×
25.08.2017
217.015.ce26

Способ получения микрокристаллической целлюлозы

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения микрокристаллической целлюлозы, применяемой в качестве матрицы или наполнителя для получения нанокомпозитов, нанопорошков, мембран, катализаторов, синтетических полимеров, цеолитов, химических сорбентов, лекарственных препаратов, косметических кремов, эмульсий и красителей, широко используемых в нефтехимической, фармацевтической, пищевой и текстильной и в других отраслях промышленности. Способ получения микрокристаллической целлюлозы включает растворение 0,01-0,1 г/мл целлюлозы в 5,0-10,0 М водном растворе метансульфокислоты с последующей электрохимической очисткой при плотностях анодного тока 0,005-0,01 А/см, фильтрованием, высушиванием и измельчением конечного продукта - микрокристаллической целлюлозы. Технический результат заключается в проведении процесса кислотного гидролиза целлюлозы в растворе метансульфокислоты с последующей электрохимической очисткой полученного материала, при этом используемые методы - экологически безопасны, а реактивы - биоразлагаемы; за счет использования метода электрохимической обработки растворенной целлюлозы сокращается число стадий требуемых для очистки микрокристаллической целлюлозы; для проведении процессов не требуется сложного технического оборудования. 5 ил., 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), применяемой в качестве матрицы или наполнителя для получения нанокомпозитов, нанопорошков, мембран, катализаторов, синтетических полимеров, цеолитов, химических сорбентов, лекарственных препаратов, косметических кремов, эмульсий и красителей, широко используемых в нефтехимической, фармацевтической, пищевой и текстильной и в других отраслях промышленности.

Известен способ получения МКЦ [патент РФ №2147057, кл. С08В 15/02, D21C 1/04, от 27.03.2000. / Карманов А.П., Кочева Л.С., Киселева А.А.], включающий гидролиз предварительно измельченной до порошкообразного состояния воздушно-сухой овсяной соломы в растворе серной и пероксомоносерной кислот. МКЦ обладает следующими показателями: степень полимеризации (СП) 87-210; лигнин Комарова 20,3-26,09%.

Недостатком данного способа является использование агрессивных растворов серной и пероксомоносерной кислот, высокое содержание лигнина Комарова в полученной МКЦ, что не всегда является желательным показателем.

Известен способ получения МКЦ [патент РФ №2298562 С1, кл. С08В 15/02, D21C 1/04, от 10.05.2007. / Казакова Е.Г., Демин В.А.], включающий гидролиз исходного целлюлозного материала белизной до 65% в растворе серной кислоты концентрацией 5-10% при атмосферном давлении и температуре 100-105°С в течение 0,5-3 часов с последующей отбелкой полученного материала до полного поглощения диоксидом хлора (0,5-3,0% масс.) в течение 1-3 часов при температуре 70°С.

Недостатками данного способа являются применение высокотоксичных реагентов и высоких температур.

Известен также способ получения МКЦ [патент РФ №2343160 С2, кл. С08В 15/00, С08В 16/00, от 10.01.2009. / Копески Роберт (US), Цай Альберт Дж. (US), Русзкай Томас A. (US)], включающий обработку исходного целлюлозного материала реакционной смесью пероксида водорода при повышенной температуре и давлении (137,9-10342,1 кПа) и рН 2-8 в процессе экструзии для деполимеризации целлюлозного материала до средней степени деполимеризации не более 400.

Недостатками этого способа являются применение специального экструзионного оборудования, высоких температур и давления.

Наиболее близким по сущности является способ получения МКЦ [евразийский патент ЕАПО №016516 В1, кл. С07Н 3/06, С07Н 1/00, от 30.05.2012. / Чэнь Пэйхао (CN)] путем кислотного гидролиза целлюлозного материала с использованием концентрированных растворов серной кислоты.

Недостатками этого способа являются многостадийность процесса, использование агрессивных концентрированных растворов серной кислоты и значительные затраты на ее регенерацию.

В связи с этим задачей данного изобретения является разработка нового эффективного способа получения микрокристаллической целлюлозы из различных сырьевых материалов растительного происхождения, обладающей совокупностью значимых характеристик.

