Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Том 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы

Подождите немного. Документ загружается.

применен

двухступенчатый

способ варки,

при

котором первая сту-

пень

проводилась

присутствии кислого катализатора (0,3%

)

при

120—130°С

течение

2—3

ч,

после чего варочный

раствор

сливался

и на

второй

ступени

использовался

тот же

85%-ный

раствор диметилсульфоксида,

но без

катализатора.

Вар-

ка

во

второй ступени велась

при

160°С

течение

5—6

ч.

Выход

целлюлозы

составил

45—46%

при

жесткости

60—80

по

перман-

ганатному

числу. Содержание альфа-целлюлозы было

высоким

(94,5%)

как при

двухступенчатой,

так и при

одноступенчатой

варке.

По

своим

химическим

физико-механическим свойствам

диметилсульфоксидная

целлюлоза оказалась очень близкой

суль-

фитной

целлюлозе,

полученной

из той же

еловой древесины.

Диметилсульфоксид

нетоксичен

взрывобезопасен.

Высокая

температура

кипения

(189°С)

позволяет вести варку

при

атмо-

сферном

давлении. Диметилсульфоксидная целлюлоза отличается

хорошей отбеливаемостью. Например,

при

жесткости

100 по

лер-

манганатному

числу полный расход хлора

на ее

отбелку оказался

равным

5,4%, тогда

как для

сульфитной целлюлозы

той же

сте-

пени

провара необходимо 7,8% хлора,

а для

сульфатной—12%.

Отбеленная

по

схеме

X—ГО—Г—Г—К

диметилсульфоксидная

целлюлоза имела содержание альфа-целлюлозы

94,5—96,3%,

зольность

0,02%,

медное число

0,4—0,9

вязкость

16—18

мПа-с.

Реакционная

способность

по

вискозному методу этой целлюлозы

отвечала требованиям ГОСТа. Таким образом, показана возмож-

ность получения облагороженных целлюлоз, предназначенных

для

химической

переработки.

Диметилсульфоксид

из

отработанного

щелока

мож-

но

выделить путем

вакуум-перегонки

снова использовать

на

варку.

При

гидромодуле

1 в

лабораторных условиях безвоз-

вратный

расход диметилсульфоксида составил

230

г/кг древесины.

Лигнин

из

кубового

остатка

выделяется

разбавлением

водой

до

соотношения

1 : 1 с

выходом около

25% от

массы древесины. Пос-

ле

отделения

лигнина

растворе остаются сахара, которые

после

инверсии

можно подвергать биохимической переработке

на

спирт

дрожжи.

диметилсульфоксидом

можно проводить

не

только

кислые

варки,

но

щелочные,

как

показал

своей

работе

Боришек

[38]. Варки еловой

течи

обычных размеров производились

со

смесью диметилсульфоксида

сульфатного

варочного

щелока,

содержащего

NaOH

соотношении,

соответствующем

сульфидности 25%.

Расход

активной щелочи колебался

от

10,5

до 16%

от

массы древесины, максимальная

температура-—от

140 до

160°С,

продолжи-

тельность

подъема

температуры

— от 5 до 30

мин, варки

на

конечной темпе-

ратуре—

от 1 до 3 ч. Для

примера можно

указать,

что при

расходе

щелочи

10,5%

NajO

через

2 ч

варки

при

температуре

150°С

была получена

целлюлоза

выходом 50%, содержащая 7,9%

лигнина,

варка

при

140°С

течение

3 ч

привела

получению

.хорошо

проваренной целлюлозы

выходом

46% при со-

держании лигнина всего 0,6%. Однако

расход

щелочи

этих опытах

был

столь

значительным,

что их

скорее можно считать сульфатными варками

с до-

бавкой диметилсульфоксида.

На

рис.

224

показано влияние конечной темпера-

туры

на

остаточное количество

лигнина

целлюлозе

серии варок

расходом

щелочи 10,5%

Качество целлюлозы соответствовало качеству обычной

сульфатной целлюлозы; например, разрывная длина колебалась

пределах

от

5900

до

9250

м.

о го 40

во

too

tso

•

Продолжительность

варка

, мин

Рис. 224. Влияние температуры сульфатной варки

среде

диметилсульфоксида

на

содержание лигнина

целлюлозе

7.5.

МАЛОИССЛЕДОВАННЫЕ

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ

СПОСОБЫ

7.5.1.

Применение

кислородных

соединений

хлора

(Кроме

молекулярного хлора,

для

делигнификации растительных

материалов

пригодны

многие кислородные соединения хлора: диоксид хлора

ClOj,

хлорит

натрия

NaClO

хлорат натрия

NaCll

и др.

Действие

их при

отбелке

целлюлозы

рассматривалось выше

главах

3 и 4.

Диоксид

хлора

обладает

сравнительно низким окислительным потен-

циалом,

однако

при

длительном воздействии

он

способен успешно разрушать

древесный

лигнин

даже

при

низких температурах. Например,

Хольмберг

Джан

[39] показали,

что при

расходах

С1О

равных

50—60%

от

массы древесины,

за 8

сут

обработки

при

20°С

можно получить

из

осиновой

сосновой

др,евеси-

ны

техническую целлюлозу

типа

холоцеллюлозы,

имеющую выход

73—82%

при

содержании

остачочного

лигнина,

не

превышающем

1,8%

от

древесины.

При

этом делигнификация древесины лиственных пород диоксидом хлора протекает

гораздо легче

полнее,

чем

хвойных,

степень удаления пентозанов древесины

лиственных

пород оказывается меньшей, несмотря

на их

высокое содержание

исходной древесине.

Хлорит

натрия

по

характеру действия

на

лигнин

углеводы

очень

1902

напоминает

диоксид хлора,

именно:

отличается такой

же

высокой избира-

тельностью

действия,

одной стороны,

медленностью

—

другой.

Для

приме-

ра

ниже

приведены

результаты опытов Джайме [20,

с.

453].

Исходное сырье

Расход

NaClO

% от

сырья

Род

буфера

....

Расход

буфера,

от

сырья

Начальное

значение

рН

Температура

обработ-

ки,

°С

Продолжительность,

Выход целлюлозы,

Средняя

СП

....

Содержание альфа-цел-

люлозы,

Содержание

пентоза-

нов,

Разрывная длина,

км .

Число двойных переги-

бов

Сопротивление продав-

ливанию,

Н/см

. . .

Древесина

сосны

1С9

Пиридин

3,0

СО-

1290

83,0

8,8

12,4

35СО

80,3

Древесина

сосны

CH.,COOOi\,i

2,5

50-63

1300

78,5

8,9

13.4

2750

81,4

Д|

евесина

тсуги

,COOONa

1200

85,5

12,6

13,8

9200

56,8

Ржания

солома

Пиридин

2,5

125»

77,0

22,8

11,8

4800

63,7

Как

можно видеть,

вг|рка

раствором

NaClOj

кислой

среде

при

50—70°С

обеспечивает

получение

еллюлозы

высокого

выхода,

имеющей

высокую

СП,

но

низкое содержание

ал|>фа-целлюлозы

вследствие присутствия больших

коли-

честв гемицеллюлоз.

Добавка

раствору

NaClCb

качестве буфера таких

ве-

ществ,

как

пиридин

пе|ацетат

натрия, ускоряет делигнификацию

улучшает

цвет целлюлозы. Последующая обработка

5%-ным

раствором NaOH способ-

ствует

удалению

гемицел.$юлоз,

вследствие

чего

выход

понижается

до

48—50%,

содержание

альфа-целЛолозы

повышается

до

91—96%.

Однако расход хло-

рита очень велик,

продолжительность

варки достигает

сут.

модификации

Рункёля

[39] древесная щепа сначала варится

при

100°С

со

щелочью, затем дефибрируется

прутковой мельнице (без укорочения

во-

локон)

обрабатывается хлоритом натрия

при

температуре

60—70°С

и рН

4—5

уксусной кислотой

качестве

буфера.'Если"н5-жно,

обработка повторяется

дважды.

результате

получается

целлюлоза

высокой прочности,

высоким

вы-

ходом

высоким содержанием альфа-целлюлозы. Варка

раствором

NaCIU2

кислой среде

буферными добавками,

предварительной

последующей

ще-

лочной

обработкой может

успехом применяться

для

получения целлюлозы

из

однолетних растений

—

соломы, эспарто

даже

картофельной бот-

вы

[39].

этих случаях

расход

реагентов значительно ниже,

чем при

варке

древесины. Соломенная целлюлоза имеет желтоватый оттенок, выход

ее

при-

мерно

на 10%

выше,

чем для

сульфатного способа. Содержание

пентозанов

обычно

выше 20%,

альфа-целлюлозы

—

ниже 80%. Размол

до

невысокой

сте-

пени

помола

дает

пергаментированную

бумагу

высоким

сопротивлением 'из-

гибу

'и

разрывной длиной около

8000

м.

