Растворение лигнина в сульфитном варочной растворе

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]

В химии лигнина понятие скорости его превращений весьма неопределенно [24, 25], так как всегда одновременно протекает несколько химических реакций. При сульфитной варке, например, происходит сульфитирование различных функциональных групп, реакции деструкции и сшивки макромолекул и др. Поэтому под скоростью сульфитной варки обычно понимают скорость растворения лигнина в варочном растворе. [c.272]

Сульфитирование — важнейшее превращение сульфитного варочного процесса Введение сульфогруппы придает лигнину гидрофильные свойства и одновременно разрывает лигноуглеводные связи и вызывает фрагментацию макромолекул лигнина, что приводит к растворению лигнина в варочном растворе [c.317]

X 1 Растворение лигнина в сульфитном варочной растворе [c.300]

Степень растворения гемицеллюлоз и их превращения под действием варочных реагентов в значительной мере зависят от дозировки сульфита. С ее повышением, особенно сверх 20 % массы древесины, интенсифицируется процесс деацетилирования гемицеллюлоз. В результате этого усиливается стабилизация в волокнистой массе ксилана. Это подтверждается данными анализа щелоков производственных нейтрально-сульфитных варок. Повышение дозировки сульфита с 11 до 25% при примерно равном выходе полуцеллюлозы привело к снижению содержания углеводов в органических веществах щелока более чем в 3 раза при одновременном возрастании количества уксусной кислоты. Повышение дозировки сульфита способствует также большему растворению лигнина — его содержание в щелоках увеличилось в 1,5 раза. Связанное с повышением дозировки реагентов возрастание щелочности раствора делает возможным частичное окисление углеводов в сахариновые кислоты. [c.214]

Тиосульфат образуется и в реакциях бисульфита как окислителя с органическими продуктами - терпенами, фенолами, различными альдегидами и т.д., которые накапливаются в щелоке в процессе варки. Однако общий баланс тиосульфата и политионатов в щелоке, как показано в [13], складывается таким образом, что их содержание в результате потребления ЗзОз" на реакции с лигнином незначительно. При оценке содержания компонентов в водных сульфитных растворах установлено [14], что концентрация (массовая доля) бисульфит-иона в варочной кислоте превышает максимальное содержание всего образовавшегося тиосульфата в 20-30, а концентрация растворенного ЗОз - в 120-200 раз. При такой огромной разнице в показателях тиосульфат, по-видимому, не может сколько-нибудь заметно конкурировать с равновесными формами оксисоединений серы в реакциях сульфитирования лигнина. Следовательно, основное внимание исследователей должно быть направлено на изучение механизма взаимодействия последних в реакции нуклеофильного сульфитирования лигнин-ного субстрата. [c.10]

Исследования по растворению лигнина при обработке сульфитным варочным раствором, выполненные Хегглундом во второй половине 20-х гг., легли в основу гипотезы, согласно которой делигнификация протекает в 2 стадии сначала происходит сульфитирование и образова- [c.208]

Обработка гидротропным раствором указанного состава происходит в нейтральной среде (при рН=7,0). При этом методе варки деструкция целлюлозы не происходит, что обусловливает более высокий выход целлюлозы (на 5—10% выше, чем при сульфитной варке), более высокий молекулярный вес ее и повышенное содержание а-целлюлозы по сравнению с содержанием ее в препаратах, выделяемых из древесины другими способами. Присутствие растворенного лигнина в гидротропном растворе не мешает повторному использованию его для варки. Концентрированный раствор ксилолсульфоновокислого натрия используется без регенерации для 5—6 варок, пока содержание лигнина в растворе не достигнет 200— 300 г1л, после чего отработанный варочный раствор разбавляют водой в 2—3 раза. При таком понижении концентрации гидротропного вещества в растворе лигнин выпадает в осадок. Разбавленный раствор ксилолсульфоновокислого натрия упаривают до требуемой концентрации и снова используют для варки. Следовательно, регенерация варочной жидкости при гидротропном способе варки значительно проще, чем при всех других способах. Аппаратурное оформление процесса такое же, как при сульфитном и сульфатном способах варки. Расход гидротропного реагента составляет 15—30 кг на 1 m получаемой целлюлозы. [c.662]

Лигносульфонаты. Основной реакцией, прсисходяш,ей с лигнином при нейтрально-сульфитной варке, является сульфирование, за которым следует его растворение в варочном растворе. Сульфирование лигнина лиственных пород происходит в меньшей степени, чем лигнина хвойных пород, оно достигает соотношения 0,08—0,15 8/СНзО по сравнению с 0,3 8/СНзО у хвойного лигнина. Лигносульфонаты нейтрально-сульфитного щелока имеют невысокую молекулярную массу 4350—7500. По сравнению с лигносульфонатами сульфитного щелока они значительно труднее осаждаются известью и другими реагентами, при этом в осадок переходит не более 60 % общего количества лигносульфонатов нейтрально-сульфитного щелока. Неосаж-даемая фракция состоит из более низкомолекулярных веществ и препятствует осаждению. [c.323]

Розенбергер [45, 94] рассматривал сульфитную варку как ряд последовательных реакций, которых, но крайней мере, три первичный гидролиз, сульфитирование и растворение твердых ЛСК (Последнее превращение, по-видимому, трактуется автором как процесс, в котором совмещены гидролиз и растворение ЛСК ) По мнению Розенбергера, в случае кислой бисульфитной варки константы скорости сульфитирования лигнина и растворения твердых ЛСК соизмеримы, и обе реакции лимитируют процесс В бисульфитных варках лимитирующая стадия делигнификации определяется концентрацией общего ЗОа в варочном растворе при низких концентрациях ЗОз сульфитирование — самая медленная стадия варки, при высоких концентрациях ЗОа сульфитирование обгоняет как первичный гидролиз>>, так и растворение ЛСК В этом случае скорость делигнификации контролируется последними двумя реакциями [c.326]

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]

Согласно современным представлениям о механизме сульфитной варки, 50г реагирует и с гидроксильными группами алифатической цепочки лигнина. Основным сульфонирующим реагентом является не бисульфит кальция, а свободная двуокись серы, растворенная в варочной жидкости. Роль бисульфита кальция в этой реакции сводится к понижению кислотности в зоне реакции, что устраняет полимеризацию лигнина в процессе его сульфонированпя. Чем выше степень полимеризации лигнина, тем труднее он сульфонируется и переходит в раствор. Поэтому при варке pH поддерживается на определенном уровне. [c.172]