Способ получения волокнистого полуфабриката

Способ получения волокнистого полуфабриката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М. И. Чудаков, А. Б. Маршак, Салах Эльдин Хусейн Хасан (72) Авторы, 1

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и касается способов щелочной варки целлюлозосодержащего сырья с полу кинем волокнистых полуфабрикатов, используемых для производства бумаги и картою различного назначения.

Известны способы, в которых для повышения выхода целевого продукта путем стабилизации углеводной части прн щелочных варках двевесины применяют ряд. восстановителей и окислителей, таких как боргидрид натрия, гНаразин, гидрокснламин,-сероводород, полисульфиды, антрахинон f 1 ).

Однако указанные добавки не находят промышленного применения вследствие высокой стоимости реагентов и дефицитности сырья, применяемого для их производства, трудностей, связанных с регенерациеи химикатов, токсичности добавок, затруднений при дальнейшей переработке целлюлозы, возникающих в связи с внесением химических примесей.

Наиболее, близким к изобретению является способ получения волокнистого полуфабриката

2 путем щелочной варки .целлюлозосодержащего, сырья в присутствии органической добавки meлочного экстракта древесины.

Согласно этому способу используют щелочной экстракт древесины, представляющий собой содержащий гемицеллюлозы щелок варки древесины, например березы, отобранной прн нагревании до 120 — 150о 2).

Высокое содержание гемицеллюлоз в исполь

ФО зуемой добавке препятствует растворению этих углеводов из древесины, способствует повышению выхода волокнистого полуфабриката.

Однако, оказывая протектирующее воздействие на гемицеллюлозы, добавка таких щелоков не повышает скорость делигнификации и не улучшает прочностные показатели.

Увеличение выхода сравнительно невелико, а осуществлани1 способа связано с технологи20 ческими трудностями отбора и охлаждены черного щелока.

Цель изобретения — повышение выхода, степени делигнификации и механической прочности целевого продукта.

958556

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения волокнистого полуфабриката путем щелочной варки целлюлозосо-. держащего сырья в присутствии органической добавки — щелочного экстракта древесины при повышенных температурах и давлении в качестве органической добавки используют окисленный хинонсодержащий щелочны& экстракт эвкалипта с окислительно — восстановительным потен-. циалом (ОПВ) 0,1 — 0,2 В в количестве 0,5 — 1,5% 10 от массы абсолютно сухого целлюлозосодержащего сырья в пересчете на сухое вещество окисленного щелочного экстракта эвкалипта.

I, 0,5 — 1,0 — 1,5% по отношению к массе абсолют-. но сухой древесины, Экстракт получают, например, путем кипячения щепы эвкалипта с 0,5%-ным раствором едкого патра при гидромодуле 20:1 в течение

3 ч.

Количество органических веществ, перешедших в раствор, составляет 25 — 30% от их содержания в древесине.

Окисление экстракта кислородом проводят до получений комплекса веществ, имеющего величину ОВП 0,1 — 0,2 В.

При этом используют щелочный экстракт эвкалипта, окисленный при 20 — 125 С.

При экстракции древесины эвкалипта горячим раствором щелочи помимо гемицеллюлоз извлекаются так называемые "kinos" — конденсированные "танниды, Основная часть "kinos" — полимеризованные лейкоантоцианины, а также эллаговая и галловая кислоты. В щелочном растворе эти вещества быстро окисляются до реакционноспособных хинонов. Присутствие хинонов оказывает стабилизирующее действие на углеводы в процессе щелочных .варок, ускоряет процесс делигнификации, улучшает прочностные свойства волокнистого полуфабриката.

Каталитическое воздействие окисленного экстракта эвкалипта при щелочной варке определяется величиной его ОПВ, находящегося в пределах 0,1 — 0,2 В.

Восстановительный потенциал щелока с добавкой окисленного экстракта эвкалипта на

0,04 — 005 В выше потенциала щелока с добавкой варочного щелока, отобранного в начальный период варки, т. е. щелок с добавкой окисленного экстракта эвкалипта обладает большей восстановительной силой и, следовательно, повышенным делигнифицирующим действием . Это обуславливает получение целлюлозы с меньшей жесткостью при прочих равных условиях.

В качестве сырья для получения окисленного щелочного экстракта можно использовать как опилки эвкалипта, являющиеся отходом производства, так и технологическую щепу, которая после экстракции щелочью подвергается обычной варке.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сульфатные варки рсНОВНОМ щепы проводят при гидромодуле 3,5:1 — 5:1 и расходе активной щелочи 10 — 14% в ед. от массы абсолютно сухой древесины.

В автоклавы добавляют окисленный щелочный экстракт эвкалипта в количествах, соот- ветствующих содержанию органических веществ

При окислении щелочного экстракта эв15 калипта при перемешивании в автоклаве при

80"С давлении кислорода 1,5 МПа в течение

2 ч раствор окисленного экстракта эвкалипта . имеет величину ОВП 0,13 В.

Для сравнения проводят сульфатные варки

20 осиновой щепы с добавками черного щелока, отобранного при 150 "С (по прототипу) и обычные сульфатные варки.

Концентрация органических веществ в добавляемом черном щелоке 84%; при добавке 30%

25 черного щелока от объема всей жидкости количество вносимых органических веществ

2,5% от массы абсолютногсухой древесины.

ОВП добавляемого черного щелока составляет 0,59 В.

З11 Результаты сульфатных варок целлюлозы представлены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты парок полуцеллюлозы. Для приготовления отливок полуцеллюлозу размалывают .до 60 MP..

Натронные варки оапювой щепы проводят

35 при расходе щелочи 14% в ед. Na>O к абсолютно сухой древесине и гидромодуле 3,5:1- .

5:1. Добавка окисленного экстракта эвкалипта (из расчета на сухое вещество) 1% к массе

40 абсолютно сухой древесины.

Экстракцию эвкалипта проводят по режиму, указанному выше:

Окисление щелочного экстракта производят в автоклаве при давлении кислорода 1,5 МПа при различных темиературах до ОВП 0,1 — 0,2 В.

Для сравнения проводят варки по прототипу и обычные натронные варки (табл. 3).

50 Из представленньгх таблиц видно, что по сравнению с прототипом добавка окисленного хинонсодержащего щелочного экстракта эвкалипта дает увеличение выхода полуфабриката на

1,0 — 2,4% по отношению к массе абсолютно суяой древесины при одновременном снижении жесткости на 1,0-5 5 перманганатных единиц и увеличении йдказателей прочности полуфабриката.

958556

Варка

Показатели

0,5 1,0

56,5

56,1 56,4

Выход, %

55,6

55,1

17,3

16,9

430

435

71

73

1350

Варка

Показатели

1,0 1,5

64,0

Выход, %

69,2

9700 1250

Жесткость, перманганатные единицы

Разрывная длина, м

Сопротивление продав.: ливания, icHa

Сопротивление раздирания, сН

Сопротивление излому, число двойных перегибов

Жесткость,перманганатные единицы

Разрывная длина, м

Сопротивление излому, число двойных перегибов

Сульфатная без введения химичес ких добавок

Сульфатная без введения химических добавок

Известная с добавкой щелочного раствора гемицеллюлоз—

2,5% ло органическому веществу

Известная с добавкой ще- лочного расшора гемицеялвлоз—

2,5% по органическому веществу

Таблица 1

Предлагаемая в добавкой окисленного экстракта эвкалипта в количествах, %

16,1 15,6 . 15,4

10000 10300 - 10500

1600 1650 1650

Таблица 2 редпагаемая добавкой окисленного экстракта калинта в количествах, %

64,8 65,1 65,2

68,1 68,5 68,5

10400 10800 11150

1400 1400 1450

958556

Таблица 3

Варка

Показатели

Предлагаемая патронная варка с экстрактом эвкалипта, окисленйого при температуре, С

Натроиная без введения химических добавок

20 70 105 125

52,354,3 54,7 54,3 53,7

51,2

Выход, %

Жесткость, перманганатные единицы

27,0 23,4 21,4 22,3

9000 10100 9600 8900 .

27,0

28,0

7950

7750

Разрывная длина, м

Сопротивление продав:ливанию, кПа

412 402 402 380

322

284

64 74 69 67

Сопротивление разднранию, сН

63

Сопротивление излому, число двойных переги бов 950 1200 1300 1300

750

Составитель А. Моносов

Техред М. Гергель

Корректор Г. Решетннк

Редактор, А. Долинич

Заказ 6995/40 Тираж 398

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Формула изобретения

Способ получения волокнистого лолуфабри.

Kama rryreM щелочной аарха целлюлозо одержа ЗЗ щего сырья в присутствии органической добавки — щелочного экстракта древесины при повышенных температуре и давлении, о.т л нч а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения выхода, степени делигнификации и механической прочности целевого продукта, s качестве органической добавки используют окисленный хинонсодержащий щелочной экстракт эвка. липта с окислительно — восстановительным noi

Известная патронная варка с добавкой щелочного гемицеллюлоз—

4,2% по органическому веществу тенциалом 0,1 — 0,2 В,. в количестве 0,5 — 1,5% от массы абсолютно сухого целлюлоэосодержа щего сырья в пересчете на сухое вещество окисленного щелочного экстракта эвкалипта.

2. Способ по н. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что используют щелочной экстракт эвкалипта, окисленный при 20 — 1251 С.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. "Pu1p and Paper Magazine of Canada, 1977, ч. 78, У 10, р. 19-.24.

2. Патент CIIIA IP. 3617431, кл, 0 21 С 3 02, опублик. 1971 (прототип) .