Способ получения древесноволокнистой массы

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ, включающий пропаривание измельченного лигноцеллюлозного материала, размол и обработ ку минеральной кислотой, о т л и чающийс я тем, что, с целью увеличения степени размола массы и повышения выхода Сахаров при одновременном снижении энергетических затрат, обработку минеральной кислотой осуществляют перед пропариванием. 2.Способ по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что минеральную кислоту берут в количестве 0,9-1,5 мае. ч. на 100 мае. ч. абсолютно сухого измельченного лигноцеллюлозного материала . 3.Способ по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что обработку минеральной кислотой.проводят в течение 612 ч. СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы)Ь ..QV . k3 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3566476/29-12 (22) 10.03.83 (46) 15,07.84. Бюл. 9 26 (72) В.В,Коротков, Н,A.Æóêîa, Е.Д.Гельфанд, Г.К.уткин, 3.И.Гребенкина, П.Н.Марченко и A.È.Âèãäoðîâè÷ (71) Кировский политехнический институт (53) 674.817.41(088.8) (56) 1, Ребрик С.П. Технология древесноволокнистых плит, М., Лесная промьналенность™, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 6 38485, кл. В 29 Т 5/00, 1977. (прототип). (54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОИ МАССЫ, включающий пропаривание измельченного лигноцеллю„.ЯО„„Д1О2Я27 А (51) D 21 В 1 02, В 29 J 5/00 лозного материала, размол и обработ ку минеральной кислотой, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью увеличения степени размола массы и повышения выхода сахаров при одновременном снижении энергетических затрат, обработку минеральной кислотой осуществляют перед пропариванием.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что минеральную кислоту берут в количестве 0,9-1,5 мас. ч, на 100 мас. ч ° абсолютно сухого измельченного лигноцеллюлозного материала.

3. Способ по п ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку минеральной кислотой, проводят в течение 6- Я

12 ч °

1102827

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к способу получения древесноволокнистой массы.

Известны способы получения древесноволокнистой массы из древесной 5 щепы, включающие пропарив ание, размол щепы, разведение водой полученного волокна и затем вторичный его размол (1) .

Недостатком способов является не- ) Q высокая степень размола полученной древесноволокнистой массы и большие энергоз атраты.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- 15 му результату способ получения древесноволокнистой массы, который заключается в том, что щепу древесины лиственных пород пропаривают и размалывают в дефибраторе до степени размола 14-16 дефибратор-секунд (ДС).

Затем древесноволокнистую массу разбавляют водой, вновь размалывают до степени размола 20-24 ДС и обрабатывают серной кислотой при рН 4,7-5,2 и

50-60 С.в течение 40-50 мин. Получено ную массу используют в производстве древесноволокнистых плит. При обработке серной кислотой происходит гидролиз гемицеллюлоз древесного сырья с образованием 2,1-2,6Ъ сахаров, 30

Последние увеличивают силу сцепления) между отдельными волокнами при формировании плиты, что приводит к некоторому улучшению ее физико-механических свойств (2) . З5

Однако плиты, полученные по известному способу, требуют дополнительной обработки (шлифовка, окрашивание и др.), так как они имеют шероховатую поверхность серого цвета,4() что обусловлено невысокой степенью размола древесноволокнистой массы.

Недостатком этого способа является также большие энергозатраты, связанные с тем, что операцию размола проводят дважды, Кроме того, выход сахаров невелик.

Цель изобретения — увеличение степени размола массы и повышение выхода сахаров при одновременном снижении, энергозатрат, 5О

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения древесноволбкнистой массы, включающему пропаривание измельченного лигноцеллюлозного материала, размол и обработку минеральной кислотой, указанную обрабо@) у лигноцеллюлозного материала осуществляют перед операцией пропаривания, причем минеральную кислоту берут в количестве 0,9-1,5 мас,ч. 60 на 100 мас.ч. абсолютно сухого исходного сырья, Кроме того обработку измельченного лигноцеллюлозного материала минеральной кислотой проводят в течение 6-12 часов, 65

Обработка минеральной кислотой измельченного лигноцеллюлозного материала перед пропариванием и размолом и проведение укаэанных операций в присутствии кислоты приводит к нарушению лигноуглеводных связей, более пслному гидролиз ° гемицеллюлоз, вследствие чего степень размола дрЕвесноволокнистой массы увеличивается до 102 †1 ДС, выход сахаров повышается до 17,1-21,8Ъ к весу абсолютно сухого исходного сырья, а энергетические затраты на размол снижаются в 1,6-2,0 раза.

Способ осуществляется следующим образом.

Измельченный лигнсцеллюлозный материал обрабатывают 5 — 1ОЪ-ным раствором серной кислоты из расчета 0,91,5 мас.ч, кислоты на 100 мас.ч. абсолютно сухого исходного сырья путем опрыскивания в процессе его движения на ленточном транспортере в бункер дефибратора. B бункере обработанный материал выдерживают 6 — 12 ч и после выдерживания или сразу после обработки кислотой подают в дефибратор для пропаривания и размола. Из полученной древесноволокнистой массы извлекают сахара, промывают и фильтруют ее. Промытую таким образом массу используют для формирования поверхностного слоя древесноволокнистых плит или в качестве наполнителя в производстве пластических масс. Сахара направляют на дальнейшую переработку с целью получения кормовой углеводной добавки или микробного

)белка.

Пример 1. Измельченный лигноцеллюлозный материал обрабатывают

5 ° Hûÿ раствором серной кислоты из расчета 0,9 мас.ч. кислоты на

100 мас.ч ° абсолютно сухого исходного сырья путем опрыскивания в процессе его движения на ленточном транспортере в бункер дефибратора ° Из бункера обработанный материал подают в дефибратор для пропаривания и размола. Полученная древесноволокнистая масса имеет степень размола

102 ДС, удельный расход энергии на

Р азмол составил 350 кВт-ч/т, выход сахаров 17,1Ъ к весу абсолютно сухого исходного сырья (а.с.с,).

Пример 2 . Процесс ведут аналогично примеру 1, но количество серной кислоты берут из расчета

1,5 мас,ч. на 100 мас.ч. абсолютно сухого исходного сырья. Степень размола полученной древесноволокнистой массы составляет 173 ДС, удельный расход энергии 320 кВт.ч/т, выход сахаров 19,8Ъ а,с.с.

Н р и м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, но обработанный серной кислотой измельченный лигноцеллюлозный материал выдерживают в

1102827

Степень размола, ДС

Время выдерживания в растворе кислоты, ч

Выход сахаров

% а,с,с удельный расход электроэнергии, кВт-ч/т

Количество. минеральной кислоты на

100 мас,ч, сырья,мас.ч.

Способ по примеру

Известный рИ 4,7-5,2 20-24

2,1-2,6 0,6-0,8

550

Предлагаемый

17, 1

350

0,9

19,8

320

173

l,5

20,4

2l 8

295

l5S

265

3,0

0,39

ЬНИИПЙ Заказ 4913/17 Тираж 372 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 бункере в течение 6 ч. Степень размола при этом составляет 158 ДС, удельный расход энергии 320 кВт ч/т, выход сахаров 20,4% а.с.с, Пример 4 ° Процесс ведут аналогично примеру 1, но обработанный 5 серной кислотой измельченный лигноцеллюлознЫй материал выдерживают в бункере в течение 12 ч. Степень размола древесноволокнистой массы составляет 182 ДС,удельный расход энергии 10

265 кВт.ч/т,выход сахаров 21,8%а.с.с °

Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 1, но количество серной кислоты берут из расчета

0,39 мас.ч. на 100 мас,ч. абсолютно сухого исходного сырья. Степень размола полученной древесноволокнистой массы составляет 22 ДС, удельный расход энергии 555 кВт ° ч/т, выход сахаров 3% а,c ° с °

Результаты в сравнении с прототипом прнведены в таблице °

Иэ таблицы видно, что расход минеральной кислоты, взятый из расчета

0,9-1,5 мас.ч, кислоты на 100 мас.ч. абсолютно сухого исходного сырья является оптимальным. При уменьшении расхода кислоты не происходит глубокого нарушения лигноуглеводных связей и гидролиза гемицеллюлоэ, а при: расходе кислоты выше укаэанных пределов эффективность способа не повышается.

Получение древесноволокнистой массы предложенным способом по сравнению с известным позволяет увеличить степень размола древесноволокнистой массы, снизить энергетические затраты, повысить гыход сахаров, а также расширить сырьевую базу путем использования щепы, опилок, стружек, а также древесных отходов различных, пород древесины, тогда как в иэвест1ном способе используют только древ е си ую ще пу ли с т ве н ных пород.

Полученная древесноволокнистая масса тонкого помола имеет приятный коричневый цвет, использование ее для формирования поверхностного слоя древесноволокнистых плит улучшает их товарный внд, что исключает необходимость дополнительной обработки поверхности плит, повышает их плотность, прочность и уменьшает водопоглощение. При использовании полученной древесноволокнистой MBccv в качестве наполнителя в производстве пластмасс улучшаются их физико-механические свойства, такие как водопоглощение, текучесть, твердость.

Предлагаемый способ позволяет, кроме того, получить раствор, в состав которого входит глюкоза, галактоэа, манноза, арабиноэа, ксилоза, и ко ,торый может быть использован в качестве кормовой углеводной добавки или как сырье для получения микробного белка.