Способ получения древесной массы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ро979554 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.06.81(21) 3307038/29-12

Р М К з с присоединением заявки Мо

0 21 В 1/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1282. Бюллетень Мо 45

0 3 УДК 676 ° 15, 02 (088. 8) Дата опубликования описаиия07.12.82 (72) Авторы изобретения

Е.Н. Осминин, В.В. Горошников, А.А. Зуйков, Т.А. Соколова, К.А. Хайдуков, A.M. Владимиров,Е.Г. Иванов и Н.П. Бессонов

Центральный научно-исследовательский инст тут буМаги (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ MACCbI

Изобретение относится к целлюлоз но-бумажной промышленности, в частности к производству древесной массы из щепы, и может найти применение при изготовлении бумаги и картона с использованием в .композиции древесной массы.

Известен способ получения волокнистой массы, когда для обработки лигноцеллюлоэного материала используют отработанный сульфатный щелок, который содержит в своем составе значительное количество натриевых солей, способствующих пластификации лигнина и имеет рН, достаточный для того, 15 чтобы предупредить образование органических кислот. В результате о6работки лигноцеллюлозного материала черным сульфатным щелоком, последующего его дефибрирования и размола получают волокнистую массу, пригодную для изготовления бумаги и картона (1), Недостатками, которые сдерживают внедрение этого способа в производст. во, являются темный цвет полуфабри- 25 ката и сравнительно не высокие меха. нические свойства целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения древесной массы, включающий пропитку древесной 30 щепы щелочным раствором при повыше — ной температуре, отделение отработанного пропиточного раствора и размол щепы в две ступени. Сущность известного способа состоит в том, что в пропиточном аппарате непрерывного действия щепу из осиновой древесины пропитывают щелочным раствором, в частности гидроокисью натрия в сочетании о с моносульфитом натрия, при 50-90 С в течение 25-50 мин, рН пропиточного раствора 12,6-13,1. Пропитанную щепу подают в импрессифайнер, где происходит отделение обработанного пропиточного раствора и избыточной влаги от щепы. Отработанный приточный раствор направляют в сток, а щепу размалывают в две ступени на дисковых мельницах.

В условиях известного способа получения древесной массы в результате пропитки щепы щелочным химическим реагентом происходит набухание стенок волокон и частичное растворение легкогидролизуемых компонентов древесины, что вызывает пластификацию древесины беэ значительного растворения ее компонентов и, как следствие этого, более легкое отделение волокон друг от друга при размоле (2).

979554

Однако за небольшой промежуток времени (25-50 мин) пропитки химикаты проникают на незначительную глубину щепы и внутренняя часть ее не подвергается воздействию химикатов.

После первой ступени размола щепа превращается в массу, состоящую из отдельных волокон и пучков волокон °

Йсли отдельные волокна являются производными, как правило, обработанной, части древесины, то пучки волокон не обработанной части древесины. При дальнейшем размоле на второй ступени обработанные волокна фибриллируются, пучки же волокон образуют много нефибриллированного волокна и костры, 1 5 что снижает качественные показатели готовой массы. Увеличение времени пропитки щепы химикатами влечет за собой, резкое уменьшение выхода целевого продукта. Наличие в производст- 2О венном процессе получения древесной массы стока отработанного пропиточного раствора, содержащего химикаты и растворимые органические вещества, приводит к загрязнению окружающей среды.

Недостатками известного способа являются невозможность повышения качества целевого продукта и наличие источника загрязнения окружающей среды.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения древесной массы, включающему пропитку древесной щепы щелочным раствором при повышенной температуре, отделение

1 отработанного пропиточного раствора и размол щепы в две с.гупени, между 40 ступенями размола щепу обрабатывают отработанным пропиточным раствором, взятым в количестве, обеспечивающем рН среды 10,4-12,1,при 65-90 С в течение 10-30 мин. 45

Указанные значения рН среды 10,412,1 являются начальными при осуществлении химической обработки между ступенями размола„ причем количество вводимого в начальный момент обработ- 5 ки отработанного пропиточного раствора соответствует определенной концентрации щелочи в этом растворе.

В процессе обработки раствором в течение 10-30 мин при 65-90 С рН среды снижается от 10,4-12,1 до 7,4-8,2. 55

Способ получения древесной массы осуществляют следующим образом.

Промытую щепу подают в аппарат непрерывного действия, в котором производят пропитку ее в течение 2550 мин при 50-90 С щелочным раствором, содержащим, например, гидроокись натрия и сульфит натрия. После предварительной пропитки щепы в пропиточном аппарате ее подают в импрессифайнер, 65 где происходит отделение отработанного пропиточного раствора от щепы.

Затем щепа поступает на первую ступень размола. Размол осуществляют при концентрации 20-30Ъ. После этого волокнистую массу обрабатывают отработанным пропиточным раствором,,содержащим в своем составе карбонат натрия, гидроокись натрия, сульфит натрия, натриевые соли органических кислот и перешедшие в раствор в процессе пропитки щепы органические вещества.

Обработку проводят нри начальном знаиении рН массы 10,4-12,1, а заканчива. ют при рН 7,4-8,2 ° Температуру поддерживают в пределах 65-90 С в течео ние 10-30 мин. Обработанную волокнистую массу подают на вторую ступень размола. Концентрация массы на второй ступени размола 12-18Ъ.

Размолотую массу, не прошедшую стадии сортирования и очистки, оценивают по следующим показателям: степень помола, содержание грубого волокна, оставшегося на сите со шлицевыми прорезями шириной 0,2 мм, фракционный состав. Из массы изготовляют стандарт ные отливки весом 75 г/м и определяют их физико-механические показатели.

Пример 1. Щепу из осиновой древесины подают в аппарат непрерывного действия, где ее пропитывают щелочным раствором гидроокиси натрия и сульфита натрия. Пропитку .ведут в течение 30 мин при 76 С. Расход химикатов 2Ъ от массы абсолютно сухой древесины. Щепу после пропитки направляют в импрессифайнер, в котором отщепы отделяют отработанный пропиточный раствор и подают на первую ступень размола.. Концентрация массы на первой ступени размола ЗОЪ.

Отбирают волокнистую массу после первой ступени размола и отработанный пропиточный раствор от импрессифайнера. Дальнейшие исследования проводят в лабораторных условиях.

Волокнистую массу после первой ступени размола концентрацией ЗОЪ загружают в автоклав и добавляют предварительно нагретый до 65 С отработанный пропиточный раствор в количестве, обеспечивающем концентраций массы

12Ъ. Массу выдерживают при 65 С в течение 30 мин. В первоначальный момент обработки рН массы 12,1, а заканчивают обработку при рН 8,2.

Массу, прошедшую обработку, размалывают и анализируют по степени помола, фракционному составу, содержанию грубого волокна. Изготавливают отливки массой 75 г/м и определяют физико-механические свойства.

Пример 2. Условия обработки исходной щепы и последовательность операций те же, что и в примере 1.

Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой ступе979554

Пример, Р

Условия обработки между ступенями

Температура, 0С рН массы

Время, мин

Концентрация, Ъ

Начало Конец обра- обработки ботки

12,1 8, 2

65

11,5 7,6

20

7.,4

10,4

90

18.

6,7

7,8

16

7,4

7,4

Продолжение таблицы

Показатели качества

Пример

Р фракционный состав, Ъ Разрыв-!Белиная длиэна

1 2 3 4 на, м %

Содержание грубого волокна, Ъ

Степень помо ла, б 0)Р 1 56 1юЗ 40к9 26к4 4юЗ 28к4 3090 57

2 55 1,2 40,4 26,0 5,1 28,5 3210 58

56 1,3 41,7

4 57 Çю2. 43с2.5 56 3.,4 45,4 17,4 6,2 31,0 2380 58 ни Размола обрабатывают отработанным пропиточным раствором при концентрации 16Ъ и температуре 80 С в течение

20 мин. В первоначальный момент обработки РН массы 11,5, а заканчивают при РН 7,6.

Пример 3. Условия обработки исходной щепы и последовательность операций те же, что и в примере 1.

Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой ступени размола обрабатывают отработанным пропиточным раствором при концентрации 18Ъ и температуре 90 С в течение

10 мин. В начальный момент обработки

РН массы 10,4, а заканчивают при РН 7,4. . Пример 4, (контрольный) . Условия обработки исходной щепы и посИз анализа данных таблицы видно, что операция обработки волокнистой массы между ступенями размола отработанным пропиточным раствором поз воляет повысить качество целевого про ледовательность операций те же, что и в примере 1.

Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой стадии размола обрабатывают предварительно нагретой до 80 С водой в течение

20 мин при концентрации массы 16Ъ.

В начальный момент обработки РН массы 7,8, а заканчивают при РН 6,7.

Пример 5 (прототип). Условия о обработки исходной щепы и последовательность операций те же, что и в примере 1.

Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой ступе15 ни размола разбавляют водой до концентрации 16Ъ и раэмалывают при РН 7,4.

Данные примеров 1-5 приведены в таблице.

26,4 4,6 27,3 3100 57

19,5 4,2 33,1 2640 54 дукта Так, разрывная длина увеличи.вается на 20-30Ъ, а содержание грубого волокна в готовой массе уменьшается 2,5-3,0 раза. Это обусловлено тем, 65 что благодаря высокой температуре

979554

Формула изобретения

Составитель О. Маслаченко

Редактор А, Химчук Техред A.é÷ . Корректор А. Ференц

Заказ 9294/12

Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 и-щелочной среде, химикаты отработанного пропиточного раствора, воздействуя на пучки волокон, вызывают набухание и пластификацию компонентов древесины. В результате происходит более легкое разделение пучков волокон на отдельные волокна без значительного их повреждения, что в конечном счете приводит к уменьшению содержания мелкого нефибриллированного волокна (° четвертой фракции) и грубо- 10

ro волокна (костры) .

Отдельные волокна, которые образуются после первой ступени размола, взаимодействуют с химикатами отработанного пропиточного раствора в мень- 5 шей степени, так как трудногидролизуемые вещества при заданном температурном временном режиме не разрушаются, а легкорастворимые вещества переходят в раствор уже при первоначальной стадии пропитки щепы и размола на первой ступени. Дополнительная обработка волокнистой массы отработанным пропиточным раствором способст. вует улучшению условий размола, так как осуществляется в слабощелочной среде, что обусловливает уменьшение расхода энергии на размол.

Использование отработанного пропиточного раствора в технологическом процессе производства древесной глассы приводит также к уменьшению загрязнений окружающей среды.

Способ получения древесной массы, включающий пропитку древесной щепы щелочным раствором при повышенной температуре, отделение отработанного пропиточного раствора и размол щепы в две ступени, отличающийся рем, что, с целью повышения качества целевого продукта и уменьшения загрязнения окружающей среды, между ступенями размола щепу обрабатывают отработанным пропиточным раствором, взятым в количестве, обеспечивающем рН среды 10,4-12,1,при 65-90 С в течение 10-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 166881 кл, Р 21 С 3/00, 1963.

2. Сборник трудов ЦНИИБа. M., 1980, 9 19, с. 21-26 (прототип).