AGRIS - 

2019

Ковернинский, Иван Николаевич

The article provides material on the study of chemical-thermomechanical pulp (CTMM) from poplar wood, produced by the Chinese company WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD. As a result of the research, it was established that CTMP of poplar wood has the ability to be easily milled with a significant increase (by 30–80%) of physical and mechanical properties. The interval of the possible degree of grinding, in which the mass can be used with the greatest efficiency, is recommended 30–50 °SR.CTMM in unbleached form is a high-quality primary semi-finished fibrous material that can be effectively used in combination with waste fiber for the production of corrugated paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard (test liner). Adding weight to the composition is appropriate in the range of 20–50%.CTMM in bleached form is a high-quality primary fiber for the production of base paper for various sanitary purposes. Compositions with bleached cellulose, in which cellulose should be added within 15–20%, will differ in high efficiency in imparting properties to paper.When using coniferous sapwood (pine, larch), a characteristic large-tonnage waste of Russian enterprises, an increase in the mechanical properties of the mass is expected by 20–30%. Such a mass will be a significant factor in the development of the production of containerboard, sanitary and hygienic, as well as other types of paper and cardboard.The CTMM technology offered by the Chinese company WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD is recommended for use by Russian timber merchants. In terms of its importance, the technology is capable of solving the tasks of developing the production of pulp, paper and cardboard, provided for in the Strategy for the Development of the Forest Complex of Russia until 2030. | В статье приводится материал по исследованию химико-термомеханической массы (ХТММ) из древесины тополя, производства китайской фирмы WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD. В результате исследования установлено:ХТММ из древесины тополя имеет свойство легко размалываться со значительным повышением (на 30–80%) физико-механических показателей. Интервал возможной степени помола, в которой масса может использоваться с наибольшей эффективностью, рекомендуется 30-50 0ШР.ХТММ в небеленом виде представляет собой высококачественный первичный волокнистый полуфабрикат, который может эффективно применяться в композиции с макулатурным волокном для производства бумаги для гофрирования и картона для плоских слоев гофрированного картона (тест-лайнера). Добавки массы в композицию целесообразны в пределах 20–50%.ХТММ в беленом виде является высококачественным первичным волокном для производства бумаги-основы различного санитарно-гигиенического назначения. Высокой эффективностью в придании свойств бумаге будут отличаться композиции с беленой целлюлозой, в которых целлюлозу следует добавлять в пределах 15–20%.При использовании хвойной заболонной древесины (сосны, лиственницы), характерным крупнотоннажным отходом российских предприятий, ожидается повышение механических свойств массы на 20–30%. Такая масса будет существенным фактором в развитии производства тарного картона, санитарно-гигиенических, а также других видов бумаг и картона.Технология ХТММ, предлагаемая китайской фирмой WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD, рекомендуется российским лесопромышленникам для использования. По своей значимости технология способна решать задачи по развитию производства целлюлозы, бумаги и картона, предусмотренные в «Стратегии развития лесного комплекса России до 2030 г».

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Вураско, Алеся Валерьевна | Симонова, Елена Игоревна | Минакова, Анастасия Рашитовна | Сиваков, Валерий Павлович

An improved process flow diagram for the production of cellulose by oxidation-organosolvent method from non-wood vegetable raw materials with pre-alkaline treatment and recovery of the spent cooking solution has been developed. It is shown that it is possible to obtain technical cellulose with the desired properties with repeated use of the spent cooking solution, which allows to reduce the consumption of acetic acid and fresh water by two and 1.7 times, respectively. The scheme includes the following stages: preparation of raw materials; preparation of the cooking composition and alkaline solution, alkaline treatment, cooking and washing of cellulose, recovery of the spent cooking solution, neutralization of the spent alkaline solution and the use of contaminated water.  When implementing the flowcharts are formed by the following types of contaminated water: water for rinsing plant material circulates through the first and second steps of adding water with catalyst; circulating the water from flushing technical pulp in three stages – the washing water from the first washing stage is directed to the Converter; the washing water from the second stage washing sent to the first stage of the wash technical cellulose; the third step of the rinsing water is fed from the drum filter with the addition of fresh water; the concentration of sodium hydroxide in the spent alkaline solution is 1.75 %. In the neutralizer, weakly acidic water with a concentration of acetic acid of 0.83% and sodium acetate with a concentration of 2.5% is formed; weakly acidic water from the neutralizer is fed to the first stage of washing plant raw materials. Fresh water is used for the preparation of balanced peracetic acid, alkaline solution and the third stage of technical cellulose washing. Solid waste is formed in the hydraulic separator during washing of vegetable raw materials; in the tank of the spent cooking solution in the form of a precipitate from zero fiber; in the neutralizer, the washed precipitate can be used as an anti-frost additive for concrete. It is proposed to use reactor and neutralizer as the main technological equipment. | Разработана усовершенствованная принципиальная технологическая схема получения целлюлозы окислительно-органосольвентным способом из недревесного растительного сырья с предварительной щелочной обработкой и рекуперацией отработанного варочного раствора. Показана возможность получения технической целлюлозы с заданными свойствами при многократном использовании отработанного варочного раствора, что позволяет сократить расход уксусной кислоты и свежей воды в два и 1.7 раза соответственно. Схема включает следующие стадии: подготовку сырья; приготовление варочной композиции и щелочного раствора, щелочную обработку, варку и промывку целлюлозы, рекуперацию отработанного варочного раствора, нейтрализацию отработанного щелочного раствора и использование загрязненной воды. При реализации предложенной технологической схемы образуются следующие виды загрязненной воды: вода для промывки растительного сырья циркулирует по первой и второй ступеням при добавлении воды с нейтрализатора; оборотная вода от промывки технической целлюлозы в три ступени – промывную воду с первой ступени промывки направляют в нейтрализатор; промывную воду со второй ступени промывки направляют на первую ступень промывки технической целлюлозы; на третью ступень промывки подают воду с барабанного фильтра с добавлением свежей воды; концентрация гидроксида натрия в отработанном щелочном растворе составляет 1.75%. В нейтрализаторе образуется вода с концентрацией уксусной кислоты 0.83 % и ацетата натрия с концентрацией 2.5%; воду с нейтрализатора подают на первую ступень промывки растительного сырья. Свежая вода используется для приготовления равновесной перуксусной кислоты, щелочного раствора и на третью ступень промывки технической целлюлозы. Твердые отходы образуются в гидроразбивателе при промывке растительного сырья; в баке отработанного варочного раствора в виде осадка из нулевого волокна; в нейтрализаторе промытый осадок можно использовать как противоморозную добавку для бетонов. В качестве основного технологического оборудования предложено использовать реактор и нейтрализатор.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Ковернинский, Иван Николаевич

The article provides material on the study of chemical-thermomechanical pulp (CTMM) from poplar wood, produced by the Chinese company WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD. As a result of the research, it was established that CTMP of poplar wood has the ability to be easily milled with a significant increase (by 30–80%) of physical and mechanical properties. The interval of the possible degree of grinding, in which the mass can be used with the greatest efficiency, is recommended 30–50 °SR. CTMM in unbleached form is a high-quality primary semi-finished fibrous material that can be effectively used in combination with waste fiber for the production of corrugated paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard (test liner). Adding weight to the composition is appropriate in the range of 20–50%. CTMM in bleached form is a high-quality primary fiber for the production of base paper for various sanitary purposes. Compositions with bleached cellulose, in which cellulose should be added within 15–20%, will differ in high efficiency in imparting properties to paper. When using coniferous sapwood (pine, larch), a characteristic large-tonnage waste of Russian enterprises, an increase in the mechanical properties of the mass is expected by 20–30%. Such a mass will be a significant factor in the development of the production of containerboard, sanitary and hygienic, as well as other types of paper and cardboard. The CTMM technology offered by the Chinese company WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD is recommended for use by Russian timber merchants. In terms of its importance, the technology is capable of solving the tasks of developing the production of pulp, paper and cardboard, provided for in the Strategy for the Development of the Forest Complex of Russia until 2030. | В статье приводится материал по исследованию химико-термомеханической массы (ХТММ) из древесины тополя, производства китайской фирмы WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD. В результате исследования установлено: ХТММ из древесины тополя имеет свойство легко размалываться со значительным повышением (на 30–80%) физико-механических показателей. Интервал возможной степени помола, в которой масса может использоваться с наибольшей эффективностью, рекомендуется 30-50 0ШР. ХТММ в небеленом виде представляет собой высококачественный первичный волокнистый полуфабрикат, который может эффективно применяться в композиции с макулатурным волокном для производства бумаги для гофрирования и картона для плоских слоев гофрированного картона (тест-лайнера). Добавки массы в композицию целесообразны в пределах 20–50%. ХТММ в беленом виде является высококачественным первичным волокном для производства бумаги-основы различного санитарно-гигиенического назначения. Высокой эффективностью в придании свойств бумаге будут отличаться композиции с беленой целлюлозой, в которых целлюлозу следует добавлять в пределах 15–20%. При использовании хвойной заболонной древесины (сосны, лиственницы), характерным крупнотоннажным отходом российских предприятий, ожидается повышение механических свойств массы на 20–30%. Такая масса будет существенным фактором в развитии производства тарного картона, санитарно-гигиенических, а также других видов бумаг и картона. Технология ХТММ, предлагаемая китайской фирмой WeifangderuibioloDgical TECHNOLODGY CO., LTD, рекомендуется российским лесопромышленникам для использования. По своей значимости технология способна решать задачи по развитию производства целлюлозы, бумаги и картона, предусмотренные в «Стратегии развития лесного комплекса России до 2030 г».

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Логинова, Вера Анатольевна | Чешкова, Анна Владимировна | Захарова, Ирина Михайловна | Койфман, Оскар Иосифович

Способность материала не изменять свойства при нагревании является важной характеристикой нетканых и ВПМ (волокнистых полимерных материалов). Взаимодействие компонентов связующего, целлюлозы льна и нецеллюлозных примесей будет во многом определять их свойства, в том числе устойчивость к термоокислению. В качестве объектов исследования в настоящей статье использовали котонин льна, образцы очищенной целлюлозы, экстрагированного лигнина, волокнистые материалы на основе котонина льна, пропитанные полимерными связующими. Ферментативно котонизированный лен получен эффективным разволокнением за счет селективного гидролиза пектинов и гемицеллюлоз с сохранением структурообразующего лигнина. Формирование ВПМ осуществляли путем пропитки неориентированно расположенных волокон в холсте связующим на основе 50% поливинилацетатной эмульсии и циклических олигомеров ПА-6 (степень полимеризации 6–11).Получены ВПМ на основе котонина льна с различными типами связующих, исследованы их термические свойства на Синхронном термоанализаторе – STA 449 F3 Jupiter. Устойчивость к прожиганию оценивали по ГОСТ 12.4.184. Изучено влияние введения природных алюмосиликатов на термические свойства ВПМ. Анализ экспериментальных данных по времени прожигания показал низкую прожигаемость пленок с включением малоступинского алюмосиликата. | The ability of a material not to change its properties when heated is an important characteristic of nonwoven and fibrous polymeric materials (VPM). The interaction of binder components, flax cellulose and non-cellulose impurities will largely determine their properties, including resistance to thermal oxidation. In this paper were used as objects of research cotton linen, samples of purified cellulose, extracted lignin, cotton fiber based on cotton linen, impregnated with polymer binders.Enzyme-modified flax is obtained by effective fibration due to the selective hydrolysis of pectins and hemicelluloses, while structure-forming lignin has been preserved. The formation of VPM was performed by impregnation of undirected fibers located in the canvas with a binder based on 50% polyvinyl acetate emulsion and cyclic PA-6 oligomers (polymerization degree 6–11).Fiber-polymer materials based on cottonin- flax with various types of binders were obtained, their thermal properties were studied on the Synchronous Thermal Analyzer – STA 449 F3 Jupiter. Resistance to burning was evaluated according to standard 12.4.184. The effect of the introduction of natural aluminosilicates on the thermal properties of fibrous-polymeric materials has been studied.It was revealed that fibrous-polymeric materials with the inclusion aluminosilicate (from Malostupino) have low burnability.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Логинова, Вера Анатольевна | Чешкова, Анна Владимировна | Захарова, Ирина Михайловна | Койфман, Оскар Иосифович

Способность материала не изменять свойства при нагревании является важной характеристикой нетканых и ВПМ (волокнистых полимерных материалов). Взаимодействие компонентов связующего, целлюлозы льна и нецеллюлозных примесей будет во многом определять их свойства, в том числе устойчивость к термоокислению. В качестве объектов исследования в настоящей статье использовали котонин льна, образцы очищенной целлюлозы, экстрагированного лигнина, волокнистые материалы на основе котонина льна, пропитанные полимерными связующими. Ферментативно котонизированный лен получен эффективным разволокнением за счет селективного гидролиза пектинов и гемицеллюлоз с сохранением структурообразующего лигнина. Формирование ВПМ осуществляли путем пропитки неориентированно расположенных волокон в холсте связующим на основе 50% поливинилацетатной эмульсии и циклических олигомеров ПА-6 (степень полимеризации 6–11). Получены ВПМ на основе котонина льна с различными типами связующих, исследованы их термические свойства на Синхронном термоанализаторе – STA 449 F3 Jupiter. Устойчивость к прожиганию оценивали по ГОСТ 12.4.184. Изучено влияние введения природных алюмосиликатов на термические свойства ВПМ. Анализ экспериментальных данных по времени прожигания показал низкую прожигаемость пленок с включением малоступинского алюмосиликата. | The ability of a material not to change its properties when heated is an important characteristic of nonwoven and fibrous polymeric materials (VPM). The interaction of binder components, flax cellulose and non-cellulose impurities will largely determine their properties, including resistance to thermal oxidation. In this paper were used as objects of research cotton linen, samples of purified cellulose, extracted lignin, cotton fiber based on cotton linen, impregnated with polymer binders. Enzyme-modified flax is obtained by effective fibration due to the selective hydrolysis of pectins and hemicelluloses, while structure-forming lignin has been preserved. The formation of VPM was performed by impregnation of undirected fibers located in the canvas with a binder based on 50% polyvinyl acetate emulsion and cyclic PA-6 oligomers (polymerization degree 6–11). Fiber-polymer materials based on cottonin- flax with various types of binders were obtained, their thermal properties were studied on the Synchronous Thermal Analyzer – STA 449 F3 Jupiter. Resistance to burning was evaluated according to standard 12.4.184. The effect of the introduction of natural aluminosilicates on the thermal properties of fibrous-polymeric materials has been studied.It was revealed that fibrous-polymeric materials with the inclusion aluminosilicate (from Malostupino) have low burnability.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Вураско, Алеся Валерьевна | Симонова, Елена Игоревна | Минакова, Анастасия Рашитовна | Сиваков, Валерий Павлович

An improved process flow diagram for the production of cellulose by oxidation-organosolvent method from non-wood vegetable raw materials with pre-alkaline treatment and recovery of the spent cooking solution has been developed. It is shown that it is possible to obtain technical cellulose with the desired properties with repeated use of the spent cooking solution, which allows to reduce the consumption of acetic acid and fresh water by two and 1.7 times, respectively. The scheme includes the following stages: preparation of raw materials; preparation of the cooking composition and alkaline solution, alkaline treatment, cooking and washing of cellulose, recovery of the spent cooking solution, neutralization of the spent alkaline solution and the use of contaminated water.  When implementing the flowcharts are formed by the following types of contaminated water: water for rinsing plant material circulates through the first and second steps of adding water with catalyst; circulating the water from flushing technical pulp in three stages – the washing water from the first washing stage is directed to the Converter; the washing water from the second stage washing sent to the first stage of the wash technical cellulose; the third step of the rinsing water is fed from the drum filter with the addition of fresh water; the concentration of sodium hydroxide in the spent alkaline solution is 1.75 %. In the neutralizer, weakly acidic water with a concentration of acetic acid of 0.83% and sodium acetate with a concentration of 2.5% is formed; weakly acidic water from the neutralizer is fed to the first stage of washing plant raw materials. Fresh water is used for the preparation of balanced peracetic acid, alkaline solution and the third stage of technical cellulose washing. Solid waste is formed in the hydraulic separator during washing of vegetable raw materials; in the tank of the spent cooking solution in the form of a precipitate from zero fiber; in the neutralizer, the washed precipitate can be used as an anti-frost additive for concrete. It is proposed to use reactor and neutralizer as the main technological equipment. | Разработана усовершенствованная принципиальная технологическая схема получения целлюлозы окислительно-органосольвентным способом из недревесного растительного сырья с предварительной щелочной обработкой и рекуперацией отработанного варочного раствора. Показана возможность получения технической целлюлозы с заданными свойствами при многократном использовании отработанного варочного раствора, что позволяет сократить расход уксусной кислоты и свежей воды в два и 1.7 раза соответственно. Схема включает следующие стадии: подготовку сырья; приготовление варочной композиции и щелочного раствора, щелочную обработку, варку и промывку целлюлозы, рекуперацию отработанного варочного раствора, нейтрализацию отработанного щелочного раствора и использование загрязненной воды. При реализации предложенной технологической схемы образуются следующие виды загрязненной воды: вода для промывки растительного сырья циркулирует по первой и второй ступеням при добавлении воды с нейтрализатора; оборотная вода от промывки технической целлюлозы в три ступени – промывную воду с первой ступени промывки направляют в нейтрализатор; промывную воду со второй ступени промывки направляют на первую ступень промывки технической целлюлозы; на третью ступень промывки подают воду с барабанного фильтра с добавлением свежей воды; концентрация гидроксида натрия в отработанном щелочном растворе составляет 1.75%. В нейтрализаторе образуется вода с концентрацией уксусной кислоты 0.83 % и ацетата натрия с концентрацией 2.5%; воду с нейтрализатора подают на первую ступень промывки растительного сырья. Свежая вода используется для приготовления равновесной перуксусной кислоты, щелочного раствора и на третью ступень промывки технической целлюлозы. Твердые отходы образуются в гидроразбивателе при промывке растительного сырья; в баке отработанного варочного раствора в виде осадка из нулевого волокна; в нейтрализаторе промытый осадок можно использовать как противоморозную добавку для бетонов. В качестве основного технологического оборудования предложено использовать реактор и нейтрализатор.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Вураско, Алеся Валерьевна | Минакова, Анастасия Рашитовна | Симонова, Елена Игоревна

The possibility of recovering the spent cooking solution with the replacement of the missing amount of lignifying reagents in the oxidative-organic solvent cooking of non-woody plant raw materials (rice husk) with preliminary alkaline treatment and the production of technical pulp with desired properties is shown. Analysis of scientific and patent information revealed that two methods of regeneration are used for regeneration of spent cooking solutions during oxidation-organosolve cooking: azeotropic distillation and return of part of the spent cooking solution for re-cooking with the completion of the missing amount of reagents. For the oxidation-organosolvent cooking non-wood plant materials the most promising is the second option. To avoid the preservation of mineral components in industrial pulp, non-wood plant materials are subjected to alkaline treatment. It has been established that to obtain technical pulp with recovery of the spent cooking solution, it is required two times less acetic acid and 1.7 times fresh water as compared to oxidation-organic solvent cooking under standard conditions with a constant amount of caustic soda. | Показана возможность рекуперации отработанного варочного раствора с восполнением недостающего количества делигнифицирующих реагентов при окислительно-органосольвентной варке недревесного растительного сырья (рисовой шелухи) с предварительной щелочной обработкой и получением технической целлюлозы с заданными свойствами. Анализ научно-патентной информации выявил, что для регенерации отработанных варочных растворов при окислительно-органосольвентных варках используют два способа регенерации: азеотропную перегонку и возврат части отработанного варочного раствора на повторную варку с восполнением недостающего количества реагентов. Для окислительно-органосольвентных варок недревесного растительного сырья наиболее перспективным является второй вариант. Во избежание сохранения минеральных компонентов в технической целлюлозе недревесное растительное сырье подвергают щелочной обработке. Для достижения цели решены следующие задачи: проведена щелочная обработка шелухи риса с получением волокнистого материала; проведена окислительно-органосольвентная варка волокнистого материала в стандартных условиях с получением технической целлюлозы как эталонного образца; отработанные варочные растворы укреплены свежей равновесной перуксусной кислотой до необходимого содержания варочных компонентов с учетом жидкостного модуля; с полученными варочными композициями проведены окислительно-органосольвентные варки волокнистого материала. Установлено, что для получения технической целлюлозы с рекуперацией отработанного варочного раствора требуется в два раза меньше уксусной кислоты и в 1.7 раза свежей воды по сравнению с окислительно-органосольвентной варкой в стандартных условиях при неизменном количестве едкого натра.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Котлярова, Ирина Александровна

The article presents the results of IR-spectroscopic study of wood of pine, birch and oak, modified with 50% aqueous solution of monoethanolamine(N→B)threehydroxyborate. IR spectra of the samples of birch and oak, modified by monoethanolamine(N→B)threehydroxyborate havebeen obtained for the first time. It was found that the modifier chemically interacts at room temperature with the reactive groups of the tree species under study; the chemical bonds being formed are hydrolytically stable. It is revealed that the change in the supramolecular structure of the modified wood is associated with a change in the system of hydrogen bonds. It is shown that the in the case of modifyingwith monoethanolamine(N→B)threehydroxyborate, there is no destruction of the aromatic rings of lignin, and the main chains of the macromolecules of cellulose, i.e. modifying is in "soft" conditions. It was found that the modifier interacts with the primary hydroxyl groups of cellulose and carboxyl groups of lignin in the modification of pine wood; when modifying, the wood of birch and oak monoethanolamine(N→B)threehydroxyborate mainly interacts with the carboxyl groups of lignin. The density of the grafting modifier depends on the availability of reactive groups of wood composite, and it decreases with increasing the density of wood. Taking into account that surface grafted compounds determine many properties of wood (specific surface area, water absorption, swelling, bio- and fire-resistance), different grafting density and surface distribution of grafted molecules of modifiers on the surface of wood samples under study will lead to differences in the listed properties of the modified wood materials. | В статье приведены результаты ИК-спектроскопического исследования древесины сосны, березы и дуба, модифицированной 50% водным раствором моноэтаноламин(N→B)тригидроксибората. ИК-спектры образцов березы и дуба, модифицированных моноэтаноламин(N→B)тригидроксиборатом, получены впервые. Установлено, что модификатор при комнатной температуре химически взаимодействует с реакционноспособными группами исследуемых древесных пород; образуемые химические связи гидролитически устойчивые. Выявлено, что изменение надмолекулярной структуры модифицированной древесины связано с изменением системы водородных связей. Показано, что при модифицировании моноэтаноламин(N→B)тригидроксиборатом не происходит разрушение ароматических колец лигнина и основных цепей макромолекул целлюлозы, т.е. модифицирование происходит в «мягких» условиях. Установлено, что при модифицировании древесины сосны модификатор взаимодействует с первичными гидроксильными группами целлюлозы и карбоксильными группами лигнина; при модифицировании древесины березы и дуба моноэтаноламин(N→B)тригидроксиборат преимущественно взаимодействует с карбоксильными группами лигнина. Плотность прививки модификатора зависит от доступности реакционноспособных групп древесного композита, и уменьшается с увеличением плотности древесины. Учитывая, что поверхностные привитые соединения определяют многие свойства древесины (удельную поверхность, водопоглощение, набухание, био- и огнестойкость), разные плотность прививки и поверхностное распределение привитых молекул модификаторов на поверхности древесины исследуемых образцов приведет к различиям в перечисленных свойствах модифицированных древесных материалов.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Вураско, Алеся Валерьевна | Минакова, Анастасия Рашитовна | Симонова, Елена Игоревна

The possibility of recovering the spent cooking solution with the replacement of the missing amount of lignifying reagents in the oxidative-organic solvent cooking of non-woody plant raw materials (rice husk) with preliminary alkaline treatment and the production of technical pulp with desired properties is shown. Analysis of scientific and patent information revealed that two methods of regeneration are used for regeneration of spent cooking solutions during oxidation-organosolve cooking: azeotropic distillation and return of part of the spent cooking solution for re-cooking with the completion of the missing amount of reagents. For the oxidation-organosolvent cooking non-wood plant materials the most promising is the second option. To avoid the preservation of mineral components in industrial pulp, non-wood plant materials are subjected to alkaline treatment. It has been established that to obtain technical pulp with recovery of the spent cooking solution, it is required two times less acetic acid and 1.7 times fresh water as compared to oxidation-organic solvent cooking under standard conditions with a constant amount of caustic soda. | Показана возможность рекуперации отработанного варочного раствора с восполнением недостающего количества делигнифицирующих реагентов при окислительно-органосольвентной варке недревесного растительного сырья (рисовой шелухи) с предварительной щелочной обработкой и получением технической целлюлозы с заданными свойствами. Анализ научно-патентной информации выявил, что для регенерации отработанных варочных растворов при окислительно-органосольвентных варках используют два способа регенерации: азеотропную перегонку и возврат части отработанного варочного раствора на повторную варку с восполнением недостающего количества реагентов. Для окислительно-органосольвентных варок недревесного растительного сырья наиболее перспективным является второй вариант. Во избежание сохранения минеральных компонентов в технической целлюлозе недревесное растительное сырье подвергают щелочной обработке. Для достижения цели решены следующие задачи: проведена щелочная обработка шелухи риса с получением волокнистого материала; проведена окислительно-органосольвентная варка волокнистого материала в стандартных условиях с получением технической целлюлозы как эталонного образца; отработанные варочные растворы укреплены свежей равновесной перуксусной кислотой до необходимого содержания варочных компонентов с учетом жидкостного модуля; с полученными варочными композициями проведены окислительно-органосольвентные варки волокнистого материала. Установлено, что для получения технической целлюлозы с рекуперацией отработанного варочного раствора требуется в два раза меньше уксусной кислоты и в 1.7 раза свежей воды по сравнению с окислительно-органосольвентной варкой в стандартных условиях при неизменном количестве едкого натра.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2018

Судакова

The known methods to obtain microcrystalline cellulose (MCC) from wood raw material is multi-stage and it is based on the integration of environmentally hazardous processes of pulping, bleaching and acid hydrolysis of cellulose amorphous part. The paper describes a one-stage catalytic method to obtain microcrystalline cellulose from pine wood based on peroxide delignification in acetic acid-water in the presence of a catalyst H2SO4. The optimal parameters of the process of pine wood peroxide delignification in the presence of 2% H2SO4 catalyst were determined by experimental and numerical methods: temperature – 100 °C, concentration H2O2 – 5 wt.%, CH3COOH – 25 wt.%, LWR 15, duration – 4 h. They provide a high yield of cellulose (45.2 wt.%) with a low content of residual lignin (1.0 wt%).The kinetic study of pine wood peroxide delignification at the temperature range 70-100 ºC was accomplished. The delignification process is described satisfactory by the first order equation in all temperature range. The rate constants vary between 0.08·10-4 and 2.15·10-4 s-1 and the activation energy is 90 kJmol-1. It was established by FTIR and XRD methods, that the cellulose, obtained from pine wood has the composition and structure similar to the commercial microcrystalline cellulose. | Известные методы получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) из древесного сырья является многостадийными и основаны на интеграции экологически не безопасных процессах варки, отбелки и кислотного гидролиза аморфной части целлюлозы. В работе представлено описание одностадийного каталитического метода получения микрокристаллической целлюлозы из древесины сосны, основанного на пероксидной делигнификации древесины в среде «уксусная кислота – вода» в присутствии катализатора H2SO4. Экспериментальными и расчетными методами определены оптимальные параметры процесса пероксидной делигнификации древесины сосны в присутствии катализатора 2% H2SO4, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (45.2 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина (1.0 мас.%): температура – 100 °C, содержание Н2О2 – 5 мас.%, CH3COOH – 25 мас.%, ГМ 15, продолжительность – 4 ч. Изучена кинетика процесса каталитической пероксидной делигнификации древесины сосны в интервале температур 70–100 °С. Процесс делигнификации удовлетворительно описывается уравнением первого порядка в изученном интервале температур. Константы скорости варьируются от 0.08·10-4 до 2.15·10-4 с-1, энергия активации составляет 90 кДж/моль. Методами ИКС и РФА установлено, что полученная из древесины сосны целлюлоза имеет структуру, аналогичную структуре промышленной микрокристаллической целлюлозы.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation