年产50吨纤维素纳米晶的工艺设计开题报告

全文总字数：4606字

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维素作为自然界中最丰富的的据有生物可降解的天然高分子材料，在当今世界资源消耗、环境恶化的形势下，是可再生资源利用研究的一个方向。但是纤维素作为一种天然高分子化合物，在性能上存在某些缺点，如不耐化学腐蚀、强度有限等，其物理形态也限制了其应用范围。但如果将其制备成纳米材料，就可以在一定程度上优化它的性能，使纤维素这种可再生资源具有更为广阔的应用范围[1]。

因为cncs的结晶区被破坏，比起其它的纤维素有更多的反应基团，化学反应活性比纤 维状的纤维素大得多，被用于高效的纤维素化学改性。水悬浮液在强大的剪切力作用下可形成稳定的胶状液，被作为药物赋形剂；用来制备防伪标签和高级变色油墨；也可以与其它材料复合制备可降解的纳米材料；纳米纤维素胶具有乳化和增稠作用，能耐高温和低温，且外观酷似奶油，可以代替奶油以降低奶制品的热量，作为理想的减肥食物[16]；cncs还可以与聚乙烯一起制成锂电池；纳米纤维素晶须已经被用于复合材料、电极的高性能的纳米增强剂[12,15]。在cncs表面上引入硅、醚、酯、氟基团，经化学改性后，作为新型的精细化工产品，可以应用于液相色谱分离柱的填充材料来分离和表征手性分子：也可以作为药品、食 品、化妆品和水泥的高效添加剂，提高它们的性质。 总之，由于其聚集态结构与物性上有一些特殊性，在食品、造纸、陶瓷、钢铁工业、信息、低能耗、环保和再生医用等新兴产业领域具有广阔的应用前景[5]。

纳米纤维素晶体的目前的制备方法有物理法、化学法、酶解法等[3]

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：纳米纤维素晶体是从天然纤维中提取出的一种纳米级的纤维素，它不仅具有纳米颗粒的性能，还具有独特的强度和光学性能，项目以漂白阔叶木硫酸盐浆（桉木浆）为原料经硫酸水解法处理生产纤维素纳米晶。本设计旨在确定纤维素纳米晶的生产工艺流程；对生产过程进行工艺衡算；对生产设备进行工艺设计；对车间的公用工程进行设计；确定厂房布置、设备的布置。

目标：设计年产50吨的纤维素纳米晶的生产工艺和生产设备

拟采用的技术方案：硫酸水解法[4,7,8,9]

3. 研究计划与安排

1-2周 查阅资料进行市场调研、查阅文献确定工艺路线，完成开题报告

3周 搜集设计相关资料、设计手册

4周 设计纤维素纳米晶的生产流程

4. 参考文献（12篇以上）

[1]周孟娇,杨思彤,贾清秀.纤维素纳米晶材料研究进展[j].化工新型材料,2019,47(09):40-44.

[2]邹竹帆,杨翔皓,王慧,邹杨,解洪祥,司传领.酸水解法制备纤维素纳米晶体的研究进展[j].中国造纸,2019,38(03):61-69.