Способ получения тресты из стеблей лубяных культур Советский патент 1990 года по МПК D01C1/02 

Изобретение относится к первичной обработке лубяных культур, а именно к приготовлению льнотресты из стеблей лубяных культур, и может быть использовано в легкой промышленности.

Целью изобретения является улучшение качества волокна при одновременном повышении его выхода.

Пример 1. Льносолому загружают в бак снопами или кипами, заливают 20%-ным раствором Сводным) галлургических солей состава, мас.%: NaCl 92; КС1 3; карбонатная глина 5, i рН смеси 4,4, модуль смачивания 1:15, так, чтобы раствор покрывал льносолому. Бак плотно закрывают крышкой, рХзогревают до 95°С и выдерживают прй этой температуре 10 мин. Затем раствор солей сливают и смывают водой при 35°С. После этого льносолому за- ливан$т водно-щелочным варочным раствором при модуле смачивания 1 : 15 0,8%-ной концентрации смеси карбоната калия и нафтената натрия, взятых в соотношении 1 : 1,1, рН смеси 8,1. Раствор нагревают до 95°С и продолжают варку при эфой температуре 50 мин.

Галлургические соли представляют собой галлитовые отходы, которые получают в количестве 70-75% в процессе производства калийных удобрений из сильвинитовой руды и имеют состав, мас.%: NaCl 92-94; КС1 2-3; карбонатная глина 4-5.

В состав карбонатной глины входит до 73-75% щелочных окислов: , , MgO, CaO, SiOj., остальное - окислы металлов : AlaOj, FeO, ТЮг.

Нафтенат натрия,, используемый при щелочной обработке льносоломы, является щелочной солью нафтеновых кислот, имеет общую формулу 0, где п 8 - 20 в зависимости от природы нефти, представляет собой технический продукт светло-коричневого цвета, имеющий консистенцию мази.

сд

-Јь

00

ю

00 149

..jo

15

НаАтенат натрия получают в виде тех- нрческого продукта из щелочных отходов очистки керосино-газойлиевых и солярсвых нефтяных дистиллятов, при Нейтрализации кислых дистиллятов раствором едкого натра путем выпаривания и высаливания щелочных отходов насыщенным раствором поваренной соли. Нафтеновые мыла в виде густой массы всплывают, их снимают и используют .

В состав нафтената натрия входит до 43% нефтяных кислот, до 13% нео- мЬшяемых веществ (в основном до 5,5% масел), 4% минеральных солей (сульфатов и хлоридов), остальное - Е|ОДНЫЙ раствор, ч котором содержится незначительное количество нафтеновых и других органических кислот об- и,ей формулы С„Н1гр29 где С 16-18 {типа пальметииовой, олеиновой и других) . Кислотное число нафтената 220„ Оно определяет содержание в нем нафтеновых кислот, чем выше кислотное Число, тем выше и качество нафтената. Нафтенат натрия обладает хорошо выраженными поверхностно-активными Свойствами - снижает поверхностное йатяжение растворов и увеличивает сма- иваемость поверхности льносоломы 30 (поверхностное натяжение 0,5%-ных растворов 36,9 эрг/см1) относится к фниогенным, нетоксичным, биологически мягким поверхностно-активным вещест20

25

она хлора в растворе лигнин частично окисляется, За. результате образуются продукты, придающие хрупкость древесной части стебля, которые хорошо удаляются при последующей щелочной экстракции.

В процессе обработки льносоломы в слабокислой среде ослабляются связи волокна с другими компонентами льняного стебля. При этом из льносоломы удаляются азотистые, частично пектиновые и красящие вещества, соли органических веществ, уменьшается количество зольных элементов, удаляется значительная часть легкогидроли- зуемых Сахаров, в основном низкомолекулярных гемицеллюлоз, и сохраняются наиболее длинные цепи гемицеллюлоз, ориентированные вместе с цел™ люлозными молекулами волокна, что повышает выход высокомолекулярной о -целлюлозы. С повышением количества d -целлюлозы прочность волокна увеличивается. В рез-ультате мягкого кислотного предгидролиза льносоломы улучшается последующая щелочная экстракция лигнина и других нецеллюлозных примесей и сокращается расход щелочных реагентов на процесс-.

При щелочном гидролизе применение карбоната калия и нафтената натрия оказывает благоприятное действие на процесс делигнификации и получения волокна. Реагенты, необходимые для

фам (ПАВ), чувствительным к катионам 35 полиуронидных гемицеллюлоз, действуфа7, Mg .

В присутствии галлургических солей Горячая вода с растворенными в ней солями оказывает пластифицирующее действие на льносолому, размягчает ее,40 способствует частичному набуханию и лучшему отделению волокна. Процесс Катализируется минеральными и органическими кислотами, образовавшимися при гидролизе солей. Галлургические 45 соли при нагревании в водном растворе диссоциируют с образованием небольшого количества соляной кислоты, обуславливающей мягкий кислотный гидролиз льносоломы. При этом соляная 50 кислота переводит часть трудногидро- лизуемых кальциевых и магниевых солей пектиновых веществ в легкогидро- лизуемые соединения - хлориды, хорошо растворимые в воде. При повышенной 55 дозировке соли возрастает и действие на лигнин следов хлора в растворе. Ионы хлора бесцветны, лишены запаха и не ядовиты. Под воздействием аниют и на лигнин. Нафтенат натрия и кар бонат калия вводятся для удаления и связывания многовалентных ионов металлов кальция, магния, железа и других, присутствующих в пектине льна, в окрашивающих комплексах лигнина и в щелочном варочном растворе. Наиболее характерной реакцией является гидролиз углекислой соли с образованием углекислоты и нафтената натрия с образованием нафтеновых кислот. Водород карбоксильных групп нафтеновых кислот замещается на катионы металлов кальция, магния, железа и др. Образовавшиеся нерастворимые кальциевые, магниевые соли нафтеновых кислот под воздействием углекислоты в растворе переходят в кислые соли, растворяются в воде и удаляются при промывке.

Пектины с кислыми свойствами, осво божденные от ионов кальция и магния, и лигнин, освобожденный от окрашивающих комплексов, включающих ионы мноo

5

0

0

5

она хлора в растворе лигнин частично окисляется, За. результате образуются продукты, придающие хрупкость древесной части стебля, которые хорошо удаляются при последующей щелочной экстракции.

В процессе обработки льносоломы в слабокислой среде ослабляются связи волокна с другими компонентами льняного стебля. При этом из льносоломы удаляются азотистые, частично пектиновые и красящие вещества, соли органических веществ, уменьшается количество зольных элементов, удаляется значительная часть легкогидроли- зуемых Сахаров, в основном низкомолекулярных гемицеллюлоз, и сохраняются наиболее длинные цепи гемицеллюлоз, ориентированные вместе с цел™ люлозными молекулами волокна, что повышает выход высокомолекулярной о -целлюлозы. С повышением количества d -целлюлозы прочность волокна увеличивается. В рез-ультате мягкого кислотного предгидролиза льносоломы улучшается последующая щелочная экстракция лигнина и других нецеллюлозных примесей и сокращается расход щелочных реагентов на процесс-.

При щелочном гидролизе применение карбоната калия и нафтената натрия оказывает благоприятное действие на процесс делигнификации и получения волокна. Реагенты, необходимые для

полиуронидных гемицеллюлоз, действуют и на лигнин. Нафтенат натрия и кабонат калия вводятся для удаления и связывания многовалентных ионов металлов кальция, магния, железа и других, присутствующих в пектине льна, в окрашивающих комплексах лигнина и в щелочном варочном растворе. Наиболее характерной реакцией является гидролиз углекислой соли с образованием углекислоты и нафтената натрия с образованием нафтеновых кислот. Водород карбоксильных групп нафтеновых кислот замещается на катионы металлов кальция, магния, железа и др. Образовавшиеся нерастворимые кальциевые, магниевые соли нафтеновых кислот под воздействием углекислоты в растворе переходят в кислые соли, растворяются в воде и удаляются при промывке.

Пектины с кислыми свойствами, освбожденные от ионов кальция и магния, и лигнин, освобожденный от окрашивающих комплексов, включающих ионы мно

говалентных металлов, особенно железа, которое больше всего влияет на цвет волокна, переходят в раствор, что увеличивает белизну волокна. Белизна возрастает также и при стабилизации хромофорных групп целлюлозы.

Нафтенат натрия обладает моющим и диспергирующим свойством и, как ПАВ, обусловливает равномерную обработку льносоломы, а также повышает проникновение в нее раствора. Он ускоряет процесс разрушения связей волокон с древесиной (кострой), более полно растворяет поверхностный несмачивающийся слой и улучшает процесс делигнификации. Нафтеновые кислоты, образующиеся при гидролизе наф- тената натрия, являются хорошим растворителем смол, жиров, окрашивающих веществ, кроме того, обладают антисептическими свойствами. С удалением нецеллюлозных примесей повышается чистота, белизна и гибкость волокна.

Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1, отличаются количественным содержанием компонентов, их концентрацией, временем проведения процесса и температурой и сведены в табл. 1. Пример 4 выполнен при запредельных значениях заявляемых параметров.

ПримерЗ (по известному способу) . Варку льносоломы проводят в . 30%-ном растворе диаммонийфосфата рН 8,1 в течение 60 мин при температуре кипения и модуле ванны 1 : 20. Полученную тресту промывают, отжимают и сушат.

В табл. 2 приведен сопоставительный анализ предлагаемого и известного способов получения тресты из стеблей лубяных культур.

Из табл. 2 видно, что при варке льносоломы по предлагаемому способу по сравнению с ее варкой по известному способу, вследствие увеличения эффективности химической обработки льносоломы, улучшаются качественные показатели полученного волокна и одновре- менно увеличивается его выход. Из волокна лучше удаляются нецеллюлозные примеси - возрастает степень делигни

фикэции волокна. При этом выход волокна увеличивается от 22,0 до 23 - 25,3%, содержание лигнина в волокне уменьшается от 4,6 до 1,9 - 3,0%. В волокне растет количество длинноволокнистых фракций, что подтверждает выход of -целлюлозы (высокомолекулярной целлюлозы) от 87,4 до 88,3- 89,8%.

В результате последовательной обработки льносоломы в слабокислой и слабощелочной среде волокно приобретает повышенную прочность, гибкость

5 и белизну, способно выдерживать трепальные воздействия без разрушения. При этом прочность волокна увеличивается от 10 до 22,8-23,5 кгс, гибкость возрастает от 45 до 61-66,2 мм,

0 белизна растет от 38 до 55,4-59,0% (в % белого).

Согласно предлагаемому способу предусматривается утилизация галлур- гических отходов производства калийных удобрений и отходов от получения тресты.

0

5

5

0

Формула изобретения

Способ получения тресты из стеблей лубяных культур, включающий обработку стеблей щелочным агентом при повышенной температуре, о т л и- чающийся тем, что, с целью улучшения качества волокна при одновременном повышении его выхода, перед обработкой щелочным агентом стебли дополнительно обрабатывают 15- 20%-ным водным раствором галлургичес - ких солей - галлитовым отходом производства калийных удобрений из силь- винитовой руды состава, мас.%: NaCl92 - 94

КС12-3

Карбонатная глина 4-5 в течение 1.0-32 мин с последующим сливсм раствора, а в качестве щелочного агента используют 0,5 - 1,0%-ный водный раствор солей карбоната калия и нафтената натрия при их соотношении соответственно от 1 : 0,8 до 1 : 1,1 и обработку ведут при 90 - 98° С.

Температу- - pa кипения раствора

60

Таблица2

Изобретение относится к легкой промышленности и позволяет улучшить качество волокна при одновременном повышении его выхода. Стебли лубяных культур заливают 15-20%-ным водным раствором галлургических солей состава, мас.%: NACL 92-94

KCL 2-3 и карбонатная глина 4-5. Затем производят нагрев до 90-98°С в течение 10-32 мин, раствор сливают и стебли обрабатывают 0,5-1%-ным водным раствором солей карбоната и нафтената натрия, взятых в соотношении соответственно от 1:0,8 до 1:1,1, и обработку осуществляют при 90-98°С. 2 табл.