Способ получения беленой древесной массы

 

Сущность изобретения: размол древесной щепы осуществляют в присутствии сульфита натрия, гидросульфита натрия и комплексообразователя при соотношении сульфита натрия и гидросульфита натрия от 1:2 до 2:1 и рН 7,5-8,5. Расход указанных компонентов составляет, кг/т древесной щепы: сульфит натрия 10-20; гидросульфит натрия 10-20; комплексробразователь 2-5. Полученную волокнистую массу промывают , сгущают до 10-12%-ной концентрации и отбеливают щелочным раствором пероксида водорода при 65-70°С в течение 90 мин. Затем массу кислуют раствором сернистого ангидрида. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 D 21 В 1/16 О (I < g g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849471/12 (22) 10,07.90 (46) 07,04.92. Бюл. М 13 (») Центральный научно-исследовательский институт бумаги (72) А.А.Зуйков, Е.Н.Осминин, В.B.Ãîðîøников, М.В.Кольчугин, Н,А.Дядьков, Г.Д.Паршиков и Ю.А.Одинцов (53) 676.15.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ы 1002435, кл, D 21 С 9/10, D 21 В 1/16, 1981.

Технологический регламент (временный) производства термомеханической массы для печатных видов бумаги (I очередь реконструкции Камского ЦБК), 12.09.86.

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к процессу производства беленой древесной массы из щепы, и может найти применение при изготовлении бумаги и картона с использованием беленого полуфабриката.

Известен способ получения термомеханической древесной массы, согласно которому древесную щепу подвергают предварительному нагреванию и последующему двухступенчатому размолу. Размол на первой ступени осуществляют в присутствии моносульфита натрия, а размол на второй ступени — в присутствии гидросульфита натрия с расходом его от 10 до 50% от общего его расхода. Волокнистую массу после второй ступени размола отбеливают остальным количеством 50-90% гидросульфита натрия. Общий расход гидросульфита

<„>JEST„„1724763 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛЕНОЙ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ (57) Сущность изобретения: размол древесной щепы осуществляют в присутствии сульфита натрия, гидросульфита натрия и комплексообразователя при соотношении сульфита натрия и гидросульфита натрия от

1:2 до 2:1 и рН 7,5-8,5. Расход указанных компонентов составляет; кг/т древесной щепы: сульфит натрия 10-20; гидросульфит натрия 10-20; комплексообразователь 2-5, Полученную волокнистую массу промывают, сгущают до 10-12%-ной концентрации и отбеливают щелочным раствором пероксида водорода при 65-70 С в течение 90 мин.

Затем массу кислуют раствором сернистого ангидрида. 1 з,п.ф-лы, 1 табл, составляет 0,8-1,1% от массы абсолютно сухой щепы.

Технический прием разделения гидросульфита натрия на две части с возможностью подачи одной из них в зону размола рафинера второй ступени, а второй на отбелку волокнистой массы позволяет получить термомеханическую массу определенной механической прочности и белизны при меньшем расходе реагента.

Недостатком указанного способа является то, что гидросульфит натрия, как отбеливающий реагент, не позволяет получить беленый полуфабрикат стабильный к действию света и тепла, Известен способ получения беленой древесной массы, включающий размол древесной щепы в присутствии сульфита натрия с образованием волокнистой массы, ее

1724763

50

55 промывку, отбелку пероксидом водорода и обработку гидросул ьфитом натрия, Сущность данного способа состоит в том, что пропаренную щепу размалывают, а в зону размола рафинера подают сульфит натрия в количестве 25 кг/т до рН 6,5-7,0, что способствует улучшению условий разделения щепы на волокна. Полученную волокнистую массу промывают посредством разбавления водой до концентрации 0,5% и последующего сгущения до концентрации

10-12%. Массу высокой концентрации смешивают с щелочным раствором пероксида о водорода и проводят отбелку при 70 С в течение 90 мин до достижения степени Geлизны 68-70%. По истечении указанного времени массу кислуют сернистой кислотой при одновременном разбавлении до концентрации 4-5% и обрабатывают гидросульфитом натрия в присутствии комплексообразователя. Расход гидросульфита натрия составляет 11 кг/т от массы абсолютно сухого волокна, рН массы при этом 5,0-5,5, а температура 55-60 С. В качестве комплексообразователя используют триполифосфат в количестве 6 кг/т, После выдерживания в течение 40-60 мин массу с конечной белизной 74% направляют в производство бумаги, Таким образом, в результате реализации данного способа получают полуфабрикат со следующими основными свойствами: степень помола 74-76 LLIP, разрывная длина 3800 м, белизна 74%.

Недостатком известного способа является то, что использование в качестве пластификатора древесной щепы только сульфита натрия не способствует существенному повышению механической прочности готовой массы.

3а счет гидросульфитной обработки степень белизны древесной массы повышается на 4-6%. Однако указанный прирост белизны недолговечен и для получения бумаги долгосрочного хранения древесная масса, изготовленная по данному способу, не может быть рекомендована. Таким образом, недостатком известного способа является также низкая стабильность белизны готовой массы.

Целью изобретения является повышение механической прочности и стабильности белизны целевого продукта, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения беленой древесной массы, включающему размол древесной щепы в присутствии сульфита натрия с образованием волокнистой массы, ее промывку, отбелку пероксидом водорода и обработку гидросульфитом натрия и комплексообразователем осуществляют на ста5

35 дии размола древесной щепы при соотношении сульфита натрия и гидросульфита натрия от 1:2 до 2:1 и рН 7,5-8,5. Расход сульфита натрия, гидросульфита натрия и комплексообразователя составляет соответственноо 10-20, 10-20 и 2-5 кг/т древесной щепы.

B качестве комплексообразователя используют тринатрийфосфат, триполифосфат натрия, пирофосфат натрия, триметафосфат натрия, гексаметафосфат натрия, натриевые соли диэтилентриаминпентауксусной кислоты и/или их смеси.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят смесь растворов сульфита натрия, гидросульфита натрия и комплексообразователя в соотношении сульфита натрия к гидросульфиту натрия от 1:2 до 2:1. Щепу из хвойной древесины промывают с целью отделения минеральных включений и опилок, а затем пропаривают при 120-130 С в течение 2-4 мин и подают на размол, Одновременно со щепой s зону размола рафинера вводят раствор указанных химикатов до рН 7,5-8,5. При этом расход составляет, кг/т; сульфит натрия 10-20; гидросульфит натрия 20-10; комплексообразователь 2-5, Полученную волокнистую массу подвергают промывке и сгущают до концентрации 1012/, Массу высокой концентрации отбеливают щелочным раствором пероксида водорода при 65-70 С в течение 90 мин. По истечении указанного времени массу кислуют раствором сернистого ангидрида и анализируют.

Пример 1, Способ получения беленой древесной массы осуществляют в следующей последовательности; щепу из еловой древесины промывают и пропаривают при

125 С в течение 3 мин. Термически обработанную щепу подают на размол, одновременно в зону размола рафинера вводят раствор химикатов, содержащий сульфит натрия, гидросульфит натрия и тринатрийфосфат„Расход сульфита натрия 10 кг/т, гидросульфита натрия 20 кг/т, что обеспечивает соотношение указанных реагентов 1:2, а расход тринатрийфосфата 5 кг/т. Указанный расход химикатов обеспечивает рН массы в зоне размола 7,5 и концентрацию массы при размоле 40%. Размолотую массу разбавляют водой до концентрации 3% и выдерживают 30 мин при 80 С для устранения латентных свойств. Затем массу разбавляют до концентрации 1,5%, сортируют, а затем очищают, Очищенную массу сгущают до концентрации 12% и смешивают с щелочным раствором пероксида водорода: расход отбеливающих химикатов, кг/т: пе1724763

50 стоят в следующем: соотношение между 55 роксид водорода 30; силикат натрия 30; гидроксид натрия 20. Температура отбелки

65 С, продолжительность 90 мин. После отбелки массу кислуют сернистым ангидридом до рН 5,0-5,5, После этого массу анализируют по следующим показателям: степень помола и время обезвоживания, Из массы изготавливают отливки и определяют показатели качества. Одну из отливок подвергают искусственному старению светом ксеноновой лампы, После каждого периода облучения определяют белизну древесной массы. Период облучения 5 мин соответствует 1,0-1,5 г. естественного старения.

Пример 2. Способ получения беленой древесной массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: соотношение между сульфитом и гидросульфитом натрия 1:1 при расходе каждого из них по 10 кг/т. В качестве комплексообразователя используют пирофосфат натрия в количестве 3 кг/т, а рН среды в зоне размо.ла 8,0.

Пример 3. Способ получения беленой древесной массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: соотношение между сул ьфитом и гидросульфитом натрия 2:1, при расходе их 20 и 10 кг/т соответственно. В качестве комплексообразователя используют триполифосфат натрия в количестве 2 кг/т, а рН среды в зоне размола 8,5.

