Способ получения целлюлозы

Способ получения целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии получения целлюлозы натронной и сульфатной варкой древесины лиственных и хвойных пород и позволяет повысить выход целлюлозы и снизить непровар при одновременном упрощении технологического процесса. Древесную щепу из древесины лиственных или хвойных пород подвергают варке щелочным раствором - натронным или сульфатным щелоком в среде, в качестве которой используют последрожжевую бражку гидролизно-дрожжевого производства с содержанием сухих веществ 3,68-10,45 г/л. 6 табл.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 0 21 С 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4181547/31-12

/ (22) 14.01. 87 (46) 30.07.89. Бюл. Р 28 (71) Институт леса Карельского филиала АН СССР (72) И.С.Гелес (53) 676.1.022.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 931873, кл. D 21 С 3/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1305223, кл. D 21 С 3/02, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к техноИзобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при прлучении целлюлозы натронной и сульфатной варкой древесины лиственных или хвоиных пород.

Цель изобретения — повышение выхода целлюлозы и снижение непровара при одновременном упрощении технологического процесса.

В предлагаемом способе в качестве среды, содержащей продукт химической переработки древесины, используют последрожжевую бражку (ПДБ ГДП) гидролизно-дрожжевого производства с содержанием сухих веществ 3,6810,45 г/л.

Используемая КПДБ КДП содержит, г/л. зольные элементы 1,12-2,70; ор ганические вещества (в основном лигногуминовый комплекс) 2,56-7,75;

ÄÄSUÄÄ 1497316 А1 логии получеййя целлюлозы натронной I и сульфатной варкой древесины лиственных и хвойных пород и позволяет повысить выход целлюлозы и снизить непровар при одновременном упрощении технологического процесса. Древесную щепу из древесины лиственных или хвойных пород подвергают варке щелочным раствором — натронным или сульфатным щелоком в среде, в качестве которой используют последрожжевую бражку гидролизно-дрожжевого производства с содержанием сухих веществ 3,68-10,45 г/л. 6 табл. остаточный азот 20-35; остаточный фосфор 70-100.

ХПК используемого продукта составляет 6600-11600 мг 0 /л, содержание редуцирующих веществ (РВ) 0,09О, 11%.

В качестве активного компонента щелочного реагента используют гидроксид натрия (при натронной варке) или смесь его с сульфидом натрия (при сульфатной варке) .

Пример 1. Березовую щепу в количестве 70 r абсолютно сухой древесины (а.с.д.) загружают в автокла . фв емкостью 400 мп, заливают 300 мп

eeah натронного варочного раствора (для натронной варки) и помещают в автоклав в глицериновую баню. Варочный раствор готовят на ПДБ ГДП с содержанием 10,45 г/л сухих веществ.

3 14973

Характеристика ПДБ представлена в табл.1.

Расход активной щелочи составляет

16% от общей массы органических веществ. Варку ведут в трех повторностях при 170 С в течение 1 ч 40 мин, гидромодуле 4,3:1.

Параллельно проводят натронную варку березовой щепы по указанному режиму с добавлением 0,75% от массы а.с.д. продукта щелочной термической обработки (280 С) концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (известный способ) . l5

После варки определяют выход сортированной массы, непровара, общий выход, степень делигнификации и физико-механические показатели целлюлозы, данные представлены в табл.2 ° 20

Пример 2. 60 г а.с.д. ели загружают в автоклав емкостью 400 мл, куда заливают 250 мл варочного раствора и помещают в глицериновую баню.

Варочный раствор готовят на ПДБ с со-- 25 держанием 10,45 г/л сухих веществ.

Расход активной щелочи составляет

18% от массы щепы и органических веществ. Варку ведут в трех повторностях при 170 С в течение 110 мин, 30 гидромодуле 4,3:1.

После варки определяют выход сортированной массы, непровара, общий

1 выход целлюлозы, степень делигнификации и физико-механические показа35 тели целлюлозы, данные представлены в табл.2.

Пример 3. Березовую щепу в количестве 70 г а.с.д. загружают в автоклав емкостью 400 мл, заливают 40

300 мл варочного раствора для сульфатной варки и помещают в глицериновую. баню. Варочный раствор готовят на ПДБ с содержанием 3,68 г/л сухих веществ. Характеристика ПДБ приведена в табл.3. Расход активной щелочи составляет 14,5% от общей массы органических веществ, сульфидность варочного раствора 28,8%. Варку ведут в трех повторностях при

165 С в течение 1 ч, гидромодуле

4,3: 1. В качестве контроля проводят сульфатную варку,на технической воде в трех повторностях по указанному режиму.

После варки определяют выход сортированной массы, непровара, общий выход целлюлозы, степень делигнификации и физико-механические показатели, 16 целлюлозы, данные представлены табл.4.

Пример 4. 60 г щепы сосны в пересчете на а.с.д. загружают в автоклав емкостью 400 мл, куда заливают 245 мл варочного раствора. Автоклав помещают в глицериновую баню.

Варочный раствор для сульфатной варки готовят на ПДБ с содержанием

3,68 г/л сухих веществ. Характеристика ПДБ представлена в табл. 3. Расход активной щелочи составляет 17,3% от общей массы органических веществ, сульфидность варочного раствора

28,8%.. Варку ведут в трех повторностях при 170 С в течение 1 ч 20 мин при гидромодуле 4,3:1 °

Параллельно проводят сульфатную варку сосновой щепы по вьппеуказанному режиму с добавлением 1,0% от массы а.с.д. продукта щелочной термической обработки (300 С) концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (известный способ) .

После варки определяют выход сортированной массы, непровара, общий выход целлюлозы, степень делигнификации и физико-механические показатели целлюлозы, данные представлены в табл.4.

Пример 5. Щепу березы в количестве 70 г а.с.д. загружают в автоклав емкостью 400 мп, заливают

307 мл варочного раствора для сульфатной варки и помещают в глицерино" вую .баню. Варочный раствор готовят на ПДБ с содержанием 8,43 г/л сухих веществ, которая содержала 2,85% органических веществ от массы а.с.д.

Характеристика ПДБ представлена в табл.5. Расход активной щелочи составляет 14,5% от общей массы органических веществ, сульфидность варочного раствора 28,8%. Варку ведут в трех повторностях при 165ОС в течение 1 ч, гидромодуле 4,3:1. Контрольную варку проводят аналогично примеру 3 ° Результаты варки представлены в табл.6.

Пример 6. 60 г щепы сосны в пересчете на а.с.д. загружают в автоклав емкостью 400 мл, куда заливают 245 мл варочного сульфатного раствора. Автоклав помещают в глицериновую баню. Варочный раствор Для сульфатной варки готовят на ПДБ с содержанием 8,43 г/л сухих веществ.

Характеристика ПДБ приведена в табл.5.

1497316

Таблица

РВ, 7

Содержание

Сухие вещества, г/л

Зольные вещества, г/л

Органичес- ХПК, Остаточный кие веще- мг О /л азот (М ) ства,. г/л мг/л

Остаточный фосфор (0@), мг/л

0,14 10,45

2,70

7,75

7200

100

Расход активной щелочи составляет

17,3% от общей массы органических веществ, сульфидность варочного раствора 28,87. Варку ведут в трех повторностях при 170 С в течение 1 ч

20 мин при гидромодуле 4 3:1.

Параллельно проводят сульфатную варку сосновой щепы по укаэанному режиму с добавлением 0,5Х от массы 10 а.с.д. продукта щелочной термической обработки (300 С) концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (известный способ).

После варки определяют выход сор- )5 тированной массы, непровара, общий выход целлюлозы, степень делигнификации и физико-механические показатели целлюлозы, данные представлены в табл. 6. 20

Из приведенных в табл. 2, 4, 6 данных видно, что использование НДБ гидролизно-дрожжевого производства с содержанием сухих веществ 3,6810,45 г/л позволяет повысить выход 25 целлюлозы íà 1 0-6,37, снизить непровар в 2-3 раза по сравнению с известным способом. При этом физикомеханические показатели целлюлозы сохраняются на уровне показателей З0 целлюлозы, полученной по известному способу, а в некоторых случаях несколько превышают их.

При этом одновременно достигается упрощение технологического процесса, так как отпадает .необходимость в приготовлении специальных химических добавок, требующих специального оборудования, расхода химикатов и высокотемпературных режимов. Кроме того, данный способ позволяет утилизировать многотон: ажный отход, каким является ПДБ ГДП, что позволяе-, значительно снизить нагрузку на станции биологической очистки, предотвратить загрязнение окружающей среды и сократить потребление свежей воды.

Формула изобретения

Ь

Способ получения целлюлозы путем варки цревесной щепы щелочным реагентом в среде, содержащей продукт химической переработки древесины, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целлюлозы и снижения непровара при одновременном упрощении технологического процесса, в качестве среды, содержащей продукт химической переработки древесины, используют последрожжевую бражку гидролизно-дрожжевого производства с содержанием сухих веществ 3,68-10,45 г/л °

1497316

Таблица

Способ

Показатели

Предлагаемый по примерам

1 ) 2

Известный

1 ) 1 2 3

Использованная древесина

Добавлено по объему

ПДБ, %

Добавлено с ПДБ органических веществ, % от а.с.д.

Выход сортированной массы, %

Выход непровара, %

Общий выход целлюлозы, %

Увеличение выхода, % по отношению к

Береза Береза Ель

Береза Ель

100

100

0,75

3,32

3,23

46,6

4,2

50,1

1,0

49,6

1,3

51,0

1,0

51,3

2,1

53,4

50,8

51,1

51,3

52 0

-0,6

1,8 контролю

Степень делигнификации

Физико-механические показатели (масса отливки 75 г/м, степень помола

Оо m) 28,4

32,4

84,8

82,3

40,3 удлинение в момент разрыва, мм разрывная длина, м сопротивление: продавливанию, кПа раздиранию, МН излому, ч.д.п.

3 85

3,97

3,83

3,83

3,95

7260

7100

6770

6540

7520

334

854

1780

917

1500

346

1600

1480

358

846

1750

Добавлен продукт щелочной термической обработки концентрата сульфитнодрожжевой бражки.

Таблица 3

Содержание

Вода, . РВ, %

Органичес- ХПК, кие веще- мг О /л ства, г/л

Остаточный Остаточный азот (Н ), фосфор мг/л (Р О g), ° мг/л

Зольные

Сухие ве щества, г/л вещества, г/л

99,6 3,68

2,56 6600

0,09

20

i,12

1497316

Таблица 4

Показатели

Способ

Известный

1 1

Предлагаемый по примерам

3 (4

t 2

Использованная древесина

Добавлено по объему ПДБ

Добавлено с ПДБ органических веществ, Х от а.с.д.

Выход сортированной массы, Ж

Сосна Береза Сосна

Сосна

Береза

100

100

1,0"

1,07

46,3

43,0- 52,5

47,1

54,3

1,5

4,6

2,0

1,6

Выход непровара, Х

Общий выход целлюлозы, 7.

Увеличение выхода по отношению к контролю, %

Степень делигнификации

Физико-механические показатели (масса отливки 75 г/м2, степень помола

60 IP) разрывная длина, м

Сопротивление: продавливанию, кгс/см2 раздиранию, гс излому, 47,8

54,5

47,6

48,2

55,9

-0,4

0,8

40,7

28,5

36,4

37,7

40,0

9022

8750

9680

10680

8770

5,2

61,3

2055

4,24

60,0

2164

5,30

62,8

2350

5,36

63,0

2994

4,85

64,0

1982

Добавлен продукт щелочной термической обработки концентрата сульфитнодрожжевой бражки.

Таблица 5

Содержание

Вода,Ж

Сухие вещества, г/л

Зольн

К, Остаточный Остаточный PB Х

О /л азот (N ), фосфор

/л (P,О,), мг/л

Ор ганические вещества, г/л вещес ва, г

99,2 8,43

1,78 6,65

11600

0,11

12

149731 6

Таблица

Способ

Показатели

Предлагаемый по примерам

5 6

Известный

1 2 3

Использованная древесина

Добавлено по объему ПДБ

Добавлено с ПДБ органических веществ, от а.с.д.

Выход сортированной массы, Выход непровара, Общий выход целлю-! лозы, . от а. с.д.

Увеличение выхода, по отношению к

Береза

Сосна

Сосна Береза Сосна

100

100

0,5

2,85

2,73

43,2

4,5

52,1

1 ф 7

48,1

1,2

55,3

1,7

47,0

0,8

47,7

57 0

49,3

47,8

53,8

6,0

-0,2

3,0 контролю

Степень делигнификации

Физико-механичес44,5

48,2

52,5

33,7

40,7 кие показатели (масса отливки

75 r/ì2, степень помола 60 1!1Р) разрывная длина, м сопротивление: продавливанию, кгс/см раздиранию, гс излому, ч.д.п.

10400

10100

8800

9980

8900

4,50

62,0

1950

5,40

66,0

2300

5,43

68,0

2540

5 39

68,0

2250

4,73

65 0

1890

Добавлен продукт щелочной термической обработки концентрата сульфитнодрожжевой бражки.

Составитель А.Моносов С Шекма

Редактор И.Сегляник Техред М,Ходанич Корректор С.Ыекмар

Подписное

Тираж 330

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Ó êrîðîä, ул. Гагарина,101

11 II

Заказ 44 16/34

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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