting cellulose does not have sufficient chemical and structural homogeneity.
Производство древесной целлюлозной массы считается капиталоемкой отраслью с применением крупногабаритного оборудования и потребления огромного количества воды.The production of wood pulp is considered a capital-intensive industry using large-sized equipment and the consumption of a huge amount of water.
Известен способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья с содержанием нативной целлюлозы не более 50% и водного раствора едкого натра (патент РФ №2448118, МПК C08B 11/12, 1/00, 1/02 от 09.11.2010 г.). Сырье промывают горячей водой температурой 40-75°C при атмосферном давлении в течение 0,5-4,0 ч, делигнификацию проводят при температуре 90-95°C водным раствором азотной кислоты концентрацией 2-8% в течение 4-20 ч. Далее целлюлозу подвергают дополнительной обработке раствором едкого натра 1-4% при температуре 60-95°C в течение 1-6 ч, что увеличивает продолжительность процесса. Эта стадия снижает степень полимеризации и приводит к ухудшению качества целлюлозы, в частности к снижению показателя прочности.A known method of producing cellulose from non-wood plant materials with a content of native cellulose of not more than 50% and an aqueous solution of caustic soda (RF patent No. 2448118, IPC C08B 11/12, 1/00, 1/02 of 09/09/2010). The raw materials are washed with hot water at a temperature of 40-75 ° C at atmospheric pressure for 0.5-4.0 hours, delignification is carried out at a temperature of 90-95 ° C with an aqueous solution of nitric acid with a concentration of 2-8% for 4-20 hours. Next cellulose is subjected to additional processing with a solution of caustic soda 1-4% at a temperature of 60-95 ° C for 1-6 hours, which increases the duration of the process. This stage reduces the degree of polymerization and leads to a deterioration in the quality of cellulose, in particular, to a decrease in the strength index.
В качестве прототипа выбран способ переработки целлюлозосодержащего сырья (патент РФ №2456394, МПК D21C 1/02, 3/02, 9/10, 9/16, 11/04; C07G 1/00 от 08.12.2010 г.), где переработку целлюлозосодержащего сырья проводят следующими стадиями технологического процесса: предгидролиз (пропитка), варку (гидролиз) лигноцеллюлозы в 30% гидротропном растворе в течение 1-3 ч, фильтрацию полученной целлюлозы, промывку ее 30% гидротропным раствором, последующую промывку водой, отбеливание целлюлозной массы перекисью водорода в растворе гидроксида натрия с получением беленой целлюлозы, обработку ее раствором кислоты с последующей обработкой растворителем, фильтрацию и сушку. В качестве целлюлозосодержащего сырья используют мискантус или плодовые оболочки злаковых культур, или солому злаковых культур.As a prototype, the selected method of processing cellulose-containing raw materials (RF patent No. 2456394, IPC D21C 1/02, 3/02, 9/10, 9/16, 11/04; C07G 1/00 from 08/08/2010), where the processing cellulose-containing raw materials is carried out by the following stages of the process: prehydrolysis (impregnation), cooking (hydrolysis) of lignocellulose in a 30% hydrotropic solution for 1-3 hours, filtering the resulting cellulose, washing it with 30% hydrotropic solution, subsequent washing with water, bleaching the pulp with hydrogen peroxide in sodium hydroxide solution to obtain bleached cellulose s, treatment with an acid solution, followed by solvent treatment, filtration and drying. As cellulose-containing raw materials, miscanthus or fruit shells of cereal crops, or straw of cereal crops are used.
В указанном способе для получения целлюлозы используют мискантус или плодовые оболочки злаковых культур, или солому злаковых культур, однако, полученная целлюлоза не обладает достаточной химической и структурной однородностью.In this method, miscanthus or fruit shells of cereal crops, or straw of cereal crops are used to obtain cellulose, however, the resulting cellulose does not have sufficient chemical and structural homogeneity.
Выходные характеристики целлюлоз, полученных рассмотренными способами, имеют повышенные разбросы по вязкости, содержанию альфа-целлюлозы и прочим показателям.The output characteristics of the cellulose obtained by the considered methods have increased scatter in viscosity, alpha-cellulose content and other indicators.
Целью изобретения является создание способа получения целлюлозы повышенного качества, с химической и структурной однородностью из различного целлюлозосодержащего сырья с одновременным упрощением и удешевлением технологического процесса.The aim of the invention is to provide a method for producing cellulose of high quality, with chemical and structural homogeneity from various cellulose-containing raw materials, while simplifying and cheapening the process.
Поставленная цель осуществляется путем переработки целлюлозосодержащего сырья, включающем пропитку и гидролиз сырья в среде гидролизного раствора, фильтрацию полученной целлюлозы, последующую промывку водой, фильтрацию и сушку, в котором согласно изобретению пропитку и гидролиз сырья в среде гидролизного раствора, фильтрацию полученной целлюлозы, последующую промывку водой, фильтрацию и сушку осуществляют с одновременным использованием циклов, включающих нагрев материала до температуры 115°C и менее, скоростное импульсное воздействие вакуума с изменением давления в диапазоне до 5 мм рт.ст., за время менее 10 сек, с последующей выдержкой под вакуумом, например, до достижения постоянной температуры и сбросом вакуума.The goal is achieved by processing cellulose-containing raw materials, including impregnation and hydrolysis of raw materials in a hydrolysis solution medium, filtering the resulting cellulose, subsequent washing with water, filtering and drying, in which according to the invention impregnation and hydrolysis of raw materials in a hydrolysis solution, filtering the resulting cellulose, subsequent washing with water filtering and drying is carried out with the simultaneous use of cycles, including heating the material to a temperature of 115 ° C or less, high-speed pulse exposure e vacuo to pressure changes in the range up to 5 mm Hg in less than 10 seconds, followed by aging under vacuum, e.g., until a constant temperature and vacuum discharge.
В качестве гидролизного раствора может быть использован раствор кислот азотной или серной, или смеси азотной и серной кислот с концентрацией растворов не более 15,0% при соотношении целлюлозосодержащего сырья к гидролизному раствору (модуле) не более 1:15.As a hydrolysis solution, a solution of nitric or sulfuric acids, or a mixture of nitric and sulfuric acids with a concentration of solutions of not more than 15.0% with a ratio of cellulose-containing raw materials to hydrolysis solution (module) of not more than 1:15 can be used.
В качестве гидролизного раствора может быть использован щелочной раствор с концентрацией раствора менее 30 г/л при соотношении целлюлозосодержащего сырья к гидролизному раствору (модуле) не более 1:15.As a hydrolysis solution, an alkaline solution with a solution concentration of less than 30 g / l can be used with a ratio of cellulose-containing raw materials to hydrolysis solution (module) of not more than 1:15.
В качестве гидролизного раствора можно использовать раствор отработанных кислот производства нитратов целлюлозы (НЦ), что является менее затратным, т.к. для возврата в производство НЦ требуется их регенерация.As a hydrolysis solution, you can use a solution of waste acids for the production of cellulose nitrates (SC), which is less expensive, because to return to the production of SCs, their regeneration is required.
Однолетние целлюлозосодержащие растения после пропитки с целью сохранения оптимальной длины волокна для текстиля, медицинской ваты и пр. подвергают разволокнению, для НЦ производства эти растения при гидролизе подвергаются измельчению.After impregnation, annual cellulose-containing plants in order to maintain the optimal fiber length for textiles, medical cotton wool, etc., are subjected to razvolka, for SC production, these plants are subjected to grinding during hydrolysis.
Для повышения однородности целлюлозы и интенсификации последующих операций гидролиз сырья в гидролизном растворе для НЦ производства и др. материалов проводят с одновременным измельчением.To increase the homogeneity of cellulose and to intensify subsequent operations, the hydrolysis of raw materials in a hydrolysis solution for SC production and other materials is carried out with simultaneous grinding.
Из отработанного гидролизного раствора отделяют растворенные в нем примеси, такие как лигнин, гемицеллюлоза, пектины, пентозаны и пр. от волокна целлюлозы с последующим их высаживанием и получением на их основе удобрений по более простой схеме, чем в производстве сульфатной целлюлозы.The impurities dissolved in it, such as lignin, hemicellulose, pectins, pentosans, etc., are separated from the spent hydrolysis solution from the cellulose fiber, followed by their planting and production of fertilizers based on them in a simpler way than in the production of sulfate cellulose.
После промывки и фильтрации целлюлозы промывные воды регенерируют с организацией оборота вод для последующего использования.After washing and filtering the cellulose, the wash water is regenerated with the organization of water circulation for subsequent use.
При необходимости после промывки целлюлозы проводят ее отбелку с использованием циклов, включающих нагрев материала до температуры 115°C и менее, скоростное импульсное воздействие вакуума с изменением давления в диапазоне до 5 мм рт.ст., за время менее 30 сек, с последующей выдержкой под вакуумом, например, до достижения постоянной температуры и сбросом вакуума.If necessary, after washing the pulp, it is bleached using cycles that include heating the material to a temperature of 115 ° C or less, high-speed pulse exposure to vacuum with a pressure change in the range up to 5 mm Hg, for a time of less than 30 seconds, followed by exposure to vacuum, for example, until a constant temperature is reached and the vacuum is released.
При необходимости для максимального сохранения целостности длины волокон некоторые виды целлюлоз после промывки водой и фильтрации отжимают на сетчатых или тканевых фильтрах вакуум-импульсным отсосом воды с протяжкой воздушного теплоносителя через слой волокнистой целлюлозы и сетку до достижения требуемой влажности с последующим разрыхлением уплотненной целлюлозы.If necessary, in order to maximize the integrity of the fiber length, some types of celluloses are washed with water and filter by squeezing with a vacuum-pulsed suction of water with a pulsed air through a layer of fibrous cellulose and a mesh until the required moisture content is reached, followed by loosening of the compacted cellulose.
Технический результат достигается благодаря тому, что все стадии технологического процесса сопровождаются циклами, включающими нагрев материала до температуры 115°C и менее, скоростное импульсное воздействие вакуума с изменением давления в диапазоне до 5 мм рт.ст. за время менее 10 сек с последующей выдержкой под вакуумом и сбросом вакуума. Скоростное импульсное воздействие вакуума осуществляют при помощи ресивера и трубопроводов, снабженных быстродействующими клапанами. Это приводит к интенсификации массообмена с ускорением процесса гидролиза материала и другим преимуществам.The technical result is achieved due to the fact that all stages of the process are accompanied by cycles, including heating the material to a temperature of 115 ° C or less, high-speed pulse exposure to vacuum with a change in pressure in the range up to 5 mm Hg. in less than 10 seconds, followed by exposure to vacuum and vacuum discharge. High-speed pulsed exposure to vacuum is carried out using a receiver and pipelines equipped with high-speed valves. This leads to the intensification of mass transfer with the acceleration of the process of hydrolysis of the material and other advantages.
Пропитка в среде гидролизного раствора.Impregnation in a hydrolysis solution.
Пропитку целлюлозосодержащего сырья с одновременным воздействием циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума, производят в среде гидролизного раствора. Воздействие скоростного импульсного вакуума при пропитке улучшает смачиваемость, дегазирует обрабатываемую смесь, облегчая проникновение гидролизного раствора в волокна сырья, уменьшает продолжительность пропитки, ускоряя растворение лигнина, освобождая целлюлозную часть сырья от других примесей.The impregnation of cellulose-containing raw materials with simultaneous exposure to cycles, including high-speed pulsed vacuum, is carried out in a hydrolysis solution. The impact of a high-speed pulsed vacuum during the impregnation improves the wettability, degasses the treated mixture, facilitating the penetration of the hydrolysis solution into the fibers of the raw material, reduces the duration of the impregnation, accelerating the dissolution of lignin, freeing the cellulosic part of the raw material from other impurities.
Гидролиз.Hydrolysis.
Подготовленное, пропитанное гидролизным раствором сырье подвергают гидролизу. При скоростном импульсном воздействии вакуума в процессе гидролиза из капилляров нагретого целлюлозного материала при импульсном вакуумировании удаляются пары влаги, воздух и растворенные во влаге газы, разрыв части мембранных перегородок, а при сбросе вакуума реализуется пропитка гидролизным раствором не только капилляров, но и структуры целлюлозного материала. Таким образом, деструкцией целлюлозного материала скоростным импульсным воздействием вакуума обеспечивается быстрое проникновение гидролизного раствора в объем целлюлозного материала с растворением лигнина, гемицеллюлозы и др. примесей от деструктурируемой целлюлозы с образованием химически и структурно-однородной целлюлозы из всех известных видов целлюлозосодержащих материалов с лубяными волокнами.Prepared, impregnated with a hydrolysis solution, the raw material is subjected to hydrolysis. During high-speed pulsed exposure to vacuum during hydrolysis, capillaries of heated cellulosic material during pulsed evacuation remove moisture vapor, air and gases dissolved in moisture, rupture of part of the membrane walls, and when the vacuum is released, not only capillaries are impregnated with the hydrolysis solution, but also the structure of the cellulosic material. Thus, the destruction of cellulosic material by high-speed pulsed vacuum ensures the rapid penetration of the hydrolysis solution into the cellulosic material with the dissolution of lignin, hemicellulose and other impurities from destructible cellulose with the formation of chemically and structurally homogeneous cellulose from all known types of cellulose-containing materials with bast fibers.
При скоростном импульсном воздействии вакуума достигается высокая однородность гидролиза материала вследствие проведения гидролиза при импульсном воздействии вакуума одновременно по всему объему реактора в строго заданных значениях температуры и длительности процесса. Исключается необходимость в некоторых дополнительных реагентах. При постоянных значениях температуры требуемые параметры той или иной целлюлозы достигаются количеством циклов скоростного импульсного воздействия вакуума на материал, а не применением повышенной температуры процесса.With high-speed pulsed exposure to vacuum, a high uniformity of hydrolysis of the material is achieved due to hydrolysis during pulsed exposure to vacuum simultaneously over the entire volume of the reactor in strictly specified temperature and duration of the process. Eliminates the need for some additional reagents. At constant temperature values, the required parameters of a particular pulp are achieved by the number of cycles of high-speed pulsed exposure to vacuum on the material, and not by using an elevated process temperature.
