Új áttörés a Jute cellulóz extrahálásában: kénsav -reaktor folyamat elemzése

Természetes növényi rostként a Jute szálnak számos előnye van, mint például a magas hozam, az alacsony ár és a kiváló mechanikai tulajdonságok. Széles körben használják dekorációban, csomagolásban, textil-, orvosi és egyéb területeken. Ugyanakkor a cellulózon kívül a Jute rost olyan szennyeződéseket is tartalmaz, mint a hemicellulóz, a lignin és a pektin. Ezeknek a szennyeződéseknek a jelenléte korlátozza a Jute rost alkalmazását a csúcskategóriás mezőkben. Ezért a Jute cellulóz hatékony extrahálása a Jute rost hozzáadott értékének növelésének kulcsa. Jelenleg a kémiai, fizikai és biológiai módszerek gyakori módszerek a cellulóz előállítására, ám mindegyikük olyan hibákkal rendelkezik, mint például hosszú előkészítési folyamat, sok szárítási lépés és nagy energiafogyasztás. Ezenkívül a magas sav- és lúgok koncentrációja nagy hatással van a cellulóz polimerizációs fokára és szerkezetére, magas hőmérsékleti körülmények között, befolyásolva a cellulóz alkalmazását. Ennek ellenére a kénsav -reaktor folyamata létrejött, és új áttöréseket hoztak a Jute cellulóz extrahálásában.

A kénsav-módszer alapelve a cellulóz extrahálására a Jute szál hidrolizálása a kénsavval, hogy eltávolítsuk a nem kristályos régióot a cellulóz szerkezetében, ezáltal magas kristályossággal kapjuk meg a cellulózt. A kénsav-hidrolízis nemcsak lebonthatja a cellulóz nem kristályos régióját, hanem a cellulóz felületén töltött szulfát félmestercsoportokat is bevezethet, ami elősegíti a cellulóz diszpergálhatóságának és stabilitásának javítását.

I. Hagyományos extrakciós módszerek
Jelenleg a jute rostot hagyományosan a mezők széles skálájában használják, és extrakciós módszerei elsősorban kémiai módszert, fizikai módszert, biológiai módszert vagy több módszer kombinációját tartalmazzák. Például a jute cellulóz előállításának folyamata a hagyományos kémiai módszerrel a szálak előkezelése - magas hőmérsékletű lúgos forrás - nátrium -kloritkezelés - lúgos kezelés - Vízmosás - szárítás - cellulóz.
Ii. Korlátozások
A hagyományos módszereknek sok hibája van. Az előkészítési folyamat hosszú, és több lépéssel jár, ami a teljes extrakciós folyamatot időigényessé teszi; Számos szárítási lépés van, ami növeli az energiafogyasztást; Az energiafogyasztás magas, és a magas hőmérsékleti körülmények között a magas koncentrációjú sav- és lúgok felhasználása nemcsak magas a berendezésekre, hanem nagy hatással van a cellulóz polimerizációjának és szerkezetének mértékére is, ezáltal befolyásolva a cellulóz alkalmazását.

(I) folyamatáramlás
1. Előkezelés:
• Összetörje a jute szálát egy megfelelő részecskeméretre (például 0. 180 mm -es szitára) a későbbi feldolgozáshoz. • Használjon vizet vagy más oldószereket a vízben oldódó alkatrészek eltávolításához a Jute rostban.
2. Cellulóz extrakció:
• Helyezze az előkezelt jute rostport egy reaktorba, és adjon hozzá kénsav -oldatot (például 2% -3% kénsav).
• Reagáljon egy bizonyos hőmérsékleten (például 40 fokos) és időn (például 1 órán keresztül), és győződjön meg arról, hogy a reakció teljes mértékben végrehajtható -e egy kondenzációs reflux eszközön.
• A reakció befejezése után mossa meg a maradékot nagy mennyiségű vízzel többször, amíg semleges.
3. Tisztítás:
• Mossa meg az extrahált cellulózt nagy mennyiségű vízzel többször, amíg semleges lesz a maradék sav és a szennyeződések eltávolítása.
• Szerezzen tiszta cellulózt szűréssel és szárítással (például 60 fokos szárítás).