Хлорат натрия значительно дешевле,

чем

диоксид хлора

хлорит

натрий,

но его

окислительное

действие

на

лигнин

древесины

других

расти-

тельных

материалов

далеко

не

столь

избирательно

эффективно.

Еще

слабее

еще

менее избирательно действует

на

лигнин

природных растительных

тканях

гипохлорит.

Поэтому

серьезных

попыток

использовать

хлорат

гипохлорит

для

получения

технической

целлюлозы

из

древесины

однолетних

растений

даже

схемах

\nioi

оступенчатых

процессов

до сих пор

не

предпри-

нималось.

Можно

упомянуть

лишь патент Риса

[по 45, с.

677], который пред-

ложил пропитывать щепу

20%-ным

раствором

NaClOj,

после чего

ее

сушить

обрабатывать соляной

кислотой

при

50°С

течение

нескольких

часов.

При

этих

условиях

щепе, очевидно,

образуются

хлор

диоксид хлора, которые

окис-

ляют

лигнин.

Последующая

щелочная экстракция

при

80°С

приводит

'К

полу-

чению

целлюлозы

выходом

70% от

древесины.

Расход

реагентов

остается

вы-

соким:

150—200

кг

хлората,

50 кг

НС1

и 50 кг

NaOH

на 1 т

целлюлозы.

Общим серьезным

недостатком

использования кислородных

соедине-

ний

хлора

для

получения

техническом

целлюлозы является невозможность

обес-

печить

должную охрану окружающей

природной

среды

от

вредного воздействия

этих соединений. Поэтому надо

полаять,

что

дальнейшего

развития

это

направ-

ление

б)

дущем

не

получит.

7.5.2.

Применение экологически чистых

окислительных

реагентов

Из

числа окислительных реагентов,

применение

которых

для

получения

целлюлозы

не

угрожает

нанесением

ущерба

живой при-

роде,

заслуживают

упоминания

первую

очередь

пероксид

водо-

рода

перуксусная кислота.

Способ

делигнификации

растительных материалов путем обработки

п е р о-

ксидом

водорода

кислой среде предлагался

во

многих

работах

и па-

тентах [30,

с.

259].

Перокснд

водорода

реагирует

лигнином древесины

при

концентрации

его в

водном

растворе

не

менее

20—25%

и при

температуре

80—

100°С.

Добавка

серной

кислоты

сильной

степени

активизирует действие

перо-

ксида.

В. М.

Никитин

и В. М.

Скачков [29] применяли

для

обработки

древеси-

ны

хвойных

листпенных

пород

виде

опилок

щепы

растпоры

кс

нчентрнро-

панной

серной

кислоты,

концентрация

перокснда

кг/гирлч

составляла

5—11%.

Результаты

'.акои

обработки

ел^оп

пи'пы

чгпаны

пиле.

Количество

компонента

смеси

на 10 г

древесины:

30%-ной

мл

51)

50 50

серной

кислоты:

концентрация,

% 72 72 98

содержание,

мл

15!)

50 50

Продолжительность обработки

при 20

°С,

ч 48 72 6

Выход

целлюлозы,

% от

абсолютно сухой древесины

. .

52,3 47,8 58,7

Степень полимеризации

645 892

1000

Следует заметить,

что при

действии пероксида

водорода

на

серную кислоту концентрацией выше

60%

образуется

надсерная

кислота:

SO4+H

O2~»-H2SO5-f-H

которая, собственно,

реа-

гирует

лигнином, отдавая

на

его. окисление избыточный

кисло-

-504

род и

превращаясь обратно

серную кислоту. Таким

образом,

концентрированная

серная кислота является

как бы

переносчи-

ком

кислорода

от

пероксида

водорода

лигнину

[16].

Использо-

вание

пероксида

смеси

крепкой серной кислотой нельзя при-

знать

экологически чистым способом делигнификации. Кроме

того, расходы реагентов очень значительны.

Поэтому

этот

спосо.6

вряд

ли

будет

применяться

будущем.

Механизм окисления лиг-

нина

пероксидом

среде

крепкой серной кислоты заключается

превращении

лигнина

ортохиноидные структуры,

окисляющиеся

.до

растворимых

воде

двухосновных кислот [30,

с.

261].

Высокомолекулярных

продуктов практически

не

образуется.

Сходный

механизм окисления лигнина

до

двухосновных рас-

творимых

кислот характерен

для

действия

на

лигнин

перуксус-

ной

кислоты

[30 с.

