O nouă descoperire în extracția celulozei iute: Analiza procesului de reactor a acidului sulfuric

Ca fibră naturală a plantelor, fibra de iută are multe avantaje, cum ar fi randament ridicat, preț scăzut și proprietăți mecanice excelente. Este utilizat pe scară largă în decorare, ambalaje, textile, medicale și alte domenii. Cu toate acestea, pe lângă celuloză, fibra de iută conține și impurități precum hemiceluloza, lignina și pectina. Prezența acestor impurități limitează aplicarea fibrei de iută în câmpurile de înaltă calitate. Prin urmare, extragerea eficientă a celulozei iute a devenit cheia creșterii valorii adăugate a fibrei de iută. În prezent, metodele chimice, fizice și biologice sunt metode obișnuite pentru prepararea celulozei, dar toate au defecte precum procesul de preparare îndelungată, multe etape de uscare și consum ridicat de energie. În plus, concentrații mari de acid și alcalini au o influență mare asupra gradului de polimerizare și a structurii celulozei în condiții de temperatură ridicată, afectând performanța de aplicare a celulozei. Pe acest fundal, a apărut procesul de reactor de acid sulfuric, aducând noi descoperiri în extragerea celulozei iute.

Principiul de bază al metodei acidului sulfuric pentru extragerea celulozei este de a hidroliza fibra de iută cu acid sulfuric pentru a îndepărta regiunea ne-cristalină în structura celulozei, obținând astfel celuloză cu cristalinitate ridicată. Hidroliza acidului sulfuric nu poate doar să degradeze regiunea ne-cristalină a celulozei, dar poate introduce și grupe de sulfat de sulfat încărcat pe suprafața celulozei, ceea ce ajută la îmbunătățirea dispersiei și stabilității celulozei.

(I) Metode tradiționale de extracție
În prezent, fibra de iută este utilizată în mod tradițional într -o gamă largă de câmpuri, iar metodele sale de extracție includ în principal metoda chimică, metoda fizică, metoda biologică sau o combinație a mai multor metode. De exemplu, procesul de producere a celulozei de iută prin metoda chimică tradițională este pretratarea fibrelor - fierberea alcalinului cu temperaturi ridicate - Tratament cu clorit de sodiu - Tratament alcalin - spălare de apă - uscare - celuloză.
(Ii) Limitări
Metodele tradiționale au multe defecte. Procesul de pregătire este lung și implică mai multe etape, ceea ce face ca întregul proces de extracție să consume timp; Există multe etape de uscare, ceea ce crește consumul de energie; Consumul de energie este ridicat, iar utilizarea acidului cu concentrație ridicată și alcalinilor în condiții de temperatură ridicată nu numai că are cerințe ridicate asupra echipamentelor, dar are și un impact mare asupra gradului de polimerizare și structură a celulozei, afectând astfel performanța de aplicare a celulozei.

(I) Fluxul de proces
1.. Pretratare:
• Zdrobiți fibra de iută la o dimensiune de particule adecvată (cum ar fi 0. Sită de 180 mm) pentru procesarea ulterioară. • Folosiți apă sau alți solvenți pentru a îndepărta componentele solubile în apă din fibra de iută.
2. Extracția celulozei:
• Puneți pulberea de fibră de iută pretratată într -un reactor și adăugați soluție de acid sulfuric (cum ar fi 2% -3% acid sulfuric).
• Reacționați la o anumită temperatură (cum ar fi 40 de grade) și timp (cum ar fi 1 oră) și asigurați -vă că reacția este complet efectuată printr -un dispozitiv de reflux de condensare.
• După finalizarea reacției, spălați reziduul cu o cantitate mare de apă de mai multe ori până când este neutră.
3. Purificare:
• Spălați celuloza extrasă cu o cantitate mare de apă de mai multe ori până când este neutră pentru a îndepărta acidul rezidual și impuritățile.
• Obțineți celuloză pură prin filtrare și uscare (cum ar fi uscarea la 60 de grade).

(Ii) Parametri cheie
• Temperatură: Temperatura de tratament acid este controlată la 50 de grade -60 grad. Temperatura are o influență importantă asupra vitezei de reacție și a efectului de eliminare a impurității. Temperatura prea ridicată poate provoca degradarea celulozei, în timp ce temperatura prea scăzută va încetini rata de reacție.
• Timp: Timpul de izolare a tratamentului acid este de 45min -90 min. Dacă timpul este prea scurt, impuritățile nu vor fi eliminate bine; Dacă timpul este prea lung, performanța celulozei poate fi afectată.
• Raportul de baie: raportul de baie este în general 1: 10-1: 20. Un raport de baie adecvat poate asigura că fibra de iută este complet în contact cu lichidul de tratament și va îmbunătăți efectul de tratament.
• Doza de acid sulfuric: doza de acid sulfuric este determinată în conformitate cu cerințele procesului, în general 6g/l -8 g/l. Doza excesivă de acid sulfuric va crește costurile și poate provoca coroziune echipamentului; Prea puțină doză de acid sulfuric va duce la o îndepărtare slabă a impurității.

(I) Fluxul de proces scurt
În comparație cu metodele tradiționale, fluxul de proces al reactorului de acid sulfuric este mai simplu și reduce etapele inutile, scurtarea timpului de preparare și îmbunătățind eficiența producției.
(Ii) consum redus de energie
Procesul are mai puține etape de uscare și toate procesele sunt operate sub presiune normală, ceea ce reduce consumul de energie. În același timp, se folosesc aditivi ecologici, iar cantitatea de aditivi chimici este mică, ceea ce reduce și mai mult costurile de producție.
(Iii) Rata de înlăturare a impurității ridicate
După ce a fost tratat de procesul reactorului de acid sulfuric, efectul de îndepărtare a impurității în fibra de iută este bun, în special efectul de îndepărtare a ligninei și hemicelulozei este semnificativ. De exemplu, după tratamentul combinat biologic-chimic, conținutul de hemiceluloză în fibra de iută a fost redus de la 10,21%la 5,35%, o scădere de 47,6%; Conținutul de lignină a fost redus de la 8,25%la 7,43%, o scădere de 9,66%, crescând astfel conținutul de celuloză în fibră de iută cu 8,39%.
(Iv) Fără deteriorare a structurii și performanței celulozei
Celuloza produsă de acest proces are un conținut ridicat de -celuloză și nu deteriorează structura și performanța celulozei, asigurând astfel calitatea și aplicarea performanței celulozei.

Procesul de reactor de acid sulfuric a făcut noi descoperiri în domeniul extracției de celuloză iută, cu avantaje semnificative, cum ar fi fluxul de proces scurt, consumul scăzut de energie, rata de îndepărtare a impurității ridicate și fără deteriorarea structurii și performanței celulozei. În comparație cu procesele tradiționale, acest proces poate extrage mai eficient celuloza iută, poate reduce costurile de producție și poate îmbunătăți calitatea produsului și are perspective largi de aplicare.
În viitor, odată cu dezvoltarea continuă și inovația tehnologiei, procesul de reactor cu acid sulfuric este de așteptat să fie optimizat și îmbunătățit în continuare. De exemplu, pot fi studiate structuri mai eficiente ale reactorului și condiții de operare pentru a îmbunătăți eficiența reacției și efectele de îndepărtare a impurității; Noile preparate bioenzime pot fi dezvoltate pentru a reduce în continuare costurile de producție; și tratarea deșeurilor și reciclarea procesului poate fi consolidată pentru a obține producția ecologică. Se crede că, în viitorul apropiat, procesul de reactor cu acid sulfuric va fi mai utilizat în industria fibrelor de iută, promovând dezvoltarea industriei de fibre de iută în direcții de înaltă calitate și verzi.