RU2676987C2 - Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение - Google Patents
Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676987C2 RU2676987C2 RU2016145591A RU2016145591A RU2676987C2 RU 2676987 C2 RU2676987 C2 RU 2676987C2 RU 2016145591 A RU2016145591 A RU 2016145591A RU 2016145591 A RU2016145591 A RU 2016145591A RU 2676987 C2 RU2676987 C2 RU 2676987C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- fibers
- suspension
- natural
- additive
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 90
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 88
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 19
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920000161 Locust bean gum Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 240000004584 Tamarindus indica Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000004298 Tamarindus indica Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 229920000591 gum Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000010420 locust bean gum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000000711 locust bean gum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 39
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 3
- 241000208140 Acer Species 0.000 claims description 2
- 240000008886 Ceratonia siliqua Species 0.000 claims description 2
- 235000013912 Ceratonia siliqua Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007472 Leucaena leucocephala Species 0.000 claims description 2
- 235000010643 Leucaena leucocephala Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 claims description 2
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 claims description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 claims description 2
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 9
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 240000000907 Musa textilis Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 2
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 2
- 244000146553 Ceiba pentandra Species 0.000 description 2
- 235000003301 Ceiba pentandra Nutrition 0.000 description 2
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 2
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 2
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 244000299507 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 2
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 2
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 2
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 2
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 2
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 244000004281 Eucalyptus maculata Species 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 1
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 1
- 108700005457 microfibrillar Proteins 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 235000019462 natural additive Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
- C09K8/06—Clay-free compositions
- C09K8/08—Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof
- C09K8/10—Cellulose or derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
- A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
- A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
- A23L29/262—Cellulose; Derivatives thereof, e.g. ethers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
- A23L33/20—Reducing nutritive value; Dietetic products with reduced nutritive value
- A23L33/21—Addition of substantially indigestible substances, e.g. dietary fibres
- A23L33/22—Comminuted fibrous parts of plants, e.g. bagasse or pulp
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
- A23L33/20—Reducing nutritive value; Dietetic products with reduced nutritive value
- A23L33/21—Addition of substantially indigestible substances, e.g. dietary fibres
- A23L33/24—Cellulose or derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
- A61K47/38—Cellulose; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
- A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
- A61K8/73—Polysaccharides
- A61K8/731—Cellulose; Quaternized cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/001—Modification of pulp properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/25—Cellulose
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/25—Cellulose
- D21H17/26—Ethers thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/08—Fiber-containing well treatment fluids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Mycology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Birds (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Botany (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Cosmetics (AREA)
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы. Способ включает cтадии получения водной суспензии волокон природной целлюлозы, введения добавки в суспензию волокон природной целлюлозы, подачи полученной смеси непосредственно в гомогенизатор или флюидизатор и получение суспензии микрофибриллированной целлюлозы. При этом добавка состоит по меньшей мере из одного природного полимера, выбранного из карбоксиметилцеллюлозы, метилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, крахмала, каррагинана, камеди бобов рожкового дерева, тамариндовой камеди, хитозана, хитина, гуаровой камеди, производных целлюлозы, таких как нанофибриллированная целлюлоза, и любой из их смесей. Изобретение относится также к микрофибриллированной целлюлозе, полученной этим способом, и к ее применению. Обеспечивается получение чистой микрофибриллированной целлюлозы, из которой может быть с легкостью удалена добавка, используемая для гомогенизации или ожижения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы., 2 ил.,2 табл., 2 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированной целлюлозе и ее применению согласно ограничительным частям прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Микрофибриллированную целлюлозу (MFC) производят из различных источников волокна, содержащих целлюлозные структуры, таких как пульпа (древесная масса), сахарная свекла, багасса (жом сахарного тростника), пенька, лен, хлопок, абака (манильская пенька), джут, капок и шелковый очес. Микрофибриллированная целлюлоза содержит высвобожденные полукристаллические наноразмерные целлюлозные фибриллы, имеющие высокое соотношение длины к ширине. Обычная наноразмерная целлюлозная фибрилла имеет ширину 5-60 нм и длину в диапазоне от десяти нанометров до нескольких микрометров.
Микрофибриллированную целлюлозу получают с использованием гомогенизаторов или флюидизаторов высокого давления, способом, где клеточные стенки целлюлозных волокон деламинируются и высвобождаются наноразмерные целлюлозные фибриллы. Этот технологический процесс является чрезвычайно энергоемким, что увеличивает себестоимость микрофибриллированной целлюлозы. Кроме того, гомогенизаторы и флюидизаторы запросто забиваются природными волокнами, содержащими целлюлозные структуры. Для того, чтобы минимизировать эти недостатки, природные волокна предварительно обрабатывают перед их гомогенизацией, например, путем использования различных механических/ферментативных методов обработки, окисления, введения зарядов через карбоксиметилирование, и так далее. Получение микрофибриллированной целлюлозы рассмотрено, например, в Ankerfors, M., ʺMicrofibrillated cellulose: Energy efficient preparation techniques and key propertiesʺ, Licentiate Thesis, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2012.
Интерес к микрофибриллированной целлюлозе повысился в течение последних лет, поскольку материал показал многообещающий потенциал в разнообразных применениях, например, в технологии производства/обработки пищевых продуктов или для использования в пищевых продуктах, фармацевтических веществах или в перспективных материалах, которые состоят из металлических, керамических, полимерных, цементных и древесных материалов, и различных композиций этих материалов. Следовательно, существует потребность в эффективных и экономичных способах получения микрофибриллированной целлюлозы.
