Способ получения полуцеллюлозы

 

О П И С А-И И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ оп 709745

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09.12.77 (21) 2551573/29-12 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл 2

D 21 С 3/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 676.1.022.16 (088. 8) Опубликовано 15.0 L80. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 180180 (72) АнтсрЫ A.È.Áoáðoâ, М.Г.Мутовина, В.К.Малышкина, A.A.Çóéêoâ, ИЗО(рЕтЕИИя Т. A. Бондарева, A ..И . 1 ол берт, В ° П . Власов, В. В . 1 аскин

H В.A.Новожилов (71) Заявители центральный научно-исследовательский институт бумаги и Красноярский целлюлозно-бумажный комбинат (5 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУЦЕЛЛ(0ЛОЗЫ

Изобретение относится к целлюлозно, бумажной промышленности и может быть использовано при производстве полуцеллюлоэы из хвойной древесины.

Известен одноступенчатый способ

- получения полуцеллюлоэы иэ лиственной древесины, по которому варку ведут в растворе бисульфита магния с добавлением аммиака в количестве

20-60% от массы окиси магния, при рН варочного раствора 6-10, температуре, 160-,190 С, давлении

7-9 ати (1). при этом способе достигается высокий выход и хорошая механическая прочность полуфабриката иэ лиственной древесины.

Однако известный способ иэ-за высокого значения рН в течение всего процесса не пригоден для варки хвой- 20 ной древесины. Хвойная древесина, особенно сосна и,лиственница, почти не делигнифицируются бисуль- . фитными растворами в щелочной . среде (рН 6-10) даже при высоких темпео ратурах варки (выше 180 С) и большой продолжительности процесса (более 3 ч) . Это связано с особенностями строения и размещения в клеточной стенке лигнина хвойной древе- 30 сины, который может быть удален только в кислой и.слабокислой среде (рН не выше 5,0>. Минимально достигаемое число Каппа для хвойного полуфабриката при этом процессе составляет 127, Такой полуфабрикат плохо размалывается и поэтому не может обеспечить получение продукции высокого качества, Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ получения волокнистого полуфабриката иэ хвойной древесины (2).

По такому способу древесную щепу варят в растворе бисульфита магния при рН 2,5-4,0 и температуре

150-163 С, Однако выход полуцеллюлоэы и показатели механической прочности недостаточно высокие.

Цель изобретения — повышение выхода и физико-механических показателей полуцеллюлоэы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полуцеллюлоэы путем варки хвойной древесины в растворе бисульфита магния при рН 3,5-5,0 и повышенной температуре варку ведут при рн 3,5-5,0

„о., до температуры 125-155 С, а затем

709745

Показатели полуцеллю лозы

Выход, Ъ

Число Каппа

115-127

105

105 96 110 97

5816

Разрывная длина, м

584

7,9

5,5

3,0 2,-8 3, 06 2,9

2,3

Сопротивление плоскостному сжатию, кгс/см добавляют аммиак в количестве, обеспечивающем рН раствора 6-9,8, и продолжают варку при температуре

170-190 С и давлении 8-14 ати.

Процесс бисульфитной варки при рН 3,5-5,0 и температуре 125 †1 С ведут до начала кислого гидролиза углеродной части древесины. При этом происходит лишь полное сульфирование лигнина, размягчение и частичное его удаление.

После перепуска бисульфитного раствора и добавления аммиака рН варочного раствора поднимается до значения 6,0-9,8. Дальнейшая делигнификация происходит в нейтральной или щелочной среде. Такая обгаботка позволяет улучшить избирательность делигнификации волокон. 3ro дает воэможность получать полуфабрикат более высокого выхода с улучшенными прочностными свойствами.

Пример 1, 170 r абсолютно сухой щепы из образца сосны загружают в автоклав емкостью 1,3 л и заливают варочным раствором следующего состава:

Всего,SOz 3,01% рН 3., 5

Гидромодуль 5,0, Варку осуществл яют по следующему графику. Подъем температуры до 155 С в течение 2, 5 ч, после чего сливают

25Ъ жидкости и добавляют ° аммиак в количестве 40 вес. Ъ от окиси магния, рН варочного раствора при этом поднимается до 8,0. Температуру в течение 1 ч поднимают до 190 С и варка ,при этой температуре ведется в течение 1 ч. Давление при варке 14 ати.

