Способ получения древесной массы

 

(ii> 927878

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналисткческкх

Республик (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За и влено 26.06.80 (21) 2946758/2 9 12 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15 05 82. Бюллетень N. 18

Дата опубликования описания 18.05.82 ы) . К .

D 21 Н 1/30

f4cJA6pcTsEHllblll квинтет

СССР

IIo аелаи нзоеретеннй н откйытнй (53) УДК 676.1.

061(088 8) А. Ш, Коссой, Э. М. Лившиц, Ю. A Поляков, Р.. Горевой,.

А. И. Кисунько и В. Ю. Кашюба

Ленинградский технологический институт целлюлозно-буыаматой -промышленности и Клайпедский целлюлозно-картонный завод (72) Авторы изобретения (7 l ) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к целлюлозно-: бумажной промышленности, а им енно к способам получения древесной массы для различных видов бумаги и картона.

Известен способ получения древесной массы путем дефибрирования щепы при о

100 — 140 С в течение 5 — 10 мин и последующего размола при 40-70 С $1).

Этот способ дает хорошие результаты при работе с древесиной хвойных пород и совершенно не пригоден для древесины большинства лиственных пород.

Известен способ получения древесной массы путем пропарки и дефибрирования щепы при 140 — 175О в течение 5 - 10 мин в присутствии карбоната натрия, сульфида натрия и едкого натра в количестве

1-3% от массы щепы при содержании активной щелочи 24-30% от общей (21.

Этот способ прост и экономичен, однако многокомпонентность применяемого химического реагента несколько услож» няет его, а присутствие сернистого соединения, хотя и в небольшом количестве, 2 увеличивает загрязненность воздушного бассейна.

Известен также способ получения древесной массы путем пропарки щепы в присутствии бардяного концентрата сульфитспиртового производства при 120о ь

130 С, дефибрирования и размола. Бардяной концентрат.,берут в количестве

3-10% от массы щепы (31 .

Однако рН бардяного концентрата лежит в пределах 6,0-6,5, что приводит к образованию за счет отщепляемых ацетильных групп органических кислот, вызывающих гидролиз и переход в раствор гемицеллюлоз, что неизбежно ведет к уменьшению выхода продукта и ухудше нию качества стоков. Во избежание этого к бардяному концентрату добавляют щелочь, расход которой, учитывая расход бардяного концентрата, достаточно велик.

Это в свою. очередь, вызывает необходимость регенерации химикатов. Кроме того, применение этого способа зависит от объемов сульфит-целлюлозного, произ927878

Эти реагенты оказывают в основном слабосульфирующее действие на лигнин, но не ускоряют деацетилирование, ведущее к снижению прочности древесины и облегчению ее дефибрирования. Такая обработка не позволяет увеличить кристалличность, а следовательно, устойчивость ксилана к гидролитической деструкции.

Поэтому масса, полученная согласно этому способу, имеет сравнительно невысокую механИческую прочность.

Бель изобретения — повышение физико-механических показателей целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, в качестве химического реагента используют силикат натрия. При этом силикат натрия берут в количестве 2-4% от массы абсолютно сухой щепы.

При таких условиях происходит глубокая пластификация древесины, лигнин подвергается щелочному окислению, приобретает гидрофильные свойства, но благодаря высокому и постоянно поддерживающемуся за счет ступенчато протекающего гидролиза силиката натрия рН порядка 12 — 13 не подвергается конденсации. В размягченной таким образом щепе, 45 благодаря глубокой пластификации лигнина, разделение волокон происходит по слоям S< и 52и частично по срединной пластинке. При этом последующий размол происходит при дальнейшем гидролизе силиката натрия и при рН массы

10- 12. При таких условиях происходит дальнейшее набухание волокна и улучшаются условия его глубокого дефибрирования. Таким образом, предлагаемый способ обусловливает более легкое дефибрирование и последующий размол, а следовательно, лучшую сохранность волокна и. более высокое качество массы. водства, а в последние годы объем производства целлюлозы сульфитным способом снижается.

Наиболее близким к изобретению является способ получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и.размола. B качестве химического реагента используют смесь сульрита натрия и едкого патра в соотношении 1,5:0,5 $4) .

i0

Способ осуществляют следующим образом.

Щепу и раствор силиката натрия подают в пропарочную камеру дефибратора, соединенную в единую систему с дисковой мельницей-дефибратором, в которой при тех же давлениях и температуре, что и в пропарочной камере происходит дефибрирование щепы с получением грубой волокнистой массы. Пропарка щепы в присутствии силиката натрия может осуществляться и в отдельно стоящей пропарочной камере, из которой передувается в дисковую мельницу, работающую под давлением, идентичным давлению в пропарочной камере.

Продолжительнос ть термомеханической обработки (проларки и дефибрирования)

2-5 мин, температура 145 — 185 С. Расход силиката натрия 2 — 4% от массы абс олютно сухой щепы. К он це н тра ция щепы на этой стадии обработки 35-45%, рН 12 — 13.

Полученную на этой стадии грубоволокнистую массу после снижения давления до атмосферного, подают на размол.

Размол проводят на дисковой мельнице при 90 — 100 С, концентрации 16 — 25%, рН 10 — 12. Размол проходит при дальнейшем гидролизе силиката натрия, поддерживающем рН 10 - 12.

Способ испытывают в лаборатории и полузаводских условиях. В качестве сырь» используют щепу. ели, осины, березы и смесь 70% осины и 30% ели. Резуль таты опытов приведены в табл. l.

В табл. 2 приведены сравнительные данные предлагаемого и известных способов. Для получения древесной массы используют одни и те же щепу и оборудование.

Из сопоставительных данных видно, что предлагаемый способ позволяет улучшить механическую прочность целевого продукта на 15%. Так, масса из смеси осины (70%) и ели (30%), полученная по предлагаемому способу (пример 1), имеет разрывную длину большую на 40% и сопротивление продавливанию большее на 15%, чем масса, получаемая по известному способу 14), и соответственно на 13,3% и 4% в сравнении с массой получаемой по известному способу.

Масса из ели, полученная по предлагаемому способу, имеет разрывную длину большую на 25% и сопротивление продавливанию большее на 27% по сравне927878

Таблипа 1 — ((— — 1! — Il— — !(— нию с массой из ели, полученной по известному термомеханическому способу и соответственно на 23% и 3% по этому же способу, но при температуре пропарки

185 С.

1 Осина 70 (-(z 0q 2

Ель 30

3 Осина 100 — (! — 2

4 Береза 100 — — 2

5 Ель 100 — 2

6 Ель 100 (4

7 Ель 100 — " — 2

6, Кроме того, силикат натрия является более доступным и дешевым химикатом по сравнению с едким натром и менее токсичным с точки зрения загрязнения

5 воздушного бассейна.

60 3415 . О, 1 38,06

3528 О, 106 38,85

3 1 10 0,092 34,63

3345 0, 109 31;39

3837 О, 122 41,79

4388 О, 137 49,64

3650 О, 110 39,24

927878 я

©0

0 0С

0, о

CO 0 а rt 0 С6 0 щ с сО сi» v3 сО

О»->

Q = = I

1 .!

»».» щ»0

+ л

О j --» я

0 0

0 0 -» 1-»

I» с

Ц

Щ

2 (»»

1 (О

Щ

С со а

»6 (Q Ф ч о со а

<»..» t

0 0

0 0 0 фВ

iK я

О»

» <Ц

00 »ч 1

927878

Составитель Т. Пилипенко

Редактор Л. Алексеенко Техред А. Бабинец Корректор О. Билак

Заказ 3 183/3 8 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула из об ретения

1. Способ получения древесной массы путем пропарки шепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения физико-механических показателей целевого продукта, в качестве химического реагента используют силикат натрия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что силикат натрия берут в количестве 2-4% от массы абсолютно сухой щепы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР ¹ 382303, кл. D 21 В 1/30, 1969.

2. Авторское свидетельство

¹ 76 1644, кл. Р 2 1 В 1/30, 1977.

3. Авторское свидетельство

¹ 647381, кл. D21 В 1/16, 1977.

4. Современное состояние производства термомеханической массы. Обзорная информация, вып. 18, М., ВНИИИЭлеспром, 1979, с. 11 (прототип).