Способ получения химико-термомеханической массы Советский патент 1992 года по МПК D21B1/16 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности, в частности к производству химико-термомеханической массы из древесной щепы.

Известен способ получения химико-термомеханической массы, когда щепу промывают, пропаривают, размалывают в две ступени, а между ступенями волокнистую массу подвергают обработке сульфитом натрия и гидроксидом натрия при температуре 160°С в течение 60 минут (см. Pulp and Paper international 1985, т. 2-7, № 2, с. 49- 50). Известная обработка способствует уве- личению показателя растяжимости бумажного полотна во влажном состоянии. Однако выход целевого продукта не превышает 90%. Кроме того способ сложен в осуществлении.

Ближайшим аналогом заявляемому способу является способ получения химикотермомеханической массы, включающий пропитку лигноцеллюлозного материала водным раствором сульфита натрия, отделение отработанного пропитанного раствора, пропарку пропитанной щепы при 125- 135°С в течение 1-3 мин и последующий размол лигноцеллюлозного материала в две ступени (см. Информационный сборник Целлюлоза, бумага и картон. Передовой производственный опыт, выпуск № 7, М.. ВНИИПИЭИлеспром, 1989, с. 2-9, - прототип)..

Согласно известному способу, щепу из хвойной древесины промывают, прогревают, пропитывают сульфитом натрия при рН 6,6-7,0 в аппарате шнекового типа. Пропитанную щепу выдерживают в течение 10- 15 минут при температуре 90-95°С. Затем щепу подают в пропарочную камеру при одновременном отделении от нее отрабоviго

ч

тайного пропиточного раствора. Пропарку осуществляют в атмосфере насыщенного пара. Пропаренную щепу размалывают в две ступени, затем сортируют и отбеливают.

Недостатками известного способа яв- ляются:

невозможность интенсификации процесса без снижения механической прочности целевого продукта;

невозможность повышения механической прочности целевого продукта без снижения выхода.

Цель изобретения - улучшение качества целевого продукта за счет повышения меха- нической прочности его и снижение содержания костры.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения химико-термомеханической массы, включающем пропитку дре- весной щепы водным раствором сульфита натрия, отделение отработанного пропиточного раствора, пропарку пропитанной щепы при температуре 125-135°С в течение 1 -3 мин и последующий размол в две ступе- ни, согласно изобретению, перед пропиткой щепы отделяют 33,3-66.7 мас.% водного раствора сульфита натрия и обрабатывают им массу перед второй ступенью размола при 90-120°С в течение 2-10 мин.

В предлагаемом способе обработку древесины химикатами проводят в два приема. Первоначально обработке подвергают щепу, а затем после первой ступени размола - волокнистую массу. Параметры химиче- ской обработки щепы подбирают с учетом создания условий частичной пластификации древесного комплекса при максимально сохранении выхода. Частично пластифицированная щепа легко разделя- ется на отдельные фрагменты на первой ступени размола. При дополнительной обработке химикатами волокнистой массы перед второй ступенью размола пластификации подвергается часть древесины, не об- работанная химикатами первоначально. Полностью пластифицированная древесина более легко разделяется на отдельные волокна на второй ступени размола. Таким образом, технологический прием двухста- дийной химической обработки древесины позволяет повысить качественные показатели готовой массы при сохранении на достаточно высоком уровне выхода или увеличить производительность потока при сохранении качества целевого продукта.

Предлагаемый способ получения химико-термомеханической массы осуществляют следующим образом.

Готовят раствор сульфита натрия с рН ;6,5-7,0 и отделяют 33,3-66,7 мас.% водного раствора .сульфита натрия, после чего промытую щепу из еловой древесины прогревают при температуре около 100°С в течение 5-10 мин и подают в конический шнек- пресс, где щепа сжимается, и на выходе шнек-пресса, когда щепа разжимается, ее пропитывают одной частью раствора сульфита натрия при рН 6,5-7,0 и выдерживают при 80-90°С в течение 5-10 мин. Затем щепу сжимают для отделения отработанного пропиточного раствора, после чего ее нэ- правляют в пропарочную камеру где обрабатывают при 125-135°С в течение 1-3 мин. Затем щепу размалывают на дисковом рафинере с образованием волокнистой массы. Массу обрабатывают отделенным свежим раствором сульфита натрия, перемешивают и выдерживают при этом в течение 2-10 мин при температуре 90- 120°С и размалывают на второй ступени. Общий расход сульфита натрия на обработку древесины составляет от 20 до 30 кг/т.

Прошедшую две ступени размола массу анализируют.

Изобретение иллюстрируется примерами.

