Способ получения древесной массы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 30. 06, 81(21) 3307038/29-12 Р 1 М К з с присоединением заявки Мо О 21 В 1/16 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описаиия 07,12.82(72) Авторы изобретения Е.Н. Осминин, В,В. Горошников, А.А. Зуйков,Т,А. Соколова, К.А. Хайдуков, А.И, Владимиров,"Е.Г. Иванов и Н.П, Бессонов Центральный научно-исследовательский инст тут буйаги(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к производству древесной массыиз щепы, и может найти пРименение приизготовлении бумаги и картона с использованием в .композиции древесноймассы,Известен способ получения волокнистой массы, когда для обработкилигноцеллюлоэного материала используют отработанный сульфатный щелок,который содержит в своем составе значительное количество натриевых солей,способствующих пластификации лигнинаи имеет рн, достаточный для того, 15чтобы предупредить образование органических кислот. В результате обработки лигноцеллюлозного материалачерным сульфатным щелоком, последующего его дефибрирования и размолаполучают волокнистую массу, пригоднуюдля изготовления бумаги и картона (1,Недостатками, которые сдерживаютвнедрение этого способа в производство, являются темный цвет полуфабриката и сравнительно не высокие меха. нические свойства целевого продукта.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения древесноймассы, включающий пропитку древесной 30 щепы щелочным раствором при повыше 1 -ной температуре, отделение отработанного пропиточного раствора и размолщепы в две ступени, Сущность известного способа состоит в том, что впропиточном аппарате непрерывного дей.ствия щепу из осиновой древесины пропитывают щелочным раствором, в частности гидроокисью натрия в сочетанииос моносульфитом натрия, при 50-90 Св течение 25-50 мин, РН пропиточногораствора 12,6-13,1 Пропитанную щепуподают в импрессифайнер, где происходит отделение обработанного пропиточного раствора и избыточной влаги отщепы. Отработанный приточный растворнаправляют в сток, а щепу размалывают в две ступени на дисковых мельницах,В условиях известного способа получения древесной массы в результатепропитки щепы щелочным химическим реагентом происходит набухание стенокволокон и частичное растворение легкогидролизуемых компонентов древесины,что вызывает пластификацию древесиныбеэ значительного растворения ее компонентов и, как следствие этого, более легкое отделение волокон друг отдруга при размоле 2).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 волоконЙсли отдельные волокна являются производными, как правило, обработанной, части древесины, то пучки волокон в , 10 не обработанной части древесины При дальнейшем размоле на второй ступени обработанные волокна фибриллируются, пучки же волокон образуют много нефибриллированного волокна и костры, 15 что снижает качественные показатели готовой массы, Увеличение времени пропитки щепы химикатами влечет за собой, резкое уменьшение выхода целевого продукта. Наличие в производст О 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, отделение1 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 те:чение 10-,30 мин. 45Указанные значения рН среды 10,4- 12,1 являются начальными при осуществлении химической обработки между ступенями размола причем количество вводимого в начальный момент обработ ки отработанного пропиточного раствора соответствует определенной концентрации щелочи в этом растворе.В процессе обработки раствором в течение 10-30 мин при 65-90 фС рН среды снижается от 10,4-12,1 до 7,4-8,2. 55Способ получения древесной массы осуществляют следующим образом.Промытую щепу подают в аппарат непрерывного действия, в котором производят пропитку ее в течение 25-60 50 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 приконцентрации 20-30. После этоговолокнистую массу обрабатывают отработанным пропиточным растворомсодержащим в своем составе карбонат натрия,гидроокись натрия, сульфит натрия,натриевые соли органических кислот иперешедшие в раствор в процессе пропитки щепы органические вещества.Обработку проводят нри начальном знаиении рН массы 10,4-12,1, а заканчивают при рН 7,4-8,2Температуру поддерживают в пределах 65-90 С в течеоние 10-30 мин. Обработанную волокнистую массу подают на вторую ступеньразмола. Концентрация массы на второйступени размола 12-18.Размолотую массу, не прошедшую стадиисортирования и очистки, оценивают последующим показателям: степень помола, содержание грубого волокна, оставшегося на сите со шлицевыми прорезями шириной 0,2 мм, фракционный состав. Из массы изготовляют стандартные отливки весом 75 г/ми определя-ют их физико-механические показатели.П р и м е р 1, Щепу из осиновойдревесины подают в аппарат непрерывного действия, где ее пропитывают щелочным раствором гидроокиси натрия исульфита натрия. Пропитку ведут в течение 30 мин при 76 С. Расход химикатов 2 от массы абсолютно сухойдревесины. Щепу после пропитки направляют в импрессифайнер, в котором отщепы отделяют отработанный пропиточный раствор и подают на первую ступень размола. Концентрация массы напервой ступени размола 30,Отбирают волокнистую массу послепервой ступени размола и отработанныйпропиточный раствор от импрессифайнера. Дальнейшие исследования проводят в лабораторных условиях.Волокнистую массу после первойступени размола концентрацией 30 загружают в автоклав и добавляют предварительно нагретый до 65 фС отработанный пропиточный раствор в количестве,обеспечивающем концентраций массы12. Массу выдерживают при 65 С в течение 30 мин. В первоначальный моментобработки 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. Изготавливаютотливки массой 75 г/м и определяютфизико-механические свойства,П р и м е р 2. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем, Волокнистую массу после первой ступе"979554 ни Размола обрабатывают отработаннымпропиточным раствором при концентрации 16 Ъ и температуре 80 С в течение20 мин. В первоначальный момент обработки РН массы 11,5, а заканчиваютпри РН 7,6,П р и м е р 3. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1,Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой ступениразмола обрабатывают отработаннымпропиточным раствором при концентра"ции 18 Ъ и температуре 90 С в течение10 мин. В начальный момент обработкиРН массы 10,4, а заканчивают приРН 7,4., П р и м е р 4, (контрольный), Условия обработки исходной щепы и посПример, Р Условия обработки между ступенями Температура,ОС РН массы Время,минКонцентрация,Ъ НачалоКонец обра" обработкиботки 12 8,2 30 65 11,5 16 7,6 20 80 3 7., 4 1 0, 4 10 90 18. 6,7 7,8 80 16 7,4 7,4 16 Продолжение таблицы Показатели качества л Пример Р.5 56 лицы видно, олокнистой змола отратвором позцелевого про 6 а увеличи- ание грубо- уменьшаетовлено тем, ературе Из анализа данных та что операция обработки массы между ступенями р ботанным пропиточным ра воляет повысить качеств фЛедовательность операций те же, чтои в примере 1.Отличия состоят в следующем, Волокнистую.массу после первой стадииразмола обрабатывают предварительнонагретой до 80 С водой в течение20 мин при концентрации массы 16 Ъ.В начальный момент обработки РН массы 7,8, а заканчивают при РН 6,7,П р и м е р 5 (прототип). Условия0 обработки исходной щепы и последовательность операций те же, что и впримере 1,Отличия состоят в следующем. Волокнистую массу после первой ступе 5 ни размола разбавляют водой до концентрации 16 Ъ и раэмалывают при РН 7,4,Данные примеров 1-5 приведены втаблице,4 4,6 27,3 3100 57 5 4,2 33,1 2640 54 дукта, Так, разрывная дли вается на 20-30 Ъ, а содер го волокна в готовой масс ся 2,5-3,0 раза. Это обус что благодаря высокой темп979554 формула изобретения Составитель О. МаслаченкоРедактор А, Химчук Техред й.йч. Корректор А. Ференц Заказ 9294/12 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. 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 воло кон на отдельные волокна без значительного их повреждения, что в конечном счете приводит к уменьшению содержания мелкого нефибриллированного волокна ( четвертой фракции) и грубо го волокна (костры) .Отдельные волокна, которые образуются после первой ступени размола, взаимодействуют с химикатами отработанного пропиточного раствора в мень 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 массы приводит также к уменьшению загрязнений окружающей среды. Способ получения древесной массы,включающий пропитку древесной щепыщелочным раствором при повышенной температуре, отделение отработанного пропиточного раствора и размол щепы вдве ступени, о т л и ч а ю щ и й с ярем, что, с целью повышения качествацелевого продукта и уменьшения загрязнения окружающей среды, между ступенями размола щепу обрабатывают отработанным пропиточным раствором, взятым в количестве, обеспечивающем рНсреды 10,4-12,1,при 65-90 С в течение 10-30 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 166881 кл, Р 21 С 3/00, 1963.2. Сборник трудов ЦНИИБа. М., 1980,Р 19, с, 21-26 (прототип).