Спосіб отримання знесмоленої целюлози

Реферат: Спосіб отримання знесмоленої целюлози шляхом введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини з подальшим її варінням при заданих режимах. Для варіння використовують січку соломи ріпаку, яку делігніфікують при підвищеній температурі 185 °С в середовищі лужного буфера NaOH протягом 150 хв. UA 90384 U (12) UA 90384 U UA 90384 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів отримання целюлози та може бути використана в целюлозно-паперовій промисловості для отримання сульфітної целюлози із недеревної рослинної сировини із зниженим вмістом смол, жирів та воску. Відомо спосіб отримання целюлози в процесі варіння трісок деревини сульфітним варильним розчином в присутності поверхнево-активних речовин неіогенного типу в кількості 0,3-0,5 % від маси абс. сух. речовини. Технічним результатом є підвищення ефективності зниження загальної та шкідливої смолистості целюлози [Способ получения целлюлозы. Патент РФ № 2217539. МПК D21C 3/00, D21C 9/00]. Найближчим аналогом можна вважати отримання невибілених та вибілених напівфабрикатів з пшеничної, житньої та рисової соломи. Згідно з відомою технологією, варіння ведуть нейтрально-сульфітним способом з витратами сульфіту 12 % від маси абс. сух. сировини в од. SO 2 за гідромодуля 4:1, кінцевої температури варіння 170 °С. Отримані напівфабрикати піддавали вибілюванню за схемою: X-Л-1Г-К. Після кожного ступеня целюлоза промивалася. [Диагностические признаки недревесных растительных и химических волокон. Под. ред Н.П. Зотовой -Спановской. М.: Лесная пром-сть, 1981. - 120 с.]. Недоліками відомого способу є низька температура, використання хлоровмісних реагентів, які мають шкідливу дію на навколишнє середовище, та висока смолистість целюлози. В целюлозно-паперовій промисловості розрізняють два поняття смоли: загальну та «шкідливу» смолистість целюлози. Характерною ознакою «шкідливої» смоли є її липкість та здатність до агрегації у великі частини. Загальна смолистість целюлози зумовлює «шкідливу» смолистість, яка дає липкі утворення, а саме висадження смоли на технологічному обладнанні, забруднення одежі машини, що призводить до браку паперу у вигляді смоляних плям, дірок і т.д. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності зниження загальної та «шкідливої» смоли у недеревній рослинній сировині. Поставлена задача вирішується за рахунок введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини і з подальшим її варінням, згідно з корисною моделлю, що як сировину використовують січку соломи ріпаку, яку делігніфікують при підвищеній температурі 185 °С в середовищі лужного буфера NaOH протягом 150 хв., що сприяє кращому розчиненню смоли та вибілюванню целюлози екологічно чистим способом пероксидом водню в лужному середовищі для підвищення ефекту знесмолення целюлози. Корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклад 1. В автоклав об'ємом 0,5 л завантажують 45 г повітряно-сухої січки соломи ріпаку розміром 23 см та заливають нейтрально-сульфітним варильним розчином, активним реагентом якого є 3 сульфіт натрію з концентрацією загального SO 2 25 г/дм від маси абсолютно-сухої січки. Гідромодуль варіння становить 5:1. Заповнені автоклави занурюють у наперед нагріту до кінцевої температури 185 °С гліцеринову баню та ведуть процес варіння протягом 150 хв. із додаванням у варильний розчин як буфера NaOH. Після закінчення процесу варіння визначають вихід целюлози, ступінь делігніфікації, вміст смоли, -целюлози. Далі проводять вибілювання целюлози за схемою: X-Π-К, де X - хелатування, П - пероксидне вибілювання, К кислотування. На першому ступені целюлозу обробляють трилоном Б. Далі целюлозу піддають вибілюванню пероксидом водню з витратами 3,0 та 4,0 % від маси абс. сух. волокна за концентрації маси 8 %, рН-середовище підтримують на рівні 9,5-10,0 за рахунок додавання 2 % гідрооксиду натрію, 3,5 % силікату натрію і 0,05 % сульфіту магнію від маси абс. сух. волокна протягом 90 хв. Ступінь кислотування проводять при кімнатній температурі за концентрації маси 3,0 % і рН 3,0-4,5 з використанням 0,5 % сірчаної кислоти від маси абс. сух. волокна протягом 30 хв. Після кожного ступеня целюлозу ретельно промивають водою до нейтральної реакції. Показники якості целюлози наведено в таблиці. Приклад 2. Процес отримання та вибілювання целюлози проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але целюлозу піддають вибілюванню пероксидом водню з витратами 4,0 % від маси абс. сух. волокна. Приклад 3. Процес отримання та вибілювання целюлози проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але нейтрально-сульфітне варіння проводять варильним розчином з концентрацією загального 3 SO2 30 г/дм від маси абсолютно сухої січки. Далі целюлозу піддають вибілюванню пероксидом водню з витратами 4,0 % від маси абс. сух. волокна. 1 UA 90384 U 5 Приклад 4. Процес отримання та вибілювання проводять таким же чином, як і у прикладі 1, але нейтрально-сульфітне варіння проводять варильним розчином з концентрацією загального SO 2 3 30 г/дм від маси абсолютно сухої січки. Далі целюлозу піддають вибілюванню пероксидом водню з витратами 4,0 % від маси абс. сух. волокна. Показники виходу та якості напівфабрикатів наведені у таблиці. Таблиця Показники Вихід, % Лігнін, % Вміст смол і жирів,% Вміст смол і жирів,% Вміст -целюлози, % Білість, % 10 15 20 25 Прототип Приклади Невибілена Вибілена 1 2 3 Характеристика невибіленої целюлози 56,9 53,4 47,5 46,2 45,7 60,9 од. 4,05 11,7 11,0 10,3 Каппа 2,05 1,75 1,9 2,7 Характеристика вибіленої целюлози 1,21 1,0 1,1 0,84 58,4 61,5 65,0 79,4 74,7 75,2 78,1 4 45,2 10,3 3,5 0,8 67,6 78,8 Необхідно зазначити, що вибілюванню піддавали целюлозу, отриману із соломи ріпаку, яку попередньо фракціонували, тобто відділяли дрібну фракцію. Відомо, що у дрібній фракції целюлози вміст смоли, лігніну, золи значно вищий в порівнянні з основною фракцією. Для недеревної целюлози особливо важливо добре відділяти дрібну фракцію, яка після додаткової обробки може використовуватися для виготовлення картону. Як видно із отриманих результатів, в процесі вибілювання целюлози втрачається близько половини смоли. Така целюлоза може бути добрим напівфабрикатом для виготовлення паперу. Проведення процесу варіння нейтрально-сульфітним способом за наявності лужного буфера забезпечує отримання целюлози з порівняно невисоким вмістом смоли, яка частково втрачається в процесі пероксидного вибілювання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання знесмоленої целюлози шляхом введення у варильний апарат січки недеревної рослинної сировини з подальшим її варінням при заданих режимах, який відрізняється тим, що для варіння використовують січку соломи ріпаку, яку делігніфікують при підвищеній температурі 185 °С в середовищі лужного буфера NaOH протягом 150 хв. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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