Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН), (Лаборатория материаловедения минерального сырья)
Бийск, Алтайский край, Россия
УДК 621.926 Оборудование для дробления, измельчения, помола, для твердых и мягких материалов (например, универсальные мельницы). Оборудование для дробления и измельчения твердых материалов
Приведён обобщённый опыт создания и эксплуатации экспериментальной и промышленной установок для разволокнения материалов на основе целлюлозы. Экспериментальная установка создана на основе бытовой зернодробилки и дополнена сменным колковым ротором, обеспечена регулируемым приводом и снабжена всасывающим пневмотранспортом разволокнённого продукта. Приведены примеры выполненных исследований процесса разволокнения различных материалов – древесных и хлопковых целлюлоз различных товарных форм и марок, макулатуры, лабораторных опытных образцов целлюлозы. Сформулированы рекомендации по конструктивным параметрам и режимам процесса разволокнения целлюлозной папки в листовой форме из сульфитной древесной целлюлозы различных производителей. Рекомендуется – удельная производительность 2,5 кг/(м3·с). Удельная энергоёмкость процесса разволокнения – 75 кДж/кг. Коэффициент запаса мощности электродвигателя – 1,5. Окружная скорость внешней кромки ротора – не менее 45 м/с. Крупность ячеек решета 5 мм. Удельная производительность механической классификации разволокнённой целлюлозы 1,5 кг/(м2∙с). Насыпная плотность разволокнённого продукта – от 30 до 120 кг/м3. Экспериментальная установка может быть использована для проведения различных экспериментальных исследований процессов разволокнения целлюлозных материалов и для наработки необходимых опытных образцов в лабораторных условиях. Показан пример создания на основе данных рекомендаций и анализа работы экспериментальной установки промышленной установки производительностью 500 кг/ч для производства технической натрий-карбоксиметилцеллюлозы различных марок. Промышленная установка создана на основе молотковой мельницы и оборудована всасывающим пневмотранспортом. Промышленная установка используется для разволокнения целлюлозной папки для нужд промышленного производства производных целлюлозы.
целлюлоза, измельчитель ударного действия, пневматический транспорт, механическая классификация, волокнистые материалы, предварительная обработка растительного сырья, экспериментальные исследования, промышленное производство
1. Макарова И.В., Куничан В.А., Севодина К.В., Волкова Н.Н., Легаев А.И. Оптимизация твердофазного способа получения карбоксиметилцеллюлозы. Вестник алтайской науки. 2014. № 4 (22). С. 311-314.
2. Нисковская М.Ю., Чернецкая Н.В., Ульянов Б.А., Брагина О.А., Богданов В.С. К вопросу о получении карбоксиметиловых эфиров целлюлозы суспензионным способом. Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета. 2006. № 1. С. 176-179.
3. Светлов С.А. Разработка оборудования производства натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2019. Т. 55. № 6. С. 3-6.
4. Горшкова Т.А., Микшина П.В., Гурьянов О.П., Челнокова С.Б. Формирование надмолекулярной структуры растительной клеточной стенки. Обзор. Биохимия. 2010. Т. 75. № 2. С. 196-213.
5. Lev-Yadun S. Plant fibers: initiation, growth, model plants, and open questions. Физиология растений. 2010. Т. 57. № 3. С. 323-333.
6. Логинова С.В., Латуга А.А. Модель структуры измельчённой целлюлозы. Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2016. Т. 20. № 2. С. 132-136.
7. Подгорбунских Е.М., Булина Н.В., Бычков А.Л., Ломовский О.И. Разупорядочение кристаллической структуры целлюлозы при механической активации. Журнал структурной химии. 2018. Т. 59. № 1. С. 204-211. URL: https://doi.org/10.1134/S0022476618010328
8. Huang L., Wu Q., Wang Q., Wolcott M. Mechanical activation and characterization of micronized cellulose particles from pulp fiber. Industrial Crops and Products. 2019. V. 141. 111750. URL: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111750
9. Lee H., Mani S. Mechanical pretreatment of cellulose pulp to produce cellulose nanofibrils using a dry grinding method. Industrial Crops and Products. 2017. V. 104. Р. 179-187. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.04.044
10. Кухленко А.А., Орлов С.Е., Карпов А.Г., Иванова Д.Б., Иванов О.С., Василишин М.С., Берещинова М.Н. Исследование процесса щелочной делигнификации плодовых оболочек овса в роторно-пульсационном аппарате методами математического планирования эксперимента. Химическая технология. 2015. Т. 16. № 7. С. 443-447.
11. Skiba E.A., Baibakova O.V., Budaeva V.V., Pavlov I.N., Vasilishin M.S., Makarova E.I., Sakovich G.V., Ovchinnikova E.V., Banzaraktsaeva S.P., Vernikovskaya N.V., Chumachenko V.A. Pilot technology of ethanol production from oat hulls for subsequent conversion to ethylene. Chemical Engineering Journal. 2017. V. 329. Р. 178–186. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.05.182
12. Шамин К.И., Чернов А.А., Зотов В.Г., Смирнов А.В., Чижевский О.Т. Устройство для распушивания целлюлозы из спрессованных кип: патент RU 149010 U1. Опубл. 20.12.2014.
13. Веселов В.М., Абрамов Я.К., Залевский В.М., Тамурка В.Г., Ватуева О.Б., Володин В.С., Гукасов Н.А., Маршанникова Л.М. Способ повышения качества и реакционной способности целлюлозы: патент RU 2609803 (C1). Опубл. 06.02.2017.
14. Чащилов Д.В. Исследование процесса разволокнения листовой целлюлозы. Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием. Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2020. С. 224-228.
15. Чащилов Д.В. Исследование работы двухвального горизонтального червячно-лопастного смесителя в непрерывнодействующем режиме в производстве натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы XII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2019. С. 349-354.
16. Чащилов Д.В., Кашин А.А. О новом варианте метода испытаний целлюлозы на смачиваемость. Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы XI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2018. С. 238-243.
17. Вураско А.В., Минакова А.Р., Дрикер Б.Н., Спиваков В.П., Косачёва А.М. Технология получения целлюлозы из недревесного растительного сырья. Химия растительного сырья. 2010. Т. 14. № 2. С. 165-168.
18. Юсупов Ф.Т., Саетшин А.А., Валишина З.Т., Борбузанов В.Г., Матухин Е.Л. Совершенствование технологий разволокнения, агреагирования и кондиционирования целлюлозных материалов. Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 6. С. 76-78.
19. Борбузанов В.Г., Матухин Е.Л., Юсупов Ф.Т., Валишина З.Т., Косточко А.В. Автоматизированный комплекс подготовки целлюлозного сырья новой физической формы. Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 1. С. 297-299.
20. Антонова Н.М., Пузанова А.С., Небрат А.А. Сравнительный анализ структуры листовой и модифицированной целлюлозы. Инженерный вестник Дона. 2020. № 3 (63). С. 39-46.
