Спосіб отримання напівцелюлози

Реферат: Спосіб отримання напівцелюлози, що включає просочування в реакторі і мацерацію січки водним розчином гідрооксиду натрію за температури 80 °C і співвідношенні маси розчину і маси сухої січки 7:1, витримку просоченої січки за даної температури протягом заданого часу, відбір всієї рідкої фази, яка вільно стікає, нагрівання маси, її варіння у варильному котлі за заданих режимів. Як сировину використовують січку ріпаку та сої, які просочують розчином гідрооксиду натрію з концентрацією 15,5-23,3 г/л в од. Na2O, просочену січку витримують за заданої температури 30 хв., в масу після відбору рідкої фази, що вільно стікає, додають заздалегідь нагріту воду в кількості 80 мл, температуру маси підвищують до 95-97 °C і варіння за цієї температури проводять протягом 30 хв. та 90 хв. UA 111170 U (12) UA 111170 U UA 111170 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. 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: 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 (прототипом) є спосіб делігніфікації соломи рису шляхом обробки її варильним розчином з використанням двох ступенів. Згідно з відомою технологією отримання целюлози із соломи рису включає просочення в реакторі і мацерацію солом'яної січки водним розчином гідроксиду натрію за концентрації 20-30 г/л в од. Na2O, за температури 30-80 °C та співвідношенні маси розчину і маси сухої січки 7:1; просочену січку витримують за заданої температури 30 хв, відбирають рідку фазу, яка стікає, додають в масу нагріту воду в кількості 35 % від об'єму фази, яка вільно стікає, підвищують температуру до 96 °C, проводять варіння за цієї температури протягом 2 год. 30 хв (Патент RU 2423570, опубл. 10.07.2011). Недоліками відомого способу є високі концентрації розчину, тривале варіння, отримання волокнистих напівфабрикатів обмеженого виходу. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу отримання волокнистих напівфабрикатів за рахунок використання стебел ріпаку та сої, скорочення тривалості процесу, використання варильного розчину нижчої концентрації, забезпечення можливості отримання напівфабрикатів в широкому діапазоні виходу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання напівцелюлози, що включає просочення в реакторі і мацерацію січки водним розчином гідрооксиду натрію за його температури 80 °C і співвідношенні маси розчину і маси сухої січки 7:1, витримку просоченої січки за даної температури протягом заданого часу, відбір всієї рідкої фази, яка вільно стікає, нагрівання маси, її варіння у варильному котлі, згідно з корисною моделлю, новим є те, що в якості сировини використовують стебла ріпаку та сої, які просочують розчином гідрооксиду натрію за концентрації 15,5-23,3 г/л в од. Na2O, просочену січку витримують за заданої температури 30 хв, в масу після відбору рідкої фази, що вільно стікає додають заздалегідь нагріту воду в кількості 80 мл, температуру маси підвищують до 95-97 °C і варіння за цієї температури проводять протягом 30 хв та 90 хв. Попереднє просочування січки лужними розчинами, в ході якого протікає процес мацерації, призводить до роз'єднання клітин в рослинній тканині за рахунок розчинення міжклітинної речовини. Корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклади 1 В конічну колбу об'ємом 0,7 л завантажують 50 г повітряно-сухих стебел ріпаку у вигляді січки розміром 3-4 см та заливають 340 мл розчину гідрооксиду натрію за концентрації 15,5 г/л в од. Na2O і нагрітого до температури 80 °C, колбу з'єднують із зворотним холодильником та поміщають в термостат, який заздалегідь нагрітий до температури розчину гідрооксиду натрію і витримують 90 хв з варильним розчином. Цей період характеризується процесами просочення і мацерації січки. Після закінчення цієї обробки вміст колби переносять на сітку для вільного стікання рідкої фази після процесу просочення та мацерації. Далі тверду фазу переносять у колбу заливають 80 мл води нагрітої до 95 °C, поміщають її в нагрітий термостат і швидко вміст колби нагрівають до 96 °C. Варіння за цієї температури ведуть протягом 30 хв. По закінченні процесу варіння масу промивають проточною водою, віджимають та визначають вихід напівфабрикату, фізико-механічні показники. Для визначення показників міцності напівфабрикат 2 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 Процеси просочення та мацерації січки ріпаку проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na2O та тривалістю варіння 30 хв. Приклад 3 1 UA 111170 U 5 10 Процеси просочення та мацерації січки ріпаку проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na2O та тривалістю варіння 90 хв. Приклад 4 Процеси просочення та мацерації проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але для січки сої розчином гідрооксиду натрію за концентрації 15,5 г/л в од. Na2O, для варіння використовують такі ж умови, як у прикладі 1, але тривалість варіння становить 30 хв. Приклад 5 Процеси просочення та мацерації проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але для січки сої розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na2O та тривалістю варіння 30 хв. Приклад 6 Процеси просочення та мацерації проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але січки сої розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na2O та тривалістю варіння 90 хв. Таблиця Умови варіння і показники якості Прототип Вихід напівфабрикату, % Ступінь делігніфікації, од. Каппа Розривна довжина, м Опір продавлюванню, кПа Опір роздиранню, мН Міцність на злом під час багаторазових перегинів, к.пп. 54,0 64,0 1 2 3 4 5 6 66,5 68,0 66,0 70,3 80,0 70,8 3780 3790 3894 5410 5540 5714 85 109 133 208 180 250 824 844 981 1059 1059 1177 170 185 200 290 260 300 Показники для прототипу наведено за концентрації розчину NaOH 30,0 г/л в од. Na2O та температури варіння 70 °C 15 20 В запропонованій технології переробки стебел ріпаку та сої з використанням процесів мацерації та варіння за атмосферного тиску, за знижених витрат гідрооксиду натрію та тривалості варіння, отримано волокнисті напівфабрикати з виходом в межах 66-80 %. За виходом вони характеризуються як целюлоза високого виходу та напівцелюлоза та за показниками міцності можуть успішно використовуватися для виготовлення таропакувальних видів паперу. Даний спосіб отримання волокнистих напівфабрикатів дозволяє одержувати напівфабрикати у широкому діапазоні виходу, скорочує тривалість процесу за нижчих витрат гідрооксиду натрію, що дозволяє отримати готовий продукт із заявленими властивостями. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб отримання напівцелюлози, що включає просочування в реакторі і мацерацію січки водним розчином гідрооксиду натрію за температури 80 °C і співвідношенні маси розчину і маси сухої січки 7:1, витримку просоченої січки за даної температури протягом заданого часу, відбір всієї рідкої фази, яка вільно стікає, нагрівання маси, її варіння у варильному котлі за заданих режимів, який відрізняється тим, що як сировину використовують січку ріпаку та сої, які просочують розчином гідрооксиду натрію з концентрацією 15,5-23,3 г/л в од. Na2O, просочену січку витримують за заданої температури 30 хв., в масу після відбору рідкої фази, що вільно стікає, додають заздалегідь нагріту воду в кількості 80 мл, температуру маси підвищують до 9597 °C і варіння за цієї температури проводять протягом 30 хв. та 90 хв. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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