Пример 4, Способ получения беленой древесной массы осуществляют аналогично примеру 1, Отличия состоят в следующем: соотношение между сульфитом и гидросульфитом натрия 1,5:1, при расходе их 15 и 10 кг/т соответственно. В качестве комплексообразователя используют смесь тринатрийфосфата и триполифосфата при их расходе

3 и 2 кг/т соответственно, рН среды в зоне размола при этом 8,5.

Пример 5 (контрольный). Способ получения беленой древесной массы осуществляют аналогично примеру 1, Отличия состоят в следующем: соотношение между сульфитом и гидросульфитом натрия 1:3 при расходе их 5 и 15 кг/т соответственно, В качестве комплексообразователя используют тринатрийфосфат с расходом 3 кг/т, à рН среды в зоне размола 7,0, П р и M е р 6 (контрольный). Способ, получения беленой древесной массы осуществляют аналогично примеру 1, Отличия сосульфитом и гидросульфитом натрия 3:1 при расходе их 15 и 5 кг/т соответственно. В качестве комплексообразователя использу-, ют тринатрийфосфат с расходом 6 кг/т, а рН среды в зоне размола 9,0, 5

Пример 7 (по известному способу).

Способ получения беленой древесной массы осуществляют следующим образом: щепу из еловой древесины промывают и пропаривают при 125 С в течение 3 мин.

Термически обработанную щепу подают на первую ступень размола, одновременно в зону размола рафинера вводят раствор сульфита натрия в колйчестве 25 кг/т. Указанный расход обеспечивает рК массы в зоне размола около 7,0 и .концентрацию массы при размоле 40, Размолотую массу промывают водой до концентрации З и выдерживают при 80 С в течение 30 мин для устранения латентных свойств. Затем массу разбавляют до концентрации 1,5, сортируют, очищают, сгущают до 12 и смешивают с раствором пероксида водорода. Расход отбеливающих химикатов, кг/т: пероксид водорода 35; силикат натрия 40; гидроксида натрия 25, Температура отбелки 65 С, продолжительность 90 мин. После отбелки массу кислуют сернистым ангидридом до рН 5,5 и при концентрации 4,5 обрабатывают гидросульфитом натрия и триполифосфатом при 55 С в течение 40 мин. Расход гидросульфита натрия 11 кг/т, триполифосфата натрия 6 кг/т. По завершению времени обработку массы анализируют по тем же показателям, что и в примере 1.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что выполнение технологических приемов процесса получения беленой древесной массы согласно предлагаемому способу обеспечивает повышение механической прочности стабильности белизны готового полуфабриката (примеры 1 — 4).

Известный способ не дает возможности получить беленую древесную массу с повышенными показателями качества как по механической прочности, так и по стабильности белизны (пример 7). Выполнение эксперимента при параметрах, выходящих за предлагаемые значения, сдвигает процесс в сторону от оптимальных величин, что вызывает снижение одного из показателей качества целевого продукта (примеры 5 и 6).

Формула изобретения

1, Способ получения беленой древесной массы, включающий размол древесной щепы в присутствии сульфита натрия с образованием волокнистой массы, ее промывку, отбелку пероксидом водорода и обработку гидросульфитом натрия и комплексообразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности

1724763

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при размоле сульфит натрия используют в количестве 10-20 кг, гидросульфит натрия — 10-20 кг и комплексооб5 разователь 2-5 кг, все на 1 т древесной щепы, Условия обработки древесной щепы

Способ получения по примеру

Расход химикатов, кг/т

Соотношение

Na

Степень помола, ШР

Na SO> Na S O Комплексообразователь

Предлагаемый

1 10

10

10

10

5 (контрольный) 15

9,0 75

6 (контрольный

Известный

7,0 75

25 г

Продолжение таблицы

Показатель качества

Способ получения по примеру

Белизна,ь

Время обезвоживания, с

Белизна после старения, ь

Содержание костры, ф

Разрывная длина, м

5 мин Ь. 10мин; о

Предлагаемый

123 О, 20 4200 3 72 1

119 0, 16 4320 71 1

120 Оэ 19 4270 2 71 1

122 0,23 4300 3 70 1

120 0,30 3900 3 70 2

5 (контрольный) 128 0,20 4150 74 70 4 66 4

6 (контрольный

Известный

134 0,4 3800 74 68 6 64 4

Составитель Е.Осминин

Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1154 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 и стабильности белизны целевого продукта, обработку гидросульфитом натрия. и комплексообразователем осуществляют на стадии размола древесной щепы при соотношении сульфита натрия и гидросульфита натрия от 1:2 до 2:1 и рН 7,5-8,5, 1:2

1:1

2:1

1,5:1

1:3

76 73

74 72

74 72

74 71

75 72

7,5 . 74

8,0 75

8,5 74

8,5 74

7,0 75