Способ получения древесной массы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11979553(22) Заявлено 30.06. 81 (21) 3307029/29-12с присоединением заявки М 2 1 И)М Кл з 0 21 В 1/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 07.12.82(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частнос-. ти к производству древесной массы из щепы, и может найти применение при изготовлении бумаги ы картона с использованием древесной массы в композиции этих волокнистых материаловИзвестен способ получения древесной массы из щепы термомеханическим способом, при котором предварительно прогретая острым паром щепа подвергается размолу в дисковых. мельницах под давлением пара и температуре 120140 С С 1) аОднако этот способ позволяет получить качественную термомеханическую массу только из древесины хвойных пород, в частности из ели. Тер-. момеханическая масса в этом случае представляет собой смесь длинных волокон и фибрилл, что и обусловливает ее высокую прочность,Известен также способ получения полуцеллюлозы, когда щепу лиственных пород древесины варят в водном раст воре аммиака, в который добавляют побочные продукты сульфитцеллюлозного производства: последрожжевую бражку, послеспиртовую барду или концентраты этик продуктов при 170-185 оС в 30 течение 20-60 мин. На варку задают 4-10 аммиака и 10-30 Ъ сухого вещества побочных продуктов сульфитцел" люлозного производства от абсолютно сухой массы щепы. Известный способ позволяет получить полуфабрикат из лиственных пород древесины 2),Недостатком этого способа является относительно низкий выход целевого продукта (не более 80)Кроме того, использование для обработки древесной щепы побочных продуктов сульфитцеллюлозного производства в сочетании с аммиаком связано с резким уменьшением белизны готового полуфабриката.Известен способ получения термомеханической массы, включающий пропарку щепы в присутствии бардяного концентрата сульфитспиртового производства при 120-130 фС. Бардяной концентрат берут в количестве 3-10 от массы абсолютно сухой щепы 3. Однако даже в присутствии бардяного концентрата сульфитспиртового производства этот способ не дает возможности перерабатывать в древесную массу щепу лиственных пород древесины, Кроме того, он не обеспечиваетповышение белизны готовой древесной массы.Наиболее близким к предлагаемому является способ. получения древесной массы путем пропитки древесной щепы из лиственной древесины гидроокисью 5 натрия и сульфитсодержащим соединением при повышенной температуре и роследующего размола. Согласно этому способу в качестве сульфитсодержащего соединения применяют свежеприготовленный раствор сульфита натрия, При этом сульфит натрия в сочетании с гидроокисью натрия используют для обработки лигноцеллюлозного материала, когда щепу из лиственной древе сины, например осины, пропитывают 25-50 мин при 50-90 С. Щелочь взаимодействует с гемицеллюлозами древесины и вызывает набухание. Размягчению подвергается не только срединная 2 О пластинка, но и внутренние слои вторичной стенки, что вызывает пластификацию древесины и в конечном счете облегчает разделение древесины на волокна, однако белизна древесной массы при этом снижается на 4-6 единиц.Сульфит натрия добавляют к щелочному реагенту для того, чтобы повысить белизну готового продукта за счет сокращения количества окрашивающих древесную массу хромофорных групп. Расход химикатов составляет 2 от абсолютно сухой щепы 141.Недостатком известного способа является то, что сульфит натрия не вызывает набухания древесины и поэтому не способствует повышению качества готовой древесной массы в части механических свойств, при этом сульфит нат" рия является дорогостоящим реагентом., Кроме этого, он не обеспечивает уве личения выхода целевого продукта,Цель изобретения - повышение качества и выхода целевого продукта и сокращение расхода. химикатов. 45Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу получения древесной массы путем пропитки древесной щепы из лиственной древесины гироокисью натрия и сульфитсодержащим соединением при повышенной температуре и .