Способ получения порошковой целлюлозы

 

Использование: в целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности, преимущественно для получения порошковой целлюлозы. Сущность изобретения: исходный материал измельчают в газовой среде. В качестве газовой среды используют азот, а измельчение осуществляют в течение 5 - 30 с. 1 табл.

Изобретение относится к измельчению различных материалов, в частности к измельчению целлюлозы и целлюлозосодержащих материалов, и может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической, электродной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - улучшение качества целевого продукта за счет повышения стабильности степени полимеризации. Кроме того, изобретение позволяет повысить эффективность процесса за счет снижения энергозатрат на измельчение, а также обеспечить полную взрывопожаробезопасность процесса.

Поставленная цель достигается тем, что материал подвергают переменному механическому воздействию, а именно сжатию и срезу в охлаждаемой реакторно-смесительной машине в среде инертного газа (азота), при этом скорость протока инертного газа меньше скорости витания самых мелких частиц, а время пребывания измельчаемого материала в рабочей зоне 5-30 с. В устройстве для получения порошковой целлюлозы измельчающие насадки выполнены в виде прямых и обратных шнеков и трехгранных кулачков с гранями закругленной формы и расположены в определенной последовательности, при этом отношение диаметра насадки к длине рабочей зоны 5-10, а зазор между рабочими поверхностями насадок 1 мм. В качестве аппарата для осуществления способа можно использовать двухшнековый смеситель непрерывного действия с насадками, указанными выше.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Целлюлоза или целлюлозосодержащий материал после предварительного грубого измельчения на ножевых станках или в кипорыхлителях подается в загрузочный бункер двухшнекового непрерывнодействующего аппарата. Из бункера целлюлоза подается в измельчитель, куда одновременно подается инертный газ (азот). Подвергаясь многократному воздействию сжатия и среза, а также за счет взаимного трения частиц целлюлоза измельчается до порошкообразного состояния.

П р и м е р ы 1-10 (см. таблицу).

В зону загрузки двухшнекового (двухроторного) аппарата с характеристиками: диаметр насадок D=50 мм, зазор между насадками 1 мм непрерывно подается нарезанная на фрагменты 10Х10 мм сульфитная листовая целлюлоза. Время пребывания материала в рабочей зоне измельчителя 5 с при частоте вращения роторов 800 мин^-1, отношение L/D=10. Скорость протока азота рассчитана на размер частиц 20 мкм и равна 0,02 м/с. Полученный продукт имеет следующие характеристики: Внешний вид порошок белого цвета Насыпная масса, кг/м³ 140 Степень полимеризации 985 % потери степени полимеризации 15,7 Средний размер частиц, мкм 47,6 Условия проведения и результаты других опытов приведены в таблице.

П р и м е р 11 (по прототипу).

Сульфитная целлюлоза в виде листов картона заправляется в ножи дискового ножевого станка, где она режется на кусочки 10Х10 мм и непрерывно подается в шнековый экструдер, корпус которого разделен на 4 зоны с автоматическим нагревом и охлаждением. В экструдере поддерживают температуру 20-40^оС, давление 5,0 МПа и напряжение сдвига 0,8 Н/мм². В результате измельчения получают порошок целлюлозы с размером частиц не более 160 мкм, фракция 100 мкм составляет 87%. Степень полимеризации порошковой целлюлозы 600, % потери степени полимеризации 40.

П р и м е р 12 (по прототипу).

Целлюлоза в виде рулонной бумаги заправляется в ножи дискового ножевого станка, где она режется на кусочки 1х1 мм и непрерывно подается в шнековый экструдер. В экструдере поддерживают температуру 20^оС, давление 25 МПа и напряжение сдвига 3 H/мм². В результате измельчения получают порошок целлюлозы размером частиц не более 100 мкм, фракция 90 мкм составляет 86%, степень полимеризации 200. % потери степени полимеризации 80.

П р и м е р 13 (контрольный).

При проведении процесса измельчения по условиям примеров 11 и 12 в инертной газовой среде (азот) и времени измельчения 5-30 с, % потери степени полимеризации составляет 8-15.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ в двухшнековом аппарате путем измельчения исходного материала в газовой среде, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта за счет повышения стабильности степени полимеризации, в качестве газовой среды используют азот, а измельчение осуществляют в течение 5 - 30 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1