Варка целлюлозы натронная

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]

Поведение гемицеллюлоз при сульфатной и натронной варке целлюлозы [c.362]

Сульфатный (или крафт) и натронный процессы — это два главных метода щелочной варки целлюлозы, которые, кроме того, легли в основу ряда модифицированных щелочных процессов и в том числе сульфатной варки с предгидролизом для производства [c.347]

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]

При сульфатной и натронной варке, как и при кислой сульфитной, наблюдается явление обратной сорбции растворившихся в варочном щелоке гемицеллюлоз, а также частичная стабилизация их на волокнах. Как уже указывалось, этот процесс является полезным в производстве целлюлозы для бумаги и вредным при производстве целлюлозы для химической переработки. Этим объясня- [c.368]

Из химикатов наибольший интерес представляет фурфурол — продукт дегидратации ксилозы, образующийся в результате катализируемого кислотой гидролиза ксилана, сопровождающегося дегидратацией. В качестве сырья используют сельскохозяйственные отходы — кукурузную кочерыжку, багассу сахарного тростника, овсяную шелуху и др. Выход фурфурола из этого сырья составляет 15—23 %, тогда как из древесины он значительно ниже, от 6 до 11 % соответственно для хвойных или лиственных пород [118]. Фурфурол получают и на основе предгидролизатов в процессах производства сульфатной или натронной целлюлозы для химической переработки, а также из отработанных щелоков от сульфитной варки древесины лиственных пород [92]. [c.416]

Обзор исследований по сорбции гемицеллюлоз волокнами при щелочной варке будет неполным, если не упомянуть о серии опытов, выполненных в последнее время [33]. Процесс переосаждения ксилоуронидов изучался в условиях сульфатной и натронной варки березовой и осиновой древесины по обычным и модифицированным режимам. Исследования эти были проведены с целью увеличения выхода целлюлозы из лиственной древесины для производства бумаги. Опыты показали, что во время подъема температуры до 170° С значительная часть гемицеллюлоз переходит в раствор. К этому моменту содержание растворенных пентозанов достигает максимума. Во время стоянки при конечной температуре 170° С количество растворенных пентозанов уменьшилось вследствие их разрушения и частичного осаждения на волокнах целлюлозы. Сульфатная варка в тех же условиях чистого изолированного глюкуроноксилана березы показала, что он в процессе варки по мере подъема температуры постепенно образует кристаллический осадок. Максимум образования этого осадка соответствовал концу подъема температуры. Прн дальнейшем нагревании до конца варки количество выпавшего осадка не изменялось. Электронномикроскопические исследования волокон после сульфатной варки показали, что на них находится ориентированный или аморфный слой ксилана. [c.371]

В этих опытах сульфатная варка еловой щепы начиналась при 70°С с предварительно нагретым щелоком с сульфидностью 25%. Температура постепенно повышалась до 170° С. Большое влияние на увеличение выхода целлюлозы оказывает восстановитель сульфид натрия. Влиянием этого восстановителя можно объяснить повышенный выход сульфатной целлюлозы по сравнению с натронной [37]. [c.372]

Вывод о положительной роли восстановительной среды при щелочных и сульфатных варках в дальнейшем был подтвержден и в других работах [37]. Было показано положительное влияние добавления в натронный щелок таких восстановителей, как гидразин, оксим ацетона, цинковая пыль [37]. Во всех этих случаях наблюдалось увеличение содержания в целлюлозе глюкоманнана и в меньшей степени ксилана. [c.372]

Существуют два основных метода щелочной варки натронный и сульфатный. Кроме того, предложены различные модификации сульфатного метода, а также метода щелочной варки с катализатором (антрахи-ноном) и методы делигнификации растительного сырья кислородом в щелочной среде. При щелочных методах варки древесину и другое растительное сырье обрабатывают щелочными варочными растворами при температурах 160... 180 С и получают, в зависимости от метода варки, натронную или сульфатную целлюлозы. [c.473]

В настоящее время сульфатный метод является не только доминирующим щелочным методом варки при использовании древесины в качестве сырья, но и наиболее важным способом производства целлюлозы вообще. Сульфатная целлюлоза превосходит натронную ио выходу и свойствам. В течение последних 50 лет во всем мире сульфатный метод варки опережает сульфитные (см. 16.5). [c.348]

В последние годы проведено множество исследований с целью преодоления недостатков натронной и сульфатной варок, главным образом, низкого выхода и загрязнения окружающей среды. Наряду с применением полисульфидов при сульфатной варке и сероводорода для предварительной обработки в качестве добавок при варке испытано несколько сотен соединений. Однако лишь немногие из них при использовании в модифицированных щелочных варочных процессах удовлетворяют поставленным задачам ускоряют делигнификацию, увеличивают ее избирательность, увеличивают выход целлюлозы и улучшают ее качество, исключают или уменьшают загрязнение воздуха. [c.355]

