CS260307B1 - Spósob delignifikácie lignocelulózových materiálov v procese sulfátového varenia - Google Patents

Description

Vynález sa týká spósobu delignifikácie lignocelulózových materiálov v procese sulfátového varenia.

Sulfátový varný proces je najčastejšie používaný technologický spósob přípravy chemických buničín. Alkalické prostredie v posledncm stádiu přípravy zvyšuje pevnostně vlastnosti buničiny, ale súčasne, čo je nevýhodné, znižuje jej výtažky. K stabilizácii polysacharidov. pri sulfátovej várke sa v súčasnej době přidává antrachinón alebo jeho deriváty do varného roztoku, ktoré stabillzujú polysacharidy a súčasne urýchfujú deligniřikáciu. Pri aplikácii 1 kg na tonu dřeva dosahuje sa zvýšenie výtažku přibližné o 1 až 2 hmot. %. Nevýhodou použitia antrachinónu a jeho derivátov ako stabilizátor a polysacharidov je ich vysoká cena, nedostatok a problémy s regeneráciou. Přibližné rovnaké zvýšenie výtažku buničiny o 1 až 2 hmot. °/o je možné dosiahnúť použitím poilysímikového varného lúhu s 30 hmot. % sulfiditou, ktorý neovplyvňuje delignifikáciu, ale oxiduje koncové skupiny polysacharidov, v důsledku čoho je potřebné použit vyššiu zanášku alkálií ako pri normálnej sulfátovej várke [I. Palenius, O. Pekkala: Zellstoff und Papier 5, 184 (1984); T. J. Mc donough, V. J. Van Drumen: Tappi 63, 83 (1980)].

Podstata delignifikácie lignocelulózových materiálov spočívá v tom, že sa v procese sulfátovej delignifikácie přidá k varnému roztoku 1 až 3 hmot. °/o, vztiahnuté na lignocelulózový materiál, oxidovaného ligninu.

Výhodou navrhovaného postupu jei, že prídavkom oxidovaných lignínových preparátov sa zvýši výtažok o 1 až 3 hmot. % pri rovnakom obsahu ligninu. Použité oxidované lignínové preparáty je možné připravit z 1'ahko dostupných odpadných produktov v celulózopapierenskom priemysle pri výrobě sulfátovej buničiny. Technologická příprava oxidovaných lignínových preparátov ako aditívnych zlúčenín je jednoduchá, nenáročná na chemikálie a zariadenie. Oxidovaný lignínový preparát zvyšuje kalorickú hodnotu výluhu.

Oxidovaný lignin použitý v príkladoch 3 až 6 sa připraví známým spósobom (P. T. Perumal, Μ. V. Blíatt: Tetrah. Lett. 33, 3099 (1979)]:

Příklad 1

K vysušenému a rozomletému odpadnému priemyselnému kondenzátu vznikajúcemu pri predhydrolýze bukového dřeva v procese výroby sulfátovéj buničiny (10 g, zloženie: 98 hmot. % sušiny; 12,52 hmot. % metoxylových skupin; 56,98 hmot. % uhlíka; 5,38 hmot. % vodíka) sa přidá 100 ml 30 obj. % kyseliny sírovej. Za stálého miešania sa k reakčnej zmesi přidává postupné v priebehu 3 hodím 100 ml 30 hmot. % peroxidu vodíka a teplota sa udržuje do 50 °C. Potom sa odfiltruje na sklenenej frite a premyje destilovanou vodou na pH 7 a vysuší pri teplote 105 °C. Výtažok je 6,5 g oxidovaného ligninu, zloženie: 51,79 hmot. % uhlíka·; 4,45^: hmot. percenta vodíka; 8,90 hmot. % metoxylových skupin. Obsah chinónových štruktúr vyjádřený z infračervených spektier ako poměr absorbancie pri 1 660 cm^-1 a 1 720 cm^-1 k absorbaincii pri 1 515 cm ^_1 je 1,20 a 1,64 [H. L. Hergert: Infrared spectra v Κ. V. Sarkanen, C. H. Ludwig: Lignims, Occurence, Formation, Structure and Reaction, Ed. Wiley-Interscience, New York-London-Toronto 267 (1972)].

Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom,, že sa použije vysušený odpadný priemyselný sulfátový lignin (zloženie: 97 hmot. percent sušiny; 10,40 hmot. °/o metoxylových skupin; 58,57 hmot. % uhlíka; 4,76 hmot. % vodíka) a že pri přidávaní peroxidu vodíka sa teplota reakčnej zmesi udržuje do 80 °C. Výtažok oxidovaného ligninu je 8,1 g, zloženie: 53,09 hmot. % uhlíka; 411 hmot. % vodíka; 5,95 hmot. % metoxylových skupin, poimer absorbancie pri 1 660 cm⁴ a 1 720 cm’¹ k absorbancíi pri 1515 cm^-1 je 1,20 a 1,49.

Příklad 3

Bukové štlepky (100 gj sa zahrievajú v 750 ml autokláve so 450 ml varného roztoku pri maximálnej teplote 170 °C počas 15 minút so zanáškou aktívnych alkálií 16 hmot. percent a sulfiditou 25 hmot. °/o. Oxidovaný kondenzát sa přidá v množstve 2 hmot. % (na hmotu dřeva). Buničina sa získá vo. výtažku 56,3 % s obsahom ligninu 4,1 hmot. percenta.

Příklad 4

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že sa bukové štiepky zahrievajú počas 30 minút v přítomnosti 3 hmot. % oxidovaného kondenzátu. Buničina sa získá vo výtažku 55,5 hmot. % s obsahom ligninu 2,9 hmot. %.

Příklad 5

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že sa bukové štlepky zahrievajú počas 90 minút v přítomnosti 1 hmot. % oxidovaného sulfátového ligninu. Buničina sa získá vo výtažku 52,3 hmot. % s obsahom ligninu 2,1 hmot. %.

Příklad 6

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdlelom, že sa smrekové štiepky zahrievajú počas 120 minút v přítomnosti 3 hmot. % oxidovaného kondenzátu. Buničina sa získá vo výtažku 60,2 hmot, % s obsahom ligninu 5,4 hmot. °/o.

Pre porovnanie katalytického účinku lignlnového preparátu obsahujúceho chinónové štruktúry s doteraz používanou sulfátovou delignifikáciou lignocelulózových materiálov uvádzame následovně příklady: Příklad 7

Bukové štiepky (100 g) sa zahrievajú v 750 ml autokláve so 400 ml varného roztoku pri maximálně] teplote 170 °C počas 15 minút so zanáškou aktívnych aikálií 16 hmot. percent a sulfiditou 25 hmot. %. Buničina sa zlska vo výtažku 53,8 hmot. % s obsahom ligninu 3,5 hmot. %.

Příklad 8

Postupuje sa ako· v příklade 7 s tým rozdielom, že sa bukové štiepky zahrievajú po6 čas 30 minút. Buničina sa získá vo výtažku 52,5 hmot. % s obsahom ligninu 2,7 hmot. percenta.

Příklad 9

Postupuje sa ako v příklade 7 s tým rozdielom, že sa bukové štiepky zahrievajú počas 90 minút. Buničina sa získá vo výtažku 50,4 hmot. °/o s obsahom ligninu 2,1 hmot. percenta.

Příklad 10

Postupuje sa ako v příklade 7 s tým rozdielom, že sa smrekové štiepky zahrievajú počas 120 minút. Buničina sa získá vo výtažku 49,0 hmot. % s obsahom ligninu 5,3 hmot. °/o.

Vynález může nájsť použitie v celulózopapierenskom priemysle pri výrobě buničiny.

Claims (1)

1. PREDMET

   Spůsob delignifikácie lignocelulózových materiálov v procese sulfátového varenia, vyznačujúci sa tým, že sa k varnému roztoVYNALEZU ku přidá 1 až 3 hmot. %, vztiahnuté na lignocelulózový materiál, oxidovaného ligninu.