Варка - целлюлоза
Cтраница 3
 |
Изменение состава древесины и сульфитного щелока в процессе варки. [31] |
При стационарной варке целлюлозы образовавшиеся сахара в течение всего процесса также подвергаются разрушительному действию варочной кислоты. Пониженная ( по сравнению с гидролизом разбавленной серной кислотой) и менее агрессивная температура уменьшает расход Сахаров, однако сульфит кальция и сернистая кислота, вступающие в химические реакции с углеводами, способствуют их разрушению. [32]
 |
Варочный котел крафт-целлюлозы непрерывного действия со строящимся транспортером стружки. [33] |
При химической варке целлюлозы стружка и химикаты в водном растворе варятся вместе в автоклаве ( котле, рис. 72.8), который может работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме. При периодической варке варочный котел наполняется стружкой через отверстие наверху, добавляются варочные химикаты, и содержимое варится при повышенной температуре под давлением. Когда варка закончена, давление снижается, выдувая делигнифицированную древесную массу из котла в сборный резервуар. Эта последовательность затем повторяется. При непрерывной варке предварительно распаренная стружка подается в варочный котел непрерывно. [34]
При сульфитной и бисульфитной варке целлюлозы высо кого выхода и полуцеллюлозы в состав РВ в значительном количестве входят олигосахариды - промежуточные продукты гидролиза полисахаридов Для превращения их в моносах. [35]
В процессе варки целлюлозы образуются жидкие отходы производства, связанные с химикатами, - отработанные щелока. Они представляют собой сильно обводненные остатки древесины. После упаривания щелока имеют влажность И7Р50 % и представляют собой жидкость, которая может перекачиваться к месту их использования обычными насосами. [36]
Щелочные способы варки целлюлозы подразделяются на натронный и сульфатный. При натронном способе варочный раствор содержит едкий натр NaOH. Однако натронный способ применяется редко. [37]
Сульфитный способ варки целлюлозы не имеет таких возможностей. [38]
В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитывая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенки - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточных стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллмрования определяющее влияние оказывает ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист. [39]
В процессе варки целлюлозы часть сернистых соединений остается в черном щелоке и попадает в конденсат при его выпаривании, другая часть удаляется из котла или пропарочной камеры со сдувочными и выдувочными парами. При охлаждении сдувочной парогазовой смеси, выходящей непосредственно из котла при периодическом способе варки, а также из пропарочной камеры и циклонов при непрерывной варке, происходит частичная конденсация веществ. При этом образуется жидкость, отстаивание которой во флорентине приводит к образованию двух слоев: верхнего-скипидарного и нижнего - водного или так называемой подскипидарной воды. Па-рогазы, образующиеся - во время передувки массы из котла, поступают в конденсатор смешения теплоутилизационной установки. Холодная вода, подаваемая на конденсатор, нагревается и растворяет летучие сернистые вещества. Горячий грязный конденсат используется для нагрева свежей воды, а избыток его сбрасывается в канализацию. [40]
Сульфитный метод варки целлюлозы включает различные варианты термообработки древесины, при которых ее нецеллюлозные компоненты извлекаются из растительной ткани под воздействием водных растворов сернистой кислоты и ее солей. При такой обработке лигнин, гемицеллюлозы, экстрактивные вещества, некоторые другие фрагменты древесины, а также соединения диоксида серы претерпевают более или менее глубокие превращения, образуя раствор, получивший название сульфитный щелок. [41]
Для щелока бисульфитной варки целлюлозы высокого выхода, содержащего в основном олигосахариды, неутилизируемые применяемыми в промышленности культурами микроорганизмов, первой стадией подготовки становится операция инверсии. В принципе в качестве катализатора инверсии могут быть использованы серная и сернистая кислоты. Однако при проведении этой операции под атмосферным давлением при температуре 100 С в связи с высоким значением рН бисульфитного щелока требуется большой расход серной кислоты. Если же инверсию проводить под избыточным давлением при температуре 130 С, то достаточная концентрация серной кислоты 0 2 - 0 5 %, а продолжительность термовыдержки может быть ограничена двумя часами. Вводимая в щелок серная кислота кроме прямого каталитического действия вытесняет также из гидросульфитов и сульфитов диоксид серы. Благодаря этому исключается образование биохимически неутилизируемых сахарогид-росульфитных соединений. [42]
Для щелока бисульфитной варки целлюлозы высокого выхода более пригоден двухступенчатый вариант фильтрации. На фильтре первой ступени удерживается основная масса полимерных лигносульфонатов, на более плотном фильтре второй ступени - олигомерные лигносульфонаты и углеводы. [43]
Применяемые при варке целлюлозы сульфитный и наиболее распространенный сульфатный способы постоянно совершенствуются. В частности, для снижения расходов электроэнергии сырья и материалов целлюлозу обрабатывают с применением различных химических продуктов. [44]
Установки предназначены для варки целлюлозы сульфатным способом. В отличие от обычных установок периодической варки в предлагаемых установках максимально полно используется тепло горячего черного щелока после варки, улучшается пропитка древесины варочными реагентами. Вследствие этого значительно сокращается цикл варки в котле, сокращается расход пара на нагрев щепы и щелока, повышаются выход целлюлозы и концентрация сухих веществ в щелоке, отбираемом из варочного котла на регенерацию. Выгрузка массы из котла производится при температуре меньше 100 С, что предотвращает разрушение волокон и снижение механических показателей целлюлозы, происходящих при горячей выдувке. [45]
Страницы: 1 2 3 4