LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технологій одержання лляної целюлози для хімічної переробки

облагороджування целюлози для хімічної переробки.

Не дивлячись на те, що в літературі міститься широка інформація з процесів делігніфікації деревини і деяких однорічних рослин, а також вибілювання одержаних целюлоз, на сьогодні відсутні відомості про технології виробництва лляної целюлози для хімічної переробки.

На основі результатів виконаного аналізу обгрунтована актуальність теми, сформульовані мета та задачі дослідження.

У другому розділі наведено фракційний та хімічний склад відходів переробки льону - короткого волокна, які використовувалися для проведення досліджень. Приведені методики варіння лляних відходів, вибілювання на нітрування лляної целюлози. наведені методи контролю якості сировини, невибіленої та вибіленої целюлоз, нітроцелюлози на основі лляної целюлози, а також методи математичної обробки результатів експериментів. Приведені розраховані значення похибок експериментів для показників якості целюлози.

У третьому розділі представлені результати проведених досліджень з одержання з відходів переробки льону - короткого волокна целюлози, придатної для хімічної переробки, різними методами делігніфікації.

У роботі був досліджений натронний спосіб делігніфікації рослинної сировини, який, на відміну від сульфатного, не супроводжується утворенням шкідливих сіркувмісних сполук при варінні целюлози, що значно полегшує очищення стічних вод і газових викидів целюлозного виробництва.

Вибраний режим натронного варіння передбачав проведення заварювання до кінцевої температури варіння протягом 60 хвилин і подальше варіння від 60 до 240 хвилин з витратами NaOH 8, 12, 16 та 20% і Na2CO3 1% від абс. сух. сировини при температурах 150, 160, 170 та 180 0С.

Проведені дослідження показали, при витратах лугу на варіння 8% від маси абс. сух. сировини лляна целюлоза має значний вміст залишкового лігніну. рівномірно проварену натронну лляну целюлозу з низьким вмістом лігніну -1,63...3,8% і досить високим вмістом a-целюлози - 92,1...94,9% можна одержати при витратах лугу 20...12% від абс. сух. сировини в залежності від температури 180... 150 0С і тривалості варіння від 120 до 240 хвилин. вихід натронної лляної целюлози не нижчий 52,4% від абс. сух. сировини.

У результаті проведених досліджень встановлено, що продовження варіння целюлози при кінцевих температурах більше 60 хвилин з витратами NaOH 12, 16 і 20% від абс.сух. сировини призводить до зниження вмісту a-целюлози, що вказує на деструкцією ланцюгів целюлози при лужному гідролізі. При цьому, деструкція в

часі зростає зі збільшенням витрат лугу та температури і стає найбільшою при витраті лугу 20% і температурі 180 0С, внаслідок чого вміст a-целюлози в кінці варіння падає до 86,3%.

результати досліджень показали, що для досягнення високого вмісту a-целюлози в лляній целюлозі не потрібне тривале варіння. однак, для делігніфікації лляних відходів необхідно більше часу, ніж лляного волокна через неоднорідність вихідної сировини (наявності в ній більш лігніфікованої костриці). на основі проведених досліджень рекомендується проводити попереднє відсортування костриці від волокна, що дозволить скоротити термін варіння целюлози та уникнути втрати міцності волокнистого напівфабрикату.

У процесі натронного варіння зольність целюлози значно знижується у порівнянні з вихідною сировиною, але залишається досить високою - 1,17...2,2%.

Дослідженнями встановлено, що при додаванні до натронного щолоку антрахінону у кількості 0,05...0,2% від абс. сух. сировини підвищується вихід целюлози на 1,9... 2,7%, а вміст лігніну знижується на 11,6...21,8%. При цьому слід відзначити, що за рахунок збереження частини низькомолекулярних фракцій целюлози під час варіння знижується і вміст a-целюлози на 0,6...1,1%. Рекомендовано використовувати при натронному варінні як оптимальну кількість антрахінону 0,1% від маси абс. сух. сировини.

визначенням кінетичних параметрів процесу встановлено, що максимальний ступінь перетворення лігніну аL досягає 0,93, а процес натронної делігніфікації лляного волокна задовільно описується рівнянням першого порядку (рис.1,2) в обох періодах варіння – неізотермічному (під час заварювання) та ізотермічному (під час стоянки). Розраховані значення констант швидкості та енергій активації цього процесу наведено в табл. 1,2.

Встановлено, що для натронного варіння з витратами NaOH 8 та 12% від абс.сух. сировини при температурах 150 та 160 0С в неізотермічному періоді процес проходить в кінетичній області. При цих же витратах лугу і температурах

Таблиця 1

константи швидкості натронної делігніфікації лляних відходів, хв-110-3,

при різних температурах варіння

Витрати NaOH, % від абс. сух. сировини


Період варіння

температура варіння, 0С



150

160

170

180

8

1*

3,81/3,28

4,94/4,53

6,81/6,07

8,65/7,92


2*

1,36/2,36

1,52/3,05

1,75/3,79

1,87/4,50

12

1

5,38/5,05

7,4/6,82

8,96/8,89

11,53/11,31


2

3,03/4,47

3,28/5,30

3,66/6,16

4,50/6,88

16

1

8,10/8,14

9,85/9,64

11,40/11,20

12,67/12,51


2

4,62/6,27

4,85/6,91

5,00/7,53

5,36/8,12

20

1

10,3/9,81

12,31/11,52

14,24/13,31

15,52/14,74


2

4,74/6,85

5,21/7,71

5,99/9,04

6,93/11,02

* 1- неізотермічний період варіння; 2*- ізотермічний період варіння.

у чисельнику – графічний спосіб визначення; у знаменнику - аналітичний спосіб визначення.

Таблиця 2

Середні значення енергії активації натронної делігніфікації

лляних відходів

Витрати NaOH, % від абс. сух. сировини

Енергія активації, кДж/моль


Неізотермічний період

Ізотермічний

період

8

57,4/76,9

20,8/33,7

12

52,9/69,7

16,6/22,5

16

30,8/36,8

7,1/13,8

20

27,7/34,6

22,2/25,3

170 та 180 0С та витратах лугу 16 та 20% при будь-яких вивчених температурах варіння процес делігніфікації в обох періодах проходить у