242]. Окисление лигнина перуксусной кисло-

той

сопровождается

его

деметоксилированием,

причем

сирингнль-

ные

группы лиственного лигнина разрушаются быстрее, нежели

гваяцильные

группы

как

хвойного,

так и

лиственного лигнина.

При

получении препаратов

холоцеллюлозы

аналити-

ческих

целях делигнификацию проводят свежеприготовленной пер-

уксусной

кислотой. Предварительно составляют смесь равных

объемов охлажденных

до

—2°С

уксусного ангидрида

30%-ного

пероксида

водорода

через

2 сут

проверяют

концентрацию

обра-

зовавшейся перуксусной кислоты. Этой свежеприготовленной

10%-ной

перуксусной кислотой обрабатывают древесные опилки

при

90°С

течение

50 мин при

перемешивании.

При

этих услови-

ях

древесный

лигнин

практически полностью окисляется

пере-

ходит

раствор

виде низкомолекулярных продуктов,

геми-

целлюлозы

не

подвергаются сколько-нибудь заметному гидролизу.

Получение

технической целлюлозы

помощью перуксусной

кислоты,

так же как и с

некоторыми другими

окислителями

—

перборатами,

перманганатом,

нитробензолом, оксидами

металлов (серебра, меди, кобальта

др.), озоном

и т.

д.,—

практического

применения

до сих пор по

различным

причинам

не

нашло.

И. П.

Дойнеко

[12]

недавно

предложил

получать техническую целлюлозу

путем

к и с л о р о

н о - о р г а н о с о л ь в о л и з н о

варки,

применяя кис-

лород

как

окислитель

среде

органических растворителей.

Ниже

приведены

ре-

зультаты,

полученные

при

варке

водно-органосольволизной

среде,

т. е. в

орга-

нических

растворителях,

смешанных

20—40%

воды

(в

числителе

— при

варке

еловой щепы,

знамена]еле

при

ьарке

осиновой

щепы}.

Варочный

раствор

Ацетон

(,0?6)

Этанол

(6)96)

Уксусч

кислот,

(8(1

ч,)

Продолжительность,

мин

. . .

270/360

330/360

210/330

Температура,

°С

150/135

150/140 150/130

Расход

кислорода,

% or

абсо-

лютно

сухой

древесины

. . .

15,7/9,2

13.9/8,6

10,1/6,7

505

Выход,

% от

абсолютно сухой

древесины:

С0

7,4/5,8

5,6/3,9

7,3/2,8

целлюлозы

45,3/57,6

51,1/61,8

51,4/55,8

Содержание

лигнина

целлюло-

зе, %

5,5/6,2

5,8/5,0

5,4/3,1

Предложенный

способ

делигнификации

несомненно

представляет

интерес.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

РЕКОМЕНДУЕМОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ

Аким

Г. Л.

Кислородно-щелочная варка

целлюлозы//Бумажная

про-

мышленность.

—

1978.

— Т.

53.

— №

2.—

С.

12—15.

Алексеева

О. П.

Исследование процесса делигнификации еловой древе-

сины

диметилсульфоксидом

изучение свойств

диметилсульфоксидных

целлю-

лозы

лигнина:

Автореф.

дне.

...

канд. техн.

наук.

—

Рига,

1967.—

23 с.

о.

Аракин

И. Е.

Одноступенчатая

кислородно-Содовая

варка

целлюлозы//

Обзорная

информация. Вып.

12. — М.:

ВНИПИЭИЛеспром,

1980.

—

25 с.

Баранов

Н.

А.

Получение целлюлозы азотнокислым способом//Бумаж-

ная

промышленность.

—

1947.—

Т.

22.—

№

5. — С.

41—46.

Богомолов

Б. Д.,

Алексеева

О. П.

Диметилсульфоксидный

метод

варки

целлюлозы//Бумажная

промышленность.—

1967.—Т.

42.

—

№

12.

—

С.

7—9.

Гермер

Э. И.

Новые

методы

получения волокнистых

полуфабрикатов.

—

Л.:

ЛТИ

ЦБП, 1980.

— 100 с.

Голуб

Н. В.,

Ихельзон

Е.

С.,

Горбань

3. Н.

Разработка технологии

по-

лучения

целлюлозы

из

тростника

по

хлорно-щелочному

способу//Сборник

тру-

дов

УкрНИИБ.

—I960.

—Вып.

4.—

С.

55—74.

Громов

В. С.

Изучение

процесса

гидротропной

варки

лиственной дре-

весины

соломы

на

целлюлозу:

Автореф. дис.

...

канд. техн. наук/АН

Латв.

ССР

—Рига,

1957.—24

с.

Громов

В.

С.,

Одинцов

П. Н.

Варка целлюлозы

из

лиственной древеси-

ны

соломы

гидротропными

растворителями//Бумажная промышленность.

—

1957.—

Т.

32.-№

6.—

С.

11—14.

10.

Громов

В. С.

Азотнокислая варка щепы

из

лесопильных отходов//Тези-

сы

докладов

на

Всесоюзной конференции

по

химии

физике целлюлозы.

—

Рига: Ин-т

химии

древесины,

1976.

—

35 с.

11.

Грошев

А. С.

Исследование делигнификации

древесины

тетрагидрофу-

риловым

спирюм:

Автореф. дис.

...

канд.

хим.

наук.

—

Архангельск,

1981.—24

с.

12.

Дейнеко

И. П.

Химические превращения

лигнина

при

делигнификадии

древесины кислородом: Автореф. дис.

...

д-ра хим.

наук.

—

Л.:

ТА

им.

С. М.

Кирова,

1990.-

49 с.

13.

Делигнификация

древесины

тетрагидрофуриловым

спиртом/Б.

Д.

Бого-

молов,

А. С.

Грошев,

Г. И.

Попова,

А. П.

Вишнякова//Химия

древесины.

—

1979

— №

6.—

С.

43—46.

14.

Делигнификация

древесины лиственных пород

водными

растворами

ук-

сусной

кислоты/В.

М.

Резников,

М. А.

Зильберглейт,

Б. С.

Симхович

др.//

Бумажная

промышленность.—

1988.

—

Т.

63.

—

№

—

С.

12—13.

15.

Долгов

К.

А.,

Царенко

И. М.

Получение

тростниковой целлюлозы

для

химической

переработки//Се11и1о8е

Chemistry

and

Technology.

—

1969.

—

Vol.

3.—

297—301.

16.

Закис

Г. Ф.,

Нейберте

Б.

Я-

Действие

на

лигнин

персульфатов//Хими>'

древесины.—1971.—№

—

С.

109—118.

17.

Иванов

Ю. С.

Перспективы развития кислородно-щелочной

варки.//Цел-

люлоза,

бумага

картон:

Обзорная

информация. Вып.

—

М.:

ВНИПИЭИЛес-

пром, 1989.

— 26 с.

18.

Иоффе

Л.

О..

Сергеева

В. В.,

Копнин

Б. Н.

Делигнификация

раститель-

ного

сырья методом окислительного

аммонолиза//Бумажная

промышленность,—

1974.—Т.

49.

— №

7.—С.

8—10.

19.

Крюков

В.

М.,

Иванов

М.

А.,

Кожевников

П. А.

Влияние

карбоната

нат-

506

рия

'на

процесс кислородно-щелочной

варки//Бумажная

промышленность.

—-

1979.

— Т.

54.

—№

10.

—С.

15—16.

20.

Лендьел

П.,

Морваи

Ш.

Химия

технология целлюлозного

производст-

ва:

Пер.

нем.

—

М.:

Лесная промышленность,

1978.

—

544 с.

21.

Лысков

М.

И.,

Марков

И. Г.,

Кузьминых

И. Я.

Производство

соломен-

ной

целлюлозы

Великобритании.

—

Киев:

УкрНТОбумдревпрома,

1957.—110

с.

22.

Мялицына

Л. О.

Получение целлюлозы путем варки древесины

ли-

ленгликолем:

Автореф.

дис.

...

канд.

техн.

паук.—

Л.,

1983.—

157 с.

23.

Мялицына

Л.

О.,

Непенин

Ю.

Н.,

Жалина

В. А.

Варка березовой

дре-

весины

этиленгликолем//Бумажная

промышленность.-—1983.

— Т.

58.

—

№

1.—

С.

9—10.

•

24.

Непенин

Ю.

Н.

Технология целлюлозы.

Т. 2:

Производство сульфатной

целлюлозы.

—

М.:

Гослесбумиздат,

1963.

—

936 с.

25.

Непенин

Ю.

Н.,

Жалина

В.

А.,

"Мялицына

Л. О.

Варка сосновой

дре-

весины

этиленгликолем/'/Бумажная

промышленность.

—

1982.

— Т. 57. —

№

—С.

10—11.

26.

Непенин

Н.

Н.,

Старостенко

Н. П.

