Naujas džiuto celiuliozės ekstrahavimo proveržis: sieros rūgšties reaktoriaus proceso analizė

Kaip natūralus augalų pluoštas, džiuto pluoštas turi daug pranašumų, tokių kaip didelis derlius, maža kaina ir puikios mechaninės savybės. Jis plačiai naudojamas dekoravimo, pakuotės, tekstilės, medicinos ir kitose srityse. Tačiau be celiuliozės, džiuto pluošte taip pat yra priemaišų, tokių kaip hemiceliuliozė, ligninas ir pektinas. Šių priemaišų buvimas riboja džiuto pluošto taikymą aukščiausios klasės laukuose. Todėl efektyvus džiuto celiuliozės ekstrahavimas tapo raktu, norint padidinti džiuto pluošto pridėtinę vertę. Šiuo metu cheminiai, fiziniai ir biologiniai metodai yra įprasti celiuliozės paruošimo metodai, tačiau visi jie turi tokius trūkumus kaip ilgas paruošimo procesas, daug džiovinimo žingsnių ir didelės energijos suvartojimo. Be to, didelė rūgšties ir šarmų koncentracija daro didelę įtaką celiuliozės polimerizacijos laipsniui ir struktūrai aukštos temperatūros sąlygomis, o tai daro įtaką celiuliozės taikymo veikimui. Atsižvelgiant į tai, atsirado sieros rūgšties reaktoriaus procesas, sukeldamas naujus džiuto celiuliozės ekstrahavimo proveržį.

Pagrindinis sieros rūgšties metodo principas celiuliozės ekstrahavimui yra hidrolizuoti džiuto pluoštą su sieros rūgštimi, kad būtų pašalinta nekristalinė sritis celiuliozės struktūroje, taip gaunant didelio kristališkumo celiuliozę. Sieros rūgšties hidrolizė gali ne tik skaidyti nekristalinį celiuliozės regioną, bet ir įvesti įkrautų sulfatų pusės trumpalaikės grupes ant celiuliozės paviršiaus, o tai padeda pagerinti celiuliozės dispersiją ir stabilumą.

I) tradiciniai ištraukimo metodai
Šiuo metu džiuto pluoštas tradiciškai naudojamas įvairiuose laukuose, o jo ekstrahavimo metodai daugiausia apima cheminį metodą, fizinį metodą, biologinį metodą ar kelių metodų derinį. Pavyzdžiui, džiuto celiuliozės gamybos procesas tradiciniu cheminiu metodu yra pluošto išankstinis apdorojimas - aukštos temperatūros šarmų virimo - natrio chlorito apdorojimas - Šarmų apdorojimas - Vandens plovimas - Džiovinimas - celiuliozė.
(Ii) apribojimai
Tradiciniai metodai turi daug trūkumų. Paruošimo procesas yra ilgas ir apima kelis veiksmus, todėl visas ištraukimo procesas užima daug laiko; Yra daugybė džiovinimo žingsnių, kurie padidina energijos sąnaudas; Energijos sąnaudos yra didelės, o didelės koncentracijos rūgšties ir šarmų naudojimas aukštos temperatūros sąlygomis ne tik turi didelius reikalavimus įrangai, bet ir daro didelę įtaką celiuliozės polimerizacijos ir struktūros laipsniui, taip daro įtaką celiuliozės naudojimo veikimui.

I) proceso srautas
1. Išankstinis apdorojimas:
• Susmulkinkite džiuto pluoštą iki tinkamo dalelių dydžio (pvz., 0. 180 mm sietas) vėlesniam apdorojimui. • Norėdami pašalinti vandenyje tirpius komponentus džiuto skaiduloje, naudokite vandenį ar kitus tirpiklius.
2. Celiuliozės ištraukimas:
• Įdėkite iš anksto apdorotus džiuto pluošto miltelius į reaktorių ir įpilkite sieros rūgšties tirpalo (pvz., 2% -3% sieros rūgšties).
• Reaguokite tam tikroje temperatūroje (pvz., 40 laipsnių) ir laiką (pvz., 1 valandą) ir įsitikinkite, kad reakcija bus visiškai atlikta per kondensacijos refliukso įtaisą.
• Baigę reakciją, kelis kartus nuplaukite liekaną dideliu kiekiu vandens, kol jis bus neutralus.
3. Valymas:
• Nuplaukite ekstrahuotą celiuliozę dideliu kiekiu vandens kelis kartus, kol ji bus neutrali, kad pašalintumėte likusį rūgštį ir priemaišas.
• Gaukite gryną celiuliozę filtruodami ir džiovindami (pvz., Džiovinti 60 laipsnių).

(Ii) Pagrindiniai parametrai
• Temperatūra: Rūgšties apdorojimo temperatūra kontroliuojama 50 laipsnių -60 laipsniu. Temperatūra daro didelę įtaką reakcijos greičiui ir priemaišų pašalinimui. Per aukšta temperatūra gali sukelti celiuliozės skilimą, o per žema temperatūra sulėtins reakcijos greitį.
• Laikas: Rūgštinio apdorojimo izoliacijos laikas yra 45 min. -90 min. Jei laikas per trumpas, priemaišos nebus kruopščiai pašalintos; Jei laikas yra per ilgas, gali būti paveiktas celiuliozės veikimas.
• vonios santykis: vonios santykis paprastai yra 1: 10-1: 20. Tinkamas vonios santykis gali užtikrinti, kad džiuto pluoštas visiškai liečiasi su gydymo skysčiu ir pagerintų gydymo efektą.
• Sieros rūgšties dozė: Sieros rūgšties dozė nustatoma pagal proceso reikalavimus, paprastai 6g\/l -8 g\/l. Per didelė sieros rūgšties dozė padidins sąnaudas ir gali sukelti įrangos koroziją; Per mažai sieros rūgšties dozės bus pašalinta prasta priemaiša.

I) trumpo proceso srautas
Palyginti su tradiciniais metodais, sieros rūgšties reaktoriaus proceso srautas yra paprastesnis ir sumažina nereikalingus žingsnius, todėl sutrumpėja paruošimo laikas ir pagerina gamybos efektyvumą.
Ii) mažai energijos suvartojant
Procesas turi mažiau džiovinimo etapų, o visi procesai veikia esant normaliam slėgiui, o tai sumažina energijos suvartojimą. Tuo pat metu naudojami ekologiški priedai, o cheminių priedų kiekis yra mažas, o tai dar labiau sumažina gamybos sąnaudas.
Iii) aukšto priemaišų pašalinimo greitis
Po to, kai buvo gydomas sieros rūgšties reaktoriaus procesas, priemaišų pašalinimo efektas džiuto pluošte yra geras, ypač lignino ir hemiceliuliozės pašalinimo poveikis yra reikšmingas. Pavyzdžiui, po biologinio ir cheminio gydymo hemiceliuliozės kiekis džiuto pluošte sumažėjo nuo 10,21%iki 5,35%, ty 47,6%sumažėjo; Lignino kiekis sumažėjo nuo 8,25%iki 7,43%, tai sumažėjo 9,66%, todėl padidėjo celiuliozės kiekis džiuto skaiduloje 8,39%.
(Iv) Nepažeisti celiuliozės struktūros ir našumo
Šiame procese pagaminta celiuliozė turi didelį -celiuliozės kiekį ir nepažeidžia celiuliozės struktūros ir našumo, taip užtikrinant celiuliozės kokybę ir pritaikymą.

Sieros rūgšties reaktoriaus procesas padarė naujus proveržus džiuto celiuliozės ekstrahavimo lauke, turint didelių pranašumų, tokių kaip trumpo proceso srautas, mažos energijos suvartojimas, didelis priemaišų pašalinimo greitis ir nepažeidimas celiuliozės struktūros ir našumo. Palyginti su tradiciniais procesais, šis procesas gali efektyviau išgauti džiuto celiuliozę, sumažinti gamybos sąnaudas ir pagerinti produkto kokybę bei turėti plačias taikymo perspektyvas.
Tikimasi, kad ateityje, nuolatiniam technologijos plėtrai ir naujovėms, tikimasi, kad sieros rūgšties reaktoriaus procesas bus dar labiau optimizuotas ir patobulintas. Pavyzdžiui, siekiant pagerinti reakcijos efektyvumą ir priemaišų pašalinimo poveikį, galima ištirti efektyvesnes reaktoriaus struktūras ir eksploatavimo sąlygas; Galima sukurti naujus bioenzmento preparatas, siekiant dar labiau sumažinti gamybos sąnaudas; Norint pasiekti ekologišką gamybą, galima sustiprinti atliekų apdorojimą ir perdirbimą procese. Manoma, kad artimiausiu metu sieros rūgšties reaktoriaus procesas bus plačiau naudojamas džiuto pluošto pramonėje, skatinant džiuto pluošto pramonės plėtrą aukštos klasės ir žaliųjų krypčių link.