Гидролиз различного целлюлозосодержащего сырья возможно проводить в щелочной или кислой среде. Гидролиз в щелочной среде протекает медленнее, чем в кислой среде, в которой улучшается смачиваемость материала и диффузия раствора в материал. При скоростном импульсном воздействии вакуума смачиваемость материалов улучшается, поэтому гидролиз целлюлозосодержащих материалов можно проводить как в щелочной, так и в кислой средах. Учитывая универсальность разрабатываемого технологического процесса, предпочтение отдается гидролизу кислыми растворами, как с позиций упрощения состава гидролизного раствора, так и с позиций интенсификации процесса гидролиза, снижения температуры процесса, а также получения качественной низковязкой целлюлозы (Примеры 1, 2).The hydrolysis of various cellulose-containing raw materials can be carried out in an alkaline or acidic environment. Hydrolysis in an alkaline medium proceeds more slowly than in an acidic medium, in which the wettability of the material and the diffusion of the solution into the material are improved. With high-speed pulsed exposure to vacuum, the wettability of materials improves, therefore, the hydrolysis of cellulose-containing materials can be carried out both in alkaline and in acidic environments. Given the universality of the developed process, preference is given to hydrolysis with acidic solutions, both from the standpoint of simplifying the composition of the hydrolysis solution, and from the standpoint of intensifying the hydrolysis process, lowering the process temperature, and also obtaining high-quality low-viscosity cellulose (Examples 1, 2).
Снижением температуры гидролиза при однородности обработки материала достигается большее сохранение кристаллической части целлюлозы с повышением ее выхода.By lowering the hydrolysis temperature with uniform processing of the material, a greater conservation of the crystalline part of cellulose is achieved with an increase in its yield.
Чередование циклов нагрева материала до оптимальной температуры, набора и сброса вакуума интенсифицируются массообмен с ускорением процесса гидролиза материала и растворение лигнина и др. примесей, деструкцией целлюлозы до требуемых значений вязкости для той или иной целлюлозы, например для текстиля, медицинской ваты, бумаги и нитроцеллюлозного производства. При этом нет необходимости в применении повышенных температур и в увеличении длительности процесса и, как показывают опытные работы, гидролиз для разных материалов должен проводиться при температуре 115°C и менее в течение ~10-60 мин и, что важно, без использования госгортехнадзорного оборудования.The alternation of cycles of heating the material to the optimum temperature, vacuum collection and discharge, intensifies mass transfer, accelerating the process of hydrolysis of the material and dissolving lignin and other impurities, degrading cellulose to the required viscosity values for a particular cellulose, for example, textile, medical cotton, paper and nitrocellulose production . At the same time, there is no need to use elevated temperatures and to increase the duration of the process and, as experimental work shows, hydrolysis for different materials should be carried out at a temperature of 115 ° C or less for ~ 10-60 min and, importantly, without the use of state technical supervision equipment.
При этих температурах достигается требуемая степень полимеризации, так как при скоростном импульсном воздействии вакуума производится пропитка по всему объему измельченного материала при низких концентрациях реагентов 0,5-3,0% в течение 0,5-1,5 час (Пример 3).At these temperatures, the required degree of polymerization is achieved, since with high-speed pulsed exposure to vacuum, impregnation is carried out over the entire volume of the crushed material at low concentrations of reagents 0.5-3.0% for 0.5-1.5 hours (Example 3).
Пропитку и гидролиз целлюлозосодержащего сырья проводят в среде гидролизного раствора, где в качестве гидролизного раствора используют раствор кислот азотной, серной или смеси азотной и серной кислот с концентрацией растворов не более 15,0% при соотношении целлюлозосодержащего сырья к гидролизному раствору не более 1:15.The cellulose-containing raw material is impregnated and hydrolyzed in a hydrolysis solution medium, where a solution of nitric, sulfuric acids, or a mixture of nitric and sulfuric acids with a concentration of solutions of not more than 15.0% is used as a hydrolysis solution with a ratio of cellulose-containing raw materials to hydrolysis solution of not more than 1:15.
Комбинированное воздействие кислот благоприятно влияет на гидролиз, улучшая однородность целлюлозы из древесины и однолетних растений.The combined effect of acids favorably affects hydrolysis, improving the uniformity of cellulose from wood and annual plants.
Лигнин впоследствии переводится в органическое удобрение, повышающее урожайность сельскохозяйственных культур.Lignin is subsequently converted to organic fertilizer, increasing crop yields.
Пропитку и гидролиз целлюлозосодержащего сырья проводят и в среде, где в качестве гидролизного раствора используют щелочной раствор с концентрацией менее 30 г/л при соотношении целлюлозосодержащего сырья к гидролизному раствору не более 1:15.The impregnation and hydrolysis of cellulose-containing raw materials is also carried out in an environment where an alkaline solution with a concentration of less than 30 g / l is used as the hydrolysis solution with a ratio of cellulose-containing raw materials to the hydrolysis solution of not more than 1:15.
Пропитку и гидролиз целлюлозосодержащего сырья можно проводить раствором отработанных кислот производства нитратов целлюлоз, являющихся смесью азотной, серной кислот и воды. В отработанной кислоте, в зависимости от состава исходной рабочей кислотной смеси, содержание азотной кислоты достигает 20-28%, серной кислоты до 60% и воды до 20%, что позволяет создать необходимый гидролизный раствор. Использование отработанных кислот снижает до минимума стоимость гидролизного раствора.The impregnation and hydrolysis of cellulose-containing raw materials can be carried out with a solution of waste acids from the production of cellulose nitrates, which are a mixture of nitric, sulfuric acids and water. In spent acid, depending on the composition of the initial working acid mixture, the content of nitric acid reaches 20-28%, sulfuric acid up to 60% and water up to 20%, which allows you to create the necessary hydrolysis solution. The use of spent acids minimizes the cost of the hydrolysis solution.
Для получения требуемых значений по вязкости целлюлоз из однолетних растений для текстиля, медицинской ваты и некоторых сортов бумаги и пр. после их пропитки для сохранения оптимальной длины волокна подвергают разволокнению. Процесс гидролиза сырья в гидролизном растворе активизируется при совмещении с измельчением, например, древесины до 10-50 мкм, что повышает однородность целлюлозы и интенсифицирует последующие операции.To obtain the required viscosity values of celluloses from annual plants for textiles, medical cotton wool and some paper grades, etc., after they have been impregnated in order to maintain the optimum fiber length, they are subjected to razvolnenie. The process of hydrolysis of raw materials in a hydrolysis solution is activated when combined with grinding, for example, wood up to 10-50 microns, which increases the uniformity of cellulose and intensifies subsequent operations.
Фильтрация полученной целлюлозы.Filtration of the resulting pulp.
