Добавка к варочному раствору при получении целлюлозы щелочной варкой лиственных пород древесины

Добавка к варочному раствору при получении целлюлозы щелочной варкой лиственных пород древесины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (II> 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 11. 80 (21) 3210232/29-12 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 01.06.82 (51)М. Кл.

Э21 С 3/02 ффеударстеанвй кемнтет

СССР

IN N13M вэабретехкй я втквнткй (53) УДК 676. 1.

° 022. 1 (088.8)(72) Авторы изобретения

И. С. Гелес и Л. В. Голубева

Институт леса Карельского филиала AH СССР (71) Заявитель (54) ДОБАВКА К ВАРОЧНОМУ РАСТВОРУ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ

БЕЛЛЮЛОЗЫ ЩЕЛОЧНОЙ ВАРКОЙ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

ДРЕВЕ СИ НЫ

Ф

Изобретение относится к добавкам и варочные растворы для получения целлюлозы щелочной варкой лиственных пород древесины и может быть использовано при производстве целлюлозы, для бумаги и картона.

При щелочной варке древесины происходит процесс деструкции полисахаридов древесины, который снижает выход целлюлозы. Для того, чтобы повысить выход целлюлозы необходимо стабилизировать углеводный комплекс древесины. Одним из путей стабилизации углеводов при щелочной варке является введение в варочный раствор различных добавок, в частности органических, полученных синтетическим путем.

Известно, что при получении целлюлозы щелочными способами из целлюлозос » держащего сырья в варочные растворы, вводят добавку, представляющую собой соединение, взятое из группы дигидрооксиантраценв, дигидрооксидигидроантрацена, карбоксидигидроантрацена и дигидрооксиантрацен сульфоната. Так, при патронной варке древесины лиственных по род к варочному раствору добавляют дигидрооксиантрацен 0,02% к весу древесио ны. Варку проводят при 155 С в течение

75 мин. Расход щелочи составляет 15,5% к весу древесины 111.

Оцнако известная добавка, представляющая собой продукт, получаемый из дефицитного сырья, лишь незначительно повышает выход целлюлозы на 0,9%.

Бель изобретения — расширение ассортимента добавок к варочным растворам при одновременном повышении выхода и сохранении качественных показателей целлюлозы.

Поставленная цель достигается приме20 пением водного раствора экстрактивных веществ коры хвойных пород древесины в качестве добавки к варочному раствору при получении целлюлозы щелочной варкой лиственных пород дрелесинш.

03 1873

Использование указанного водного раствора известно в кожевенном производсгее в качестве дубяшего агента (2).

Экстрактивные вещества коры хвойных пород древесины ели или сосны получают путем обработки коры водой при 90о

lOO С и атмосферном давлении в течение 90-150 мин. Водный раствор содержит 1,7-3,5% .экстрактивных веществ коры, которые имеют следующий

cocrae, вес .

Дубильные вещества 45-7 0

Низкомолекулярные уг.::воды l 1,5-53,4

Смолистые вещества 1,6-18,5

Добавление водного раствора экстрактивных веществ коры хвойных пород к варочному раствору 2-5Ъ от массы абсолютно сухой древесины лиственных пород при щелочных способах получения целлюлозы оказывает защитное действие на углеводный комплекс древесины, что способствует повышению выхода целлюлозы.

Пример 1. Водный раствор экстрактивных веществ коры ели получают следующим образом. 200 г коры ели влажностью 7,9 обрабатывают

1600 мл воды при 90 С в течение

15О мин, Водный раствор экстрактивных веществ отделяют от твердого остатка путем фильтрования. Концентрация экстрактивных веществ коры ели в водном растворе составляет 3,5 . Полу- ченные водорастворимые экстрактивные вещества имеют следующий состав, вес. %.

Дубильные вещества 45

Низкомолекулярные углеводы 53,4

Смолистые вещества 1,6

Березовую щепу, приготовленную из окоренной древесины на установке

УПЩ-ЗА, влажностью 8% в количестве

160 г абсолютно сухой древесины загружают в автоклав емкостью 1 л.

