Способ производства очищенной целлюлозы из льноволокна
Владельцы патента RU 2637015:
Луканин Евгений Александрович (RU)
Егоров Данил Александрович (RU)
Набатов Сергей Николаевич (RU)
Изобретение относится к химической промышленности, конкретно, к технологии производства очищенной целлюлозы из льноволокна. Способ производства очищенной целлюлозы из льноволокна включает механическую обработку, жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей, промывку теплой водой, окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода, содержащим стабилизатор, первую промывку горячей водой, окислительную варку, вторую промывку горячей и теплой водой, отжим на центрифуге, при этом жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей производят горячей водой при постоянной температуре воды 98-100°C в течение 30 минут, окислительную обработку и варку осуществляют при постоянном значении силикатного модуля и постоянном значении температуры раствора 98-100°C. Технический результат изобретения заключается в исключении многостадийности обработки и использовании кислот за счет большего содержания пероксида водорода в растворах для окислительных обработки и варки и, как следствие, обеспечивается повышение производительности оборудования с одновременным снижением количества вредных отходов производства в виде продуктов обработки льняного волокна раствором минеральной кислоты. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к технологии производства очищенной целлюлозы из льноволокна.
Известен способ очистки льняного волокна [патент РФ №2347861, опубликован 27.02.2009], включающий рыхление с одновременным укорочением волокна и отделение твердых частиц воздействием на волокно воздушного центробежного потока, отделение твердых частиц путем одновременного воздействия воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин, после чего проводят повторное рыхление с одновременным укорочением волокна до средней массодлины 35-55 мм с повторным отделением твердых частиц с одновременным воздействием воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов.
Недостатком способа является то, что в данном способе не ставится и не решается задача отбелки льняного волокна для последующего производства из него ваты.
Известен также способ получения льняной ваты [патент РФ №2501895, опубликован 20.12.2013], включающий подготовку волокна, его механическую обработку, беление с использованием химического раствора, промывку, отжим и сушку, формирование ленты, которую обрабатывают химическим раствором с последующей промывкой, отжимом и сушкой, а сухую беленую ленту подвергают механической обработке путем знакопеременной деформации на изгиб, двухстороннего скользящего изгиба с захлестыванием концевых участков ленты и последующей очисткой образованных при механической обработке короткоштапельных волокон от неволокнистых примесей.
Недостатком данного способа является увеличение состава оборудования технологической линии вследствие необходимости осуществления двухстороннего скользящего изгиба с захлестыванием концевых участков ленты, как следствие, повышение капитальных затрат на оборудование и эксплуатационных затрат.
Наиболее близким по своей сущности является способ получения высокоочищенной целлюлозы из льноволокна [патент РФ №2554589, опубликован 27.06.2015], включающий обработку раствором, содержащим минеральную кислоту, для разрушения сопутствующих примесей, промывку от продуктов разрушения, окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода, содержащим стабилизатор, промывку водой, обработку водным раствором уксусной кислоты, при этом обработку раствором для разрушения сопутствующих примесей и последующую промывку осуществляют при температуре 25-30°C в течение 25-30 минут, окислительную обработку проводят поэтапно при различных значениях силикатно-щелочного модуля, сначала при температуре 20-25°C при модуле 0,5-0,6 в течение 10-15 минут, затем при модуле 0,8-0,9 в течение 10-20 минут, затем при модуле 1,0-1,1 в течение 30-60 минут при температуре 70-75°C, после чего температуру повышают до 96-98°C и выдерживают в течение 30-60 минут, затем модуль снижают до 0,1-0,2 и продолжают варку в течение 50-60 минут, а перед обработкой водным раствором уксусной кислоты проводят дополнительную окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода при температуре 96-98°C в течение 50-60 минут с последующей промывкой водой, причем щелочной раствор пероксида водорода на обеих стадиях окислительной обработки содержит стабилизатор - силикат или метасиликат натрия, при этом раствор для окислительной обработки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
пероксид водорода (в пересчете на активный кислород) 2,0-3,5
силикат или метасиликат натрия (в пересчете на SiO2) 1,8-5,6
кальцинированная и/или каустическая сода
до общей щелочности 20,0-50,0.
При этом раствор для дополнительной окислительной обработки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
пероксид водорода (в пересчете на активный кислород) 0,7-1,5
силикат или метасиликат натрия (в пересчете на SiO2) 1,4-2,5
кальцинированная и/или каустическая сода
до общей щелочности 3,0-5,0
Этот способ принят в качестве прототипа.
Недостатками способа являются:
1) использование раствора минеральной кислоты для предварительного удаления примесей, что повышает количество вредных отходов производства;
2) необходимость изменения температуры, жидкостного и силикатного модуля во время химической обработки льняных волокон, что при недостаточной автоматизации технологической линии снижает производительность оборудования.
Задача изобретения - повышение производительности оборудования с одновременным снижением количества вредных отходов производства в виде продуктов обработки льняного волокна раствором минеральной кислоты.
Указанная задача решается тем, что в способе производства очищенной целлюлозы из льноволокна, включающем механическую обработку, жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей, промывку теплой водой, окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода, содержащим стабилизатор, первую промывку горячей водой, окислительную варку, вторую промывку горячей и теплой водой, отжим на центрифуге, согласно изобретению жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей производят горячей водой при постоянной температуре воды 98-100°C в течение 30 минут, окислительную обработку и варку осуществляют при постоянном значении силикатного модуля и постоянном значении температуры раствора 98-100°C.
Кроме того, раствор для окислительной обработки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
пероксид водорода 16-18
метилсиликат натрия 4-5
комплексообразующее соединение 1,5-1,7
поверхностно-активные вещества 2,7-2,9
сульфат магния 0,18-0,22
каустическая сода 1,18-1,22.
Кроме того, раствор для окислительной варки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
пероксид водорода 31-32
метилсиликат натрия 7-9
комплексообразующее соединение 3,0-3,3
поверхностно-активные вещества 2,7-2,9
сульфат магния 0,19-0,21
каустическая сода 3,1-3,3.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе производства очищенной целлюлозы из льноволокна жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей производят горячей водой при постоянной температуре воды 98-100°C в течение 30 минут, температура воды и значение силикатного модуля при окислительных обработке и варке сохраняют постоянное значение, при этом исключаются многостадийность обработки и использование кислот за счет большего содержания пероксида водорода в растворах для окислительных обработки и варки, а как следствие обеспечивается повышение производительности оборудования с одновременным снижением количества вредных отходов производства в виде продуктов обработки льняного волокна раствором минеральной кислоты.
Ниже приводится пример конкретной практической реализации способа согласно изобретению.
В качестве исходного сырья используются льнотреста, которая высушивается до необходимой влажности и поступает в мяльно-трепальный агрегат (МТА) и агрегат короткого льноволокна (АКЛВ), где происходит отделение костры от льняного волокна. Далее очищенное от костры волокно подвергается предварительному жидкостному удалению примесей путем обработки горячей водой с температурой 98÷100°C в течение 30 минут, промывки теплой водой с температурой 58÷62°C в течение 30 минут. После этого производится окислительная обработка при постоянном значении силикатного модуля и постоянном значении температуры раствора 98-100°C в течение 90 минут в растворе, содержащем следующие компоненты (г/л):
пероксид водорода 16-18
метилсиликат натрия 4-5
комплексообразующее соединение 1,5-1,7
поверхностно-активные вещества 2,7-2,9
сульфат магния 0,18-0,22
каустическая сода 1,18-1,22.
Затем волокно промывают горячей водой с температурой 80°C в течение 30 минут.
Затем осуществляют окислительную варку при температуре 98÷100°C в течение 90 минут в растворе, содержащем следующие компоненты (г/л):
пероксид водорода 31-32
метилсиликат натрия 7-9
комплексообразующее соединение 3,0-3,3
поверхностно-активные вещества 2,7-2,9
сульфат магния 0,19-0,21
каустическая сода 3,1-3,3.
Затем волокно промывают горячей водой с температурой 80°C в течение 40 минут.
Далее выполняют промывку теплой водой с температурой 60°C с добавлением поверхностно-активных веществ в течение 40 минут и производят сушку на центрифуге.
Показатели качества полученной таким способом очищенной целлюлозы представлены в таблице 1:
1. Способ производства очищенной целлюлозы из льноволокна, включающий механическую обработку, жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей, промывку теплой водой, окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода, содержащим стабилизатор, первую промывку горячей водой, окислительную варку, вторую промывку горячей и теплой водой, отжим на центрифуге, отличающийся тем, что жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей производят горячей водой при постоянной температуре воды 98-100°C в течение 30 минут, окислительную обработку и варку осуществляют при постоянном значении силикатного модуля и постоянном значении температуры раствора 98-100°C.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор для окислительной обработки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
| пероксид водорода | 16-18 |
| метилсиликат натрия | 4-5 |
| комплексообразующее соединение | 1,5-1,7 |
| поверхностно-активные вещества | 2,7-2,9 |
| сульфат магния | 0,18-0,22 |
| каустическая сода | 1,18-1,22. |
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор для окислительной варки содержит компоненты в следующем соотношении (г/л):
| пероксид водорода | 31-32 |
| метилсиликат натрия | 7-9 |
| комплексообразующее соединение | 3,0-3,3 |
| поверхностно-активные вещества | 2,7-2,9 |
| сульфат магния | 0,19-0,21 |
| каустическая сода | 3,1-3,3. |
