技术特征：
1.一种纳米纤维素-浆料脱水系统，其包含：纳米纤维素浆料进料子系统，其中所述纳米纤维素浆料包含纳米纤维素和水；用于分散剂/干燥剂的进口；与所述纳米纤维素浆料进料子系统流动连通的双螺杆挤出机，其中所述双螺杆挤出机被配置成紧密混合所述纳米纤维素浆料和所述分散剂/干燥剂，并且其中所述双螺杆挤出机被配置成具有一个或多个挤出机排放口以从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水；用于回收包含所述纳米纤维素和所述分散剂/干燥剂的纳米纤维素-分散体浓缩物的挤出机出口；以及任选的碾磨装置，其被配置成产生含有所述纳米纤维素-分散体浓缩物的粉末。2.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素浆料进料子系统被配置成具有内部旋转搅拌器和/或擦拭叶片以混合所述纳米纤维素浆料。3.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素-浆料脱水系统包含混合单元，该混合单元被配置成混合所述纳米纤维素浆料与所述分散剂/干燥剂。4.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素-浆料脱水系统包含纳米纤维素浆料预浓缩单元，该纳米纤维素浆料预浓缩单元被配置成在所述挤出机中去除水之前从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水。5.如权利要求4所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩单元是离心机。6.如权利要求4所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩单元是过滤装置。7.如权利要求4所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，用于所述分散剂/干燥剂的所述进口是到所述纳米纤维素浆料预浓缩单元的进口。8.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述双螺杆挤出机是同向旋转双螺杆挤出机。9.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述双螺杆挤出机是反向旋转双螺杆挤出机。10.如权利要求1所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述任选的碾磨装置是存在的。11.一种纳米纤维素-浆料脱水系统，其包含：纳米纤维素浆料进料子系统，其中所述纳米纤维素浆料包含纳米纤维素和水；用于分散剂/干燥剂的进口；与所述纳米纤维素浆料进料子系统连通的双转子混合器，其中所述双转子混合器被配置成紧密混合所述纳米纤维素浆料和所述分散剂/干燥剂，并且其中所述双转子混合器被配置成具有一个或多个混合器排放口以从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水；以及任选的碾磨装置，其被配置成产生含有所述纳米纤维素-分散体浓缩物的粉末。12.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，用于所述分散剂/干燥剂的所述进口是到所述纳米纤维素浆料进料子系统的进口。
13.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素-浆料脱水系统包含混合单元，该混合单元被配置成混合所述纳米纤维素浆料与所述分散剂/干燥剂。14.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素-浆料脱水系统包含纳米纤维素浆料预浓缩单元，该纳米纤维素浆料预浓缩单元被配置成在所述双转子混合器中去除水之前从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水。15.如权利要求14所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩单元是离心机。16.如权利要求14所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩单元是过滤装置。17.如权利要求14所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，用于所述分散剂/干燥剂的所述进口是到所述纳米纤维素浆料预浓缩单元的进口。18.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述双转子混合器是同向旋转双转子混合器。19.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述双转子混合器是反向旋转双转子混合器。20.如权利要求11所述的纳米纤维素-浆料脱水系统，其中，所述任选的碾磨装置是存在的。21.一种用于脱水纳米纤维素浆料的方法，所述方法包括：(a)提供包含纳米纤维素和水的纳米纤维素浆料；(b)提供选择的用于与所述纳米纤维素相容的分散剂/干燥剂；(c)在双螺杆系统中，紧密混合所述纳米纤维素浆料和所述分散剂/干燥剂；(d)在所述双螺杆系统中，经由一个或多个系统排放口从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水，以产生纳米纤维素-分散体浓缩物；(e)任选地碾磨所述纳米纤维素-分散体浓缩物以产生粉末；以及(f)回收呈固体形式或液体形式的所述纳米纤维素-分散体浓缩物。22.如权利要求21所述的方法，其中，将所述纳米纤维素浆料在纳米纤维素浆料预浓缩步骤预浓缩以在步骤(c)之前从所述纳米纤维素浆料去除至少一部分的所述水。23.如权利要求22所述的方法，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩步骤是离心。24.如权利要求22所述的方法，其中，所述纳米纤维素浆料预浓缩步骤是过滤。25.如权利要求21所述的方法，其中，所述分散剂/干燥剂选自由以下组成的组：蜡、聚烯烃、烯烃-马来酸酐共聚物、烯烃-丙烯酸共聚物、多元醇、脂肪酸、脂肪醇、多元醇-甘油酯、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷-烷基酯、聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素衍生物、微粒、以及其组合或反应产物。26.如权利要求21所述的方法，其中，在步骤(c)之前将所述分散剂/干燥剂添加至所述纳米纤维素浆料中。27.如权利要求21所述的方法，其中，所述双螺杆系统以从约120℃至约300℃的平均温度操作。28.如权利要求21所述的方法，其中，所述双螺杆系统以小于所述纳米纤维素的热分解起始温度的最高系统温度操作。
29.如权利要求21所述的方法，其中，所述双螺杆系统以小于所述分散剂/干燥剂的热分解起始温度的最高系统温度操作。30.如权利要求21所述的方法，其中，所述双螺杆系统是含有多个挤出机区域的双螺杆挤出机，并且其中，独立地控制所述挤出机区域中每一个的区域温度。31.如权利要求30所述的方法，其中，所述区域温度沿着所述双螺杆挤出机的长度增加。32.如权利要求21所述的方法，其中，所述系统排放口中的至少一个在真空下操作。33.如权利要求32所述的方法，其中，步骤(d)使用多个系统排放口，并且其中，所述系统排放口中的每一个在真空下操作。34.如权利要求21所述的方法，其中，所述纳米纤维素在所述纳米纤维素-分散体浓缩物中以约10wt％至约90wt％的浓度存在。35.如权利要求21所述的方法，其中，所述分散剂/干燥剂在所述纳米纤维素-分散体浓缩物中以约5wt％至约65wt％的浓度存在。36.如权利要求21所述的方法，其中，所述纳米纤维素包括纤维素纳米晶体、纤维素纳米原纤维、微原纤化纤维素、或其组合。37.如权利要求21所述的方法，其中，所述纳米纤维素包括含木质素的纳米纤维素。38.如权利要求21所述的方法，其中，所述纳米纤维素包括木质素涂覆的纳米纤维素。39.如权利要求21所述的方法，其中，所述方法是连续的或半连续的。40.如权利要求21所述的方法，其中，所述方法是分批工艺。
技术总结
本发明允许生产呈干燥形式的纳米纤维素，使得能够结合到多种最终用途应用中。一些变体提供了一种纳米纤维素-浆料脱水系统，其包含：纳米纤维素浆料进料子系统；用于从纳米纤维素浆料去除至少一部分的水的预浓缩单元(例如，离心机)；用于分散剂/干燥剂的进口；与该纳米纤维素浆料进料子系统流动连通的双螺杆挤出机，其中该双螺杆挤出机紧密混合该纳米纤维素浆料和该分散剂/干燥剂，其中该双螺杆挤出机剪切该纳米纤维素浆料，并且其中该双螺杆挤出机被配置成具有一个或多个挤出机排放口以从该纳米纤维素浆料去除水；以及用于回收纳米纤维素-分散体浓缩物的挤出机出口。可以采用碾磨装置以产生该纳米纤维素-分散体浓缩物的细粉。还描述了制造和使用脱水或干燥的纳米纤维素的方法。素的方法。素的方法。
技术研发人员：金伯利
受保护的技术使用者：格兰生物科技知识产权控股有限责任公司
技术研发日：2020.03.22
技术公布日：2022/10/25