RU2669845C1 - Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы - Google Patents
Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669845C1 RU2669845C1 RU2018102867A RU2018102867A RU2669845C1 RU 2669845 C1 RU2669845 C1 RU 2669845C1 RU 2018102867 A RU2018102867 A RU 2018102867A RU 2018102867 A RU2018102867 A RU 2018102867A RU 2669845 C1 RU2669845 C1 RU 2669845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- hydrogen chloride
- air
- reactor
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
Abstract
Изобретение относится к фармацевтической, пищевой и другим отраслям промышленности и может быть использовано для получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы включает обработку целлюлозосодержащего материала газовоздушной смесью хлористого водорода с воздухом, при этом для осуществления способа используют трубчатый реактор, в который непрерывно подают предварительно измельченную древесную целлюлозу, осуществляют перемещение целлюлозы по оси реактора, обеспечивающей время пребывания целлюлозы в реакторе 15-60 мин, осуществляют противоточную целлюлозе подачу хлористого водорода в количестве 3-7% от массы сухой целлюлозы и воздуха с температурой 20-50°С в количестве, обеспечивающем концентрацию хлористого водорода в газовоздушной смеси 10-50 об.%, проводят выгрузку гидролизованной целлюлозы и ее отбелку раствором гипохлорита натрия с расходом 2-6 г на 1 кг целлюлозы (по активному хлору). Для осуществления непрерывного гидролиза используют сульфитную или сульфатную беленую целлюлозу из хвойного или лиственного сырья, измельченную до размера частиц не более 50×50×6 мм, с влажностью 5-20%. Отбелку полученной микрокристаллической целлюлозы проводят при рН 2-4 в течение 1-3 часов при соотношении целлюлоза:раствор гипохлорита натрия 1:(8-12). Обеспечивается высокая производительность способа за счет осуществления непрерывного процесса. Получен продукт высокого качества с белизной более 85%. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к фармацевтической, пищевой и другим отраслям промышленности и может быть использовано для получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ).
МКЦ, как правило, получают методом кислотного гидролиза хлопковой или древесной беленой целлюлозы. Гидролиз проводят растворами минеральных кислот (серной или соляной) с концентрацией 0,5-1,5% при температурах до 150°С и давлении до 5 атм. Гидролизованную целлюлозу нейтрализуют, размалывают, отбеливают, промывают и высушивают. Исходя из реологических характеристик целлюлозы, гидролиз проводится в сильно разбавленных суспензиях при гидромодулях более 15.
Известен способ получения микрокристаллической целлюлозы с помощью гидролиза естественной или гидратной целлюлозы 2,5 N соляной кислотой при 105°С до образования целлюлозы с предельной степенью полимеризации. Полученный продукт подвергается механическому размельчению и в виде тонкого белого порошка используется в качестве наполнителя в пищевой, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности (US патент 2978446, кл. 260-212, оп. 1960).
Также известен способ получения микрокристаллической целлюлозы (Пат РФ №2298562), включающий гидролиз исходной целлюлозы в растворе минеральных кислот при атмосферном давлении и температуре 100-105°С в течение 0,5-3 ч, отличающийся тем, что в качестве исходной целлюлозы используют целлюлозу белизной до 65%, гидролиз ведут в растворе серной кислоты при концентрации 5-10% с последующим отбеливанием диоксидом хлора с расходом 0,5-3,0% от массы абсолютно сухого материала при температуре 70°С в течение 1-3 ч.
Такие способы гидролиза отличаются высоким расходом тепла и реагентов для осуществления гидролиза и требуют использования сложного оборудования в коррозионно-стойком исполнении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения МКЦ, в котором целлюлозосодержащий материал определенной влажности обрабатывают газо-воздушной смесью хлористого водорода в соотношении 1: (2-10) и температурой 25-70С при этом газообразный хлористый водород охлаждают перед смешиванием с воздухом, а температуру газовоздушной смеси устанавливают путем подогрева воздуха перед смешиванием с хлористым водородом (Пат РФ №2281993).
Недостатками этого способа являются низкая производительность процесса, высокий расход и необходимость охлаждения хлористого водорода на осуществление процесса и получение МКЦ с низкой белизной.
Технической проблемой является создание высокопроизводительного способа за счет организации непрерывного гидролиза целлюлозы, получением МКЦ высокой степени белизны.
Технический результат заключается в увеличении производительности и упрощении технологического процесса, а также улучшении качества полученной микрокристаллической целлюлозы (Повышение белизны).
Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что для получения микрокристаллической целлюлозы способом непрерывного гидролиза используют трубчатый реактор, в который непрерывно подают предварительно измельченную древесную целлюлозу, осуществляют перемещение целлюлозы по оси реактора, обеспечивающей время пребывания целлюлозы в реакторе 15-60 мин, осуществляют противоточную целлюлозе подачу хлористого водорода в количестве 3-7% от массы сухой целлюлозы и воздуха при температуре 20°С - 50°С, с расходом, обеспечивающим концентрацию хлористого водорода в газо-воздушной смеси 10-50 об %, проводят непрерывный отбор отработанной газо-воздушной смеси, выгрузку гидролизованной целлюлозы и ее отбелку раствором гипохлорита натрия с расходом 2-6 г на 1 кг целлюлозы (по активному хлору) При осуществлении непрерывного гидролиза используют сульфитную или сульфатную беленую целлюлозу из хвойного или лиственного сырья измельченную до размера частиц не более 50×50×6 мм с влажностью 5-20%. Перемещение целлюлозы по оси реактора осуществляют со скоростью 1,0-10,0 см/мин
Непрерывную отбелку полученной микрокристаллической целлюлозы проводят при рН 2-4 в течение 1-3 часов при соотношении целлюлоза: раствор гипохлорита натрия 1: (8-12) Гидролиз целлюлозы происходит за счет того, что хлористый водород сорбируется влагой сырья и образует концентрированную соляную кислоту, которая осуществляет гидролиз аморфной части целлюлозы. Гидролиз аморфной части приводит к снижению степени полимеризации целлюлозы и образованию микрокристаллической целлюлозы.
Реакция абсорбции хлористого водорода сопровождается разогревом гидролизатмассы и значительным снижением белизны МКЦ. Для снижения температуры сорбции вместе с хлористым водородом противоточно целлюлозе подают воздух, с определенным расходом при температуре 20 С - 50°С, при этом воздух осуществляет отвод тепла сорбции.
Кислая гидролизатмасса с сорбированным хлористым водородом непрерывно выводится из трубчатого реактора, смешивается с раствором гипохлорита натрия, в результате чего происходит отбелка МКЦ до белизны более 85% в кислой среде. Отработанная газо-воздушная смесь отбирается с противоположного конца трубчатого реактора и подается на обезвреживание.
Неизвестны непрерывные процессы получения МКЦ с использованием раздельной подачи воздуха и хлористого водорода при определенной концентрации и температурных параметрах
Неизвестны способы отбелки МКЦ с получением продукта высокой степени белизны. Таким образом, изобретение отвечает условию охраноспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется примерами.
ПРИМЕР 1.
В трубчатый реактор с рабочим объемом 38 дм 3 (диаметр 200 мм и длина 1200 мм) шнеком непрерывно подавалась сульфатная беленая лиственная целлюлоза, измельченная до размера частиц 20×20×3 мм и влажностью 15%. Скорость подачи целлюлозы 15-16 кг/час (150дм3/час, скорость перемещения 7 см/мин), что обеспечивает время пребывания целлюлозы в реакторе 15 минут. Навстречу потоку целлюлозы подавался воздух с температурой 30°С и расходом 2,5 м3/час и хлористый водород с расходом 0,4 м3/час (0,65 кг/час, 5% от массы сухой целлюлозы). Получали газовоздушная смесь с концентрацией хлористого водорода 14% об. В процессе абсорбции хлористого водорода целлюлозой масса разогревалась до температуры 40-45°С и происходил гидролиз аморфной части целлюлозы с образованием МКЦ. Белизна целлюлозы при гидролизе снижалась от 80% (исходная беленая лиственная целлюлоза) до белизны 68% (гидролизатмасса).
Гидролизатмасса (15-16 кг/час) с абсорбированным хлористым водородом из трубчатого реактора непрерывно поступала в каскад емкостей с мешалками где смешивалась с раствором гипохлорита натрия, подаваемого с расходом 120 дм3/час и концентрацией активного хлора 500 мг/дм3 (расход активного хлора 4 г/ кг МКЦ). После смешения кислой гидролизатмассы с раствором гипохлорита, рН суспензии доводилось до рН 2,0 подачей раствора едкого натра или соляной кислоты. Время отбелки МКЦ составляло 2 часа. Отбеленная суспензия МКЦ с белизной более 82% размалывалась, промывалась водой для удаления водорастворимых компонентов, обезвоживалась и сушилась. В результате получали товарную МКЦ в виде порошка или мелких гранул.
ПРИМЕР 2.
Процесс гидролиза производился аналогично примеру 1, но для получения МКЦ использовалась сульфатная беленая хвойная целлюлоза, измельченная до размера частиц 50×50×3 мм и влажностью 5%. Скорость подачи целлюлозы составляла 3,5-4,0 кг/час (40 дм3/час, скорость перемещения 2 см/мин), что обеспечивало время пребывания целлюлозы в реакторе 60 минут. Навстречу потоку целлюлозы подавался воздух с температурой 50°С, расходом 0,14 м3/час и хлористый водород с расходом 0,07 м3/час (0,12 кг/час, 3% от массы сухой целлюлозы). Получали газовоздушную смесь с концентрацией хлористого водорода 30% об. Белизна целлюлозы снижалась от 82% (исходная беленая хвойная целлюлоза) до белизны 75% (гидролизатмасса).
Отбелка гидролизатмассы (4 кг/час) проводилась аналогично примеру 1, но гипохлорит натрия подавался с расходом 40 дм3/час и концентрацией активного хлора 300 мг/дм3 (расход активного хлора 3 г/ кг МКЦ, соотношение целлюлоза: раствор гипохлорита 1: 10). Время отбелки МКЦ составляло 3 часа, рН 3,0
ПРИМЕР 3.
Процесс гидролиза производился аналогично примеру 1, но для получения МКЦ использовалась сульфитная беленая хвойная целлюлоза, измельченная до размера частиц 10×10×3 мм и влажностью 20%. Скорость подачи целлюлозы составляла 15-16 кг/час (120 дм3/час, скорость перемещения 7 см/мин), что обеспечивало время пребывания целлюлозы в реакторе 20 минут. Навстречу потоку целлюлозы подавался воздух с температурой 20°С, расходом 5,8 м3/час и хлористый водород с расходом 0,65 м3/час (1,0 кг/час, 7% от массы сухой целлюлозы). Получали газовоздушную смесь с концентрацией хлористого водорода 10% об. Белизна целлюлозы снижалась от 82% (исходная беленая хвойная целлюлоза) до белизны 65% (гидролизатмасса).
Отбелка гидролизатмассы (15 кг/час) проводилась аналогично примеру 1, но гипохлорит натрия подавали с расходом 180 дм3/час и концентрацией активного хлора 500 мг/дм3 (расход активного хлора 6 г/ кг МКЦ, соотношение целлюлоза: раствор гипохлорита 1:12). Время отбелки МКЦ составляло 2 часа, рН 2,0.
ПРИМЕР 4.
Процесс гидролиза производился аналогично примеру 1, но для получения МКЦ использовалась сульфатная беленая лиственная целлюлоза, измельченная до размера частиц 20×20×3 мм и влажностью 10%. Скорость подачи целлюлозы составляла 15-16 кг/час (150 дм3/час, скорость перемещения 7 см/мин), что обеспечивало время пребывания целлюлозы в реакторе 15 минут. Навстречу потоку целлюлозы подавался воздух с температурой 40°С, расходом 1,2 м3/час и хлористый водород с расходом 0,4 м3/час (0,6 кг/час, 4% от массы сухой целлюлозы). Получали газовоздушную смесь с концентрацией хлористого водорода 25% об. Белизна целлюлозы снижалась от 80% (исходная беленая лиственная целлюлоза) до белизны 75% (гидролизатмасса).
Отбелка гидролизатмассы проводилась аналогично примеру 1, но гипохлорит натрия подавался с расходом 150 дм3/час и концентрацией активного хлора 300 мг/дм3 (расход активного хлора 3 г/ кг МКЦ, соотношение целлюлоза: раствор гипохлорита 1: 10). Время отбелки МКЦ составляло 2 часа, рН 4,0.
Увеличение производительности способа происходит за счет осуществления непрерывного процесса гидролиза (Исключение использования вспомогательных стадий загрузки и выгрузки целлюлозы).
Получен продукт высокого качества с белизной более 85%,
Claims (3)
1. Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы, включающий обработку целлюлозосодержащего материала газовоздушной смесью хлористого водорода с воздухом, отличающийся тем, что для осуществления способа используют трубчатый реактор, в который непрерывно подают предварительно измельченную древесную целлюлозу, осуществляют перемещение целлюлозы по оси реактора, обеспечивающей время пребывания целлюлозы в реакторе 15-60 мин, осуществляют противоточную целлюлозе подачу хлористого водорода в количестве 3-7% от массы сухой целлюлозы и воздуха с температурой 20-50°С в количестве, обеспечивающем концентрацию хлористого водорода в газовоздушной смеси 10-50 об.%, проводят выгрузку гидролизованной целлюлозы и ее отбелку раствором гипохлорита натрия с расходом 2-6 г на 1 кг целлюлозы (по активному хлору).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сульфитную или сульфатную беленую целлюлозу из хвойного или лиственного сырья, измельченную до размера частиц не более 50×50×6 мм, с влажностью 5-20%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбелку проводят при рН 2-4 в течение 1-3 часов при соотношении целлюлоза:раствор гипохлорита натрия 1:(8-12).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018102867A RU2669845C1 (ru) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018102867A RU2669845C1 (ru) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2669845C1 true RU2669845C1 (ru) | 2018-10-16 |
Family
ID=63862426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018102867A RU2669845C1 (ru) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2669845C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771931C2 (ru) * | 2020-06-30 | 2022-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристацел" | Способ отбелки микрокристаллической целлюлозы |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2978446A (en) * | 1957-01-28 | 1961-04-04 | American Viscose Corp | Level-off d.p. cellulose products |
RU2281993C1 (ru) * | 2005-02-11 | 2006-08-20 | Владимир Александрович Васильев | Способ получения микрокристаллической целлюлозы |
RU2298562C1 (ru) * | 2005-12-19 | 2007-05-10 | Государственное учреждение Институт химии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук | Способ получения микрокристаллической целлюлозы |
-
2018
- 2018-01-25 RU RU2018102867A patent/RU2669845C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2978446A (en) * | 1957-01-28 | 1961-04-04 | American Viscose Corp | Level-off d.p. cellulose products |
RU2281993C1 (ru) * | 2005-02-11 | 2006-08-20 | Владимир Александрович Васильев | Способ получения микрокристаллической целлюлозы |
RU2298562C1 (ru) * | 2005-12-19 | 2007-05-10 | Государственное учреждение Институт химии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук | Способ получения микрокристаллической целлюлозы |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771931C2 (ru) * | 2020-06-30 | 2022-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристацел" | Способ отбелки микрокристаллической целлюлозы |
RU2804640C2 (ru) * | 2022-03-15 | 2023-10-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Кристацел" | Способ непрерывного получения микрокристаллической целлюлозы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2579395C2 (ru) | Способ получения микроцеллюлозы | |
US4187141A (en) | Method of producing bleached mechanical pulp | |
US7005514B2 (en) | Process for preparing microcrystalline cellulose | |
RU2571735C2 (ru) | Способ получения микроцеллюлозы | |
JPS6011159B2 (ja) | セルロ−スパルプを65乃至95%の範囲の収率で製造する方法 | |
US9951476B2 (en) | Chemical pulping method | |
CH643902A5 (de) | Verfahren zur reinigung von cellulosebreien. | |
CN104988790A (zh) | 一种用麦秆及废纸制备瓦楞纸的方法 | |
RU2669845C1 (ru) | Способ непрерывного гидролиза для получения микрокристаллической целлюлозы | |
JP3874978B2 (ja) | 炭酸カルシウム及び水酸化ナトリウムの製造方法 | |
CN112340760A (zh) | 一种食品用碳酸钙的生产方法 | |
JP5320242B2 (ja) | 炭酸カルシウムの製造方法 | |
CN107344728A (zh) | 一种用于pvc白管的轻质碳酸钙生产方法 | |
CN110697731A (zh) | 一种以脱硫石膏制备硫酸铵和碳酸钙的方法 | |
CA1124962A (en) | Process of bleaching peat moss and resulting product | |
US3414469A (en) | Treatment of flash dried pulp to reduce nodules therein | |
EP0248252A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von mikrokristalliner Cellulose | |
RU2281993C1 (ru) | Способ получения микрокристаллической целлюлозы | |
RU2152401C1 (ru) | Способ получения порошковой целлюлозы | |
RU2804640C2 (ru) | Способ непрерывного получения микрокристаллической целлюлозы | |
RU2804650C1 (ru) | Способ получения порошковой целлюлозы или микрокристаллической целлюлозы | |
CN1294322C (zh) | 一种用于生产二醋片的竹浆粕制备方法 | |
CA2427397A1 (en) | Process for producing low dp microcrystalline cellulose | |
CN107500331B (zh) | 一种轻质碳酸钙的制备方法 | |
FI78747C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av kvaeveoxider. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200304 |