一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纳米微晶纤维素胶体高效浓缩的装置，尤其涉及一种超声及机械辅助真空浓缩体系。
【背景技术】
[0002]纳米微晶纤维素(nanocrystalline cellulose，NCC)与普通的纤维素相比，具有比表面积大、结晶度高、力学性能优异、透明度高等特性。加之其具有生物材料的轻质、可降解、生物相容及可再生等性质，使其在高性能复合材料中显示出巨大的应用前景。
[0003]酸水解法是目前制备纳米微晶纤维素工艺最成熟的方法，通过该种方法制得的纳米微晶纤维素表面有大量通过酯化引入的磺酸基团，使其表面带负电，从而能够稳定的分散在水中。为使制备的纳米微晶纤维素胶体为中性，透析是必要的，透析液一般为水，透析后能得到超低固含量的水分散液，这样势必显著增大生产成本和装货尺寸，对规模化应用不利。常用的干燥方法如自然风干、烘箱烘干和冷冻干燥得到的NCC固体很难再分散，同时干燥时大部分水变成水蒸汽而损失掉。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，利用超声的空化作用和机械效应有效改变浓缩液表面张力，加速热量传导，加快溶剂蒸发，具有浓缩时间短、效率高、能耗低、浓缩比大等特点。同时中性的低浓度的纳米微晶纤维素分散液中蒸发出来的水分还可通过冷凝将其收集再利用，这不但解决了酸水解制备过程中用水量大、运输困难的问题，而且降低生产成本。且后续应用时还可根据需要将高浓度的纳米微晶纤维素胶体配制任意浓度的胶体。
[0005]本实用新型提供的技术方案为:
[0006]—种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，包括超声浓缩罐、冷凝器、回收溶媒储罐和控制机柜。所述超声浓缩罐与冷凝器通过管道相连、冷凝器与回收溶媒储罐亦通过管道相连；所述控制机柜通过电路控制体系相应设置。
[0007]优选的是，所述超声浓缩罐的顶部设有进液口和汽化液出口，内部具有搅拌装置，底部设有浓缩液出口，罐体上设有视窗；所述超声浓缩罐的罐体为夹套式结构，并设有导热介质(蒸汽、水或油)的进口和出口 ；所述超声浓缩罐的罐体外壁设有保温层。
[0008]优选的是，所述超声浓缩罐的罐体底部的内层壁的外表面均匀分布有超声换能器，所述超声换能器为发散式超声换能器。
[0009]优选的是，所述超声浓缩罐的汽化液出口通过冷凝器与回收溶媒储罐连接，所述冷凝器设有冷却水进出口和真空接口。
[0010]优选的是，所述控制机柜设有电源开关、电源指示灯、浓缩温度控制区、真空度控制区、搅拌转速控制区和超声控制区。
【附图说明】
[0011]图1一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系中超声浓缩罐、冷凝器与回收溶媒储罐的连接示意图。图2 —种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系中控制机柜的示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0013]如图1、图2所示，一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，包括超声浓缩罐、冷凝器、回收溶媒储罐和控制机柜。所述超声浓缩罐与冷凝器通过管道相连、冷凝器与回收溶媒储罐亦通过管道相连；所述控制机柜通过电路控制体系相应设置。
[0014]优选的是，所述超声浓缩罐的顶部设有进液口和汽化液出口，内部具有搅拌装置，底部设有浓缩液出口，罐体上设有视窗；所述超声浓缩罐的罐体为夹套式结构，并设有导热介质(蒸汽、水或油)的进口和出口 ；所述超声浓缩罐的罐体外壁设有保温层。
[0015]优选的是，所述超声浓缩罐的罐体底部的内层壁的外表面均匀分布有超声换能器，所述超声换能器为发散式超声换能器。
[0016]优选的是，所述超声浓缩罐的汽化液出口通过冷凝器与回收溶媒储罐连接，所述冷凝器设有冷却水进出口和真空接口。
[0017]优选的是，所述控制机柜设有电源开关、电源指示灯、浓缩温度控制区、真空度控制区、搅拌转速控制区和超声控制区。
[0018]具体实施例
[0019]本实用新型使用时，包括超声浓缩罐、冷凝器、回收溶媒储罐和控制机柜。浓缩罐体为夹套式结构，并设有保温层可用导热介质(蒸汽、水或油)加热；浓缩罐体底部外侧均匀分布有超声换能器；控制机柜用于超声、温度、转速和真空度等的集成控制.
[0020]本实施例中的一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体中超声浓缩罐1、冷凝器11和回收溶媒储罐12的连接如图1所示。其中超声浓缩罐I的顶部设有进液口 10和汽化液出口 9，内部具有搅拌装置6，底部设有浓缩液出口 5，罐体上设有视窗7 ;罐体为夹套式结构，外壁设有保温层2，并设有导热介质(蒸汽、水或油)的进口 3和出口 8;冷凝器11通过管路分别与超声浓缩罐I和溶媒储罐12相连。图2所示为一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体中的控制机柜19。控制机柜19通过电线线路控制体系相应设置，包括电源开关13、电源指示灯16、浓缩温度控制区14、真空度控制区17、搅拌转速控制区18、超声控制区15。
[0021]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，包括超声浓缩罐、冷凝器、回收溶媒储罐和控制机柜；所述超声浓缩罐与冷凝器通过管道相连、冷凝器与回收溶媒储罐亦通过管道相连；所述控制机柜通过电路控制体系相应设置。2.根据权利要求1所述的一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，所述超声浓缩罐的顶部设有进液口和汽化液出口，内部设有搅拌装置，底部设有浓缩液出口，罐体上设有视窗；所述超声浓缩罐的罐体为夹套式结构，并设有导热介质的进口和出口 ；所述超声浓缩罐的罐体外壁设有保温层。3.据权利要求1所述的一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，所述超声浓缩罐的罐体底部的内层壁的外表面均匀分布有超声换能器，所述超声换能器为发散式超声换能器。4.根据权利要求1所述的一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，所述超声浓缩罐的汽化液出口通过冷凝器与回收溶媒储罐连接，所述冷凝器设有冷却水进出口和真空接口。5.根据权利要求1所述的一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，其特征在于，所述控制机柜设有电源开关、电源指示灯、浓缩温度控制区、真空度控制区、搅拌转速控制区和超声控制区D
【专利摘要】本实用新型公开了一种生产高浓度纳米微晶纤维素胶体的浓缩体系，包括超声浓缩罐、冷凝器、回收溶媒储罐和控制机柜。该体系利用超声辅助和机械作用，可加快溶剂蒸发，具有浓缩时间短、效率高、能耗低、浓缩比大等特点。同时中性的低浓度的纳米微晶纤维素分散液中蒸发出来的水分，通过冷凝可收集再利用，能解决酸水解制备过程中用水量大、运输困难的问题，并且降低生产成本。
【IPC分类】C08B15/02
【公开号】CN204874360
【申请号】CN201420639577
【发明人】张楠
【申请人】上海同化新材料科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年10月23日