Способ получения термомеханической древесной массы
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1002435
Авторы: Бобров, Горошников, Зуйков, Осьминин
Текст
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 61 ополнительное к а д-в М К зР 21 С 9/1 Р 21 В 1/1 но 29.12.81 (21) 3375323неиием заявки М 9(22) Заяв с присое суларстаеииыи коиите СССР о лелам изобретеиий и открытий.Н ААНуйк кий институт ентральный но-исследо бумаги 71) Заявите 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ Изобре целлюлозн в частнос ной массы применени и картона массы. носится к областиой промышленности,изводству древеси может найтиготовлении бумагиьзованием древесной ениеИзвестен способ получения древесной массы, согласно которому промытую 10древесную щепу подвергают предварительному нагреванию и через шнековыйпитатель и роторный клапан загружаютв дисковый рафинер, работающий поддавлением ) 1 ,Термомасса выдувается в циклон иможет поступать во второй рафинер поддавлением или рафинер, работающийпри атмосферном давлении, Термомеханическую массу выдерживают в бассейне перед сортировками при концентрации 3,5 в течение 1 ч и послесортирования направляют в системуцентробежных очистителей,Отбелку термомеханической массыосуществляют гидросульфитом натрияв башне или массном бассейне приконцентрации 3-6, температуре 4070 фС и рН 4,5-4,7.Существенными недостатками отбелки древесной массы гидросульфи-.ом 30 натрия в башне или массном ба е является то, что не представля возможным проведение процесса яки при высокой концентрации и ературе выше 100 С.Ближайшим к предлагаемому способу является способ получения термомеханической древесной массы, включающий пропарку лигноцеллюлозного материала при повышенной емпературе и давлении, размол его в две ступени и обработку восстановителем, которую осуществляют в процессе второй ступени размола 12.Сущность данного способа состоит в том, что щепу подвергают промывке, после чего проводят ее пропарку в течение 2,5 мин под давлением в 1,7 атиПропаренную щепу подают на рафинерпервой ступени размола, работающий под давлением, а размол волокнистой массы на второй ступени осуществляютприсутствии раствора гидросульфитанатрия. При этом белизна термомеханической массы составляет 65-66,Так как размол волокнистой массы при термомеханическом способе ее полу чения проводят при. высокой концентрации - на первой ступени 35-.40, а на второй 25-30, и высокой температуре 125- 140 ф С, образующийся на рафинерах пар вытесняет ноздух и отбелку восстановителем можно проводить при высокой концентрации и температуре,Повышение температуры оказывает значительное влияние не только на эффективность отбелки, но и на скорость реакции гидросульфита с массой, Повышение температуры существенно сокращает. время достиже.ия максимальной белизны. Кроме того, вследствие увеличения скорости реакции гидросульфита с древесной массой влияние кислорода воздуха на процесс уменьшается и эффективность отбелки повышается. 15Характерной особенностью отбелки древесной массы, особенно восстановительной, является то, что она не связана с процессом делигнификации древесины, а значит, и с уменьше нием выхода целевого продукта, как, например, это наблюдается при отбел-. ке целлюлозы. Белизна древесной массы достигается за счет устранения окрашивающих хромоформных групп лиг нина и других не углеводных компонентов древесины, Обесцвечивание лигнина и других компонентов достигается модификацией хромоформных групп перегруппировкой атомов в тех частях молекул, которые более досту ны отбеливающему реагенту, т.е. процесс отбелки идет в основном на внешней поверхности волокон древесной массы. Этим явлением и обусловлинается невысокий расход отбеливающего реагента и невысокая стабильно белизны древесной массы.При размоле древесной массы н дисковой мельнице волокна подвержены 4 О кратковременному, но интенсивному термохимикомеханическому воздействию. В этих условиях структУра волокон раскрывается, обнаруживая большее количество активных реакционных центров как с внешней сто .;:, волокна, так и внутри него,В связи с этим при введении отбеливающего реагента н зону размола он взаимодействует не только с хромоформными группами с внешней стороны волокна, но и с теми, которые имеются внутри него. Это янление и обуславливает понЫшенный расход отбеливающего реагента при отбелке древесной массы в процессе ее размола по сравнению с отбелкой в башне или массном бассейне, Поэтому основным недостатком. известного способа является повышенный расход отбеливающего 60 химиката, Однако введение отбеливающего реагента в зону размола имеет и существенное преимущество - достигается более высокая стабильность белизны древесной массы. 65 другим недостатком известногоспособа является то, что при введении большого количества раствораотбеливающего реагента в зону размола концентрация массы уменьшается",что приводит к снижению механических свойств целевого продукта.Целью изобретения является повышение физикомеханических свойствцелевого продукта и сокращение,расхода химикатов.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе получения термомеханической древесной массы, включающем пропарку лигноце 6 люлозного материала при повышенной температуре идавлении, размол его в две ступени иобработку носстановйтелем, которуюосуществляют н процессе второй ступени размола, обработку восстанонителем ведут при расходе его 10-50от общего расхода восстановнтеля,а после размола осуществляют дополнительную отбелку оставшимся количеством восстановителя.В качестве восстановителя используют гидросульфит натрия или ронгалит.Дополнительную обработку проводят при температуре 70-95 С и рНмассы 4,0-6,О,В качестве лигноцеллюлозного материала используют еловую или осиновую древесину, Основную древесинуперед пропаркой обрабатывают щелочным химическим реагентом, посколькуимеется большая разница в морфоло"гическом строении хвойной и лиственной древесины. В термомеханическоймассе из хвойной древесины мелкаяфракция содержит много фибриллированных фрагментов, которые придают бумаге прочность. Иелкая фракция термомеханической массы из лиственной древесины состоит из коротких волоконлибриформа, измельченных сосудов,кусков срединной пластины и лучевыхклеток. Эти фрагменты не способныфибриллироваться в условиях термомеханического способа, поэтому их наличие не способствует повышению прочности листа бумаги. Следовательно,термомеханический способ не позволяет перерабатывать на древесную массу лиственные породы, Однако обработка лиственной древесины щелочным раствором, содержащим, например, едкийнатр, способствует набуханию древесины и ее пластификации, что обеспечивает разделение древесины на отдельные волокна, способные фибриллиронаться н условиях термомеханического способа.Предложенный способ получениятермомеханической древесной массыосущестнляют следующим образом,Промытую щепу подают н пропарочную камеру непрерывного действия, нкоторой производят обработку ее насыщенным паром при температуре 110135 С в течение 1-4 мин. В процессепропарки в камеру подают растворсульфита натрия в количестве, обеспечивающем нейтрализацию образующихсяпри пропарке древесины кислых продуктов. После пропарки щепа поступает на первую ступень размола. Размол осуществляют при концентрациимассы 35-45, После этого волокнистую 10массу подают в циклон для отделенияот нее пара и затем она поступаетна вторую ступень размола. Размолпроводят при концентрации 25-35.Одновременно в зону размола мельницы второй ступени подают раствор гидросульфита натрия или ронгалита вколичестве от 10 до 50 от общегоего расхода.Общий расход восстановителя составляет 0,8-1,1 от веса абсолютносухой щепы. Масса после второй ступени размола попадает в смеситель,где происходит смещение ее с остальной частью (50-90) раствора гидросульФита или ронгалита. После этогомассуподают в башню или массныйбассейн, где осуществляют ее дополнительную отбелку при температуре70-95 С и рН 4,0-б,0,30В случае использования в качестве лигноцеллюлозного материала осиновой древесины ее после промывкиЬбрабатывают щелочным химическим реагентом при повышенной температуре споследующим отделением отработанноного химиката,Термомеханическую массу характеризуют по степени помола. Из массы изготовляют стандартные отливки 40 и определяют физико-механические показатели.П р и м е р 1, Щепу из еловой древесины подают в пропарочную камеру полунепрерывного действия, где ее обрабатывают насыщенным паром при температуре 125 С в течение 3 мин, Для нейтрализации кислых продуктов гидролиэа древесины в камеру вводят сульфит натрия в количестве 5 кг на 50 тонну абсолютно сухой щепы. Пропаренную щепу размалывают на дисковом рафинере первой ступени при концентрации 40. Затем волокнистую массу подают.на вторую ступень размола с одновременной подачей раствора гидросульфита натрия в зону размола.Расход гидросульфита натрия составляет 0,3 от веса абсолютно сухой щепы или же 30 от общего количества гидросульфита, задаваемого на отбелку 60 Концентрация массы на второй ступени размола 30. Частично отбеленную волокнистую массу смешивают с раствором гидросульфита натрия, устанавливая концентрацию массы 3,0, Расход гид росульфита 0,7 от веса абсолютносухой щепы или же 70 от общего егорасхода, Дополнительную отбелку проводят при температуре 70 С и рН 6,0в течение 30 мин., Массу анализируют по степени помола. Изготовляют отливки массой75 г/м и определяют физико-механические свойства. Данные опыта приведены в таблице.П р и м е р 2. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. Еловующепу пропаривают при температуре135 С в течение 1 мин, Размол навторой ступени ведут при концентрации 25 и при расходе гидросульфита50 от общего количества, составляющего 1,0 от веса абсолютно сухойщепы, Дополнительную отбелку проводят при температуре 75 С и рН 5,5 втечение 15 мин,Данные опыта приведены в таблице.П р и м е р 3. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. Еловующепу пропаривают при температуре110 С в течение 4 мин, Размол на второй ступени ведут при концентрации35 с подачей 10 гидросульфита отобщего количества, составляюМЬго 1,1от веса абсолютно сухой щепы, Дополнительную отбелку проводят при температуре 70 С и рН 5,3 в течение30 мин, Данные опыта приведены втаблице.П р и м е р 4. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. В качестве отбеливателя используют роногалит в количестве 0,8 от веса абсолютно сухой щепы. Размол на второй ступени ведут при концентрации25 с подачей раствора ронгалита вколичестве 30 от общего количества.Дополнительную отбелку проводятпри температуре 95 ОС в течение15 мин при рН массы 4,0,Данные опыта приведены в таблице,П р и м е р 5. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. Еловующепу пропаривают при температуре125 С в течение 2 мин. Размол навторой ступени ведут при концентрации 25 с подачей 10 ронгалитаот общего количества, составляющего1,1 от веса абсолютно сухой щепы,Дополнительную отбелку проводят притемпературе 90 С в течение 20 минпри рН массы 4,2.Данные опыта приведены в таблице,1002435 Условия получения и показатели качества термомеханической древесной массыРасход восстановителя,к абсолютно сухойщепе Расход восстановителя,Разрыв- Белиэная на,Степень Опыт, Вид Р сырья помола, о Р длина,мна вторую на доступень полни- размола тельнуюот белку Гидросульфит Ронгалит натрия 1,0 30 70 69 3720 65,0 70 3800 65,6 69 3790 66,171 3780 65,3 70 3820 67,2 69 3590 65,4 69 3600 66,8 68 3570 66,9 1 Ель 1,0 50 50 Ель 3 Ель 10 90 70 30 Ель 10 90 Ель Осина 0,8 30 70 0,9 40 60 Осина Осина 1,0 80 П р и м е р б, Промытую щепу из осиновой древесины загружают в автоклав, в котором производят пропитку ее в тегение 30.мин при температуре 80 С щелочным раствором, содержащим, например, гидроокись натрия и сульфит натрия. После пропитки щепы ее подают в импрессифайнер, где происходит отделение отработанного пропиточного раствора от щепы. Затем щепа поступает в пропарочную камеру, где ее обрабатывают при температуре 120 С в течение 2 мин насыщенным паром, Пропаренную щепу размалывают на дисконом рафинере первой ступени при концентрации 40. Размолотую волокнистую 15 массу направляют на вторую ступень размола с одновременной подачей отбеливающего раствора гидросульфита натрия. На вторую ступень размола подается отбеливающий раствор в количестве 30 от общего расхода его. Расход отбеливателя 0,8 от веса абсолютно сухой щепы. Дополнительную отбелку проводят при температуре 70 С в течение 30 мин при рН массы 5,5. Массу анализируют по тем же показателям, что и в примере 1Данные опыта приведены в таблице.П р и м е р 7. Условия обработкиисходной щепы те же, что и в примере 6. Отличия состоят в следующем, Осиновую щепу пропитывают щелочным раствором в течение 10 мин при 125 С. На вторую ступень размола подается отбеливающий раствор в количестве 40 от общего расхода. Расход отбеливателя 0,9 от веса абсолютно сухой щепы, Дополнительную отбелку проводят при температуре 90 С в течение20 мин при рН массы 4,2,Данные опыта приведены в таблице.П р и м е р 8. Условия обработкиисходной щепы и последовательностьопераций те же,что и в примере 6.Отличия состоят в следующем. Осиновую щепупропитывают щелочным раствором в течение 20 мин при 95 фС. На вторую сту-пень размола подается отбеливающийраствор ронгалита в количестве 20от общего расхода. Расход отбеливателя 1,0 от веса абсолютно сухойщепы, Дополнительную отбелку проводят при температуре 95 С в течениеВО мин при рН массы 4,0.Данные опыта приведены в таблице,П р и м е р 9 (прототип), Условия обработки исходной щепы и последовательность операций те же, чтои в примере 1, Отличия состоят вследующем. Раствор гидросульфитанатрия подают только на вторую ступень размола. Концентрация массы 20,Расход отбеливателя 1,3 от массыабсолютно сухой щепы.Данные опыта приведены в таблице,П р и м е р 10 (прототип). Условия обработки исходной щепы и последовательность операцРте же, чтои в примере 1, Отличия состоят в следующем. Раствор ронгалита подают навторую ступень размола, которую осуществляют при концентрации 20, Расход отбеливателя 1,2 от веса абсолютно сухой щепы.Данные опыта приведены в таблице,10 1002435 Продолжение таблицы Видсырья Велиэна,ЪСтепень Раэрывпомола, наяШР длина,м Расход восстановителя, Ъ Расход восстановителя, к абсолютно сухой щепе Гидросульфит Ронгалит натрия на вторую на доступень полнираэмола тельнуюотбелку 9 (прототип) Ель 69 3450 64,9 100 1,3 10(прото-тип) Ель 69 3500 641 100 1,2 Исходная белизна ели 57,9, осины - 57,2 40 формула изобретения Составитель Л. Лукашевич Техред Т, фанта Корректор И. Шулла Редактор Н; Коляда Заказ 1741/12 Тираж 382 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из анализа полученных данных вид-" но, что благодаря обработкам древесной массы в зоне размола второй сту пени н дополнительной после размола степень белизны целевого продукта достигается меньшим количеством восстановителя. Происходит сокращение расхода восстановителя на 0,2-0,4 30 что позволяет сэкономить 2-4 кг на тонну видросульфита натрия или ронгалита. Кроме того, увеличение концентрации массы на второй ступени размола аа счет уменьшения подачи раствора восстановителя приводит к улучшению условий размола и повышению физико-механических свойств целевого продукта.1, Способ получения термомеханической древесной массы, включающий пропарку лигноцеллюлозного мате риала при повышенной температуре и давлении, размол его в две ступени и обработку восстановителем, которуюосуществляют в процессе второй ступени размола, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения физикомеханических свойств целевого продукта и сокращения расхода химикатов,обработку восстановителем ведут прирасходе его 10-50 от общего расхода восстановителя а послеразмола осуществляют дополнительную от"белку оставшимся количеством восстановителя.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве восстановителя используют гидросульфитнатрия или ронгалит,3, Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что дополнительнуюотбелку проводят при температуре 7095 ОС и рН массы 4-6.Источники информации.,принятые во внимание при экспертизе1 "Рц 1 р апй Рарег 1 п 1 егпай 1 опа 1",1976, 18, В 13, р, 55-57,2. "Рарег Тгайе Зоигпа 1 ф, 1978,162, Р 18, р. 54-55 (прототип).
СмотретьЗаявка
3375323, 29.12.1981
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БУМАГИ
ЗУЙКОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ, ОСМИНИН ЕВГЕНИЙ НИКИТОВИЧ, ГОРОШНИКОВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ, БОБРОВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: D21C 9/10
Метки: древесной, массы, термомеханической
Опубликовано: 07.03.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1002435-sposob-polucheniya-termomekhanicheskojj-drevesnojj-massy.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения термомеханической древесной массы</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления металлических канатов
Следующий патент: Устройство для сушки сыпучих материалов
Случайный патент: Механизм для преобразования возвратнопоступательного движения в сложное периодическое