一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種納米微晶纖維素膠體高效濃縮的裝置，尤其涉及一種超聲及機(jī)械輔助真空濃縮體系。
【背景技術(shù)】
[0002]納米微晶纖維素(nanocrystalline cellulose，NCC)與普通的纖維素相比，具有比表面積大、結(jié)晶度高、力學(xué)性能優(yōu)異、透明度高等特性。加之其具有生物材料的輕質(zhì)、可降解、生物相容及可再生等性質(zhì)，使其在高性能復(fù)合材料中顯示出巨大的應(yīng)用前景。
[0003]酸水解法是目前制備納米微晶纖維素工藝最成熟的方法，通過該種方法制得的納米微晶纖維素表面有大量通過酯化引入的磺酸基團(tuán)，使其表面帶負(fù)電，從而能夠穩(wěn)定的分散在水中。為使制備的納米微晶纖維素膠體為中性，透析是必要的，透析液一般為水，透析后能得到超低固含量的水分散液，這樣勢(shì)必顯著增大生產(chǎn)成本和裝貨尺寸，對(duì)規(guī)?；瘧?yīng)用不利。常用的干燥方法如自然風(fēng)干、烘箱烘干和冷凍干燥得到的NCC固體很難再分散，同時(shí)干燥時(shí)大部分水變成水蒸汽而損失掉。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，利用超聲的空化作用和機(jī)械效應(yīng)有效改變濃縮液表面張力，加速熱量傳導(dǎo)，加快溶劑蒸發(fā)，具有濃縮時(shí)間短、效率高、能耗低、濃縮比大等特點(diǎn)。同時(shí)中性的低濃度的納米微晶纖維素分散液中蒸發(fā)出來的水分還可通過冷凝將其收集再利用，這不但解決了酸水解制備過程中用水量大、運(yùn)輸困難的問題，而且降低生產(chǎn)成本。且后續(xù)應(yīng)用時(shí)還可根據(jù)需要將高濃度的納米微晶纖維素膠體配制任意濃度的膠體。
[0005]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0006]—種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，包括超聲濃縮罐、冷凝器、回收溶媒儲(chǔ)罐和控制機(jī)柜。所述超聲濃縮罐與冷凝器通過管道相連、冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐亦通過管道相連；所述控制機(jī)柜通過電路控制體系相應(yīng)設(shè)置。
[0007]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的頂部設(shè)有進(jìn)液口和汽化液出口，內(nèi)部具有攪拌裝置，底部設(shè)有濃縮液出口，罐體上設(shè)有視窗；所述超聲濃縮罐的罐體為夾套式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)(蒸汽、水或油)的進(jìn)口和出口 ；所述超聲濃縮罐的罐體外壁設(shè)有保溫層。
[0008]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的罐體底部的內(nèi)層壁的外表面均勻分布有超聲換能器，所述超聲換能器為發(fā)散式超聲換能器。
[0009]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的汽化液出口通過冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐連接，所述冷凝器設(shè)有冷卻水進(jìn)出口和真空接口。
[0010]優(yōu)選的是，所述控制機(jī)柜設(shè)有電源開關(guān)、電源指示燈、濃縮溫度控制區(qū)、真空度控制區(qū)、攪拌轉(zhuǎn)速控制區(qū)和超聲控制區(qū)。
【附圖說明】
[0011]圖1一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系中超聲濃縮罐、冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐的連接示意圖。圖2 —種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系中控制機(jī)柜的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0013]如圖1、圖2所示，一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，包括超聲濃縮罐、冷凝器、回收溶媒儲(chǔ)罐和控制機(jī)柜。所述超聲濃縮罐與冷凝器通過管道相連、冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐亦通過管道相連；所述控制機(jī)柜通過電路控制體系相應(yīng)設(shè)置。
[0014]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的頂部設(shè)有進(jìn)液口和汽化液出口，內(nèi)部具有攪拌裝置，底部設(shè)有濃縮液出口，罐體上設(shè)有視窗；所述超聲濃縮罐的罐體為夾套式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)(蒸汽、水或油)的進(jìn)口和出口 ；所述超聲濃縮罐的罐體外壁設(shè)有保溫層。
[0015]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的罐體底部的內(nèi)層壁的外表面均勻分布有超聲換能器，所述超聲換能器為發(fā)散式超聲換能器。
[0016]優(yōu)選的是，所述超聲濃縮罐的汽化液出口通過冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐連接，所述冷凝器設(shè)有冷卻水進(jìn)出口和真空接口。
[0017]優(yōu)選的是，所述控制機(jī)柜設(shè)有電源開關(guān)、電源指示燈、濃縮溫度控制區(qū)、真空度控制區(qū)、攪拌轉(zhuǎn)速控制區(qū)和超聲控制區(qū)。
[0018]具體實(shí)施例
[0019]本實(shí)用新型使用時(shí)，包括超聲濃縮罐、冷凝器、回收溶媒儲(chǔ)罐和控制機(jī)柜。濃縮罐體為夾套式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有保溫層可用導(dǎo)熱介質(zhì)(蒸汽、水或油)加熱；濃縮罐體底部外側(cè)均勻分布有超聲換能器；控制機(jī)柜用于超聲、溫度、轉(zhuǎn)速和真空度等的集成控制.
[0020]本實(shí)施例中的一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體中超聲濃縮罐1、冷凝器11和回收溶媒儲(chǔ)罐12的連接如圖1所示。其中超聲濃縮罐I的頂部設(shè)有進(jìn)液口 10和汽化液出口 9，內(nèi)部具有攪拌裝置6，底部設(shè)有濃縮液出口 5，罐體上設(shè)有視窗7 ;罐體為夾套式結(jié)構(gòu)，外壁設(shè)有保溫層2，并設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)(蒸汽、水或油)的進(jìn)口 3和出口 8;冷凝器11通過管路分別與超聲濃縮罐I和溶媒儲(chǔ)罐12相連。圖2所示為一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體中的控制機(jī)柜19?？刂茩C(jī)柜19通過電線線路控制體系相應(yīng)設(shè)置，包括電源開關(guān)13、電源指示燈16、濃縮溫度控制區(qū)14、真空度控制區(qū)17、攪拌轉(zhuǎn)速控制區(qū)18、超聲控制區(qū)15。
[0021]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，包括超聲濃縮罐、冷凝器、回收溶媒儲(chǔ)罐和控制機(jī)柜；所述超聲濃縮罐與冷凝器通過管道相連、冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐亦通過管道相連；所述控制機(jī)柜通過電路控制體系相應(yīng)設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，所述超聲濃縮罐的頂部設(shè)有進(jìn)液口和汽化液出口，內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，底部設(shè)有濃縮液出口，罐體上設(shè)有視窗；所述超聲濃縮罐的罐體為夾套式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)的進(jìn)口和出口 ；所述超聲濃縮罐的罐體外壁設(shè)有保溫層。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，所述超聲濃縮罐的罐體底部的內(nèi)層壁的外表面均勻分布有超聲換能器，所述超聲換能器為發(fā)散式超聲換能器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，所述超聲濃縮罐的汽化液出口通過冷凝器與回收溶媒儲(chǔ)罐連接，所述冷凝器設(shè)有冷卻水進(jìn)出口和真空接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，其特征在于，所述控制機(jī)柜設(shè)有電源開關(guān)、電源指示燈、濃縮溫度控制區(qū)、真空度控制區(qū)、攪拌轉(zhuǎn)速控制區(qū)和超聲控制區(qū)D
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種生產(chǎn)高濃度納米微晶纖維素膠體的濃縮體系，包括超聲濃縮罐、冷凝器、回收溶媒儲(chǔ)罐和控制機(jī)柜。該體系利用超聲輔助和機(jī)械作用，可加快溶劑蒸發(fā)，具有濃縮時(shí)間短、效率高、能耗低、濃縮比大等特點(diǎn)。同時(shí)中性的低濃度的納米微晶纖維素分散液中蒸發(fā)出來的水分，通過冷凝可收集再利用，能解決酸水解制備過程中用水量大、運(yùn)輸困難的問題，并且降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C08B15/02
【公開號(hào)】CN204874360
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420639577
【發(fā)明人】張楠
【申請(qǐng)人】上海同化新材料科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年10月23日