Способ концентрирования суспензии целлюлозного волокнистого материала

Способ концентрирования суспензии целлюлозного волокнистого материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHk (i

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

5(51) Э 21 С 9 00 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCKOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2960051/29-12 (22) 21. 08. 80 (46) 23..09.83. Бюл. 9 35 (72) Л.Е.Де-Милло, Г.А.Романов, В.A.Ñoëãàí, P.Í.×èêoâ и B.À.Êoïûëoâ . (71 Всесоюзное ордена Трудового

Красного Знамени научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (53) 676. 1. 022. 19 (088. 8) (56) 1. Акцептованная заявка Японии

Р 46-5242, кл. Э 21 Г 1/66, 1977. (54) (57) 1. СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

СУСПЕНЗИИ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНИСТОГО

МАТЕРИАЛА, включающий фракционирование суспензии, улавливание и сгущение волокна, отличающийся

„,SU(ii) А тем, что, с целью обеспечения возможности концентрирования суспензии низкомолекулярной целлюлозы и исголь-. зования целевого продукта концентрирования для получения биологической массы, улавливание- волокна осуществляют в отсветлителе со взвешенным слоем осадка при скорости движения суспензии 1,2-1,5 мм/с.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сгущение проводят флотацией волокна при расходе воздуха 3-6% от массы воды, давлении, 3-4 кг/см в течение 30-60 мин.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сгущение проводят центрифугированием.

1043213

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ концентрирования суспенэии целлюлоэных волокон из сточных вод целлюлозно-бумажного производства, включающий фракционирование суспензии, улавливание и сгущение волокна. Улавливание мелкого волскна осуществляют отстаиванием суспензии в отстойнике при скорости восходящего потока не более 1 мм/с, а сгущение — центрифугиронанием до концентрации суспенэии 15%. В результате концентрирования суспенэии целлюлозных нолокон по известному способу получается скоп мелких воло- 15 кон различной длины совместно с различными добавками целлюлозно-бумажного производства (11 .

Однако известный способ не обеспечивает нозможность концентрирования суспензии низкомолекулярнсй целлюлозы, пригодной для получения биологической массы.

Цель изобретения — обеспечение возможности концентрирования суспенэии низкомолекулярной целлюлозы и использование целевого продукта дня получения биомассы.

Зта цель достигается тем, что согласно способу концентрирования сус— пензии целлюлозного волокнистого материала, включающему фракционирование суспенэии, улавливание и сгушение волокна, улавливание волокна осуществляют н ссветлителе со взвешенным слоем осадка при скорости днижения суспенэии 1,2-1,5 мм/с.

Хрсме того, сгущение суспенэии проводят флотацией нолокна при расходе воздуха 3 — 6В от массы воды, давлении

3-4 г/см2 в течение 30 — 60 мин. 40

Причем сгущение проводят центрифугирснанием.

Б результате концентрирования суспензии целлюлозного волокнистого получают ниэкомолекулярную целлюлозу, имеющую показатели качества представленные н таблице.

Пример 1. Беленую целлюлоэную массу средней степени полимеризации 800, с массовой долей альфа-50 целлюлозы — 9 2, 3%, концен трацией

0,82% Фракциснируют под давлением

0,6 кг/см,,отходящую после фракцио. нирования суспензию напранляют на улавливание н ответлитель со взвешенным слоем осадка при скорости восходящего потока поступающей жидкости 1,2 мм/c . Затем полученную суспенэию направляют для сгущения .. на флотационное устройстно. Флотацию 60 осуществляют при расходе ноздуха 3% от поступающей жидкости, нремя уплотнения 30 MHH Сгущение ведут дс концентрации ЗЪ. Уплотненный слой негрерывно удаляют, а отходящую жидкость направляют на оснетлитель сс взвешенным "лсем осадка.

Полученная ниэксмолекулярная целлюлоза имеет следующие показатели качества: массовая доля альфа-целлюлозы — 91,4%, средняя длина волокна 0,35 мм, средняя степень полимериэации — 300.

Далее целевой продукт концентрирования — ниэксмслекулярную целлюлозу подают в аппарат для фермента.тинного гидролиза. Гидролиэ ведут при температуре реакционной среды

45-48 С, рН 4,0-4,5, который поддерживают с помощью 1 н. соляной кислоты. Расход фермента составляет 5Ъ

or массы абсолютно сухого волокна.

Процесс гидролиэа пронодят дс достижения концентрации редуцирующих веществ в гидролизате 0,5%. Гидролиэат с оставшимся волокном используют для выращивания кормовых дрожжей. Содержание сырого протеина н белковой ма-"ñå — 19Ъ.

Пример 2. Сусйензию беленой целлюлозы со степенью голимериэации

1500, содержанием альфа †целлюло

95 8%, концентрацией 0,65%, фракционируют под давлением 0,6 кг/см

Отходящую после фракционирсвания суспенэию ниэкомслекулярной целлю.лозы с содержанием взвешенных веществ 500 мг/л направляют на улавлинание в осветлитель со взвешенным слоем осадка при восходящей скорости движения жидкости 1,5 мм/с.

Перед осветлителем устанавливают специальный всздухосчиститель, н котором воздушные пузырьки полностью выделяются иэ воды. Наличие воэдухоочистителя повышает эффект улавливания волокна, снижает содержание волокна н отходящей воде до 20 мг/л.

Осадок концентрацией 30 г/л направляют на сгущение, часть осадка сгущают флотацией, другую часть — цент— рифугированием.

Флотацию проводят в две ступени.

Перную ступень флотации осуществляют при расходе воздуха 6Ъ от поступающей жидкости, давлении 4 кг/см, продолжительности 30 мин. Уплотненный флотослой, содержащий 50 г/л волокна, направляют на вторую ступень которую ведут в течение 60 мин при расходе воздуха 6Ъ и давлении 4 кг/см . Cyc Z пензию сгущают до 15% (150 г/л) .

Уплотненный слой непрерывно отбирают, а отходящую жидкость, содержащую

0,0050 г/л, направляют на оснетлитель со взвешенным слоем осадка.

Центрифугирснание другой части проводят в горизонтальной осадительной центрифуге с непрерывной выгрузкой осадка типа ОГШ (фактор разделения 2000-2500, отношение длины ротора к его диаметру 1,5-1,7).

1043213

55

Цектрифугат концентрацией волокна

5-10 г/л смешивают с суспензией, поступающей ка осветлитель со взвешенным слоем.

Иизкомолекулярную целлюлозу концентрацией 130-180 г/л с содержанием альфа-целлюлозы 91,0%, степенью полимериэации 450, длиной волокна, равной 0,23 мм, используют для ферментатинного гидролиэа с последующим получением кормовых дрожжей.

Ферментативный гидролиз проводят при 45 С и рН 4,5 с постоянным о перемешинайием массы для получения концентрации редуцирующих веществ в гидролиэате 0,6Ъ. Расход фермента

10% от массы абсолютно сухого волокна. Непрореагиронавшую часть волокон отделяют, гидролиэат используют для получения белкового корма с выходом сырого протеина до 51%.

Пример 3. Небеленую целлюлозу степенью полимериэации 1100, массовой долей альфа-целлюлозы 87%, концентрацией 0,65% фракционируют при давлении 0,6 кг/см2. Отходящую после фракциониронания суспензию с содержанием взвешенных веществ

400 мг/л (0,40%) направляют ка улавливание в оснетлитель со взвешенным слоем осадка при восходящей скорости движения жидкости 1,4 мм/с.

Концентрация суспенэии составляет

1G г/л (1цЪ), а осветленной водй—

25 мг/л.

Суспензию направляют на сгущение путем флотации, а оотнетленную воду нозвращает н производство.

Флатацию проводят в две ступени, расход воздуха на каждую ступень составляет 5% от мдссы поступающей жидкости, первую ступень ведут при давлении 3,0 кг/см в течение

30 мин, а вторую — при давлении

4 кг/см в течение 60 мин. Сгущение проводят до концентрации 100 г/л (10%). В результате концентрирования получают низкомолекулярную целлюлозу с массовой долей альфацеллюлозы 82%, степенью полимеризации 480. Ферментатинный гидролиэ проводят до содержания редуцирующих веществ 0,92%. На гидролиэате после отделения непрореагировавших волокон выращивают кормовые дрожжи с содержанием сырого протеина в белковой массе 50%.

Осуществить процесс концентрирования суспекзии с получением целевого продукта, пригодного для получения биомассы, по известному способу не удается из-за низкой исходной концентрации суспенэии и длительности осаждения в отстойниках.

Пример 4. Небеленую целлюлозу степенью полимериэации 1100, массовой долей альфа-целлюлозы 87% фракциокируют и улавливают аналогично, как в примере 3.

Низкомолекулярную целлюлозу непрерывно подают на центрифугирование.

Цектрифугирование проводят 9 горизокальной декактациокной центрифуге, типа ОГШ с непрерывной выгрузкой осадка (фактор разделения 1000-1200, отношение длины ротора к диаметру

35 40 центрифугируют с концентрацией мелкого волокна 2-5 г/л, смешивают с суспензией целлюлозы, поступающей на осветлитель со взвешенным слоем.

ОбеэноженкуЮ ниэкомолекулярную целлюлозу концентрацией 80-100 г/л с массовой долей альфа-целлюлозы 82%, степенью полимериэации 500 подвергают ферментативному гидролизу и выращиванию дрожжей на гидролиэате аналогично примеру 2.

Пример 5. Суспекзию беленой целлюлозы концентрацией 60 г/л, степенью полимериэации 1400, массовой долей альфа-целлюлозы 94,5% фракциокируют, отходящие от фракционаторов воды концентрацией 400 мг/л напранляют, как в примере 3, для улавливания целлюлоэных волокон в осветлитель со взвешенным слоем осадка, где суспензию концентрируют до 12 г/л. Получечную суспензию (pH 4,5) нейтрализуют аммиачной водой до рН 6,5-7,0 в башне емкостью 140 м и затем сгущают путем центрифугирования до 75% влажности. В результате получают низкомолекулярную целлюлозу степенью полимериэации 550 с массовой долей альфа-целлюлозы 91,5, смолы — 0,15%, зольностью 0,5%, пригодную для исполь зования в качестве корма жвачным животным.

Предлагаемый способ концентрирования суспензии целлюлозного волокнистого материала обеспечивает получение суспенэии ниэкомолекулярной целлюлозы, пригодной для получения биомассы, 1043213

Показатель

Небеленая

Беленая

Массовая доля альфа-целлюлозы, Ъ ю

0 25

0,40

Составитель A. Моносов

Редактор О. Половка Техред М.рергель Корректор О. Билак

Заказ 7286/30 Тираж 384

Попписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4

Массовая доля смол и жиров, %

Зольность, В

Средняя степень полимеризации

Средняя длина волокна, мм

75-80

12-20

0,50-1,5

480-530

91,0-92,5

0,5-2,0

0,7-1,0

300-550