Получение целлюлозы высокого

вы-

хода

азотнокислым методом

при

низкой температуре//Химия

технология

дре-

весной целлюлозы:

Сб.

ст.—

Л.:

ЛТА им. С. М.

Кирова,

1983.

— С.

6—13.

27.

Непенин

Ю.

Н.,

Мялицына

Л.

О.,

Жалина

В. А,

Варка целлюлозы

различными

органическими

растворителями/ДДеллюлоза,

бумага

картон:

Обзор,

информация.

Вып.

8. —

М.:

ВНИПИЭИЛеспром,

1984.—40

с.

28.

Никитин

Н. И.

Химия древесины

целлюлозы.

—

М.:

Изд-во

АН

СССР,

1962.—

712 с.

29.

Никитин

В.

М.,

Скачков

В. М. О

делигнификации осиновой древесины

перекисью

водорода//Химия

древесины.

—

1968.

— №

Ч.-

С.

43—45.

30.

Никитин

В. М.

Теоретические основы

делигнификации.

—

М.:

Лесная

промышленность,

1981.—296

с.

31. О

механизме

образования

прочносвязанного

азота

при

делигнификации

методом

окислительного аммонолиза/С.

В.

Некрасов

др.//Химия древесины.

—

1980.

— №

2.—

С.

48—59.

32.

Поздняков

Г.

И.,

Иоффе

И.

И.,

Вишневская

С. С.

Сольволизная

вар-

ка

—

технология будущего//Бумажная

промышленность.—

1987.—Т.

62.—

№

6. — С.

18—19.

33.

Сорокин

В. И.

Азотнокислая варка осиновой

щепы//Целлюлоза,

бумага

картон:

Реф.

информация.—

1974.—№

36.—С.

4—5.

34.

Сорокин

В.

И.,

Кожин

В. В.

Технология

производства целлюлозы

пзот-

нокислым

способом.—

М.:

ВНИПИЭИЛеспром,

1977.

— 32 г.

35.

Эффективные

способы варки

целлюлозы/М.

А.

Иванов,

И. Е.

Аракин,

В. М.

Крюков

др.//Целлюлоза,

бумага

картон:

Обзорная

информация.

Вып.

2. —

М.:

ВНИПИЭИЛеспром,

1981,-

38 с.

36.

Abrahamsson

К..,

Samuelson

О.

Oxygen—alkali

cooking

wood meal.

Part

III//Svensk

Papperstidning.

—

1973.

—

Vol.

76.

— №

13.

— S.

480—485.

37.

Baumeister

M.,

Edell

Athanol—Wasser

Aufschluss//Das

Papier

—

1980.

— Bd.

34.

— Н.

10А.

—S.

9—18.

38.

Borisek

Probleme

der

Delignifikation

mit

organischen

Losungen//

Buletinul

Institului

Politehnic

din

lasi

(seria

noua).

—

1964.

— T.

10(14).—

Fasc.

3—4.

— P.

85—92.

39.

Brounstein

C. J. A

review

besser—known

pulping methods//Pulp

and

Paper Magazine

Canada.

—

1952.

—

Vol.

53.

— № 3

(Convention

issue»

247—258.

40.

Bucholts

M.,

Jordan

Formic acid

woodpulping

could yield

valnaXe

chemical

products//Pulp

and

Paper.

—

1983.

—

Vol.

57.

— № 9. — P.

102—104.

41.

Etwas

iiber

das

Delbay-Verfahren

zur

Gewinnung

von

7ellstoff//Wochenr--

latt

fur

Papierfabrikation.

—

1956.—

Bd. 84. — H

—S.

5—7.

42.

Lachenal

Mechanismes

reactionnels

des

constituants

bois

cours

dcs

cuissons

soude

oxygene//Revue

L'ATIP.

—

1976.

—

Vol.

30.

— №

2Q3—213.

43.

MacK.ee

K. H. Use of

hydrotropic solutions

induslry//lndustrial

and

bngeneenng

Chemistry.

—

1946.—

Vol.

38.

— №

—P.

382—384.

507

44.

Robert

A.,

Choudens

L'oxygene

dans

i'industrie

pates

celiulo-

.bqueS'VRevue

i'ATIP.

—

1982.

—

Vol.

36.

— №

6—7.

—

332—342.

4.5.

Rydholm

S. A.

Pulping

Processes.

— New

York;

London;

Sydney:

Inter-

sceitice

Publishers,

1965.—

1270

Глава

ДРУГИЕ

ВИДЫ

РАСТИТЕЛЬНОГО

СЫРЬЯ

ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

8.1.

