Способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката

Союз Соввтских Социалистических Республик(22) Заявлено 21.12,73 (21) 1 1) М. Кл 961/23 с присоединением заявки Государственный кометеСовета ееинистров СССРоо делам изобретенийи открытий(53) УДК 661,728.2(088.8) нь,4 2 лл та опубликования описания 06,08.7 2) Авторы изобретения М. Крюков, М, А, Иванов, В. Е. Алехин, В. В. Сметанин, В. К. Е. Д. Перминов, И. А, Христюк, Б. М. Бухтеев, В. А, Ишханов и В. П. Грудинин71) Заявитель сесоюзное чно-производстве бумажной пром ное объединение целлюлозшленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГОПОЛУФАБРИКАТА ЛЮЛОЗНОГО 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. ХаО 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. Ка 20, 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 засчет возможного проведения совместной переработки отработанных щелоков, полученныхпо предлагаемому способу, с отработаннымирастворами как сульфатного так и сульфитного производств при одновременном сохранении на достаточно высоком уровне физико-ме 10 ханических показателей получаемого полуфабриката в качестве варочного раствора используют смесь отработанного сульфитногораствора с концентрацией парамагннтныхцентров 10" - 10" спин/г и отработанного15 сульфатного щелока в объемных соотношениях 20 - 80% - :80 - 20%.В качестве отработанного сульфитного раствора рекомендуется использовать последрожжевую бражку в количестве 5 - 50%, считая20 на ее сухие вещества и вес абсолютного сухого волокна,Желательно также в качестве отработанного сульфитного раствора использовать отработанный сульфитный щелок в количестве 0,1 -25 1% в ед. 50 от веса абсолютно сухого волокна, а отработанный сульфатньш щелок -использовать в количестве 0,5 - 4,0% в ед.ХаО, считая на остаточную активную щелочность, от веса абсолютно сухого волокна,30 Увеличение выхода полуфабриката можно473776 Таблица 1 Известный нейтральносульфитныйспособ Способ сульфитный175 357,2 175 358,0 175 356,58 нет нет нет есть нет 87,1 35143 0,25 5,54 2,96 88,2 35145 0,26 5,84 3,49 93,0 35144 0,25 5,70 3,97 78 35 1440,25 5,68 3,22 86,20 35143 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 углевод- ного 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 в 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 показателиРасход химикатов, считая на абсолютно сухуюдревесину, г,Ха,ОЧерный щелок, ед. Ха,ОПоследрожжевая бражка, по сухому веществу, Температура варки, СВремя варки, минрН щелока после варкиНаличие осадка при смешении и упариванииполученных щелоков с отработанными растворами сульфитного и сульфатного производствВыход полуфабриката, о,Степень помола массы, ШР Касса 1 кв. метра, гТолщина, ммСопротивление продавливанию, кгссмСопротивление плоскостному сжатию, кгс(см сульфитного и сульфатного производств вобъемных соотношениях 20 - 80: 80 - 20 ео изатем подвергают варке в том же варочномрастворе. Температура варки 1 б 0 в 1 С,5 предпочтительная 170 - 175 С. Продолжительность варки 20 - 40 мин.Полученный после варки отработанный раствор можно направлять на регенерацию всульфатное или сульфитное производство, что1 О является большим преимуществом предлагаемого способа.П р и м е р 1. Березовую щепу варят в автоклавах из кислотоупорной стали в растворах,состоящих из смеси последрожжевой бражки15 и черного сульфатного щелока, взятых в различных соотношениях. жидкостной модульварки 1:4,5.Автоклавы помещают в предварительно нагретую глицериновую баню. Температура вар 20 ки 175 С, продолжительность 35 мин. Варкуведут без подъема температуры (моделирование непрерывного процесса). После варки определяют рН отработанных щелоков, выходи физико-механические показатели полуфаб 25 риката, а также наличие осадка при смешениии упаривании полученных щелоков с отработанными растворами сульфитного и сульфатного производств,Сопоставление параметров варки предлагае 30 мого и известного способов, а также качественные показатели полученных образцов полуфабриката приведены в табл. 1. Предлагаемый (смесь отработанныхрастворов сульфитного и сульфатного производств473776 не уступает полуфабрикату, получаемому по нейтрально-сульфитному способу, н щелока после варки пригодны для совместноп переработки с отработанными растворами сульфитного или сульфатного производств.П р и м е р 2. Березовую щепу варят по режиму, аналогичному описанному в примере 1, в растворах, состоящих из смеси сульфитного и черного сульфатного щелоков в различных 10 соотношениях. Сопоставление параметров варки предлагаемого и известного способов, а также качественные показатели полученных образцов полуфабриката приведены в табл.2.Таблица 2 Известный нейтрально сульфитный способ (оптимальныйвариант) Сульфитный способВарка 1 Варка 2 Варка 3 2,01,662,0175358,0 7,23 6,54 1,06 0,72 175 354,5 2,14 0,38 175 355,6 3,01 0,16 175 35 б,б 175 35 6,58 иет есть нет иет нет 86,2035 78 35 1440,25 5,68 3,22 87,4 35143 0,25 5,51 2,94 92,035 89, 1 35142 0,26 5,3 3,32 144 0,23 5,79 3,48 0,25 5,83 3,24 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 30 расход свежих химикатов, повысить выход полуфабриката на 3,4 - 15%, обеспечить высокие физико-механические показатели полуфабриКак следует из данных, приведенных в табл. 1, при сохранении одинаковых физико- механических 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 показателиРасход химикатов в расчете на абсолютно сухую древесину, %Ма,ОЧерный щелок, ед. 1 Ча,ОСульфитный щелок, ед. БО,Температура варки, СВремя варки, минрН щелока после варкиНаличие осадка при смешении и упариваиииполученных щелоков с отработанными растворами сульфатного и сульфитного производствВыход полуфабриката, %Степень помола массы, ШРМасса 1 кв метра, гТолщина, ммСопротивление продавливанию, кгс(см Сопротивление плоскостному сжатию, кгс/см Предлагаемый способ (смесь отработанных растворов сульфатногои сульфитиого производств ката, а также дает возможность переработки полученных отработанных щелоков как а сульфатном, так и па сульфитиом потоках, что 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 щ и й с я 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 пара- магнитных центров 1019 в " спин/г и отработанного сульфатного щелока в объемных соотношениях 20 - 80 - :80 - 20%,473776 Составитель С. КотоваТсхред 3 Тараненго Корректор Н. Аук Заказ 1955/19 Изд. 1 Ха 1550 Тирагк 474 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография. пр. Сапунова, 2 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве отработанного сульфитного раствора используют последрожзксвую бракку в количестве 5-: 50 а, считая на ее сухие вещества, к весу абсолютно сухого волокна,3. Способ по п, 1, отл и ч а ю щийся тем, что в качсствс отраоотанного сульфитного раствора используют отработанный сульфитный щелок в количестве 0,1 - 1,0 в ед. 50 вк весу абсолютно сухого волокна. 4. Спосоо но и, 1, отл и ч а ю щийся тем, что отработанный сульфатный щелок используют в количестве 0,5 - 4,07 а в ед. ХаЯ, считая на остаточную активную щелочность, к весу абсолютно сухого волокна.