Технический результат заключается в проведении процесса кислотного гидролиза целлюлозы в растворе метансульфокислоты с последующей электрохимической очисткой полученного материала.

Сущность предлагаемого способа получения микрокристаллической целлюлозы путем использования раствора серной кислоты состоит в том, что вначале проводят растворение 0,01-0,1 г/мл целлюлозы в 5,0-10,0 М водных растворах метансульфокислоты, а затем электрохимическую очистку полученного раствора на графитовом электроде при плотностях анодного тока 0,005-0,01 А/см2 с последующим фильтрованием, высушиванием и измельчением конечного продукта - микрокристаллической целлюлозы.

Примеры осуществления способа получения микрокристаллической целлюлозы

Пример 1

В химической колбе растворяют 10 г целлюлозы в 100 мл 10 М водного раствора метансульфокислоты. В качестве целлюлозы использовали беззольные фильтры (фиг. 1). Процесс растворения целлюлозы проводили при комнатной температуре (Т=25°С) и атмосферном давлении, путем перемешивания с помощью магнитной мешалки в течение 5-10 минут. Цвет раствора практически не изменяется. Полученный раствор в виде геля, содержащий 0,1 г/мл целлюлозы и 10 М раствора метансульфокислоты, подвергают электрохимической очистке.

Электрохимическую очистку проводили в течение 6 часов на графитовом электроде (S=8 см2) при плотности тока 0,005 А/см2 в анодном отделении диафрагменного электролизера с катионитовой мембраной марки МКФ. Католитом служил 0,2 М раствор метансульфокислоты, а катодом - графит.

По окончании очистки анолит, содержащий раствор-гель очищенной целлюлозы, отделяют на керамическом фильтре от фонового электролита трехкратным промыванием дистиллированной водой, а затем высушивают при температуре 70-80°С. Размер частиц полученной МКЦ составляет 1-10 мкм (фиг. 2). Средняя степень полимеризации (СПср) равна 54.

Пример 2

В химической колбе растворяют 5 г целлюлозы в 100 мл 10М водного раствора метансульфокислоты. Растворение целлюлозы, ее электрохимическую обработку и выделение из раствора, содержащего очищенную МКЦ, проводят аналогично примеру 1 при плотности анодного тока 0,05 А/см2. Размер частиц полученной МКЦ составляет 5-10 мкм (фиг. 3). Средняя степень полимеризации (СПср) равна 115.

Пример 3

В химической колбе растворяют 1 г целлюлозы в 100 мл 5 М водного раствора МСК. Растворение, электрохимическую обработку и выделение из раствора, содержащего очищенную МКЦ, проводят аналогично примеру 1. Размер частиц полученной МКЦ составляет 8-10 мкм (фиг. 4). Средняя степень полимеризации (СПср) равна 154.

Пример 4

В химической колбе растворяют 1 г целлюлозы в 100 мл 5 М водного раствора МСК. Растворение целлюлозы и выделение из раствора, содержащего очищенную МКЦ, проводят аналогично примеру 1.

Электрохимическую обработку проводили в течение 3 часов на графитовом электроде (S=8 см2) при плотности тока 0,01 А/см2 в бездиафрагменном электролизере. Катодом служил также графитовый электрод. Размер частиц полученной МКЦ составляет 2-10 мкм (фиг. 5). Средняя степень полимеризации (СПср) равна 185.

Анализ полученной МКЦ также проводили методом сканирующей электронной микроскопии. Для съемки порошковые образцы МКЦ были закреплены на держателях образцов при помощи двухстороннего проводящего углеродного скотча. Затем на поверхность исследуемых образцов методом магнетронного распыления был нанесен тонкий 10-нм слой сплава платины-палладия для создания условий стока заряда с исследуемой непроводящей поверхности. Микрофотографии (фиг. 1-5) были получены при ускоряющем напряжении 10 кВ в режиме регистрации вторичных электронов при увеличении от 200 до 30000 в нескольких точках для каждого из образцов с использованием растрового электронного микроскопа SEM Leo-1450.

