Природная целлюлоза является основным веществом, из которого построены клеточные стенки растительных клеток всех видов растений. Процесс производства сводится к освобождению целлюлозы от других нецеллюлозных компонентов таких как: лигнин, гемицеллюлозы, экстрактивные вещества. Все способы получения целлюлозы основаны на том, что лигнин поддается разрушительному действию многих химических реагентов гораздо легче, чем целлюлоза.
Основным веществом, от которого освобождают растительное сырье, является лигнин, поэтому процесс получения целлюлозы называют делигнификацией растительного материала, а продукт делигнификации называется технической целлюлозой. Процесс получения технической целлюлозы кратко называют варкой целлюлозы. Существуют основные способы варки, которые классифицируются по видам и свойствам применяемых химических реагентов. Исходя из этого можно разделить все известные способы получения целлюлозы на несколько основных групп: кислотные, щелочные, нейтральные и др.[4]
К группе кислотных способов, из числа применяемых относятся сульфитный и бисульфитный способы, которые отличаются составом и рН варочного раствора.
В классическом процессе сульфитной варки на кальциевом основании применяют варочный раствор (варочную кислоту), содержащий Са (НSO3)2 и большой избыток свободного SO2, который при варке весь не расходуется и поддерживает рН на уровне 1,2-1,5. Свободный SO2, имеющий сильнокислотные свойства, проникает в древесную щепу значительно быстрее, чем варочный раствор, и поэтому подъем температуры во время разогрева до конечной температуры варки должен быть более медленным. В противном случае рано произойдут реакции конденсации лигнина, что приведет к неполной делигнификации. При получении целлюлозы для бумаги конечная температура варки обычно лежит в интервале 125-135°С, а при получении целлюлозы для химической переработки составляет около 145*С. Весь цикл варки занимает до 12 часов. Сульфитная целлюлоза, небеленая и беленая, является одним из главнейших полуфабрикатов для выработки газетных, типографских, писчих бумаг, бумаги для печати и целого ряда других видов бумаги и для получения искусственного волокна.
При бисульфитной варке рН составляет 3-5. Применяется бисульфитный варочный раствор, не содержащий SO2, на натриевой основе, хотя пригодно и аммониевое основание. По сравнению с сульфитной варкой максимальная температура несколько выше (150-170°С), а продолжительность варки значительно меньше (1-3 ч). Конечной температуры варки можно достигать даже быстрее, так как химикаты проникают в щепу лучше, и начальная температура варочного раствора выше (90-100°С).Таким образом по свойствам бисульфитная целлюлоза очень близка к сульфитной, но отличается от нее более высокой механической прочностью и более легкой способностью разделяться на волокна при высоком выходе.
Реально оценивая свойства варок кислотного типа можно отметить ряд недостатков и достоинств. В сульфитном методе недостатком в первую очередь является длительность самого процесса варки. К другим недостаткам относятся: образование накипи, отсутствие регенерации химикатов и загрязнение окружающей среды. В качестве сырья нельзя использовать высокосмолистую древесину, например сосновую, а также многие лиственные породы. Щепа не должна содержать значительное количество коры. Все это необходимо для избежания реакций конденсации лигнина с экстрактивными веществами, а эти реакции будут препятствовать сульфированию лигнина. Что касается бисульфитной варки, основными промышленными методами которой служат процессы с использованием натриевого и магниевого основания, то она имеет ряд технологических преимуществ: отсутствие выделения диоксида серы при выдувке массы из котла; применение непрерывного процесса; отсутствие накипи при упаривании отработанного щелока; легкость регенерации химикатов; возможность использования разнообразного древесного сырья.
Олово
...
Физико-химические свойства серебра
Серебро – известно человечеству с
древнейших времен. В природе оно встречается как в самородном состояние, так и
в виде соединений. Самой распространенной серебряной рудой является серебря ...