Данное изобретение относится к производству целлюлозы из дерева.
Обычно целлюлоза изготовляется или натронным способом, дающим нежное, короткое волокно, или сульфитным способом, дающим длинное и крепкое волокно, но несколько грубое. Сульфитные установки очень дороги и связаны с большими эксплоатационными расходами.
Производственный процесс в обоих случаях весьма длителен и требует баланса, очищенного от коры, определенного возраста и качества, так что не всякий сорт дерева может быть пригоден для такой обработки, причем выход целлюлозы не очень велик. Получается большое количество древесных отходов в виде реек, опилок и игол, которые до сих пор не удавалось подвергнуть химической обработке с удовлетворительными результатами.
Целью изобретения является, с одной стороны, такой химический процесс об(135)
работки дерева, который давал бы чистое целлюлозное волокно, применимый ко всем сортам дерева, равно как и к отходам, который был бы не так продолжителен, как прежние способы, ослабил бы разрушение клеток и давал бы большой выход длинного и нежного волокна, а с другой, варочный аппарат для осуществления предлагаемого способа.
На чертеже отдельные фигуры изображают: фиг. 1 -схему предпочтительного варианта изобретения; фиг, 2 - вертикальный вид, частично в разр&зе, предпочтительной формы выполнения варочного аппарата; фиг. 3 и 4-горизонтальные разрезы фиг. 2 по линиям III-Ш VI IV-IV.
Согласно изобретению, все неочищенное дерево или древесные отходы подвергаются предварительной обработке, имеющей целью вскрытие их tiop для придания им свойств облегчающих проникновение реактива, который действует во второй стадии обработки. Подготовленный так материал прессуют и обрабатывают особым агентом, удаляющим твердые покровы и выделяющим нежное волокно. Последний процесс является видоизмененной формой натронного способа.
Примененный термин „все не очищенное дерево относится к дереву и древесным отходам, не очищенным от коры и сучьев, а „твердые покровы означают нецеллюлозные части, как смола, клеевые и другие входящие в состав древесины вещества, которые быть удалены для освобождения целлюлозного волокна.
Настоящее изобретение применимо ко всем сортам дерева и древесных отходов. Если нужно, дерево превращается в щепу лучще всего размерами от 0,65 до 2,5 мм или 5 мм. Дерево проходит через грохот 1 к весам 2; наиболее крупные части попадают в дробилку 3, после чего в размельченном виде они тоже направляются к весам. Древесные опилки и другие мелкие частицы отводятся от грохота по ка-налу 4.
Определенное количество дерева загружается в варочный аппарат 5 обычной вертикально - цилиндрической формы, имеющий пароподводящую трубу 6, и для удаления пара трубу 7, снабженную выпускным клапаном. Здесь материал обрабатывается при помощи реактива, раскрывающего его поры путем умеренного растворения смолистых веществ, не разрушающих самого целлюлозного волокна.
Для большей части пород дерева предпочтительно употреблять слабую щелочь, например, известь, в следующей пропорции: 17,5 кг отмученной извести и 175. литров воды на 100 кг древесной щепы. . Пар вводится снизу в варочный аппарат для того, чтобы нерастворивщиеся частицы извести поддерживались во взвещенном состоянии м оназывалп равномерное действие на всю массу.
Давление з варочном котле может быть поднято до 10-10,5 атмосфер манометрического давления; избыток давления регулируется предохранительным клапаном.
В описанных выше условиях поры большинства древесных пород окажутся открытыми уже после одного часа варки. После варки масса выгружается на конвейер 9 и передается на систему вала 10, а оттуда на конвейер 11, подающий массу на вторую систему валов 10. Валы эти снабжены круговыми выемками в виде вэлэз дня дробления сахарного тростника и еще больще раскрывают поры дерева, разделяя волокна. Масса, проходящая через валы, промывается водой для удаления извести. Вторая стадия обработки заключается в варке в аппарате 14, где удаляются остатки смолы и происходит окончательное освобождение волокна.
Варочный аппарат состоит (фиг. 2) из вертикального цилиндра 15, имеющего крыщку 16 и днище 17 и приспособление для непрямого обогревания загруженного в него материала. Для обогре- вания можно применить змеевик, но лучще употреблять паровую рубащку 18, окружающую цилиндр и образующую кольцевую камеру 19, снабженную впускным отверстием 20 для пара и выхлопным отверстием 21.
Древесная масса загружается в варочный котел через лаз 22, закрываемый приболчиваемой крыщкой или какимнибудь другим способом. Загрузка производится конвейерами 12 и 13 (фиг. 1). В крышке 16 установлены термометр 23, манометр 24 и предохранительный клапан 25. В днище установлен разгрузочный клапан 26, к которому масса направляется конусом 27 из перфорированного листового металла.
Реактив вводится в варочный котел через кольцевую трубку 28, снабженную отверстиями. Трубка эта имеет соединение с водоподающей трубой 29 и с трубой 30 для ввода реактива.