последующего размола, в качестве сульфитсодержащего соединения используют отработанный щелок от варки сульфитной целлюлозы или последрожжевую бражку, или послеспиртовую барду, или их смеси в количестве 0,5- 7,5 по сухому веществу от массы абсолютно сухой щепы.Побочные продукты сульфитцеллюлозного производства представляют собой 60 смесь веществ органического и неорганического характера. Химические компоненты, вероятно, можно рассматривать как комплекс стабильных радикалов фенольного и углеводородного типа 65 Эти радикалы, являясь в щелочнойсреде активными ингибиторами термоокислительной деструкции компонентовдревесины, происходящей в процессепредварительной пропитки щепы, обусловливают повышение выхода целевогопродукта,Проявляя свойства поверхностноактивных веществ, особенно в сочетании с щелочными реагентами, химические компоненты побочных продуктовсульфитцеллюлоэного производстваулучшают смачиваемость древесины,Ито способствует более быстрому илучшему проникновению щелочи в капиллярную структуру древесины и, какследствие, более полному набуханиюклеточных стенок древесины. При раэмоле набухшая древесина более легкоразделяется на волокна, при этом волокна мало повреждены и эластичны,что отражается в улучшении механическисвойств готового продукта,Увеличение степени белизны древесной массы, видимо, связано с уменьшением конденсационных процессов лигнина и центров образования хромофоров,которые и определяют белизну древесной массы.Способ получения древесной массыосуществляют следующим образом,Осиновую щепу стандартных размеровподают в пропиточный аппарат, в котором производят обработку ее в течение 25-50 мин при б 0-80 фС пропиточным раствором, содержащим гидроокисьнатрия, в количестве 1-2 от массыабсолютно сухой щепы и побочные про-.дукты сульфитцеллюлозного производства: отработанный щелок от варки сульфитной целлюлозы, последрожжевуюбражку, послеспиртовую барду или ихсмеси в количестве 0,5-7,5 по сухому веществу к массе абсолютно сухойщепы.Возможен вариант, когда в качестве сульфитсодержащего вещества используют концентраты последрожжевой бражки и послеспиртовой барды. После предварительной пропитки щепы химикатами проводят отделение отработанного пропиточного раствора от щепы. Затем щепа поступает на первую ступень размола, Концентрация массы на первой ступени размола составляет - 20-30. После этого волокнистую массу подают на вторую ступень размола при концентрации 12-18. Массу после размола не сортируют и не очищают. Качество массы контролируют по следующим показателям: степень помола, Фракционный состав, содержание грубо- го волокна, оставшегося на сите с шлицевыми прорезями шириной 0,2 мм.: Иэ массы изготовляют стандартные отливки весом 75 г/м и определяют их физико-механичесКие показатели.Способ исследован в лабораторныхусловиях,П р и и е р 1. Древесную щепу иэосины подают в пропиточный аппарат,где ее подвергают обработке химикатами в течение 25 мин при 80 С смесьюрастворов гидроокиси натрия при расходе 2 и последрожжевой бражки 7,5.По истечении указанного времени обработки пропиточный раствор отделяютот щепы и подают ее на размол, Концентрация массы на первой ступениразмола 30, на второй 17, Выходмассы 94,2Из массы, прошедшей вторую ступеньразмола, изготавливают отливки на ла1 бораторном листоотливном аппарате ииспытывают их на механическую прочность.П р и м е р 2, Условия обработкищепы и последовательность операций 20те же, что и в примере 1,Отличия состоят в следующем. Впропиточный раствор вводят отработанный щелок от варки сульфитной целлюлозы в количестве 0,5 по сухому веществу. Выход массы 93,4.П р и м е р 3. Условия обработкищепы и последовательность операцийте же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. В 30пропиточный раствор вводят смесь послеспиртовой барды и последрожжевойбражки в количестве 1 по сухому ве,ществу, Выход массы 93,6.П р и м е р 4. Условия обработкищепы и последовательность операцийте же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. Впропиточный раствор вводят концентратпослеспиртовой барды и последрожжевой бражки в количестве 3 по сухомувеществу, Выход массы 93,0.П р и м е р 5, Условия обработкищепы и последовательность .