Предгидролиз

Гидролиз древесины и другого растительного сырья используют в гидролизных производствах, а также в анализе древесины (для определения содержания и состава полисахаридов и определения лигнина). При варке целлюлозы в кислой среде (например, при кислой сульфитной варке) протекают реакции гидролитической деструкции гемицеллюлоз, приводящие к их удалению, и нежелательные реакции частичной деструкции целлюлозы, приводящие к снижению выхода, СП и потере прочности. Перед сульфатной варкой целлюлозы для химической переработки, как уже упоминалось выше, проводят предгидролиз растительного сырья. [c.297]

Однако при почти полном удалении лигнина целлюлоза содержит еще некоторое количество гемицеллюлоз. Поэтому, например сульфитная мягкая целлюлоза содержит небольшое количество лигнина, но значительное количество гемицеллюлоз. Это является недостатком при получении чистой целлюлозы для химической переработки. В этом случае приходится прибегать к обработке целлюлозы горячей или холодной щелочью (горячее или холодное облагораживание). Более простой путь решения этой задачи — сульфатная варка с предгидролизом древесины (рис. 40). Осуществляется [c.344]

Процесс предгидролиза имеет длительную историю [38] и на первых стадиях его промышленного развития представлял собой одноступенчатую варку измельченной древесины с 0,5 %-ной серной кислотой при 120—130° С в течение 1—2 ч. В этих условиях гемицеллюлозы гидролизовались до моносахаридов. Полученный гидролизат собирали в сборники, вытесняя его трехкратной промывкой остатка водой. Средняя концентрация моносахаридов в гидролизате с промывными водами составляла 1,5—2%. После нейтрализации и очистки такой гидролизат использовали для выращивания кормовых дрожжей. [c.373]

Сульфатная варка с предгидролизом. . . [c.367]

Поведение гемицеллюлоз при сульфатной и натронной варке с предгидролизом [c.373]

Некоторое представление о характере процессов, протекающих в древесине при ее предгидролизе в водной среде, может дать следующий пример [37]. [c.373]

Рис. 51. Влияние температуры водного предгидролиза древесины сосны на потерю ею компонентов гемицеллюлоз

Рас. 52. Влияние условий предгидролиза древесины сосны на содержание в остатке маннозы [c.374]

Содержание основных компонентов гемицеллюлоз ксилозы и маннозы в остатке древесины сосны, выраженное в процентах от исходного их содержания, представлено на рис. 52 и 53. Из рисунков видно, что удаление гемицеллюлоз во время предгидролиза по мере увеличения жесткости режима варки подходит к определенному пределу, составляющему для обоих моноз 30—35% от их исходного содержания. Остальное количество гемицеллюлоз удаляется с большим трудом. [c.374]

Изменение содержания гемицеллюлозных компонентов в остатке древесины сосны после ее предгидролиза в разных условиях [c.375]

Из табл. 90 видно, что изменяется и концентрация и, соответственно, выход моносахаридов (РВ) в водном предгидролизате после инверсии содержащихся в нем полисахаридов. В случае предгидролиза при 160° С концентрация моносахаридов непрерывно растет в течение всего периода нагрева при постоянной температуре. [c.375]

Химические изменения, претерпеваемые гемицеллюлозами различных древесных пород в период предгидролиза, неоднократно изучались. При водном предгидролизе сосны обыкновенной в течение 2 ч при 160° С и гидромодуле 6 в раствор перешло 15% веществ от веса исходной древесины [39]. Полученный гидролизат имел pH 3,4 и содержал 0,39% летучих кислот в пересчете на уксусную. Общая характеристика углеводов, содержащихся в предгидролизате до и после инверсии, представлена в табл. 91. [c.375]

В этой работе была сделана попытка установить состав простейших олигосахаридов, образовавшихся при водном предгидролизе из гемицеллюлоз. Методом бумажной хроматографии из [c.375]

Такой предгидролизат обычно не находит практического применения и после смешения с отработанными щелоками его упаривают и сжигают в топках содорегенерационных печей. Иногда сразу после водного предгидролиза с малым модулем (обработка паром влажной древесины) в варочные котлы подают белый щелок и проводят сульфатную варку [40]. В этом случае, как и при обычной сульфатной варке, гемицеллюлозы разрушаются и в дальнейшем сжигаются в топках содорегенерационных котлов. [c.376]

Влияние водного предгидролиза на содержание в сульфатной целлюлозе гемицеллюлоз можно видеть в табл. 92. [c.376]

Изменение содержания гемицеллюлоз в целлюлозе после обычной сульфатной варки древесины и варки с предгидролизом [c.377]

I варка с водным предгидролизом [c.377]

При сульфатной варке сосновой древесины с предгидролизом и в присутствии восстановителя гидразина увеличился выход целлюлозы, но одновременно возросло содержание в ней гемицеллюлоз, что нежелательно для целлюлозы, предназначенной для химической переработки. [c.377]

Сульфатная варка с предгидролизом была успешно применена для получения целлюлозы для химической переработки из лиственной древесины. Сорбция волокном гемицеллюлоз из щелочного раствора при сульфатной варке при получении целлюлозы для химической переработки нежелательна. Поэтому после предгидролиза масса должна быть отделена от растворившихся гемицеллюлоз. Оставление их в варочном котле, например при варке с паровым предгидролизом, будет способствовать повышению содержания гемицеллюлоз в целлюлозе. [c.377]

Первой операцией получения вискозных волокон и пленок является мерсеризация, т. е. обработка целлюлозы водным раствором едкого натра при концентрации его 220—240 г/л. В этих условиях, если целлюлоза предварительно не подвергалась холодному облагораживанию или предгидролизу, значительные. количества гемицеллюлоз переходят в раствор. Чем больше отношение жидкости к целлюлозе, тем ниже средняя концентрация гемицеллюлоз в щелочном растворе. [c.395]

Целлюлоза для химической переработки Варка в жестких условиях (кислая сульфитная и сульфатная с предгидролизом) 30...40 [c.540]

Мощное развитие сульфатно-целлюлозного производства явилось следствием многочисленных преимуществ этого способа (по сравнению с сульфитным), например нетребовательностью к сырью, возможностью использования высокопроизводительного непрерывнодействующего оборудования большой единичной мощности (варочные котлы или аппараты производительностью 400—450 и 800—900 т целлюлозы в сутки), достаточно совершенной системой регенерации химикатов, высокой прочностью получаемых полуфабрикатов и т. д. Модификацией сульфатного метода является варка с предгидролизом. [c.5]

Для проведения предгидролиза щепу подвергают нагреванию в воде или разбавленной минеральной кислоте при температурах от 100 до 160 С в течение от 0,3 до 6 ч (в зависимости от концентрации кислоты и температуры). Важным параметром процесса является гидромодуль, т. е. отношение массы жидкости к массе абсолютно сухого сырья, которое может варьировать от 2 до 6. При минимальном гидромодуле 2 жидкость находится внутри частиц сырья, и в этом случае пред-гидролиз называют паровым. [c.348]

С физической точки зрения предгидролизат представляет собой сложную систему, являясь одновременно суспензией, эмульсией, коллоидным раствором и истинным раствором. К взвешенным веществам (дисперсной фазе) относятся мелкие частички сырья, скоагулировавших коллоидных веществ, в основном лигнинного характера, и гуминовые вещества — продукты распада моноз. К эмульгированным веществам относятся мельчайшие капельки смолистых веществ, перешедших в предгидролизат из древесины. Коллоидные вещества в основном представлены лигнинными веществами, а также полисахаридами. Характерное свойство их — неустойчивость, способность постепенно коагулировать. Все эти особенности предгидролизата значительно затрудняют его переработку, так как приводят к выпадению осадков в аппаратах и образованию отложений на стенках трубопроводов. Образующиеся осадки и отложения имеют плотную, монолитную, стеклоподобную структуру, что затрудняет их удаление из аппаратов и с поверхности трубопроводов. Для уменьшения образования осадков, а также для придания этим осадкам рыхлой структуры рекомендуется вводить в воду, подаваемую на предгидролиз, некоторое количество концентратов сульфитно-дрожжевой бражки (по опыту БЦЗ — до 40—45 кг на 1 т сырья). [c.349]

Когда растительный материал высушивался при 105° С до определения в нем содержания лигнина, выход последнего повышался. Высокотемпературная сушка не отражалась на содержании метоксила в лигнине-сырце, если остаточные лабильные метоксилы удалялись при конечном гидролизе. Баланс метоксилов показал, что методы с предгидролизом не давали всего лигнина. Однако лигнин может быть получен по следующему методу. [c.162]

Поскольку содержание метоксилов в выделенном лигнине в обоих случаях составляло 18,8%, ясно, что часть лигнина утрачивалась во время предгидролиза. Это видно также из того, что прн нейтрализации фильтрата предгидролизата карбонатом бария профильтрованный раствор выпаривался досуха и, когда содержание лигнина в остатке определялось с 72%-ной серной кислотой, он давал осадок с 16,03% метоксилов. Поэтому такого рода предгидролиз не рекомендуется. [c.165]

Влияние кислотного предгидролиза на выход и элементарный состав лигнина (в %) из древесины сосны и липы [c.175]

Перед варкой целлюлоза подвергается предгидролизу -обра-3TKG раствором 0,3—0,57о-ноп li S04 при 100—120 С в течете 2—5 ч. [c.53]

После удаления большей части гемицеллюлоз в процессе пред-гидролиза нерастворившийся остаток состоит из лигнина и целлюлозы и небольшого количества трудно удаляемых гемицеллюлоз. Удаляют лигнин из этого остатка обычно сульфатным методом (вторая ступень). Применение сульфитной варки невозможно, так как лигнин в процессе предгидролиза конденсируется и теряет способность растворяться в кислой среде. Целлюлоза, полученная в результате сульфатной варкн с предгидролизом древесины, содержит значительно меньшее количество гемицеллюлоз, чем обычная сульфитная или сульфатная целлюлоза. [c.345]

Можно указать также на аналогичные работы по щелочной варке соломы в присутствии хлопка, которые показали, что в этих условиях в хлопке также обнаруживаются устойчивые пентозаны, сорбированные им из раствора [29]. Увеличение содержания устойчивых к щелочи пентозанов в целлюлозе, находившейся в контакте с их щелочным раствором, отмечали и другие исследователи. Было показано также, что если удалить из раствора гемицеллюлозы, перешедшие в него в результате водного предгидролиза, и провести затем щелочную варку остатка с хлопком, то обогащения хлопка пентозанами не наблюдается. [c.369]

Периодом подогрева предгидролиз обычно не заканчивается. По достижении заданной температуры она выдерживается постоянной определенное врелгя. Влияние продолжительности и температуры выдержки на содержание элементов гемицеллюлоз в остатке древесины видно из данных табл. 90 [37]. [c.374]

Наиболее подробно водный предгидролиз изучался на древесине бука [41], сосны Элиотта [42], западной тсуги [14], сосны обыкновенной [37, 39], лиственницы [40] и южной сосны [149]. [c.376]

Приведенные в таблице данные показывают, что выход сульфатной целлюлозы после предгидролиза снижается по сравнению с выходом при обычной варке на 20% из тсуги и на 25% из сосны. Содержание моносахаридов гемицеллюлоз в сульфатной целлюлозе после предгидролиза резко падает. Так, при варке сосновой древесины в процессе водного предгидролиза было удалено 607о маннозы и 57% ксилозы от их содержания в исходном сырье. [c.377]

Во время сульфатной варки предгидролизованной древесины сосны было удалено еще 217а маннозы и около 30% ксилозы от их исходного количества. Таким образом, варка с предгидролизом позволила удалить из волокон 81% маннозы и 87% ксилозы. При обычной сульфатной варке, без предгидролиза, удалялось только 70% маннозы и 47% ксилозы. [c.377]

В ряде описанных выше производств гемицеллюлозы подвергаются гидролизу и образующиеся при этом моносахариды глюкоза, манноза, галактоза, ксилоза, арабиноза, уроновые кислоты, а также уксусная кислота переходят в водный раствор, содержащий от 1 до 5% сахаров. К таким гидролизатам относятся сульфитные щелока— отход сульфитцеллюлозного производства предгидроли-заты, образующиеся при сульфатной варке с предгидролизом пред-гидролизаты, образующиеся при получении кристаллической глюкозы, маточные отеки глюкозного производства с применением концентрированной соляной кислоты, маточные отеки при производстве ксилозы и ксилита и т. д. Соотношение отдельных моносахаридов в этих смесях весьма различно и зависит от состава перерабатываемого растительного сырья, условий гидролиза и последующей их переработки. [c.416]

Г идролиз полисахаридов под действием воды осуществить практически невозможно из-за очень малой скорости реакции. Исключением можно считать автогидролиз легкогидролизуемых полисахаридов при нагревании с водой до 140...180 С. В этих условиях катализирующее действие оказывает уксусная кислота, образующаяся в результате отщепления ацетильных групп от гемицеллюлоз. Подобную водную и паровую обработку древесины используют при так называемом предгидролизе, который осуществляют для частичного гидролиза гемицеллюлоз перед сульфатной варкой целлюлозы для химической переработки и, главным образом, для удаления арабиногалактана при варке целлюлозы из древесины лиственницы. [c.287]

Арабиногалактан оказывает значительное влияние на переработку древесины лиственницы в целлюлозно-бумажном производстве. Лиственница - наиболее распространенная порода хвойных лесов России, особенно Сибири. Для улучшения условий делигнификации древесины лиственницы сульфатным способом и повышения показателей качества получаемой технической целлюлозы арабиногалактан предварительно удаляют паровым или водным предгидролизом. Предгидролизат перерабатывают аналогично гидролизатам в гидролизных производствах. Галактозу, как и другие гексозы, можно сбраживать в этанол. Арабинозу и галактозу можно использовать для выращивания кормовых дрожжей. Перспективное направление - гидрирование галактозы с получением щестиатомного спирта дульцита. Предложен способ предварительного извлечения арабиногалактана из древесины лиственницы горячей водой. Растворы арабиногалактана имеют хорошую клеящую способность и могут применяться в бумажном производстве для проклейки бумаги вместо крахмала и т.п. [c.316]

Предгидролизаты — ЭТО технические растворы, получаемые в результате предгидролиза щепы, в свою очередь предгидро-лиз (по Ю. Н. Непенину)—стадия обработки щепы перед сульфатной варкой, имеющая целью удаление из древесины [c.347]

Конкретно технологические параметры предгидролиза подбирают для каждого предприятия индивидуально с учетом местных условий, причем чаще предгидролиз проводят без применения минеральных кислот. Так, на Братском лесопромышленном комплексе (БЛПК) и Байкальском целлюлозном заводе (БЦЗ) предгидролиз проводят при гидромодуле 6, температуре 140—160 °С в течение 2—2,5 ч. Осуществляют предгидролиз периодическим способом щепу загружают в автоклав, заливают горячей водой, герметизируют, далее нагревают до требуемой температуры путем подачи в автоклав острого пара, выдерживают смесь заданное время и затем отделяют предгидролизат от отработанной щепы (которую далее подают на сульфатную варку). [c.348]

Кривая С для предгидролизованной буковой древесины не дала резкого падения, какого следовало ожидать ввиду повышенного содержания лигнина. Наклон этой кривой, составляющий лишь около трети наклона для необработанной древесины, показывает, что не только природный лигнин подвергся изменениям в ходе предгидролиза, но и что это изменение заключалось во внутримолекулярном отщеплении воды. Обычно же подобный предгидролиз рассматривается как мягкая обработка. [c.107]

Пытаясь уменьшить помехи со стороны гемицеллюлозного материала, Сен Гупта и Каллоу [127] определяли содержание лигнина в джуте до и после предгидролиза. Они нашли, что [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология