Способ получения древесной массы

п,92788 Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналисткческнхРеспублик(51)М, Кл, 221 Н 1/30 ГееудеРстеенный квинтет СССР ие делам нэаеретеннй н откйытнй(53) УДК 676.1,061(088 8) А. Ш, Коссой, Э, М. Лившиц, Ю. А, Поляков, Р Горевой,.А. И, Кисунько и В. Ю. КашюбаЛенинградский технологический институт целлюлозно-бумаяатой -.промышленности и Клайпедский целлюлозно-картонный завод(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ 1Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к способам получения древесной массы для различных видов бумаги и картона.Известен способ получения древесной массы путем дефибрирования щепы прио100-140 С в течение 5-10 мин и последующего размола при 40-70 С 1.Этот способ дает хорошие результаты при работе с древесиной. хвойных пород и совершенно не пригоден для древесины 1 ф большинства лиственных пород.Известен способ получения древесной массы путем пропарки и дефибрирования щепы при 140 - 175 О в течение 5-10 мин в присутствии карбоната натрия, сульфида натрия и едкого натра в количестве 1-3% от массы щепы при содержании активной щелочи 24-30% от общей 21,Этот способ прост и экономичен, однако многокомпонентность применяемого химического реагента несколько услож няет его, а присутствие сернистого соединения, хотя и в небольшом количестве,2увеличивает загрязненность воздушного бассейна.Известен также способ получения древесной массы путем пропарки щепы в присутствии бардяного концентрата сульфит спиртового производства при 120 о ъ130 С, дефибрирования и размола. Бардяной концентрат, берут в количестве 3-10% от массы щепы 31 .Однако рН бардяного концентрата лежит в пределах 6,0-6,5, что приводит к образованию за счет отщепляемых ацетильных групп органических кислот, вызывающихгидролиз и переход в раствор гемицеллюлоз, что неизбежно ведет к уменьшению выхода продукта и ухудшению качества стоков. Во избежание этого к бардяному концентрату добавляют щелочь, расход которой, учитывая расход бардяного концентрата, достаточно велик. Это в свою очередь, вызывает необходимость регенерации химикатов, Кроме того, применение этого способа зависит от объемов сульфит-целлюлозного, произ 927878Эти реагенты оказывают в основном слабосульфирующее действие на лигнин, но не ускоряют деацетилирование, ведущее к снижению прочности древесины и облегчению ее дефибрирования. Такая обработка не позволяет увеличить кристадличность, а следовательно, устойчивость ксилана к гидролитической деструкции. Поэтому масса, полученная согласно этому способу, имеет сравнительно невысокую механическую прочность.Бель изобретения - повышение физико-механических показателей целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, в качестве химического реагента используют силикат натрия, При этом силикат натрия берут в количестве 2-4% от массы абсолютно сухой щепы. При таких условиях происходит глубокая пластификация древесины, лигнин подвергается щелочному окислению, приобретает гидрофильные свойства, но благодаря высокому и постоянно поддерживаюшемуся за счет ступенчато протекающего гидролиза силиката натрия рН порядка 12 - 13 не подвергается конденсации, В размягченной таким образом щепе,45 благодаря глубокой пластификации лигнина, разделение волоков происходит по слоям Б и 5 2 и частично по срединной пластинке. При этом последующий размол происходит при дальнейшем гидро- лизе силиката натрия и при рН массы 10-12. При таких условиях происходит дальнейшее набухание волокна и улучшаются условия его глубокого дефибрирования. Таким образом, предлагаемый способ обусловливает более легкое дефибрирование и последующий размол, а следовательно, лучшую сохранность волокна и, более высокое качествомассы,водства, а в последние годы объем производства целлюлозы сульфитным способом снижается.Наиболее близким к изобретению является способ получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и,размола. В качестве химического реагента используют смесь сульфита натрия и едкого ь патра в соотношении 15: 0,5 4 ),5 а 15 20 25 30 55 40 Способ осуществляют еледуюшим образом.Щепу и раствор силиката натрия подают в пропарочную камеру дефибратора,соединенную в единую систему с дисковой мельницей-дефибратором, в которойпри тех же давлениях и температуре,что и в пропарочной камере происходитдефибрирование щепы с получением грубой волокнистой массы. Пропарка щепыв присутствии силиката натрия можетосуществляться и в отдельно стоящейпропарочной камере, из которойпередувается в дисковую мельницу, работающую под давлением, идентичнымдавлению в пропарочной камере,Продолжительнос ть термомеханическойобработки (проларки и дефибрирования)2-5 мин, температура 145 - 185 С. Расход силиката натрия 2 - 4% от массыабсолютно сухой щепы. Концентрациящепы на этой стадии обработки 35-45%,рН 12 - 13.Полученную на этой стадии грубоволокнистую массу после снижения давления до атмосферного, подают на размол.Размол проводят на дисковой мельницепри 90 - 100 С, концентрации 16 - 25%,рН 10 - 12,Размол проходит при дальнейшем гидролизе силиката натрия, поддерживающем рН 10 - 12.Способ испытывают в лаборатории иполузаводских условиях. В качестве сырьиспользуют щепу, ели, осины, березы исмесь 70% осины и 30% ели. Результаты опытов приведены в табл. 1.В табл. 2 приведены сравнительныеданные предлагаемого и известных способов. Для получения древесной массыиспользуют одни и те же цепу и оборудование.Из сопоставительных данных видно, что предлагаемый способ позволяет улучшить механическую прочность целевого продукта на 15%. Так, масса из смеси осины (70%) и ели (30%),. подученная по предлагаемому способу (пример 1), имеет разрывную длину большую на 40% и сопротивление продавливанию большее на 15%, чем масса, получаемая по известному способу 14, и соответственно на 13,3% и 4% в сравнении с массой получаемой по известному способу,Масса из ели, полученная по предлагаемому способу, имеет разрывную длину большую на 25% и сопротивление продавливанию большее на 27% по сравне--- ( -нию с массой из ели, полученной по известному термомеханическому способу исоответственно на 23% и 3% по этомуже способу, но при температуре пропарки18 ГРС,1 Осина 70 ЙО 2 ЮО 2 Ель 30 3 Осина 100 -- 2 4 Береза 100 -- 2 5 Ель 100 - 2 б Ель 100 11 4 7 Ель 100- " - 2 6,Кроме того, силикат натрия являетсяболее доступным и дешевым химикатомпо сравнению с едким натром и менеетоксичным с точки зрения загрязнения5 воздушного бассейна,603415 . 0,1 38 ю 06 3528 О, 106 38,85 3 110 0,092 34,63 3345 О, 109 31;39 3837 О, 122 41,79 4388 О, 137 49,64 3650 О, 110 39,2410 927878 1 О Составитель Т. ПилипенкоРедактор Л. Алексеенко Техред А, .оабинец Корректор О. Билак Заказ 3 183/3 8 Тираж 401 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 5, Раущская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения1. Способ получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, о т - 5 л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения физико-механических показателей целевого продукта, в качестве химического реагента используют силикат натрия,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что силикат натрия берут в количестве 2-4% от массы абсолютно сухой щепы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР Ж 382303,кл. 0 21 В 1/30, 1969, 2. Авторское свидетельство% 761644, кл. Р 21 В 1/30, 1977. 3. Авторское свидетельствоМ 647381, кл. Э 21 В 1/16, 1977. 4. Современное состояние производства термомеханической массы. Обзорная информация, вып, 18, М., ВНИИИЭлеспром, 1979, с. 11 (прототип),