СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2008 года по МПК D21C3/00 D21C3/04 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности в производстве сульфитной целлюлозы.

Известен способ получения небеленой целлюлозы путем варки смеси щепы из древесины лиственницы и ели в равных объемах при повышенных температуре и давлении с сульфитным варочным раствором (см. RU №2010068, кл. D21С 3/06, оп. 30.03.94).

Недостатком известного способа является получение целлюлозы с высокими значениями числа Каппа (31,8-57,0), недостаточно высокой белизной (61,0-62,0%), что потребует в дальнейшем высокий расход химикатов на отбелку целлюлозы.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения целлюлозы путем смешения еловой и лиственной древесной щепы, варки смеси и промывки массы, перед смешением лиственную и древесную щепу обрабатывают 0,5-3,0%-ным раствором ингибитора делигнификации, выбранного из группы, содержащей гидроксид натрия, гидроксид кальция и мочевину при гидромодуле 4-6, температуре 50-80°С в течение 1-3 ч (см. SU №990916, кл. D21С 3/04, 1/06, оп. 23.01.83).

Недостатками данного способа являются сложность и длительность технологического процесса, так как перед смешением щепы необходимо предварительно обработать лиственную щепу химическими реагентами в течение 1-3 ч.

Предприятия ЦБП испытывают определенные трудности в сырье в связи с ростом выпуска волокнистых полуфабрикатов, что связано с истощением лесных ресурсов, особенно в европейской части страны. Одним из резервов сырья для ЦБП может служить молодая тонкомерная древесина, получаемая при проведении рубок ухода за лесом (при осветлении, прочистке, прореживании). Ресурсы данной древесины настолько велики, что они могут в значительной степени покрыть возрастающие потребности отрасли в сырье. При проведении рубок ухода за лесом получают молодую тонкомерную древесину лиственных пород, главным образом березы.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего упростить процесс получения целлюлозы, уменьшить стоимость исходного сырья, расширить сырьевую базу предприятий ЦБП и улучшить экологию окружающей среды.

Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является одновременное снижение числа Каппа и повышение белизны целлюлозы, расширение сырьевой базы и удешевление стоимости сырья для получения технической целлюлозы.

Данный технический результат достигается тем, что в способе получения целлюлозы, включающем смешение еловой и лиственной древесной щепы, сульфитную варку смеси и промывку массы, в качестве лиственной древесной щепы используют молодую тонкомерную древесину березы, получаемую при проведении рубок по уходу за лесом, в количестве 10-60% от общего количества древесного сырья.

Балансовая ель является традиционным сырьем для получения сульфитной целлюлозы. Обычно лиственная древесина, в том числе и спелая березовая, при сульфитной варке делигнифицируется легче, чем древесина ели, что приводит к перевару лиственной целлюлозы при совместной варке древесины хвойных и лиственных пород. Древесина молодой тонкомерной березы делигнифицируется медленнее, чем спелая, поэтому возможно использование ее в качестве добавки при сульфитных варках балансовой ели. При этом достигается хорошая равномерность провара. К тому же молодая тонкомерная древесина березы содержит меньшую массовую долю смол и жиров, чем спелая березовая древесина.

Молодую тонкомерную древесину возможно перерабатывать только щелочными способами варки.

Признаки, отличительные от прототипа, - использование в качестве лиственной древесной щепы молодой тонкомерной древесины березы в количестве 10-60% от общего количества древесного сырья.

Предлагаемый способ получения целлюлозы осуществляется следующим образом.

Щепу из смеси спелой древесины ели и молодой тонкомерной древесины березы загружают в автоклав. С целью приближения к производственным условиям варочный раствор на натриевом основании предварительно подогревают до 70-75°С, заливают в автоклав и проводят варку целлюлозы. После варки полученную целлюлозу промывают холодной водой.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Щепу из спелой древесины ели загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75°С. Далее проводили варку целлюлозы по следующему температурному режиму:

- подъем температуры до 105°С - 60 мин,

- стоянка при температуре 105°С - 100 мин,

- подъем температуры до 138-140°С - 90 мин,

- варка при конечной температуре - 110 мин.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой.

Пример 2. Щепу из спелой древесины ели с добавкой щепы из молодой тонкомерной древесины березы в количестве 10% загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75°С. Далее проводили варку целлюлозы по приведенному выше температурному режиму.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой.

Примеры 3-7. Щепу из спелой древесины ели с добавкой щепы из молодой тонкомерной древесины березы в количестве 20-60% загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75°С. Далее проводили варку целлюлозы по приведенному выше температурному режиму.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой.

Пример 8. Щепу из молодой тонкомерной древесины березы загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75°С. Далее проводили варку целлюлозы по приведенному выше температурному режиму.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой.

Результаты сульфитных варок из щепы спелой древесины ели, молодой тонкомерной древесины березы и смеси спелой древесины ели и молодой тонкомерной древесины березы в различных соотношениях представлены в таблице.

Как видно из таблицы, добавка тонкомерной березы в количестве 10-60% к спелой древесине ели практически не сказывается на выходе целлюлозы, а показатели механической прочности остаются на достаточно высоком уровне.

Предлагаемый способ получения целлюлозы по сравнению с прототипом позволяет упростить технологию процесса за счет исключения стадии пропитки щепы химическими реагентами; уменьшить стоимость исходного сырья за счет использования молодой тонкомерной древесины березы, получаемой при проведении рубок ухода за лесом; расширить сырьевую базу предприятий ЦБП.

Таблица
Влияние добавки молодой тонкомерной березы на результаты сульфитной варки древесины спелой ели№ примераСостав исходного сырья, %Выход целлюлозы, % от исходной древесиныБелизна, %Показатели целлюлозыЕль спелаяБереза молодаяСтепень делигнификации (число Каппа)Разрывная длина, мСопротивлениеПродавливанию, кПаИзлому, ч.д.п.1100-50,265,020855046021002901050,365,020855046020903802050,365,020855046020804703050,364,721854046020805604050,764,721852045019206505051,164,322851045018007406051,564,322850044016908-10052,564,02384604201250

Способ относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использован в производстве сульфитной целлюлозы. Способ получения целлюлозы включает смешение еловой и лиственной древесной щепы, сульфитную варку смеси и промывку массы. В качестве лиственной древесной щепы используют молодую тонкомерную древесину березы, получаемой при проведении рубок по уходу за лесом, в количестве 10-60% от общего количества древесного сырья. Техническим результатом изобретения является упрощение способа получения целлюлозы при одновременном снижении числа Каппа и повышении белизны целлюлозы, расширение сырьевой базы и удешевление стоимости сырья для получения технической целлюлозы. 1 табл.

Способ получения целлюлозы путем смешения еловой и лиственной древесной щепы, сульфитной варки смеси и промывки массы, отличающийся тем, что в качестве лиственной древесной щепы используют молодую тонкомерную древесину березы, получаемой при проведении рубок по уходу за лесом, в количестве 10-60% от общего количества древесного сырья.