Способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката

 

00 473776

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОЮЗ СоввтСких

СОци4листимвших

Республик (61) Зависимое от авт. свиде.с .с:I 0 (22) Заявлено 21.12.73 (21) 1977961/23-4 с присоединением заявки М (32) Приоритет

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень . м 22

Дата опубликования описания 06.08.75 (51) М. с,с. О 21с 3,, 04

Государственный комитет

Совета ееинистров СССР оо делам изоорвтений и открытий (53) УДК 661.728.2(088.8) (72) Авторы изобретения В. М. Крюков, М. А. Иванов, В. Е. Алехин, В. В. Сметанин, В. К. Цал, E Д. Перминов, И. А. Христюк, Б. М. Бухтеев, В. А. Ишханов и В. П. Грудинин

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности

171) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО

ПОЛУФАБРИКАТА

Изобретение относится к способам получения волокнистых целлюлозных полуфабрикатов из растительного сырья, например древесной щепы, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката путем пропарки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья с последующей варкой с варочным раствором на основе моносульфита натрия, предпочтительно в количестве 1,0 — 3% в ед.

Ха О от веса абсолютно сухого растительного сырья, и щелочной буферной добавки, в качестве которой используют отработанный сульфатный щелок (черный щелок) в количестве

1,0 — 3% в ед. NaqO, считая на остаточную шелочность щелока. Известный способ, которым предусматривается использование свежего моносульфита натрия для приготовления варочного раствора, требует специального подразделения для приготовления варочного раствора, что обусловливает увеличение расхода свежей воды и расхода химикатов.

При осуществлении известного способа выход полуфабриката не превышает 75,0 — 86,0% от абсолютно сухого сырья.

Регенерация отработанных производственных растворов, получаемых при осуществлении известного способа возможна только с обработанными сульфатными щелоками.

Для повышения выхода полуфабриката, снижения расхода свежих химикатов На варку и уменьшения количества сточных вод за счет возможного проведения совместной переработки отработанных щелоков, полученных по предлагаемому способу, с отработанными растворами как сульфатного так и сульфитного производств при одновременном сохранении на достаточно высоком уровне физико-ме10 ханических показателей получаемого полуфабриката в качестве варочного раствора используют смесь отработанного сульфитного раствора с концентрацией парамагннтных центров 10" — 10" спин/г и отработанного

1б сульфатного щелока в объемных соотношениях 20 — 80% —:80 — 20%.

В качестве отработанного сульфитного раствора рекомендуется использовать последрожжевую бражку в количестве 5 — 50%, считая

20 на ее сухие вещества и вес абсолютного сухоro волокна.

Желательно также в качестве отработанного сульфитного раствора использовать отработанный сульфитный щелок в количестве 0,1—

25 1% в ед. $0 от веса абсолютно сухого волокна, а отработанный сульфатньш щелок— использовать в количестве 0,5 — 4,0% в ед.

Na O, считая на остаточную активную щелочность, от веса абсолютно сухого волокна.

30 Увеличение выхода полуфабриката можно

473776

Таблица 1

Известный нейтральносульфитный способ

Способ сульфитный

Варка 1 Варка 2

Варка 3

7,23

6,24

2,0

1,65

2,0

1,04

40,20

2,12

20,40

3,02

10,30

175

5,2

175

6,3

7,2

8,0

6,58 нет нет нет есть нет

87,1

143

0,25

5,54

2,96

88,2

0,26

5,84

3,49

93,0

144

0,25

5,70

3,97

78

144

0,25

5,68

3,22

86,20

143

0,23

5,79

3,48 объяснить тем, что ингибирующая активность черного щелока определяется количеством неактивных радикалов феноксильного типа, которые присутствуют в смеси фенольных соединений, представляющих органическую часть щелока.

Смесь черного щелока с отработанными растворами сульфитного производства обладает более высокой ингибирующей способностью благодаря дополнительному количеству стабилизированных парамагнитных частиц углеводного характера.

Введение неактивных стабильных радикалов с отработанными растворами сульфитного производства приводит к более резкому подавлению центров свободно-радикальной деструкции углеводной части древесины с одновременным выводом из зоны реакции свободных радикалов повышенной активности. Практически это выражается в заметной стабилизации гемицеллюлоз и самой целлюлозы и B улучшении избирательности процесса, т. е. повышении скорости растворения лигнина по отношению к скорости растворения углеводов, что приводит в конечном итоге к значительному повышению выхода полуфабриката из растительного сырья.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Растительное сырье, в частности древесную щепу, пропитывают варочным раствором, состоящим из смеси отработанных растворов

Условия проведения варки и физикомеханические показатели

Расход химикатов, считая на абсолютно сухую древесину, о

iU a,0

50.

Черный щелок, ед. 1Ua,О

Последрожжевая бражка, по сухому веществу,,/

Температура варки, С

Время варки, мин рН щелока после варки

Наличие осадка при смешении и упаривании полученных щелоков с отработанными растворами сульфитного и сульфатного производств

Выход полуфабриката, о, Степень помола массы, ШР

Касса (кв. метра, г

Толщина, мм

Сопротивление продавливанию, кгс см

Сопротивление плоскостному сжатию, кгс/см сульфитного и сульфатного производств в объемных соотношениях 20 — 80: 80 — 20 /О и затем подвергают варке в том же варочном растворе. Температура варки 1б0 — 185 С, предпочтительная 170 — 175 С. Продолжительность варки 20 — 40 мин.