Международная публикация WO 2010/092239 раскрывает способ получения модифицированной нанофибриллированной целлюлозы. В этом способе целлюлозный материал помещают в суспензию волокна, производное целлюлозы или полисахарид адсорбируется на волокнах в упомянутой суспензии в специальных условиях, и полученное производное суспензии волокна подвергают механической дезинтеграции, посредством чего получают модифицированную нанофибриллированную целлюлозу. Полученная модифицированная нанофибриллированная целлюлоза содержит производное целлюлозы или полисахарид, которое(-ый) был(-о) адсорбирован(-о) на волокнах, и адсорбированные модифицирующие вещества не могут быть отделены от полученного продукта.
Задачей этого изобретения является минимизирование или возможно даже устранение недостатков, существующих в известном уровне техники.
Задачей настоящего изобретения является предоставление простого способа для получения микрофибриллированной целлюлозы, которая может быть легко очищена.
Дополнительной задачей изобретения является предоставление чистой наноцеллюлозы, которая не содержит технологические модифицирующие вещества.
Эти задачи решаются с помощью способа и варианта его реализации, имеющего характеристики, представленные ниже в отличительных частях независимых пунктов формулы.
Обычный способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы включает в себя, по меньшей мере, следующие стадии:
- получение водной суспензии волокон природной целлюлозы,
- введение добавки, содержащей, по меньшей мере, один природный полимер, в суспензию волокон природной целлюлозы,
- подачу полученной смеси, содержащей волокна природной целлюлозы и добавку, в гомогенизатор или флюидизатор, и
- получение суспензии микрофибриллированной целлюлозы.
Обычную микрофибриллированную целлюлозу согласно настоящему изобретению получают в результате применения способа согласно настоящему изобретению.
Обычное применение микрофибриллированной целлюлозы согласно настоящему изобретению предназначено для применений в бурении на нефть и в горных разработках месторождений, для пищевой промышленности, в пищевых продуктах, косметических средствах и/или фармацевтических средствах.
Обычно микрофибриллированную целлюлозу согласно настоящему изобретению используют для регулирования реологических свойств, для применений с целью строительства и/или для производства продуктов на основе пульпы, пропитанной смолой, и бумажной продукции.
В настоящее время неожиданно обнаружено, что можно получать микрофибриллированную целлюлозу в гомогенизаторе или флюидизаторе без проблем возникновения забивания оборудования в результате простого введения добавки, содержащей, по меньшей мере, один природный полимер, в водную суспензию волокон природной целлюлозы перед подачей суспензии в гомогенизатор или флюидизатор. Никакой предварительной обработки волокон природной целлюлозы не требуется, что делает технологический процесс эффективным и экономичным, также и в масштабе крупного производства. Кроме того, природный полимер связывается или адсорбируется на волокнах целлюлозы или на получаемой микрофибриллированной целлюлозе не необратимо. Это означает, что природный полимер может быть удален из полученной микрофибриллированной целлюлозы, например, путем промывки. Кроме того, поскольку этот технологический процесс притом применяет только водные растворы без химических добавок, например, органических растворителей, то получаемая микрофибриллированная целлюлоза подходит для применений, требующих высокую степень чистоты, например, в производстве пищевых продуктов или фармацевтических средств. Настоящее изобретение, таким образом, предоставляет простой способ для получения чистой микрофибриллированной целлюлозы экономически приемлемым образом.
В контексте настоящей заявки термин ʺволокна природной целлюлозыʺ означает волокна целлюлозы, которые образуются из материала семенного растения, то есть, из материала голосеменного и покрытосеменного растений, такого как древесина, сахарная свекла, багасса (жом сахарного тростника), картофель, морковь, сизаль, пенька, лен, абака (манильская пенька), джут, капок, хлопок или пшеничная солома. Волокна природной целлюлозы изготавливаются с использованием обычно применяемых технологических процессов превращения в пульпу. Волокна целлюлозы могут быть, при необходимости, промыты, подвергнуты отбеливанию и/или подвергнуты сушке перед их использованием в получении микрофибриллированной целлюлозы путем гомогенизации или флюидизации, но они не подвергаются иной химической, ферментативной и механической очистке, не подвергаются обработке, не подвергаются гидролизу, окислению, кондиционированию (выдерживанию в определенных условиях), прививке и/или модифицированию после получения пульпы из целлюлозного волокна. Например, волокна распушенной целлюлозы исключаются из волокон природной целлюлозы.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения водная суспензия волокон природной целлюлозы главным образом содержит воду в качестве жидкой фазы. Жидкая фаза водной суспензии содержит >70% масс., предпочтительно >85% масс. воды, где содержание воды обычно находится в диапазоне 70-100% масс., более часто 85-100% масс., еще более часто 90-100% масс., иногда даже 97-100% масс. жидкой фазы. Предпочтительно водная суспензия волокон природной целлюлозы не содержит органические жидкости. Согласно одному варианту осуществления водную суспензию волокон природной целлюлозы получают суспендированием волокон природной целлюлозы в воде.
Термин ʺмикрофибриллированная целлюлозаʺ используют как синоним терминов ʺмикрофибриллы целлюлозыʺ, ʺмикрофибриллярная целлюлозаʺ, и ʺнанофибриллированная целлюлозаʺ. В контексте настоящей заявки термин ʺмикрофибриллированная целлюлозаʺ рассматривается как высвобожденные полукристаллические структуры целлюлозных фибрилл или как высвобожденные пучки наноразмерных целлюлозных фибрилл. Микрофибриллированная целлюлоза имеет диаметр 2-60 нм, предпочтительно 4-50 нм, более предпочтительно 5-40 нм, и длину в несколько микрометров, предпочтительно менее 500 мкм, более предпочтительно 2-200 мкм, еще более предпочтительно 10-100 мкм, наиболее предпочтительно 10-60 мкм. Микрофибриллированная целлюлоза содержит часто пучки из 10-50 микрофибрилл. Микрофибриллированная целлюлоза может иметь высокую степень кристалличности и высокую степень полимеризации, например, степень полимеризации DP, то есть, число мономерных звеньев в полимере, может составлять 100-3000. Кроме того, микрофибриллированная целлюлоза может иметь в форме суспензии высокий модуль упругости, например, в диапазоне 10-105 Па.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления волокна природной целлюлозы, образующиеся из лревисины лиственных пород, используют для получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы. Волокна природной целлюлозы могут быть подвергнуты или не подвергнуты отбеливанию. Волокна природной целлюлозы могут быть выбраны из волокон березы, волокон эвкалипта, волокон акации, волокон осины, волокон клена, волокон тополя, волокон рожкового дерева или из их любой смеси. Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления волокна природной целлюлозы представляют собой отбеленные волокна березы.
Добавка, которую добавляют к суспензии волокон природной целлюлозы перед гомогенизацией или флюидизацией, включает в себя, по меньшей мере, один природный полимер. Термин ʺприродный полимерʺ здесь рассматривается как полимерный материал или соединение, который(-ое) образуется из ненефтяного материала, встречающегося в природе. По меньшей мере, один природный полимер в составе добавки может быть выбран из группы, состоящей из карбоксиметилцеллюлозы (CMC), метилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, крахмала, каррагинана, камеди бобов рожкового дерева, тамариндовой камеди, хитозана, хитина, гуаровой камеди, производных целлюлозы, таких как нанофибриллированная целлюлоза, и любой из их смесей. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления добавка включает в себя природный полимер, который представляет собой крахмал и/или карбоксиметилцеллюлозу. Предпочтительно природный полимер в составе добавки представляет собой карбоксиметилцеллюлозу. Природный полимер, который используют в качестве добавки, предпочтительно является водорастворимым, и он может быть катионным, анионным или амфотерным. Согласно некоторому варианту осуществления изобретения природный полимер в составе используемой добавки представляет собой катионный крахмал.
Добавка может включать в себя два или более различных природных полимеров. В случае использования двух или более природных полимеров, они могут быть добавлены к суспензии волокон природной целлюлозы отдельно, но одновременно, или они могут быть смешаны друг с другом с получением единой добавки, которую вводят в суспензию волокон природной целлюлозы.
Природный полимер может быть добавлен в количестве 2-75% масс., предпочтительно 5-60% масс., более предпочтительно 7-50% масс., еще более предпочтительно 10-30% масс., вычисленных в расчете на массу, составляющую общее содержание сухого твердого вещества волокон природной целлюлозы в суспензии. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления добавку вводят в таком количестве, при котором природный(-ые) полимер(-ы) может(-гут) быть добавлен(-ы) в количестве 15-75% масс., предпочтительно 17-60% масс., более предпочтительно 20-50% масс., еще более предпочтительно 23-30% масс., вычисленных в расчете на массу, составляющую общее содержание сухого твердого вещества волокон природной целлюлозы в суспензии.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, добавка состоит исключительно из одного или более природных полимеров, без каких-либо других химических соединений. Предпочтительно добавка не включает какие-либо электролиты, содержащие одновалентные и/или многовалентные катионы.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения добавку, содержащую, по меньшей мере, один природный полимер, вводят в суспензию волокон природной целлюлозы при температуре <160°С, предпочтительно <80°C, более предпочтительно <60°C, еще более предпочтительно <30°C. Температура в ходе добавления может находиться в диапазоне 5-160°C или 5-80°C, предпочтительно 10-60°C, более предпочтительно 15-35°C, еще более предпочтительно 15-30°C. Таким образом, нагревание суспензии волокон целлюлозы не требуется, что снижает энергопотребление технологического процесса и облегчает возможность реализации процесса также и в крупном масштабе.
Промежуток времени между введением добавки в суспензию волокон природной целлюлозы и подачей смеси волокон природной целлюлозы и добавки в гомогенизатор или флюидизатор может составлять <1500 мин, предпочтительно <30 мин, более предпочтительно <15 мин, еще более предпочтительно <5 мин. Адсорбция природного полимера добавки на волокнах природной целлюлозы или какое-либо прочное прикрепление между волокном природной целлюлозы и природным полимером отсутствует. Это означает, что не требуется никакой промежуток времени на особую реакцию между введением добавки в суспензию волокон природной целлюлозы и обработкой смеси в гомогенизаторе или флюидизаторе. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления смесь волокон природной целлюлозы и добавки подают непосредственно в гомогенизатор или флюидизатор сразу же после введения добавки в суспензию волокон природной целлюлозы.
