一种微晶纤维素生产方法及其反应设备技术

本发明专利技术公开了一种微晶纤维素生产方法，其特征在于：原料为质量分数0.1-1%的无机酸溶液和植物纤维，无机酸溶液的质量是纤维素的2-3倍，在高剪切力反应装置中反应，反应温度90℃-100℃。通过本发明专利技术低酸解聚纤维素这一方法，极大的降低无机酸的使用量，减少废酸水的产生，不仅能保护环境，减少污染，还能降低对设备厂房的腐蚀，加强安全作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种微晶纤维素生产方法，其特征在于：原料为质量分数0.1-1%的无机酸溶液和植物纤维，无机酸溶液的质量是纤维素的2-3倍，在高剪切力反应装置中反应，反应温度90℃-100℃。通过本专利技术低酸解聚纤维素这一方法，极大的降低无机酸的使用量，减少废酸水的产生，不仅能保护环境，减少污染，还能降低对设备厂房的腐蚀，加强安全作用。【专利说明】一种微晶纤维素生产方法及其反应设备
本专利技术涉及一种微晶纤维素的制作方法及其生产设备。
技术介绍
微晶纤维素，也称为MCC或纤维素凝胶，广泛应用在药物片剂的赋形剂，粘合剂和崩解剂，液体药物制剂中的悬浮剂，食品用途(包括饮料)中的稳定剂和粘合剂，化妆品中的稳定剂、粘合剂和崩解剂和加工助剂。MCC在食品中单独使用或者在协同加工改性中用作脂肪替换物等。MCC在药物和食品中使用前景较好，使用量每年都在递增，是一个非常优秀的药用辅料和食品添加剂。在药品生产中对提高药物的溶出度是一个非常优秀的辅料，在食品工业中对改善食品口感，降低食品的热量，防止肥胖是一个值得推崇的食品添加剂。传统的制造方法是在水中，用酸在100°C左右水解。所用在水解反应器为耐酸搪瓷反应釜，水和酸的用量很大，后续工作水洗处理很难，还有大量废酸，污染环境，对设备的也腐蚀大，成本高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题:针对传统的酸水解制造微晶纤维素存在的水和酸用量大的问题，提供了一种在高剪切力下植物纤维的水解方法及其生产设备。本专利技术技术方案: 一种微晶纤维素生产方法，原料为质量分数0.1-1%的无机酸溶液和植物纤维，无机酸溶液的质量是纤维素的2-3倍，在高剪切力反应装置中反应，反应温度90°C -100°c。高剪切力反应装置中安装差速搅拌桨，植物纤维和无机酸溶液在高剪切力反应装置中溶胀混合，在差速搅拌桨提供的剪切力作用下解聚。解聚完成后停止加热，得到浆状物料，打入板框压滤机内压滤，用去离子水漂洗至中性，得微晶纤维素粗品。无机酸溶液为盐酸或硫酸。配置无机酸溶液的溶剂为去离子水。一种高剪切力反应装置，包括反应容器和其外衬的夹套，反应容器内部安装有两根Σ型搅拌桨，Σ型搅拌桨和反应容器外部的电机通过减速器与连轴器连接。夹套侧面设置蒸汽和冷却水进口和蒸汽和冷却水出口。两根Σ型搅拌桨反向剪切旋转。反应容器上方设置测温口，反应容器为耐酸反应容器。反应容器内衬有四氯乙烯，Σ型搅拌桨外衬有四氯乙烯。本专利技术有益效果: 本专利技术的特点在于植物纤维素在水解时，由于有差速高剪切力存在，植物纤维才能在极低的酸性溶液中水解。无机酸的使用量为植物纤维的1%以下，是传统方法使用的二十分之一左右，水的使用量为植物纤维的2-3倍，是传统水解植物纤维的三分之一左右，水解温度也比传统的水解温度低10°c左右，一般为90°C -95°c之间，而传统的水解温度在IOO0C -102°c之间，故水解能耗可降60%左右。这种水解方法无机酸的使用量极少，对反应后序水洗处理非常简单。减少了环境污染。本公司专利技术的新型水解反应器开口式，可以对物料进行中间控制，可以制得不同聚合度的微晶纤维素。【专利附图】【附图说明】: 图1为本专利技术反应装置正向结构示意图。图2为本专利技术俯向结构示意图【具体实施方式】: 如图所示，该反应装置包括反应容器4、加料口 6和夹套8，电机I与减速器2连接，减速器2与连轴器3连接，连轴器3与反应容器4内安装的Σ型搅拌桨9连接，Σ型搅拌桨9为2个，并反向剪切旋转，可变频调速；反应容器4为耐酸容器，反应容器4上方设置加料口 6、气体进出管道口 7和测温口 5，反应容器4外设置夹套8，反应容器4下方设置出料口10，夹套8侧面设置蒸汽和冷却水进口 11和蒸汽和冷却水出口 12，可通过蒸汽或冷却水进行加温或冷却。通过测温口 5可以方便测得反应容器4的反应温度； 反应原料通过加料口 6加入反应容器4内，同时加料口 6也可以用作维修口，当装置出现故障后，维修人员可以通过加料口 6进入装置内进行检修。实施例原料指标: 木浆:α -纤维素含量:92% ;灰分:0.1% ;干燥失重:8.5% ； 聚合度:670 ； 精制棉:α -纤维素含量:98.8% ;灰分:0.09% ;干燥失重:7.6% ； 聚合度:810 ； 盐酸:总酸度=31.0% ;还原物:< 0.007% ； 实施例1: 在2000L搪瓷反应釜中加入1500kg去离子水，启动搅拌桨，缓慢加入12.0kg盐酸，配成0.25%稀盐酸溶液。将500kg木浆慢慢投入4000L新型双轴差速高剪切力反应装置，开启隔套蒸汽加热开关，同时将配置好的稀盐酸溶液注入。木浆在新型双轴高剪切力反应装置中溶胀混合、剪切解聚，制备成固含有24.8%木浆混合物。加热升温至90-100°C，保温持续解聚3小时。保温持续解聚后所得到的粗品，用显微镜观察固含量为1%的水分散溶液，外观与传统酸解法制得的纤维素类似。解聚完成后停止加热，搅拌得到浆状物料，打入板框压滤机内压滤，用去离子水漂洗至中性，得微晶纤维素粗品。通过烘箱干燥粉碎或高剪切造粒干燥装置，将试样转化成粉末。干燥方法 1、高剪切造粒干燥装置，进风温度150-20(TC，出风温度70-80°C，经过干燥粉碎成粉末，通过60目筛。2、在80°C恒温烘箱干燥试样5小时，然后粉碎研磨成粉末，通过60目筛。实施例2 在2000L搪瓷反应釜中加入1500kg去离子水，启动搅拌桨，缓慢加入13.5kg盐酸，配成0.28%稀盐酸溶液。将500kg精制棉慢慢投入4000L新型双轴差速高剪切装置，开启隔套蒸汽加热开关，同时将配置好的稀盐酸溶液注入。精制棉在新型双轴高剪切力反应装置中溶胀混合、剪切解聚，制备成固含有24.8%精制棉混合物。加热升温至90-100°C，保温持续解聚2.5小时。保温持续解聚后所得到的粗品，用显微镜观察固含量为1%的水分散溶液，外观与传统酸解法制得的纤维素类似。解聚完成后停止加热，搅拌得到浆状物料，打入板框压滤机内压滤，用去离子水漂洗至中性，得微晶纤维素粗品。通过烘箱干燥粉碎或高剪切造粒干燥装置，将试样转化成粉末。干燥方法 1、高剪切造粒干燥装置，进风温度150-20(TC，出风温度70-80°C，经过干燥粉碎成粉末，通过60目筛。2、在80°C恒温烘箱干燥试样5小时，然后粉碎研磨成粉末，通过60目筛。传统酸解法:在5000L搪瓷反应釜中加入3500kg去离子水，启动搅拌桨，缓慢加入300kg盐酸，配成2.45%稀盐酸溶液。开启隔套蒸汽加热开关，5min后将500kg木浆慢慢加入反应釜中，木浆在盐酸溶液中溶胀酸解，升温至100-105°C，保温持续酸解2小时。解聚完成后停止加热，得到浆状物料，打入板框压滤机内压滤，用去离子水漂洗至中性，得微晶纤维素粗品。通过烘箱干燥粉碎或高剪切造粒干燥装置，将试样转化成粉末。干燥方法 1、高剪切造粒干燥装置，进风温度150-20(TC，出风温度70-80°C，经过干燥粉碎成粉末，通过60目筛。2、在80°C恒温烘箱干燥试样5小时，然后粉碎研磨成粉末，通过60目筛。检测上述实施例1、实施例2、实施例3制得的微晶纤维素试样的物理性能数据和成品收率【(微晶纤维素干基成品量/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微晶纤维素生产方法，其特征在于：原料为质量分数0.1?1%的无机酸溶液和植物纤维，无机酸溶液的质量是纤维素的2?3倍，在高剪切力反应装置中反应，反应温度90℃?100℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈云飞，
申请(专利权)人：湖州市菱湖新望化学有限公司，
类型：发明
国别省市：