Полученный после варки отработанный раствор можно направлять на регенерацию в сульфатное или сульфитное производство, что

10 является большим преимуществом предлагаемого способа.

Пример 1. Березовую щепу варят в автоклавах из кислотоупорной стали в растворах, состоящих из смеси последрожжевой бражки

15 и черного сульфатного щелока, взятых в различных соотношениях. жидкостной модуль варки 1: 4,5.

Автоклавы помещают в предварительно нагретую глицериновую баню. Температура вар20 ки 175 С, продолжительность 35 мин. Варку ведут без подъема температуры (моделирование непрерывного процесса). После варки определяют рН отработанных щелоков, выход и физико-механические показатели полуфаб25 риката, а также наличие осадка при смешении и упаривании полученных щелоков с отработанными растворами сульфитного и сульфатного производств.

Сопоставление параметров варки предлагае30 мого и известного способов, а также качественные показатели полученных образцов полуфабриката приведены в табл. 1.

Предлагаемый (смесь отработанных растворов сульфитного и сульфатного производств

473776

Известный нейтральносульфитный способ (оптимальный вариант) Сул ь фитн ь1Й способ

Варка 1

Варка 2 Варка 3

2,0

1,66

2,0

8,0

7,23

6,54

1,06

0,72

4,5

2,14

0,38

5,6

3,01

0,16

35 б,б

6,58 иет есть нет иет нет

86,20

78

144

0,25

5,68

3,22

87,4

143

0,25

5,51

2,94

92,0

89, 1

142

0,26

5,73

3,32

144

0,23

5,79

3,48

0,25

5,83

3,24

Как следует из данных, приведенных в табл. 1, при сохранении одинаковых физикомеханических показателей выход полуфабриката по предлагаемому способу варки выше, чем по известному на 3,7 — 15,0%; при смешении и упаривании полученных по предлагаемому способу щелоков с отработанными растворами сульфатного и сульфитного производств выпадения осадка не наблюдается.

Следовательно, по предлагаемому способу. не расходуя дефицитных химикатов на варку, получают полуфабрикат с более высоким выходом; по своим свойствам этот полуфабрикат

Условия проведения варки и физикомеханические показатели

Расход химикатов в расчете на абсолютно сухую древесину, о

Na2O

SO

Черный щелок, ед. 1Ча,О

Сульфитный щелок, ед. SO

Температура варки, С

Время варки, мин рН щелока после варки

Наличие осадка при смешении и упариваиии полученных щелоков с отработанными растворами сульфатного и сульфитного производств

Выход полуфабриката, о

Степень помола массы, ШР

Масса 1 кв метра, г

Толщина, мм

Сопротивление продавливанию, кгс/см

Сопротивление плоскостному сжатию, кгс/см

Данные табл. 2 показывают, что при сохранении физико-механических показателей полуфабриката, выход по предлагаемому способу варки по сравнению с известным выше на 3,4 — 14,0%; при смешении и упаривании полученных по предлагаемому способу щелоков с отработанными растворами сульфитного и сульфатного производств выпадения осадка не наблюдалось. Следовательно, не расходуя дефицитных химикатов на варку, по предлагаемому способу полуфабрикат получается с более высоким выходом, по своим свойствам он не уступает полуфабрикату, полученному по известному способу и щелока после варки, пригодны для совместной переработки с отработанными растворами сульфитного или сульфатного производств.

Предлагаемый способ позволяет исключить расход свежих химикатов, повысить выход полуфабриката на 3,4 — 15%, обеспечить высокие физико-механические показатели полуфабрине уступает полуфабрикату, получаемому по нейтрально-сульфитному способу, н щелока после варки пригодны для совместной переработки с отработанными растворами сульфитного или сульфатного производств.

Пример 2. Березовую щепу варят по режиму, аналогичному описанному в примере 1, в растворах, состоящих из смеси сульфитного и черного сульфатного щелоков в различных соотношениях. Сопоставление параметров варки предлагаемого и известного способов, а также качественные показатели полученных образцов полуфабриката приведены в табл.2.

Таблица 2

Предлагаемый способ (смесь отработанных растворов сульфатного и сульфитиого производств ката, а также дает возможность переработки полученных отработанных щелоков как на сульфатном, так и па сульфитном потоках, ITQ значительно сокращает объем сточных вод.

Предмет изобретения

1. Способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката путем пропарки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья с последующей варкой при 160 — 180 С с варочным раствором, содержащим добавку отработанного сульфатного щелока, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, снижения расхода химикатов и сточных вод, в качестве варочного раствора используют смесь отработанного сульфитного раствора с концентрацией парамагнитных центров 10 9 — 10" спин/г и отработанного сульфатного щелока в объемных соотношениях 20 — 80 —:80 — 20%.

473776

Составитель С. Котова

Тскред 3. Тараненко Корректор Н. Аук Заказ 1955/19 Изд, № 155Д Тира;,< 474 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография. пр. Сапунова, 2

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ::.ачестве отработанного сульфитного раствора используют последрож ксвую бра>кку в количестве 5 —:50%, считая на ее сухие

E .сщества, к весу абсолютно сухого волокна.

3. Способ по п. 1, о т л и ч à Io шийся тем, что в качсствс отработанного сульфитного раствора используют отработанный сульфизный щелок в количестве 0,1 — 1,0% в ед. ЬО к весу абсолютно сухого волокна.

4. Способ но и. 1, отличающийся тем, что отработанный сульфатный щелок используют в количестве 0,5 — 4,0% в ед. Na-,D считая на остаточную активную щелочность, к весу абсолютно сухого волокна.