Смесь волокон природной целлюлозы и добавки может быть подана в гомогенизатор или флюидизатор при степени густоты подаваемого материала 1-50% масс., предпочтительно 1-30% масс., более предпочтительно 2-20% масс., еще более предпочтительно 3-15% масс., иногда даже 5-15% масс., в пересчете на сухие твердые вещества. Высокая степень густоты подаваемого материала обеспечивает возможность получения повторно диспергируемой микрофибриллированной целлюлозы с высокой степенью густоты, что снижает необходимость осуществления сушки микрофибриллированной целлюлозы после ее получения гомогенизацией или флюидизацией. Микрофибриллированная целлюлоза, полученная таким образом, является диспергируемой в воде и имеет хорошую полезность в различных применениях, описываемых ниже по тексту.
Могут быть использованы все доступные обычно применяемые гомогенизаторы и флюидизаторы, такие как гомогенизатор Гаулина или микрофлюидизатор. Гомогенизация или флюидизация могут быть осуществлены под действием разности давления. Во время гомогенизации или флюидизации смесь, содержащая волокна природной целлюлозы, подвергается воздействию высокого давления 500-2100 бар. Например, при гомогенизации смесь, содержащая волокна природной целлюлозы и добавку, может закачиваться при высоком давлении, как определено выше, и может подаваться через подпружиненный клапан в сборе. Волокна природной целлюлозы в смеси подвергаются воздействию большого перепада давления из-за больших сдвигающих сил. Это приводит к фибриллированию волокон природной целлюлозы. Альтернативно, при флюидизационной гомогенизации смесь, содержащая волокна природной целлюлозы и добавку, проходит через Z-образные каналы под действием высокого давления, как определено выше. Диаметр каналов может составлять 200-400 мкм. Скорость сдвига, которую применяют к волокнам природной целлюлозы в смеси, является, соответственно, высокой, и приводит к образованию микрофибрилл целлюлозы. Вне зависимости от процедуры, то есть, гомогенизации или флюидизации, которую используют для получения микрофибриллированной целлюлозы, процедура может быть выполнена повторно несколько раз до получения желательной степени фибриллирования.
Полученная микрофибриллированная целлюлоза может иметь содержание твердых веществ в диапазоне 1-50% масс., предпочтительно 1-30% масс., более предпочтительно 2-20% масс., еще более предпочтительно 3-15% масс., иногда даже 5-15% масс., в пересчете на сухие твердые вещества. Полученная микрофибриллированная целлюлоза находится в форме фибрилл, суспензии или стабильного геля. Микрофибриллированная целлюлоза не содержит органические жидкости, то есть, органические растворители.
Полученная микрофибриллированная целлюлоза содержит адсорбированные неорганические электролиты в количестве предпочтительно менее 4 мг/г сухой микрофибриллированной целлюлозы, более предпочтительно 2 мг/г сухой микрофибриллированной целлюлозы. Количества электролитов определяют непосредственно в микрофибриллированной целлюлозе и сразу же после ее получения, без проведения каких-либо промежуточных стадий промывки между получением и определением. Это означает, что можно получить микрофибриллированную целлюлозу, которая содержит минимальные количества неорганических катионов, таких как кальций.
Согласно одному варианту осуществления изобретения добавку, то есть, природный(-ые) полимер(-ы), удаляют из полученной суспензии микрофибриллированной целлюлозы. Удаление может быть выполнено, например, путем промывки водой. Таким образом, можно получить микрофибриллированную целлюлозу, которая подходит даже для применений с высокими требованиями к степени чистоты.
Микрофибриллированная целлюлоза, которую получают с использованием описываемого способа, может быть применена, например, в качестве модификатора вязкости для применений в бурении на нефть и в горных разработках месторождений. Кроме того, она может быть использована в получении пищевых продуктов, косметических средств и/или фармацевтических средств в качестве снижающего(-щей) межфазное натяжение агента/добавки, поверхностно-активного(-ой) агента/добавки, разделительного(-ой) агента/добавки, несущей среды/добавки или структурного агента/добавки. Она может быть использована для регулирования дисперсии или суспензии, в качестве диспергирующего, стабилизирующего или реологического агента. Она может быть использована как часть одно-, двух- или многокомпонентного агента-регулятора реологических свойств жидкости. Например, она может быть использована для регулирования реологических свойств, в применениях, требующих регулирование структуры, и/или в изготовлении продуктов на основе пульпы и бумаги. Также она может быть использована в изготовлении твердотельных структур, таких как прозрачные пленки, или в качестве добавки, не обладающей калорийностью.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления микрофибриллированную целлюлозу, которую получают с применением описываемого способа, используют в производстве пульпы, бумаги и/или картона в качестве наполнителя, упрочняющей добавки, покрывающего или барьерного агента. Согласно одному варианту осуществления изобретения микрофибриллированную целлюлозу используют для получения наружного или внутреннего слоя(-ев) многослойных видов картона.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Некоторые варианты осуществления изобретения описаны более подробно в последующих неограничивающих примерах.
Пример 1
Для получения микрофибриллированной целлюлозы, проводят гомогенизацию четырех различных образцов суспензии.
Серийно производимую березовую крафт-пульпу (крафт-целлюлозу) используют в Образцах 2, 3 и 4, и карбоксиметилцеллюлозу, CMC, Finnfix 300, поставляемую компанией CP Kelco, используют в Образцах 1, 2 и 4.
Образец 1 содержит микрокристаллическую целлюлозу, MCC, и CMC, в соотношении 1:1, содержание сухих твердых веществ в суспензии составляет 1,5% масс.
Образец 2 содержит березовую крафт-пульпу и CMC, в соотношении 1:1, содержание сухих твердых веществ в суспензии составляет 1,5% масс.
Образец 3 содержит 100% березовой крафт-пульпы, содержание сухих твердых веществ в суспензии составляет 0,7% масс.
