Спосіб делігніфікації целюлозного матеріалу

Реферат: Спосіб делігніфікації целюлозного матеріалу з отриманням волокнистих напівфабрикатів включає введення у варильний апарат січки і варильного розчину з подальшим варінням січки за заданих режимів. Варіння січки ріпаку проводять за температури 175 °C, протягом 150 хвилин, витратами загального лугу 16 % в од. Na2O від маси абс. сух. сировини варильним розчином, що містить кальциновану соду, гідроксид натрію та каталізатор антрахінон. UA 100155 U (12) UA 100155 U UA 100155 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів отримання волокнистих напівфабрикатів із недеревної рослинної сировини, які можуть бути використані для виробництва таропакувальних видів паперу і картону. Аналогом є спосіб отримання напівцелюлози із соломи пшениці делігніфікацією зеленим сульфатним лугом в апаратах безперервної дії типу Пандія. Згідно з відомою технологією варіння ведуть у гліцериновій бані за кінцевої температури 150-170 °C протягом 30-60 хвилин та витратами загального лугу від 8 до 12 % в од. Na2O і гідромодулі 5: 1 [Барбаш В.А., Примаков С.Ф., Хомутинников В.В… Гофротара из соломенной полуцеллюлозы. Упаковка. - № 2. - 2006. - С. 24-25]. Недоліками відомого способу є отримання волокнистих напівфабрикатів у вигляді напівцелюлози та наявність шкідливих викидів у вигляді сірковмісних сполук. Найближчим аналогом є спосіб отримання напівцелюлози із соломи пшениці делігніфікацією розчином соди. Згідно з відомою технологією, варіння ведуть у гліцериновій бані за кінцевої температури 165-175 °C протягом 40-60 хвилин та витратами загального лугу від 8 до 12 % В од. Na2O [Пат. на корисну модель № 29443 D21C3/00. - Опубл. 10.01.2008]. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу отримання волокнистих напівфабрикатів із січки ріпаку, за рахунок використання екологічно чистих варильних реагентів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі делігніфікації целюлозного матеріалу з отриманням волокнистих напівфабрикатів, що включає введення у варильний апарат січки і варильного розчину та подальшим її варінням, згідно з корисною моделлю новим є те, що варіння січки ріпаку проводять за температури 175 °C протягом 150 хвилин, витратами загального лугу 16 % в од. Na2O від маси абс. сух. сировини, варильним розчином, що містить кальциновану соду, гідроксид натрію та каталізатор антрахінон. Сода після спалювання відпрацьованих лугів не змінюється, а отриманий содовий плав, після його розчинення у воді, знову направляється на варіння. Активним варильним реагентом розчину є NaOH, що утворюється в результаті гідролізу соди, концентрація якого значно менша, ніж за натронного і сульфатного способів варіння, але достатня для забезпечення отримання якісних волокнистих напівфабрикатів екологічно чистим способом. Корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклади 1-4 В автоклав об'ємом 0,5 л завантажують 45 г повітряно-сухої соломи у вигляді січки розміром 2-3 см та заливають варильним розчином, що містить кальциновану соду та гідроксид натрію у співвідношенні Na2CO3:NaOH-50:50, з витратою загального лугу 16 % в одиницях Na2O від маси абсолютно-сухої січки. Гідромодуль варіння становить 5:1. Після цього автоклави занурюють у наперед нагріту до кінцевої температури 175 °C гліцеринову баню та ведуть процес варіння протягом 150 хвилин. Після закінчення процесу варіння визначають вихід напівфабрикату, ступінь делігніфікації та фізико-механічні показники. Для визначення показників міцності 2 напівфабрикат розмелюють у ЦРА до 60°ШР та виготовляють відливки масою 75 г/м . Параметри процесу варіння та показники якості напівфабрикату наведено в таблиці. Приклад 2 Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але варіння ведуть варильним розчином з використанням каталізатора антрахінону в кількості 0,1 % від маси абс. сух. волокна. Приклад 3 Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але варіння ведуть варильним розчином у співвідношенні Na 2CO3:NaOH-60:40. Приклад 4 Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 3, але варіння ведуть варильним розчином з використанням каталізатора антрахінону в кількості 0,1 % від маси абс. сух. волокна. Приклад 5 Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але варіння ведуть варильним розчином у співвідношенні Nа 2СО3:NaOH-70:30. Приклад 6 Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 5, але варіння ведуть варильним розчином з використанням каталізатора антрахінону в кількості 0,1 % від маси абс. сух. волокна. 60 1 UA 100155 U Таблиця *Найближчий аналог 1 Витрати антрахінону, % Вихід напівфабрикату, % 78,3 53,7 Ступінь делігніфікації, од. Каппа 78,0 54 Розривна довжина, м 6380 4525 Опір продавлюванню, кПа 275 206 Опір роздиранню, мН 725 373 Умови варіння і показники якості 2 + 52,4 52 4985 230 390 3 54,3 56 4215 176 340 4 + 52,3 52 4740 225 360 5 54,5 57 4015 167 320 6 + 53,2 53 4395 206 335 * Результати показників міцності для найближчого аналогу наведено 30°ШР, маса зразка 2 125 г/м . 5 10 Із наведених даних видно, що з використанням варильного розчину, основою якого є кальцинована сода та гідрооксид натрію, а також додавання каталізатора дозволяє добре делігніфікувати січку ріпаку з отриманням напівфабрикату у вигляді целюлози підвищеного виходу. Використання антрахінону у лужному розчині підвищує ступінь делігніфікації до 5 % в порівнянні - без каталізатору та показники міцності від 8 % до 12 %, що пояснюється з однієї сторони каталітичною дією антрахінону на лігнін, а з другої - стабілізацією вуглеводної частини сировини. Збільшення у варильному розчині вмісту гідрооксиду натрію на 20 % покращує показники міцності до 14 % і ступінь делігніфікації до 5 %. Отримані волокнисті напівфабрикати за своїми якісними показниками можуть успішно використовуватися для виготовлення таропакувальних видів паперу і картону. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб делігніфікації целюлозного матеріалу з отриманням волокнистих напівфабрикатів, що включає введення у варильний апарат січки і варильного розчину з подальшим варінням січки за заданих режимів, який відрізняється тим, що варіння січки ріпаку проводять за температури 175 °C протягом 150 хвилин, витратами загального лугу 16 % в од. Na2O від маси абс. сух. сировини варильним розчином, що містить кальциновану соду, гідроксид натрію та каталізатор антрахінон. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2