Jüt selüloz ekstraksiyonunda yeni bir atılım: Sülfürik Asit Reaktör Proses Analizi

Doğal bir bitki lifi olarak, jüt lifinin yüksek verim, düşük fiyat ve mükemmel mekanik özellikler gibi birçok avantajı vardır. Dekorasyon, ambalaj, tekstil, tıbbi ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, selüloza ek olarak, jüt lifi ayrıca hemiselüloz, lignin ve pektin gibi safsızlıklar içerir. Bu safsızlıkların varlığı, üst düzey alanlarda jüt lifinin uygulanmasını sınırlar. Bu nedenle, jüt selülozun verimli ekstraksiyonu, jüt fiberin katma değerini artırmanın anahtarı haline gelmiştir. Şu anda, kimyasal, fiziksel ve biyolojik yöntemler selüloz hazırlamak için yaygın yöntemlerdir, ancak hepsinin uzun hazırlık süreci, birçok kurutma aşaması ve yüksek enerji tüketimi gibi kusurları vardır. Ek olarak, yüksek asit ve alkali konsantrasyonları, selülozun yüksek sıcaklık koşulları altında polimerizasyon derecesi ve yapısı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve selülozun uygulama performansını etkilemektedir. Bu arka plana karşı, sülfürik asit reaktör işlemi ortaya çıktı ve jüt selülozun ekstraksiyonunda yeni atılımlar getirdi.

Selülozun ekstrakte edilmesi için sülfürik asit yönteminin temel prensibi, selüloz yapısındaki kristal olmayan bölgeyi uzaklaştırmak için sülfürik asit ile hidrolize etmektir ve böylece yüksek kristalinite ile selüloz elde etmektir. Sülfürik asit hidrolizi sadece selülozun kristal olmayan bölgesini bozmakla kalmaz, aynı zamanda selüloz yüzeyine yüklü sülfat yarım estre gruplarını da sokar, bu da selülozun dağılabilirliğini ve stabilitesini iyileştirmeye yardımcı olur.

(İ) Geleneksel çıkarma yöntemleri
Şu anda, jüt fiber geleneksel olarak çok çeşitli alanlarda kullanılır ve ekstraksiyon yöntemleri esas olarak kimyasal yöntem, fiziksel yöntem, biyolojik yöntem veya çeşitli yöntemlerin bir kombinasyonunu içerir. Örneğin, geleneksel kimyasal yöntemle jüt selüloz üretme işlemi, lif ön işlem - yüksek sıcaklık alkali kaynama - sodyum klorit tedavisi - alkali tedavisi - su yıkama - kurutma - selülozdur.
(İi) Sınırlamalar
Geleneksel yöntemlerin birçok kusuru vardır. Hazırlık işlemi uzundur ve tüm ekstraksiyon işlemini zaman alıcı hale getiren birden fazla adım içerir; Enerji tüketimini artıran birçok kurutma adımı vardır; Enerji tüketimi yüksektir ve yüksek sıcaklık koşulları altında yüksek konsantrasyon asidi ve alkali kullanımı sadece ekipman üzerinde yüksek gereksinimlere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda selülozun polimerizasyonu ve yapısı derecesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir, böylece selülozun uygulama performansını etkilemektedir.

(İ) Proses akışı
1. Ön muamele:
• Müteakip işleme için jüt fiberi uygun bir parçacık boyutuna (0. 180mm elek gibi) ezin. • Jüt lifindeki suda çözünür bileşenleri çıkarmak için su veya diğer çözücüler kullanın.
2. Selüloz ekstraksiyonu:
• Ön işlenmiş jüt fiber tozunu bir reaktöre yerleştirin ve sülfürik asit çözeltisi (% 2 -3}}% sülfürik asit gibi) ekleyin.
• Belirli bir sıcaklıkta (40 derece gibi) ve zaman (1 saat gibi) tepki ver ve reaksiyonun bir yoğuşma reflü cihazı aracılığıyla tamamen gerçekleştirildiğinden emin olun.
• Reaksiyon tamamlandıktan sonra, kalıntıyı nötr olana kadar birkaç kez büyük miktarda su ile yıkayın.
3. Saflaştırma:
• Kalıntı asit ve safsızlıkları uzaklaştırmak için nötr olana kadar ekstrakte edilen selülozu birkaç kez büyük miktarda su ile yıkayın.
• Filtrasyon ve kurutma ile saf selüloz yapın (60 derecede kurutma gibi).

(İi) Anahtar parametreler
• Sıcaklık: Asit tedavisi sıcaklığı 50 derece -60 derecesinde kontrol edilir. Sıcaklığın reaksiyon hızı ve safsızlık giderme etkisi üzerinde önemli bir etkisi vardır. Çok yüksek sıcaklık selüloz bozulmasına neden olabilirken, çok düşük sıcaklık reaksiyon hızını yavaşlatacaktır.
• Zaman: Asit Tedavisi Yalıtım Süresi 45 dakika -90 Min'dir. Zaman çok kısaysa, safsızlıklar iyice kaldırılmayacaktır; Zaman çok uzunsa, selüloz performansı etkilenebilir.
• Banyo oranı: Banyo oranı genellikle 1: 10-1: 20'dir. Uygun bir banyo oranı, jüt lifinin tedavi sıvısı ile tamamen temas etmesini ve tedavi etkisini iyileştirmesini sağlayabilir.
• Sülfürik asit dozu: Sülfürik asit dozu, genellikle 6g/l -8 g/l, işlem gereksinimlerine göre belirlenir. Aşırı sülfürik asit dozu maliyetleri artıracak ve ekipman için korozyona neden olabilir; Çok az sülfürik asit dozu, safsızlığın giderilmesine neden olacaktır.

(İ) Kısa işlem akışı
Geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, sülfürik asit reaktör işlem akışı daha basittir ve gereksiz adımları azaltır, böylece hazırlık süresini kısaltır ve üretim verimliliğini artırır.
(İi) Düşük enerji tüketimi
Sürecin daha az kurutma adımı vardır ve tüm işlemler normal basınç altında çalıştırılır, bu da enerji tüketimini azaltır. Aynı zamanda, çevre dostu katkı maddeleri kullanılır ve kimyasal katkı maddelerinin miktarı küçüktür, bu da üretim maliyetlerini daha da azaltır.
(İii) Yüksek safsızlık giderme oranı
Sülfürik asit reaktör işlemi ile tedavi edildikten sonra, jüt fiberdeki safsızlık giderme etkisi iyidir, özellikle lignin ve hemiselülozun çıkarma etkisi anlamlıdır. Örneğin, biyolojik-kimyasal kombine tedaviden sonra, jüt fiberdeki hemiselüloz içeriği%10.21'den%5.35'e düşürüldü. Lignin içeriği%8.25'ten%7.43'e düşürüldü ve%9.66 azaldı, böylece jüt fiberdeki selüloz içeriğini%8,39 artırdı.
(İv) Selüloz yapısına ve performansa zarar vermez
Bu işlem tarafından üretilen selüloz yüksek bir -hücre içeriğine sahiptir ve selüloz yapısına ve performansa zarar vermez, böylece selülozun kalitesi ve uygulama performansını sağlar.

Sülfürik asit reaktörü işlemi, jüt selüloz ekstraksiyonu alanında, kısa işlem akışı, düşük enerji tüketimi, yüksek safsızlık giderme hızı ve selüloz yapısı ve performansa zarar vermeyen önemli avantajlarla yeni atılımlar yaptı. Geleneksel süreçlerle karşılaştırıldığında, bu süreç jüt selülozu daha verimli bir şekilde çıkarabilir, üretim maliyetlerini azaltabilir ve ürün kalitesini artırabilir ve geniş uygulama beklentileri olabilir.
Gelecekte, teknolojinin sürekli gelişimi ve yeniliği ile, sülfürik asit reaktör sürecinin daha fazla optimize edilmesi ve geliştirilmesi beklenmektedir. Örneğin, reaksiyon verimliliğini ve safsızlık giderme etkilerini geliştirmek için daha verimli reaktör yapıları ve çalışma koşulları incelenebilir; Üretim maliyetlerini daha da azaltmak için yeni biyoenzim preparatları geliştirilebilir; ve süreçte atık arıtma ve geri dönüşüm yeşil üretim elde etmek için güçlendirilebilir. Yakın gelecekte, sülfürik asit reaktör sürecinin jüt fiber endüstrisinde daha yaygın olarak kullanılacağına ve jüt lif endüstrisinin üst düzey ve yeşil yönlere doğru gelişimini teşvik edeceğine inanılmaktadır.