Согласно изобретению, масса в варочном котле должна находиться под механическим давлением, которое можно осуществить различными способами. Лучще всего применить подвижный груз в виде металлической плиты 31, подвешенной на тросе 32, проходящем через сальник 33, расположенный в центре крышки 16. Трос перекидывается через ролики 42 и оканчиваетсп противовесом 43. Нижняя поверхность плиты снабжена четырьмя симметрично расположенными роликами 34, снабженными пазами, в которые входят V-образные направляющие 35, идущие вниз от крышки цилиндра 15 до дна. Концы направляющих загнуты, образуя упоры 36. Плита снабжена большим количеством отверстий 37, диаметр которых увеличивается от центра к окружности для того, чтобы циркуляция жидкости происходила более равномерно. Под лазом 22 находится отверстие в плите, закрытое крыщкою 38. Плита сама по себе может быть достаточно тяжела, чтобы осуществить нужное давление, но лучще употреблять легкую плиту и нагружать ее тяжелыми грузилами 39. Во второй стадии обработки в качестве реактива лучше всего употреблять каустическую соду, так как она обладает большой растворяющей способностью и дает крепкое и нежное волокно. В данном случае можно употреблять не такой крепкий раствор, как обычно: 15 кг каустической соды, растворенной в 214 литрах воды, достаточно /;ля 100 кг влажной размягченной массы.
Когда варочный котел загружен и закрыт, груз опускают для сжатия массы и пар впускают в рубашку 18 и в змеевик 40, расположенный з нижней части котла для обогревания нижней части загруженной массы. Для большинства древесных пород варка с каустической содой требует не больше одного или полутора часов после того, как давление в котче дошло до 9-10,5 атмосфер.
Раствор каустической соды быстро проникает в каждый кусок щепы, а давящий на массу груз не дает ей разбухать; если же дерево сжимается, то плита следует за деревом и опускается. Благодаря этому изменения в объеме происходят весьма медленно, весь процесс происходит очень спокойно, и волокно не может раздаться от давления пара или другого образующегося в варочном кстле флюида. Благодаря этому химический агент проникает в массу гораздо скорее, чем при прежнем способе работы, причем устраняется также и возможность разрывов волокон.
Когда варка окончена, давление прекращают, жидкость выпускают через выпускную трубу 41, груз поднимают и массу выгружают через клапан 26, причем, если это нужно, в котел впускается сжатый воздух через трубки 44.
Сваренная масса (целлюлоза) пропускается через ряд валков 45, аналогичных валкам 10, назначение которых- раздробить оставшиеся не разбитыми клеточки, а поступает в промыватель 46, после которого она готова для дальнейшей работы.
Волокно, получаемое таким способом, не испытывает никакого разрывающего усилия, а благодаря непродолжительности химического воздействия каустической соды последняя не успевает в сколько-нибудь значительной степени разрушить самое волокно. Волокно состоит из чистой целлюлозы, отличается крепостью и нежностью и сохраняет свою натуральную длину. Изобретение дает возможность использовать до 80-90% всего обрабатываемого дерева в виде целлюлозы, что дает значительно больший выход и самая обработка занимает меньше времени, чем при старых способах. Дальнейшая экономия заключается в возможности использовать всю массу дерева.
Полученное таким образом волокно особенно пригодно для изготовления пресованных изделий, пластин для термической и звуковой изоляции и тому подобных целей. Полученные изделия превосходят всё то, что известно в этой области до настоящего времени.
Еще одним преимуществом является возможность употребления более слабых растворов химического реагента и то, что во второй ступени обработки раствор не становится более разбавленным, и его растворяющая способность не уменьшается. Процесс этот можно применить к дереву одной породы или к смеси разных пород, а в качестве химического реагента можно применять другие вещества помимо извести и каустической соды.
Предмет патента.
1. Способ получения целлюлозы из неокоренного дерева, отличающийся
тем, что древесную щепу сперва под
вергают в течение около часа варке в закрытом котле при высокой температуре со слабой щелочью (известковым молоком), после чего пропускают между вальцами с целью большого раскрытия пор древесины, с одновременной промывкой для удаления извести, и окончательно доваривают в закрытом котле непрямой варкой, доводя давление до 9-10,5 атм., в растворе едкого натрия с наложенным на свободную поверхность щепы грузом с целью поддержания массы в компактном состоянии.
2.Прием выполнения означенного в п. 1 способа, отличающийся тем, что для варки с известью на 100 кг щепы применяют 17,5 лгг отмученной извести и 175 литров воды, и для варки с едким натрием-на 100 кг щепы 15 кг каустической соды и 214 литров воды.
3.Дппарат для осуществления означенной в п. 1 окончательной варки целлюлозы, отличающийся тем, что в нем, с целью спрессования свободной поверхности обрабатываемого материала и поддержания его в компактном состоянии применена перемещаемая в вертикальном направлении металлическая плита 31 с желобчатыми роликами, скользящими по направляющим 35, оканчивающимся на нижних их концах упорами 36, снабженная загрузочным, закрываемым крышкою 38, отверстием, расположенным против загрузочного лаза 22, нагруженная грузилами 39 (фиг. 2).
4.Форма выполнения означенного в п. 3 аппарата, отличающаяся тем, что для производства непрямой варки в нем
применена паровая рубашка 18, образующая кольцевую камеру 19, а для ввода варочного раствора-кольцевая труба 28 с открывающимися кверху отверстиями, снабженная с наружной стороны аппарата трубою 29 для ввода воды (фиг. 2 и 3).
5.Форма выполнения означенной в п. 3 плиты, отличающаяся тем, что она снабжена мелкими, не пропускающими щепу отверстиями, с увеличивающимися диаметрами от центра к кромке,, и подвешена в центре к проходящему через сальник 33 тросу 32, перекинутому через ролики 42, несущему на конце противовес 43 (фиг. 2 и 4).
к патенту ин-ной фирмы „Национал Файбе Корпорэшен I 42936
Фиг2
