Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги
Владельцы патента RU 2488653:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области производства волокнистых полуфабрикатов из хвойной и лиственной древесины по сульфитному способу варки с получением целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров. Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги реализуют путем варки древесной щепы с сульфитным раствором в присутствии смеси анионных, неионогенных и амфотерных поверхностно-активных веществ, а также соли или солей из группы, включающей фосфаты и карбонаты натрия, дисиликат и сульфат натрия. Расход смеси составляет 0,3-1,5 кг на 1 т абс. сухой щепы. Обеспечивается снижение содержания смол и жиров в целлюлозе, уровня загрязнения частицами смолы элементов БДМ, повышение механической прочности целлюлозы при пониженной ее жесткости, повышение впитывающей способности. 1 табл.
Изобретение относится к области производства волокнистых полуфабрикатов из хвойной и лиственной древесины по сульфитному способу варки с получением целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров.
Известно, что для производства бумаги санитарно-гигиенического назначения следует использовать целлюлозу с низким содержанием смол и жиров. Однако смолы загрязняют не только целлюлозные волокна. Наличием смол в целлюлозной массе обусловлены так называемые смоляные затруднения. Это загрязнение частицами смолы волокон целлюлозы, прежде всего мелких, а также элементов бумагоделательного оборудования, главным образом сеток и полотен формования полотна бумаги.
Для снижения смолистости небеленой целлюлозы используются различные методы, и один из основных - применение поверхностно-активных веществ (ПАВов) в качестве добавок при варке щепы.
Известен способ получения целлюлозы, включающий варку древесной щепы с сульфитным варочным раствором в присутствии в качестве добавки ПАВ неионогенного типа - препарата ОС-20, представляющего собой смесь полиоксиэтиленовых эфиров высших жирных спиртов, при его расходе 0,1-0,2% от массы абс. сухой древесины (RU 2213175 С1, МПК D21C 3/06, D21C 9/08, опубл. 27.09.2003).
Однако при использовании этих реагентов степень обессмоливания целлюлозной массы недостаточна для того, чтобы можно было использовать ее для получения бумаги санитарно-гигиенического назначения.
Ближайшим по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является способ получения целлюлозы по сульфитному способу варки (а.с. 988940, МПК D21C 3/06, опубл. 15.01.83 г.). Способ включает варку древесной щепы в сульфитном растворе в присутствии анионного ПАВ - смеси натриевых солей изомерных алкилсульфоновых кислот с длиной цепи алкильного радикала С11-C18 и дополнительного катионного ПАВ - смеси метилдиэтиламинометильных производных полиэтиленгликолевых эфиров алкилфенолов при общем расходе анионного и катионного ПАВ 0,125-0,350% от массы абс. сухой древесной щепы. Варку при этом проводят при соотношении анионного и катионного ПАВ 4:1.
Недостатком этого способа является повышенный расход обессмоливателя при более высокой его цене и недостаточно высокий обессмоливающий эффект.
Положительным результатом от использования предлагаемого способа являются снижение содержания смол и жиров в целлюлозе и уровня загрязнения частицами смолы элементов БДМ, обусловленные этими факторами повышение механической прочности целлюлозы при пониженной ее жесткости, повышение впитывающей способности, а также способности к отбелке по бесхлорным схемам.
Указанные результаты достигаются тем, что в способе получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги путем варки древесной щепы с сульфитным раствором в присутствии смеси поверхностно-активных веществ из ряда, включающего анионные поверхностно-активные вещества, согласно изобретению, ряд дополнительно включает неионогенные и амфотерные поверхностно-активные вещества, варку щепы проводят в присутствии смеси, содержащей анионные, неионогенные и амфотерные поверхностно-активные компоненты, а также соль или соли из группы, включающей фосфаты и карбонаты натрия, дисиликат и сульфат натрия, при расходе смеси 0,3-1,5 кг на 1 т абс. сухой щепы. В качестве смеси используют обессмоливатель «Викус», содержащий в качестве анионного поверхностно-активного вещества алкилбензолсульфонат натрия, в качестве неионогенного - этоксилаты натуральных высших спиртов фракции С12-С14 и/или оксиэтилированный моно-алкилфенол на основе тримеров полипропилена, в качестве амфотерного - алкиламидопропилбетаин, в качестве фосфатов - гексаметафосфат и/или полифосфат и/или тринатрийфосфат, в качестве карбонатов - карбонат или гидрокарбонат натрия.
