СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ Российский патент 2006 года по МПК D21B1/16 D21C1/06 D21B1/32 

Описание патента на изобретение RU2287034C1

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к производству химико-термомеханической массы (ХТММ), которая может быть использована при изготовлении бумаги и картона.

Известен способ получения древесной массы (ХТММ) из древесины осины, включающий пропитку древесной щепы щелочным раствором, состоящим из гидроксида натрия (NaOH) и сульфита натрия (Na2SO3), при повышенной температуре, отделение отработанного пропиточного раствора, размол щепы в две ступени. Между ступенями размола массу обрабатывают отработанным пропиточным раствором при температуре 65-90°С в течение 10-30 мин (а.с. №979554, кл. D 21 В 1/16, опубл. 07.12.82).

Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса получения ХТММ, использование серосодержащих соединений, при разложении которых происходит выделение серосодержащих газов, загрязняющих атмосферу. Кроме того, серосодержащие вещества попадают в водоемы, снижая тем самым их чистоту.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения древесной массы (ХТММ) из древесины осины, согласно которому пропитку древесной щепы осуществляют щелочным раствором, состоящим из NaOH и Na2SO3, при температуре 50-60°С в течение 25-50 мин. Пропитанную щепу подают в имперессифайнер, где происходит отделение отработанного пропиточного раствора и избыточной влаги от щепы. Отработанный пропиточный раствор направляют в сток, а щепу размалывают в две ступени на дисковых мельницах (сборник трудов ЦНИИБа, М., 1980, №19, с.21-26).

Данный способ принят за прототип.

Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются загрязнение окружающей среды отработанным раствором после пропитки, содержащим соединения серы; низкие показатели механической прочности полуфабриката (разрывная длина 2380 м); низкий выход полуфабриката, обусловленный сульфонированием лигнина под действием сульфита натрия и способствующий переходу лигнина в растворимое состояние; длительность процесса пропитки (25-50 мин).

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого решения, - пропитка исходного сырья щелочным раствором при повышенной температуре и размол обработанного сырья.

Задачей изобретения является повышение выхода и механической прочности получаемого полуфабриката, уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе, включающем пропитку исходного сырья щелочным раствором при повышенной температуре и размол обработанного сырья, в качестве исходного сырья используют джутовые волокна, а их пропитку проводят щелочным раствором при общем расходе NaOH и Na2CO3 2-4% в ед. Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1, температуре 90-120°С в течение 5-15 мин.

Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, - использование в качестве исходного сырья джутовых волокон; использование пропиточного раствора, состоящего из смеси NaOH и Na2СО3 при общем их расходе 2-4% в ед, Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1; температура пропитки 90-120°С; продолжительность пропитки 5-15 мин. Отличительные признаки позволяют повысить выход и механическую прочность получаемого полуфабриката, уменьшить загрязнение окружающей среды.

В табл.1 приведена сравнительная характеристика джутовых волокон и древесины.

От хвойной и лиственной древесины джут отличается значительно более высоким содержанием целлюлозы (по Кюршнеру). По содержанию лигнина и пентозанов джут близок к лиственной древесине. Джут от древесины выгодно отличается низким содержанием экстрактивных веществ, то есть при переработке джута исключаются смоляные затруднения в процессе производства целлюлозы и бумаги. В джуте значительно больше золы, чем в древесине. По массовой доле веществ, растворимых в горячей воде, джут и древесина (хвойная и лиственная) не различаются.

По химическому составу джут близок к лиственной древесине. Волокна джута по длине соответствуют волокнам хвойной древесины, а по толщине - волокнам лиственной древесины.

Из вышеизложенного следует, что химические и морфологические характеристики джутовых волокон являются предпосылками для рассматривания их в качестве потенциального сырья для получения ХТММ, аналогичного лиственной древесине.

Способ получения ХТММ осуществляют следующим образом.

Джутовые волокна подвергают пропитке щелочным раствором, состоящим из NaOH и Na2СО3 при общем их расходе 2-4% в ед. Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1, температуре 90 - 120°С в течение 5-15 мин. Обработанное сырье в горячем виде переносят вместе с раствором химикатов в нагретые размольные стаканы центробежного размалывающего аппарата (ЦРА) и подвергают размолу до степени помола ˜ 60°ШР.

Примеры конкретного выполнения.

Для получения ХТММ в лабораторных условиях в качестве сырья использовали джутовые волокна - отходы, получаемые при изготовлении джутовых нитей. Джутовые волокна были высушены до воздушно-сухого состояния, очищены от крупных посторонних примесей и разрезаны на фрагменты длиной 2-3 см. Подготовленное таким образом сырье хранили в полиэтиленовых пакетах.

Для получения ХТММ сырье сначала подвергали пропитке химикатами (NaOH и Na2СО3) при общем их расходе 2-4% в ед. Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1, температуре 90-120°С в течение 5-15 мин в батарейных автоклавах емкостью 500 мл из нержавеющей стали, обогреваемых в глицериновой бане с электрообогревом; затем обработанное сырье в горячем виде вместе с раствором химикатов переносили в размольные стаканы ЦРА, нагретые предварительно под струей горячей воды до температуры около 80°С, и подвергали размолу до степени помола ˜ 60°ШР.

Далее массу промывали следующим образом: разбавляли водой до концентрации ˜ 0,5% и из полученной волокнистой суспензии удаляли воду на воронке Бюхнера с колбой Бюнзена, присоединенной к вакуум-насосу.

Полученную в виде отливки массу раздергивали на мелкие кусочки, взвешивали, отбирали навески на влажность, а из оставшейся массы готовили отливки массой 75 г/м для определения показателей механической прочности. Отливки изготовляли на листоотливном аппарате ЛА-3.

Показатели ХТММ из джутовых волокон, полученных при различных условиях, представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, использование предлагаемого способа получения ХТММ обеспечивает:

- увеличение выхода и повышение механической прочности волокнистого полуфабриката, чему способствует использование в качестве исходного сырья джутовых отходов, применение при химической обработке Na2СО3 и уменьшение продолжительности обработки джутовых волокон пропиточным составом;

- снижение степени загрязнения окружающей среды, так как при получении ХТММ предложенным способом отсутствуют соединения, содержащие серу.

Таблица 1Химический состав джута и древесины и характеристика их волоконКомпонентыМассовая доля, %в джутев елив осинеЦеллюлоза (по Кюршнеру)55,946,149,6Лигнин (по Комарову)19,728,221,8Экстрактивные вещества (хлористый метилен)0,52,31,5Зольные вещества1,40,30,3Вещества, растворимые в горячей воде2,32,32,8Пентозаны18,68,322,8

Таблица 2Показатели ХТММ из джутовых волокон, полученных при различных условиях№опытаТемпература обработки, °СПродолжительность обработки, минРасход химикатов в ед. Na2O, % от абс.сух. СырьяВыход ХТММ, %Степень помола, °ШРРазрывная длина, мСопротивление продавливанию, кПа1905296,06037401002905494,256542020039010395,460421014049015295,061384010051055394,6583920130610510295,8563480110710510493,1575460170810515393,555384013091205295,66036101101012010394,85643601501112015294,2594300120

Похожие патенты RU2287034C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ВЫСОКОГО ВЫХОДА 2003
  • Иванов С.Я.
  • Левин В.П.
  • Манвелова Н.Е.
  • Милькова И.В.
  • Погодин С.П.
  • Поляков Ю.А.
  • Саможенков В.М.
  • Сотников А.А.
  • Сотникова Т.А.
  • Храмов В.А.
RU2233927C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ВЫСОКОГО ВЫХОДА 2004
  • Погодин Сергей Петрович
  • Осминин Евгений Никитович
  • Саможенков Владимир Михайлович
  • Горошников Виктор Васильевич
  • Зуйков Александр Александрович
  • Сотников Александр Антонович
  • Манвелова Наталья Евгеньевна
  • Милькова Ирина Викторовна
RU2281353C1
Волокнистый полуфабрикат из лузги подсолнечника и способ его получения (варианты) 2023
  • Щербакова Татьяна Петровна
  • Казанов Руслан Гаярович
  • Яковлев Евгений Алексеевич
RU2813172C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛЕНОЙ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ ИЗ ЛИСТВЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 2003
  • Зуйков А.А.
  • Осминин Е.Н.
  • Горошников В.В.
  • Тюрин Е.Т.
  • Махаммадреза Д.Ф.
  • Дьяков Н.А.
  • Дедик Ю.П.
  • Тольман Г.Ю.
  • Кольчугин М.В.
  • Коньков В.А.
  • Антонов Ю.Б.
  • Банзина Л.Н.
RU2230845C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ 2006
  • Викман Кай Эрик Йоханнес
  • Питкянен Майя
  • Суортамо Пирита
  • Никулл Оле
  • Лаурила-Лумме Аули
RU2401350C2
Способ получения древесной массы 1981
  • Осминин Евгений Никитович
  • Зуйков Александр Александрович
  • Горошников Виктор Васильевич
  • Хайдуков Клавдий Александрович
  • Владимиров Александр Михайлович
  • Иванов Евгений Георгиевич
SU979553A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ 2007
  • Горошников Виктор Васильевич
  • Осминин Евгений Никитович
  • Утевский Александр Семенович
  • Епифанова Людмила Валентиновна
  • Зуйков Александр Александрович
  • Белицкая Бирутте Ромуальдасовна
  • Лисицын Николай Иванович
RU2336383C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛЕНОЙ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ ИЗ ЛИСТВЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 1995
  • Тольман Г.Ю.
  • Зуйков А.А.
  • Осминин Е.Н.
  • Дедик Ю.П.
  • Кольчугин М.В.
RU2074919C1
Термомеханическая масса из соломы гороха и способ изготовления из неё бумаги и картона 2023
  • Яловенко Ольга Владимировна
  • Яловенко Владимир Валерьевич
  • Тюрин Евгений Тимофеевич
  • Зуйков Александр Александрович
RU2817124C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛЕНОЙ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ 1999
  • Тольман Г.Ю.
  • Одинцов Ю.А.
  • Дедик Ю.П.
  • Кольчугин М.В.
  • Коньков В.А.
  • Антонов Ю.Б.
  • Банзина Л.Н.
  • Зуйков А.А.
  • Осминин Е.Н.
  • Горошников В.В.
RU2153545C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ

Способ касается получения химико-термомеханической массы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности, например, при изготовлении бумаги и картона. Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют следующим образом. Джутовые волокна подвергают пропитке щелочным раствором, состоящим из NaOH и Na2СО3 при общем их расходе 2-4% в ед. Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1, температуре 90-120°С в течение 5-15 мин. Обработанное сырье в горячем виде переносят вместе с раствором химикатов в нагретые размольные стаканы центробежного размалывающего аппарата и подвергают размолу до степени помола ˜ 60°ШР. Техническим результатом изобретения является повышение выхода и механической прочности получаемого полуфабриката, уменьшение загрязнения окружающей среды. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 287 034 C1

Способ получения химико-термомеханической массы, включающий пропитку исходного сырья щелочным раствором при повышенной температуре и размол обработанного сырья, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют джутовые волокна, а их пропитку проводят щелочным раствором, состоящим из NaOH и Na2СО3, при общем их расходе 2-4% в ед. Na2O от массы абсолютно сухого сырья и соотношении 1:1, температуре 90-120°С в течение 5-15 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2287034C1

Сборник трудов ЦНИИБа
М., №19, 1980, с.21-26
Способ получения древесной массы 1981
  • Осминин Евгений Никитович
  • Горошников Виктор Васильевич
  • Зуйков Александр Александрович
  • Соколова Татьяна Александровна
  • Хайдуков Клавдий Александрович
  • Владимиров Александр Михайлович
  • Иванов Евгений Георгиевич
  • Бессонов Николай Петрович
SU979554A1
Способ получения химико-термомеханической массы 1990
  • Осминин Евгений Никитович
  • Зуйков Александр Александрович
  • Горошников Виктор Васильевич
  • Глазова Галина Михайловна
  • Степакин Анатолий Федорович
  • Бандюк Владимир Васильевич
  • Радченко Дмитрий Александрович
  • Магий Михаил Юрьевич
  • Михина Алевтина Александровна
SU1721148A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ВЫСОКОГО ВЫХОДА 2003
  • Иванов С.Я.
  • Левин В.П.
  • Манвелова Н.Е.
  • Милькова И.В.
  • Погодин С.П.
  • Поляков Ю.А.
  • Саможенков В.М.
  • Сотников А.А.
  • Сотникова Т.А.
  • Храмов В.А.
RU2233927C1
Регулятор расхода 1982
  • Рунов Рудольф Иванович
SU1068898A2
[4-(5-АМИНОМЕТИЛ-2-ФТОРФЕНИЛ)-ПИПЕРИДИН-1-ИЛ]-[7-ФТОР-1-(2-МЕТОКСИЭТИЛ)-4-ТРИФТОРМЕТОКСИ-1Н-ИНДОЛ-3-ИЛ]-МЕТАНОН КАК ИНГИБИТОР ТРИПТАЗЫ ТУЧНЫХ КЛЕТОК 2009
  • Чои-Следески Йонг Ми
  • Чой Накиен
  • Поли Грегори Бернард
  • Шей Джон Дж. Мл.
  • Шум Патрик Ваи-Квок
  • Следески Адам В.
RU2509766C2
US 5958181 A, 28.09.1999.

RU 2 287 034 C1

Авторы

Хакимова Фирдавес Харисовна

Барсуков Евгений Валерьевич

Носкова Ольга Алексеевна

Даты

2006-11-10Публикация

2005-04-15Подача