операцийте же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем. Впропиточный раствор вводят послеспиртовую барду в количестве 0,7 по сухому веществу. Выход массы 93,8.П р и м е р б. Условия обработкищепы и последовательность операций 50те же, что и в примере 1.Отличия состоят в следующем, Впропиточный раствор вводят смесь .отработанного щелока от варки сульфитной целлюлозы и послеспиртовои бардыв количестве 1,2 по сухому веществу.П р и м е р 7. Древесную щепу иэоснны подают в пропиточный аппарат,где она подвергается обработке химиокатами в течение 30 мин при 70 Ссмесью растворов гидроокиси натрияпри расходе 1,0 и послеспиртовойбарды 4 по сухому веществу. По истечение укаэанного времени обработкипропиточный раствор отделяют от щепы и ее подают на размол, Концентрация массы на первой ступени размола20, на второй 13. Выход массы 95,2.П р и м е р 8. Древесную щепу иэосины подают в пропиточный аппарат,где она подвергается обработке химикатами в течение 50 мин при б 0 Ссмесью растворов гидроокиси натрияпри расходе 1,5 и последрожжевойбражки 2 по сухому веществу. Концентрация массы на первой ступени размола 25, на второй 15. Выход массы 94,4.Для сравнения воспроизводят известный способ 3, предусматривающий использование отходов сульфитцеллюлозного производства на стадиипропарки щепы при получении древесноймассы (см.пример 9).П р и м е р 9. Осиновую щепу подаЮт в пропарочный аппарат, где подвергают ее обработке в течение 3 минпри 125 С острым паром в присутствиибардяного концентрата в количестве3 по сухому веществу. По истеченииуказанного времени обработки растворотделяют от щепы и подают на размол.Концентрация массы на первой ступени размола 30, на второй 17. Выходмассы 9 б,П р и м е р 10 (прототип). Осиновую щепу подают в пропиточный аппарат, где подвергают ее обработке в течение 30 мин при 80 С смесью растворов гидроокиси натрия и сульфита натрия при расходе последних 2 от массы абсолютно сухой щепы. По истечении указанного времени обработки пропиточный раствор отделяют от щепы и подают ее на размол. Концентрация массы на первой ступени размола 30, на второй 18. Выход массы 92,1Данные примеров 1-10 приведены в таблице.10 979553 Составитель О. МаслаченкоРедактор А. Химчук Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц Заказ 9294/12 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ж, Раушская наб д, 4/5 тфилиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Из анализа данных таблицы видно, что предлагаемый способ в сравнении с прототипом позволяет улучшить физико-механические показатели готовой древесной массы при некотором увеличении выхода целевого продукта. Ис ключается расход дорогостоящих свежих химикатов, таких как сульфит натрия при некотором увеличении белизны готовой древесной массы, при этом создаются условия снижения расхода ще лочи.Способ обеспечивает охрану окружающей среды, поскольку из процесса исключены серосодержащие химикаты, а побочные продукты сульфитцеллюлозно го производства нетоксичны и дешевы,Как видно из таблицы, использование побочных продуктов сульфитцеллюлозного производства на стадии пропарки щепы при получении термомехани.2 О ческой массы из лиственной древесины не обеспечивает высоких показателЕй готовой массе при заметном сниже-, нии ее белизны. Формула изобретения 25 Способ получения древесной массыпутем пропитки древесной щепы из лиственной древесины гидроокисьюнатрия и сульфитсодержащим соединением при повышенной температуре и пос.ледующего размола, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и выхода целевого продукта и сокращения расхода химикатов,в качестве сульфитсодержащего соединения используют отработанный щелокот варки сульфитной целлюлозы илипоследрожжевую бражку, или послеспиртовую барду, или их смеси в количестве 0,5-7,5 по сухому веществу отмассы абсолютно сухой щепы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Швеции Р 382303,кл. 0 21 В 1/30, 1969,2, Авторское свидетельство СССРР 604886, кл. 0 21 С 3/00,1976. 3. Авторское свидетельство СССРР 647381, кл. 0 21 В 1/16, 1977.4. Сборник трудов ЦНИИБа, М., 1980,Р 19, с, 21-26 (прототип).