Μια νέα ανακάλυψη στην εκχύλιση κυτταρίνης από γιούτα: Ανάλυση διεργασίας αντιδραστήρα θειικού οξέος

Ως φυσική φυτική ίνα, οι ίνες γιούτας έχουν πολλά πλεονεκτήματα όπως η υψηλή απόδοση, η χαμηλή τιμή και οι εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διακόσμηση, συσκευασία, κλωστοϋφαντουργικά, ιατρικά και άλλα πεδία. Ωστόσο, εκτός από την κυτταρίνη, η ίνα από γιούτα περιέχει επίσης ακαθαρσίες όπως η ημικυτταρίνη, η λιγνίνη και η πηκτίνη. Η παρουσία αυτών των ακαθαρσιών περιορίζει την εφαρμογή των ινών από γιούτα σε πεδία υψηλής τεχνολογίας. Επομένως, η αποτελεσματική εξαγωγή της κυτταρίνης γιούτας έχει γίνει το κλειδί για την αύξηση της προστιθέμενης τιμής των ινών γιούτας. Επί του παρόντος, οι χημικές, φυσικές και βιολογικές μέθοδοι είναι κοινές μέθοδοι για την παρασκευή κυτταρίνης, αλλά όλα έχουν ελαττώματα όπως η μακρά διαδικασία παρασκευής, πολλά βήματα ξήρανσης και η κατανάλωση υψηλής ενέργειας. Επιπλέον, οι υψηλές συγκεντρώσεις οξέος και αλκαλίων έχουν μεγάλη επίδραση στον βαθμό πολυμερισμού και τη δομή της κυτταρίνης υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, επηρεάζοντας την απόδοση της κυτταρίνης. Σε αυτό το υπόβαθρο, δημιουργήθηκε η διαδικασία του αντιδραστήρα θειικού οξέος, φέρνοντας νέες ανακαλύψεις στην εξαγωγή κυτταρίνης γιούτας.

Η βασική αρχή της μεθόδου του θειικού οξέος για την εξαγωγή κυτταρίνης είναι η υδρολύματος των ινών με γιούτα με θειικό οξύ για την απομάκρυνση της μη κρυσταλλικής περιοχής στη δομή της κυτταρίνης, λαμβάνοντας έτσι κυτταρίνη με υψηλή κρυσταλλικότητα. Η υδρόλυση του θειικού οξέος δεν μπορεί να υποβαθμίσει μόνο την μη κρυσταλλική περιοχή της κυτταρίνης, αλλά και να εισαγάγει φορτισμένες ομάδες μισού εδάφους θειικών στην επιφάνεια της κυτταρίνης, γεγονός που βοηθά στη βελτίωση της διασποράς και της σταθερότητας της κυτταρίνης.

(I) Παραδοσιακές μεθόδους εξαγωγής
Επί του παρόντος, οι ίνες γιούτας χρησιμοποιούνται παραδοσιακά σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων και οι μέθοδοι εξαγωγής περιλαμβάνουν κυρίως χημική μέθοδο, φυσική μέθοδο, βιολογική μέθοδο ή συνδυασμό αρκετών μεθόδων. Για παράδειγμα, η διαδικασία παραγωγής κυτταρίνης γιούτας με παραδοσιακή χημική μέθοδο είναι η προεπεξεργασία ινών - η θεραπεία με αλκαλική θερμοκρασία υψηλής θερμοκρασίας - θεραπεία χλωριτικού νατρίου - θεραπεία αλκαλίων - πλύσιμο νερού - ξήρανση - κυτταρίνη.
(Ii) Περιορισμοί
Οι παραδοσιακές μέθοδοι έχουν πολλά ελαττώματα. Η διαδικασία προετοιμασίας είναι μακρά και περιλαμβάνει πολλαπλά βήματα, γεγονός που καθιστά ολόκληρη τη χρονοβόρα διαδικασία εκχύλισης. Υπάρχουν πολλά βήματα ξήρανσης, τα οποία αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας. Η κατανάλωση ενέργειας είναι υψηλή και η χρήση υψηλής συγκέντρωσης οξέος και αλκαλίων υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας όχι μόνο έχει υψηλές απαιτήσεις στον εξοπλισμό, αλλά έχει επίσης μεγάλη επίδραση στον βαθμό πολυμερισμού και δομής κυτταρίνης, επηρεάζοντας έτσι την απόδοση της κυτταρίνης.

(I) Ροή διαδικασίας
1 Προ -θεραπεία:
• Συντρίψτε την ίνα γιούτας σε ένα κατάλληλο μέγεθος σωματιδίων (όπως 0. • Χρησιμοποιήστε νερό ή άλλους διαλύτες για να αφαιρέσετε τα υδατοδιαλυτά εξαρτήματα σε ίνες γιούτας.
2. Εξαγωγή κυτταρίνης:
• Τοποθετήστε την προεπεξεργασμένη σκόνη ινών γιούτας σε έναν αντιδραστήρα και προσθέστε διάλυμα θειικού οξέος (όπως 2% -3% θειικό οξύ).
• Αντιδράστε σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (όπως 40 βαθμοί) και χρόνο (όπως 1 ώρα) και βεβαιωθείτε ότι η αντίδραση πραγματοποιείται πλήρως μέσω μιας συσκευής παλινδρόμησης συμπύκνωσης.
• Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, πλύνετε το υπόλειμμα με μεγάλη ποσότητα νερού αρκετές φορές μέχρι να είναι ουδέτερο.
3. Καθαρισμός:
• Πλύνετε την εκχυλισμένη κυτταρίνη με μεγάλη ποσότητα νερού αρκετές φορές μέχρι να είναι ουδέτερο για να απομακρύνετε το υπολειμματικό οξύ και τις ακαθαρσίες.
• Αποκτήστε καθαρή κυτταρίνη με διήθηση και ξήρανση (όπως ξήρανση σε 60 μοίρες).

(Ii) Βασικές παράμετροι
• Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία επεξεργασίας οξέος ελέγχεται σε 50 μοίρες -60. Η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση στον ρυθμό αντίδρασης και την επίδραση απομάκρυνσης των ακαθαρσιών. Η υπερβολική υψηλή θερμοκρασία μπορεί να προκαλέσει υποβάθμιση της κυτταρίνης, ενώ η πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα επιβραδύνει τον ρυθμό αντίδρασης.
• Χρόνος: Ο χρόνος μόνωσης της θεραπείας με οξύ είναι 45 λεπτά -90 min. Εάν ο χρόνος είναι πολύ μικρός, οι ακαθαρσίες δεν θα αφαιρεθούν διεξοδικά. Εάν ο χρόνος είναι πολύ μεγάλος, μπορεί να επηρεαστεί η απόδοση της κυτταρίνης.
• Αναλογία μπάνιου: Ο λόγος μπάνιου είναι γενικά 1: 10-1: 20. Ένας κατάλληλος λόγος λουτρού μπορεί να εξασφαλίσει ότι η ίνα γιούτας είναι πλήρως σε επαφή με το υγρό θεραπείας και να βελτιώσει το φαινόμενο της θεραπείας.
• Δοσολογία θειικού οξέος: Η δοσολογία θειικού οξέος προσδιορίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις της διεργασίας, γενικά 6G/L -8 g/L. Η υπερβολική δοσολογία θειικού οξέος θα αυξήσει το κόστος και μπορεί να προκαλέσει διάβρωση στον εξοπλισμό. Η πολύ μικρή δοσολογία θειικού οξέος θα έχει ως αποτέλεσμα την κακή απομάκρυνση της ακαθαρσίας.

(I) Σύντομη ροή διαδικασίας
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους, η ροή της διαδικασίας του αντιδραστήρα του θειικού οξέος είναι απλούστερη και μειώνει τα περιττά βήματα, μειώνοντας έτσι τον χρόνο παρασκευής και βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της παραγωγής.
(Ii) Κατανάλωση χαμηλής ενέργειας
Η διαδικασία έχει λιγότερα βήματα ξήρανσης και όλες οι διαδικασίες λειτουργούν υπό κανονική πίεση, γεγονός που μειώνει την κατανάλωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται φιλικά προς το περιβάλλον πρόσθετα και η ποσότητα των χημικών προσθέτων είναι μικρή, γεγονός που μειώνει περαιτέρω το κόστος παραγωγής.
(Iii) Υψηλό ποσοστό απομάκρυνσης ακαθαρσιών
Αφού υποβληθεί σε αγωγή με τη διαδικασία του αντιδραστήρα θειικού οξέος, η επίδραση απομάκρυνσης της ακαθαρσίας στις ίνες γιούτας είναι καλή, ειδικά η επίδραση απομάκρυνσης της λιγνίνης και της ημικυτταρίνης είναι σημαντική. Για παράδειγμα, μετά τη βιολογική-χημική συνδυασμένη θεραπεία, η περιεκτικότητα σε ημικυτταρίνη σε ίνες γιούτας μειώθηκε από 10,21%σε 5,35%, μείωση κατά 47,6%. Η περιεκτικότητα σε λιγνίνη μειώθηκε από 8,25%σε 7,43%, μείωση κατά 9,66%, αυξάνοντας έτσι την περιεκτικότητα σε κυτταρίνη στις ίνες γιούτας κατά 8,39%.
(Iv) Δεν υπάρχει βλάβη στη δομή και την απόδοση της κυτταρίνης
Η κυτταρίνη που παράγεται από αυτή τη διαδικασία έχει υψηλή περιεκτικότητα σε -κυτταρίνη και δεν βλάπτει τη δομή και την απόδοση της κυτταρίνης, εξασφαλίζοντας έτσι την απόδοση της ποιότητας και της εφαρμογής της κυτταρίνης.

Η διαδικασία του αντιδραστήρα θειικού οξέος έχει κάνει νέες ανακαλύψεις στον τομέα της εκχύλισης κυτταρίνης από γιούτα, με σημαντικά πλεονεκτήματα όπως η σύντομη ροή διεργασίας, η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, ο υψηλός ρυθμός απομάκρυνσης της ακαθαρσίας και η βλάβη στη δομή και την απόδοση της κυτταρίνης. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες, αυτή η διαδικασία μπορεί να εξαγάγει πιο αποτελεσματικά την κυτταρίνη της γιούτας, να μειώσει το κόστος παραγωγής και να βελτιώσει την ποιότητα των προϊόντων και έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής.
Στο μέλλον, με τη συνεχή ανάπτυξη και την καινοτομία της τεχνολογίας, η διαδικασία του αντιδραστήρα θειικού οξέος αναμένεται να βελτιστοποιηθεί και να βελτιωθεί περαιτέρω. Για παράδειγμα, μπορούν να μελετηθούν πιο αποτελεσματικές δομές αντιδραστήρων και συνθήκες λειτουργίας για τη βελτίωση της απόδοσης της αντίδρασης και των επιδράσεων απομάκρυνσης των ακαθαρσιών. Μπορούν να αναπτυχθούν νέα παρασκευάσματα βιοενζύμης για την περαιτέρω μείωση του κόστους παραγωγής. και η επεξεργασία των αποβλήτων και η ανακύκλωση στη διαδικασία μπορεί να ενισχυθεί για την επίτευξη της πράσινης παραγωγής. Πιστεύεται ότι στο εγγύς μέλλον, η διαδικασία του αντιδραστήρα θειικού οξέος θα χρησιμοποιηθεί ευρύτερα στη βιομηχανία ινών από γιούτα, προωθώντας την ανάπτυξη της βιομηχανίας ινών από γιούτα σε υψηλές και πράσινες κατευθύνσεις.