ОДНОЛЕТНИЕ

РАСТЕНИЯ

8.1.1.

Африканские

травы

альфа

эспарто

Альфа

(Stipa tenacissima)

эспарто

(Ligacium

spartum)

представ-

ляют

собой

дикие травы,

большом

количестве произрастающие

прилегающих

пустыням местностях Северной Африки [10,

с.

820].

Эти

травы используются

дли

получения целлюлозы

АНДР,

Тунисе,

Франции,

Испании,

Италии

осо-

бенно

Великобритании,

где

они

составляют

до 10% в

общем

сырьевом

ба-

лансе целлюлозной промышленности

[8, с.

15J. Эспарто

альфа растут кус-

тами

высотой

от 0,5 до 1,5 м;

листья

их в

начальный

период роста развернуты,

затем свертываются

трубку диаметром

1,5—2,5

мм,

напоминающую

стебель

без

узлов. Целлюлозная масса, получаемая

из

эспарто

альфа,

по

морфоло-

гическому

составу

очень

похожа

на

соломенную. Длина лубяных волокон

от

0,3 до 2 мм,

ширина

0,01—0,015

мм;

кроме того, имеется значительное количе-

ство

паренхимных

клеток

клетки эпидермиса

форме «запятых», которые

позволяют

отличать эспарто

композиции

бумаги. Содержание целлюлозы

в со-

ломе эспарто составляет

45—50%;

выход

технической

целлюлозы

при

щелочных

способах

варки

среднем

равен

42%.

На

большинстве заводов

траву

альфа

эспарто

перед

варкой

не

режут

на

сечку,

лишь очищают

от

корней

сора

подвергают отпыловке

кони-

ческих

барабанах

билами.

Потери

при

отпыловке составляют

от 1 до 6%.

На

некоторых заводах приготовляют сечку

длиной

30--50

мм в

барабанных

соломорезках

последующей

отпыловкой

ее в

циклонах.

Замечено,

что при

варке целлюлозы

из

эспарто

во

вращающихся котлах

масса

легко образует

закашши,

поэтому

для

варки эспарто

но

периодическому

способу

применяют

стационарные

варочные

котлы.

Котел

при

объеме

имеет

диаметр

2700

мм и

высоту

2700

мм; в

нижней

части котла распо-

ложено

фильтрующее

днище,

что

позволяет

вести

промывку

целлюлозы

после

варки

.Котел

обогревается

прямым

паром

снабжен паровым

инжектором

внутренними

циркуляционными

трубами

для

щелока.

помощью механиче-

ского уплотнения плотность загрузки травы

доводят

до 150

кг/м

объема

кот-

ла

Жидкостный модуль составляет

расход

активной

щелочи

10—12%

NaOH

от

массы воздушно-сухой травы. Эспарто

альфа

провариваются легче,

чем

солома хлебных злаков,

поэтом)

конечную

температуру

понижают

до

140

145°С.

Общая

продолжительность

варки, включая заварку

спуск дав-

ления,

не

превышает

6 ч. По

окончании

варки

из

котла

под

давлением

0,15—

0,2

МП

отбирают

крепкий

черный

щелок

на

выпарку

массу

котле

на

508

фильтрующем

днище

дважды промывают горячей

водой,

присоединяя слабый

лромывной

щелок

крепкому.

Промытую массу выгружают

из

котла

под-

вергают

полумассному размолу

дополнительной

промывке

роллах.

После

этого

без

какой-либо очистки целлюлоза

направляется

на

отбелку.

Таким

образом,

техника

получения

целлюлозы

из

альфы

эспарто

на не-

больчшх

заводах довольно

примитивна.

На

более

крупных

современных пред-

приятиях

варку ведут

е п

г>

г,

варочных установках типа Пандия

«ли

Цельдекор-Камюр

(см.

п.

0.3.4

главе

6).

Кроме натронного

сульфатного

споссбов, альфу

эспарто

на

некоторых

западноевропейских

заводах

перера-

батывают

по

хлорно-щелочному

нейтрально-сульфитному

способам.

работе

О.

Акшиша

[1J

было

исследовано

влияние

добавок

антра-

хинона

при

натронных

сульфатных

варках алжирской альфы. Ниже при-

ведены результаты,

полученные

при

натронных

варках

расходом активной

щелочи

15%

NaOH

от

массы

сечки,

при

гидромодуле

температуре

160°С

продолжительности

варки

мин.