Образец 4 содержит березовую крафт-пульпу и CMC, в соотношении 1:1, содержание сухих твердых веществ в суспензии составляет 1,4% масс.
Образцы диспергируют в воде с помощью гомогенизатора Ultraturrax. После этого образцы гомогенизируют в гомогенизаторе Ariete NS3006 при 1000 бар.
Фибриллирование образцов характеризуют по светопропусканию на длине волны 800 нм, которое, как известно, коррелирует с изменениями степени фибриллирования. Светопропускание измеряют с помощью спектрофотометра УФ/видимой/ближней ИК областей спектра Perkin Elmer Lambda 900 для гомогенизированного образца, разбавленного до получения содержания сухих твердых веществ в суспензии 0,1% масс. в случае Образцов 1, 2 и 3, и до получения содержания сухих твердых веществ в суспензии 0,2% масс. в случае Образца 4. Результаты показаны в Таблице 1. Проводят сравнение коэффициентов пропускания на длинах волн 400 нм, 600 нм, 800 нм и 1000 нм.
Снижение светопропускания после первого прогона обработки происходит благодаря образованию более крупных фибрилл и высвобождению исходных очень тонких/коротких волокон. После двух прогонов обработки значения коэффициентов пропускания стабилизируются или слегка повышаются, что указывает на образование микрофибриллированной целлюлозы. Из Таблицы 1 можно увидеть, что Образцы 2 и 4 дают в результате значительно более высокие значения коэффициентов пропускания после двух прогонов обработки, при сравнении с Образцом 1. Это указывает на более хорошее фибриллирование в случае Образцов 2 и 4. Эти результаты также подтверждаются данными на Фигурах 1 и 2. Фигура 1 отражает полученную методом электронной микроскопии картину для Образца 2 после 3 прогонов обработки, с высокой степенью фибриллирования. То, что показано на Фигуре 2, отражает полученную методом электронной микроскопии картину для Образца 1 после 3 прогонов обработки. Очевидно, что степень фибриллирования на Фигуре 2 (Образец 1) имеет меньшее значение, чем на Фигуре 1 (Образец 2).
На основании данных по светопропусканию в Таблице 1 становится очевидным то, что без добавления CMC в Образце 3 не возникает какое-либо значительное фибриллирование в березовой пульпе при содержании сухих твердых веществ в суспензии 0,7% масс.
Пример 2
Калибровочную кривую получают в результате приготовления водных растворов, содержащих различные количества карбоксиметилцеллюлозы (CMC), и измерения заряда (микроэкв./л) раствора в виде функции зависимости от концентрации CMC (г/л).
Эталонный образец приготавливают первоначально путем промывки образца пульпы деионизированной водой. После этого приготавливают суспензию со степенью густоты пульпы 30 г/л, содержащую 0,05 M CaCl2 и 0,01 M NaHCO3, и подогревают до 75-80°C. Добавляют 20 мг карбоксиметилцеллюлозы на грамм пульпы (по первоначальному определению (o.d.)). Значение pH доводят до уровня pH 7,5-8 посредством 1 M-ного раствора NaOH. Суспензию смешивают в течение 2 часов при 75-80°C, и подвергают гомогенизации в флюидизаторе. Получают суспензию со степенью густоты 2%.
Образец согласно изобретению приготавливают c использованием суспензии пульпы с той же степенью густоты, что и эталонный образец. Непосредственно перед гомогенизацией в суспензию добавляют при комнатной температуре такое же количество карбоксиметилцеллюлозы (CMC), что и в эталонном образце. Получают суспензию со степенью густоты 2%.
После гомогенизации образцы полученной суспензии наноцеллюлозы либо подвергают фильтрации, либо центрифугированию. Определяют заряд жидкой фазы, и оценивают количество высвобождаемой CMC на основе калибровочной кривой. Результаты показаны в Таблице 2.
Значения процентного содержания карбоксиметилцеллюлозы для образцов согласно изобретению составляют >100%, так как некоторая часть заряда высвобождается из волокон в ходе гомогенизации. Однако, из Таблицы 2 можно увидеть, что на практике вся карбоксиметилцеллюлоза удаляется из волокон в ходе гомогенизации. В эталонных образцах приблизительно 75% CMC остаются адсорбированными на волокнах.
Даже если изобретение описывается со ссылкой на то, что в настоящее время, по-видимому, представляет собой наиболее осуществимые и предпочтительные варианты осуществления, ясно, что изобретение не будет ограничиваться вариантами осуществления, описанными выше, при этом изобретение предназначено для охватывания также различных модификаций и эквивалентных технических решений в рамках объема прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Таблица 1. Данные по светопропусканию для различных образцов суспензии, отражающие степень фибриллирования в образце.
