जूट सेल्यूलोज निष्कर्षण में एक नई सफलता: सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया विश्लेषण

एक प्राकृतिक संयंत्र फाइबर के रूप में, जूट फाइबर के कई फायदे हैं जैसे कि उच्च उपज, कम कीमत और उत्कृष्ट यांत्रिक गुण। यह व्यापक रूप से सजावट, पैकेजिंग, कपड़ा, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, सेल्यूलोज के अलावा, जूट फाइबर में हेमिकेलुलोज, लिग्निन और पेक्टिन जैसी अशुद्धियां भी होती हैं। इन अशुद्धियों की उपस्थिति उच्च अंत क्षेत्रों में जूट फाइबर के आवेदन को सीमित करती है। इसलिए, जूट सेल्यूलोज का कुशल निष्कर्षण जूट फाइबर के अतिरिक्त मूल्य को बढ़ाने की कुंजी बन गया है। वर्तमान में, रासायनिक, भौतिक और जैविक तरीके सेल्यूलोज तैयार करने के लिए सामान्य तरीके हैं, लेकिन उन सभी में दोष हैं जैसे कि लंबी तैयारी प्रक्रिया, कई सुखाने वाले कदम और उच्च ऊर्जा की खपत। इसके अलावा, एसिड और क्षार की उच्च सांद्रता उच्च तापमान स्थितियों के तहत सेल्यूलोज की पोलीमराइजेशन की डिग्री और संरचना पर बहुत प्रभाव डालती है, जो सेल्यूलोज के आवेदन प्रदर्शन को प्रभावित करती है। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया अस्तित्व में आ गई, जिससे जूट सेल्यूलोज के निष्कर्षण में नई सफलताएं मिलीं।

सेल्यूलोज निकालने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड विधि का मूल सिद्धांत सेल्यूलोज संरचना में गैर-क्रिस्टलीय क्षेत्र को हटाने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ जूट फाइबर को हाइड्रोलाइज करना है, जिससे उच्च क्रिस्टलीयता के साथ सेल्यूलोज प्राप्त होता है। सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रोलिसिस न केवल सेल्यूलोज के गैर-क्रिस्टलीय क्षेत्र को नीचा कर सकता है, बल्कि सेल्यूलोज की सतह पर चार्ज किए गए सल्फेट आधा-एस्टर समूहों को भी पेश करता है, जो सेल्यूलोज की फैलाव और स्थिरता को बेहतर बनाने में मदद करता है।

(I) पारंपरिक निष्कर्षण विधियाँ
वर्तमान में, जूट फाइबर का उपयोग पारंपरिक रूप से क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, और इसके निष्कर्षण विधियों में मुख्य रूप से रासायनिक विधि, भौतिक विधि, जैविक विधि, या कई तरीकों का संयोजन शामिल है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक रासायनिक विधि द्वारा जूट सेलुलोज का उत्पादन करने की प्रक्रिया फाइबर प्रीट्रीटमेंट - उच्च तापमान क्षार उबलते - सोडियम क्लोराइट उपचार - क्षार उपचार - पानी की धुलाई - सुखाने - सेल्यूलोज।
(Ii) सीमाएँ
पारंपरिक तरीकों में कई दोष हैं। तैयारी प्रक्रिया लंबी है और इसमें कई चरण शामिल हैं, जो संपूर्ण निष्कर्षण प्रक्रिया को समय लेने वाला बनाता है; कई सूखने वाले कदम हैं, जो ऊर्जा की खपत को बढ़ाता है; ऊर्जा की खपत अधिक है, और उच्च तापमान की स्थिति में उच्च एकाग्रता एसिड और क्षार के उपयोग में न केवल उपकरण पर उच्च आवश्यकताएं होती हैं, बल्कि सेल्यूलोज की बहुलकीकरण और संरचना की डिग्री पर भी बहुत प्रभाव पड़ता है, जिससे सेल्यूलोज के आवेदन प्रदर्शन को प्रभावित किया जाता है।

(I) प्रक्रिया प्रवाह
1। प्रीट्रीटमेंट:
• बाद के प्रसंस्करण के लिए जूट फाइबर को एक उपयुक्त कण आकार (जैसे 0। 180 मिमी छलनी) में क्रश करें। • जूट फाइबर में पानी में घुलनशील घटकों को हटाने के लिए पानी या अन्य सॉल्वैंट्स का उपयोग करें।
2। सेल्यूलोज निष्कर्षण:
• प्रेट्रीटेड जूट फाइबर पाउडर को एक रिएक्टर में रखें और सल्फ्यूरिक एसिड समाधान (जैसे 2% -3% सल्फ्यूरिक एसिड) जोड़ें।
• एक निश्चित तापमान (जैसे 40 डिग्री) और समय (जैसे 1 घंटे) पर प्रतिक्रिया करें, और यह सुनिश्चित करें कि प्रतिक्रिया पूरी तरह से एक संक्षेपण भाटा डिवाइस के माध्यम से किया जाता है।
• प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, अवशेषों को बड़ी मात्रा में पानी से कई बार धोएं जब तक कि यह तटस्थ न हो जाए।
3। शुद्धिकरण:
• निकाले गए सेल्यूलोज को बड़ी मात्रा में पानी से कई बार धो लें जब तक कि यह अवशिष्ट एसिड और अशुद्धियों को हटाने के लिए तटस्थ न हो।
• निस्पंदन और सुखाने (जैसे 60 डिग्री पर सुखाने) द्वारा शुद्ध सेल्यूलोज प्राप्त करें।

(Ii) प्रमुख पैरामीटर
• तापमान: एसिड उपचार तापमान 50 डिग्री -60 डिग्री पर नियंत्रित किया जाता है। प्रतिक्रिया दर और अशुद्धता हटाने के प्रभाव पर तापमान का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बहुत अधिक तापमान सेल्यूलोज गिरावट का कारण बन सकता है, जबकि बहुत कम तापमान प्रतिक्रिया दर को धीमा कर देगा।
• समय: एसिड उपचार इन्सुलेशन समय 45min -90 मिनट है। यदि समय बहुत कम है, तो अशुद्धियों को अच्छी तरह से हटाया नहीं जाएगा; यदि समय बहुत लंबा है, तो सेल्यूलोज का प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।
• स्नान अनुपात: स्नान अनुपात आम तौर पर 1: 10-1: 20 है। एक उपयुक्त स्नान अनुपात यह सुनिश्चित कर सकता है कि जूट फाइबर पूरी तरह से उपचार तरल के संपर्क में है और उपचार प्रभाव में सुधार करता है।
• सल्फ्यूरिक एसिड खुराक: सल्फ्यूरिक एसिड खुराक प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित किया जाता है, आम तौर पर 6g/l -8 g/l। अत्यधिक सल्फ्यूरिक एसिड की खुराक लागत में वृद्धि करेगी और उपकरणों को जंग का कारण बन सकती है; बहुत कम सल्फ्यूरिक एसिड खुराक के परिणामस्वरूप खराब अशुद्धता को हटाया जाएगा।

(I) लघु प्रक्रिया प्रवाह
पारंपरिक तरीकों की तुलना में, सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया प्रवाह सरल है और अनावश्यक कदमों को कम करता है, जिससे तैयारी के समय को कम कर दिया जाता है और उत्पादन दक्षता में सुधार होता है।
(Ii) कम ऊर्जा की खपत
प्रक्रिया में कम सूखने वाले चरण होते हैं, और सभी प्रक्रियाएं सामान्य दबाव में संचालित होती हैं, जो ऊर्जा की खपत को कम करती है। उसी समय, पर्यावरण के अनुकूल एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है, और रासायनिक योजक की मात्रा छोटी होती है, जो उत्पादन लागत को और कम करती है।
(Iii) उच्च अशुद्धता हटाने की दर
सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया द्वारा इलाज किए जाने के बाद, जूट फाइबर में अशुद्धता हटाने का प्रभाव अच्छा है, विशेष रूप से लिग्निन और हेमिकेलुलोज का हटाने का प्रभाव महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, जैविक-रासायनिक संयुक्त उपचार के बाद, जूट फाइबर में हेमिकेलुलोज सामग्री 10.21%से घटाकर 5.35%, 47.6%की कमी; लिग्निन सामग्री 8.25%से घटाकर 7.43%हो गई, 9.66%की कमी, जिससे जूट फाइबर में सेलूलोज़ सामग्री में 8.39%की वृद्धि हुई।
(Iv) सेल्यूलोज संरचना और प्रदर्शन को कोई नुकसान नहीं
इस प्रक्रिया द्वारा उत्पादित सेल्यूलोज में -क्लुलोज की एक उच्च सामग्री होती है और यह सेल्यूलोज संरचना और प्रदर्शन को नुकसान नहीं पहुंचाता है, इस प्रकार सेल्यूलोज की गुणवत्ता और अनुप्रयोग प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया ने जूट सेल्यूलोज निष्कर्षण के क्षेत्र में नई सफलताओं को बनाया है, जैसे कि महत्वपूर्ण लाभ जैसे कि कम प्रक्रिया प्रवाह, कम ऊर्जा की खपत, उच्च अशुद्धता हटाने की दर, और सेल्यूलोज संरचना और प्रदर्शन को कोई नुकसान नहीं है। पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में, यह प्रक्रिया जूट सेलूलोज़ को अधिक कुशलता से निकाल सकती है, उत्पादन लागत को कम कर सकती है, और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार कर सकती है, और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं।
भविष्य में, प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और नवाचार के साथ, सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया को और अधिक अनुकूलित और बेहतर होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया दक्षता और अशुद्धता हटाने के प्रभावों में सुधार के लिए अधिक कुशल रिएक्टर संरचनाओं और परिचालन स्थितियों का अध्ययन किया जा सकता है; उत्पादन लागत को कम करने के लिए नई बायोएन्जाइम की तैयारी विकसित की जा सकती है; और इस प्रक्रिया में अपशिष्ट उपचार और रीसाइक्लिंग को हरे उत्पादन को प्राप्त करने के लिए मजबूत किया जा सकता है। यह माना जाता है कि निकट भविष्य में, जूट फाइबर उद्योग में सल्फ्यूरिक एसिड रिएक्टर प्रक्रिया का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा, जो जूट फाइबर उद्योग के विकास को उच्च-अंत और हरे रंग की दिशाओं की ओर बढ़ावा देता है।