П р и м е р 1. Способ получения химико- термомеханической массы осуществляют в следующей последовательности: готовят водный раствор сульфита натрия с рабочей концентрацией сульфита натрия 25 г/л и рНг 7,0. При общем расходе сульфита натрия 25 кг/т щепы берут раствор в количестве 1 м и отделяют 66,7 мас.% водного раствора сульфита натрия, т.е. 0,66 м ...

Щепу из еловой древесины промывают, прогревают при температуре около 100°С в течение 5 мин, пропитывают раствором сульфита натрия в количестве 0,33 м3/т (рН 7,0) в течение ТО мин при температуре 80°С, а затем отделяют отработанный пропиточный раствор и пропаривают щепу при 125°С в течение 3 мин. Пропаренную щепу размалывают, затем полученную волокнистую массу обрабатывают отделенным раствором сульфита натрия в количестве 66,7 мас.% в течение 10 мин при температуре 90°С. Расход сульфита натрия составляет 0.67 мэ/т, рН раствора - 7.0.

Полученную после второй ступени размола массу анализируют. Определяют степень помола, выход, содержание костры. Из массы изготавливают образцы бумаги и определяют физико-механические показатели.

Данные эксперимента приведены в таблице.

П р и м е р 2. Способ получения химико- термомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: отделяют 50 мае.% раствора, сульфита натрия и обрабатывают этим рас- твором массу после второй ступени размола, при этом обработку осуществляют при 100°С в течение 5 мин.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Примерз. Способ получения химико- термомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: отделяют 33,3 мас.% раствора сульфита натрия и обрабатывают этим раствором массу перед второй ступенью размола, при этом обработку осуществляют при температуре 120°С в течение 2 минут.

Данные эксперимента приведены в таб- лице.

П р и м е р 4 (контрольный). Способ получения химико-темомёханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в следующем: отделяют 25 мас.% раствора сульфита натрия и обрабатывают этим раствором массу перед второй ступенью размола, при этом обработку проводят при 80°С в течение 15 мин.

Данные эксперимента приведены в таб- лице.

„. П р и м е р 5 (контрольный). Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в том. отделяют 75 мас.% раствора сульфита натрия и обрабатывают этим раствором массу перед второй ступенью размола, при этом обработку осуществляют при 130°С в течение 2 мин.

Данные эксперимента приведены в таб- лице.

Пример 6 (по прототипу). Способ получения химико-термомеханической массы осуществляют в следующей последовательности. Еловую щепу промывают, прогревают при температуре около- 100°С в течение 5 мин, пропитывают раствором

сульфита натрия при его расходе 25 кг/т и рН 7 в течение 10 мин при температуре 90°С, а затем отделяют отработанный пропиточный раствор и пропаривают при температуре 125°С в течение 3 мин. Пропаренную щепу размалывают с образованием волокнистой массы, которую смешивают с водой, выдерживают в течение 10 мин при 90°С и размалывают на второй ступени,.

Данные эксперимента приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что выполнение технологических приемов процесса получения химико- термомеханической массы согласно заявляемому изобретению обеспечивает повышение показателей качества целевого продукта. Так разрывная длина увеличивается на 10-15%, а содержание костры уменьшается в 3-4 раза (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 6).

При выполнении экспериментов с параметрами, выходящими за пределы значения заявляемых параметров,не обеспечиваются оптимальные условия процесса, что отражается на снижении одного из показателей качества целевого продукта (примеры 5 и б).

Формула изобретения

Способ получения химико-термомеханической массы, включающий пропитку древесной щепы водным раствором сульфита натрия, отделение отработанного пропиточного раствора, пропарку пропитанной щепы при температуре 125-135°С в течение 1-3 мин и последующий размол в две ступени, отличающийся тем, что. с целью улучшения качества целевого продукта за счет повышения механической прочности его и снижения содержания костры, перед пропиткой щепы отделяют 33.3-66,7 мас.% водного раствора сульфита натрия и обрабатывают им массу перед второй ступенью размола при температуре 90-120°С в течение 2-10 мин.

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и позволяет улучшить качество целевого продукта за счет повышения механической прочности его и снижение содержания костры. Перед пропаркой древесной щепы отделяют 33,3- 66,7 мас.% водного раствора сульфита натрия. Оставшейся частью раствора пропитывают щепу, затем отделяют отработанный пропиточный раствор, пропаривают пропитанную щепу при температуре 125- 135°С в течение 1-3 мин и размалывают ее в две ступени. Перед второй ступенью размола массу обрабатывают отделенным раствором сульфита натрия при 90-120°С в течение 2-10 мин.1 табл. СП С