Производство целлюлозы и бумаги

Производство целлюлозы

В состав целлюлозно-бумажного производства входит получение волокнистых полуфабрикатов (целлюлозы и древесной массы) и их переработка в различные виды бумаги и картона. Выделение целлюлозы из измельченной древесины основано на действии реагентов (при повышенных температуре и давлении), разрушающих или растворяющих нецеллюлозные компоненты (в частности лигнин). При этом часть лигнина растворяется, клетки древесины разъединяются и получается волокнистая техническая целлюлоза. Чем полнее удален лигнин, тем волокно светлее, но выход его меньше. Целлюлозу вырабатывают:

  • - нормального выхода (40-50% от массы абсолютно сухого сырья);
  • - высокого выхода (50-60 масс.%).

Целлюлоза нормального выхода подразделяется на:

  • - жесткую - содержит 3-8 масс.% лигнина;
  • - среднежесткую - 1.5-3 масс.%;
  • - мягкую - менее 1.5 масс.%.

Получают также полуцеллюлозу (выход 65-85 масс.%). Она содержит половину или более исходного лигнина и требует механического размола для превращения ее в волокнистую массу. Техническая небеленая целлюлоза пригодна для изготовления газетной и мешочной бумаги, тарного картона и др.

Для получения высших сортов писчей и печатной бумаги, где требуется повышенная белизна, используют среднежесткуто и мягкую целлюлозу, которую отбеливают хлором, двуокисью хлора, гипохлоритом кальция или натрия, перекисью водорода.

Особо очищенную (облагороженную) целлюлозу, содержащую 92-97 масс.% а-целлюлозы (т.е. фракции целлюлозы, нерастворимой в 17.5% водном растворе едкого натра) используют для изготовления химических волокон, в том числе вискозного шелка и высокопрочного вискозного кордного волокна для производства автомобильных шин. Известно два основных способа получения целлюлозы:

  • - сульфитный (кислотный);
  • - сульфатный (щелочной).

Сульфитный способ получения целлюлозы

Производство сульфитной целлюлозы основано на обработке древесины кислым реагентом - варочной кислотой. Она представляет собой 3-6 масс.% водный раствор бисульфита кальция Ca(HSO3)2, либо магния, натрия, аммония с большим избытком свободного сернистого ангидрида (SO2). Варка древесины производится в стальных футерованных или биметаллических котлах вместимостью 160 - 400 м3 под давлением при температуре 135 - 150 °C. Время варки составляет от 4 до 12 часов. Варочные растворы имеют pH 1.5 - 2.5.

Повышение содержания сернистого ангидрида в варочной кислоте ускоряет варку, несколько увеличивает выход целлюлозы и повышает ее качество.

При этом сопутствующие вещества растворяются: основная часть лигнина сульфируется и переходит в раствор в виде лигносульфоновых кислот; гемицеллюлоза переходит в раствор в виде моносахаридов.

В твердой фазе остается техническая целлюлоза, далее целлюлозу отделяют от раствора (сульфитный щелок), облагораживают и применяют для получения вискозы, высококачественной бумаги и картона.

Из раствора выделяют лигносульфонаты, которые могут использоваться как поверхностно-активные вещества (ПАВ), эмульгаторы, диспергаторы, пластификаторы, клеящие средства и т. д. Пиролизом лигносульфонатов получают лигниновый кокс, активный уголь, смолы.

Биохимической переработкой сульфитного щелока получают этиловый спирт, кормовые дрожжи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >