RU2721503C2 - Method of producing semi-cellulose - Google Patents

Method of producing semi-cellulose Download PDF

Info

Publication number
RU2721503C2
RU2721503C2 RU2018140804A RU2018140804A RU2721503C2 RU 2721503 C2 RU2721503 C2 RU 2721503C2 RU 2018140804 A RU2018140804 A RU 2018140804A RU 2018140804 A RU2018140804 A RU 2018140804A RU 2721503 C2 RU2721503 C2 RU 2721503C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semi
cellulose
wood
cooking
production
Prior art date
Application number
RU2018140804A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018140804A (en
RU2018140804A3 (en
Inventor
Фирдавес Харисовна Хакимова
Ольга Алексеевна Носкова
Евгений Андреевич Глезман
Виталий Анатольевич Житнюк
Михаил Николаевич Спасенников
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2018140804A priority Critical patent/RU2721503C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2018140804A publication Critical patent/RU2018140804A/en
Publication of RU2018140804A3 publication Critical patent/RU2018140804A3/ru
Publication of RU2721503C2 publication Critical patent/RU2721503C2/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: paper.
SUBSTANCE: invention relates to pulp and paper industry and can be used in production of fibrous semi-products, in particular, semi-pulp for paper making. Initial raw material for production of semi-cellulose is represented by wood wastes - birch sawdust formed when birch wood is produced from standard chips - basic (traditional) raw material for production of fibrous semi-finished products of pulp-and-paper production. Birch sawdust is loaded into autoclave and filled with neutral sulphite cooking solution heated to temperature of 70–75 °C. Boiling solution contains boiling solution represented by NaOH. Then semi-cellulose is brewed at temperature of 156–165 °C and total duration of 95–115 minutes. Produced semi-cellulose is dissolved in a disintegrator into fibres and bundles of fibres and washed with cold water. Then, sorting is carried out on a laboratory scale and grinding is performed on a centrifugal grinder to 27–32 °SR.
EFFECT: invention simplifies and reduces the cost of the method of producing semi-cellulose, as well as increases environmental friendliness of the process while maintaining quality parameters of the semi-cellulose, which are not inferior to those of the prototype.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве волокнистых полуфабрикатов, в частности, полу целлюлозы для изготовления бумаги.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the manufacture of fibrous semi-finished products, in particular, pulp floor for the manufacture of paper.

Известен способ получения полуцеллюлозы путем щелочной варки лиственной древесины с использованием варочной жидкости - растворенного плава от сжигания отработанного бисульфитного щелока на натриевом основании, содержащего 48-80% Na2S, 13-43% Na2CO3, 7-11% Na2SO3 в ед. Na2O. Варку ведут при температуре 170-180°С и давлении 0,7-0,9 МПа (см. А.С. №861442, кл. D21C 3/00, опубл. 07.09.81).A known method of producing semi-cellulose by alkaline cooking of deciduous wood using a cooking liquid - dissolved melt from burning spent bisulfite liquor on a sodium base containing 48-80% Na 2 S, 13-43% Na 2 CO 3 , 7-11% Na 2 SO 3 units Na 2 O. Cooking is carried out at a temperature of 170-180 ° C and a pressure of 0.7-0.9 MPa (see AS No. 861442, class D21C 3/00, publ. 07.09.81).

Недостатком известного способа является образование в процессе варки при высокой температуре в щелочной среде из сульфида натрия экологически опасных веществ - метилмеркаптана и сероводорода.The disadvantage of this method is the formation during cooking at high temperature in an alkaline environment from sodium sulfide environmentally hazardous substances - methyl mercaptan and hydrogen sulfide.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения полуцеллюлозы из лиственной древесины, согласно которому размолотую березовую щепу подвергают пропарке острым паром при температуре 95-100°С в течение 5 мин, пропитке варочным раствором сульфита и карбоната натрия в течение 5 мин при температуре 145°С и варке при температуре 175-180°С в течение 5-10 мин. Затем в варочный раствор после варки дополнительно добавляют сульфатный белый щелок и продолжают варку в течение 5-10 мин. (см. SU №1557227, кл. D21C 3/02, опубл. 15.04.90). Данный способ принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention according to a combination of features is a method for producing semi-cellulose from hardwood, according to which ground birch chips are steamed with steam at a temperature of 95-100 ° C for 5 minutes, impregnated with a cooking solution of sulfite and sodium carbonate for 5 minutes at a temperature of 145 ° C and cooking at a temperature of 175-180 ° C for 5-10 minutes. Then, after cooking, sulfate white liquor is additionally added to the cooking solution and cooking is continued for 5-10 minutes. (see SU No. 1557227, CL D21C 3/02, publ. 15.04.90). This method is adopted as a prototype.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым решением, - способ получения полуцеллюлозы путем варки древесного сырья с использованием нейтрально-сульфитного варочного раствора.The features of the prototype, which are common with the claimed solution, is a method for producing half-cellulose by cooking wood raw materials using a neutral sulfite cooking solution.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является сложность технологического процесса, так как получение полуцеллюлозы осуществляется в две ступени: 1-ая ступень моносульфитная (нейтрально-сульфитная) варка (растворами сульфита и карбоната натрия) и 2-ая ступень сульфатная варка с белым сульфатным щелоком. Использование на второй ступени варки сульфатного белого щелока приводит к образованию вредных серосодержащих газовых выбросов. Кроме того, в известном способе отсутствуют данные по основному показателю механической прочности бумаги - разрывной длине.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the complexity of the process, since the production of half-cellulose is carried out in two stages: the first stage monosulfite (neutral sulfite) cooking (solutions of sulfite and sodium carbonate) and the second stage sulfate cooking with white sulfate lye. The use of sulfate white liquor in the second cooking stage leads to the formation of harmful sulfur-containing gas emissions. In addition, in the known method there are no data on the main indicator of the mechanical strength of the paper - breaking length.

Одним из современных требований рационального природопользования и охраны окружающей среды является комплексное использование древесного сырья, один из путей решения которого - активизация работы лесоперерабатывающих отраслей в направлении ресурсосбережения путем максимальной утилизации отходов лесозаготовки и переработки древесного сырья. Особого внимания заслуживает использование опилок и стружки - отходов подготовки древесины в производстве целлюлозы.One of the modern requirements of rational nature management and environmental protection is the integrated use of wood raw materials, one of the ways to solve which is to intensify the work of the wood processing industries in the direction of resource conservation by maximizing the utilization of logging and wood raw materials. Particularly noteworthy is the use of sawdust and shavings - wood preparation waste in the pulp industry.

Замена первичного сырья (стволовой древесины) древесными отходами имеет, наряду с экономическим, и экологическое значение за счет предотвращения ущерба, наносимого окружающей среде, неиспользуемыми отходами.The replacement of primary raw materials (stem wood) with wood waste has, along with economic, ecological significance by preventing damage to the environment from unused waste.

Важнейшим моментом ресурсосбережения, способствующим комплексному использованию древесного сырья, является сохранение от вырубок значительных лесных массивов, что позволяет также значительно улучшить экологическую составляющую лесной отрасли.The most important moment of resource conservation contributing to the integrated use of wood raw materials is the preservation of significant forest areas from felling, which can also significantly improve the environmental component of the forest industry.

Наиболее идеальным считается стремление предприятий к безотходному производству, т.е. к возможно полному и рациональному использованию вовлекаемого в переработку древесного сырья и отсутствию вредного воздействия на окружающую среду.The most ideal is the desire of enterprises to waste-free production, i.e. to the full and rational use of wood raw materials involved in the processing and the absence of harmful effects on the environment.

Однако в России значительная часть древесных отходов вывозится на свалки. Наиболее очевидные негативные факторы накопления древесных отходов:However, in Russia a significant portion of wood waste is disposed of in landfills. The most obvious negative factors in the accumulation of wood waste:

- отчуждение территорий под складирование древесных отходов;- alienation of territories for storage of wood waste;

- пожароопасность древесных отходов.- fire hazard of wood waste.

Древесные отходы, в частности, опилки, могут стать значительным источником древесного сырья для получения целлюлозы и полуцеллюлозы.Wood waste, in particular sawdust, can be a significant source of wood raw material for pulp and semi-cellulose.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа получения полуцеллюлозы, а также повышение экологичности процесса при одновременном сохранении показателей качества полуцеллюлозы, не уступающих показателям прототипа.The objective of the invention is to simplify and reduce the cost of the method of producing half cellulose, as well as improving the environmental friendliness of the process while maintaining the quality indicators of half cellulose, not inferior to those of the prototype.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе получения полуцеллюлозы путем варки древесного сырья с использованием нейтрально-сульфитного варочного раствора, согласно изобретению в качестве древесного сырья используют древесные отходы - березовые опилки, образующиеся при получении из березового баланса кондиционной щепы - традиционного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов целлюлозно-бумажного производства, варку проводят периодическим способом нейтрально-сульфитным варочным раствором по режиму: подъем температуры до 156-165°С в течение 65-95 мин, стоянка при температуре 156-165°С - 20-40 мин, а в качестве буфера в составе варочного раствора используют NaOH.The problem was solved due to the fact that in the known method for producing half-cellulose by cooking wood raw materials using a neutral sulphite cooking solution, according to the invention, wood waste - birch sawdust produced from birch balance of conditioned wood chips - traditional raw materials is used as wood raw material for the production of fibrous semi-finished products of pulp and paper production, cooking is carried out periodically by a neutral sulfite cooking solution according to the regime: temperature rise to 156-165 ° C for 65-95 minutes, parking at a temperature of 156-165 ° C - 20-40 minutes, and NaOH is used as a buffer in the composition of the cooking solution.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - используют в качестве древесного сырья древесные отходы - березовые опилки, образующиеся при получении из березового баланса кондиционной щепы - традиционного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов целлюлозно-бумажного производства; варку проводят периодическим способом нейтрально-сульфитным варочным раствором по режиму: подъем температуры до 156-165°С в течение 65-95 мин, стоянка при температуре 156-165°С - 20-40 мин; используют в качестве буфера в составе варочного раствора NaOH.Signs of the proposed technical solution, distinctive from the prototype, - use wood waste as wood raw materials - birch sawdust, formed from birch balance of conditioned wood chips - traditional raw materials for the production of fibrous pulp and paper products; cooking is carried out periodically by a neutral sulfite cooking solution according to the regime: temperature rise to 156-165 ° C for 65-95 minutes, parking at a temperature of 156-165 ° C - 20-40 minutes; used as a buffer in the composition of the cooking solution of NaOH.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволят упростить и удешевить способ получения полуцеллюлозы, а также повысить экологичность процесса при одновременном сохранении показателей качества полуцеллюлозы, не уступающих соответствующим показателям полуцеллюлозы из кондиционной древесной щепы. Кроме того, решается проблема использования древесных отходов - опилок, образующихся на целлюлозно-бумажных предприятиях на стадии подготовки древесины.Distinctive features, together with the known ones, will simplify and reduce the cost of the method for producing half-cellulose, as well as increase the environmental friendliness of the process while maintaining the quality indicators of half-cellulose, not inferior to the corresponding indicators of half-cellulose from conditioned wood chips. In addition, the problem of the use of wood waste is solved - sawdust produced in pulp and paper mills at the stage of wood preparation.

Предлагаемый способ получения полуцеллюлозы осуществляется следующим образом.The proposed method for producing half cellulose is as follows.

В качестве исходного сырья для получения полуцеллюлозы используют древесные отходы - березовые опилки, образующиеся при получении из березового баланса кондиционной щепы - основного (традиционного) сырья для производства волокнистых полуфабрикатов целлюлозно-бумажного производства.As a raw material for the production of semi-cellulose, wood wastes are used - birch sawdust, which is formed when conditioned chips are obtained from the birch balance - the main (traditional) raw material for the production of fibrous pulp and paper products.

Березовые опилки загружают в автоклав и заливают нейтрально-сульфитным варочным раствором, подогретым до температуры 70-75°С. В качестве буфера варочный раствор содержит NaOH. Соотношение компонентов нейтрально-сульфитного варочного раствора Na2SO3:NaOH равно 5:1.Birch sawdust is loaded into the autoclave and poured with a neutral sulfite cooking solution, heated to a temperature of 70-75 ° C. The cooking liquor contains NaOH as a buffer. The ratio of the components of the neutral sulfite cooking solution of Na 2 SO 3 : NaOH is 5: 1.

Далее проводят варку полуцеллюлозы периодическим способом при температуре 156-165°С и общей продолжительности 95-115 мин. Полученную полуцеллюлозу распускают в дезинтеграторе на волокна и пучки волокон, промывают холодной водой. Затем сортируют на лабораторной сцеже и размалывают на центробежном размалывающем аппарате до 27-32°ШР.Next, half-cellulose is cooked in a batch manner at a temperature of 156-165 ° C and a total duration of 95-115 minutes. The resulting half-cellulose is dissolved in a disintegrator into fibers and bundles of fibers, washed with cold water. Then sorted in a laboratory pump and grind on a centrifugal grinder to 27-32 ° SH.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1. Березовые опилки размером 2-5 мм загружали в автоклав и заливали нейтрально-сульфитным варочным раствором, подогретым до температуры 70-75°С.Example 1. Birch sawdust 2-5 mm in size was loaded into an autoclave and poured with a neutral-sulfite cooking solution, heated to a temperature of 70-75 ° C.

Далее проводили варку по следующему режиму:Then spent cooking in the following mode:

- подъем температуры до 156°С - 85 мин;- rise in temperature to 156 ° C - 85 min;

- стоянка при температуре 156°С - 30 мин.- parking at a temperature of 156 ° C - 30 min.

Гидромодуль варки 6.Cooking hydromodule 6.

После варки полученную полуцеллюлозу распускали на дезинтеграторе, промывали холодной водой и сортировали, затем подвергали холодному размолу в ЦРА в течение 5,5 мин.After cooking, the resulting half-cellulose was dissolved on a disintegrator, washed with cold water and sorted, then subjected to cold grinding in a CIA for 5.5 minutes.

Примеры 2-6. Березовые опилки размером 2-5 мм загружали в автоклав и заливали нейтрально-сульфитным варочным раствором, подогретым до температуры 70-75°С.Examples 2-6. Birch sawdust 2-5 mm in size was loaded into an autoclave and poured with a neutral sulfite cooking solution, heated to a temperature of 70-75 ° C.

Далее проводили варку по режимам, указанным в таблице.Next, cooking was carried out according to the modes indicated in the table.

Гидромодуль варки 6.Cooking hydromodule 6.

После варки полученную полуцеллюлозу распускали на дезинтеграторе, промывали холодной водой и сортировали, затем подвергали холодному размолу в ЦРА. Продолжительность размола полуцеллюлозы - по примерам указана в таблице.After cooking, the resulting half-cellulose was dissolved on a disintegrator, washed with cold water and sorted, then subjected to cold grinding in a CIA. The duration of the grinding of half-cellulose - according to the examples shown in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Из таблицы следует, что по данному способу по упрощенной технологии из древесных отходов (опилок) может быть получена полуцеллюлоза с показателями качества, не уступающими соответствующим показателям полуцеллюлозы из кондиционной древесной щепы при сравнимых показателях выхода полуфабриката в % от исходной древесины.It follows from the table that according to this method, according to the simplified technology, semi-cellulose can be obtained from wood waste (sawdust) with quality indicators that are not inferior to the corresponding indicators of half-cellulose from conditioned wood chips with comparable yield of semi-finished product in% of the source wood.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает повышение комплексности использования древесного сырья за счет утилизации древесных отходов (опилок), сохранению лесных ресурсов за счет сокращения вырубки лесов, улучшение экологической обстановки за счет исключения разложения других отходов на свалках с выделением в атмосферу экологически вредных продуктов разложения и ликвидации пожароопасности, снижение токсичности сточных вод за счет исключения из процесса получения полуцеллюлозы сульфида натрия, приводящего к выделению токсических соединений.Using the proposed method in comparison with the prototype provides an increase in the complexity of the use of wood raw materials by utilizing wood waste (sawdust), preserving forest resources by reducing deforestation, improving the environmental situation by eliminating the decomposition of other waste in landfills with the release of environmentally harmful decomposition products into the atmosphere and elimination of fire hazard, reduction of toxicity of wastewater due to the exclusion of sodium sulfide from the process of producing cellulose, leading to the release of toxic compounds.

Claims (1)

Способ получения полуцеллюлозы путем варки древесного сырья с использованием нейтрально-сульфитного варочного раствора, отличающийся тем, что в качестве древесного сырья используют древесные отходы - березовые опилки, образующиеся при получении из березового баланса кондиционной щепы - традиционного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов целлюлозно-бумажного производства, варку проводят периодическим способом нейтрально-сульфитным варочным раствором по режиму: подъем температуры до 156-165°С в течение 65-95 мин, стоянка при температуре 156-165°С - 20-40 мин, а в качестве буфера в составе варочного раствора используют NaOH.A method of producing semi-cellulose by cooking wood raw materials using a neutral sulfite cooking solution, characterized in that the wood waste is wood waste - birch sawdust produced from birch balance of conditioned wood chips - traditional raw materials for the production of fibrous pulp and paper products, cooking is carried out periodically by a neutral sulfite cooking solution according to the regime: raising the temperature to 156-165 ° C for 65-95 minutes, parking at a temperature of 156-165 ° C for 20-40 minutes, and use as a buffer in the composition of the cooking solution NaOH.
RU2018140804A 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing semi-cellulose RU2721503C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140804A RU2721503C2 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing semi-cellulose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140804A RU2721503C2 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing semi-cellulose

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018140804A RU2018140804A (en) 2020-05-19
RU2018140804A3 RU2018140804A3 (en) 2020-05-19
RU2721503C2 true RU2721503C2 (en) 2020-05-19

Family

ID=70734766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140804A RU2721503C2 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing semi-cellulose

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721503C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1261991A1 (en) * 1985-05-27 1986-10-07 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.С.М.Кирова Method of producing paper pulp
SU1557227A1 (en) * 1987-11-10 1990-04-15 Астраханский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Всесоюзного Научно-Производственного Объединения Целлюлозно-Бумажной Промышленности Method of producing semipulp from hardwood
RU2380466C1 (en) * 2005-12-02 2010-01-27 Акцо Нобель Н.В. Method of producing high alpha-cellulose pulp

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1261991A1 (en) * 1985-05-27 1986-10-07 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.С.М.Кирова Method of producing paper pulp
SU1557227A1 (en) * 1987-11-10 1990-04-15 Астраханский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Всесоюзного Научно-Производственного Объединения Целлюлозно-Бумажной Промышленности Method of producing semipulp from hardwood
RU2380466C1 (en) * 2005-12-02 2010-01-27 Акцо Нобель Н.В. Method of producing high alpha-cellulose pulp

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Смирнов Р.Е. Производство сульфитных волокнистых полуфабрикатов: учебное пособие/ГОУВПО СПбГТУРП.-Спб., 2010.-146с. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018140804A (en) 2020-05-19
RU2018140804A3 (en) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104641039B (en) A kind of waterproof recycled paper and its production method
CN102174760B (en) A chemical-mechanical pulping process of Salix salix
CN101698985B (en) Method for manufacturing art paper with high content of mechanical pulp and art paper manufactured therefrom
CN103842581A (en) Enzymatic pretreatment of wood in a process for the preparation of mechanical pulp
RU2011135609A (en) METHOD AND CHEMICAL COMPOSITION FOR IMPROVING EFFICIENCY OF PRODUCING MECHANICAL FIBROUS WEIGHT
CN105672053B (en) A kind of spool fiber board
CN105839471A (en) Production technology of low basis weight and high transparency semitransparent paper
CN103669064B (en) A kind of preparation technology of vinegar-grade bamboo pulp
CN102277786A (en) Preparation method for double-sided gummed paper or electrostatic copy paper
RU2721503C2 (en) Method of producing semi-cellulose
CN104790239B (en) A kind of preparation method for the chemical-mechanical pulping penetrating agent with timber as raw material
WO2021012617A1 (en) Method for improving strength performance of waste paper pulp
KR20210056421A (en) Ionic liquid based pulp bleach protectant
CN108978298A (en) A kind of preparation method of onionskin
CA2453131A1 (en) Processes for preparing mechanical pulps having high brightness
Jahan et al. Evaluation of rubber wood (Hevea brasiliensis) as a raw material for kraft pulping
RU2368716C1 (en) Method of pulping
US20210254280A1 (en) Method for producing bleached wood fibre material
CN101831823A (en) Pollution-free pulping method for wheat straw
Latibari et al. Alkaline peroxide mechanical pulping of fast-growth paulownia wood.
Miyanishi Thermomechanical pulp innovation for energy saving and high brightness paper development
CN109403118A (en) A kind of agricultural three remain the washing bleaching method that object prepares cellulose
Sherstobitov OBTAINING CELLULOSE FROM TECHNICAL CANNABIS BY THE OXIDATIVE-ORGANOSOLVENT METHOD
CN104947546A (en) Composite wood processing technique
CN105369664A (en) Method of improving brightness of chemi-mechanical pulp