Ħarsa ġenerali lejn il-fibra tal-ġuta u l-fibra estratta bil-metodu tal-aċidu sulfuriku
Bħala fibra tal-pjanti naturali, il-fibra tal-ġuta għandha ħafna vantaġġi bħal rendiment għoli, prezz baxx, u proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti. Huwa użat ħafna f'dekorazzjoni, imballaġġ, tessuti, mediċi u oqsma oħra. Madankollu, minbarra ċ-ċelluloża, il-fibra tal-ġuta fiha wkoll impuritajiet bħal emiċelluloża, lignin u pektin. Il-preżenza ta 'dawn l-impuritajiet tillimita l-applikazzjoni tal-fibra tal-ġuta f'oqsma high-end. Għalhekk, estrazzjoni effiċjenti taċ-ċelluloża tal-ġuta saret iċ-ċavetta biex jiżdied il-valur miżjud tal-fibra tal-ġuta. Fil-preżent, metodi kimiċi, fiżiċi u bijoloġiċi huma metodi komuni għall-preparazzjoni taċ-ċelluloża, iżda kollha għandhom difetti bħal proċess ta 'preparazzjoni twila, ħafna passi ta' tnixxif, u konsum għoli ta 'enerġija. Barra minn hekk, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'aċidu u alkali għandhom influwenza kbira fuq il-grad ta' polimerizzazzjoni u l-istruttura taċ-ċelluloża f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja, li jaffettwaw il-prestazzjoni tal-applikazzjoni taċ-ċelluloża. Fuq dan l-isfond, il-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku beda, u ġab skoperti ġodda fl-estrazzjoni taċ-ċelluloża tal-ġuta.
Il-prinċipju bażiku tal-metodu tal-aċidu sulfuriku għall-estrazzjoni taċ-ċelluloża huwa li idrolizza l-fibra tal-ġuta bl-aċidu sulfuriku biex jitneħħa r-reġjun mhux kristallin fl-istruttura taċ-ċelluloża, u b'hekk jikseb ċelluloża bi kristallità għolja. L-idrolisi tal-aċidu sulfuriku tista 'mhux biss tiddegrada r-reġjun mhux kristallin taċ-ċelluloża, iżda wkoll tintroduċi gruppi ta' nofs l-estest ta 'sulfat iċċarġjati fuq il-wiċċ taċ-ċelluloża, li tgħin biex ittejjeb id-dispersibilità u l-istabbiltà taċ-ċelluloża.
Metodi u limitazzjonijiet tradizzjonali ta 'estrazzjoni taċ-ċelluloża tal-ġuta
(I) Metodi tradizzjonali ta 'estrazzjoni
Fil-preżent, il-fibra tal-ġuta hija tradizzjonalment użata f'firxa wiesgħa ta 'oqsma, u l-metodi ta' estrazzjoni tagħha jinkludu prinċipalment metodu kimiku, metodu fiżiku, metodu bijoloġiku, jew taħlita ta 'diversi metodi. Pereżempju, il-proċess tal-produzzjoni taċ-ċelluloża tal-ġuta permezz ta 'metodu kimiku tradizzjonali huwa trattament minn qabel tal-fibra - togħlija ta' alkali b'temperatura għolja - trattament tal-klorit tas-sodju - trattament alkali - ħasil tal-ilma - tnixxif - ċelluloża.
(Ii) Limitazzjonijiet
Il-metodi tradizzjonali għandhom ħafna difetti. Il-proċess ta 'preparazzjoni huwa twil u jinvolvi passi multipli, u dan jagħmel il-proċess ta' estrazzjoni kollu li jieħu ħafna ħin; Hemm ħafna passi ta 'tnixxif, li jżid il-konsum tal-enerġija; Il-konsum tal-enerġija huwa għoli, u l-użu ta 'aċidu ta' konċentrazzjoni għolja u alkali f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja mhux biss għandu rekwiżiti għoljin fuq it-tagħmir, iżda għandu wkoll impatt kbir fuq il-grad ta' polimerizzazzjoni u l-istruttura taċ-ċelluloża, u b'hekk jaffettwa l-prestazzjoni tal-applikazzjoni taċ-ċelluloża.
Fluss tal-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku u parametri ewlenin
(I) Fluss tal-proċess
1. Trattament minn qabel:
• Għaffeġ il-fibra tal-ġuta għal daqs xieraq tal-partiċella (bħal 0. 180mm passatur) għall-ipproċessar sussegwenti. • Uża ilma jew solventi oħra biex tneħħi l-komponenti li jinħallu fl-ilma fil-fibra tal-ġuta.
2. Estrazzjoni taċ-ċelluloża:
• Poġġi t-trab tal-fibra tal-ġuta trattata minn qabel f'reattur u żid soluzzjoni ta 'aċidu sulfuriku (bħal 2% -3% aċidu sulfuriku).
• Irreaġixxi f'ċerta temperatura (bħal 40 grad) u l-ħin (bħal siegħa), u żgura li r-reazzjoni titwettaq kompletament permezz ta 'apparat ta' rifluss tal-kondensazzjoni.
• Wara li titlesta r-reazzjoni, aħsel ir-residwu b'ammont kbir ta 'ilma diversi drabi sakemm ikun newtrali.
3. Purifikazzjoni:
• Aħsel iċ-ċelluloża estratta b'ammont kbir ta 'ilma diversi drabi sakemm tkun newtrali biex tneħħi l-aċidu residwu u l-impuritajiet.
• Ikseb ċelluloża pura permezz ta 'filtrazzjoni u tnixxif (bħal tnixxif f'60 grad).
(Ii) Parametri ewlenin
• Temperatura: It-temperatura tat-trattament tal-aċidu hija kkontrollata fi 50 grad -60 grad. It-temperatura għandha influwenza importanti fuq ir-rata ta 'reazzjoni u l-effett tat-tneħħija tal-impurità. Temperatura għolja wisq tista 'tikkawża degradazzjoni taċ-ċelluloża, filwaqt li temperatura baxxa wisq tnaqqas ir-rata ta' reazzjoni.
• Ħin: Il-ħin ta 'insulazzjoni tat-trattament tal-aċidu huwa 45min -90 min. Jekk iż-żmien ikun qasir wisq, l-impuritajiet ma jitneħħewx sewwa; Jekk il-ħin ikun twil wisq, il-prestazzjoni taċ-ċelluloża tista 'tkun affettwata.
• Proporzjon tal-banju: Il-proporzjon tal-banju huwa ġeneralment 1: 10-1: 20. Proporzjon adattat għall-banju jista 'jiżgura li l-fibra tal-ġuta tkun f'kuntatt mal-likwidu tat-trattament u ttejjeb l-effett tat-trattament.
• Dożaġġ ta 'aċidu sulfuriku: Id-dożaġġ ta' l-aċidu sulfuriku huwa determinat skont ir-rekwiżiti tal-proċess, ġeneralment 6g / l -8 g / l. Doża eċċessiva ta 'aċidu sulfuriku żżid l-ispejjeż u tista' tikkawża korrużjoni għat-tagħmir; Doża ta 'aċidu sulfuriku żgħir wisq tirriżulta fi tneħħija ħażina ta' impurità.
Vantaġġi tal-proċess tal-aċidu sulfuriku
(I) Fluss ta 'proċess qasir
Meta mqabbel mal-metodi tradizzjonali, il-fluss tal-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku huwa aktar sempliċi u jnaqqas il-passi bla bżonn, u b'hekk iqassar il-ħin tal-preparazzjoni u jtejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni.
(Ii) Konsum ta 'enerġija baxxa
Il-proċess għandu inqas passi ta 'tnixxif, u l-proċessi kollha jitħaddmu taħt pressjoni normali, li tnaqqas il-konsum tal-enerġija. Fl-istess ħin, jintużaw addittivi favur l-ambjent, u l-ammont ta 'addittivi kimiċi huwa żgħir, li jnaqqas aktar l-ispejjeż tal-produzzjoni.
(Iii) Rata ta 'tneħħija ta' impurità għolja
Wara li jiġi kkurat bil-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku, l-effett tat-tneħħija tal-impurità fil-fibra tal-ġuta huwa tajjeb, speċjalment l-effett tat-tneħħija tal-lignin u l-emiċelluloża huwa sinifikanti. Pereżempju, wara t-trattament ikkombinat bijoloġiku-kimiku, il-kontenut ta 'emiċelluloża fil-fibra tal-ġuta tnaqqas minn 10.21% għal 5.35%, tnaqqis ta' 47.6%; Il-kontenut ta 'lignin tnaqqas minn 8.25% għal 7.43%, tnaqqis ta' 9.66%, u b'hekk żied il-kontenut taċ-ċelluloża fil-fibra tal-ġuta bi 8.39%.
(Iv) L-ebda ħsara fl-istruttura u l-prestazzjoni taċ-ċelluloża
Iċ-ċelluloża prodotta minn dan il-proċess għandha kontenut għoli ta 'cellulose u ma tagħmilx ħsara lill-istruttura u l-prestazzjoni taċ-ċelluloża, u b'hekk tiżgura l-kwalità u l-prestazzjoni tal-applikazzjoni taċ-ċelluloża.
Konklużjoni
Il-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku għamel skoperti ġodda fil-qasam tal-estrazzjoni taċ-ċelluloża tal-ġuta, b'vantaġġi sinifikanti bħal fluss ta 'proċess qasir, konsum ta' enerġija baxxa, rata ta 'tneħħija ta' impurità għolja, u l-ebda ħsara fl-istruttura u l-prestazzjoni taċ-ċelluloża. Meta mqabbel ma 'proċessi tradizzjonali, dan il-proċess jista' jestratta l-ġuta taċ-ċelluloża b'mod aktar effiċjenti, inaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni, u jtejjeb il-kwalità tal-prodott, u għandu prospetti wiesgħa ta 'applikazzjoni.
Fil-futur, bl-iżvilupp kontinwu u l-innovazzjoni tat-teknoloġija, il-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku huwa mistenni li jkun aktar ottimizzat u mtejjeb. Pereżempju, strutturi ta 'reatturi aktar effiċjenti u kundizzjonijiet operattivi jistgħu jiġu studjati biex itejbu l-effiċjenza tar-reazzjoni u l-effetti tat-tneħħija tal-impurità; Preparazzjonijiet ġodda tal-bijoenzimi jistgħu jiġu żviluppati biex jitnaqqsu aktar l-ispejjeż tal-produzzjoni; u t-trattament tal-iskart u r-riċiklaġġ fil-proċess jistgħu jissaħħu biex tinkiseb produzzjoni ekoloġika. Huwa maħsub li fil-futur qarib, il-proċess tar-reattur tal-aċidu sulfuriku se jintuża b'mod aktar wiesa 'fl-industrija tal-fibra tal-ġuta, li jippromwovi l-iżvilupp tal-industrija tal-fibra tal-ġuta lejn direzzjonijiet high-end u ħodor.