| Образец | % масс. | Коэффициент пропускания, % | |||
| Длина волны, нм | |||||
| 400 | 600 | 800 | 1000 | ||
| № 1 | 1,5 | 20,5445 | 27,864 | 34,163 | 39,8385 |
| Прогон 1 | 1,5 | 11,6975 | 18,4105 | 24,269 | 29,181 |
| Прогон 2 | 1,5 | 7,148 | 12,8125 | 18,571 | 24,2815 |
| Прогон 3 | 1,5 | 6,5435 | 12,268 | 18,2895 | 23,851 |
| Прогон 5 | 1,5 | 6,8605 | 13,414 | 20,598 | 27,684 |
| № 2 | 1,5 | 52,2645 | 57,754 | 60,3255 | 61,9025 |
| Прогон 1 | 1,5 | 48,8625 | 52,5195 | 56,707 | 54,9245 |
| Прогон 2 | 1,5 | 41,7765 | 44,445 | 47,718 | 50,0245 |
| Прогон 3 | 1,5 | 42,625 | 47,995 | 52,4135 | 53,296 |
| Прогон 5 | 1,5 | 42,8625 | 51,993 | 56,0035 | 58,6085 |
| № 3 | 0,7 | 39,279 | 40,95 | 42,782 | 42,751 |
| Прогон 1 | 0,7 | 34,149 | 38,214 | 40,516 | 42,048 |
| Прогон 2 | 0,7 | 27,458 | 32,354 | 35,095 | 36,756 |
| Прогон 3 | 0,7 | 24,965 | 30,451 | 33,573 | 35,499 |
| Прогон 5 | 0,7 | 15,223 | 23,607 | 29,405 | 33,539 |
| № 4 | 1,4 | 60,719 | 64,135 | 62,044 | 64,436 |
| Прогон 1 | 1,4 | 50,961 | 54,961 | 59,14 | 61,855 |
| Прогон 2 | 1,4 | 48,372 | 53,71 | 57,194 | 60,272 |
| Прогон 3 | 1,4 | 50,492 | 56,33 | 58,119 | 59,304 |
| Прогон 5 | 1,4 | 33,662 | 43,437 | 49,341 | 52,505 |
Таблица 2. Результаты Примера 2
| Образец | Обезвоживание Образца |
Степень густоты
[%] |
Добавленная CMC
[г/л] |
CaCl
2
[M] |
NaHCO
3
[M] |
Заряд
[микроэкв/л] |
Удаленная CMC
[%] |
| Изобретение (волокно+CMC) |
центрифугированием | 2 | 1 | - | - | -3961,1 | 106 |
| Изобретение (волокно+CMC) |
фильтрованием | 2 | 1 | - | - | -3831,6 | 103 |
| Эталон | центрифугированием | 2 | 1 | 0,05 | 0,01 | -1412,7 | 38 |
| Эталон | Фильтрованием | 2 | 1 | 0,05 | 0,01 | -1310,9 | 35 |
Claims (20)
1. Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, включающий в себя, по меньшей мере, следующие стадии:
- получают водную суспензию волокон природной целлюлозы,
- вводят в суспензию волокон природной целлюлозы добавку, состоящую по меньшей мере из одного природного полимера, выбранного из карбоксиметилцеллюлозы (CMC), метилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, крахмала, каррагинана, камеди бобов рожкового дерева, тамариндовой камеди, хитозана, хитина, гуаровой камеди, производных целлюлозы, таких как нанофибриллированная целлюлоза, и любой из их смесей,
- подают полученную смесь, состоящую из волокна природной целлюлозы и добавки, непосредственно в гомогенизатор или флюидизатор после введения добавки в суспензию волокон природной целлюлозы, и
- получают суспензию микрофибриллированной целлюлозы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вводят добавку в таком количестве, при котором природный(-ые) полимер(-ы) добавляется(-ются) в водную суспензию волокон природной целлюлозы в количестве 2-75% мас., предпочтительно 5-60% мас., более предпочтительно 7-50% мас., еще более предпочтительно 10-30% мас., вычисленных в расчете на массу, составляющую общее содержание сухих твердых веществ.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вводят добавку в таком количестве, при котором природный(-ые) полимер(-ы) добавляется(-ются) в водную суспензию волокон природной целлюлозы в количестве 15-75% мас., предпочтительно 17-60% мас., более предпочтительно 20-50% мас., еще более предпочтительно 23-30% мас., вычисленных в расчете на массу, составляющую общее содержание сухих твердых веществ суспензии волокон природной целлюлозы.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что добавка может включать в себя два или более различных природных полимера.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добавка включает в себя крахмал и/или карбоксиметилцеллюлозу.
6. Способ по любому из предшествующих пп. 1-3, отличающийся тем, что добавку удаляют из полученной суспензии микрофибриллированной целлюлозы.
7. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подают смесь волокон природной целлюлозы и добавки в гомогенизатор или флюидизатор при степени густоты подаваемого материала 1-50% мас., предпочтительно 1-30% мас., более предпочтительно 2-20% мас., еще более предпочтительно 3-15% мас. в пересчете на сухие твердые вещества.
8. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что волокна природной целлюлозы получают из древесины лиственных пород.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что волокна природной целлюлозы отбеливают или не отбеливают и выбирают из волокон березы, волокон эвкалипта, волокон акации, волокон осины, волокон тополя, волокон рожкового дерева, волокон клена или их смеси, предпочтительно отбеленных волокон березы.
10. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что вводят добавку в суспензию волокон природной целлюлозы при температуре <160°C, предпочтительно <80°C, более предпочтительно <60°C, еще более предпочтительно в диапазоне 15-35°C.
11. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что гомогенизацию или флюидизацию проводят под воздействием перепада давления.
12. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что водная суспензия волокон природной целлюлозы не содержит органические жидкости.
13. Микрофибриллированная целлюлоза, полученная способом по любому из пп. 1-12.
14. Микрофибриллированная целлюлоза по п. 13, отличающаяся тем, что она имеет содержание твердых веществ в диапазоне 1-50% мас., предпочтительно 1-30% мас., более предпочтительно 2-20% мас., еще более предпочтительно 3-15% мас. в пересчете на сухие твердые вещества, и тем, что она находится в форме стабильного геля.