Препарат «Средство моющее (Обессмоливатель) «Викус» вырабатывает в соответствии с ТУ 2381-002-97941732 - 2006 г. ООО «Кристалл».
Способ осуществляется следующим образом. Варочный котел, снабженный системой рециркуляции жидкой фазы, загружают щепой заданного состава. На щепу по поверхности загрузки равномерно насыпают заданное количество порошка препарата «Викус». Снизу котла подают варочный раствор, при непрерывной циркуляции жидкой фазы поднимают температуру содержимого котла до заданного значения и проводят варку по заданному режиму.
При контакте порошка препарата «Викус» с жидкой фазой его компоненты растворяются. По мере разволокнения щепы в процессе варки в раствор переходят способные растворяться в жидкой фазе заданного состава лигнинные и углеводные комплексы. Переходят также в жидкую фазу смоляные и жировые компоненты древесины. Они реагируют с компонентами обессмоливателя и образуют комплексы с поверхностно-активными веществами.
По окончании варки в процессе промывки сваренной целлюлозы большая часть смол и жиров выводится из целлюлозной массы с промывной водой. Вследствие этого в значительной мере обессмоленная целлюлоза легче поддается отбеливанию. Полученная в итоге целлюлоза пригодна для изготовления бумаги санитарно-гигиенического назначения.
Следующие примеры иллюстрируют эффективность предлагаемого способа.
В лабораторных условиях варят целлюлозу из смеси щепы осиновой и еловой древесины. Способ варки - бисульфитный на натриевом основании. Общее содержание SO2 5,5%, рН 2,0, температура варки 150°С, подъем температуры в течение 3-х часов, варка 2 часа 30 минут.
В примере 1 щепу по этому режиму варят без добавки обессмоливателя «Викус», в примере 2-е добавлением препарата в количестве 0,03% в расчете на массу абс. сухой древесины, в примере 3 - 0,035%, в примере 4 - 0,15%.
В промышленных условиях проводят варку аналогичной щепы по указанному режиму с добавкой обессмоливателя в количестве 0,15% (пример 4). Результаты испытаний приведены в таблице.
| Таблица | ||||||
| Результаты бисульфитных варок щепы с добавкой «Викус» | ||||||
| № примера | Показатели качества | Примеры | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | По прототипу | ||
| 1. | Расход обессмоливателя, % к абс. сухой древесине | - | 0,030 | 0,035 | 0,15 | 0,5 |
| 2. | Степень провара целлюлозы, число Каппа | 24,5 | 25,0 | 24,8 | 25,0 | 37 |
| 3. | Выход целлюлозы из древесины, % | 51,7 | 50,9 | 51,8 | 51,0 | 51,4 |
| 4. | Белизна, % | 68,5 | 69,0 | 68,0 | 69,0 | 66,6 |
| 5. | Массовая доля смол и жиров, % | 1,85 | 0,8 | 0,74 | 0,713 | 0,832 |
| 6. | Обессмоливание целлюлозы, % | - | 57,0 | 60,0 | 61,5 | 54,9 |
| 7. | Показатели механической прочности (60° ШР, 75 г/м2): | |||||
| - разрывная длина, м | 9800 | 10000 | 10100 | 10050 | 9960 | |
| - сопротивление излому, число двойных перегибов | 2400 | 2450 | 2350 | 2450 | 890 |
Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги путем варки древесной щепы с сульфитным раствором в присутствии смеси поверхностно-активных веществ из ряда, включающего анионные поверхностно-активные вещества, отличающийся тем, что ряд дополнительно включает неионогенные и амфотерные поверхностно-активные вещества, варку щепы проводят в присутствии смеси, содержащей анионные, неионогенные и амфотерные поверхностно-активные компоненты, а также соль или соли из группы, включающей фосфаты и карбонаты натрия, дисиликат и сульфат натрия, при расходе смеси 0,3-1,5 кг на 1 т абс. сухой щепы.
