Ein neuer Durchbruch bei der Jute -Cellulose -Extraktion: Schwefelsäure -Reaktorprozessanalyse

Als natürliche Pflanzenfaser hat Jutefaser viele Vorteile wie hohe Ertrag, niedriger Preis und hervorragende mechanische Eigenschaften. Es wird häufig in Dekoration, Verpackung, Textil, medizinisch und anderen Feldern verwendet. Neben Cellulose enthält Jutefaser jedoch auch Verunreinigungen wie Hemicellulose, Lignin und Pektin. Das Vorhandensein dieser Verunreinigungen begrenzt die Anwendung von Jutefasern in High-End-Feldern. Daher ist eine effiziente Extraktion von Jute -Cellulose der Schlüssel zur Erhöhung des Mehrwerts von Jutefasern geworden. Gegenwärtig sind chemische, physikalische und biologische Methoden häufige Methoden zur Herstellung von Cellulose, aber alle haben Defekte wie einen langen Vorbereitungsprozess, viele Trocknungsschritte und einen hohen Energieverbrauch. Darüber hinaus haben hohe Konzentrationen an Säure und Alkali einen großen Einfluss auf den Polymerisationsgrad und die Struktur von Cellulose unter hohen Temperaturbedingungen, was die Anwendungsleistung von Cellulose beeinflusst. Vor diesem Hintergrund entstand der Schwefelsäure -Reaktorprozess und brachte neue Durchbrüche bei der Extraktion von Jute -Cellulose.

Das Grundprinzip der Schwefelsäuremethode zum Extrahieren von Cellulose besteht darin, Jutefaser mit Schwefelsäure zu hydrolysieren, um die nicht kristalline Region in der Cellulosestruktur zu entfernen und damit Cellulose mit hoher Kristallinität zu erhalten. Die Schwefelsäurehydrolyse kann nicht nur die nichtkristalline Region von Cellulose abbauen, sondern auch geladene Sulfat-Halbester-Gruppen auf der Oberfläche von Cellulose einführen, was zur Verbesserung der Dispergierbarkeit und Stabilität von Cellulose beiträgt.

(I) traditionelle Extraktionsmethoden
Gegenwärtig wird Jutefaser traditionell in einer Vielzahl von Feldern verwendet, und seine Extraktionsmethoden umfassen hauptsächlich chemische Methoden, physikalische Methoden, biologische Methoden oder eine Kombination verschiedener Methoden. Beispielsweise ist der Prozess der Herstellung von Jute -Cellulose durch herkömmliche chemische Methode Faservorbehandlung - Hochtemperaturalkali -Kochen - Natriumchloritbehandlung - Alkali -Behandlung - Wasserwäsche - Trocknen - Cellulose.
(Ii) Einschränkungen
Traditionelle Methoden haben viele Mängel. Der Vorbereitungsprozess ist lang und beinhaltet mehrere Schritte, wodurch der gesamte Extraktionsprozess zeitaufwändig wird. Es gibt viele Trocknungsschritte, die den Energieverbrauch erhöhen. Der Energieverbrauch ist hoch, und die Verwendung von Säure und Alkali mit hoher Konzentration unter hohen Temperaturbedingungen hat nicht nur hohe Anforderungen an die Geräte, sondern auch einen großen Einfluss auf den Grad der Polymerisation und Struktur von Cellulose, wodurch die Anwendungsleistung von Cellulose beeinflusst wird.

(I) Prozessfluss
1. Vorbehandlung:
• Die Jute -Faser in eine geeignete Partikelgröße (z. B. 0. 180 -mm -Sieb) für die nachfolgende Verarbeitung. • Verwenden Sie Wasser oder andere Lösungsmittel, um wasserlösliche Komponenten in Jutefasern zu entfernen.
2. Celluloseextraktion:
• Legen Sie das vorbehandelte Jute -Faserpulver in einen Reaktor und fügen Sie Schwefelsäurelösung hinzu (wie 2% -3% Schwefelsäure).
• Reagieren Sie bei einer bestimmten Temperatur (z. B. 40 Grad) und der Zeit (z. B. 1 Stunde) und stellen Sie sicher, dass die Reaktion vollständig durch ein Kondensationsrefluxgerät durchgeführt wird.
• Nach Abschluss der Reaktion waschen Sie den Rückstand mehrmals mit einer großen Menge Wasser, bis es neutral ist.
3. Reinigung:
• Waschen Sie die extrahierte Cellulose mehrmals mit einer großen Menge Wasser, bis es neutral ist, um Restsäure und Verunreinigungen zu entfernen.
• Erhalten Sie reine Cellulose durch Filtration und Trocknen (wie das Trocknen bei 60 Grad).

