Способ получения древесной массы Советский патент 1982 года по МПК D21H1/30 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕН1 Я ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, а именно к способам получения древесной массы для различных видов бумаги и картона. Известен способ получения древесной массы путем дефибрирования щепы -при , 100-140 С в течение 5-10 мин и последующего размола при 4 р-7О°С tl. Этот способ дает хорошие результаты при работе с древесиной, хвойных пород и совершенно не пригоден для древесины большинства лиственных пород. Известен способ получения древесной массы путем пропарки и дефибрирования щепы при 140-175° в течение 5 - 10 ми в присутствии карбоната натрия, сульфида натрия и едкого натра в количестве 1-3% от массы щепы при содержании активной щелочи 24-ЗО% от общей {.2. Этот способ прост и экономичен, однако многокомпонентность применяемого химического реагента несколько усложняет его, а присутствие сернистого соединения, хотя и в небольшом количестве увеличивает загрязненность воздушного бассейна. Известен также способ получения древесной массы путем пропарки щепы в присутствии бардяного концентрата сульфит-сп ртового производства при 120 130 С, дефибрирования и размола. Бардяной концентрат уберут в количестве 3-10% от массы щепы З . Однако рН бардяного концентрата лежит в пределах 6,0-6,5, что приводит к образованию за счет отщепляемых ацетильных групп органических кислот, вызывающих гидролиз и переход в раствор гемицеллюлоз, что неизбежно ведет к уменьшению выхода продукта и ухудше нию качества стоков. Во избежание этого к бардяному концентрату добавляют щелочь, расход которой, учитывая расход бардяного концентрата, достаточно велик. Это в свою -очередь, вызывает необходимость регенерации химикатов. Кроме того, примененве этого способа зависит от объемов сульфит-целлюлозного, произ39водства, а в последние годы объем производства целлюлозы сульфитным способом снижается. Наиболее близким к изобретению является способ получения древесной масс путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и.размола. В качестве химического реагента используют смесь сульфита натрия и едкого натра в соотношении 1,5:0,5 Эти реагенты оказывают в основном слабосульфирующее действие на лигнин, но не ускоряют деацетилирование, ведущее к снижению прочности древесины и облегчению ее Ьефибрирования. Такая обработка не позволяет увеличить криста личность, а следовательно, устойчивость ксилана к гидролитической деструкции. Поэтому масса, полученная согласно это му способу, имеет сравнительно невысокую механическую прочность. Цель изобретения - повышение физико-механических показателей целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения древесной массы путем пропарки щепы при по- выщенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, в качестве химического реаг та используют силикат натрия. При этом силикат натрия берут в количестве 2-4 от массы абсолютно сухой щепы При таких условиях происходит глубокая пластификация древесины, лигнин подвергается щелочному окислению, при- (Обретает гидрофильные свойства, но бла годаря высокому и постоянно поддерживающемуся за счет ступенчато протекаю щего гидролиза силиката натрия рН по рядка 12-13 не подвергается конденса ции. В размягченной таким образом щеп благодаря глубокой пластификации лигни на, разделение волокон происходит но слоям 5 и 52.И частично по срединной пластинке. При этом последующий размол происходит при дальнейшем гидролизе силиката натрия и при рН массы 10 -12. При таких условиях происходит дальнейшее набухание волокна и улучшаются условия его глубокого дефибрирования. Таким образом, предлагаемый способ обусловливает более легкое дефибрирование и последующий размол, а следовательно, лучшую сохранность волокна и„ более высокое качествомассы. Способ осуществляют Следующим образом. Щепу и раствор силиката натрия подают в пропарочную камеру дефибратора, соединенную в единую систему с дисковой мельницей-дефибратором, в которой при тех же давлениях и температуре, что и в пропарочной камере происходит дефибрирование щепы с получением грубой волокнистой массы. Пропарка щепы в присутствии силиката натрия может осуществляться и в отдельно стоящей рропарочной камере, из которой передувается в дисковую мельниц , работающую под давлением, идентичным давлению в пропарочной камере. Продолжительность термомеханической обработки (пропарки и дефибрирования) 2 - 5 мин, температура 145 - 185 С. Расход силиката натрия 2 - 4% от массы абсолютно сухой щепы. Концентрация шепы на этой стадии обработки 35-45%, рН 12-13. Полученную на этой стадии грубово- локнистую массу после снижения давления до атмосферного, подают на размол. Размол проводят на дисковой мельнице при ЭО-ЮО С, концентрации 16-25%, рН 10 -12. Размол проходит при дальнейшем гидролизе силиката натрия, поддерживающем рН 10 - 12. Способ испытывают в лаборатории и полузаводских условиях. В качестве сырья используют шепу. ели, осины, березы и смесь 70% осины и 30% ели. Результаты опытов приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены сравнительные данные предлагаемого и известных способов. Для получения древесной массы используют одни и те же щепу и оборудование. Из сопоставительных данных видно, что предлагаемый способ позволяет улучшить механическую прочность целевого продукта на 15%. Так, масса из смеси осины (7О%) и ели (30%), полученная по предлагаемому способу (пример 1), имеет разрывную длину большую на 40% и .сопротивление продавливанию большее на 15%, чем масса, получаемая по известному способу L4J , и соответственно на 13,3% и 4% в сравнении с массой получаемой по известному способу. Масса из ели, полученная по предлагаемому способу, имеет разрывную длину большую на 25% и сопротивление продавливанию большее на 27% по сравнеПИЮ с массой из епи, полученной по известному термомеханическому способу и соответственно на 23% и 3% по этому же способу, но при температуре пропарки .

Осина 7О , Ель 30 92787 5

3415

0,1

60

38,06 8. Кроме того, силикат натрия является более доступным и дешевым химикатом по сравнению с едким натром и менее токсичным с точки зрения загрязнения воздушного бассейна. Таблица 1 99 ;Формупа изобретения 1.Способ получения древесной массы путем пропарки щепы при повышенной температуре в присутствии химического реагента, дефибрирования и размола, о тличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических показателей целевого продукта, в качестве химического реагента используют силикат натрия. , 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что силикат натрия берут в количестве 2-4% от массы абсолютно сухой щепы, 78 lO Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР № 382303, кл. D 21 В 1/30, 1969. 2. Авторское свидетельство № 761644, кл. D 21 В 1/ЗО, 1977. 3. Авторское свидетельство № 647381, кл. D21 В 1/16, 1977. 4. Современное состояние пронаводства термомеханической массы. Обзорная информация, вып. 18, М., ВНИИИЭлеспром, 1979, с. 11 (прототип).