Расход

антрахинона,

% от

массы сечки

0,05

0,1 0,5

Выход

целлюлозы,

% от

массы сечки 47,1 50,3

51,6

52,0

Степень провара целлюлозы, перм.

ед. 23 24 22 26

Показатели механической прочности:

разрывная длина,

км

4,0

5,6

5,3 5,0

сопротивление

продавливанию,

кПа 170 200 190

190

сопротивление

раздиранию,

мН

70 70 60 60

сопротивление

изгибу,

число двойных перегибов

. . 45 100 50 50

Сходные результаты,

подтверждающие

увеличение выхода

улучшение

показателей механической прочности целлюлозы

при

добавке антрахинона,

были

получены

и при

сульфатных варках альфы

сульфидностыо

щелока 20%.

В той же

работе

[1]

было

констатировано повышение выхода целлюлозы

из

альфы

при

добавках

натронному

или

сульфатному"

щелоку веществ

феноль-

ной

природы, экстрагируемых горячей водой

из

древесины эвкалипта.

работе

А.

Хуасина [25] оптимальными условиями сульфатной варки

алжирской альфы (без добавки антрахинона)

признаны

следующие: расход

ак-

тивной

щелочи

14—16%

NajO

от

массы

сечки,

конечная

температура

140—150°С,

прололжительность

заварки

мин,

варки

на

конечной

температуре

—

мин.

Свойс;ва

полученной

целлюлозы

характеризуются

следующими

цифрами

(чис-

литель—

варка

при

140°С

расходом щелочи

16%

NaaO,

знаменатель

—

варка

при

150°С

расходом щелочи

14%

Ма

О).

Чис;,о

Каппа

19,0/18,2

Выход,

% от

массы

сечки

___-

38,5/41,6

СП . .

т-

1010/1005

Назрыпная

длина,

м -.-

9830/9860

8.1.2.

Багасса

а г

с а

прецстапляет

собой отжатые стебли сахарного

тростника,

яв-

ляющиеся

отходом

сахарных

заводов

после

экстракции

из них

сахара. Багасса

широко

используемся

для

получения

целлюлозы

Китае,

Индии,

Индонезии

и в

странах

Центральной

Южной

Америки,

частности

на

Кубе.

1986

г.

509

мировое

производство

целлюлозы

из

багассы составило около

млн.

[29J.

Сахарный

тростник

представляет

собой

однолетнее

растение

высо-

тй

от 2 до 6 м, с

длинными

широкими

листьями

стеблем толщиной

4^5см,

оканчивающимся метелкой. Сахарный

сок

содержится

паренхимных

клетках

стебля,

лубяные

же

волокна

процессе выжимания сока практически

не по-

Рис.

225.

Влияние удаления

мездры.

чимость

прочности

Выход,

J\,

Сопротибление

продав/?иввнин),нг/см

•Ш

Сопротивление

надрыСу,

кг/см

Расход

хлорной

извести

на

отд~елку,

,Ц

j-.cS^c§£%Jbj_§;£;^b:

г--"

(

^х

^•—

Количес

Гс

КГМ

-у

-^Z.

(сердцевины)

на

выход,

бели

показатели механической

целлюлозы

из

багассь

надрыву;

3 —

сопротивление

пр

нию;

4 —

расход

хлора

на от

Рис.

226.

Схема

мс

мездры

от

крого

от

багассы:

20 30

ватель

3—

ловушка

для

песка;

нитный

сепаратор;

5 —

напорны

тбо

yda/ieHHOU

"ашина

«горкель»

; 7 —

фил

бассейн

оборотной

воды;

9 —

бунк

е30ры,/о

вейерным

дном;

10 —

наклони

вейер

^--[ГП

L.J

^ffjt

—т

!•

г*

TLi

ft >

i^TTu

•

-ЦиУрН

~t~]

"~~~»_J

-в\

Q.±

- -

\^f

да

—

маг-

бачок;

ьтр;

S —

ер с

кон-

вреждакпся.

Вследствие

высокой

влажносш

легкой

загниваемости

багассы,

особенно

условиях

влажною,

жаркою

климата,

переработка

ее

возможна

только

на

месте,

т. е. в

непосредственном

близости

от

сахарных

заводов.

Лубяные

волокна

6aiaccbi,

имеющие

длину

1,4—1,6

мм и

ширину

0,02—

0,04

мм,

приближаются

по

своим размерам

либриформным

волокнам

древеси-

ны

лиственных пород. Остаточное содержание

сахара

багассе

составляет