Способ получения древесной массы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ827656 Союз Советских Социалистических(45) Дата опубликования описания 02.10.8.1 51)М.Кл.а Р 21 В 1,116 сударстееннын комитет 3) УД 1 С 676.1,02елам изобретений и открытий 54) СПОСОБ ПОЛ УЧ ЕН ИЯ ДРЕВ ЕСНОЙ МАСС ба, поэтому их повышению и очениз из Настоящее иэобретение относиться к целлюлозно-бумажной лромы 1 шленности, 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 древесной массы из щепы термомеханическим способом, при котором предварительно прогретая острым паром щепа подвергается рафинированию в дисковых рафинерах под давлением пара и темлературе 120 - 140 С 1.Способ позволяет получить качеств ную термомеханическую массу только древесины хвойных пород, в частности ел,и.В термомеханической массе из хвойной древесичы мелкая фракция массы содержит много фибриллированных фрагментов, которые придают бумаге прочность.Однако наблюдается большая разница в морфологическом строении хвойной;и,лиственной древесины.Мелкая фракция термомеханической массы из лиственной древесины состоит из коротких волокон либриформа, измельченных сосудов, кусков средииной,пластинки и лучевых клеток. Указанные фрагменты не способны фибриллироваться в условиях термомеханического спосо,наличие не способствует Р ности бумапи.Следовательно, основным, недостаткомтермомеханического способа производства древесной массы является то, что он не позволяет перерабатьтватына древесную массу лиственные породы.Ближайшим к изобретению является хи мико-механический способ получения древесной массы, согласно которому щепу из лиственной д(ревеоины,;например осины, обрабатывают в течение 60 - 80 мин при температуре 70 - 90 С раствором щелочи,и сер нистого натрия (21. Щелочные растворы, содержащие едкий натр, способствуют набуханию древесины, ее лластификации и облегчают разделение древесины на волокна.Сульфит натрия добавляют к щелочному 20 раствору для того, чтобы сократить количество окрашивающих древесную массу хромофорных групп и тем самым повьссить белизну целевого продукта. Расход химикатон составляет 2 - 3% от абсолютно сухой дре весины.При указанных режимах обработки щепу пропитывают химикатами на незначительную глубину 0,4 - 0,6.чл (размеры щепы 25 Х 20 Х 3 мл), и хотя этой пролитки в 30 какой-то степени достаточно, чтобы полу 82765610 25 Зо 35 4045 50 55 бО 65 чить из лиственной древесины химико-механическим способом древесную массу, по мехаоичесиим показателям сравнимую с дефибрерной древесной, массой кз ели, основная внутренняя часть щепы (1,8 - 2,2 мм) остается не обработанной химикатами, а это влечет за собой увеличение;нераэработанного, нефибриллированного волокна, костры и грубой фракции в готовой массе, что снижает физико-механичвские показатели древесноц массы, увеличивает количество отходов,при саръировании, а значит и повышает энергозатраты, Увеличение времени обработки щепы химикатами влечет за собой резкое уменьшение выхода целевого продукта.Следовательно, недостатком известного способа является невозможность повышения качества целевого продукта, а также высокий, расход энергиями на производство древесной массы.Цель, изобретения - повышенне качества целевого продукта и сокращение эиергозатрат при,производстве древесной массы.Зто достигается тем, что в способе получения древесной массы, включающем химическую обработку лигноцеллюлозного материала при повышенной температуре, отделение отработанного реагента и размол массы на рафинерах,в две ступени, между ступенями размола проводят разделение массы на крупную и мелкую фракции, затем крупную фракцию подвергают мимической обработке, отделяют из нее опработанный реагент и подают на первую ступень размола, а,мелкую фракцию подают на вторую ступень размола.Крупную фраицию подвергают обработке смесью карбоната и сульфита натрия или гидроохиси и сульфита натрия, или отработанным целоком при температуре 40 - 60 С в течение 5 - 20 мин.