Спосіб одержання целюлози

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при производстве целлюлозы для различных видов бумаг, пороха и иных изделии, Известен способ получения целлюлозы путем сульфатной варки в широком диапазоне pH (от 1 до 10) при использовании растворимых оснований натриевого или аммониевого (Бобров А.И., Мутовина М.Г., Бондарева Т.Д., Малышкина В.Н. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины. - М.: Лег. пром-сть, 1984. С.86). Однако этому способу присущи недостатки, заключающиеся в его высокой себестоимости, большого расхода энергии, экологической вредности, большой стоимости оборудования изза особых условий его эксплуатации. Наиболее близким предлагаемому по своей технической сущности является способ получения целлюлозы, при котором сырье измельчают, очищают, обрабатывают в водной среде, в качестве которой используют водный раствор химических веществ, а затем промывают и сушат (Бобров А.И., Мутовина М.Г., Бондарева Т.Д., Малышкина В.К. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины. - М.: Лег. пром-сть, 1984. - С.86). Однако и этому способу присущи недостатки, заключающиеся в использовании при обработке в жидкой среде химических веществ, которые, наряду с экологической вредностью и дороговизной, не обеспечивают достаточного качества получаемого продукта, что связано с недостаточно активным удалением из обрабатываемого сырья веществ-спутников целлюлозы. Задачей данного изобретения является создание способа получения целлюлозы в котором, за счет интенсификации процесса массообмена между обрабатываемым сырьем и жидкой средой, что приводит к более активному удалению веществ-сп утников целлюлозы из обрабатываемого сырья, обеспечивалась бы возможностью получения качественного и дешевого конечного продукта из целлюлозосодержащих материалов. Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе получения целлюлозы, при котором сырье обрабатывают в жидкой среде, промывают и сушат, в качестве жидкой среды используют воду, в которой осуществляют электрический разряд. Обработку сырья в воде проводят при ее непрерывной смене и при комнатной температуре. В отличие от прототипа, при котором целлюлозу получают традиционной химической варкой, влекущей за собой большие затраты и характеризующуюся большой экологической вредностью, согласно изобретения, конечный продукт получают п утем воздействия на исходное сырье электрических разрядов в воде. Благодаря этому сырье подвергается разнообразным воздействиям: высокоскоростным потокам жидкости, кавитацией и пр. Именно эти воздействия позволяют диструктурировать и "выбивать" в свободное состояние инкрустирующие ве щества и ве щества-спутники целлюлозы, оставляя последнюю неповрежденной. В результате применения электрических разрядов в водной среде становится возможным обработка любого целлюлозосодержащего сырья и выделения из него высококачественной целлюлозы, причем при этом процесс характеризуется низкой себестоимостью обработки и экологической чистотой. Оборудование для его осуществления характеризуется простотой и надежностью, низкой материале- и энергоемкостью; она также является универсальным по отношению ко всем видам целлюлозного сырья. Для получения конкретных данных по предлагаемым способам были проведены исследования результаты которых приведены ниже. В качестве исходного сырья были взяты три группы целлюлозосодержащих материалов: древесина, лубоволокнистые материалы, хлопковое волокно. Способ 1. В качестве, исходного материала была взята осиновая щепа. Сырье опускали в воду и воздействовали на него импульсными электрическими разрядами и параметрами: разрядный ток - 80кА; частота разряда - 1Гц; время обработки составляло 15мин, температура воды - 20°C. После обработки сырье было промыто, высушено и подвергнуто анализам, результаты которых приведены в таблице. Способ 2. Для осуществления этого способа в качестве исходного сырья было взято короткое льняное волокно №2. После предварительной очистки от костры и минеральных примесей, исходное сырье погружали в воду и воздействовали на него импульсными электрическими разрядами в водной среде. Параметры разряда; разрядный ток - 50кА; частота разряда - 1Гц, время обработки - 8мин, температура воды - 20°C. После описанной выше технологии сырье было промыто и высушено. Анализ результатов полученного сырья приведен в таблице. Способ 3. В качестве исходного сырья было взято конопляное волокно после предварительной очистки. Параметры разряда: разрядный ток - 50кА; частота разряда - 1Гц; время обработки - 12мин, температура воды - 20°C. После обработки проводилась промывка, отбелка и сушка. Результаты полученных данных в таблице. Способ 4. В этом способе в качестве исходного сырья было использовано хлопковое волокно. Волокно очищалось и, после погружения в ванну, обрабатывалось импульсными электрическими разрядами в водной среде. Параметры разряда: разрядные токи - 30кА; частота разряда - 1Гц, время обработки - 5мин; температура воды - 20°C. После проведенной обработки сырье промывалось, высушивалось и испытывалось. Результаты испытаний - в таблице. Способ 5. В качестве исходного материала был взят хлопковый линт. После очистки была проведена его обработка электроразрядами в водной среде. Параметры разрядов: разрядный ток - 50кА; частота разряда 1Гц, время обработки - 10мин при температуре 20°C. Осуществлялась, в дальнейшем, промывка, сушка, испытание, которые приведены в таблице. Способ 6. Этот способ аналогичен способу 5, однако в нем в ходе обработки сырья импульсными разрядами в водной среде производилась непрерывная смена воды, причем в 1мин менялось около 20% от общего количества воды. Результаты эксперимента приведены в таблице. Проанализировав данные, приведенные в таблице, можно сделать вывод об эффективности предлагаемого способа. Обращает на себя внимание и универсальность способа. Фактически на однотипном оборудовании перерабатывалось, при некотором варьировании режимов обработки, столь разное сырье, как древесина, лубоволокнистые культуры, хлопковое волокно и линт. Нельзя не отметить и низкую себестоимость обработки. По сравнению с базовой, она снижена на порядок. Для осуществления предлагаемого способа не требуется больших производственных площадей. Оборудование для осуществления способа выпускается серийно, и только некоторое малыми и экспериментальными партиями. По материалоемкости и энергоемкости предлагаемая технология выгодно отличается в лучшую сторону, что с учетом небольшого времени, которое требуется для обработки сырья позволяет сделать вывод о несомненном экологическом преимуществе.