Способ получения микрокристаллической целлюлозы из волокон конопли

Autor: Barbash, Valerii A., Trembus, Irina V., Syrotuk, Sergiy V.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Наукові вісті КПІ; № 1 (2018): Engineering; 81-87
Научные вести КПИ; № 1 (2018): ; 81-87
Research Bulletin of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Politechnic Institute"; № 1 (2018): Engineering; 81-87
ISSN: 1810-0546
2519-8890
Popis: Проблематика. Одержання зі щорічно відновлюваної рослинної сировини, зокрема із волокон конопель, мікро­кристалічної целюлози (МКЦ), придатної для використання у хімічній промисловості. Мета дослідження. Розробка технології отримання МКЦ із волокон конопель для скорочення кількості ста­дій технологічного процесу та визначення оптимальних значень основних технологічних параметрів процесів хелатування і гідролізу пероцтової конопляної целюлози, за яких показники якості одержаної МКЦ будуть задовольняти вимоги нормативних документів.Методика реалізації. Пероцтове варіння волокон конопель тривалістю від 60 до 240 хв проводили за гідро­мо­дуля 10:1, температури 90 ± 1 °С. Процес хелатування целюлози трилоном Б досліджували за витрат від 5 до 30 % у кислому та лужному середовищах. На заключній стадії одержання МКЦ проводили гідроліз конопляної целюлози сульфатною кислотою за концентрації від 0,5 до 2,0 %, гідромодуля 15:1 і температури 90 ± 1 °С протягом 90 хв. Показники якості одержаної МКЦ визначали за стандартними методиками.Результати дослідження. показано високу ефективність пероцтового способу одержання целюлози із волокон конопель. Експериментально обґрунтовано, що процес хелатування конопляної целюлози доцільно проводити в кислому середовищі за витрат трилону Б 20 % від маси абсолютно сухої сировини. Показано, що проведення гідролізу пероцтової конопляної целюло­зи розчином сульфатної кислоти концентрацією 1,5 % за температури 90 °С тривалістю 90 хв дає змогу одержати МКЦ, яка задовольняє вимоги нормативних документів.Висновки. Запропонована технологія одержання МКЦ із волокон конопель забезпечує зменшення собівартості готової продукції за рахунок використання вітчизняної щорічно відновлюваної рос­линної сировини, зокрема волокон конопель, порівняно з імпортною бавовня­ною або хвойною целюлозою, а також за рахунок виключення стадії вибілювання целюлози. Одержана МКЦ відповідає вимогам технічних умов і може бути використана у хімічній промисловості як сорбент, наповнювач у виробництві пластичних мас і стабілізатор водневих фарб та емульсій.
Проблематика. Получение из ежегодно возобновляемого растительного сырья, в частности из волокна конопли, микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), пригодной для использования в химической промышленности.Цель исследования. Разработка технологии получения МКЦ из волокон конопли для сокращения количества стадий технологического процесса и определения оптимальных значений основных технологических параметров процессов хелатирования и гидролиза перуксусной конопляной целлюлозы, при которых показатели качества полученной МКЦ будут удовлетворять требованиям нормативных документов.Методика реализации. Перуксусную варку волокон конопли продолжительностью от 60 до 240 мин проводили при гидромодуле 10:1, температуре 90 ± 1 °С. Процесс хелатирования целлюлозы трилоном Б исследовали при расходах от 5 до 30 % в кислой и щелочной средах. На заключительной стадии получения МКЦ проводили гидролиз конопляной целлюлозы сульфатной кислотой при ее концентрации от 0,5 до 2,0 %, гидромодуле 15:1 и температуре 90 ± 1 °С в течение 90 мин. Показатели качества полученной МКЦ определяли по стандартным методикам.Результаты исследования. Показана высокая эффективность перуксусного способа получения целлюлозы из волокна конопли. Экспериментально обосновано, что процесс хелатирования конопляной целлюлозы целесообразно проводить в кислой среде при расходе трилона Б 20 % от массы абсолютно сухого сырья. Показано, что проведение гидролиза перуксусной конопляной целлюлозы раствором серной кислоты концентрацией 1,5 % при температуре 90 °С продолжительностью 90 мин приводит к получению МКЦ, которая удовлетворяет требованиям нормативных документов.Выводы. Предложенная технология получения МКЦ из волокон конопли обеспечивает уменьшение себестоимости готовой продукции за счет использования отечественного ежегодно возобновляемого растительного сырья, в частности волокон конопли, по сравнению с импортной хлопковой или хвойной целлюлозой, а также за счет исключения стадии отбеливания целлюлозы. Полученная МКЦ соответствует требованиям технических условий и может быть использована в химической промышленности как сорбент, наполнитель в производстве пластических масс и стабилизатор водных красок и эмульсий.
Background. Obtaining from annually renewable plant raw materials, in particular from hemp fiber, microcrystalline cellulose (MCC), which is suitable for use in the chemical industry.Objective. The was aim of the paper is to develop a technology for obtaining MCC from hemp fibers to reduce the number of the technological process stages and to determine the optimum values of the main technological parameters of the chelating and hydrolysis processes of peracetic hemp pulp, in which the quality indicators of the obtained MCC will meet the requirements of regulatory documents.Methods. Peracetic cooking of hemp fibers was carried out at liquor to solid ratio 10: 1 and temperature of 90 ± 1 °C, ranging from 60 to 240 min. The process of chelating pulp by Trilon B was investigated at consumption from 5 to 30 % in acidic and alkaline environments. At the final stage of MCC preparation, the hemp pulp hydrolysis process was carried out by sulfate acid at its concentration of 0.5 to 2.0 %, liquor to solid ratio 15:1 and a temperature of 90 ± 1 °C for 90 min. The quality indices of the obtained microcrystalline cellulose were determined by standard methods.Results. The high efficiency of the peracetic method of pulp production from hemp fiber is shown. It has been experimentally proved that the chelating process of hemp pulp is expediently carried out in acid environment at a Trilon B consumption of 20 % from the the bone dry process weight. It is shown that the MCC can be obtained by the hydrolysis of peracetic hemp pulp with a solution of 1.5 % sulfuric acid at a temperature of 90 °С during 90 min that satisfies the requirements of regulatory documents.Conclusions. The proposed technology for the MCC production from hemp fibers reduces the cost of finished products by eliminating the bleaching stage of pulp as well as due to the use of domestic renewable plant raw materials, in particular hemp fibers compared with imported cotton or softwood pulp. The obtained MCC meets the requirements of technical conditions and can be used in the chemical industry as a sorbent or filler in the production of plastics and a water stabilizer for paints and emulsions.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: