Изучено влияние факторов сульфатной варки хвойной целлюлозы высокого выхода, таких как температура, расход щелочи и продолжительность варки на выход волокнистого полуфабриката

Молодцова, М. А.

Севастьянова, Ю. В.

Belarusian State Technological University

428  Н. С. Решетова, Ю. Д. Алашкевич // Химия растительного сырья, 2012. – № 1. – С. 191–198. 3 Федорова, О. Н. Отдельные бумагообразующие свойства цел-люлозы, при размоле ее с использованием гарнитур различных гео-метрических параметров/ О. Н. Федорова, В. И. Шуркина, Ю. Д. Алашкевич// Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Всероссийская научно-практическая конференция: сб. статей студентов и молодых ученых, Красноярск, СибГТУ, 2014. – Т. 2. – С. 27–30.  УДК 676.022.6 Ю. В. Севастьянова, доц., канд. техн. наук J.Sevastyanova@narfu.ru; М. А. Молодцова, асп. m.molodcova@narfu.ru (САФУ, г. Архангельск, РФ) ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ВАРКИ  ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ВЫСОКОГО ВЫХОДА НА ВЫХОД  ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА Целлюлозой высокого выхода (ЦВВ) является волокнистый по-луфабрикат с выходом от 55% (52% – для сульфатной) до 65%, кото-рый по сравнению с технической целлюлозой содержит повышенное количество лигнина и гемицеллюлоз [1]. Процесс производства ЦВВ – двухстадийный: на первой стадии – обработка или варка щепы с химикатами при различной температу-ре; на второй – механическое разделение размягченной или полупро-варенной щепы на волокна методом горячего размола. При варке под действием химикатов происходит размягчение и частичное растворе-ние срединной пластинки и лигнина, находящегося в стенках волокна. Повышенная температура способствует пластификации лигнина сре-динной пластинки, облегчает разделение полупроваренной щепы на волокна и снижает расход энергии на разволокнение [2]. Целлюлоза высокого выхода, с выходом в среднем около 55 % от массы древесины, применяется как полуфабрикат для изготовления тароупаковочных картонов, в частности покровного слоя тарного кар-тона (так называемого крафт-лайнера), и для выработки оберточной бумаги [3]. Тарные картоны, для производства которых широко использует-ся сульфатная хвойная целлюлоза высокого выхода, имеют исключи-тельно важное значение для экономики страны. Получение продукции с высокой добавочной стоимостью требует снижения затрат на произ-водство сульфатной хвойной ЦВВ и повышения ее деформационных и прочностных характеристик, что обеспечит экономию полуфабриката при снижении массоемкости выпускаемой продукции. Достижение 429  этого в производстве тарного картона возможно при оптимизации па-раметров варки [4]. Целью данного исследования было изучение влияния факторов сульфатной варки хвойной ЦВВ, таких как температура, расход щело-чи и продолжительность варки на выход волокнистого полуфабрика-та. Для этого, в Инновационно-технологическом центре «Современ-ные технологии переработки биоресурсов Севера» Северного (Аркти-ческого) федерального университета имени М.В. Ломоносова, в лабо-раторных условиях были смоделированы и проведены серии варок хвойной ЦВВ. Варки были проведены на лабораторной автоклавной установке сконструированной шведской компанией CRS Reactor Engineering AB (рис. 1). Лабораторная установка предназначается для одновременного обрабатывания восьми вариантов варки. Весь техно-логический цикл установка проводит в полностью автоматизирован-ном режиме.    Рисунок 1 – Автоклавная установка CAS 420 Лабораторный режим варки был смоделирован в соответствии с промышленным режимом варки одного из предприятий расположенного в Северо-Западном регионе. В ходе исследования варку проводили при температуре 158 и 165 °С, продолжительность процесса составляла 100, 128 и 130 мин., расход щелочи 13-18%. Полученные результаты пред-ставлены в таблице 1.  В ходе исследования были получены образцы хвойной ЦВВ с числом Каппа в диапазоне от 55 до 125 единиц, при этом выход полу-фабриката изменялся от 44 до 58%. Результаты показывают, что увеличение продолжительности сульфатной варки хвойной ЦВВ на 10 мин., при одном и том же рас-ходе щелочи, в среднем снижает выход продукта на 1%, при этом число Каппа полуфабриката снижается на 5 единиц. Одним из технологических факторов, позволяющих регулиро-вать процесс варки, является расход щелочи. Увеличение расхода ще-лочи на варку также снижает выход волокнистого полуфабриката: при 430  одинаковой температуре и продолжительности процесса увеличение расхода щелочи на 1% снижает выход на 0,5–1%. Таблица 1 – Результаты лабораторных варок хвойной ЦВВ Основные  условия варки Число Каппа Выход полу-фабриката, % температура, °С расход щелочи,% продолжительность, мин 158 13 100 125 56,5 14 124 56,3 15 120 55,2 16 100 100 54,4 128 85 52,1 17 100 103 53,5 18 100 104 53,3 128 73 50,3 165 13 130 89 57,6 15 80 53,3 16 62 44,7 18 55 44,3 Необходимо отметить, что влияние расхода щелочи различно при изменении температуры варки. При увеличении расхода щелочи на более низких температурах при одинаковой продолжительности процесса число Каппа снижается на 10 единиц и выход на 2%. При увеличении расхода щелочи и температуры на 7 °С происходит сни-жение выхода полуфабриката на 8% и числа Каппа на 25 единиц. ЛИТЕРАТУРА 1 Галеева, Н. А. Производство полуцеллюлозы и целлюлозы вы-сокого выхода. / Н. А. Галеева. – М., 1970. – 320 с. 2 Увеличение выхода сульфатной целлюлозы высокого выхода с помощью новых методов размола// Бумажная промышленность. 1974. – №3. – С. 30–31. 3 Непенин, Ю. Н. Производство сульфатной целлюлозы: Учеб-ное пособие для вузов. / Ю. Н. Непенин – 2-е изд., перераб. – М: Лес-ная промышленность, 1990. – 600 с. 4 Холмова, М. А. Деформативность и прочность сульфатной хвойной целлюлозы высокого выхода: автореф. дис. канд. техн. наук/ М. А. Холмова. – Архангельск, 2007. – 19 с.    

Исследование влияния факторов варки целлюлозы высокого выхода на выход волокнистого полуфабриката

http://elib.belstu.by/bitstream/123456789/15256/1/issledovanie-vliyaniya-faktorov-varki-cellyulozy-vysokogo-vyxoda-na-vyxod-voloknistogo-polufabrikata-sevastyanova-yu.-v.-molodcova-m.-a..pdf

Исследование влияния факторов варки целлюлозы высокого выхода на выход волокнистого полуфабриката

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Belarusian State Technological University