Спосіб отримання волокнистих напівфабрикатів із соломи

Реферат: Спосіб отримання напівфабрикатів із соломи, що включає просочення в реакторі і мацерацію січки водним розчином, що містить гідрооксид натрію за його температури 80 °C і співвідношенні маси розчину до 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, який відрізняється тим, що як сировину використовують солому пшениці, яку просочують розчином гідрооксиду натрію за концентрації 15,5-23,3 г/л в од. Nа2О, просочену січку витримують за заданої температури 30 хв., в масу після відбору рідкої фази, що вільно стікає, додають 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 111172 U (12) UA 111172 U UA 111172 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів отримання волокнистих напівфабрикатів із недеревної рослинної сировини, які можуть бути використані для виробництва таропакувальних видів паперу. Відомий спосіб отримання напівцелюлози із соломи пшениці делігніфікацією зеленим сульфатним щолоком в апаратах безперервної дії типу Пандія. Згідно відомої технології варіння ведуть у гліцериновій бані за кінцевої температури 150170 °C протягом 30-60 хвилин та витратами загального лугу від 8 до 12 % в од. Na2O і гідромодулі 5:1 [Барбаш В.Α., Примаков С.Ф., Хомутинников В.В. Гофротара из соломенной полу целлюлозы. 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 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 гідрооксиду натрію за концентрації 2030 г/л в од. Na2O, за температури 30-80 °C та співвідношенні маси розчину до 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 підвищені концентрації розчину, тривале варіння, отримання волокнистих напівфабрикатів обмеженого виходу. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу отримання волокнистих напівфабрикатів із січки пшеничної соломи за рахунок скорочення тривалості процесу, використання варильного розчину нижчої концентрації, забезпечення можливості отримання напівфабрикатів в широкому діапазоні виходу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання волокнистих напівфабрикатів із соломи, що включає просочення в реакторі і мацерацію солом'яної січки водним розчином гідрооксиду натрію за його температури 80 °C і співвідношенні маси розчину до 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, як сировину використовують пшеничну солому, яку 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 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. Корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклади 1. В конічну колбу об'ємом 0,7 л завантажують 50 г повітряно-сухої пшеничної соломи у вигляді січки розміром 2-3 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 зворотнім холодильником та поміщають в термостат, який заздалегідь нагрітий до температури розчину гідроксиду натрію і витримують 30 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 пшеничної соломи проводять таким же чином, як і у прикладі 1, для варіння використовують такі ж умови, як у прикладі 1, але тривалість варіння становить 90 хв. Приклад 3. Процеси просочення та мацерації січки пшеничної соломи проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na 2O та тривалістю варіння 30 хв. Приклад 4. 1 UA 111172 U Таблиця Умови варіння і показники якості Вихід напівфабрикату, % Ступінь делігніфікації, од. Каппа Розривна довжина, м Міцність на злом під час багаторазових перегинів, к.п.п. Опір продавлюванню, кПа Опір роздиранню, мН * Найближчий аналог 54,0 64,0 1 2 3 4 61,9 63,5 60,7 51,9 8545 9236 9244 9940 285 309 303 321 252 1059 288 1215 301 1236 350 1412 * Показники для прототипу наведено за концентрації розчину NaOH 30,0 г/л в од. Na 2O та температури варіння 70 °C. 5 10 15 20 25 Процеси просочення та мацерації січки пшеничної соломи проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але розчином гідрооксиду натрію за концентрації 23,5 г/л в од. Na 2O, для варіння використовують такі ж умови, як у прикладі 1, але тривалість варіння становить 90 хв. Із наведених даних видно, що використання процесу мацерації січки пшеничної соломи за порівняно невисоких концентрацій гідрооксиду натрію та подальшого її варіння отримано волокнисті напівфабрикати у вигляді целюлози підвищеного виходу та целюлози високого виходу. Застосування процесу мацерації січки дозволяє суттєво скоротити тривалість варіння за однакових інших умов. Отримані волокнисті напівфабрикати за своїми якісними показниками 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. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання напівфабрикатів із соломи, що включає просочення в реакторі і мацерацію січки водним розчином, що містить гідрооксид натрію за його температури 80 °C і співвідношенні маси розчину до 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, який відрізняється тим, що як сировину використовують солому пшениці, яку просочують розчином гідрооксиду натрію за концентрації 15,5-23,3 г/л в од. Nа2О, просочену січку витримують за заданої температури 30 хв., в масу після відбору рідкої фази, що вільно стікає, додають 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. Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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