Крупную фракцию подвергают химической обработке совместно с исходными лигноцеллюлозными материалами или раздельно.Предложенный способ получения древесной массы осуществляют следующим образом.Промытую щепу подают в пропиточный аппарат, в котором производится обработка в течение 20 - 40 мин при температуре 60 - 80 С щелоком, содержащим едкий натр (КаОН) и сульфит натрия (ХаЬОз). После предварительной обработки щеглы химикатами ее подают на импрессифайнер, в котором происходит,отделение отработанного пропиточного раствора от щепы, Затем щепа поступает на первую ступень размола. Концентрация массы на первой ступени размола составляет 20 - 30%. После этого волокиистая масса, состоящая .из отдельных волокаи, пучков волокон, спичек и мелких щепочек проходит ступень сортировация, где отделяется неразработанная и непропитанная химикатами крупная фракция,состоящая из мелкими,щепочек, спичек и пучков волокон, от уже пропитанной и частично фибриллированной мелкой фракции,состоящей из отдельных волоконКрупную фракцию массы, составляюшую 40 - 50% от веса абсолютно сухой древесины и состоящую из пучков волокон, спичек и мелких щепочек, направляют на дополни ельную химическую обработку.Химическую обработку проводят в отдельном пропиточном аппарате смесью растворов карбоната и сульфита натрия,или гидроокиси и сульфита натрия, или отработанным щелоком. Возможен вариант обработки крупной фракции в том же пропиточном аппарате, где обрабатььвают исходную щепу.Крупную фракцию обрабатывают при температуре 40 - 60 С в течение 5 - 20 лхин. После дополнительной обработки материал,проходит через имлрессифайнер и вновь поступает на первую ступень размола, где по существу, уже превращается в мелкую фракцию частично фибриллированных отдельных волокон.Мелкую фракцию, состоящую,из частично фибриллированных отдельных,волокаи, направляют на вторую ступень размола, где они подвергаются дополнительному механическому воздействию. Концентрация массы на второй ступени, размола 12 - 18%. После этого из массы изготавливают, стандартные отливки весом 75 гам и определяют их физико-механические показатели.В условиях производства химико-меха,нической древесной массы Сясьского ЦБК способ осуществлялся следующим образом.П р и мер 1. Древесную щепу,из осины подают в пропиточный аппарат, где она,подвергается обработке химикатами в течение 40 мин при температуре 80 С смесью растворов гидроокиси натрия и сульфита натрия при расходе последних 2% от веса абсолютно сухой древесины. Щепу после проплитки направляют в импрессифайнер, где от щепы отделяетоя отработанный щелок и затем она поступает на первую сту,пень размола.Концентрация массы на первой ступениразмола 30%.После лервой ступени размола отбирают волокнистую массу,и в лабораторных условиях подвергают ее сорткрованию.Крупную фракцию, составляющую 50% от веса абсолютно сухой древесины и состоящую из пучков волоконспичек и мелких щепочек, загружают в пропиточный аппарат, обрабатывают в течение 10 лин при температуре 50 С смесью растворов карбоната,и сульфита натрия при расходе последних 1%. После обработки прапиточный раствор отделяют, а материал,размалывают при концентрации 30%, моделируя первую ступень размола, после чего масса состоит из отдельных частично фибриллиро827658 П р и м е р 3. Условия обработки исходйой щепы и последовательность операцяйте же, что и в примере 1. Отличия состоятв следующем,Крупную фракцию, составляющую 60%от веса абсолютно сухой древесины, обрабатывают в теченне 20 мин лри температуре 40 С отработанным щелоком. Концентрация массы на,первой ступени размо 1 О ла 25%, а на второй 12%. Из массы, прошедшей две ступени размола и имеющейстепень помола 54 ШР, изготовляют отливки на лабораторном листоотливном аппарате и испытывают на механическую лроч 15 новость.П р и м е р 4 (по известному способу).Условия обработки исходной щепы теже, что и в примере 1.Массу после первой ступени размола20 без промежуточного сортировання междуступенями размола, направляют на вторуюступень. Концентрация массы на первойступени, размола 30%на второй ступени -18%.25 Из массы, размолотой до 55 ШР, изготовляют отливки н испытывают на механическую прочность,Данные по примерам 1 - 4 приведены втаблице. Условия обработки крупной фракции и физико-механические показатели целевого продуктаКонцентрация массы при размоле,%..о Я.ъа хв-,Химикат о оаоа 1 стадия стадия 1 чазСОз + ХазоОзХаОН + Каз 30 зОтработанныи щелокПо известному способу 30202530 50 40 60 40 М 40 39 1,21 1,22 1,26 1,01 4360 4520 4200 2990 1 О 20 75;2 7,5,О 75,4 76,1,16 18 12 18 56 54 55 Из анализа данных таб,аицы можно ус тановить, что операция оортирования массы между ступенями размола, когда часть массы в виде пучков,волокон, спичек и мелких щепочек отделяется от фибриллированной массы и лодвергаетоя дололнитель ной химической обработке, позволяет повысить качественные показателен целевого продукта. Это обусловлено тем, что обработка крупной отсортированной фракции химикатами позволяет пластифил 1 ировать всю дре весину. А это влечет за собой легкое от 1 деление волокон друг от друга без значительного их повреждения, что, в конечном счете, находит отражение в улучшении бумагообразующих свойств целевого продук та. Кроме этого, в готовой древесной массе уменьшается содержание костры и мелкого нефибриллированного волокна. Формула изобретения ванных волокон. Эту массу смешивают с массой мелкой фраиции, отделенной на стадии сортирования, и направляют на вто,рую ступень, размола.Концентрация массы,на второй ступени размола 16%.Из массы, прошедшей вторую ступень размола и имеющей степень помола 56 ШР, изготовляют отливки на лабораюрном листоотливном аппарате и испытывают их на механическую прочность,П,р им ер 2. Условия обработии исходной щепы и последовательность операций те же, что и в примере 1. Отличия состоят в следующем.Крупную фракцию, составляющую 40% от веса сухой древесины, обрабатывают в течение 5 мин при температуре 60 С смесью растворожив гидрооииои,и сульфита натрия лри расходе последних 1%. Концентрация массы на первой ступени размола 20%, а на второй - 18%. Из массы, прошедшей две ступени размола и имеющей степень помола 55 ШР, изготовляют отливии на лабораторном листоотливном аппарате 1 и испытывают их на механическую прочность,Дополнительная химическая обработка способствует увеличению упруго-вязких свойств осиновой древесины. В результате расход энергии на размол снижается, так как время упругого запаздывания увеличивается, а модуль упругости уменьшается. 1, Способ получения древесной массы, включающий химическую обработку лигноцеллюлозного материала лри повышенной температуре, отделение отработанного реагента и размол массы,на рафинерах в две ступени, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и сокращения энергозатрат, между ступенями размола проводят разделение827656 Составитель Н. ЦветковаТехред И. Заболотнова Корректор И, Осиновская Редактор Т. Клюкина Заказ 5 о 9/512 Изд.371 Тираж 419 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент массы на ирупную и мелкую фракциями, затем крупную фракцию подвергают химичес кой обработке, отделяют из нее отработанный реагент и подают на первую ступень размола, а мелкую фракцию направляют на вторую ступеныразмюла. 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что крупную фаркцию подвергают об,работке смесью карбоната и сульфита натрия или гидроокиси и сульфита натрия, или отработанным щелоком при температуре 40 - 60 С в течение б - 20 мин. 3. Способ ло л. 1, о т л щ ч а ю щ и й с я тем, что крупную Фракцию подвергают химической обработке совместно,с исходным лигноцеллюлозным материалом или раздельно. Источники информации, принятые во внимакие при эксперпизе:1. Агпег 1 сап Рарег 1 пдцз 1 гу, 1973, 55,2, р. 21 - 23.2. Реферативная внформацня Целлюлоза, бумага, картон, 1977,6, с. 9 - 11 (прототип) .