Варочный раствор для сульфатной варки готовят следующим образом.

К 207 мл белого щелока с концентрацией активной щелочи 106,6 г/л М 0 и сульфидностью 30/o добавляют 415 мл дистиллированной воды, а затем добавляют 92 мл полученного раствора экс,трактивных веществ коры ели, т.е. 2%

or массы абсолютно сухой древесины, Сульфатную варку березовой щепы проводят по следующему режиму: нагрев о до 170 С в течение 150 мин, продолжительность варки при 170 С 90 мин, гидромодуль варки 1:4,5. Расход активной щелочи 13,5 i 20х массе абсолютно сухой древесины и экстрактивных веществ. Варка березовой щепы по выше5 указанному режиму без добавления к варочному раствору водного раствора экстрактивных веществ коры ели является контролем. Опытную и контрольную варки проводят в трех повторностях.

10 Определение плотности и содержания сухого остатка в черном. щелоке при сульфатной варке показывает, что в опытной варке плотность черного щелока составляет 1,080 г/см, содержание сухого

t5 оста1 ка 14,8, а в контроле плотность черного щелока составляет 1,068 г/см, 3 содержание сухого остатка 13,44%. Таким образом, содержание сухого остатка в черном щелоке увеличивается на 1,36%.

Пример 2. Водный раствор экстрактивных веществ коры ели получают следующим образом. 200 r коры ели влажностью 7,9 обрабатывают 2000 мл воды при 100 С в течение 90 мин. Водный раствор экстрактивных веществ от деляют от твердого остатка путем фильтрования. Концентрация экстрактивных веществ коры ели в водном растворе составляет 1,7 /0. Полученные водорастворимые экстрактивные вещества имеют следующий состав, вес. :

Дубильные вещества 70

Низкомолекулярные углеводы 11,5

Смолистые вещества 18,5

Березовую щепу, приготовленную из окоренной древесины на установке

УПЩ-ЗА., влажностью 9,3% в количест ве 160 г абсолютно сухой древесины ю загружают в автоклав емкостью 1 л. К варочному раствору, содержащему 221 мл белого щелока с концентрацией активной щелочи 106,6 г/лКС1фи сульфидностью

307, добавляют 12 мл дистиллированной воды и 470 мл полученного раствора экстрактивных веществ коры ели, т.е.

5% от массы абсолютно сухой древесины.

Сульфатную варку березовой щепы проводят по следующему режиму: нагрев до

170 С в течение 150 мин, продолжительность варки при 170 С 90 мин, гидроо модуль варки 1:4,5. Расход активной щелочи 14% ЙО O к массе абсолютно сухой древесины и экстрактивных веществ. Варка березовой щепы по вышеуказанному режиму без добавления к варочному раствору водного раствора экстрактивных веществ коры ели является контролем.

Опытную и контрольную варки проводят в трех повторностях.

В табл. 1 представлены средние данные по выходу, степени делигнификации, и механическим показателям полученной целлюлозы.

Пример 3. Водный раствор экстрактивных веществ коры ели и сосны получают следующим образом. 200 г коры 1п ели и сосны влажностью 8% обрабатывают 1600 мл воды при 100 С в течение о

120 мин. Водный раствор экстрактивных веществ отделяют от твердого остатка путем фильтрования. Концентрация экстрактивных веществ коры ели и сосны в водном растворе составляет 2,6%. Полученные водорастворимые экстрактивные вещества имеют следующий состав, вес.Ъ:

Дубильные вещества 57,5

Низкомолекулярные углеводы 32,45 !

Смолистые вещества 10,05

Березовую щепу, приготовленную из окоренной древесины на установке

УПЩ-З, влажностью 10,5% в количестве 160 r абсолютно сухой древесины загружают в автоклав емкостью 1 л.

Варочный раствор для патронной варки лиственной древесины готовят следующим образом. . 32,55 г сухого МаОН растворяют в

517 мл воды и добавляют 185 мл полученного раствора экстрактивных веществ коры ели и сосны, т.е. 3% от массы абсолютно сухой древесины. Натронную варку проводят по следующему о режиму: нагрев до 170 С, в течение

150 мин, гидромодуль варки 1:4,5. Расход активной щелочи 15% NO Os массе абсолютно сухой древесины и экстрак40 тивных веществ. Варка березовой щепы . по вышеуказанному режиму без добавления к варочному раствору водного рас. твора экстрактивных веществ коры ели и сосны является контролем. Опытную

73 6 и контрольную варки проводят в трех повторностях.

В табл. 2 представлены средние дан-. ные по выходу, степени делигнификации и механическим показателям полученной целлюлозы.

Определение плотности и содержания сухого остатка в черном щелоке при патронной варке показывает, что в опытной варке плотность черного щелока составляет 1,07 6 г/см, содержание

3 сухого остатка 14,2%, а в контроле плотность черного щелока составляет э

1,06 г/см, содержание сухого остатка

12,6%. Таким образом, содержание cy-, хого остатка в черном щелоке при патронной варке увеличивается на 1,6%.

Из приведенных данных табл. 1 и 2 видно, что добавление к варочным растворам водного раствора экстрактивных веществ коры хвойных пород при щелочных способах получения целлюлозы из древесины лиственных пород позволяет повысить выход целлюлозы при сульфатной варке на 1,7-2,4%, принатронной — на

2,5%; повысить содержание сухого оста1 ка в черном щелоке, что ведет к снижению расхода пара при выпарке черного щелока; расширить сырьевую базу для получения дешевых и эффективных добавок.

Водные растворы с концентрацией экстрактивных веществ коры хвойных пород 1,7-3,57 могут быть получены непосредственно на целлюлозно-бумажных предприятиях путем использования . вод узлов окорки и отходов окорки. Указанные воды можно применять для экстракции предварительно измельченных от. ходов окорки. Экстракцию проводят при

90-100 С, атмосферном давлении в течение 90-150 мин. При этом одновременно решается задача утилизации сточных вод узлов окорки, загрязняющих окружающую среду.

93187 3

Таблица 1

Варочный раствор

Пример 2

Пример 1

Контроль без доавки) Варочный раствор + добавка 2% от массы абсолютно сухой древесины

Показатели целлюлозы

Контроль (без добавки) 51,2

53,6

53,0

54,7

Выход целлюлозы, %

Степень делигнификации (ГОСТ 10070-74) 26,4

11 190

38,7 ге,г

38,5

10730

987 0

9920

3240

4770

2810

4200

5,0

5,4

5,0

5,2

65

Таблица 2

Варочный раствор онтроль (без добавки) Варочный,раствор +

+ добавка 3% от массы абсолютно сухой древесины

Показатели целлюлозы

5 l,3

48,8

Выход целлюлозы, %

Степень делигнификации (ГОСТ 1007 0-7 4) 41,6

39,5

Разрывная длина, м

Излом (число двойных перегибов) 8200

8310

36 50

247 0

3,5

3,5

Сопротивление раздиранию, гс

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Заявка фРГ М 2754991, кл, X) 21 С 3/00, 1979.

Применение водного раствора экстрактивных вешеств коры хвойных пород древесины в качестве добавки к варочному $0 раствору при получении целлюлозы щелочной варкой лиственных пород древесины.

2. Блажей А. и др. Фенольные соединения растительного происхождения. Я., 1977, с. 213-223.

ВНИИПИ Заказ 3682/38 Тираж 401 Подписное илиал П атент, г. жгород, ул, роектная, Разрывная длина, и

Излом (число двойных перегибов) Сопротивление продавливанию кгс/см

Сопротивление раздиранию, гс

Сопротивление продавливанию, кгс/см

Варочный аствор + обавка 5% т массы абсолютно сухой древесины