Способ получения термомеханической древесной массы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистическикРеспублик щ 986995(23) ПриоритетОпубликовано 07.01.83. Бюллетень йо 1Дата опубликования описания 070183 1511 М. Кл.з 0 21 В 1/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫИзобретение относится к сйособам приготовления волокнистых полуфабрикатов для производства бумаги, картона, древесноволокнистых плит, в частности к способам приготовления термомеханической древесной массы и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.Известен способ получения термомеханической древесной массы, включающий смешение древесной щепы с активным илом и гидротермическую обработ" ку полученной смеси с последующими операциями ее дефибрирования и рафинирования 1.15Этот способ предназначен для получения древесной массы, используемой в производстве древесноволокнистыхплит. 20Термомеханическая древесная масса, полученная с использованием гидро- термически обработанного активного ила, имеет хорошие прочностные показатели несколько превышающие показа 25 тели термомеханической массы, полу- . ченной без использования ила, однако белизна образцов термомеханической массы с илом существенно уступает белизне контрольных образцов. Кроме того, наличие гидротермическн обработанного активного ила в термомеханической древесной массе ингнбирует процессы отбел 3 си массы практически всеми отбеливающими соатавами. Естественно, что по этой причине термомсханическая масса с гидротермически обработанным активным илом, несмотря на удовлетворительные прочностные показатели, не может найти применения в производстве бумаг, требующих белизны.Следовательно, для получения термомеханической массы с активным илом принцип совместной гидротермической обработки щепы с активным илом без введения дополнительных операций по обработке активного ила нЬ позволяет обеспечить достаточно высокий положительный эффект.Целью изобретения является повышение качества. древесной массы.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения термомеханической массы, включающему смешение древесной щепы с активным иломи гидротермическую обработку, полученной смеси с последующими операция" ми ее дефибрирования и рафинирования перед смешением с древесной щепойактивный ил стабилизируют растворомформальдегида в количестве 1-50 от массы абсолютно сухого ила при 20- 90 С 5-30 мин, а рафинирование осуществляют в присутствии отбеливающего состава, содержащего, мас.; перекись водорода 10-40, формальдегид 1-30, силикат натрия 40-60 и тринатрий Фосфат остальное, при этом состав берут в количестве 1-20 от массы абсолютно сухой щепы.Способ осуществляют следующим образом.Избыточный активный ил со станции биологической очистки промстоков в виде суспензии 0,5-4,0-ной концентрации обрабатывают растворами формальдегида в количестве от 1 до 50 по сухому веществу к весу сухого активного ила. Температуру обработки варьируют от 20 до 90 С. Время обработки от 5 до 30 мин. В процессе обработки ила Формальдегидом происходит стабилизация липидно-белкового комплекса активного ила, за счет которой липидно-белковый комплекс активного ила приобретает устойчивость к воздействию отбеливающих реагентов. Как следствие этого активный ил в .дальнейшем технологическом процессе не мешает процессу отбелки термомеханической массы.30Стабилизированный активный ил со щепой вводят в подогреватели дефибраторов и подвергают гидротермической обработке при параметрах, принятых для обработки щепы в процессе приго товления термомеханической массы, Время.гидротермической обработки щепы составляет 2-10 мин, а температура гидротермической.обработки 100- 140 С. Дозировка стабилизированного 40 активного ила осуществляется в количестве от 1 до 10 к весу щепы.Обработанную .в подогревателе смесь дефибрируют, обрабатывают отбеливающим составом, содержащим пеРе кись водорода, Формальдегид, силикат натрия в описанных соотношениях. Дозировку отбеливающего состава осу-. ществляют в количестве от 1 до 20 от массы абсолютно сухой щепы. 50Волокнистую массу с отбеливающими реагентами рафинируют до требуемой степени разработки волокна.Пример 1. В лабораторных услови", ях приготавливают термомеханическую55 древесную массу со стабилизированным активным илом по следующей технологииВ подогреватель лабораторного де фибратора помещают 400 г еловой ще- .60 пы 20 влажности. Стабилизацию актив-. ного ила предварительно осуществляют формальдегидом из расчета 10 формальдегида к весу ила, параметры стабилизации следующие: время стабилиэации - 5 мин, температура стабилизации - 90 фС. Стабилизированныйил в количестве 5 по сухому веществу от массы абсолютно сухой щепы смешивают со щепой,Полученную смесь подвергают гидротермической обработке при температуре насыщенного пара 120 фС 5 мин идефибрируют.Размолотую массу обрабатываютотбеливающими реагентами в количестве от. 1 до 20 к весу массы. В качестве отбеливающих реагентов используют перекись водорода, формальдегид, силикат натрия, тринатрий Фосфат в различных процентных соотношениях. Отбельные реагенты вводят вмассу раздельно друг от друга, Послеобработки массы отбельными реагентами ее концентрацию доводят горячейводой до 30. Обработанную массу рафинируют на лабораторном рафинаторедо степени помола, равной 70 ШР,Температура массы при размоле на рафииаторе составляет 60 С. Размолотуюмассу выдерживают 30 мин. После выдержки из полученной массы изготавли-.вают отливки весом 50 г/и, у которых определяют разрывную длину истепень белизны.Физико-механические показателиотливок в зависимости от количестваотбеливающих реагентов и их процентного соотношения приведены в табл.1.Для сравнения в таблице также представлены физико-механические показатели отливок термомеханической массы, приготовленной по следующей технологии.Контроль 1. Термомеханическая масса (ТКИ), полученная из еловой щепы без добавок активного ила и от- беливающих реагентов, при описанных параметрах гидротермической обработки и размола.Контроль 2. Термомеханическая масса, полученная из еловой щепы без добавок активного ила, обработанная перед рафинированием перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата в количестве 10 к весу массы, в соотношении 20:50:10,Контроль 3. Термомеханическая масса, полученная при соответствующих параметрах из еловой щепы с добавкой 5 нестабилизированного активного ила, обработанная перед рафинированием перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата в количестве 10 к весу массы, всоотношении 20:50:10.. Из табл. 1 (контроль 3) следует, что термомеханическая масса, полученная путем совместной гидротермической обработки и размола щепы с исходным нестабилизированным) активным илом, 1 отбеленная на стадии рафинированияперекисью водорода в присутствии тринатрийфосфата имеет низкую степень белизны.Белизна массы с нестабилизированным илом значительно уступает белизне отбеленной в тех же условиях термомеханической массы беэ ила (40,0 против 73,5 в контроле 2) и, кроме того, уступает белизне неотбеленной термомеханической массы беэ ила ( 40,0 протйв 52,8) т.е. активный . ил проявляет вредную функцию ингибитора отбелки термомеханической мас- сые 10 Также из табл. 1 следует, что предварительная стабилизация активногоила формальдегидом с последующимполучением термомеханической массыи отбелкой ее на стадии рафинирования отбельными реагентами с дополнительной дозировкой формальдегида позволяет устранить ингибируююее действие ила на процесс отбелки термомеханической массы и получить беленую термомеханическую массу высокой степени белизны с повышенными проч 25 ностными характеристиками. Так, показатель белизны термомеханической массы, приготовленной согласно предлагаемого способа, не уступает показателю белизны термомеханической массы без ила, отбеленной перекисью водорода в присутствии силиката натрияи тринатрий фосфата (72,5 против73,5). Прочностные показатели отбеленной термомеханической .массы силом выше прочностных показателейотбеленной термомеханической массыбез ила 1 разрывная длина соответственно составляет 3200 м против2800 м). 35 П р и м е р 2. По технологии, описаннойв примере 1, приготавливают беленую термбмеханическую массу со стабилизированным активным илом. Расход стабилизированного активного. ила составляет 5 от массы щепы, Термомеханическую массу на стадии рафинирования обрабатывают смесью отбельных реагентов в количестве 10 к весу массы, содержащей перекись водорода, формальдегид, силикат натрия, тринатрийфосфат (вес.) при соотношении 20: 20: 50: 10.Предварительную стабилизацию активного ила осуществляют формальдегидом. Дозировку формальдегида варьируют от 1 до 50 к весу сухого ила,Температуру стабилизации варьируютот 20 до 90 фС. Иэ полученной тврмомеханической массы изготавливают отливки весом 50 г/м , у которых опре-.деляют разрывную длину и белизну. Параметры стабилизации активного ила и физико-механические характеристики полученных образцов термомеханической мабсы представлены в табли-. це 2.В качестве контрольного образца приведены показатели термомеханической .массы без ила, отбеленной перекисью. водорода в присутствии силиката натрия и тринатрий фосфата. Соотношение перекиси водорода к гиликату натрия и тринатрийфосфата 26:50:10,Иэ табл, 2 следует, что предварительная стабилизация активного илаформальдегидом позволяет получатьтермомеханическую древесную массу,.не уступающую по белизне термомеханической массе без ила, полученнойизвестным способом, отбеленной перекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата. Прочностные характеристики полученнойтермомеханической массы превышаютпрочностные характеристики известнойтермомеханической массы.Так, разрывная длина отливок, изготовленных иэ термомеханической массы с активным илом, предварительнообработанньак 20 формальдегида при90 С 5 мин, составляет 3100 м, тогдакак разрывная длина отбеленной термомеханической массы беэ ила (контроль)составляет 2800.м. Из табл. 2 такжеследует, что основным фактором, определяющим белизну термомеханическоймассы с илом является расход формальдегида в процессе его стабилизации,При расходе формальдегида 20 к весуила белизна полученной массы составляет 73,5, при расходе формальдегида 1 к весу иЛа белизна составляетб 5. Время и температура стабилизации активного ила существенного влияния на степень белизны готовой термомеханической массы не оказывают ипоэтому могут быть выбраны из условии экономичности процесса,П р и м е р 3, Стабилизированныйактивный ил дозируют в количествеот 1 до 10 к весу еловой щепы в подогреватель дефибратора, где совместно со щепой подвергают гидротермической обработке насыщенным паром при120 фС 5 мин. Пропаренную смесь дефибрируют, раэмалывают. Полученную массу обрабатывают смесью отбельныхреагентов в количестве 10 к весумассы, содержащей перекись водорода,формальдегид, тринатрийфосфат в соотношении 20:20:50:10, рафинируют достепени помола 70 фШР выдерживаютотливки весом 50 г/м , у которых определяют разрывную длину и степеньбелизны.Предварительную стабилизацию активного ила осуществляют обработкойформальдегидом в количестве 10 квесу,ила при ЧОС 5 мин.физико-механические показателиобразцов термомеханической массы в986995 Таблица 1 Физико-механическиепоказатели образцовТ, мм Соотношение отбельных реагентов вводимых в массу на стадии рафинирования,Суммарнаядозировкаотбельныхреагентоввводимыхв массустадиирафинирования,Тринатрийфосфат Формаль- Силикат дегид натрияПерекисвводорода БелизнаРазрывнаядлина, м 42,0 10 3220 20 50 20 3150 62,5 10 50 20 20 10 72,5 50 3200 20 10 20 10 3180 40 40 10 65,9 3150 40 10 55,3 3100 10 56,0 30 60 20 74,5 20 10 3090 50 20 2750 52,8 73,55 2800 2950 40,0 зависимости от доэирования активногоила представлены в табл. 3,В качестве контрольного образцав табл. 3 представлены показатели термомеханической древесной массы безила, поЛученной известным способом,отбеленной на,стадии рафинированияперекисью водорода в присутствии силиката натрия и тринатрийфосфата.Количество отбельных реагентов составляет 10 от массы термомеханической массы. Соотношение перекиси, силиката, тринатрийфосфата составляет 20:50:10.Из табл, 3 следует, что термомеханическая масса, приготовленная сог ласно предлагаемого способа, по прочностным показателям превосходит беленую термомеханическую массу, полученную известным способом, Белизна термомеханической массы с добавкой активного ила в количестве до 7,5практически не уступает белизне тер"момеханической массы, изготовленной Контроль 1, небеленая ТММ,Контроль 3, отбеленная ТММ с добавкой5 нестабилизированного ила известным способом, При расходе илавыше 7,5 наблюдается некоторое снижение белизны термомеханнческой массы по сравнению с контрольным обраэцом.Максимальные физико-механическиепоказатели термомеханической массыс илом получены при дозировке последнего в количестве 5 к весу щепы.При этом разрывная длина бумаги составляет 3200 м, а белизна 72,5,Таким образом, предлагаежгй способобеспечивает значительное повышениекачества получаемой древесной массы.Кроме того, изобретение позволяетснизить на 5-10 удельные нормы расхода древесины на единицу продукции.Использование ила в виде уплотненнойсуспензии с концентрацией 10-40 г/лв основном производстве исключаетпроцессы его обезвоживания, сушки исжигания в цехе обработки осадка,тем самым резко сокращаются расходына обработку ила,. 986995 Таблица 2 Параметры стабилизации активного ила Время, Температура, мин ф С Белизна,Ъ. 70,1 313 О 1 О 20 30 Отбеленная термомеханическаядревесная масса беэ активногоила 2800 73,5 Таблица 3 Физико-механические показатели термомеханическоймассы Расход стабилизированногоактивного ила, Ф от массы,абсолютно сухой щепы Разрывная длина, м74 2820 73,2 2;5 2930 72,5 3200 5,0 72,0 3010 7,5 2800 69,8 1 О Отбеленная термомеханическаямасса беэ ила 73,5 2800 и гидротермическую обработку полученной смеси с последующими операциямиее дефибрирования и рафинирования,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества древесформула изобретения Способ получения термомеханической древесной массы, Включающий смешение древесной щепы с активным илом 65 Расход Формальдегида, % к весуактивного ила физико-механические показатели ТИМ Разрывная длина, М12 986995 Составитель А.МоносовРедактор Л.Авраменко Техред А;Бабинец КорректорМ.лароши й Заказ 10226/б тираж 382 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 ной массы, перед смешением с древесной щепой активный ил стабилизируютраствором Яормальдегида в количестве 1-50 от массы абсолютно сухогоилн при температуре 20-90 фС в тече"нне 5-30 мин а рафинирование осуществляют в присутствии отбеливающего состава, содержащего, мас.% перекись водорода 10-40, формальдегид 130, силикат натрия 40-60. и тринатрийфосфат остальное, при этом составберут в количестве 1-20 от массыабсолютно сухой щепы. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 537843, кл.В 29 д 5/00, 1975.