(Ii) Schlüsselparameter
• Temperatur: Die Säurebehandlungstemperatur wird bei 50 Grad -60 Grad gesteuert. Die Temperatur hat einen wichtigen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit und die Verunreinigungsentfernung. Eine zu hohe Temperatur kann zum Abbau von Zellulose führen, während zu niedrige Temperaturen die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamen.
• Zeit: Die Isolationszeit der Säurebehandlung beträgt 45 min -90 min. Wenn die Zeit zu kurz ist, werden die Verunreinigungen nicht gründlich entfernt. Wenn die Zeit zu lang ist, kann die Leistung von Cellulose beeinflusst werden.
• Badeverhältnis: Das Badeverhältnis beträgt im Allgemeinen 1: 10-1: 20. Ein geeignetes Badeverhältnis kann sicherstellen, dass die Jutefaser vollständig mit der Behandlungsflüssigkeit in Kontakt steht und den Behandlungseffekt verbessert.
• Schwefelsäuredosis: Die Schwefelsäuredosis wird gemäß den Prozessanforderungen bestimmt, im Allgemeinen 6 g/l {{1} g/l. Eine übermäßige Schwefelsäuredosis erhöht die Kosten und kann die Ausrüstung Korrosion verursachen. Eine zu wenig Schwefelsäuredosis führt zu einer schlechten Verunreinigungsentfernung.

(I) Kurzer Prozessfluss
Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ist der Schwefelsäure -Reaktorprozessfluss einfacher und reduziert unnötige Schritte, wodurch die Vorbereitungszeit verkürzt und die Produktionseffizienz verbessert wird.
(Ii) Niedriger Energieverbrauch
Der Prozess hat weniger Trocknungsschritte, und alle Prozesse werden unter normalem Druck betrieben, wodurch der Energieverbrauch verringert wird. Gleichzeitig werden umweltfreundliche Zusatzstoffe verwendet, und die Anzahl der chemischen Zusatzstoffe ist gering, was die Produktionskosten weiter senkt.
(Iii) Rate zur Entfernung mit hoher Verunreinigung
Nachdem der Schwefelsäurereaktorprozess behandelt wurde, ist der Verunreinigungsentfernungseffekt in Jutefasern gut, insbesondere der Entfernungseffekt von Lignin und Hemicellulose signifikant. Zum Beispiel wurde nach der biologisch-chemischen kombinierten Behandlung der Hemicellulosegehalt in Jutefasern von 10,21%auf 5,35%reduziert, was einer Rücknahme von 47,6%; Der Ligningehalt wurde von 8,25%auf 7,43%reduziert, was einem Rückgang von 9,66%verringert wurde, wodurch der Zellulosegehalt in Jutefaser um 8,39%erhöht wurde.
(Iv) Keine Beschädigung der Zellulosestruktur und -leistung
Die durch diesen Prozess erzeugte Cellulose hat einen hohen Gehalt an Cellulose und schädt die Zellulosestruktur und -leistung nicht, wodurch die Qualität und Anwendungsleistung von Cellulose gewährleistet wird.

Der Schwefelsäure -Reaktorprozess hat neue Durchbrüche im Bereich der Jute -Cellulose -Extraktion mit signifikanten Vorteilen wie kurzem Prozessfluss, geringem Energieverbrauch, hoher Verunreinigungsrate und ohne Beschädigung der Zellulosestruktur und -leistung erzielt. Im Vergleich zu herkömmlichen Prozessen kann dieser Prozess Jute Cellulose effizienter extrahieren, die Produktionskosten senken und die Produktqualität verbessern und umfassende Anwendungsaussichten haben.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung und Innovation der Technologie wird der Schwefelsäure -Reaktorprozess in Zukunft voraussichtlich weiter optimiert und verbessert. Beispielsweise können effizientere Reaktorstrukturen und Betriebsbedingungen untersucht werden, um die Reaktionseffizienz und die Entfernungseffekte der Verunreinigung zu verbessern. Neue Bioenzympräparate können entwickelt werden, um die Produktionskosten weiter zu senken. und Abfallbehandlung und Recycling können in dem Prozess gestärkt werden, um eine grüne Produktion zu erreichen. Es wird angenommen, dass in naher Zukunft der Schwefelsäure-Reaktorprozess in der Jutefaserindustrie häufiger eingesetzt wird, was die Entwicklung der Jutefaserindustrie in Richtung High-End- und Green-Richtungen fördert.