CN106546067B - 细菌纤维素凝胶膜置换低温一体式干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以对细菌纤维素凝胶膜进行置换、低温一体式干燥的方法，其主要包括：干燥罐（1）和置换剂贮存罐（2），所述干燥罐（1）上部设置有带有阀门的出气口（3），干燥罐（1）下部设置有带有阀门的出水口（4）和置换剂入口（5），以及电加热装置（6），在干燥罐中轴处设置可以取下的中轴杆（7）；所述置换剂贮存罐（2）上部设置置换剂回收入口（8），置换剂贮存罐（2）下部设置置换剂出口（9），所述干燥罐（1）上部的带有阀门的出气口（3）与置换剂贮存罐（2）上部的置换剂回收入口（8）通过导管连接，所述干燥罐（1）下部的置换剂入口（5）与置换剂贮存罐（2）下部的置换剂出口（9）通过导管连接。

Description

细菌纤维素凝胶膜置换低温一体式干燥方法
技术领域
本发明涉及一种物料干燥***和方法，具体而言，涉及一种细菌纤维素凝胶膜置换低温一体式干燥***和方法。
背景技术
细菌纤维素是由一些微生物代谢合成得到的生物材料，其与天然纤维素具有类似的基本结构，但是由于其中不含有木质素、半纤维素等伴生产物，同时具有高达95%以上的结晶度和高达2000-8000的高聚合度，而具有许多独特的性质，例如，其具有优秀的机械性能、较高的生物相容性、良好地生物可降解性等。其在多个技术领域具有广泛地应用前景。目前细菌纤维素主要是通过液态培养基静态发酵培养，得到具有很高含水量细菌纤维素凝胶膜。但是，在越来越多的应用中，需要使用基本不含水的干燥细菌纤维素膜。常规的干燥方法主要有热空气干燥、冷冻干燥等方式，但是高温及冷冻均不可避免地对细菌纤维素的空间网状结构产生影响，从而影响细菌纤维素膜的许多物理、化学特性，如孔隙率、机械性能、导电性等。近年来兴起的超临界干燥技术虽然能够最大限度地保持细菌纤维素的空间网状结构，但是，其成本高昂，对设备的要求很高，目前还停留在实验室阶段而不能大规模地在工业上应用。
发明内容
本发明提供一种可以对细菌纤维素凝胶膜进行置换、低温一体式干燥的***和方法，其主要包括：干燥罐和置换剂贮存罐，所述干燥罐上部设置有带有阀门的出气口，干燥罐下部设置有带有阀门的出水口和置换剂入口，以及电加热装置，在干燥罐中轴处设置可以取下的中轴杆；所述置换剂贮存罐上部设置置换剂回收入口，置换剂贮存罐下部设置置换剂出口，所述干燥罐上部的带有阀门的出气口与置换剂贮存罐上部的置换剂回收入口通过导管连接，所述干燥罐下部的置换剂入口与置换剂贮存罐下部的置换剂出口通过导管连接。
上述***中，干燥罐1的侧壁上还设置透明观察窗，用以观察液面的位置。优选其延伸到干燥罐底部。
上述***中，所述电加热装置通过温度传感器和控温装置控制，由温度传感器测量干燥罐中的温度控制加热装置是否启动。
上述***中，干燥罐上部的带有阀门的出气口与置换剂贮存罐上部的置换剂回收入口通过冷凝器和导管连接。
上述***中，干燥罐下部的置换剂入口与置换剂贮存罐下部的置换剂出口通过泵和导管连接。所述的泵是可以双向旋转的。
本发明所提供的置换低温一体式干燥***和方法，可以先通过置换干燥技术将细菌纤维素凝胶膜中的水分用置换剂置换出来，再通过低温干燥技术将置换剂从细菌纤维素膜中去除。置换干燥完全在常温下进行，低温干燥根据置换剂的种类也仅需在50-60℃下进行，因此，能够避免高温或冷冻对细菌纤维素膜空间网状结构的破坏，提高干燥细菌纤维素膜的各项性能。此外，本发明所提供的置换低温干燥***和方法还能够使置换干燥和低温干燥在同一罐体内一体式进行，不需要多个设备，多次转移细菌纤维素物料，还可以回收置换剂重复利用，成本低廉、操作简单，具有良好的应用前景。
附图说明
以下附图仅旨在与对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明具体实施方式的结构示意图。
图中：
1-干燥罐；2-置换剂贮存罐；3-带有阀门的出气口；4-带有阀门的出水口；5-置换剂入口；6-电加热装置；7-中轴杆；8-置换剂回收入口；9-置换剂出口；10-透明观察窗；11-温度传感器；12-控温装置；13-冷凝器；14-泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步阐述。在下面的具体描述中，只通过说明的方式描述本发明，而不对其起限定作用。本领域普通技术人员可以在不偏离本发明的精神和范围下，用各种不同方式对下述的具体方式进行修正，而其也均应当在本发明保护的范围之内。
如图1所示，本发明提供的细菌纤维素凝胶膜置换低温一体式干燥***和方法中，包括干燥罐1和置换剂贮存罐2，所述干燥罐1上部设置有带有阀门的出气口3，干燥罐1下部设置有带有阀门的出水口4和置换剂入口5，以及电加热装置6，所述电加热装置6通过温度传感器11和控温装置12控制，由温度传感器11测量干燥罐1中的温度控制加热装置6是否启动。在干燥罐中轴处设置可以取下的中轴杆7，其可以取下后将含水的细菌纤维素凝胶膜卷于其上后，再安装回干燥罐中；所述置换剂贮存罐2上部设置置换剂回收入口8，置换剂贮存罐2下部设置置换剂出口9，干燥罐1上部的带有阀门的出气口3与置换剂贮存罐2上部的置换剂回收入口8通过冷凝器13连接，干燥罐1下部的置换剂入口5与置换剂贮存罐2下部的置换剂出口9通过泵14连接。所述干燥罐1的侧壁上还设置有延伸到干燥罐底部的透明观察窗10，用以观察液面的位置。
本发明所述的置换低温一体式干燥***和方法工作方式如下：
首先，取下干燥罐1中的中轴杆7，将含水的细菌纤维素凝胶膜卷在该中轴杆7上，然后将其安装回干燥罐1中，封闭干燥罐上部的出气口3、下部的出水口4，打开置换剂入口5，然后通过泵14将置换剂贮存罐2中的置换剂泵入到干燥罐1中，至干燥罐中置换剂液面高于细菌纤维素凝胶膜卷时（通过透明观察窗观察液面），停止泵入置换剂并关闭置换剂入口5，静置进行溶剂置换干燥。置换剂会进入细菌纤维素凝胶膜中将其中的水分置换出来，且由于置换剂比水轻，因此，干燥罐中的液体会出现分层，下层为水，上层为置换剂。置换干燥完毕后，打开干燥罐1下部的出水口4放出废水，废水放完后（可观察放出的液体中时候含有置换剂或通过透明观察窗观察液面变化），关闭出水口4，打开置换剂入口5，将干燥罐中剩余的置换剂泵入置换剂贮存罐2中，完成后关闭置换剂入口5。再打开干燥罐上部的出气口3，启动电加热装置，并通过温度传感器和控温装置控制干燥罐中的温度略高于置换剂的沸点，使置换剂变气态从出气口3蒸出，并通过冷凝器13冷凝后，回流至置换剂贮存罐2中。

Claims (7)

1.一种细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：采用置换低温一体式干燥***进行干燥，所述的置换低温一体式干燥***由干燥罐（1）和置换剂贮存罐（2）构成，且所述干燥罐（1）上部设置有带有阀门的出气口（3），干燥罐（1）下部设置有带有阀门的出水口（4）和置换剂入口（5），以及电加热装置（6），在干燥罐中轴处设置可以取下的中轴杆（7）；所述置换剂贮存罐（2）上部设置置换剂回收入口（8），置换剂贮存罐（2）下部设置置换剂出口（9），所述干燥罐（1）上部的带有阀门的出气口（3）与置换剂贮存罐（2）上部的置换剂回收入口（8）通过导管连接，所述干燥罐（1）下部的置换剂入口（5）与置换剂贮存罐（2）下部的置换剂出口（9）通过导管连接；所述干燥方法为：首先，取下干燥罐（1）中的中轴杆（7），将含水的细菌纤维素凝胶膜卷在该中轴杆（7）上，然后将其安装回干燥罐（1）中，封闭干燥罐上部的出气口（3）、下部的出水口（4），打开置换剂入口（5），然后将置换剂贮存罐（2）中的置换剂泵入到干燥罐（1）中，至干燥罐中置换剂液面高于细菌纤维素凝胶膜卷时，停止泵入置换剂并关闭置换剂入口（5），静置进行溶剂置换干燥；置换干燥完毕后，打开干燥罐（1）下部的出水口（4）放出废水，废水放完后，关闭出水口（4），打开置换剂入口（5），将干燥罐中剩余的置换剂泵入置换剂贮存罐（2）中，完成后关闭置换剂入口（5）；再打开干燥罐上部的出气口（3），启动电加热装置（6），控制干燥罐中的温度略高于置换剂的沸点，使置换剂变气态从出气口（3）蒸出，冷凝后，回流至置换剂贮存罐（2）中。
2.根据权利要求1所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：干燥罐（1）的侧壁上还设置有透明观察窗（10），通过透明观察窗观察置换剂液面。
3.根据权利要求2所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：所述透明观察窗（10）延伸到干燥罐底部。
4.根据权利要求1-3之一所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：所述电加热装置（6）通过温度传感器（11）和控温装置（12）控制。
5.根据权利要求1-3之一所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：干燥罐（1）上部的带有阀门的出气口（3）与置换剂贮存罐（2）上部的置换剂回收入口（8）通过冷凝器（13）和导管连接，置换剂蒸出后通过该冷凝器（13）冷凝后，回流至置换剂贮存罐（2）中。
6.根据权利要求5所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：干燥罐（1）下部的置换剂入口（5）通过与置换剂贮存罐（2）下部的置换剂出口（9）通过泵（14）和导管连接。
7.根据权利要求6所述的细菌纤维素凝胶膜置换低温干燥方法，其特征在于：所述的泵（14）是可以双向旋转的。
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