EA024244B1 - Process for producing cellulose powder - Google Patents
Process for producing cellulose powder Download PDFInfo
- Publication number
- EA024244B1 EA024244B1 EA201300802A EA201300802A EA024244B1 EA 024244 B1 EA024244 B1 EA 024244B1 EA 201300802 A EA201300802 A EA 201300802A EA 201300802 A EA201300802 A EA 201300802A EA 024244 B1 EA024244 B1 EA 024244B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cellulose
- potassium
- minutes
- cellulose powder
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу получения порошковой целлюлозы, которая может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to the chemistry of cellulose, and in particular to a method for producing powdered cellulose, which may find application in chemical, pharmaceutical, food and other industries.
Известен способ получения порошковой целлюлозы. В качестве сырья используют целлюлозу и серную кислоту. Целлюлозу при температуре 90°С в течение 2 ч обрабатывают 5%-ным раствором серной кислотой, соотношение целлюлозы к серной кислоте составляет 1:10 соответственно. Полученный раствор целлюлозы фильтруют, нейтрализуют при температуре 120-160°С, а на втором этапе - при температуре 100-120°С [1].A known method of producing powdered cellulose. As raw materials, cellulose and sulfuric acid are used. Cellulose at a temperature of 90 ° C for 2 hours is treated with a 5% solution of sulfuric acid, the ratio of cellulose to sulfuric acid is 1:10, respectively. The resulting cellulose solution is filtered, neutralized at a temperature of 120-160 ° C, and in the second stage at a temperature of 100-120 ° C [1].
Недостатком способа является активация целлюлозы химическими реагентами при высокой температуре с получением сточных вод.The disadvantage of this method is the activation of cellulose by chemical reagents at high temperature to produce wastewater.
Известен способ активации целлюлозы путем обработки кислотами Льюиса А1С13 и Т1С14 в присутствие растворителей СС14, СЩм, С2Н5ОН, концентрация кислоты Льюиса в растворе составляет 0,01-1,5%. После активации степень полимеризации полученного порошка целлюлозы составляет 80-120, что вдвое ниже значений придельной степени полимеризации для микрокристаллической целлюлозы, полученной классическим гидролизом. Показано, что на основе порошковой целлюлозы, полученной с применением Т1С14 и имеющей низкие значения степени полимеризации, возможен синтез растворимых сульфатпроизводных с высокой степенью замещения [2].There is a known method of activating cellulose by treating with Lewis acids A1C1 3 and T1C1 4 in the presence of solvents CC1 4 , SCM, C 2 H 5 OH, the concentration of Lewis acid in solution is 0.01-1.5%. After activation, the degree of polymerization of the obtained cellulose powder is 80-120, which is half the value of the specific degree of polymerization for microcrystalline cellulose obtained by classical hydrolysis. It was shown that based on powder cellulose obtained using T1C1 4 and having a low degree of polymerization, the synthesis of soluble sulfate derivatives with a high degree of substitution is possible [2].
Недостатком способа является активация целлюлозы химическими реагентами в присутствии растворителей с получением сточных вод.The disadvantage of this method is the activation of cellulose with chemicals in the presence of solvents to produce wastewater.
Известен способ получения реакционноспособной целлюлозы, содержащей 90% альфа-целлюлозы, измельченную целлюлозу с размерами частиц 1,3х1,3 см помещают в автоклав с двойными стенками. Через имеющийся в автоклаве затвор вводят под давлением жидкий аммиак. Нагревают систему до температуры 10°С, поддерживая давление в автоклаве 20 бар в течение 60 с. После этого целлюлозу переносят через затвор во взрывной реактор. У отверстия затвора давление аммиака в целлюлозе быстро падает, и резкое испарение аммиака своего рода взрыва приводит к разрушению целлюлозных волокон. После этого целлюлозу переносят через затвор во взрывной реактор. Концентрация аммиака в целлюлозе вследствие применения пониженного давления снижается до значения ниже 0,2% от массы целлюлозы.A known method of producing reactive cellulose containing 90% alpha-cellulose, crushed cellulose with a particle size of 1.3 x 1.3 cm is placed in a double wall autoclave. Liquid ammonia is introduced under pressure through a shutter in the autoclave. The system is heated to a temperature of 10 ° C, maintaining an autoclave pressure of 20 bar for 60 s. After this, the pulp is transferred through the shutter to the explosive reactor. At the gate opening, the pressure of ammonia in the cellulose drops rapidly, and the sudden evaporation of ammonia of a kind of explosion leads to the destruction of cellulose fibers. After this, the pulp is transferred through the shutter to the explosive reactor. The concentration of ammonia in the pulp due to the use of reduced pressure is reduced to a value below 0.2% by weight of the pulp.
Активированную аммиаком целлюлозу, характеризующуюся остаточной массовой концентрацией аммиака, нейтрализуют в растворе едкого натра (400 мл раствора на 10 г целлюлозы). Модифицированную целлюлозу отжимают и промывают этанолом для удаления щелочи [3, прототип].Ammonia-activated cellulose, characterized by a residual mass concentration of ammonia, is neutralized in a solution of caustic soda (400 ml of solution per 10 g of cellulose). Modified cellulose is squeezed and washed with ethanol to remove alkali [3, prototype].
Недостатками способа являются проведение активации целлюлозы с применением химических реагентов, проведение процесса под давлением, использование нейтрализующего агента и промывка спиртом, образование сточных вод.The disadvantages of the method are the activation of cellulose using chemicals, the process under pressure, the use of a neutralizing agent and washing with alcohol, the formation of wastewater.
Задачей изобретения является расширение ассортимента неорганических реагентов, используемых при активации целлюлозы, и разработка экологически чистой технологии активации целлюлозы.The objective of the invention is to expand the range of inorganic reagents used in the activation of cellulose, and the development of environmentally friendly technology for the activation of cellulose.
Задача решается обработкой целлюлозы путем пропитки водным раствором пиросерно-кислого калия в течение 3 ч при молярном соотношении вода:пиросерно-кислый калий:целлюлоза, равном 15,4416,44:0,0157-0,0866:0,0185 соответственно, фильтрацией и сушкой при температуре 100-105°С в пределах 60 мин с последующим помолом в течение 4-8 мин, в результате получен сыпучий порошок целлюлозы с размером частиц 10-320 мкм, с высокой реакционной способностью, выходом до 97,25 вес.%.The problem is solved by treatment of cellulose by impregnation with an aqueous solution of potassium pyrosulphate acid for 3 hours at a molar ratio of water: pyrosulphate potassium: cellulose equal to 15.4416.44: 0.0157-0.0866: 0.0185, respectively, by filtration and drying at a temperature of 100-105 ° C for 60 minutes, followed by grinding for 4-8 minutes, the result is a free flowing cellulose powder with a particle size of 10-320 microns, with high reactivity, yield up to 97.25 wt.%.
Предложенный способ активации целлюлозы по сравнению с прототипом заключается в том, что для придания максимальной хрупкости макромолекулярной структуры целлюлозы перед помолом ее обрабатывают водным растворам пиросерно-кислого калия с последующей фильтрацией и сушкой и при помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура с получением сыпучего порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью. Содержание основной фракции с размером частицы 10320 мкм и выход составляет 97,25 вес.%. (По прототипу - для активации целлюлозы ее обрабатывают жидким аммиаком под давлением 20 бар при температуре 10°С в течение 60 с. После целлюлозу переносят во взрывной реактор и давление аммиака резко снижают, вызывая в целлюлозе своего рода взрыв и разрушение целлюлозных волокон, проводят нейтрализацию активированной целлюлозы раствором едкого натрия и промывкой этиловым спиртом. Активация целлюлозы сопровождается получением сточных вод). Предложенный способ активации целлюлозы является экологически чистым процессом.The proposed method for the activation of cellulose in comparison with the prototype is that to maximize the fragility of the macromolecular structure of the cellulose, it is treated with aqueous solutions of pyrosulphate potassium followed by filtration and drying before milling and, when milled, the macromolecular and fibrous structure is destroyed to obtain a loose cellulose powder with a high reactivity. The content of the main fraction with a particle size of 10320 μm and the yield is 97.25 wt.%. (According to the prototype, to activate cellulose, it is treated with liquid ammonia at a pressure of 20 bar at a temperature of 10 ° C for 60 s. After the cellulose is transferred to an explosive reactor and the ammonia pressure is sharply reduced, causing a kind of explosion and destruction of cellulose fibers in the cellulose, neutralization is carried out activated cellulose with sodium hydroxide solution and washing with ethyl alcohol. Cellulose activation is accompanied by wastewater). The proposed method for the activation of cellulose is an environmentally friendly process.
Для лучшего понимания сущности изобретении ниже приведены примеры.For a better understanding of the invention, the following are examples.
Пример 1.Example 1
В литровой стакан, снабженный мешалкой, загружают 296 г (16,44 моль) дистиллированной воды, 4 г (0,0157 моль) пиросерно-кислого калия и включают мешалку со скоростью 60 об/мин, к полученному водному раствору пиросерно-кислого калия добавляют 3 г (0,0185моль) измельченной целлюлозы. Обработка целлюлозы продолжают в течение 180 мин, а после при температуре 100-105°С осуществляют сушку в течение 60 мин, последующий помол обработанной целлюлозы составляет 8 мин. Полученный сыпучий порошок целлюлозы подвергается фракционированию с помощью сит. Молярное соотношение вода:пиросерно-кислый калий:целлюлоза составляет 16,44:0,157:0,0185 соответственно.In a liter beaker equipped with a stirrer, 296 g (16.44 mol) of distilled water, 4 g (0.0157 mol) of pyro-sulfuric potassium are loaded and the stirrer is turned on at a speed of 60 rpm, to the resulting aqueous solution of pyro-sulfuric potassium 3 g (0.0185 mol) of pulped pulp. Cellulose treatment is continued for 180 minutes, and then, at a temperature of 100-105 ° C., drying is carried out for 60 minutes, the subsequent grinding of the treated pulp is 8 minutes. The resulting loose cellulose powder is fractionated with sieves. The molar ratio of water: pyrosulphate potassium: cellulose is 16.44: 0.157: 0.0185, respectively.
- 1 024244- 1,024,244
Результаты проведенных опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.
Качество пиросерно-кислого калия определяется ГОСТ 7172-65, состав целлюлозы - ГОСТ 5982-82, ГОСТ 6940-78, фракционный состав активированного порошка целлюлозы - ГОСТ 3584-73, сухой остаток сополимеров определяется физико-химическим методом, водородное число растворов определяется рН-метром.The quality of pyrosulphuric acid potassium is determined by GOST 7172-65, the composition of cellulose is GOST 5982-82, GOST 6940-78, the fractional composition of activated cellulose powder is GOST 3584-73, the dry residue of the copolymers is determined by the physicochemical method, the hydrogen number of solutions is determined by pH- meter.
Пример 2.Example 2
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что используют 291 г (16,1 моль) дистиллированной воды и 9 г (0,0354моль) пиросерно-кислого калия. Молярное соотношение вода:пиросернокислый калий:целлюлоза составляет 16,1:0,0354:0,0185 соответственно.Carried out as in example 1, except that using 291 g (16.1 mol) of distilled water and 9 g (0.0354 mol) of pyrosulphuric acid potassium. The molar ratio of water: potassium pyrosulphate: cellulose is 16.1: 0.0354: 0.0185, respectively.
Пример 3.Example 3
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что используют 296 г (16,44 моль) дистиллированной воды и 12 г (0,0472моль) пиросерно-кислого калия. Молярное соотношение вода:пиросернокислый калий:целлюлоза составляет 16,44:0,0472:0,0185 соответственно.Carried out according to example 1, except that using 296 g (16.44 mol) of distilled water and 12 g (0.0472 mol) of potassium pyrosulphuric acid. The molar ratio of water: potassium pyrosulphate: cellulose is 16.44: 0.0472: 0.0185, respectively.
Пример 4.Example 4
Осуществляют по примеру 2, за исключением того, что используют 284 г (15,7 моль) дистиллированной воды и 16 г (0,062 моль) пиросерно-кислого калия. Молярное соотношение вод:пиросернокислый калий:целлюлоза составляет 15,7 :0,062:0,0185 соответственно.Carried out as in example 2, except that using 284 g (15.7 mol) of distilled water and 16 g (0.062 mol) of pyrosulphuric acid potassium. The molar ratio of water: potassium pyrosulphate: cellulose is 15.7: 0.062: 0.0185, respectively.
Пример 5.Example 5
Осуществляют по примеру 2, за исключением того, что используют 278 г (15,44моль) дистиллированной воды и 22 г (0,0866моль) пиросерно-кислого калия. Молярное соотношение вода:пиросернокислый калий:целлюлоза составляет 15,44:0,0866:0,0185 соответственно.Carried out according to example 2, except that using 278 g (15.44 mol) of distilled water and 22 g (0.0866 mol) of pyrosulphuric acid potassium. The molar ratio of water: potassium pyrosulphate: cellulose is 15.44: 0.0866: 0.0185, respectively.
Пример 6.Example 6
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что время обработки целлюлозы составляет 120 мин и время помола - 4 мин.It is carried out according to example 1, except that the pulp processing time is 120 minutes and the grinding time is 4 minutes.
Молярное соотношение вода:пиросерно-кислый калий:целлюлоза составляет 16,44:0,0157:0,0185 соответственно.The molar ratio of water: pyrosulphate potassium: cellulose is 16.44: 0.0157: 0.0185, respectively.
Пример 7.Example 7
Осуществляют по примеру 2, за исключением того, что время обработки целлюлозы составляет 90 мин и время помола - 8 мин.It is carried out according to example 2, except that the pulp processing time is 90 minutes and the grinding time is 8 minutes.
Молярное соотношение вода:пиросерно-кислый калий:целлюлоза составляет 16,44:0,0157:0,0185 соответственно.The molar ratio of water: pyrosulphate potassium: cellulose is 16.44: 0.0157: 0.0185, respectively.
Проведенные опыты показывают, что обработка целлюлозы водным раствором пиросерно-кислым калием с последующей фильтрацией и сушкой при температуре 100-105°С обеспечивает приобретение целлюлозой максимальной хрупкости и при помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура с получением сыпучего порошка целлюлозы, обладающей высокой реакционной способностью.The experiments show that the treatment of cellulose with an aqueous solution of potassium sulfuric acid potassium, followed by filtration and drying at a temperature of 100-105 ° C, ensures that the cellulose acquires maximum brittleness and, when milled, the macromolecular and fibrous structure is destroyed to obtain a loose cellulose powder with high reactivity.
ЛитератураLiterature
1. Патент 20684419 Россия, МПК С08В 15/02, опубл. 27.10.1999 г.1. Patent 20684419 Russia, IPC С08В 15/02, publ. 10/27/1999
2. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. Фролова С.В. (Институт химии Коми, научного центра Ур ОРАН, 167610 Республика Коми. г. Сыктывкар, ул. Первомайская 48). Арханг. Гос. техн. ун-т, Архангельск, 2008, 20 с., ил. Библ. 18. Рус.2. Abstract. dis. for a job. student step. Cand. Chem. sciences. Frolova S.V. (Institute of Chemistry of Komi, Scientific Center Ur ORAN, 167610 Komi Republic. Syktyvkar, 48 Pervomaiskaya St.). Arkhang. Gos. tech. University, Arkhangelsk, 2008, 20 pp., ill. Bible 18. Rus.
3.Заявка 99124792 Россия, МПК С08В 1/02, опубл.т 20.04.2003 г.3. Application 99124792 Russia, IPC С08В 1/02, published on 04.20.2003.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201300802A EA024244B1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Process for producing cellulose powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201300802A EA024244B1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Process for producing cellulose powder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201300802A1 EA201300802A1 (en) | 2014-10-30 |
EA024244B1 true EA024244B1 (en) | 2016-08-31 |
Family
ID=51794657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201300802A EA024244B1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Process for producing cellulose powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA024244B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993025584A2 (en) * | 1992-06-11 | 1993-12-23 | Eastman Kodak Co | Process for activation of cellulose |
RU2068419C1 (en) * | 1992-12-07 | 1996-10-27 | Владимир Александрович Куничан | Method for production of powder cellulose |
RU2152401C1 (en) * | 1999-02-25 | 2000-07-10 | Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова | Cellulose powder production process |
RU2202558C2 (en) * | 1997-04-25 | 2003-04-20 | Родиа Ацетов | Reactive cellulose and process of production thereof |
EA201000342A1 (en) * | 2009-03-17 | 2011-08-30 | Сумгаитский Государственный Университет (Сгу) | METHOD OF ACTIVATION OF CELLULOSE |
-
2013
- 2013-04-09 EA EA201300802A patent/EA024244B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993025584A2 (en) * | 1992-06-11 | 1993-12-23 | Eastman Kodak Co | Process for activation of cellulose |
RU2068419C1 (en) * | 1992-12-07 | 1996-10-27 | Владимир Александрович Куничан | Method for production of powder cellulose |
RU2202558C2 (en) * | 1997-04-25 | 2003-04-20 | Родиа Ацетов | Reactive cellulose and process of production thereof |
RU2152401C1 (en) * | 1999-02-25 | 2000-07-10 | Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова | Cellulose powder production process |
EA201000342A1 (en) * | 2009-03-17 | 2011-08-30 | Сумгаитский Государственный Университет (Сгу) | METHOD OF ACTIVATION OF CELLULOSE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201300802A1 (en) | 2014-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mansikkamäki et al. | Structural changes of cellulose crystallites induced by mercerisation in different solvent systems; determined by powder X-ray diffraction method | |
Novo et al. | Subcritical water: a method for green production of cellulose nanocrystals | |
Sirvio et al. | Acidic deep eutectic solvents as hydrolytic media for cellulose nanocrystal production | |
Maciel et al. | Obtainment and characterization of nanocellulose from an unwoven industrial textile cotton waste: Effect of acid hydrolysis conditions | |
Muhammad et al. | Ionic liquid—a future solvent for the enhanced uses of wood biomass | |
Kono | Cationic flocculants derived from native cellulose: Preparation, biodegradability, and removal of dyes in aqueous solution | |
US20150361616A1 (en) | Process for isolating cellulose from cellulosic biomass, isolated cellulose of type i and composite materials comprising same | |
KR20150073195A (en) | Cellulose nanofibers | |
BRPI1014723B1 (en) | process for cellulose hydrolysis | |
BR112013010451B1 (en) | CELLULOSE DERIVATIZATION PROCESS | |
Xu et al. | Influence of HNO3/H3PO4–NaNO2 mediated oxidation on the structure and properties of cellulose fibers | |
Murodov et al. | Obtaining a Pac From the Cellulose of Plants of Sunflower, Safflower and Waste From the Textile Industry | |
El-Nesr et al. | Chitin and chitosan extracted from irradiated and non-irradiated shrimp wastes (Comparative analysis study) | |
PL128944B1 (en) | Method of acid hydrolysis of lignocellulosic material leading to complete saccharification of lignocellulose | |
Kwon et al. | Treatment effects of choline chloride-based deep eutectic solvent on the chemical composition of red pine (Pinus densiflora) | |
CN103539867A (en) | Preparation method of chitosan quaternary ammonium salt | |
Rahman et al. | Environmentally friendly strength bio-composite preparation by grafting of HEMA onto shrimp chitosan without destroying original microstructure to enrich their physicochemical, thermomechanical, and morphological properties | |
EA024244B1 (en) | Process for producing cellulose powder | |
RU2203995C1 (en) | Method for producing microcrystalline cellulose | |
Zhu et al. | Deconstruction of H-bonding and crystallite in directly prepared cellulose nanofibrils after autohydrolysis of eucalyptus | |
Celikci et al. | Synthesis and characterization of carboxymethyl shrimp chitosan (CMSCh) from waste shrimp shell. | |
FI126212B (en) | Process and system for isolating xylan from plant material | |
RU2572419C2 (en) | Method of obtaining cellulose nitrates | |
RU2528261C1 (en) | Method of manufacturing monocrystalline cellulose | |
Wang et al. | Dehydroabietyl glycidyl ether grafted hydroxyethyl chitosan: synthesis, characterization and physicochemical properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |