Розробка способів отримання целюлози підвищеного виходу з деревини тополі - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Національному технічному університеті України „Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України на кафедрі екології та технології рослинних полімерів Міністерства освіти і науки України, професор кафедри екології та технології рослинних полімерів Ірклей Валерій Михайлович, Київський національний університет технологій та дизайну Міністерства освіти і науки України, професор кафедри технології полімерів і хімічних волокон; Захист відбудеться 12.02.2007 р. о 14-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.05 у Національному технічному університеті України „Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України за адресою: 03056, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, м.Це пояснюється тим, що після розпаду СРСР в Україні практично відсутнє виробництво целюлози, а тому основну волокнисту сировину для виробництва різних видів паперу і картону - целюлозу Україна імпортує. Згідно з Державною програмою розвитку лісопромислового комплексу України на період до 2015 року в Україні передбачено створення нових виробничих потужностей, а також реконструкція та модернізація діючих підприємств ЦПП з метою скорочення дефіциту волокнистих напівфабрикатів, зменшення імпорту целюлози, створення власної сировинної бази. Виходячи з викладеного вище зрозуміло, що розробка технологічних режимів одержання якісної целюлози підвищеного виходу з деревини канадської тополі для забезпечення целюлозно-паперової галузі України сировиною власного виробництва є актуальним народногосподарським завданням для створення конкурентоспроможної картонно-паперової продукції та виробів з неї. Дослідити вплив основних технологічних параметрів (температурного режиму, вмісту загального SO2 у розчині, РН середовища та тривалості варіння) на процес делігніфікації деревини і якість целюлози в умовах нейтрально-сульфітного та кисло-бісульфітного способів варіння. Предмет дослідження - деревина канадської тополі, яка швидко росте, целюлоза з неї та папір на її основі, відпрацьовані щолоки.Варіння проводили за двома варіантами: за першим - безпосередньо при кінцевій температурі, за другим - із прямолінійним підйомом температури від 70 ОС до кінцевої протягом 90 та 150 хвилин, далі проводили безпосередньо варіння протягом різного терміну. Проведення процесу варіння із плавним підйомом температури до кінцевої, під час якого здійснюється попереднє просочення трісок та збільшується загальна тривалість процесу, сприяє більш повному видаленню геміцелюлоз, оскільки за однакового ступеня делігніфікації деревини вихід напівфабрикату приблизно на 2% нижчий, ніж під час проведення варіння без просочення (рис.1). Подальші дослідження показали, що РН варильного розчину в межах 7.5 - 9.5 за температури 175 ОС суттєво не впливає на вихід целюлози однакового ступеня делігніфікації деревини, однак фізико-механічні показники целюлози досягають максимальних значень за РН 9.5 та виході її з деревини 62 - 65%. Вперше показано, що нейтрально-сульфітне варіння в слабколужному середовищі з добавкою AQ у кількості 0.05 - 0.1% від маси абс. сух. деревини сприяє прискоренню процесу варіння на 90 хвилин, підвищенню виходу целюлози на 1.5 - 4.0%, зростанню її білості до 10% і фізико-механічних показників приблизно на 5 - 22% у порівнянні з варінням без AQ. На підставі цих даних можна зробити висновок, що для одержання целюлози з білістю до 80% після варіння з AQ витрата Н2О2 не перевищує 1.5%, а для целюлози, отриманої без добавки AQ, - більше 3%.Визначено вплив температурних режимів, концентрації SO2 у розчині, РН середовища та тривалості варіння на процес делігніфікації деревини тополі і властивості отриманої з неї целюлози за нейтрально-сульфітного і кисло-бісульфітного способів. Вперше встановлено, що з деревини тополі нейтрально-сульфітним способом за режимами варіння без попереднього просочення можна одержувати не тільки напівцелюлозу, але і целюлозу з виходом до 66% та з вмістом у ній лігніну не більше 6 - 8%, яка легко розділяється на окремі волокна без додаткового розмелювання і має високі показники механічної міцності: розривна довжина до 10 - 12 тис. м, опір зламу під час подвійних перегинів 850-1200 ч.п.п., опір роздиранню до 400 - 500 МН, опір продавлюванню до 500 - 700 КПА. Вперше показано, що добавка антрахінону в кількості не більше 0.05 - 0.1% від маси абс. сух. деревини за нейтрально-сульфітного варіння в слабколужному середовищі сприяє прискоренню процесу варіння, підвищенню виходу целюлози на 1.5 - 4.0%, збільшенню її білості до 10% та підвищенню фізико-механічних показників у порівнянні з варінням без антрахінону. Розроблено і захищено патентом України новий варіант сульфітного варіння, названий кисло-бісульфітним способом, що забезпечує одержання целюлози з виходом до 60% від абс. сух.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