Предложенный способ получения МКЦ путем растворения целлюлозы в 10 М растворе метансульфокислоты с последующей электрохимической обработкой на графитовом электроде по сравнению с известным химическим способом растворения целлюлозы в серной кислоте обладает рядом преимуществ:

1. Кислотный гидролиз целлюлозы в растворе метансульфокислоты идет без изменения цвета по сравнению с серной кислотой.

2. Получение МКЦ в предложенном способе не требует проведения специальных мер предосторожностей, предусматривающих исключение испарения исходного вещества и загрязнения окружающей среды, т.к. используемые методы - экологически безопасны, а реактивы - биоразлагаемы.

3. За счет использования метода электрохимической обработки растворенной целлюлозы сокращается число стадий, требуемых для очистки МКЦ.

4. Для проведении процессов не требуется сложного технического оборудования.

Способ получения микрокристаллической целлюлозы, включающий растворение 0,01-0,1 г/мл целлюлозы в 5,0-10,0 М водном растворе метансульфокислоты с последующей электрохимической очисткой при плотностях анодного тока 0,005-0,01 А/см, фильтрованием, высушиванием и измельчением конечного продукта - микрокристаллической целлюлозы.
Способ получения микрокристаллической целлюлозы
Способ получения микрокристаллической целлюлозы
Способ получения микрокристаллической целлюлозы
Способ получения микрокристаллической целлюлозы
Способ получения микрокристаллической целлюлозы
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
27.06.2013
№216.012.5058

Способ получения материалов на основе y(ваве)cuo

Изобретение относится к способу получения материалов на основе сложного оксида Y(BaBe)CuO с широким спектром электрических свойств от высокотемпературных сверхпроводников до полупроводников, которые могут быть использованы в микроэлектронике; электротехнике; энергетике, например для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486161
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.10.2013
№216.012.7986

Способ получения метансульфокислоты

Изобретение относится к способу получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфоксида на фоне метансульфокислоты, отличающийся тем, что электролизу подвергают 0,1-0,15 М водный раствор диметилсульфона при плотностях анодного тока 0,12-0,20 А/см. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496772
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.06.2015
№216.013.5b2b

Способ получения метансульфокислоты

Изобретение относится к технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к синтезу метансульфокислоты. Метансульфокислота используется в качестве катализатора реакций нитрования, ацилирования, этерификации и полимеризации олефинов. Она также используется в химической,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554880
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.6040

Способ получения однофазного нанопорошка феррита висмута

Изобретение относится к способу получения нанопорошков на основе феррита висмута для создания магнитоэлектрических материалов - мультиферроиков и компонентов электронной техники, которые могут найти широкое применение в микроэлектронике, в частности спиновой электронике (спинтронике); в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556181
Дата охранного документа: 10.07.2015
13.01.2017
№217.015.7e72

Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики

Изобретение относится к способу получения сверхпроводящих керамических материалов различной плотности на основе сложного оксида YBaCuO, содержащего преимущественно фазу из наноструктурированных порошков, оптимально насыщенную кислородом, для изготовления компонентов электронной техники и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601073
Дата охранного документа: 27.10.2016
26.08.2017
№217.015.d3da

Способ извлечения кадмия и цинка из природных и сточных вод

Изобретение относится к cпособу извлечения ионов кадмия и цинка из природных и сточных вод. Способ включает сорбцию с использованием сорбента и элюирование сорбированных ионов. Для сорбции создают неподвижные фазы введением в раствор исходных вод полимерного хелатообразующего сорбента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622204
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.e005

Электрохимический способ получения фосфорной кислоты

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к утилизации загрязненного шламом белого фосфора и получению фосфорной кислоты. Способ получения фосфорной кислоты заключается в том, что загрязненный шламом белый фосфор загружают в электролизер, где кислородом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625123
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed65

Теплоаккумулирующий состав

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур и предназначены для использования в теплотехнике. Теплоаккумулирующий состав включает (в мас.%) фторид лития (9,80-10,10), сульфат лития (66,20-67,10), хлорид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628613
Дата охранного документа: 21.08.2017
20.01.2018
№218.016.1110

Мембрана свинецселективного электрода и способ ее получения

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа, а в частности к ионометрии для определения активности (концентрации) ионов свинца в водных растворах. Мембрана свинецселективного электрода включает следующие соединения при определенном соотношении компонентов, мас.%: поливинилхлорид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633939
Дата охранного документа: 19.10.2017
13.02.2018
№218.016.1f88

Способ получения нанопорошка феррита висмута

Изобретение относится к получению однофазного нанокристаллического порошка феррита висмута BiFeO с ферромагнитными свойствами. Способ включает смешивание нитратов висмута Bi(NO), нитратов железа Fe(NO), глицерина и воды с получением раствора, выпаривание полученного раствора с образованием геля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641203
Дата охранного документа: 16.01.2018
Показаны записи 1-10 из 16.
27.06.2013
№216.012.5058

Способ получения материалов на основе y(ваве)cuo

Изобретение относится к способу получения материалов на основе сложного оксида Y(BaBe)CuO с широким спектром электрических свойств от высокотемпературных сверхпроводников до полупроводников, которые могут быть использованы в микроэлектронике; электротехнике; энергетике, например для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486161
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.10.2013
№216.012.7986

Способ получения метансульфокислоты

Изобретение относится к способу получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфоксида на фоне метансульфокислоты, отличающийся тем, что электролизу подвергают 0,1-0,15 М водный раствор диметилсульфона при плотностях анодного тока 0,12-0,20 А/см. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496772
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.06.2015
№216.013.5b2b

Способ получения метансульфокислоты

Изобретение относится к технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к синтезу метансульфокислоты. Метансульфокислота используется в качестве катализатора реакций нитрования, ацилирования, этерификации и полимеризации олефинов. Она также используется в химической,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554880
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.6040

Способ получения однофазного нанопорошка феррита висмута

Изобретение относится к способу получения нанопорошков на основе феррита висмута для создания магнитоэлектрических материалов - мультиферроиков и компонентов электронной техники, которые могут найти широкое применение в микроэлектронике, в частности спиновой электронике (спинтронике); в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556181
Дата охранного документа: 10.07.2015
13.01.2017
№217.015.7e72

Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики

Изобретение относится к способу получения сверхпроводящих керамических материалов различной плотности на основе сложного оксида YBaCuO, содержащего преимущественно фазу из наноструктурированных порошков, оптимально насыщенную кислородом, для изготовления компонентов электронной техники и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601073
Дата охранного документа: 27.10.2016
26.08.2017
№217.015.d3da

Способ извлечения кадмия и цинка из природных и сточных вод

Изобретение относится к cпособу извлечения ионов кадмия и цинка из природных и сточных вод. Способ включает сорбцию с использованием сорбента и элюирование сорбированных ионов. Для сорбции создают неподвижные фазы введением в раствор исходных вод полимерного хелатообразующего сорбента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622204
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.e005

Электрохимический способ получения фосфорной кислоты

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к утилизации загрязненного шламом белого фосфора и получению фосфорной кислоты. Способ получения фосфорной кислоты заключается в том, что загрязненный шламом белый фосфор загружают в электролизер, где кислородом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625123
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed65

Теплоаккумулирующий состав

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур и предназначены для использования в теплотехнике. Теплоаккумулирующий состав включает (в мас.%) фторид лития (9,80-10,10), сульфат лития (66,20-67,10), хлорид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628613
Дата охранного документа: 21.08.2017
20.01.2018
№218.016.1110

Мембрана свинецселективного электрода и способ ее получения

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа, а в частности к ионометрии для определения активности (концентрации) ионов свинца в водных растворах. Мембрана свинецселективного электрода включает следующие соединения при определенном соотношении компонентов, мас.%: поливинилхлорид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633939
Дата охранного документа: 19.10.2017
13.02.2018
№218.016.1f88

Способ получения нанопорошка феррита висмута

Изобретение относится к получению однофазного нанокристаллического порошка феррита висмута BiFeO с ферромагнитными свойствами. Способ включает смешивание нитратов висмута Bi(NO), нитратов железа Fe(NO), глицерина и воды с получением раствора, выпаривание полученного раствора с образованием геля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641203
Дата охранного документа: 16.01.2018
+ добавить свой РИД