Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15)) 4 D 2) В )/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4)7)553/29-)2 (22) 29.)2.86 (46) 15.09.88. Бюл. Р 34 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги, Институт химической физики AH СССР и Институт синтетических полимерных материалов АН СССР (72) Н.С. Ениколопов, А.И. Бобров, Л.С. Сахоненко, Т.А. Бондарева, Е.А. Балашова, В.К. Комаров, С.Н. Зеленецкий, М,А. Трунова и А.А. Зуйков (53) 676.).02 (088.8) (56) Ласкеев П.Х. Производство дреаесной массы. М. Лесная промышленность, 1967, с. 456 °

Патент Франции Р 2509766, нл. D 2) В 1/04, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО

ПОЛУФАБРИКАТА ВЫСОКОГО ВЫХОДА (57) Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве волокнистых полуфабрикатов для изготовления различных видов бумаги и картона, Цель изобретения— повышение степени делигнификации целевого продукта при одновременном улучшении его физико-механических показателей, В способе получения волокнистого полуфабриката высокого выхода, включающем предварительную химическую обработку древесной щепы и последующую механическую обработку путем пропускания обработанной щепы через чередующиеся зоны транспортирования и дефибрирования в аппарате непрерывного действия при давлении и деформировании, дефибрирование щепь осуществляют при скорости деформации

120-360 сек и величине деформации сдвига 250-)200K.. При этом деформирование ведут при давлении 5-50 МПа в двухшнековом смесителе кулачкового типа. Предварительную химическую обработку щепы проводят щелочью и/или сульфитом натрия или бисульфитом натрия, 2 s.ï. ф-лы, 1 табл.

1423657

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано при производстве волокнистых полуфабрикатов для иэго5 товления различных видов бумаги и картона.

Цель изобретения — повышение степени делигнификации целевого продукта при одновременном улучшении его 10 физико-механических показателей.

В предлагаемом способе получения волокнистого полуфабриката высокого выхода, включающем предварительную химическую обработку древесной щепы 15 и последующую механическую обработку путем пропускания обработанной щепы через чередующиеся эоны транспортирования,и дефибрирования в аппарате непрерывного действия при давле- 20 нии и деформировании, дефибрирование щепы при давлении осуществляют при скорости деформирования 120-360 с 1 и величине деформации сдвига 250-! 2007.. 25

При этом дефибрирование ведут при давлении 5-50 11Па в двухшнековом смесителе кулачкового типа.

Предварительную химическую обработку древесной щепы проводят щелочью 30 и/или сульфитом натрия, или бисульфитом натрия.

Дефибрирование в предлагаемом способе осуществляют за счет сдвиговых деформаций в сочетании с давлени- 35 ем в момент достижения минимального зазора между поверхностями измельчающих органов, т.е ° пар кулачковых элементов.

В зоне дефибрирования двухшнеково- 40 го смесителя непрерывного действия кулачкового типа обработанную щепу подвергают кратковременному интенсивному химико-термомеханическому воз.действию, в результате чего проис- 45 ходит разрыв межволоконных связей, разволокнение древесины я дальнейшее взаимодействие лигнина, находящегося на поверхности волокон, с химическими реагентами, позволяющее получить продукты с различным содержанием остаточного лигнина.

Способ осуществляют следующим образом.

Древесную. щепу обрабатывают в автоклаве в течение 15-60 мин при 90170 С раствором едкого натра и/или сульфита натрия, или бисульфита натрия при гидромодуле 1:5. Расход химического реагента составляет 1-16Х от массы абсолютно сухой (а,с,) древесины.

Далее химически обработанную щепу подают в аппарат непрерывного действия кулачкового типа с чередующимися зонами транспортирования и дефиррирования. Для достижения заданной степени дефибрирования зоны могут чередоваться и общее нх количество может быть от 3 до 7, при этом количество зон дефибрирования соответственно от 1 до 3.

В качестве аппарата можно использовать двухшнековый смеситель непрерывного действия кулачкового типа или аппарат типа "Брабендер".

Указанной обработке может предшествовать обработка насыщенным па0 ром при 105-110 С в течение 1-10 мин.

Затем массу промывают, при необходимости отбеливают известными способами, Пример 1. Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода осуществляют следующим образом. Щепу из березовой древесины обрабатывают в автоклаве в течение о

30 мин при УО-У5 С раствором едкого натра (расход 10Х к а.с. древесины) при гидромодуле 1:5. Затем обработанную щепу подвергают дефибрированию при скорости деформирования

120 с и величине деформации сдвига

250Х в двухшнековом смесителе непрерывного действия кулачкового типа с чередующимися зонами транспортирования. При этом дефибрирование осуществляют при давлении 5 1"1Па. Скорость деформирования равная l20 с,определяется расчетным путем по нижеприведенной формуле исходя иэ заданного зависимого параметра 1 аботы смесителя — скорости вращения шнеков (4. ), равной 60 об/мин или б,ZS рад/с.

2ю ° R ь с

R — Rz

1 о где ы — скорость вращения шнеков смесителя, рад/с;

R — внутренний радиус корпуса

1 смесителя, м;

-3

R, 27,5 ° 1О м; — средний радиус сечения измельчающего элемента, м

I - 3 о 26 0 ° 10 м

1423657

60 ° R, ° м ° L. f ° S к ° Q

35 ют ан,:логично примеру 1 исходя иэ следующих заданных параметров: Ьг

10,46 рад/с; Q 0,2 кг/мин; L

40 18 10 м.

2 ° 27 5 ° 10

) ° 6,28 (27,5 ° 10 ) -(26,0 ° 10 )

120 (с ), Величину деформации сдвига (1 ) определяют иэ следующих задаваемых параметров: — скорость вращения шнеков (М - 60 об/мин); — производительность аппарата (Q 0,1 кг/мин);

L - длина дефибрирующей зоны (L 6 10 м), где f — плотность обрабатываемой древесины, кг/м (f

750 кг/м );

S — площадь поперечного сечения рабочей зоны, м2 (S

),4 1U м );

27 5 ° 10 750.1 4 ° 10

26,0 ° 10

6 28 ° 60 6 ° 10

1. 250Х.

0,1

Полученную массу анализируют на содержание лигнина и по степени помола. Изготовляют отливки массой ,75 г/м и определяют физико-механи2 ,ческие свойства. Результаты приведены в таблице.

П р и и е р 2. Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода осуществляют аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что щепу обрабатывают смесью растворов едкого натра и сульфита натрия (расход BX

Na0H и 8/ NazSO> к а.с. древесине), а дефибрирование проводят при давлении 50 МПа, деформации сдвига 1200Х и скорости деформирования 360 с" .

Расчет величин деформации сдвига и скорости деформирования осуществляют аналогично примеру 1 исходя из следующих заданных параметров:

Со 18,84 рад/с; Q 0,33 кг/мин;

1. 33 ° 10 м.

Полученную массу анализируют на содержание лигнина и определяют степень помола. Затем готовят отливки массой 75 г/м2 и определяют физикомеханические свойства. Результаты приведены в таблице.

Пример 3. Способ получения волокнистого полуфабриката высокого.5

25 выхода осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что щепу обрабатывают смесью растворов едкого натра и сульфита натрия (расход IОХ

NaOH u IOX. Na к а.с. древесине), Дефибрирование проводят при давлении

25 МПа, деформации сдвига 800Х и скорости сдвига 200 с

Расчет величин деформации сдвига и скорости деформирования осущестг.чя-, ют аналогично примеру 1 исходя из следующих заданных параметров: о

10,46 уад/с; Q 0,2 кг/мин; L

24 ° IO м.

Полученную массу анализируют на содержащие лигнина и определяют степень помола. Затем готовят отливки массой 75 г/м и определяют физикомеханические свойства. Результаты приведены в таблице, Пример 4. Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что щепу из еловой древесины обрабатывают о насыщенным паром при 105-110 С в течение 10 мин, а затем в автоклаве в течение 30 мин при 150 С раствором сульфйта на"рия при его расходе 5Х к а. с. древесине. Дефибрирование проводят при давлении 15 ИПа, деформации сдвига 600Х и скорости деформирования 200 с

Расчет величин деформации сдвига и скорости деформирования осуществляПолученную массу анализируют на содержание лигнина и определяют степень помола. Затем готовят отливки массой 75 rlм и определяют фиэикомеханические свойства. Результаты приведены в таблице.

Пример 5 ° Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода осуществляют аналогично примеру 4, с той лишь разницей, что еловую щепу обрабатывают раствором бисульфита натрия при его расходе

2,5Х в единицах SOZ к а.с. древесине. Дефибрирование проводят при давлении 20 МПа, деформации сдвига

800Х и скорости деформирования

240 с

1423657

Расчет величин деформации сдвига и скорости деформирования осуществляют аналогично примеру 1, исходя иэ следующих заданных параметров:

12,56 рад/c; Q 0,23 xr/ н;

Ь 21-10 м.

Полученную массу анализируют на содержание лигнина и определяют степень помола. Затем готовят отливки массой 75 г/м и определяют физикомеханические свойства. Результаты приведены в таблице.

Пример 6 (по прототипу). Способ получения волокнистого полуфабри- 15 ката высокого вьмода осуществляют аналогично примеру с той лишь разницей, что деформирование проводят в двухшнековом аппарате непрерывного действия с чередующимися зонами транс 20 портирования и дефибрирования, в зонах дефибрирования которого, снабженных прорезями, создается необходимое давление . Дефибрирование проводят при давлении. 15 МПа, деформации 25 сдвига 507 и скорости деформирования 10 с

Полученную массу анализируют на содержание лигнина и определяют степень помола; Затем готовят отливки массой 75 г/м и определяют фиэикомеханические свойства. Результаты приведены в таблице.

Таблица показывает, что предлагаемый способ по сравнению прототипом

35 позволяет повысить степень делигнио фикации целевого продукта на 15-203 при одновременном повышении физикомеханических показателей (разрывной длины и сопротивления продавливанню в 2-2,5 раза).

Это позволяет расширить область использования полученных полуфабрикатов высокого выхода для различных видов бумаги и картона.. формула изобретения

l. Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода> включающий химическую обработку древесной щепы при повышенной температуре и последующую механическую обработку путем пропускания обработанной щепы через чередующиеся зоны транспортирования и дефибрирования в аппарате непрерывного действия при давлении и деформировании, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения степени делнгнификации целевого продукта при одновременном улучшении его физико-механических показателей, дефибрирозание щепы осуществляют прн скорости деформирования 120-360 с и величине деформации сдвига 250-1200/.

2. Способ по п ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что дефибрирование осуществляют в двухшнековом смесителе кулачкового типа.

3. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что дефибрирование ведут при давлении 5-50 МПа.

1423657! Показатели осле дополниельного рлзмоа до 60 ШР

Сте- СтеПриме р, 11 атели после дефибрипень делиг-! нифипень ия

Со Разрывкации после ная

Разни ра ра длина, м предрывная варит. хим. длина, м

o5p., Х

460

2000

4500

400

14 15

22 30

6000

470

3250

560

30 20

3600

660

6800

520

600

6000

448

2150

770

2400

5800

580

6 (по прототипу) 8

1500

260

2800

2(>0 Степень делигнификации — отношение массы лигнина, удаленного при делигнификации, к постоянно сухой массе исходного лигнина, выраженное в процентах.

Составитель Е. Васильев

Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Редактор А. Долинич

Заказ 4612/33

Тираж.348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 делиг нификации после дефибрирования, Сопрот. раздиранию, мН