Лигнин варке

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]

Сульфитно-спиртовая барда получается из сульфитных щелоков, образующихся при сульфитной варке целлюлозы. В процессе варки сернистая кислота связывается с лигнином древесины. Из сульфитных щелоков производят технический спирт, белковые кормовые дрожжи и бардяные концентраты. [c.168]

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]

Целлюлоза — главная составная часть стенок клеток высших растений, В стеблях однолетних растений (камыш, кукуруза, подсолнечник) ее содержится 30—40%, в древесине — 40—50%, хлопчатнике — 97—98%. Выделение целлюлозы производится разрушением или растворением нецеллюлозных компонентов путем сульфитной варки и натронной или сульфатной варкой. В первом случае древесину 4—12 ч обрабатывают под давлением и при нагревании до 135—150° С варочной кислотой с pH 1,5—2,5, содержащей 3— 6% свободного 80 2 и около 2% связанного в бисульфит кальция, магния, натрия или аммония. При этом лигнин сульфируется и переходит в раствор в виде лигносульфонатов. Часть гемицеллюлоз гидролизуется, образующиеся олиго- и моносахариды растворяются. При натронной варке щепу 5—6 ч при 170—175° С под давлением обрабатывают 4—6% каустика, при сульфатной варке — смесью его с сульфитом натрия. При этом происходит растворение лигнина, растворение и гидролиз части гемицеллюлоз и превращение образующихся сахаров в оксикислоты (молочную, сахариновую и др.) и кислоты (муравьиную). Смоляные и высшие жирные кислоты (абиетиновая, линолевая, линоленовая и др.) переходят в варочный щелок в виде натриевых солей (сульфатное мыло). [c.157]

Важным источником высших жирных кислот являются сульфатное мыло и продукт его переработки — талловое масло — отходы производства целлюлозы методом натронной или сульфатной варки. В отличие от сульфитной варки, когда отходом являются лигносульфонаты, древесную щепу подвергают варке с 4—6%-ным раствором каустика (натронный способ) или его смесью с сернистым натрием (сульфатный способ) при 170—175° С нод давлением в течение 5—6 ч. При этом происходит растворение лигнина, переход в раствор и гидролиз [c.207]

Изменение содержания составных частей древесины и в том числе целлюлозы, ее выход и степень полимеризации в ходе варки показаны на рис. 88. По количеству лигнина, оставшегося после варки, судят о качестве полученной целлюлозы. Если осталось [c.203]

Лигносульфонаты являются побочными продуктами целлюлозного производства, получаемыми в процессе варки древесины с водными растворами сернистой кислоты и ее кислых солей. Варочная кислота содержит от 2 до 10% 30 2 в виде свободной сернистой кислоты и от 1,3 до 2,5 ЗОз в виде бисульфита. При обработке ею древесной щепы почти весь лигнин и большая часть сахаров переходят в раствор — так называемый сульфитный щелок. В нерастворенном виде остается сырая целлюлоза. В 1970 г. количество ССБ как отхода производства достигла 3,5 млн. т (в расчете на 50%-ную концентрацию). Задача утилизации этого отхода является одной из наиболее острых проблем целлюлозно-бумажной промышленности. [c.139]

Поскольку требования, предъявляемые к получаемому волокнистому материалу в зависимости от его применения, весьма различны, условия варки растительного сырья изменяют в широких пределах. Так, для получения химически чистой целлюлозы, применяемой для производства простых и сложных эфиров, целлюлоза должна быть предельно освобождена от гемицеллюлоз и лигнина. [c.340]

Как уже указывалось, холоцеллюлоза имеет почти теоретический выход. При методах варки, применяемых в промышленности, вместе с лигнином теряется почти две трети всех гемицеллюлоз, что ведет к значительному снижению выхода волокна для получе-яяя бумаги. Этим объясняется систематическое совершенствование производственных режимов варки с целью повышения выходов волокна за счет сохранения в них части гемицеллюлоз. Так, при сульфатных варках в присутствии таких сильных восстановителей, как борогидрид натрия, гидразин, концевые редуцирующие группы гемицеллюлоз восстанавливаются и благодаря этому приобретают повышенную устойчивость в горячей щелочи. Выход целлюлозных волокон благодаря сохранению в них гемицеллюлоз в этих условиях увеличивается. Аналогичный эффект наблюдается при превращении сульфида натрия в полисульфид. [c.342]

Можно считать, что для повышения выходов волокон, свободных от лигнина, совершенствовать режимы варки необходимо в следующих основных направлениях [c.342]

Поскольку присутствие лигнина в волокнах частично предохраняет полисахариды от разрушения и растворения, наиболее сильное воздействие реакционной среды испытывают волокна в конце варки. Поэтому именно в этот момент необходимо обеспечивать [c.342]

Из данных табл. 81 и рис. 42 видно, что независимо от конечного содержания лигнина в полученной целлюлозе содержание глюкоманнана в ней после одноступенчатой сульфитной варки на 5—67о больше, чем после двухступенчатой. Это указывает на то, что между степенью делигнификации древесины и содержанием гемицеллюлоз в остатке нет строгой зависимости. Подбором условий [c.347]

Есть основание предполагать, что некоторое защитное действие на гемицеллюлозы оказывает не перешедший еще в раствор лигнин. Последний, переходя в растворимое состояние к концу варки, задерживает растворение части гемицеллюлоз, вследствие чего они гидролизоваться до моносахаридов не успевают. [c.351]

Часто для предохранения целлюлозы от разрушения варка не доводится до максимального удаления гемицеллюлоз, а прекращается немного раньше, когда делигнификация волокон еще не закончена. Последующее удаление лигнина и гемицеллюлоз осуществляется хлорированием, обработкой горячей щелочью и отбелкой. [c.362]

При всех вариантах сульфатной варки древесины под действием горячей разбавленной щелочи в раствор вместе с лигнином переходит и значительная часть гемицеллюлоз. В условиях сульфатной или натронной варки гемицеллюлозы, как перешедшие в раствор, так и оставшиеся на волокнах целлюлозы, подвергаются глубоким изменениям. [c.363]

Цель варки заключается в возможно полном извлечении всех прнмесей (лигнин, гемицеллюлоза и пр.) в раствор и сохранении целлюлозы в неповрежденном виде. [c.203]

Перечисленные выше опыты по сорбции гемицеллюлоз целлюлозными волокнами, особенно в начальной стадии сульфатной или натронной варки, проводились с чистыми целлюлозными волокнами, содержащими минимальные количества гемицеллюлоз и лигнина. Оставался неясным вопрос о возможности осаждения в этих условиях гемицеллюлоз на волокнах, содержащих эти компоненты в различных количествах. [c.369]

Химические реакции лигнина имеют важное практическое значение в технологии химической переработки древесины реакции, протекающие при делигнификации древесины в процессах варки целлюлозы и технических целлюлоз в процессах их отбелки реакции лигнина при гидролизе древесины, приводящие к образованию многотоннажного отхода гидролизных производств - технического гидролизного лигнина реакции при переработке технических лигнинов, их химическом модифицировании реакции лигнина при термическом разложении древесины в пиролизных [c.422]

В процессах отбелки и облагораживания в раствор переходит большая часть оставшегося после варки лигнина, золы, гемицеллюлоз, смолистых вешеств и продуктов распада целлюлозы и тем самым повышаются содержание основного полезного вещества а-целлюлозы до 92—97% и ее однородность. Одновременно целлюлоза приобретает такие важные для химической переработки качества, как набухаемость, повышенную реакционную способность и более равномерную вязкость. Далее целлюлозу тщательно промывают водой для удаления хлора и кислых продуктов, обезвоживают до содержания влаги 6—12% и формируют в полотно, которое затем разрезают на листы (600x800 мм), идущие на упаковку. [c.204]

Для удаления из целлюлозы остатков лигнина, гемицеллюлоз и придания ей необходимой белизны целлюлозную массу после варки подвергают хлорированию с отмывкой образовавшегося хлорлигнина, обработке отбеливающими средствами (белильной известью, гипохлоритом, перекисью водорода, двуокисью хлора и т. д.) низкомолекулярные компоненты удаляют из массы обработкой горячими разбавленными или холодными концентрированными щелочами. Последняя операция особенно важна для очистки целлюлозы, предназначенной для химической переработки. [c.378]

Любой варочный процесс представляет собой сложный комплекс различных процессов, на которые оказывают влияние морфологические, физические и химические факторы. При делигнификации как в условиях варки, так и отбелки, воздействию подвергаются не только лигнин, но и углеводная часть древесины. Реакции углеводов, главным образом деструкция полисахаридов, будут определять выход и качество получаемого волокнистого полуфабриката. Реакции же продуктов деструкции полисахаридов, переходящих в варочный раствор, будут определять направление их утилизации. При производстве целлюлозы для бумаги добиваются максимально возможного сохранения углеводной части древесины, тогда как при производстве целлюлозы для химической переработки целлюлоза должна быть освобождена не только от лигнина, но и от гемицеллюлоз. [c.342]