(Ii) legfontosabb paraméterek
• Hőmérséklet: A savkezelési hőmérsékletet 50 fokos -60 fokon szabályozzuk. A hőmérséklet fontos hatással van a reakciósebességre és a szennyeződés eltávolítására. A túl magas hőmérséklet a cellulóz lebomlását okozhatja, míg a túl alacsony hőmérséklet lelassítja a reakciósebességet.
• Idő: A savkezelési szigetelési idő 45 perc -90 perc. Ha az idő túl rövid, akkor a szennyeződéseket nem távolítják el alaposan; Ha az idő túl hosszú, akkor befolyásolhatja a cellulóz teljesítményét.
• A fürdő aránya: A fürdő arány általában 1: 10-1: 20. A megfelelő fürdősebesség biztosíthatja, hogy a juta rost teljes mértékben érintkezésben legyen a kezelési folyadékkal, és javítsa a kezelési hatást.
• Kénsav -adagolás: A kénsav -adagot a folyamatigény szerint határozzuk meg, általában 6g/L -8 g/l. A túlzott kénsav -adag növeli a költségeket, és korrózióval járhat a berendezésben; A túl kevés kénsav -adagolás rossz szennyeződés -eltávolítást eredményez.

(I) Rövid folyamatáramlás
A hagyományos módszerekkel összehasonlítva a kénsav -reaktor folyamatának áramlása egyszerűbb és csökkenti a felesleges lépéseket, ezáltal lerövidítve az előkészítési időt és javítva a termelési hatékonyságot.
(Ii) alacsony energiafogyasztás
A folyamatnak kevesebb szárítási lépése van, és az összes folyamatot normál nyomás alatt működtetik, ami csökkenti az energiafogyasztást. Ugyanakkor környezetbarát adalékanyagokat használnak, és a kémiai adalékanyagok mennyisége kicsi, ami tovább csökkenti a termelési költségeket.
(Iii) Nagy szennyezősági eltávolítási arány
Miután a kénsav -reaktor eljárása kezeli, a jute rostban a szennyeződés eltávolító hatása jó, különösen a lignin és a hemicellulóz eltávolító hatása. Például a biológiai-kémiai kombinált kezelés után a juta rostban lévő hemicellulóztartalom 10,21%-ról 5,35%-ra csökkent, ami 47,6%-kal csökkent; A lignintartalom 8,25%-ról 7,43%-ra csökkent, ami 9,66%-kal csökkent, ezáltal növelve a cellulóztartalmat a jute rostban 8,39%-kal.
(Iv) A cellulózszerkezet és a teljesítmény károsodása nincs
Az ezen eljárás során előállított cellulóz magas -cellulóztartalma van, és nem károsítja a cellulóz szerkezetét és teljesítményét, biztosítva ezzel a cellulóz minőségét és alkalmazásának teljesítményét.

A kénsav -reaktor eljárása új áttöréseket hajtott végre a Jute cellulóz -extrahálás területén, jelentős előnyökkel, mint például a rövid folyamatáramlás, az alacsony energiafogyasztás, a magas szennyeződés -eltávolítási sebesség, valamint a cellulózszerkezet és a teljesítmény károsodása. A hagyományos folyamatokhoz képest ez a folyamat hatékonyabban kivonhatja a jute cellulózt, csökkentheti a termelési költségeket és javíthatja a termékminőséget, és széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.
A jövőben a technológia folyamatos fejlesztésével és innovációjával a kénsav -reaktor folyamatát várhatóan tovább optimalizálják és javítják. Például hatékonyabb reaktorszerkezeteket és működési körülményeket lehet megvizsgálni a reakció hatékonyságának és a szennyeződés eltávolításának javítása érdekében; Új bioenzimkészítmények fejleszthetők ki a termelési költségek további csökkentése érdekében; és a hulladékkezelés és az újrahasznosítás a folyamat során megerősíthető a zöld termelés elérése érdekében. Úgy gondolják, hogy a közeljövőben a kénsav-reaktor eljárást szélesebb körben használják a juta rostiparban, elősegítve a juta rostipar fejlődését a csúcskategóriás és a zöld irányok felé.