Yleiskatsaus rikkihappomenetelmällä uutettua juuttikuitua ja kuitua
Luonnollisena kasvikuituna juuttikuitua on monia etuja, kuten korkea sato, alhainen hinta ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Sitä käytetään laajasti sisustus-, pakkauksissa, tekstiilissä, lääketieteellisissä ja muissa aloilla. Selluloosan lisäksi juuttikuitu sisältää kuitenkin myös epäpuhtauksia, kuten hemiselluloosa, ligniini ja pektiini. Näiden epäpuhtauksien läsnäolo rajoittaa juuttikuidun käyttöä huippuluokan kentällä. Siksi juutti selluloosan tehokkaasta uuttamisesta on tullut avain juuttikuitun lisäarvon lisäämiselle. Tällä hetkellä kemialliset, fysikaaliset ja biologiset menetelmät ovat yleisiä menetelmiä selluloosan valmistukseen, mutta niillä kaikilla on vikoja, kuten pitkä valmistusprosessi, monet kuivausvaiheet ja korkea energiankulutus. Lisäksi korkeilla happo- ja alkalikonsentraatioilla on suuri vaikutus selluloosan polymerointiaasteeseen ja rakenteeseen korkeissa lämpötilan olosuhteissa, jotka vaikuttavat selluloosan levityskykyyn. Tätä taustaa vasten rikkihapon reaktoriprosessi syntyi, mikä toi uusia läpimurtoja juutti selluloosan uuttamiseen.
Rikkihappomenetelmän emäksinen periaate selluloosan uuttoon on hydrolysoitua juuttikuitua rikkihapolla ei-kiteisen alueen poistamiseksi selluloosarakenteessa, jolloin saadaan selluloosa, jolla on korkea kiteisyys. Rikkihappo-hydrolyysi ei voi vain hajottaa selluloosan ei-kiteistä aluetta, vaan myös ottaa käyttöön varautuneita sulfaatti-puolareseriryhmiä selluloosan pinnalla, mikä auttaa parantamaan selluloosan leviävyyttä ja stabiilisuutta.
Perinteiset juutti selluloosan uuttomenetelmät ja rajoitukset
(I) Perinteiset uuttomenetelmät
Tällä hetkellä juuttikuitua käytetään perinteisesti monilla aloilla, ja sen uuttomenetelmät sisältävät pääasiassa kemiallista menetelmää, fysikaalista menetelmää, biologista menetelmää tai useiden menetelmien yhdistelmää. Esimerkiksi juutti selluloosan tuotantoprosessi perinteisellä kemiallisella menetelmällä on kuidun esikäsittely - korkea lämpötilan alkali kiehuminen - natriumkloriittikäsittely - alkalikäsittely - vedenpesu - kuivaus - selluloosa.
(Ii) rajoitukset
Perinteisillä menetelmillä on monia vikoja. Valmistusprosessi on pitkä ja siihen liittyy useita vaiheita, mikä tekee koko uuttoprosessista aikaa vievää; Kuivausvaiheita on monia, mikä lisää energiankulutusta; Energiankulutus on korkea, ja korkean pitoisuushapon ja alkalin käytöllä korkeissa lämpötilan olosuhteissa ei ole vain korkeat vaatimukset laitteissa, vaan sillä on myös suuri vaikutus selluloosan polymerointiasteeseen ja vaikuttaen siten selluloosan sovelluksen suorituskykyyn.
Rikkihapporeaktoriprosessin virtaus ja avainparametrit
(I) Prosessivirta
1. Esikäsittely:
• Murskaa juuttikuitu sopivaan hiukkaskokoon (kuten 0. 180 mm seula) seuraavaa prosessointia varten. • Käytä vettä tai muita liuottimia vesiliukoisten komponenttien poistamiseen juuttikuitua.
2. Selluloosan uutto:
• Aseta esikäsitelty juuttikuitujauhe reaktoriin ja lisää rikkihappoliuosta (kuten 2% -3% rikkihappoa).
• Reagoi tietyssä lämpötilassa (kuten 40 asteessa) ja ajassa (kuten 1 tunti) ja varmista, että reaktio suoritetaan täysin kondensaation refluksilaitteen kautta.
• Kun reaktio on valmis, pese jäännös suurella määrällä vettä useita kertoja, kunnes se on neutraali.
3. Puhdistus:
• Pese uutettu selluloosa suurella määrällä vettä useita kertoja, kunnes on neutraali jäännöshapon ja epäpuhtauksien poistaminen.
• Hanki puhdas selluloosa suodattamalla ja kuivaamalla (kuten kuivuminen 60 asteessa).
(Ii) Avainparametrit
• Lämpötila: Haponkäsittelylämpötilaa säädetään 50 asteessa -60 asteeseen. Lämpötilalla on tärkeä vaikutus reaktionopeuteen ja epäpuhtauksien poistovaikutukseen. Liian korkea lämpötila voi aiheuttaa selluloosan hajoamista, kun taas liian matala lämpötila hidastaa reaktionopeutta.
• Aika: Hapon käsittelyn eristysaika on 45 minuuttia -90 min. Jos aika on liian lyhyt, epäpuhtauksia ei poisteta perusteellisesti; Jos aika on liian pitkä, selluloosan suorituskyky voi vaikuttaa.
• Kylpysuhde: Kylpysuhde on yleensä 1: 10-1: 20. Sopiva kylvylasuhde voi varmistaa, että juuttikuitu on täysin kosketuksessa hoidon nesteen kanssa ja parantaa hoidon vaikutusta.
• Rikkihapposanto: rikkihapon annos määritetään prosessivaatimusten mukaisesti, yleensä 6G/L -8 g/l. Liiallinen rikkihapon annos lisää kustannuksia ja voi aiheuttaa korroosiota laitteisiin; Liian pieni rikkihapposainaus johtaa huonoon epäpuhtauksien poistoon.
Rikkihappoprosessin edut
(I) Lyhyt prosessivirta
Perinteisiin menetelmiin verrattuna rikkihapporeaktoriprosessivirtaus on yksinkertaisempi ja vähentää tarpeettomia vaiheita, lyhentäen siten valmistusaikaa ja parantaa tuotannon tehokkuutta.
(Ii) Matala energiankulutus
Prosessissa on vähemmän kuivausvaiheita, ja kaikkia prosesseja käytetään normaalin paineessa, mikä vähentää energiankulutusta. Samaan aikaan käytetään ympäristöystävällisiä lisäaineita, ja kemiallisten lisäaineiden määrä on pieni, mikä vähentää edelleen tuotantokustannuksia.
(Iii) korkea epäpuhtauksien poistoaste
Rikkihapporeaktoriprosessin hoidon jälkeen epäpuhtauksien poistovaikutus juuttikuitua on hyvä, etenkin ligniinin ja hemiselluloosan poistovaikutus on merkittävä. Esimerkiksi biologisen kemiallisen yhdistetyn hoidon jälkeen hemiselluloosapitoisuus juuttikuitua väheni 10,21%: sta 5,35%: iin, mikä on 47,6%; Ligniinipitoisuus laski 8,25%: sta 7,43%: iin, mikä laski 9,66%, mikä kasvatti selluloosapitoisuutta juuttikuitua 8,39%.
(Iv) Selluloosan rakenteen ja suorituskyvyn vaurioita
Tämän prosessin tuottamassa selluloosassa on korkea solun pito
johtopäätös
Rikkihapporeaktoriprosessi on tehnyt uusia läpimurtoja juutin selluloosan uutto -alalla, jolla on merkittäviä etuja, kuten lyhyt prosessivirta, alhainen energiankulutus, korkea epäpuhtauksien poistoaste eikä selluloosan rakenteen ja suorituskyvyn vaurioita. Verrattuna perinteisiin prosesseihin, tämä prosessi voi purkaa juutti selluloosaa tehokkaammin, vähentää tuotantokustannuksia ja parantaa tuotteiden laatua ja sillä on laaja sovellusnäkymät.
Tulevaisuudessa tekniikan jatkuvalla kehityksellä ja innovaatiolla rikkihapporeaktoriprosessin odotetaan olevan edelleen optimoitu ja parannettava. Esimerkiksi tehokkaampia reaktorirakenteita ja käyttöolosuhteita voidaan tutkia reaktion tehokkuuden ja epäpuhtauksien poistovaikutusten parantamiseksi; Uusia bioentsyymivalmisteita voidaan kehittää tuotantokustannusten vähentämiseksi edelleen; ja jätteiden käsittelyä ja kierrätystä prosessissa voidaan vahvistaa vihreän tuotannon saavuttamiseksi. Uskotaan, että lähitulevaisuudessa rikkihapporeaktoriprosessia käytetään laajemmin juuttikuituteollisuudessa edistäen juuttikuituteollisuuden kehitystä huippuluokan ja vihreiden suuntien suuntaan.