Фенольные гидроксильные группы лигнина обладают всеми свойствами фенолов. Наибольшее практическое значение в химии лигнина имеет реакция образования фенолятов под действием щелочей, играющая важную роль при варке целлюлозы щелочными способами (см. 13.2.1). [c.379]

Лигнин используют как топливо и частично перерабатывают в угли различного назначения, нитролигнин и другие продукты В зависимости от величины гидролизаппарата и вида сырья весь цикл от загрузки сырья до выгрузки лигнина (варка) про должается от 2 до 5 ч [c.36]

В гидролизаппаратах осуществляется процесс дерколяциод-ного гидролиза, т. е. одновременной подачи кислоты и выдачи гидролизата. В конце варки в гидролизаппарат подается не кислота, а горячая вода для промывки остатка гидролизуемой массы — лигнина. Для выгрузки лигнина открывают пневматический клапан в нижней части гидролизаппарата, после того как давление в нем снижено до 7 —8 ат. Затем варочный цикл начинается снова. [c.27]

При сульфитной варке целлюлозы варочная кислота (растворенный в воде SO2 с добавкой окиси кальция) растворяет все компоненты древесины, кроме целлюлозы. В раствор переходят пентозные и гексозные сахара, лигнин, минеральные соли и др. Этот раствор называют сульфитным щелоком. Переработкой его получают этиловый спирт и ряд других продуктов. [c.28]

Источники получения и состав. Лигносульфонаты являются побочными продуктами сульфитной варки, осуществляемой для отделения целлюлозной пульпы от древесины. Оболочки клеток древесины представляют собой сложную смесь полимеров. От 70 до 80 % такой ткани образуют полисахариды (именуемые холоцеллюлозой), остальную часть ткани составляет лигнин. Последний — это связующий материал, который придает растениям жесткость. Он служит также для ограничения потерь влаги и защиты растений от разрущающего действия микроорганизмов. Холоцеллюлоза состоит из целлюлозы и гемицеллюлозы. Последняя представляет собой смесь полимеров с относительно короткой цепью, образованную родственными сахару компонентами. При отделении целлюлозы (примерно половина сухой древесины) при помощи сульфитной варки лигнин и гемицеллюлоза разлагаются и растворяются горячим раствором бисульфита. В качестве бисульфита могут использоваться гидросульфиты кальция, магния, натрия или аммония, хотя чаще всего используется первый из них. Отработанный сульфатный щелок содержит около 10 % твердой фазы, из которых одна половина представлена лигнином, а другая — гидролизной глюкозой, органическими кислотами и смолистыми материалами. [c.487]

В технологии вяжущих веществ при помоле сырьевых материалов наибольшее применение в качестве ПАВ находят сульфитнодрожжевая бражка СДБ (ранее вместо нее использовали сходную по составу и свойствам сульфитно-спиртовую барду ССБ), торфяная вытяжка, адипинат натрия как относительно дешевые вещества. Могут быть использованы также сульфоновые соединения крезола и другие соединения. СДБ является отходом производства целлюлозы по сульфитному методу. При обработке древесных опилок серной кислотой и последующей варке смеси с добавкой щелочей при повышенных температурах происходит сульфирование лигнина, составляющего примерно Д древесины, и образование лигносульфоновых кислот и солей, переходящих в сульфитно-целлюлозный щелок. При переработке этого щелока в спирт, пекарские и кормовые дрожжи в качестве отходов и получают ССБ, СДБ. [c.257]

Для сравнения на рис. 21, г представлены данные о скорости коррозии стали в водных экстрактах из бумаги-основы с содержанием сорбента в количестве 5 и 25% (кривые 1, 2). При контакте стали с бумагой-основой, не содержащей сорбента, скорость коррозии снижается в течение 1,5 ч с момента упаковки изделия в. бумагу в несколько раз, но превышает аналогичный показатель для антикоррозионной бумаги в 100—150 раз. Экстракты, напротив, вызывают рост коррозии, причиной чего являются не только сульфат- и хлорид-ионы, но и серусодержащие продукты варки целлюлозы органического происхождения, экстрагируемые из бумаги. К последним относятся активные в коррозионном отношении угле-водсульфоновые кислоты и продукты распада лигнина, типа пропан- [c.113]

ЛИГНОСУЛЬФОНАТЫ, образуются из лигнина нри сульфитной варке древесины в произ-ве целлюло 1ы. Мол. м. от 200 до 60 ООО строение окончательно ие установлено. Вынус каются с примесью углеводов и др. в-в в виде жидких и тв. концентратов сульфитно-спиртовой барды, содержащих 50—90% (по массе) сухого остатка. Анионные ПАВ. При мен. пластификаторы в ирои 1-ве стройматериалоп (цемента, кирпича и др.) понизители вязкости глинистых р-ров при бурении литейные крепители в произ-ве синт. дубящих в-в [c.300]

По Э. Хегглунду, в процессе сульфитной варки, обычно проводимой прп 125—150° С и pH 1,5—2,5, растворение лигнина протекает в две стадии, взаимно накладывающиеся в промышленных условиях. Во время первой на каждый метоксил фенилпропанового звена вводится от 0,5 до одной группы ЗО3Н с образованием непосредственно на древесном волокне твердых лигносульфоновой кислоты и ее солей. Наиболее вероятно, что спиртовой гидроксил а-атома углерода боковой цепи замещается на сульфогрунпу. На второй стадии продолжается сульфирование и растворение лигнина, по мнению М. Г. Элиашберга, в результате кислотного гидролиза и коллоидно-химической пептизации [79]. [c.139]

Сухой остаток состоит из орг. массы (65-70%) и минер, части (30-35%) и содержит 40-41% С, 3,9-4,1% И, 4,2-5,2% 8, 33,7-35,3% (К Ч- О). Орг. масса включает (% по массе) щелочной лигнин (ок. 50) продукты разрушения моносахаридов (гидроксикислоты, лактоны, 30-35) ( нолы, неизмененные моносахариды, нейтральные в-ва, высшие жирные, смоляные и летучие к-ты (4-13) сераорг. (ме-тилмеркаптад диметилсульфид, диметилдисульфид) и иные соед. (до 2). Состав гидроксикислот определяется видом перерабатываемого древесного сырья. В С.щ. от варки [c.456]

Волокна целлюлозы в древесине связаны между собой лигнином. Для удаления лигнина и освобождения от него целлюлозы проводят варку древесины. Распространенным способом варки является сульфитный. Он был разработан в США в 1866 г., а первый завод по данной технологии был построен в Швеции в 1874 г. Широкое промышленное значение способ получил с 1890 г По этому способу для отделения лигнина и некоторых других веществ, содержащихся в древесине, последняя варится в сульфитном щелоке, который состоит из Са(Н50з)2, НгЗОз и ЗОг. В результате лигнин сульфо- [c.35]

При сульфитной варке растительное сырье обрабатывается горячей разбавленной сернистой кислотой в присутствии сернистокислых солей кальция, натрия, магния, аммония или их смесей. В этих условиях лигнин образует водорастворимые соли лигносуль-фоновых кислот, а гемицеллюлозы гидролизуются, превращаясь в водорастворимую смесь моносахаридов, уроновых кислот и уксусной кислоты. Все эти компоненты переходят в сульфитный щелок. При последующей биохимической переработке этого щелока содержащиеся в нем гексозные сахара сбраживаются на этиловый спирт, а оставшиеся пентозы и уксусная кислота усваиваются дрожжеподобными микроорганизмами, используемыми в сельском хозяйстве как источник полноценного белка и витаминов для кормовых целей. [c.4]

При щелочной варке растительное сырье обрабатывается водными растворами едкого натра или смесью его с сернистым натром. При этом в раствор переходит значительная часть гемицеллю-лоз и лигнина. Остающаяся нерастворимой целлюлоза и часть гемицеллюлоз образуют волокнистую массу сульфатной или натронной целлюлозы, также находящей широкое применение в бумажном производстве. Переходящие при этой обработке в щелочной раствор гемицеллюлозы претерпевают глубокие изменения, превращаясь в сахариновые кислоты и продукты более глубокого распада. Сотни тысяч тонн этих производных гемицеллюлоз ежегодно сжигаются на сульфатцеллюлозных заводах в топках паровых и содорегенерационных котлов. [c.4]

Более убедительными были работы, посвященные очистке выделенных соединенрй методами хроматографии, гельфильтрации и электрофореза. Наибольший интерес в этом отношении представляет исследование лигнинуглеводных комплексов из черного щелока, полученного при сульфатной варке древесины березы [19]. Фракционным осаждением, электрофорезом в колонках с гелем хроматографией на геле удалось показать, что основная масса растворённого лигнина не содержала связанных углеводов. Однако часть лигнина выделялась вместе с гемицеллюлозами. Попытки разделить их методами электрофореза и гельфильтрации не дали положительных результатов. В процессе разделения указанными методами углеводы перемещались с лигнином примерно в одной пропорции. Отсюда был сделан вывод о существовании лигнингемицеллюлозного комплекса в черном щелоке. [c.295]

Необходимо, однако, отметить, что граница самостоятельного разделения растительной ткани на отдельные волокна не постоянна и зависит от метода химической обработки. Приведенные выше данные о границе мацерации относятся к методам варки, представленным на рис. 36. Однако та же древесина, делигннфици-рованная в среде бисульфита, но при температуре около 50° С (растворялся в основном лигнин), мацерировалась на отдельные волокна уже при выходе массы 70—80% 2]. [c.341]

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]

Перечисленные выше методы и режимы химиче-скей обработки древесины для получения волокнистых материалов обычно не ограничиваются про- а цессами варки. В зависи- мости от требований, предъявляемых потреби- телями, волокнистый ма- териал дополнительно подвергается хлорированию с отмывкой хлорированного лигнина разбавленной щелочью и отбелке различными отбеливающими веществами. При этих обработках небольшая часть гемицеллюлоз также теряется, что не желательно при производстве волокнистой массы для бумаги. [c.348]

Большой интерес в этом направлении представляет серия исследований по сульфатной варке чистой хлопковой целлюлозы и специально очищенной от гемицеллюлоз древесной целлюлозы в присутствии пентозанов, предварительно растворенных в варочном щелоке [28]. Во всех этих исследованиях было подтверждено, что чистая хлопковая и древесная целлюлозы сорбируют при нагревании из щелочного раствора пентозаны. Было показано, что это поглощение протекает одинаково при варке исходной древесины, холоцеллюлозы и чистых гемицеллюлоз. Высказывавшиеся вначале предположения о большой роли в этом процессе лигнина в виде лигнинуглеводных производных этими опытами было опровергнуто. [c.369]

Влияние температуры варки на зависимость между выходом волокна и его радиоактивностью показано на рис. 50. Из рисунка видно, что поглощение ксилоуронида из щелочного раствора относительно невелико при выходах целлюлозы 60— 70% и быстро возрастает по мере освобождения древесных волокон от лигнина. Таким образом, ксилоуронид в наиболь- [c.370]

При использовании древесины в качестве волокнистого сырья в первую очередь оценивают тип и содержание волокон и их ультраструктуру, от которых зависят бумагообразующие свойства. Для получения целлюлозы и бумаги наибольщую ценность представляют прозенхимные клетки, среди которых лучшими бумагообразующими свойствами отличаются трахеиды и волокна либриформа. Как уже отмечалось, из древесины хвойных пород получаются длинноволокнистые полуфабрикаты, а из древесины лиственных - коротковолокиистые. Содержащиеся в древесине лиственных пород сосуды ухудшают прочностные свойства волокнистых полуфабрикатов, но придают хорошую впитывающую способность бумаге. Паренхимные клетки при варке частично теряются, но содержимое сохранившихся в целлюлозной массе паренхимных клеток может создавать в производстве бумаги смоляные затруднения (ухудшать показатели качества бумаги, вызывать отложение смол на оборудовании и т.д.) В древесине лиственных пород по сравнению с хвойными содержится меньше волокон и больше коротких клеток, теряющихся при варке целлюлозы, но сильнее развита проводящая система, вследствие чего древесина некоторых лиственных пород имеет лучшую проницаемость и требует меньшего времени на варку. Лигнин древесины лиственных пород вследствие большей доли фенилпропановых единиц с двумя метоксильными группами имеет более редкую сетчатую структуру и менее способен к реакциям сшивания, чем лигнин древесины хвойных. Это в некоторой степени облегчает делигнификацию древесины лиственных пород. Все эти различия между древесиной лиственных и хвойных пород требуют разных технологических режимов при их переработке в целлюлозу и бумагу и создают трудности при совместной варке древесины лиственных и хвойных пород. [c.224]

В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитьгаая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенкн - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточньк стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллирования определяющее влияние оказы-вае ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист. [c.224]