После окончания гидролиза целлюлозосодержащего сырья в среде гидролизного раствора проводят фильтрацию полученной целлюлозы для отделения от отработанного гидролизного раствора с одновременным использованием вышеуказанных циклов, включающих скоростное импульсное воздействие вакуума. Большой перепад давлений на фильтрующем материале увеличивает производительность процесса отделения гидролизного раствора с растворенными в нем примесями от волокна целлюлозы. Растворенные примеси в отработанном гидролизном растворе впоследствии высаживают вместе с лигнином.After the hydrolysis of the cellulose-containing raw materials in the medium of the hydrolysis solution is completed, the resulting cellulose is filtered to separate from the spent hydrolysis solution while using the above cycles, including high-speed pulsed vacuum. A large pressure drop across the filter material increases the productivity of the process of separating the hydrolysis solution with the impurities dissolved in it from the cellulose fiber. The dissolved impurities in the spent hydrolysis solution are subsequently precipitated together with lignin.
Промывка водой.Flushing with water.
После фильтрации полученной целлюлозы проводят промывку с одновременным использованием вышеуказанных циклов, включающих скоростное импульсное воздействие вакуума, водой, нагретой до 50-70°C, затем с температурой 15-25°C с целью удаления остатков гидролизного раствора, адсорбированных на поверхности волокна лигнина и др. примесей и низкомолекулярных продуктов гидролиза. При этом интенсифицируются массообменные процессы, особенно при кипении воды при импульсном вакуумировании по всему объему раствора. Промывка целлюлозы ведется до нейтральной среды.After filtering the resulting cellulose, washing is carried out with the simultaneous use of the above cycles, including high-speed pulsed exposure to vacuum, with water heated to 50-70 ° C, then with a temperature of 15-25 ° C in order to remove residual hydrolysis solution adsorbed on the surface of lignin fiber, etc. Impurities and low molecular weight hydrolysis products. In this case, mass transfer processes are intensified, especially during boiling water with pulsed evacuation throughout the entire volume of the solution. Cellulose is washed to a neutral environment.
После промывки, в случае необходимости (для медицинской ваты, текстиля, бумаги, нитролаков и эмалей), целлюлозу подвергают отбелке. Отбеливание производят преимущественно перекисью водорода с использованием циклов, включающих нагрев материала до температуры 115°C и менее, скоростное импульсное воздействие вакуума с изменением давления в диапазоне до 5 мм рт.ст., за время менее 30 сек, с последующей выдержкой под вакуумом и сбросом вакуума.After washing, if necessary (for medical cotton wool, textiles, paper, nitro-lacquers and enamels), the pulp is bleached. Bleaching is predominantly carried out with hydrogen peroxide using cycles that include heating the material to a temperature of 115 ° C or less, high-speed pulsed exposure to vacuum with a pressure change in the range up to 5 mm Hg, in less than 30 seconds, followed by exposure to vacuum and discharge vacuum.
Фильтрация.Filtration.
После промывки целлюлозы водой производят ее фильтрацию с использованием скоростных импульсных воздействий вакуума аналогично фильтрации после гидролиза. Отделенные промывные воды отправляют на регенерацию для повторного использования.After washing the cellulose with water, it is filtered using high-speed pulsed vacuum influences similar to filtration after hydrolysis. The separated wash water is sent for regeneration for reuse.
Сушка.Drying.
Сушку целлюлозы производят с использованием вышеуказанных циклов, включающих скоростное импульсное воздействие вакуума, что позволяет получить целлюлозу менее 10% влажности, за счет лучшей десорбции поверхностной влаги и положительно направленных градиентов давления, температуры и влажности целлюлозы. Происходит более глубокая и равномерная сушка при температуре целлюлозы менее 100°C.Cellulose is dried using the above cycles, including high-speed pulsed exposure to vacuum, which makes it possible to obtain cellulose with less than 10% moisture, due to better desorption of surface moisture and positively directed gradients of pressure, temperature and humidity of cellulose. Deeper and more uniform drying occurs at a cellulose temperature of less than 100 ° C.
При необходимости для волокнистых материалов (ткань и др.) перед сушкой отмытую и профильтрованную от промывных вод целлюлозу отжимают на сетчатых или тканевых фильтрах скоростным импульсным вакуумным отсосом воды с протяжкой воздушного теплоносителя через слой волокнистой целлюлозы и сетку до не более 10% влажности. Впоследствии производят разрыхление уплотненной целлюлозы.If necessary, for fibrous materials (fabric, etc.), before washing, the cellulose washed and filtered from rinsing water is squeezed on a mesh or fabric filter using a high-speed pulsed vacuum suction of water with an air heat carrier through a layer of fibrous cellulose and a mesh to not more than 10% humidity. Subsequently, the densified pulp is loosened.
Таким образом, применение скоростных импульсных воздействий вакуума на всех стадиях процесса получения целлюлозы дает следующие преимущества способа: сокращение длительности процесса гидролиза целлюлозы на порядок, возможность создания замкнутого цикла водооборота, а также гидролизующих и отбеливающих растворов, снижение температуры процессов при получении требуемой химической и структурной однородности материала, с достижением большего сохранения кристаллической части целлюлозы с более быстрой деструкцией аморфной части целлюлозы, возможность получения целлюлозы требуемой марки из любого целлюлозосодержащего сырья. Исключение из гидролизного раствора дополнительных химреагентов улучшает экологию не только воздушного бассейна, но и водного бассейна за счет сокращения объемов промывных вод с организацией их регенерации. Регенерация использованных гидролизных, отбеливающих растворов и промывных вод существенно упрощается. Упрощается технология отделения от целлюлозы лигнина и др. примесей и технологический процесс получения высококачественной однородной целлюлозы.Thus, the use of high-speed pulse effects of vacuum at all stages of the process of producing cellulose gives the following advantages of the method: reducing the duration of the process of hydrolysis of cellulose by an order of magnitude, the possibility of creating a closed cycle of water circulation, as well as hydrolyzing and bleaching solutions, lowering the temperature of the processes to obtain the required chemical and structural uniformity material, with the achievement of greater conservation of the crystalline part of the cellulose with faster destruction of the amorphous part of the cellulose oses, the possibility of obtaining the desired grade of pulp from any cellulose-containing raw material. The exclusion of additional chemicals from the hydrolysis solution improves the ecology of not only the air basin, but also the water basin by reducing the volume of washing water with the organization of their regeneration. The regeneration of used hydrolysis, bleaching solutions and wash water is greatly simplified. The technology of separation of lignin and other impurities from cellulose and the process of obtaining high-quality homogeneous cellulose are simplified.
Примеры осуществления способа.Examples of the method.
Пример 1.Example 1
Опытные работы по получению гомогенизированной целлюлозы начаты с изготовления в лабораторных условиях гидролизованной хлопковой целлюлозы из хлопкового линта не щелочной варкой в среде 10-15 г/л щелочи, а в кислой среде.Experimental work on obtaining homogenized cellulose began with the manufacture in laboratory conditions of hydrolyzed cotton cellulose from cotton lint, not alkaline cooking in an environment of 10-15 g / l of alkali, but in an acidic environment.
При этом все процессы проводятся с одновременным использованием указанных выше циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума.Moreover, all processes are carried out with the simultaneous use of the above cycles, including high-speed pulse effects of vacuum.
Хлопковый линт при скоростных импульсных воздействиях вакуума пропитывается 2,0% раствором отработанной кислоты производства НЦ в течение 15 мин при температуре 95°C. Гидролиз линта совмещается с измельчением в лабораторном аппарате до 50-100 мкм. В приемной емкости при скоростных импульсных воздействиях вакуума в среде данного гидролизного раствора вязкость целлюлозы снижается до 5-10 сП. Далее целлюлоза фильтруется, промывается, отжимается на центрифуге. Целлюлоза для нитролаков и эмалей отбеливается при скоростных импульсных воздействиях вакуума смесью водных растворов щелочи концентрацией 5 г/л и перекисью водорода концентрацией 8 г/л при 75°C в течение 30 мин. Беленая целлюлоза отделятся от раствора, промывается, отжимается и сушится скоростными импульсными воздействиями вакуума. Технические показатели полученной целлюлозы: массовая доля альфа-целлюлозы 97-98%, смачиваемость - 167,5 г, динамическая вязкость 8,3 мПа·с, влажность 8%. Таким образом, доказано получение хлопковой целлюлозы не щелочным, а кислым гидролизом. Изготовленная целлюлоза имеет меньшую вязкость, высокую белизну и растворимость образцов лаков и эмалей в комбинированном растворителе, достигающую 98,5%, лаки прозрачны.Cotton linters are impregnated with high-speed pulsed vacuum in a 2.0% solution of spent acid produced by SC for 15 minutes at a temperature of 95 ° C. Lint hydrolysis is combined with grinding in a laboratory apparatus up to 50-100 microns. In the receiving tank with high-speed pulse effects of vacuum in the medium of this hydrolysis solution, the viscosity of the cellulose decreases to 5-10 cP. Then the cellulose is filtered, washed, squeezed in a centrifuge. Cellulose for nitro-lacquers and enamels is bleached at high-speed pulsed exposure to vacuum with a mixture of aqueous solutions of alkali with a concentration of 5 g / l and hydrogen peroxide with a concentration of 8 g / l at 75 ° C for 30 minutes. Bleached cellulose is separated from the solution, washed, squeezed and dried by high-speed pulsed vacuum. Technical indicators of the obtained cellulose: mass fraction of alpha-cellulose 97-98%, wettability - 167.5 g, dynamic viscosity 8.3 MPa · s, humidity 8%. Thus, it was proved that cotton cellulose is obtained not by alkaline but by acid hydrolysis. The cellulose produced has a lower viscosity, high whiteness and solubility of varnish and enamel samples in a combined solvent, reaching 98.5%, the varnishes are transparent.
Пример 2.Example 2
Получение медицинской ваты из длинноволокнистого хлопка в лабораторных условиях. На производстве при щелочной варке применяется раствор NAOH концентрацией 25 г/л, процесс ведется при модуле 1:20, температуре 140°C в течение 4 часов.Obtaining medical cotton wool from long-fiber cotton in the laboratory. In alkaline cooking, a NAOH solution with a concentration of 25 g / l is used, the process is carried out at a module of 1:20, a temperature of 140 ° C for 4 hours.
В лаборатории гидролиз хлопка проводится с использованием во всех процессах циклов, включающих скоростное импульсное воздействие вакуума, раствором меланжа концентрацией 2,5% при 60°C и модуле 1:7,5 в течение 50 мин. Пропитка хлопка проводится с изменением давления скоростными импульсными воздействиями вакуума до 10 мм рт.ст. После гидролиза гидролизный раствор фильтруется от хлопка. Гидролизный раствор регенерируется и вновь пускается в оборот. Волокно промывается водой 60°C и водой 20°C при модуле 1:7,5 до нейтральной среды. Промывочные воды после двухступенчатой (10 и 5 мкм) фильтрации и корректировки по рН повторно используются. Промытое волокно отбеливается смесью водных растворов щелочи концентрацией 3 г/л и перекиси водорода концентрацией 8 г/л при температуре 70°C в течение 30 мин при скоростных импульсных воздействиях вакуума. Затем проводят отделение отбеливающего раствора от целлюлозы, раствор дважды фильтруется, регенерируется и возвращается в технологический цикл. Далее следует промывка целлюлозы водой при скоростном импульсном воздействии вакуума. Воды при скоростных импульсных воздействиях вакуума также фильтруются, корректируются по рН и повторно используются. Отбеленная, промытая целлюлоза отжимается на непрерывном, конвейерном сетчатом или тканевом фильтре с прижимными валками и далее сушится протяжкой воздушного теплоносителя с температурой 100-115°C через слой целлюлозы и сетку до 5-10% влажности скоростными импульсными воздействиями вакуума с последующим разрыхлением уплотненной целлюлозы.In the laboratory, cotton hydrolysis is carried out using cycles in all processes, including high-speed pulsed vacuum, a 2.5% melange solution at 60 ° C and a 1: 7.5 module for 50 minutes. Impregnation of cotton is carried out with a change in pressure by high-speed pulse effects of vacuum up to 10 mm Hg After hydrolysis, the hydrolysis solution is filtered from cotton. The hydrolysis solution is regenerated and put back into circulation. The fiber is washed with 60 ° C water and 20 ° C water with a 1: 7.5 module to a neutral environment. Wash water after two-stage (10 and 5 μm) filtration and pH adjustment are reused. The washed fiber is bleached with a mixture of aqueous solutions of alkali with a concentration of 3 g / l and hydrogen peroxide with a concentration of 8 g / l at a temperature of 70 ° C for 30 min under high-speed pulsed vacuum. Then, the bleaching solution is separated from cellulose, the solution is filtered twice, regenerated and returned to the technological cycle. This is followed by washing the cellulose with water under high-speed pulsed exposure to vacuum. Water at high-speed pulsed effects of vacuum is also filtered, adjusted by pH and reused. Bleached, washed cellulose is squeezed on a continuous, conveyor mesh or fabric filter with pressure rolls and then dried by drawing in an air coolant with a temperature of 100-115 ° C through a cellulose layer and a mesh to 5-10% moisture by high-speed pulsed vacuum, followed by loosening of the compacted pulp.
Полученная медицинская вата мягкая и по параметрам удовлетворяет требованиям ТУ и обладает повышенной смачиваемостью. Влажность - 8%, степень белизны - 80%.The resulting medical cotton wool is soft and meets the requirements of TU in terms of parameters and has increased wettability. Humidity - 8%, whiteness - 80%.
Пример 3.Example 3
Опытные работы по получению текстильного волокна из льна и конопли.Experimental work on obtaining textile fibers from flax and hemp.
Стебли конопли как и льна после подсушки подвергаются с использованием циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума, предварительному гидролизу при температуре 95°C раствором меланжа концентрацией 3,0% при модуле 1:7,5. Пропитанное волокно подвергают гидролизу, где доводится до требуемых норм по вязкости.After drying, hemp and flax stalks are subjected, using cycles including high-speed pulsed vacuum, to preliminary hydrolysis at 95 ° C with a 3.0% melange solution at a 1: 7.5 modulus. The impregnated fiber is subjected to hydrolysis, where it is brought to the required viscosity standards.
При этом, для получения длинных волокон для текстиля, медицинской ваты, бумаги из льна и конопли они промываются водой при температуре 60 и 20°C до нейтральной среды, при использовании циклов со скоростными импульсными воздействиями вакуума, сушатся при температуре 95°C и стебли льна и конопли пропускаются через рифленые вальцы с зазором 1,0-1,5 мм, с раздавливанием стеблей и частичным отделением волокон от костры на трепальных машинах. Промытое волокно после фильтрации отбеливается щелочно-перекисным раствором, раствор отделяется, волокно промывается и подвергается отжиму и сушке на непрерывном конвейерном сетчатом аппарате с прижимными валками и прососом воздушного теплоносителя температурой 98°C и скоростных импульсных воздействиях вакуума через слой волокна и сетку. Сушка волокна производится до 10% влажности, разрыхляется на валковой машине и далее упаковывается в кипы. Достигается степень полимеризации льняного волокна 10000, степень полимеризации конопли 8000.At the same time, to obtain long fibers for textiles, medical cotton wool, flax and hemp paper, they are washed with water at a temperature of 60 and 20 ° C to a neutral environment, when using cycles with high-speed pulsed vacuum, they are dried at a temperature of 95 ° C and flax stems and hemp is passed through corrugated rollers with a gap of 1.0-1.5 mm, with crushing of the stems and partial separation of the fibers from the bonfire on bobbin machines. After filtration, the washed fiber is bleached with an alkaline peroxide solution, the solution is separated, the fiber is washed and subjected to extraction and drying on a continuous conveyor screen apparatus with pressure rollers and air cooler suction at a temperature of 98 ° C and high-speed pulsed vacuum influences through the fiber layer and mesh. The fiber is dried to 10% moisture, loosened on a roller machine and then packaged in bales. Achieved the degree of polymerization of flax fiber 10000, the degree of polymerization of hemp 8000.
Пример 4.Example 4
Получение целлюлозы из конопли для НЦ производства при одновременном использовании циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума на всех стадиях процесса.Obtaining cellulose from hemp for SC production with the simultaneous use of cycles, including high-speed pulsed exposure to vacuum at all stages of the process.
В лабораторных условиях после пропитки волокна в 3% растворе меланжа волокно измельчают при гидролизе в среде раствора температурой 95-98°C при модуле 1:5 до 50-100 мкм, вязкость целлюлозы снижается до 5-10 сП. Производится и отделение гидролизного раствора от волокна. Гидролизный раствор отфильтровывается, производится осаждение лигнина и примесей, после регенерации раствор возвращается в технологический цикл. Целлюлоза, идущая на изготовление НЦ для нитролаков и эмалей, отбеливается в водном щелочно-перекисном растворе. Раствор фильтруется, регенерируется и возвращается в технологический цикл. Беленая целлюлоза промывается, отжимается и сушится. Волокна целлюлозы промываются до нейтральной среды, отжимаются на центрифуге или шнек-прессе при скоростных импульсных воздействиях вакуума. На прессе целлюлоза продавливается через обогреваемый конусный пресс-инструмент с матрицами и отжимается до влажности 15-20%. Целлюлоза вакуум-транспортом плотным слоем поступает в вакуум-импульсную непрерывную сушилку и сушится при температуре 110°C в течение 30 минут до влажности не более 10% и упаковывается. На заводе потребителя целлюлоза скоростными импульсными воздействиями вакуума пропитывается в том или ином растворе и распускается на волокна.In laboratory conditions, after the fiber is impregnated in a 3% melange solution, the fiber is crushed by hydrolysis in a solution of 95-98 ° C with a 1: 5 module to 50-100 microns, the cellulose viscosity decreases to 5-10 cP. The hydrolysis solution is also separated from the fiber. The hydrolysis solution is filtered off, lignin and impurities are precipitated, after regeneration, the solution is returned to the technological cycle. Cellulose, which goes to the manufacture of SC for nitro-lacquers and enamels, is bleached in an aqueous alkaline peroxide solution. The solution is filtered, regenerated and returned to the technological cycle. Bleached pulp is washed, squeezed and dried. Cellulose fibers are washed to a neutral medium, squeezed in a centrifuge or screw press with high-speed pulsed vacuum. In the press, cellulose is pressed through a heated conical press tool with dies and squeezed to a moisture content of 15-20%. The cellulose is vacuum-packed in a dense layer into a vacuum-pulse continuous dryer and dried at a temperature of 110 ° C for 30 minutes to a moisture content of not more than 10% and is packed. At the consumer's plant, cellulose is impregnated with high-speed pulsed vacuum in a particular solution and dissolves into fibers.
Пример 5.Example 5
Опытные работы по получению сульфатной гидролизной древесной целлюлозы проводились с использованием циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума на всех стадиях.Experimental work on the production of sulfate hydrolysis of wood pulp was carried out using cycles involving high-speed pulsed vacuum effects at all stages.
Древесная щепа толщиной 5 мм, шириной 10 мм и длиной 14 мм подвергается пропитке при скоростных импульсных воздействиях вакуума раствором гидроксида и сульфида натрия концентрации 10 г/л при 95°C, модуле 1:7,5 с изменением давления до 10 мм рт.ст. в течение 30 мин. Далее проводится измельчение щепы с щелочным гидролизным раствором на лабораторном измельчителе до размера частиц 50-100 мкм. При скоростных импульсных воздействиях вакуума при 95°C гидролиз измельченной щепы в щелочной среде доводится до 10-15 сП в течение 1,0 час. Гидролизный раствор с растворенными лигнином и другими примесями фильтруется через тканные металлические сетки с размером ячеек 50, 10 и 5 мкм. Целлюлозное волокно после отделения гидролизного раствора промывается водой температурой 60°C и водой комнатной температуры до нейтральной среды. Промытая целлюлоза для лучшей очистки от примесей и от мелкодисперсной деструктированной аморфной целлюлозы подвергается дополнительному кислотному гидролизу 3,0% раствором меланжа при 90-95°C с использованием скоростных импульсных воздействий вакуума в течение 60 мин снижением вязкости целлюлозы до 9-10 сП. Гидролизный раствор фильтруется. Волокно промывается, отжимается на лабораторной центрифуге и сушится до 8-10% влажности. При изготовлении целлюлозы для лаков и эмалей она отбеливается смесью раствора щелочи (NAOH) концентрации 4-5 г/л и перекиси водорода 10 г/л при 70-75°C в течение 15 мин с последующей фильтрацией отбельного раствора, промывкой, отжимом и сушкой при температуре 115°C до влажности 10% целлюлозы.Wood chips with a thickness of 5 mm, a width of 10 mm and a length of 14 mm are subjected to impregnation at high-speed pulsed exposure to vacuum with a solution of sodium hydroxide and sodium sulfide at a concentration of 10 g / l at 95 ° C, 1: 7.5 module with a pressure change of up to 10 mm Hg . within 30 minutes Next, the grinding of chips with an alkaline hydrolysis solution is carried out on a laboratory grinder to a particle size of 50-100 microns. At high-speed pulsed exposure to vacuum at 95 ° C, the hydrolysis of crushed wood chips in an alkaline medium is brought to 10-15 cP for 1.0 hour. The hydrolysis solution with dissolved lignin and other impurities is filtered through woven metal mesh with mesh sizes of 50, 10 and 5 microns. After separation of the hydrolysis solution, the cellulose fiber is washed with water at a temperature of 60 ° C and water at room temperature to a neutral medium. Washed cellulose, for better purification from impurities and finely dispersed finely divided amorphous cellulose, is subjected to additional acid hydrolysis with a 3.0% solution of mélange at 90-95 ° C using high-speed pulsed vacuum for 60 min, reducing the viscosity of the cellulose to 9-10 cP. The hydrolysis solution is filtered. The fiber is washed, squeezed in a laboratory centrifuge and dried to 8-10% moisture. In the manufacture of cellulose for varnishes and enamels, it is bleached with a mixture of alkali solution (NAOH) of a concentration of 4-5 g / l and hydrogen peroxide 10 g / l at 70-75 ° C for 15 minutes, followed by filtration of the bleaching solution, washing, pressing and drying at a temperature of 115 ° C to a moisture content of 10% cellulose.
Содержание альфа-целлюлозы достигает 96-97%, смачиваемость 150-160 г, влажность 8-10%), вязкость 6-9 сП, степень полимеризации - 260.The content of alpha-cellulose reaches 96-97%, wettability 150-160 g, humidity 8-10%), viscosity 6-9 cP, degree of polymerization 260.
Пример 6.Example 6
В лабораторных условиях древесная щепа подвергается пропитке раствором меланжа концентрацией 2,5% при 95-98°C и модуле 1:7,5 с одновременным использованием на этом и последующих этапах циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума с изменением давления до 10 мм рт.ст. в течение 30 минут. Проводится измельчение щепы в гидролизном растворе до размера частиц 50-100 мкм. Требуемая вязкость целлюлоз достигается в процессе измельчения.In laboratory conditions, wood chips are subjected to impregnation with a 2.5% melange solution at 95-98 ° C and a 1: 7.5 module with simultaneous use of cycles at this and subsequent stages, including high-speed pulsed vacuum effects with a pressure change of up to 10 mm Hg. Art. within 30 minutes. Chips are crushed in a hydrolysis solution to a particle size of 50-100 microns. The required viscosity of the pulp is achieved in the grinding process.
Для древесины с высоким смолосодержанием требуемые показатели вязкости достигаются скоростными импульсными воздействиями вакуума. Гидролизный раствор скоростными импульсными воздействиями вакуума фильтруется через нержавеющую сетку с ячейками 10 и 5 мкм, регенерируется по химическому составу с организацией оборота раствора с замкнутым циклом. Отделенная целлюлоза дважды промывается теплой 50-60°C и холодной водой 20°C. Промывные воды скоростными импульсными воздействиями вакуума фильтруются через нержавеющую сетку с размерами ячеек 10 и затем 5 мкм. Воды регенерируются по рН с организацией замкнутого оборота вод. Промытая целлюлоза отбеливается смесью водных растворов щелочи NaOH концентрацией 3 - 6 г/л и перекиси водорода с концентрацией не менее 8 г/л при температуре 50-75°C в течение 30 мин, с последующей ступенчатой фильтрацией и регенерацией раствора, промывных вод, с организацией оборота раствора и вод. Отбелка целлюлозы необходима только для получения прозрачных нитролаков и эмалей. Полученная целлюлоза отжимается на центрифуге с применением отсоса отжимаемых вод скоростными импульсными воздействиями вакуума. На шнек-прессе целлюлоза через обогреваемый конусный пресс-инструмент с обтекателем продавливается через матрицы с влажностью 15-20%. Сушка целлюлозы реализуется в сушилке вакуумной непрерывного действия (СВН) с применением скоростных импульсных воздействий вакуума при температуре 110°C до влажности 10%.For wood with a high resin content, the required viscosity indices are achieved by high-speed pulsed vacuum influences. The hydrolysis solution is filtered by high-speed pulsed vacuum through a stainless steel mesh with cells of 10 and 5 μm, and is regenerated by chemical composition with the organization of the circulation of the solution in a closed cycle. Separated cellulose is washed twice with warm 50-60 ° C and cold water 20 ° C. Rinsing water is filtered by high-speed pulsed vacuum through a stainless steel mesh with mesh sizes of 10 and then 5 μm. The waters are regenerated by pH with the organization of a closed circulation of water. The washed cellulose is bleached with a mixture of aqueous solutions of alkali NaOH with a concentration of 3-6 g / l and hydrogen peroxide with a concentration of at least 8 g / l at a temperature of 50-75 ° C for 30 minutes, followed by stepwise filtration and regeneration of the solution, washing water, s the organization of the turnover of the solution and water. Cellulose bleaching is necessary only for transparent nitro lacquers and enamels. The resulting cellulose is squeezed in a centrifuge using a suction of squeezed water by high-speed pulsed vacuum. On the screw press, cellulose is pressed through matrices with a moisture content of 15-20% through a heated conical press tool with a cowl. Cellulose drying is carried out in a continuous vacuum dryer (IHE) using high-speed pulsed vacuum effects at a temperature of 110 ° C to a moisture content of 10%.
Содержание в полученной целлюлозе альфа-целлюлозы 96-97%, смачиваемость 150-160, вязкость 5-9 сП, влажность 4-8%, степень полимеризации 220-240.The content of obtained cellulose alpha-cellulose 96-97%, wettability 150-160, viscosity 5-9 cP, humidity 4-8%, the degree of polymerization 220-240.
Пример 7.Example 7
В лабораторных условиях проведена проверка возможности изготовления сульфитной древесной целлюлозы с использованием циклов, включающих скоростные импульсные воздействия вакуума на всех этапах и измельчением щепы в среде сернистой кислоты. Для получения сульфитной целлюлозы пропитка древесной щепы производится сернистой кислотой (H2SO3), как и измельчение щепы в среде этого гидролизного раствора до 50-100 мкм обеспечивается раствором данной кислоты концентрацией 10% при температуре 85-75°C в течение 1,0 часа. Далее гидролизный раствор, содержащий раствор лигнина и др. примеси, отфильтровывается. Волокно промывается до нейтральной среды, отжимается на центрифуге. Далее древесная щепа пропитывается азотной кислотой концентрацией 8,0% (без применения раствор Ca(HSO3)2, без SO2, проникающей в древесную щепу быстрее раствора, а также без применения спиртов (бутилового и др.), а также без применения фенола, этиленгликоля и органических кислот (уксусной, монохлоруксусной и др. кислот).In laboratory conditions, the possibility of producing sulfite wood pulp using cycles involving high-speed pulsed vacuum exposure at all stages and by grinding wood chips in a sulfuric acid medium was tested. To obtain sulfite cellulose, the impregnation of wood chips is carried out with sulfuric acid (H 2 SO 3 ), as well as the grinding of wood chips in the medium of this hydrolysis solution up to 50-100 microns is provided with a solution of this acid with a concentration of 10% at a temperature of 85-75 ° C for 1.0 hours. Next, the hydrolysis solution containing a solution of lignin and other impurities is filtered. The fiber is washed to a neutral medium, squeezed in a centrifuge. Further, wood chips are impregnated with nitric acid at a concentration of 8.0% (without the use of Ca (HSO 3 ) 2 solution, without SO 2 penetrating the wood chips faster than the solution, and also without the use of alcohols (butyl alcohol, etc.), and also without the use of phenol , ethylene glycol and organic acids (acetic, monochloroacetic and other acids).
Гидролизный раствор отделяется на центрифуге с высаживанием растворенных примесей. Волокно промывается до нейтральной среды, отжимается на центрифуге и сушится до 10% влажности.The hydrolysis solution is separated in a centrifuge with the planting of dissolved impurities. The fiber is washed to a neutral medium, squeezed in a centrifuge and dried to 10% humidity.
При необходимости целлюлоза отбеливается раствором NaOH в смеси с перекисью водорода с отделением, регенерацией раствора, промывкой и сушкой целлюлозы до 10% влажности.If necessary, the cellulose is bleached with a NaOH solution mixed with hydrogen peroxide to separate, regenerate the solution, rinse and dry the cellulose to 10% moisture.
Содержание альфа-целлюлозы достигает до 97%, смачиваемость до 150 г, СП - 240, влажность 10%.Alpha cellulose content reaches up to 97%, wettability up to 150 g, SP - 240, humidity 10%.
Следовательно, при скоростных импульсных воздействиях вакуума во время гидролиза древесной щепы при совмещении процесса с измельчением получаем из древесной щепы и сульфитную целлюлозу двухступенчатым режимом: вначале в щелочном растворе гидроксида и сульфида натрия, далее после отделения щелочного раствора и промывки в растворе меланжа с доведением режимов до получения готовой продукции с улучшением характеристик целлюлозы.Consequently, with high-speed pulsed vacuum effects during the hydrolysis of wood chips when combining the process with grinding, we obtain from wood chips and sulfite cellulose in a two-stage mode: first, in an alkaline solution of sodium hydroxide and sodium sulfide, then after separation of the alkaline solution and washing in a melange solution, bringing the modes to obtaining finished products with improved pulp characteristics.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201580067873.7A CN107075799B (en) | 2014-11-05 | 2015-12-11 | The preparation method of cellulose |
| US15/522,990 US20170314196A1 (en) | 2014-11-05 | 2015-12-11 | A cellulose production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574958C1 true RU2574958C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107075799A (en) * | 2014-11-05 | 2017-08-18 | 双子科技有限责任公司 | The preparation method of cellulose |
| RU2688377C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-05-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Национальная Исследовательская Компания" | Cellulose refining method |
| RU2735263C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-10-29 | Равиль Хамысович Айнуллов | Method of producing bleached hempen cellulose |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2308564A (en) * | 1938-05-13 | 1943-01-19 | Ralph H Mckee | Recovery of cellulose and lignin from wood |
| SU1109058A3 (en) * | 1978-07-27 | 1984-08-15 | Оббола Линерборд Актиеболаг (Фирма) | Method of boiling cellulose-containing material for obtaining cellulose pulp |
| RU2033254C1 (en) * | 1988-02-23 | 1995-04-20 | Александр Петрович Пляскин | Material treatment method apparatus |
| RU2077594C1 (en) * | 1994-02-16 | 1997-04-20 | Владимир Викторович Выглазов | Method for purification of hydrolyzate of vegetable raw materials |
| RU2084574C1 (en) * | 1992-04-06 | 1997-07-20 | А.Альстрем Корпорейшн | Method of preparing pulp |
| RU2102547C1 (en) * | 1990-05-17 | 1998-01-20 | Юнион Кемп Корпорейшн | Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material |
| RU2188208C1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-08-27 | Пермский государственный технический университет | Method of production of microcrystalline cellulose |
| RU2456394C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) | Method of processing cellulose-containing material |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2308564A (en) * | 1938-05-13 | 1943-01-19 | Ralph H Mckee | Recovery of cellulose and lignin from wood |
| SU1109058A3 (en) * | 1978-07-27 | 1984-08-15 | Оббола Линерборд Актиеболаг (Фирма) | Method of boiling cellulose-containing material for obtaining cellulose pulp |
| RU2033254C1 (en) * | 1988-02-23 | 1995-04-20 | Александр Петрович Пляскин | Material treatment method apparatus |
| RU2102547C1 (en) * | 1990-05-17 | 1998-01-20 | Юнион Кемп Корпорейшн | Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material |
| RU2084574C1 (en) * | 1992-04-06 | 1997-07-20 | А.Альстрем Корпорейшн | Method of preparing pulp |
| RU2077594C1 (en) * | 1994-02-16 | 1997-04-20 | Владимир Викторович Выглазов | Method for purification of hydrolyzate of vegetable raw materials |
| RU2188208C1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-08-27 | Пермский государственный технический университет | Method of production of microcrystalline cellulose |
| RU2456394C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) | Method of processing cellulose-containing material |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107075799A (en) * | 2014-11-05 | 2017-08-18 | 双子科技有限责任公司 | The preparation method of cellulose |
| RU2688377C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-05-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Национальная Исследовательская Компания" | Cellulose refining method |
| RU2735263C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-10-29 | Равиль Хамысович Айнуллов | Method of producing bleached hempen cellulose |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11891725B2 (en) | Recycling of cellulosic textiles | |
| KR100547491B1 (en) | The production method and pulp maked bamboos | |
| JP5953909B2 (en) | Method for producing dissolving pulp | |
| AU2015286229B2 (en) | Methods for treating lignocellulosic material | |
| CN101934545B (en) | Method for manufacturing bamboo fibers | |
| CN110894696A (en) | Method for bleaching bamboo pulp | |
| KR100662042B1 (en) | The production method and pulp maked bamboos | |
| Nayeem et al. | High purity dissolving pulp from jute | |
| WO2016072885A2 (en) | Cellulose production method | |
| RU2574958C1 (en) | Method of producing cellulose | |
| TWI630294B (en) | Dissolving pulp | |
| JP6581137B2 (en) | Method for producing dissolved kraft pulp | |
| US20170314196A1 (en) | A cellulose production method | |
| CN114775324A (en) | Dissolving pulp and preparation method thereof | |
| CN107075799B (en) | The preparation method of cellulose | |
| JP6522274B2 (en) | Method of making dissolved kraft pulp. | |
| JP2020165061A (en) | Dissolved pulp-made sheet | |
| RU2813172C1 (en) | Fibrous semi-finished product from sunflower husks and a method of its production (options) | |
| RU2590882C1 (en) | Method of producing cellulose | |
| RU2768635C1 (en) | Method for obtaining flaxseed pulp | |
| RU2794460C1 (en) | Method for cold refining of cellulose | |
| Ye et al. | A facile method to prepare methylcellulose from annual plants and wood using iodomethane | |
| JP2014001471A (en) | Manufacturing method for dissolving kraft pulp | |
| RU2045597C1 (en) | Method for production of cellulose | |
| JP6208417B2 (en) | Dissolving pulp |