15. Применение микрофибриллированной целлюлозы по п. 13 или 14 для применений в бурении на нефть и в горных разработках месторождений, для пищевой промышленности, в пищевых продуктах, косметических средствах и/или фармацевтических средствах.
16. Применение микрофибриллированной целлюлозы по п. 13 или 14 для регулирования реологических свойств в применениях, требующих регулирования структуры, и/или в изготовлении продуктов на основе пульпы и бумаги.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145390 | 2014-04-28 | ||
| FI20145390A FI126755B (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | A process for preparing a suspension from microfibrillated cellulose, microfibrillated cellulose and its use |
| PCT/FI2015/050289 WO2015166141A1 (en) | 2014-04-28 | 2015-04-28 | Method for producing a suspension of microfibrillated cellulose, microfibrillated cellulose and its use |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016145591A RU2016145591A (ru) | 2018-05-28 |
| RU2016145591A3 RU2016145591A3 (ru) | 2018-07-17 |
| RU2676987C2 true RU2676987C2 (ru) | 2019-01-14 |
Family
ID=53059138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145591A RU2676987C2 (ru) | 2014-04-28 | 2015-04-28 | Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170183555A1 (ru) |
| EP (1) | EP3137679B1 (ru) |
| JP (1) | JP6632545B2 (ru) |
| KR (1) | KR102426391B1 (ru) |
| CN (1) | CN106460336B (ru) |
| CA (1) | CA2944426A1 (ru) |
| ES (1) | ES2745330T3 (ru) |
| FI (1) | FI126755B (ru) |
| PT (1) | PT3137679T (ru) |
| RU (1) | RU2676987C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015166141A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815884C2 (ru) * | 2019-06-17 | 2024-03-25 | Тотал Гроу Ллс | Концентрированная водная композиция микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3303404A4 (en) * | 2015-06-04 | 2019-01-23 | GL&V Luxembourg S.à.r.l. | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CELLULOSENANOFIBERS |
| AU2016338946A1 (en) | 2015-10-12 | 2018-05-31 | First Data Corporation | Systems and methods for transactional document processing |
| FI127284B (en) * | 2015-12-15 | 2018-03-15 | Kemira Oyj | Process for making paper, cardboard or equivalent |
| FI130254B (en) | 2016-02-03 | 2023-05-11 | Kemira Oyj | METHOD FOR PREPARATION OF MICROFIBRILLATED CELLULOSE AND PRODUCT |
| WO2018064284A1 (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Novaflux, Inc. | Compositions for cleaning and decontamination |
| WO2018145886A1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Unilever N.V. | Edible concentrate comprising microfibrillated cellulose |
| CN110462132B (zh) * | 2017-03-29 | 2022-08-05 | 凯米拉公司 | 生产纸，纸板或类似物的方法 |
| ES2965398T3 (es) | 2017-04-07 | 2024-04-15 | Weidmann Holding Ag | Composición para el cuidado personal |
| CN107603574A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-01-19 | 成都瑞吉星化工有限责任公司 | 一种钻井用水基堵漏剂及其使用方法 |
| CN107955589B (zh) * | 2017-11-08 | 2022-12-23 | 中国石油化工集团有限公司 | 一种纤维素纳米纤维及含有该组分的无粘土相水基钻井液 |
| CN108485615B (zh) * | 2018-03-05 | 2019-03-01 | 中国石油大学(华东) | 淀粉纳米晶作为钻井液用流型调节剂的应用及钻井液 |
| CN108283612A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-07-17 | 名仕科技股份有限公司 | 一种植物纤维基抗衰老抑菌面膜及其制备方法与应用 |
| WO2020028336A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Washington State University | Plant-based compositions for the protection of plants from cold damage |
| CN109288723A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-01 | 华南理工大学 | 一种含有纳米纤维素的化妆品组合物及其制备方法 |
| CR20210406A (es) | 2019-01-25 | 2021-12-02 | Amvac Hong Kong Ltd | Adyuvante agrícola que comprende celulosa microfibrilada |
| CN109943089B (zh) * | 2019-01-28 | 2021-09-03 | 中南林业科技大学 | 一种杨絮/生物质纤维复合保温材料的制备方法 |
| CN109942897A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-28 | 西南林业大学 | 一种环保低耗型纳米甲壳素-壳聚糖-微纤化纤维素复合材料的制备 |
| CN113939543A (zh) * | 2019-05-06 | 2022-01-14 | 诺力昂化学品国际有限公司 | 包含纤维化纤维素和非离子纤维素醚的组合物 |
| AU2020358982A1 (en) | 2019-10-03 | 2022-04-28 | Novaflux Inc. | Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus |
| EP4185123A1 (de) * | 2020-07-22 | 2023-05-31 | Herbstreith & Fox GmbH & Co. KG Pektin-Fabriken | Verwendung einer aktivierten karottenfaser zur herstellung von erzeugnissen |
| AU2022249397A1 (en) * | 2021-04-01 | 2023-10-12 | Novaflux Inc. | Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus |
| AU2022287908A1 (en) | 2021-06-09 | 2023-12-14 | Soane Materials Llc | Articles of manufacture comprising nanocellulose elements |
| GB2616071A (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-30 | Swellfix Uk Ltd | Materials and compositions for reservoir stimulation treatment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050272836A1 (en) * | 2002-07-12 | 2005-12-08 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Water-dispersible cellulose and process for producing the same |
| WO2007001229A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Akzo Nobel N.V. | Method of preparing microfibrillar polysaccharide |
| WO2009126106A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Stfi-Packforsk Ab | Method for providing a nanocellulose involving modifying cellulose fibers |
| WO2010092239A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Upm-Kymmene Oyj | A method for producing modified cellulose |
| RU2505635C2 (ru) * | 2009-05-15 | 2014-01-27 | Имерис Минералз Лимитед | Композиция наполнителя для бумаги |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4378381A (en) * | 1980-10-31 | 1983-03-29 | International Telephone And Telegraph Corporation | Suspensions containing microfibrillated cellulose |
| US4500546A (en) * | 1980-10-31 | 1985-02-19 | International Telephone And Telegraph Corporation | Suspensions containing microfibrillated cellulose |
| KR960007170B1 (ko) * | 1994-01-12 | 1996-05-29 | 이찬호 | 전분물질로 미세캡슐화된 음료 첨가용 고도불포화지방산의 제조방법 및 이를 함유하는 제품 |
| EP1904053B1 (en) * | 2005-06-29 | 2011-08-17 | DSM IP Assets B.V. | Isoflavone nanoparticles and use thereof |
| PL2494107T3 (pl) * | 2009-10-26 | 2017-01-31 | Stora Enso Oyj | Sposób wytwarzania mikrofibrylowanej celulozy w wytłaczarce i mikrofibrylowana celuloza wytworzona zgodnie z tym sposobem |
| FI126573B (fi) * | 2010-06-07 | 2017-02-28 | Kemira Oyj | Menetelmä mikroselluloosan valmistamiseksi |
| JP2014051767A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Daicel Corp | 蓄電素子用セパレータ及びその製造方法 |
-
2014
- 2014-04-28 FI FI20145390A patent/FI126755B/en active IP Right Review Request
-
2015
- 2015-04-28 WO PCT/FI2015/050289 patent/WO2015166141A1/en active Application Filing
- 2015-04-28 RU RU2016145591A patent/RU2676987C2/ru active
- 2015-04-28 KR KR1020167027290A patent/KR102426391B1/ko active IP Right Grant
- 2015-04-28 US US15/304,936 patent/US20170183555A1/en not_active Abandoned
- 2015-04-28 PT PT15721286T patent/PT3137679T/pt unknown
- 2015-04-28 CN CN201580023024.1A patent/CN106460336B/zh active Active
- 2015-04-28 EP EP15721286.1A patent/EP3137679B1/en active Active
- 2015-04-28 JP JP2016563168A patent/JP6632545B2/ja active Active
- 2015-04-28 ES ES15721286T patent/ES2745330T3/es active Active
- 2015-04-28 CA CA2944426A patent/CA2944426A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050272836A1 (en) * | 2002-07-12 | 2005-12-08 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Water-dispersible cellulose and process for producing the same |
| WO2007001229A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Akzo Nobel N.V. | Method of preparing microfibrillar polysaccharide |
| WO2009126106A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Stfi-Packforsk Ab | Method for providing a nanocellulose involving modifying cellulose fibers |
| WO2010092239A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Upm-Kymmene Oyj | A method for producing modified cellulose |
| RU2505635C2 (ru) * | 2009-05-15 | 2014-01-27 | Имерис Минералз Лимитед | Композиция наполнителя для бумаги |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815884C2 (ru) * | 2019-06-17 | 2024-03-25 | Тотал Гроу Ллс | Концентрированная водная композиция микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2944426A1 (en) | 2015-11-05 |
| EP3137679A1 (en) | 2017-03-08 |
| FI20145390A (fi) | 2015-10-29 |
| WO2015166141A1 (en) | 2015-11-05 |
| FI126755B (en) | 2017-05-15 |
| CN106460336B (zh) | 2020-02-11 |
| KR102426391B1 (ko) | 2022-07-28 |
| RU2016145591A3 (ru) | 2018-07-17 |
| JP6632545B2 (ja) | 2020-01-22 |
| US20170183555A1 (en) | 2017-06-29 |
| JP2017519909A (ja) | 2017-07-20 |
| PT3137679T (pt) | 2019-09-26 |
| EP3137679B1 (en) | 2019-06-12 |
| ES2745330T3 (es) | 2020-02-28 |
| KR20160145564A (ko) | 2016-12-20 |
| RU2016145591A (ru) | 2018-05-28 |
| CN106460336A (zh) | 2017-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2676987C2 (ru) | Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение | |
| US9181653B2 (en) | Method for producing modified cellulose | |
| JP2019520490A (ja) | ミクロフィブリル化フィルム | |
| Hietala et al. | Highly redispersible sugar beet nanofibers as reinforcement in bionanocomposites | |
| EP2616589B1 (en) | Method for improving the removal of water | |
| CN103590281A (zh) | 表胶液及应用该表胶液的施胶纸 | |
| RU2696383C2 (ru) | Способ производства микрофибриллированной целлюлозы и микрофибриллированная целлюлоза | |
| US10640632B2 (en) | Bimodal cellulose composition | |
| US20190169797A1 (en) | Method of producing a carboxyalkylated nfc product, a carboxyalkylated nfc product and use thereof | |
| CN110139959B (zh) | 包括纤维和纳米-微米级有机原纤化填料的片材和生产所述片材的方法 | |
| BR112016022167B1 (pt) | Método para a produção de uma suspensão de celulose microfibrilada | |
| CN113167529A (zh) | 增加微纤化纤维素的固体含量的方法和系统 |