Способ получения волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги и картона

Способ получения волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги и картона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, включакщИй варку растительного сырья с черным сульфатным щелоком, дефибрирование, промывку и размол, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, перед прокывкой массу обрабатывают сернокислым алюминием в количестве 1,5-3,0% от массы абсолютно сухого сырья. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку массы сернокислым алюминием осуществляют после дефибрирования.д (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (21) 3480035/29-12

:(22) 05 ° 08.82 (46) 15.01.84. Бюл.-р 2 (72) A.Ø.Коссой, Э.М.Лившиц, P.A.Нарымская, A.A.Дыбцин и A.Ò,Oëåéíèê (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт целлюлоэно-бумажной промыш ленности (53) 676.1 .022.1(088 ° 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 432256, кл. 0 21 С 3/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 166881, кл. 0 21 С 3/00, 1963 (прототип)ю (54 ) (5 7) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ИЗГОТОВ-.

ЛЕНИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, включающий варку растительного сырья с черным сульфатным щелоком, дефибрирование, промывку и раэмол, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, перед проьивкой массу обрабатывают сернокислым алюминием в количестве 1,5-3,0% от массы абсо,лютно сухого сырья.

2..Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что обработку массы сернокислым алюминием осуществляют после дефибрирования.

1067110

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве

g азличных видов картона, оберточных и упаковочных бумаг.

Известен способ получения волокнистого полуфабриката путем варки растительного сырья с раствором моносульфита натрия, содержащим в качестве буферной добавки черный сульфатный щелок (13 .

Недостатком этого способа является использование таких двух реагентов как моносульфит и черный щелок, совместное применение которых затрудняет и практически делает невозможным регенерацию щелоков, имеющую исключительно важное значение для целлюлозного производства, на котором базируется производство полуфабриката. Кроме того, применение 20 двух химических агентов усложняет процесс и удорожает продукт.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ 25 получения ввлокнистого полуфабриката для изготовления бумаги и картона, включающий варку растительного сырья с черным сульфатным щелоком, дефибрирование, промывку и размол f2 J .

Известный способ прост и вью ."окоэкономичен, так как химикатами служат содержимое черного щелока, являющегося отходом от варки целлюлозы по сульфатному способу, которые вновь возвращаются в производство после регенерации. Способ обеспечивает получение полуфабриката сравнительно высокого качества и выхода.

Недостатком способа является то, что при его осуществлении реализу- 40 ются не все потенциальные возможности черного щелока по части достижения еще более высокой качественной характеристики полуфабриката и увеличения его выхода. 45

Цель изобретения — повышение. выхода и качества целевого продукта.

Цель достигается тем, что, согласно способу получения волокнистого полуфабриката для изготовления 50 бумаги и картона, включающему варку растительного сырья с черным сульфатным щелоком, дефибрирование, промывку и размол, перед промывкой массу обрабатывают сернокислым алюминием в количестве 1,5-3,0Ъ от массы абсолютно сухого сырья.

При этом обработку массы сернокислым алюминием осуществляют после варки или после дефибрирования. 60

Сернокислый алюминий, в присутствии которого протекает процесс получения древесной массы, имеет своим назначением закрепление на волокне лигнина и гемицеллюлоз, преимущественно ксилана, содержащих ся в черном щелоке и, тем самым, увеличение выхода и повышение качества продукта.

Увеличению сорбции лигнина и прочному его закреплению на волокне способствует то, что согласно предлагаемому способу сам лигнин, содержащийся в черном щелоке, претерпевает во время варки при высоких температурах и давлении существенные изменения, которые приводят к увеличению содержания низкомолекулярных фракций лигнина, которые в отличие от высокомолекулярных более реакционноспособны и вступают не только в физическую связь с волокном (адсорбцию), но и в химическую,.а следовательно, и более прочную. Таким образом, предлагаемым способом обеспечивается увеличение количественного осаждения и закрепления лигнина на волокне в результате проявления химических связей и адсорбции и благодаря этому повышение качественных показателей полуфабриката. .Способ осуществляют следующим образом, Растительное сырье (древесную me. пу, тросниковую сечку и др) подвергаю непрерывной варке при 160-180 в течение 15. 40 мин с черным сульфатным щелоком, горячему дефибрированию, промывке и последующему размолу. После варки, т.е. до дефибрирования, или непосредственно после горячего дефибрирования, в массу вводят водный раствор сернокислого алюминия. Так, если мельница-дефибратор является прямым продолжением варочного аппарата и соединена с ним, раствор сернокислого алюминия вводят в массу йепосредственно после мельницы-дефибратора (т.е. после дефибрирования ), Если мельница-дефибратор отделена от варочного anna. рата выдувным резервуаром, раствор вводится в массу перед подачей ее в мельницу-дефибратор из выдувного резервуара (т.е. после варки).

Затем после отделения от массы крепкого черного щелока и промывки массу раэмалывают в зависимости от назначения до 26-40 ШР, Способ испытан в лабораторных условиях. В качестве растительного сырья используют щепу состава, Ъ:

80 ели + ; 70 осины + 30 хвойной древесины; 70 березы + 30 хвойной древесины, Варку проводят в лабораторном дефибраторе с черным сульфатным щелоком с содержанием активной щелочи

4,3 г/л в ед. Na O лигнина 53 г/л, рй 12,3. Температура варки 160, 170 и 180 С. Продолжительность варки при выключенном роторе равна 40, 30 и

1067110

Состав щепы,. %

Ель 80, Сосна 20

Показатели массы

Режим варки

180 С, 15 мин о

160 С, 40 мин

Примеры

Расход сернокислого алюминия, %

P а сход сер иоки сЛОГО алЮМИНия %

Без серно. ки слого алю мин ия асход сернокисОГО аЛЮМиНИя,%

Без серно.— кислоro алю миния

1,0 1,5.

3,0

1,5

1,5

3,0

28,2 28,8 29,2

92,2 91,1 93,6

28,0

28,6 29,5

92,5 93,2

Выход, %

93,9 94,8

89,9

Прирост выхода,%

Степень помола, ШР

2,6

1,7

1,2 3,7

0,2 0,9

61 62

62 60

62 62

Pasрывная длина, м 5050 5100 4970 5218 5285

5140 5160 5382

15 мин соответственно. Гидромодуль

3,6г1. Дефибрирование .проводят при тех же температурных условиях ° Сразу после варки в горячую массу вводят раствор сернокислого алюминия в количестве 1-.4% от абсолютно сухоro волокна. После этого массу подвергают дефибрированию, промывке и размолу на дисковой мельнице и из нее изготавливают отливки массой

70 г/м, которые анализируют на содержание лигнина и подвергают физико-механическим испытаниям.

Из той же щепы и при тех же режимах варки получают полуфабрикат по способу-прототипу (без введения глинозема).

Иэ полученных полуфабрикатов готовят .образцы массой 70 г/м, и подй вергают испытаниям.

Режимы обработки и физико-механические показатели образцов приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что при использовании предлагаемого способа повышается выход целевого продукта на

1,0-3,7% и существенно улучшаются все показатели механической прочности, особенно прочность на сопротивление продавливанию.

Содержание лигнина,% 28,9 29,3

В табл, 2 приведены показатели картона, полученного с применением укаэанной химической древесной массы. Для удобства сравнения приведены показатели картона с химической древесной массой, полученной по предлагаемому способу и по способу-прототигу (без введен:.я сернокислого алюминия). Как видно из табл. 2, все качественные показатели картона

10 с содержанием в композиции полуфабри ката, полученного по предлагаемому способу, выше, чем с полуфабрикатом, полученным по известному способу.

Объясняется это тем, что в химиче15 ской древесной массе повышается содержание лигнина,.который, будучи полимерным материалом, — размягчается под действием высокой температуры и давления, становится липким и приобретает высокую адгезионную способность. При прохождении картона

4ереэ сушильную часть машины под действием высокой температуры происходят укаэанные изменения физического состояния лигнина, которые приводят к большому увеличению прочности сцепления волокон между собой и повышению механической прочности картона. ! Таблица 1

1067110

Продолжение табл.1

«Ь««ь«йа««СС«««ФЮФ«ЬФю««аде

» ««В ««««««4«ЙВ Ффь 4«

Состав щепы, %

Ель 80, Сосна 20

Показатели ма ссай

Режим варки

180 С, 15 мии

160 С, 40 мин

Примера

° Ь «4««« «««««Ю

4 5

6 7 8 м ««ю Ь«ю ««а»

Расход сериокислого алюе ния, В

Расход сернокис" лого алюминия,Ъ асход сернокисого алюминия,В

1,0 1,5

° ю «е««ю ««ю

3,0

1у 5

1,5

3,0

ЮЮ Ю««

163

173 156

146

170 176

182

175

Сопротивление раздиранию, MH . 396

361 388

370 381

400

390

400

Продолжение табл.1

Состав щепы, %

Осина 70, Хвойная 30

Береза 70, Хвойная 30

Режим варки

Показа ели массы

170 С, 30 мин

170 С, 30 мин

170 С, 30 мин

Примера

14 15

9 10 11

Расход сернокислого алюминия, Ъ

Расход сернокислого алюминия, Ъ

1,5 3,0

1 5

3,0

3,0 4i0

Содержание лигнина,Ъ

28,9 27,2 27, 8 28,2 26,9

29,8 29,3

94,6 94,9

92,7 94,1 94,4 93 1

95 1

Выход, Ъ

Прирост выхода,Ф

1,0 18

2,1

2,3 2,6

Степень помола, ШР 60 . 61

60 62, 61

62 60

1«а «« «««ww+4

Сопротн вление продавливанию,кПа

Беэ серно кисло

1.О cLtl минин

Беэ сернокислоro алюминия

28,4 28,4

92,3 94,8

Беэ сернокислого алю миния

Беэ серноюслого алюминияя

Расход сернокислого алюминия, Ъ

Без сернокислого алюминия

1067110

ПродОлжение табЛ.1 ю ю ю ю ю рь аь ю ю ю ю» ю ю ю ю аа ю аа аа ю ю ю ю ю «я

1 ю Юаа Ю ю ю»ЮВ ю»

Состав щепы, В

»ююююю»юю»ааю»»«»ю ю»ВЮ»ююююю

Береза 70, Хвойнав 30

Осина 70, Хвойная 30

»»»»»»»«ааюю»»ю»»»»»»»ю»ВЬ»ю»«»юююююПоказатели масси

Режим варки

ЮЮЮЮЮЮ»ЮЮЮЮ»ю Ю

170 С, 30 мнн - 170 С, 30 .мии

Ю ЮЮЮЮ»Ю

170 С, 30 мин

Ю ЬВ Ю Ю Ю Ю

Примеры

14 15 1б 17 юаьюаь» аа юю»ююююююьа

11 12 13

9 10 ю аьаа ю ю ю ю ю аа аа ю» асход серноислого алюиия, В

»»ЮЮ» ЮЮЮЬВЮЮ

1,5 3 0 сернокиоло

ГО алЮ ииния

° а» »аа ВВ»

Без серно- к кисло» ми го алю-миния

Расход сернокислого алюминия, з

Расход серно кислого алюминия g Ф

ЮЮ»юю ЮЮЮЮ»ю

3,0 4,0

1,5 3,0

Л...........

5405 5390 5103 5708 5680 5107 5130 5250 4843

«ЮЮЮЮВ

Разрывная длина, м

Сопротивление продавливанию,кПа 175 176

179 185 143

152 212 194

Сопротивление раэдиранию, мН 375 375

224 220 190

360 445

410 380

Таблица 2

Состав щепы, В

Качественные показатели картона

Берез 70

Хвойная 30

Осина 70

Хвойная 30

Ель 70

Сосна 30

Способ получения химической древесной массы

Масса 1 м,r 175

172

178

125

178

Толщина, мм

0,29. 0i31

0,31- 0,29

0,32

0,30

%бсолвтное сопроти вление продавливанию, кПа

605

675

528

710.755

650

Предлагаемый. по,примеру 8 (расход глинозема

1,5 ) Без сернокислого алюми» ния .

Известный по примеру

11 (без глино зема) Предлагаемый по примеру

12 (рас-. ход глинозема, 1,5%) Известный по примеру

14 (без глинозе-. .ма) .

Предлагаемый по примеру

15 (расход гли- .нозема

1,5%) Известный по примеру

17 (беэ глинозема) 1067110

Продолжение табл.2

»»»»»«фВ»»»»«»«»»»»» °

»»»»»»»»»«»»»»а »»»

1

Состав цепы, %

Качественные показатели картона

Осина 70

Хвойная 30 Ель 70

Сосна 30

»»

Способ получения

Берез 70

Хвойная 30 химической древесной массы

«»» «т»

» «

»»»«»»«««««\»

Излом, ч.дв.пер.

586

836

583

524

416

163

306

337

311

380

352

312

Составитель A. Хоносов, Редактор С. Лисина Техред T.Ìàòo÷êà Корректор Г. Решетник

Заказ 11166/33 Тираж 379 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Pазрушающее усилие при сжатии кольца в поперечном направлении,Н

Предлагаемый по примеру 8

{расход глино» зема

1,5Ф) Известный по примеру

11. (без глинозема) Предлагаеьый no примеру

12 (рас« ход глинозема, 1,ЬЕ) ««

Известный по примеру

14 (без глинозема) Предлагаемяй по примеру

15 (расход глинозема

1,5a) Известный по примеру

17 (без глинозема)