Опыт добавки АХ при натронной варке распространили на сульфатную варку и подтвердили его эффективность в заводских испытаниях. Добавка 0,05 % АХ снижала продолжительность варки на 25—35 % и расход щелочи на 5 % с повышением выхода на 1,5—3 % без увеличения содержания остаточного лигнина. По показателям прочности полученная целлюлоза была сравнима с обычной сульфатной [117, 1441. Влияние АХ на выход целлюлозы при сульфатной варке показано на рис. 16.5. Из древесины сосны при сульфатной варке с АХ получили целлюлозу с очень низким числом Каппа (13—17) без потери выхода и с показателями прочности (за исключением сопротивления раздиранию) как у обычной сульфатной целлюлозы 2351. [c.356]

Сульфатная варка дает определенные преимущества по сравнению с натронной. Сульфид натрия служит как бы резервной щелочью. По мере расходования NaOH на варку равновесие реакции гидролиза сульфида натрия сдвигается вправо. Поэтому варку можно вести при меньшей щелочности, т.е. в более мягких условиях. Предполагают, что N328 в какой-то мере как восстановитель защищает полисахариды от щелочной деполимеризации. Все это способствует увеличению выхода технической целлюлозы. И самое главное, присутствующий в сульфатном варочном растворе сильный внешний нуклеофил HS существенно изменяет поведение лигнина - обеспечивает защиту от конденсации и более полную его деструкцию, т.е. способствует делигнификации. [c.474]

Основываясь на результатах исследований с применением при натронной варке первичных алифатических аминов и диаминов, например моноэтаноламина (МЭА) и этилендиамина (ЭДА), испытали также комбинации аминов с антрахиноном [1, 191, 193, 219, 220]. Наилучшие результаты в отношении белимости целлюлозы и увеличения сопротивления раздиранию дала натронная варка с АХ-ЭДА (2211. [c.357]

Двухступенчатый натронно-кислородный процесс пригоден главным образом для древесины лиственных пород, но может использоваться с меньшей избирательностью делигнификации и для древесины хвойных пород. На первой ступени процесса осуществляют натронную варку ЦВВ с последующим механическим разделением на волокна, а на второй ступени проводят кислородную обработку в щелочной среде. Свойства и выход конечного продукта определяются в основном первой ступенью — варкой. После этой ступени выход должен лежать в интервале 60—65 %, что необходимо для проведения последующего размола в рафинере в оптимальном режиме и получения продукта с высоким выходом после отбелки кислородом. По выходу беленая целлюлоза сравнима с беленой сульфатной, но показатели прочности немного ниже [5, 186, 230, 246, 255, 347]. Для практики ценно, что этот процесс можно осуществлять на существующем варочном и регенерационном оборудовании сульфатцеллюлозного завода с добавлением размольного оборудования и установки для кислородной отбелки. [c.358]

Связь между волокнами в бумажном полотне зависит от степени их поверхностной гидратаций и фибрилляции, гибкости и пластичности. Большое влияние на эти свойства оказывают содержащиеся на поверхности волокон гемицеллюлозы. Однако прямой зависимости между содержанием гемицеллюлоз в целлюлозе и прочностью связей между волокнами в бумажном листе не наблюдается. Это объясняется тем, что состав, свойства и расположение гемицеллюлоз в различных волокнах различны. Прежде всего эти различия проявляются у целлюлоз, полученных из лиственных и хвойных пород. Так, в целдюлозе из лиственных пород преобладают ксиланы, а в волокнах из хвойных пород — глюкоманнаны. Кроме того, в зависимости от способа варки целлюлозы природные гемицеллюлозы претерпевают различные изменения. Так, при сульфатной и натронной варках ксидоурониды, остающиеся в волокнах, теряют значительную часть карбоксильных групп, а при Кислой бисульфитной варке карбоксильные группы в ксиланах остаются, но содержащиеся в некоторых из них остатки арабофуранозы отщепляются. [c.387]

Иванова И. С., Шульман И. С., Василенко Л. Л. Сравнительное исследование делигнификации древесины при сульфатном, полисульфидном н натронном процессах варки целлюлозы // Пробл. производства волокнистых полуфабрикатов Сб. тр. ВНИИБ. — М. Лесн. пром-сть, 1981, — С, 20— [c.455]

В настоящее время в производстве волокнистых полуфабрикатов доминирующая роль сохраняется за сульфатным методом Однако поставленные задачи создают предпосылки для создания принципиально новых процессов производства целлюлозы с учетом жестких требований защиты окружающей среды К важнейшим модификациям основных процессов относятся щелочные методы варки с добавками катализаторов делигнификации (например, натронная варка с антрахиноном (АХ) [338, 339]), бессернис-тые способы варки (например, натронно-кислородная варка и варка с органическими растворителями [340]), биохимические способы обработки древесины и целлюлозы [c.176]

Щелочные способы варки целлюлозы подразделяются на натронный и сульфатный. При натронном способе варочный раствор содержит едкий натр NaOH. Однако натронный способ применяется редко. Главное распространение получил сульфатный способ варки. [c.119]

Сульфатная варка по сравнению с натронной имеет ряд преимуществ процесс варки ускоряется, увеличивается выход целлюлозы и ее механическая прочность. В процессе варки лигнин под действием NaOH и КагЗ переходит в раствор, частично претерпевают деструкцию и растворяются гемицеллюлозы, растворяются смолистые вещества. После варки целлюлозу [c.119]

Варка целлюлозы. Режим варки по натронному и сульфатному способам в основном одинаков. Варку сульфатной целлюлозы проводят при давлении 7—Ш ат и температуре 160—180°, концентрация NaOH в растворе составляет 4—4,5%, продолжительность процесса 3—8 час. Емкость варочных котлов—от 50 до 150 м . [c.658]

Получение канифольно-скипидарных продуктов при натронной и сульфатной варках целлюлозы. Талловое масло. [45а]. В натронном и сульфатном процессах варки целлюлозы (гл. XXIII) применяющаяся щелочная среда омыляет и растворяет от 4 до 5% смолы, содержащейся в древесной щепе, удаляя тем самым ее из массы наряду с растворенным лигнином, так как натровые соли смоляных кислот растворяются в отработанном черном щелоке. При охлаждении или концентрировании щелока мыльная иена отделяется и освобождается от суспензированного черного щелока промывкой, растворением в горячей воде и высаливанием. Подкисление минеральной кислотой регенерирует свободные жирные и смоляные кислоты, которые с некоторым количеством нейтральных веществ отделяются центрифугированием или отстаиванием и представляют собой вещество, названное сырым талловым маслом. [c.512]

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]

Как уже указывалось, полисахариды гемицеллюлоз, а также целлюлоза во время натронной или сульфатной варки постепенно отщепляют от редуцирующего конца остатки моноз, превратившиеся в изосахариновые кислоты. Для предотвращения этой вредной реакции необходимо редуцирующую альдегидную группу восстановить в спиртовую. Благодаря этому щелочной распад полисахаридов замедляется, и общий выход целлюлозы увеличивается. Неоднократно отмечалось, что в щелочной среде ксилоурониды более устойчивы, чем глюкоманнаны. Поэтому восстановление концевых групп способствует стабилизации в первую очередь глюкоманнанов [14]. Например, было показано [34, 36], что прибавление борогидрида натрия к натронному щелоку увеличивает выход полисахаридов при варке еловой древесины за счет сохранения части гемицеллюлоз и целлюлозы (табл. 89). [c.372]

Горячая разбавленная щелочь оказывает значительно большее влияние на гемицеллюлозы, чем вода, способствуя их более энергичному растворению. Но поскольку при сульфатных и натронных варках волокно уже обрабатывалось горячими щеточными растворами, потеря гемиделлюлоз при щелочной промывке хлорированных целлюлоз невелика. [c.379]

При щелочных методах варки с лигнином протекают две конкурирующие реакции статистическая сольволитическая деструкция (дефада-ция) и конденсация. Однако при натронной варке в варочном растворе нет сильного нуклеофила, который бы обеспечил защиту от конденсации. Поэтому натронную варку применяют ограниченно лишь для получения технической целлюлозы из древесины лиственных пород и некоторых видов однолетнего растительного сырья. Лигнин лиственных пород содержит значительную долю сирингилпропановых единиц, в которых 5-е положение защищено от конденсации метоксильной группой. [c.474]

В настоящее время получили широкое распространение щелочные варки с катализаторами типа антрахинона и его производных. Положительный эффект, достигаемый при добавке антрахинона в каталитических количествах (около 0,1 % от массы древесины), заключается в повышении выхода целлюлозы и ускорении делигнификации. Этот эффект наблюдается при натронной, сульфатной, полисульфидной и щелочно-сульфитной варках. Такую высокую эффективность антрахинона объясняют образованием в щелочном растворе окислительно-восстановительной системы (схема 13.8, а). Антрахинон (АХ) обратимо восстанавливается в антра-гидрохинон (9,10-дигидроксиантрацен)(АГХ). В щелочном растворе присутствуют две основные восстановленные формы катализатора дианион антрагидрохинона (АГХ и анион-радикал антрасемихинон (АСХ ). [c.481]

Согласно неопубликованной работе Фостера (см. Стюарт и др, [153, 154]), древесина Eu alyptus regnans и подвергнутая частичной варке натронная целлюлоза (10,3% лигнина) из той же древесины давали кислоторастворимые лигнины в количестве 16% от исходного лигнина Класона (22,3%)- Натронная целлюлоза, содержавшая менее 1% лигнина Класона, дала больше кислоторастворимого, чем нерастворимого лигнина. [c.169]

В исследовании по адсорбции лигнина целлюлозой Чентола и Боррузо [17а] провели натронную и крафт-варки хлопкового лин- [c.752]

Деструкция целлюлозы и полиоз в щелочной среде — важный фактор при сульфатной и натронной варках (см. 16.4), делигнификации кислородом (см. 16.7) и горячем щелочном облагораживании в производстве целлюлозы для химической переработки. Начальной стадией реакции является сольватация гидроксильных групп ионами гидроксила, приводящая к набуханию полисахарида. При воздействии щелочных растворов на полисахариды при повышенной температуре происходит большое число превращений. Наиболее важные из них растворение недеградированных полисахаридов деполимеризация с редуцирующего конца (так называемая реакция п и л и н г а), продолжающаяся до образования щелочеустойчивых концевых групп щелочной гидролиз гликозидных связей и отщепление ацетильных групп деградация и дальнейший распад растворенных полисахаридов, гидролизованных фрагментов и моносахаридов, полученных в результате пилинга [91, 92, 98]. Из этих реакций к потере полисахаридов и уменьшению длины цепей целлюлозы приводят главным образом реакции пилинга и гидролиза. [c.238]

Классический натронный процесс, в основном вытесненный сульфатным, особенно для древесины хвойных пород, не потерял еще своего значения для производства целлюлозы из недревесного сырья [72, 206, 241, 2901. Применение таких добавок, как антрахинон (натронно-антрахинонная варка, см. 16.4.5), и разработка кислородно-щелочных методов делигнификации должны привести к увеличению роли этих бессернистых методов варки в будущем (см. 16.4.6). [c.348]

Основное внимание сначала уделялось применению АХ при натронной варке с целью усовершенствования этого бессернистого процесса в отношении увеличения скорости варки, выхода целлюлозы и улучшения ее качества. Натронно-антрахинонная варка белимой целлюлозы из древесины хвойных пород по продолжительности и выходу сравнима с обычной сульфатной варкой, но полученная целлюлоза белится труднее и ее прочностные свойства хуже или, по крайней мере, не лучше, чем у сульфатной целлюлозы [104, 193]. [c.356]

Натронная варка уже используется как альтернатива сульфатной варке и считается перспективной при модификации ее каталитической добавкой АХ. Этот процесс пригоден для варки древесины лиственных пород с получением целлюлозы для бумаги, у которой не требуется высокой прочности, и особенно для варки недревесного сырья [154, 241, 291]. В настоящее время промышленное применение натронно-антрахинонной варки ограничивается существующими натронно-и сульфатцеллюлозными заводами, которые вынуждены перестраиваться на бессернистые процессы под нажимом требований экологии [144]. Следует заметить, что даже при натронной варке в регенерационной печи может получаться сульфид натрия из следов серы, содержащихся в древесине, технологической воде и нефтяном топливе [255]. [c.358]

Позднейшая модификация натронной бессернистой варки — щелочно-пероксидный процесс [1951. Делигнификацию проводят в две ступени с промежуточным размолом в рафинере. Первая ступень представляет собой натронно-антрахинонную варку с получением ЦВВ, имеющей число Каппа 50—60. Вторая ступень — отбелка пероксидом водорода (расход Н2О2 менее 0,5 % по отношению к древесине) при сравнительно высокой концентрации массы (> 10 %), со снижением числа Каппа примерно до 30. Этот процесс имеет ряд преимуществ повышение выхода по сравнению с сульфатной варкой на 2—5 % более высокие показатели прочности и белизна, чем у сульфатной и натронно-антрахинонной целлюлоз низкий расход АХ (менее 0,1 %) отсутствие газовых выбросов, загрязняющих атмосферу возможность осуществления процесса на существующих сульфатцеллюлозных заводах без больших затрат путем установки размольного оборудования и башни для отбелки пероксидом водорода. [c.359]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология