RU2360055C2 - Method for cellulose production from technical hemp - Google Patents
Method for cellulose production from technical hemp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360055C2 RU2360055C2 RU2007103225/12A RU2007103225A RU2360055C2 RU 2360055 C2 RU2360055 C2 RU 2360055C2 RU 2007103225/12 A RU2007103225/12 A RU 2007103225/12A RU 2007103225 A RU2007103225 A RU 2007103225A RU 2360055 C2 RU2360055 C2 RU 2360055C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooking
- boiling
- cellulose
- liquid
- hemp
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 17
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 title claims abstract description 12
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 title claims abstract description 12
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011487 hemp Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 32
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- 241000218236 Cannabis Species 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 241000722948 Apocynum cannabinum Species 0.000 description 1
- 235000008697 Cannabis sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000015928 Hibiscus cannabinus Nutrition 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000003533 narcotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 102200150779 rs200154873 Human genes 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для получения целлюлозы повышенного качества из недорогого и быстро воспроизводимого травянистого сырья с минимизацией экологической нагрузки на окружающую среду.The invention relates to the field of cellulose production and can be used to produce high quality cellulose from inexpensive and quickly reproducible grassy raw materials with minimizing the environmental load on the environment.
Известен способ получения целлюлозной массы из стеблей кукурузы [1]. В данном способе применяется волокно кукурузы малой длины, не обеспечивающее получение прочной по сопротивлению разрыву бумаги. Кроме того, кукуруза не выращивается в большинстве областей Российской Федерации, тем более в районах расположения наиболее крупных целлюлозно-бумажных предприятий (север Европейской части России, Сибирь, Байкал).A known method of producing pulp from stalks of corn [1]. In this method, a short fiber of corn is used, which does not provide a paper with a tear resistance. In addition, corn is not grown in most regions of the Russian Federation, especially in the areas where the largest pulp and paper enterprises are located (the north of the European part of Russia, Siberia, Baikal).
Издавна в России и затем в СССР выращивалась техническая конопля для последующего производства товарного волокна. Волокно использовалось для приготовления канатов, веревок, парусины.Long since in Russia and then in the USSR, technical hemp was grown for the subsequent production of marketable fiber. Fiber was used to prepare ropes, ropes, canvas.
В настоящее время выведены сорта конопли, не обладающие, в отличие от конопли индийской, наркотическими свойствами. В то же время техническая конопля обладает уникальной способностью десятикратного превышения прироста волокна по сравнению с древесной массой с единицы посадочной площади.Currently, hemp varieties that do not possess, in contrast to Indian hemp, narcotic properties have been bred. At the same time, industrial hemp has a unique ability to tenfold excess fiber growth compared to wood pulp per unit planted area.
Известен также наиболее близкий к заявляемому способ получения целлюлозы из технической конопли, включающий сушку сырья, его размол и классификацию полученных частиц, варку с использованием щелочной варочной жидкости концентрацией не более 18% массовых гидроокиси натрия в варочном котле, отделение полученной целлюлозы от варочной жидкости [2]. Недостатками способа являются существенное содержание лигнина в целлюлозе, высокие энергозатраты на создание необходимой температуры варки и большое количество отработанной щелочной варочной жидкости в качестве отходов производства.Also known is the closest to the claimed method of producing cellulose from industrial hemp, including drying the raw materials, grinding and classification of the obtained particles, cooking using alkaline cooking liquids with a concentration of not more than 18% mass sodium hydroxide in a digester, separating the resulting cellulose from the cooking liquid [2 ]. The disadvantages of the method are the significant content of lignin in cellulose, high energy consumption to create the necessary cooking temperature and a large amount of spent alkaline cooking liquid as production waste.
Задачей изобретения является уменьшение содержания лигнина в получаемой целлюлозе и повышение за счет этого качества изделий из целлюлозы, снижение энергозатрат на проведение процесса варки и значительное уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду за счет резкого сокращения отходов производства.The objective of the invention is to reduce the lignin content in the resulting pulp and thereby increase the quality of cellulose products, reduce energy consumption for the cooking process and significantly reduce the environmental load on the environment due to a sharp reduction in production waste.
Поставленная задача решается тем, что варку проводят с добавлением антрахинона в количестве не более 0,1% от массы сырья, полученную целлюлозу отбеливают кислородом и(или) озоном, щелочную варочную жидкость обрабатывают с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса, регенерированную варочную жидкость возвращают на стадию варки в варочном котле, при этом температуру варки поддерживают в интервале 125-145°С.The problem is solved in that the cooking is carried out with the addition of anthraquinone in an amount of not more than 0.1% by weight of the raw material, the cellulose obtained is bleached with oxygen and (or) ozone, the alkaline cooking liquid is treated with semi-permeable reverse or direct osmosis membranes, the regenerated cooking liquid is returned at the stage of cooking in the digester, while the cooking temperature is maintained in the range of 125-145 ° C.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1 (прототип).Example 1 (prototype).
Варку конопли проводили в варочном котле при следующих условиях. Расход активной щелочи к конопле 16-18% массовых NaOH, отношение массы варочного раствора к массе образца (гидромодуль) - 6, максимальная температура варки 145°С, продолжительность варки 2 часа. Выход технической целлюлозы составляет 45,1%. При этом вся варочная жидкость уходит в сточные воды, то есть варочный щелок полностью теряется и не может быть повторно использован.Cannabis was cooked in a digester under the following conditions. The consumption of active alkali to hemp is 16-18% by weight of NaOH, the ratio of the mass of the cooking solution to the mass of the sample (hydraulic module) is 6, the maximum cooking temperature is 145 ° C, the cooking time is 2 hours. The yield of technical pulp is 45.1%. In this case, all the cooking liquid goes into waste water, that is, cooking liquor is completely lost and cannot be reused.
Пример 2.Example 2
Варку конопли проводили в варочном котле при следующих условиях. Расход активной щелочи к конопле 15-16% массовых NaOH, гидромодуль - 6, расход антрахинона 0,1% к конопле, максимальная температура варки 125°С, продолжительность варки 2 часа. Выход технической целлюлозы составляет 55,3%.Cannabis was cooked in a digester under the following conditions. The consumption of active alkali to hemp is 15-16% by mass of NaOH, the hydromodule is 6, the consumption of anthraquinone is 0.1% to hemp, the maximum cooking temperature is 125 ° C, the cooking time is 2 hours. The yield of technical pulp is 55.3%.
Пример 3.Example 3
То же, что в примере 2, но при максимальной температуре варки 145°С. Выход технической целлюлозы составляет 61,5%.The same as in example 2, but at a maximum cooking temperature of 145 ° C. The yield of technical pulp is 61.5%.
Пример 4.Example 4
Целлюлозу, полученную по примерам 2 или 3, подвергали отбеливанию с помощью кислорода и(или) озона. Результаты отбеливания приведены в таблице 1.The cellulose obtained in examples 2 or 3 was bleached using oxygen and (or) ozone. The whitening results are shown in table 1.
В таблице 2 представлены результаты обработки щелочной варочной жидкости с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса. Такая обработка позволяет минимизировать потери варочного щелока, резко уменьшить объем сточных вод и экологическую нагрузку на окружающую среду, а также снизить затраты на обработку сточных вод.Table 2 presents the results of processing alkaline cooking liquids using semi-permeable membranes reverse or direct osmosis. This treatment allows to minimize the loss of cooking liquor, drastically reduce the volume of wastewater and the environmental load on the environment, as well as reduce the cost of wastewater treatment.
Обработанную щелочную варочную жидкость (мембраны прямого осмоса) с добавлением свежей воды или очищенную воду с добавлением свежего варочного щелока (мембраны обратного осмоса) направляют в качестве регенерированной варочной жидкости на стадию варки целлюлозы в варочном котле.The treated alkaline cooking liquid (direct osmosis membranes) with the addition of fresh water or purified water with the addition of fresh cooking liquor (reverse osmosis membrane) is sent as a regenerated cooking liquid to the pulping stage in the digester.
Предлагаемый способ позволяет повысить качество изделий из целлюлозы и улучшить экономические и экологические показатели процесса получения целлюлозы.The proposed method allows to improve the quality of cellulose products and to improve the economic and environmental indicators of the pulp production process.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ № 2249636, МПК 7 D21C 5/00, 3/00, D21H 11/12, 29.06.2000.1. RF patent No. 2249636, IPC 7 D21C 5/00, 3/00, D21H 11/12, 06/29/2000.
2. CORREIA, F., D.N.ROY and K.GOEL, «Chemistry and Delignification Kinetics of Canadian Indastrial Hemp (Cannabis sativa L.)», J. Wood Chem. Technol. 21(2):97-111 (2001).2. CORREIA, F., D.N. ROY and K.GOEL, “Chemistry and Delignification Kinetics of Canadian Indastrial Hemp (Cannabis sativa L.),” J. Wood Chem. Technol. 21 (2): 97-111 (2001).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007103225/12A RU2360055C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method for cellulose production from technical hemp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007103225/12A RU2360055C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method for cellulose production from technical hemp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007103225A RU2007103225A (en) | 2008-08-10 |
| RU2360055C2 true RU2360055C2 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=39745779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007103225/12A RU2360055C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method for cellulose production from technical hemp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360055C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507331C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" | Method for producing cellulose |
| RU2804999C1 (en) * | 2022-11-30 | 2023-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДАЛ" | Method for producing microcrystalline cellulose from industrial hemp trust |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU931872A1 (en) * | 1980-11-21 | 1982-05-30 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Pulp production method |
| GB2265918A (en) * | 1992-04-06 | 1993-10-13 | Punya Brata Choudhuri | Method of and apparatus for producing cellulosic paper pulp |
| WO1997028306A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Process for the production of cellulose paper pulps by biodelignification of vegetable masses |
| RU2139965C1 (en) * | 1995-05-03 | 1999-10-20 | Натурал Пулпинг Ферфаренстехник фюр Целлулозегевиннунг ГмбХ унд Ко. | Method of preparing pulp from cellulose-containing material |
| KR20010077423A (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-20 | 방윤혁 | Method of manufacturing a regenerated cellulose fiber from the rice straw |
| RU2000123690A (en) * | 1998-02-19 | 2002-09-27 | Интернэшнл Пайпер Компани | METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE FROM HERBAL PLANTS |
| CN1380463A (en) * | 2001-04-13 | 2002-11-20 | 唐志东 | Method for extracting blank liquor in paper-making process by using rice and wheat straw |
| RU2249636C2 (en) * | 2000-06-29 | 2005-04-10 | СиПи ЭНД Пи КО., Лтд. | Method of preparing pulp from corn stems |
-
2007
- 2007-01-29 RU RU2007103225/12A patent/RU2360055C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU931872A1 (en) * | 1980-11-21 | 1982-05-30 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Pulp production method |
| GB2265918A (en) * | 1992-04-06 | 1993-10-13 | Punya Brata Choudhuri | Method of and apparatus for producing cellulosic paper pulp |
| RU2139965C1 (en) * | 1995-05-03 | 1999-10-20 | Натурал Пулпинг Ферфаренстехник фюр Целлулозегевиннунг ГмбХ унд Ко. | Method of preparing pulp from cellulose-containing material |
| WO1997028306A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Process for the production of cellulose paper pulps by biodelignification of vegetable masses |
| RU2000123690A (en) * | 1998-02-19 | 2002-09-27 | Интернэшнл Пайпер Компани | METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE FROM HERBAL PLANTS |
| KR20010077423A (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-20 | 방윤혁 | Method of manufacturing a regenerated cellulose fiber from the rice straw |
| RU2249636C2 (en) * | 2000-06-29 | 2005-04-10 | СиПи ЭНД Пи КО., Лтд. | Method of preparing pulp from corn stems |
| CN1380463A (en) * | 2001-04-13 | 2002-11-20 | 唐志东 | Method for extracting blank liquor in paper-making process by using rice and wheat straw |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CORREIA F., ROY D.N. and GOEL K. «Chemistry and Delignification Kinetics of Canadian Indastrial Hemp (Cannabis sativa L.)», J. Wood CHem. Technol., 2001, 21(2), p.97-111. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507331C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" | Method for producing cellulose |
| RU2804999C1 (en) * | 2022-11-30 | 2023-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДАЛ" | Method for producing microcrystalline cellulose from industrial hemp trust |
| RU2828956C1 (en) * | 2024-05-08 | 2024-10-21 | Шубин Роман Борисович | Method of producing fibres from industrial hemp |
| RU2833568C1 (en) * | 2024-05-08 | 2025-01-24 | Шубин Роман Борисович | Method of producing spinning solution from industrial hemp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007103225A (en) | 2008-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2534067C2 (en) | Method of obtaining cellulose from lignocellulose-containing biomass | |
| EP3126567B1 (en) | A continuous process for production of cellulose pulp from grass-like plant feedstock | |
| CA2414522C (en) | Method for preparing pulp from cornstalk | |
| CN105780568A (en) | Pulp making technology through performing biological enzyme softening lignin removal twice combined with mechanical method | |
| FI97404B (en) | Method for making pulp | |
| CN106638085B (en) | A kind of hygienic, cultural, medicinal paper paper pulp manufacturing method | |
| CN110894696A (en) | A kind of method of bleaching bamboo pulp | |
| RU2360055C2 (en) | Method for cellulose production from technical hemp | |
| CN103082393A (en) | Preparation method of tobacco flakes through tobacco stems using biochemical machinery method | |
| CN111851106A (en) | Preparation method of industrial hemp stalk paper pulp and application of industrial hemp stalk paper pulp in paper preparation | |
| CA3156627C (en) | Methods for producing pulp and paper products from plants having bast and hurd fibers | |
| EP1088937A1 (en) | Process for preparing high quality paper from vegetable residuals | |
| RU2287035C1 (en) | Cellulose production process | |
| JPH09273092A (en) | Pretreatment Method for Pulping Oil Palm Petiole | |
| RU2249636C2 (en) | Method of preparing pulp from corn stems | |
| FI112248B (en) | New carrot fungus and its use in the preparation of wood | |
| RU2803626C1 (en) | Process for producing microcrystalline cellulose | |
| SU1601258A1 (en) | Method of producing pulp | |
| RU2590882C1 (en) | Method of producing cellulose | |
| RU2312945C1 (en) | Cellulose production process | |
| SU670650A1 (en) | Method of obtaining semi-finished finrous product | |
| JPH03220389A (en) | Scouring method for plant | |
| NO147115B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR PREPARING MASS OF A LIGNOCELLULOS MATERIAL | |
| KR100750330B1 (en) | Manufacturing method of corn stalk mechanical pulp | |
| RU2312946C1 (en) | Cellulose production process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100130 |