Способ получения целлюлозы

 

Изобретение относится к технологии изготовления целлюлозы и позволяет снизить содержание остаточного лигнина в целевом продукте при одновременно сокращении продолжительности процесса. Древесную щепу подвергают механической обработке в течение 5-10 мин в органическом растворителе , содержащем эталон, воду и уксусную кислоту в шаровой мельнице, после чего обработанную щепу вместе с органическим растворителем помещают в варочный аппарат и подвергают варке в течение 1 ч при 170°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 0 21 С 3/20, 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4843104/12 (22) 27.06.90 (46) 23,03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленноСТИ (72) З.П.Ельницкая, А,В,Буров, Р,Г.Алиев, Л.Б.Луферова и С,Л.Турушев (53) 676.1.022.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 821614, кл. 0 21 С 3/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1509467, кл. 0 21 С 3/20, 1987, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способам получения волокнистых полуфабрикатов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы для бумаги и картона.

Известен способ получения целлюлозы с применением уксусной кислоты и других карбоновых кислот в присутствии окислителя Н202 (1). Недостатком указанного способа является необходимость использования катализатора, который требует проведения делигнификации в две стадии, дополнительных затрат на применение HzOz.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката путем варки древесной щепы органическим растворителем — этанолом в водной среде в. >Ц 1721152 А1

2 (57) Изобретение относится к технологии изготовления целлюлозы и позволяет снизить содержание остаточного лигнина в.целевом продукте при одновременно. сокращении продолжительности процесса. Древесную щепу подвергают механической обработке

s течение 5-10 мин в органическом растворителе, содержащем эталон, воду и уксусную кислоту в шаровой мельнице, после чего обработанную щепу вместе с органическим растворителем помещают в варочный аппарат и подвергают варке в течение 1 ч при 170 С. 1 табл. присутствии уксусной кислоты при повышенной температуре (2).

Недостатком известного способа является высокое содержание остаточного лигнина, длительность времени проведения варки (2 ч), невозможность получения в данных условиях волокнистого целлюлозного полуфабриката удовлетворительного качества из древесины хвойных пород.

Целью изобретения является снижение содержания остаточного лигнинэ в целевом продукте при одновременном сокращении

- продолжительности процесса, перед варкой щепу подвергают механической обработке в шаровой мельнице в течение 5-10 мин в указанном органическом растворителе.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения волокнистого полуфабриката путем варки древесной щепы в органическом растворителе.

172 t 152

30

55 содержащем воду и уксусную кислоту при повышенной температуре, перед варкой щепу подвергают механической обработке в шаровой мельнице в течение 5-10 мин в указанном органическом растворителе, Эффективность делигнификации древесины осины и ели в органическом растворителе, содержащем воду и уксусную кислоту с предварительной механо-химической обработкой связана с разрыхлением и раскрытием поверхности щепы, что способствует ускорению процессов массообмена между жидкой и твердой фазой гетерогенной системы.

При ударных высокочастотных механических воздействиях в высокомолекулярных компонентах древесины инициируется возбуждение промежутЬчных "активных центров": происходит "встряска" молекулярной структуры и энергия удара расходуется на . увеличение межатомных и межмолекулярных расстояний и образование активных частиц — свободных радикалов иэ ароматических структур лигнина. При этом механо-химическое воздействие. ведет не толь::.о к разрыхлению структуры древесины, но и к частичной фрагментации лигнина, что обеспечивает снижение содержания остаточного лигнина и интенсификацию процесса варки.

Для осуществления механической обработки в предлагаемом способе используют шаровую мельницу Лампена, принципом действия которой является сдвиг, удар.

По предлагаемому способу и способупрототипу была проведена серия варок древесины ели и осины.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примерами.

Пример 1. Древесную щепу осины 23 г абсолютно сухой древесины (а.с.д.) поме. щают в шаровую мельницу Лампена и обрабатывают в течение 5 минут в органическом растворителе, содержащем этанол,воду и уксусную кислоту в соотношении 35:35:30 об.f при гидромодуле 10:1 при комнатной температуре, Затем обработанную щепу вместе с органическим растворителем помещают в лабораторный автоклав из нержавеющей стали и проводят варку в течение 1 ч (подъем температуры 45 мин) при температуре 170 С.

По истечении времени варки полученную целлюлозу выгружают из автоклава и промывают.

Пример ы 2 — 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. но при иных значениях времени размола.

Пример ы 612. Варки по способупрототипу проводят при аналогичных условиях, что и предлагаемые, но без предварительного размола.

Пример ы 7 — 11. Способ осуществляют айалогично примеру 1, но с использованием в качестве сырья древесины ели.

Значения параметров процесса и показатели полученных целлюлоз приведены в таблице.

Из таблицы следует, что предлагаемый способ в сравнении с известным при одинаковом времени варки обеспечивает значительно лучшие показатели по содержанию остаточного лигнина, Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность процесса получения целлюлозы в два раза (продолжительность варки по прототипу 2 ч, а в предлагаемом способе 1 ч) при значительном повышении степени делигнификации (уменьшении содержания остаточного лигнина). При проведении варки lIo предлагаемому способу в течение 2 ч (как 8 прототипе) значения степени делигнификации будут еще выше, Например, для древесины осины при времени механической обработки 5 мин, выход волокнистого целлюлозного полуфабриката составит 60;5 jo, содержание остаточного лигнина — 1;3%.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получить целлюлозу не только из древесины осины как по прототипу, но и из древесины ели — представленные в таблице данные по варке древесины ели по способупрототипу показывают, что полученная целлюлоза непригодна к использованию.

Формула изобретения

Способ получения целлюлозы путем варки древесной щепы в органическом растворителе, содержащем этанол, воду и уксусную кислоту, при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания остаточного лигнина в целевом продукте при одновременном сокращении продолжительности процесса, перед варкой щепу подвергают механической обработке в шаровой мельнице в течение 5-10 мин в указанном органическом растворителе.

1721152

Составитель З.Ельницкая

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор А.Зробок

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 931 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5