在用于处理基于纤维素的原材料的方法中，首先将原材料中的半纤维素溶于原材料特异性碱溶液。将得到的半纤维素碱溶液氧化，以降解半纤维素，并且经氧化的碱溶液重复用于相同的过程，或另一过程。
Process for treating cellulose and alkali solution obtained by self treating cellulose
In a process for treating cellulosic based raw materials, hemicellulose in the raw material is first dissolved in a raw material, a specific alkali solution. The resulting hemicellulose base solution is oxidized to degrade hemicellulose, and the same process is repeated for the same process, or another process, by the oxidized alkali solution.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理纤维素的方法和自处理纤维素得到的碱溶液专利
本专利技术涉及用于处理纤维素的方法。本专利技术还涉及处理自纤维素的处理得到的碱溶液的方法。所述方法尤其适合于在制造基于纤维素的再生产品中处理纤维素和处理碱溶液。专利技术背景可通过化学过程自由大分子例如纤维素组成的天然原材料制造再生纤维。这样的基于纤维素的再生纤维，即再生纤维素纤维，包括例如，粘胶纤维和制造过程包括纤维素的黄原酸化的中间步骤的其它纤维，例如莫代尔(modal)。再生纤维也可经进一步改性，例如通过化学处理。通过改性，有可能得到例如具有各种功能性质的特殊纤维，例如阻燃性质、电导性或抗微生物性。这样的改性再生纤维(特殊纤维)包括例如，基于纤维素的混合纤维，例如含硅酸盐的粘胶纤维，其可燃性差或不易燃，即所谓的阻燃纤维。通常，粘胶纤维的制造过程需要预处理纤维素原材料(浆)，从而纤维素经化学转化为具有粘胶纤维过程典型的化学组成的碱纤维素。在制备碱纤维素的称为丝光处理的过程中用碱溶液处理纤维素原材料用于粘胶制造是已知的。所述碱溶液是氢氧化钠在水中的溶液，浓度高于17%。该过程产生废液，其是从纤维素挤压出来的过量碱溶液。这样的溶液通常至少部分地在制备用于丝光处理的新的碱溶液中重新使用。通常，称为溶解浆的特殊原材料用作纤维素原材料，其然后用碱溶液处理以制备碱纤维素。溶解浆通过特殊过程从木材制造，所述过程得到具有高α-纤维素含量的低产量浆。还已知使用其它纤维素原材料用于粘胶生产。美国专利2,859,210(Seaman等)提供了一种生产碱纤维素的方法，其中原材料是“低成本浆”。首先将该原材料用10%NaOH溶液处理，随后压制以挤出在液体内含有半纤维素的废液。然后将该材料在第二步骤中用约16%NaOH溶液处理，随后压制，然后经处理的浆呈准备破碎和黄原酸化的碱纤维素的形式。因此，该处理还包括丝光处理。该专利未规定浆的来源和除去的半纤维素的类型，仅提及专利技术“考虑使用任何亚硫酸盐或预水解的基本上不含木质素的牛皮纸氯化浆”。可使用通过用于生产“纸浆(paperpulp)”的制浆过程制备的浆(第2栏第27-30行)。根据实施例IV，通过10%和16%NaOH溶液连续处理浆将α纤维素百分比从85.5%(氯化后的浆)增加至99.2%。经开发用于并非溶解浆的高半纤维素纤维原材料，例如用于纸浆的另一种方法，在WO2012/136878(CarbatecOy)中提供。在该方法中，浆也在两个步骤中用NaOH溶液处理。在第一个处理步骤中，NaOH溶液的浓度可以是8-25%，优选地16-21%，和在第二个处理步骤中是8-25%，优选地10-16%。有利的是，在第二个步骤中施用比第一个步骤更低的有效氢氧化钠浓度。然而，已用于纤维素原材料的丝光处理的碱溶液具有缺点，即它们含有自原材料溶解的半纤维素，和如果这样的溶液被循环用于制备新批次的碱溶液，在这些溶液中半纤维素将逐渐积聚。在用于丝光处理的溶液中高含量的半纤维素已知具有对后阶段的粘胶过程的有害作用，尤其是在黄原酸化步骤中呈增加二硫化碳的消耗的形式。在处理纤维素原材料后丢弃废液是一种选择，但这将导致环境问题和增加化学品的成本。已提议通过乙醇沉淀(US3935022)、通过透析(US2859210)或通过超滤(US4270914)从由纤维素的丝光处理产生的循环碱溶液中除去积聚的半纤维素。US4270914表明，在超滤过程中产生的半纤维素含量高的部分用于在粘胶过程中溶解黄原酸纤维素，即，其在黄原酸化步骤后用于粘胶过程。US4342600提议在循环的碱溶液中加入引起交联或封闭半纤维素的活性基团的物质。US3988198提议热处理来自纤维素浆的冷苛性碱提取的废流出物以引起半纤维素的热降解。热处理在140-240℃，优选地175-200℃的温度下发生足够的时间(30min-3h)以降低废流出物中的半纤维素含量，使得其可重新使用，而无在纤维上沉积半纤维素的风险。热处理的流出物适合用于浆的蒸煮、漂白和苛性碱提取。已经发现，碱溶液的高半纤维素含量甚至在黄原酸化后干扰粘胶过程，如果这样的碱溶液重新用于溶解黄原酸纤维素的话。例如，它们影响粘胶的胶体化学性质，并且当降解时，它们消耗粘胶的老化中的氧、碱和二硫化碳，和使老化过程难以控制。结果是，以下过程步骤像纺丝、成膜或食物包装形成的稳定性也受到影响，导致相应终端产品的品质的变化增加。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种用于处理各种类型的纤维原材料(浆等级)的纤维素的新方法。另外，本专利技术的目的是在循环的碱溶液中降低半纤维素的有害影响，使得该溶液可重新用于制造基于纤维素的再生产品的过程，而无需任何分离过程或特殊的交联或封闭化学品。事实上，考虑到重新使用和再循环碱液，本专利技术结合了自原料纤维素浆的最大半纤维素除去和其在废碱液溶液中的破坏。原料，即基于纤维素的原材料，是含半纤维素的纤维素浆，其通过最初的植物原材料(木材或非木材材料)的化学制浆方法制造以提高其纤维素含量。纤维素浆等级可通过制备其的制浆方法来表征。目前已经发现，首先，考虑到在含半纤维素的原料的第一次NaOH处理中除去半纤维素，现有技术水平丝光处理NaOH溶液不是最佳的；和第二，最佳NaOH浓度取决于所关注的纤维素浆的木材种类和处理历史。基于硬木的牛皮纸和部分预水解的牛皮纸浆显示在约5%NaOH浓度下的最佳半纤维素除去，基于非木材的苏打和牛皮纸浆也是如此，而基于软木的牛皮纸浆显示在约10%NaOH浓度下的最佳半纤维素除去。通过基于Na或Mg的亚硫酸氢盐制浆制备的亚硫酸盐浆可通过通常约17%NaOH的标准丝光处理碱液进行最佳处理，因此无需标准碱液的任何稀释。如果对于具体浆等级而言，对于半纤维素除去的最佳浓度或最佳浓度范围是未知的，则根据本专利技术的方法包括-通过用具有不同浓度的不同NaOH试验溶液处理浆等级的样品，预先试验所关注的浆等级，-基于用不同NaOH试验溶液得到的半纤维素除去结果，选择NaOH的合适浓度，和-对于所关注的浆等级，通过用具有所选择浓度的NaOH溶液，即，用原材料特异性碱溶液处理它进行大规模操作。在大规模操作中，该原材料特异性碱溶液然后可经再循环以在半纤维素的氧化后处理新批次的所述浆等级。所述浆等级的样品优选地获自将用于大规模操作的同一批次的所述浆等级。因此，对于用具体浆等级的工业规模操作，预先试验意指用不同NaOH溶液对该浆等级的样品进行试验系列，和大规模操作意指出于制造目的，通过用NaOH溶液处理它的对大批次的所述浆等级的工业规模操作，即用碱处理的浆等级作为原材料制备产品。对于大规模处理，NaOH溶液的浓度不必然在试验溶液的浓度中选择，但浓度可介于两个浓度之间或在浓度范围之外(例如，因为外推法的内插)。然而，尽管NaOH的浓度优选地考虑到最佳半纤维素除去而进行选择，但也可使用其它选择标准，即如果浓度足以导致除去半纤维素至足以为制造目的的程度，和尤其是如果半纤维素减少仍比用较高(17%-18%)NaOH浓度的标准丝光处理溶液可得到的更有效。通过根据浆的原材料和浆制造方法选择碱溶液，原材料特异性碱溶液可用于处理基于纤维素的原材料(浆)以优化关于半纤维素除去和碱溶液的消耗的过程。变量可以是原材料(软木、硬木、非木材和甚至是这些组内的单个植物种类)和本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于处理基于纤维素的原材料、特别是用于制造基于纤维素的再生产品的方法，特征在于首先将原材料中的半纤维素溶于原材料特异性碱溶液，然后将得到的半纤维素碱溶液氧化，以降解半纤维素，并且将经氧化的碱溶液重新用于相同的过程或另一过程。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 FI 201457221.用于处理基于纤维素的原材料、特别是用于制造基于纤维素的再生产品的方法，特征在于首先将原材料中的半纤维素溶于原材料特异性碱溶液，然后将得到的半纤维素碱溶液氧化，以降解半纤维素，并且将经氧化的碱溶液重新用于相同的过程或另一过程。2.权利要求1的方法，特征在于将硬木牛皮纸浆的半纤维素溶于4-8%NaOH溶液，优选地4-6%NaOH溶液。3.权利要求1的方法，特征在于将非木材苏打和牛皮纸浆的半纤维素溶于4-8%NaOH溶液，优选地4-6%NaOH溶液。4.权利要求1的方法，特征在于将硬木轻度预水解的牛皮纸浆的半纤维素溶于4-8%NaOH溶液，优选地4-6%NaOH溶液。5.权利要求1的方法，特征在于将软木牛皮纸浆的半纤维素溶于9-12%NaOH溶液。6.权利要求1的方法，特征在于将亚硫酸氢盐浆的半纤维素溶于17-18%NaOH溶液。7.权利要求1的方法，特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：H哈斯，P蒂克卡，
申请(专利权)人：赛特科技服务公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI
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