Спосіб отримання недеревної целюлози

Реферат: Спосіб отримання недеревної целюлози включає введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини і варильного розчину з подальшим варінням січки за заданих режимів. Варіння січки проводять натронним варильним розчином, активним реагентом якого є гідроксид натрію (NaOH) із витратами загального лугу 14-16 % в од. NaO2, за температури 180 °C, гідромодуля 5:1, протягом 90-150 хвилин. UA 78335 U (12) UA 78335 U UA 78335 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способу отримання волокнистих напівфабрикатів із недеревної рослинної сировини, який може бути використано для виробництва паперу та картону. Аналогом є спосіб отримання напівцелюлози із стебел соняшнику делігніфікацією варильним розчином, активним реагентом якого є сульфіт натрію (Nа2SО3) із вмістом 3 загального SO2 від 15 до 25 г/дм . Згідно з відомою технологією варіння ведуть у гліцериновій бані за кінцевої температури 165 °C протягом 30-90 хвилин та витратами загального лугу 19-20 % в од. Na2O і гідромодулі 5:1 [Патент на корисну модель №60901 UA. Спосіб отримання целюлози з недеревної сировини. Черьопкіна Р.І., Шевченко Ю.Ф., Гріщенко Л.П. Бюл. №12 від 25.06.2011 р.]. Недоліками відомого способу є високі витрати реагентів та використання сульфіду натрію, який є досить токсичним для навколишнього середовища. Найближчим прототипом є спосіб отримання напівцелюлози із стебел соняшнику [Obtencion de papel de tallos de girasol. Lopez E., Ariza J., Euqenio M.E., Garcia F.J., Perez I., Jimenez L. Invest. Y teen. Pap. 2000. 37. №143. - С. 86-102]. Згідно з відомою технологією варіння ведуть у лабораторному котлі за кінцевої температури 175 °C, протягом 90 хвилин та витратами загального лугу 15 % в од. Na2O і гідромодулі 8:1. Недоліками відомого способу є підвищений гідромодуль варіння, а також отримано напівфабрикат лише у вигляді напівцелюлози. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу отримання волокнистих напівфабрикатів із недеревної рослинної сировини у вигляді целюлози лужним способом. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання напівфабрикату, що включає введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини і з подальшим її варінням згідно з корисною моделлю новим є те, що варіння січки проводять натронним варильним розчином, активним реагентом якого є гідроксид натрію (NaOH) із витратами загального лугу 1416 % в од. Na2O, за температури 180 °C, гідромодуля 5:1, протягом 90-150 хвилин, з використання антрахінону. Натронна целюлоза являє собою волокнистий напівфабрикат, отриманий хімічною обробкою рослинної сировини розчином гідрооксиду натрію. Метою проведення хімічного варіння рослинної сировини є розчинення лігніну, що міститься в ній. Від ступеня його розчинення суттєво залежать властивості целюлози, а також паперу, отриманого з неї. Важливою задачею варіння недеревної сировини є не тільки розчинення лігніну, але і видалення неорганічної частини, особливо кремнієвої кислоти, яка суттєво впливає на показники міцності целюлози. Частково ця проблема вирішується використанням сильно лужного середовища, в якому відбувається розчинення наявних в рослинній сировині силікатів. Оскільки варильний розчин містить лише гідроксид натрію, то його рН залишається достатньо високим протягом всього процесу варіння. Це знижує ступінь гідролізу вуглеводів рослинного комплексу, а саме пентозанів, і відповідно підвищує вихід напівфабрикату. Корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклад 1. В автоклав об'ємом 0,5 л завантажують 45 г повітряно-сухої січки із стебел соняшнику розміром 2-3 см та заливають натронним варильним розчином, активним реагентом якого є гідроксид натрію з концентрацією 14 % в од. Nа2О від маси абсолютно сухої січки. Гідромодуль варіння становить 5:1. Після цього автоклави занурюють у попередньо нагріту до кінцевої температури гліцеринову баню. Процес варіння ведуть за температури 180 °C, протягом 90 хвилин із додаванням у варильний розчин як каталізатора антрахінону. Після закінчення процесу варіння визначають вихід целюлози, ступінь делігніфікації та фізико-механічні показники. Для визначення показників міцності целюлозу розмелюють у ЦРА до 60°ШР та 2 виготовляють відливки масою 75 г/м . Показники якості целюлози наведені в таблиці. Приклад 2. Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але натронне варіння ведуть варильним розчином з концентрацією 14 % в од. Nа2О від маси абсолютно сухої січки протягом 150 хвилин, із додаванням у варильний розчин як каталізатора анрахінону. Приклад 3. Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але натронне варіння ведуть варильним розчином з концентрацією 16 % в од. Na2O від маси абсолютно сухої січки протягом 90 хвилин, із додаванням у варильний розчин як каталізатора антрахінону. 1 UA 78335 U 5 Приклад 4. Процес отримання напівфабрикату проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але натронне варіння ведуть варильним розчином з концентрацією 16 % в од. Na2O від маси абсолютно сухої січки протягом 150 хвилин, із додаванням у варильний розчин як каталізатора антрахінону. Показники виходу та якості напівфабрикатів наведені у табл. Таблиця Показники Вихід, % Лігнін, % Розривна довжина, м 2 Індекс роздирання, мНм /г Опір продавлюванню, кПа 10 15 20 Прототип 66,96 10,76 10567* 3,1* 1 52,6 9,2 3165 205 Приклади 2 3 47,3 43,6 7,1 6,9 4380 4490 285 285 4 43,6 4,7 4790 310 *Наведені дані за ступеня млива 39,5°ШР Дослідженнями показано, що стебла соняшнику успішно делігніфікуються лужними способами з використанням варильного розчину, де активним реагентом є гідроксид натрію, за невисоких витрат активного лугу в од. Nа2О з отриманням не тільки напівцелюлози, але і целюлози нормального виходу. За приблизно однакових умов процесу варіння вміст залишкового лігніну у твердому залишку знаходиться на 3,5-6 % менше. Таким чином, в результаті натронного варіння було отримано добре делігніфікований напівфабрикат у вигляді целюлози, з показниками якості, що задовольняють вимоги до отримання паперу та картону. Запропоновані умови натронного способу варіння забезпечують отримання целюлози, за рахунок проведення варіння в лужному середовищі, що позитивно впливає на делігніфікацію недеревної рослинної сировини та дозволяє вести його в апаратах безперервної дії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб отримання недеревної целюлози, що включає введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини і варильного розчину з подальшим варінням січки за заданих режимів, який відрізняється тим, що згідно з запропонованим способом варіння січки проводять натронним варильним розчином, активним реагентом якого є гідроксид натрію (NaOH) із витратами загального лугу 14-16 % в од. NaO2, за температури 180 °C, гідромодуля 5:1, протягом 90-150 хвилин. 30 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2