Получают полуцеллюлозу с выходом 67Ъ и числом Каппа 105. Показатели полуцеллюлозы приведены в таблице.

П. р и м е р 2. Образец древесины, как в примере 1. Варочйый раствор имеет следующий состав:

Всего 802 2., 92Ъ рн 4,0

Сопротивление излому, число двойных перегибов

Сопротивление продав л ив а нию, кгс/см

Вар ку осуществляют по такому же графику, как и в примере 1. Количество добавляемого аммиака 45 вес.Ъ от окиси магния, рН после добавки аммиака 9,0. Температуру поднимают

5 в течение 20 мин до 175ОС и варку на этой температуре ведут в течение

3 ч. Давление при варке 10 ати. Получают полуцеллюлозу с числом Каппа

105 и выходом 66Ъ. Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 3. Варку смеси древесины сосны и лиственницы проводят в производственных условиях в биметаллическом котле емкостью

305 м с варочным раствором следующего состава:

Всего SOg 2, 88Ъ начальный рН 5,0 рН после добавления аммиака на стадии варки 9,1

2О Варку в течение 2,5 ч осуществляют до 125 С после чего сливают

ЗОЪ жидкости и добавляют аммиак в количестве 50 вес.Ъ от окиси магния.

Температуру в течение 1,5 ч подни25 мают до 170 С и варку при этой температуре ведут в течение 3 ч. Давление при варке 8,0 ати. Получают целлюлозу с выходом 65,7Ъ и числом

Каппа 96. Показатели прочности полуцеллюлозы приведены в таблице, Пример 4. Варку древесины сосны и лиственницы проводят в производственных условиях с варочным раствором следующего состава:

35 Всего SO@, 3, 45Ъ начальный рН 4,9 рН после добавления 6,0 аммиака

Варку осуществляют дс 135 С, количество добавляемого аммиака 30Ъ, температура варки 175 С, время варки при этой температуре 40 мин. Давление при варке 8,5 ати. Получают полуцеллюлозу с числом Каппа 110 и выходом

68Ъ. Показатели полуцеллюлозы при45 ведены в таблице. мер предлагаемого способа

:Г Г:

67 .66 65, 7 68 66

8098 8620 6600 7234 7252

1039 1140 390 1418 670

9,0 8,2 6,3 6,5

709745

Составитель Л. Лукашевич

Редактор Т. Зубкова Техред М.Келемеш Корректор H. Стсц

Заказ 8720/36 Тираж 430 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Пример 5. Варку смеси древесины ели и пихты проводят в производственных условиях с варочным раствором следующего состава:

Всего SOZ 2,81 начальный рН 5 рН после добавле- 9,8 ния аммиака

По такому же режиму, как в примере 4, получают полуцеллюлоэу с числом

Каппа 97 и выходом 65%. Показатели полуцеллюлоэы приведены в таблице.

В таблице приведены качественные показатели целлюлозы, размолотой до 25 ШР при массе отливок 150 г/м о х

Использование предлагаемого - способа 5 варки обеспечивает более глубокую делигнификацию полуцеллюлозы (число

Каппа 96-97 вместо 127 по известному способу) и возможность. переработки ее на бумагу-основу для гофрирования.

Полуцеллюлоза, полученная по предлагаемому способу, имеет более высокий выход: на 4-6% выше по сравнению с полуцеллюлозой, полученной по .. известному бисульфитному способу, и 25 более высокую механическую прочность (примерно в 1,5 раза). Использование такой полуцеллюлоэы позволяет улучшить качество бумаги.

Показатели механической прочности полуцеллюлоэы, полученной предлагаемым способом, значительно превышают показатели полуфабриката, получаемого известным способом.

Формула изобретения

Способ получения полуцеллюлозы путем варки хвойной древесины бисульфитным раствором на магниевом основании при рН 3,5-5 и повышен1 ной температуре, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода и физико-механических показателей целевого продукта, варку при рН 3, 5-5 ведут до температуры

125-155 С, а. затем добавляют аммиак о в количестве., обеспечивающем рН раствора 6-9,8 и продолжают варку при температуре 170-190 С и давлении 8-14 ати.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 555189,кл. D 21 С 3/10, 1975. . 2. Патент США Р 3210237, кл.16161, 1965 (прототип).