автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Беленая химико-термомеханическая масса (ХТММ) из березовой древесины

На правах рукописи

Дехгани Фирузабади Мохаммадреза

БЕЛЕНАЯ ХИМИКО-ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ МАССА (ХТММ) ИЗ БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Специальность 05.21.05 — «Древесиноведение, технология и

оборудование древообработки»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном университете леса

Научные руководители - доктор технических наук, профессор

Азаров Василий Ильич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Зуйков Александр Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Цветков Вячеслав Ефимович кандидат технических наук, старший научный сотрудник Крылатое Юрии Андреевич

Ведущая организация

- ОАО «Вторресурсы-Караваево»

Защита состоится "12" марта 2004 г.

в 1000 час. на заседании диссертационного совета Д.212.146.03. при Московском государственном университете леса по адресу: 141005, Московская обл., Мытищи-5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУЛ.

Автореферат разослан "

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Доктор технических наук, профессор

Б.М. Рыбин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с уменьшением запасов хвойной древесины и все большей труднодоступностью и удаленностью мест промышленных рубок леса от перерабатывающих его предприятий ЦБП, у бумажников возрастает интерес к более доступной и дешевой лиственной древесине. Причем акцент этого интереса смещается, главным образом, в сторону использования лиственных пород древесины в производстве полуфабрикатов высокого выхода (ПВВ), таких как термомеханическая (ТММ) и химико-термомеханическая (ХТММ) массы, где возможен наибольший выход готового продукта из кубометра исходного сырья.

В настоящее время в России для получения ХТММ для печатных видов бумаги из лиственных пород древесины применяют только осину, производство же беленой ХТММ из березы для печатных видов бумаги отсутствует.

Для российских предприятий, таких как Сыктывкарский ЛПК, Камский ЦБК, Пермский ЦБК, Майкопский ЦЗ и целлюлозно-бумажных предприятий Исламской Республики Иран вопрос переработки лиственных пород древесины высокой плотности, таких как береза, бук, граб и др. в ХТММ весьма актуален и экономически целесообразен, так как стоимость лиственной древесины в 1,5 раза ниже, чем хвойной.

Данная работа посвящена разработке новой технологии производства беленой ХТММ из березовой древесины, получаемой пероксидно-бессиликатным способом. Результаты ее будут востребованы российскими предприятиями ЦБП и предприятиями ЦБП Ирана.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой научно -технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», подпрограмма «Комплексное использование древесного сырья».

Цель и задачи работы. Способствовать решению важной научно-технической проблемы в целлюлозно-бумажной отрасли: вовлечение в переработку ранее неиспользуемой при производстве ХТММ в России

рои, НоиХ ..»»ПАЙ БИБЛИОТЕКА

СПе""*«»г ОЭ

лиственной древесины высокой плотности - березы; улучшения бумагообразующих свойств массы и определения условий применения нового полуфабриката в композиции газетной бумаги.

В соответствии с этим в задачи исследования входило: исследование влияния основных факторов щелочно-пероксидного процесса получения ХТММ на бумагообразующие свойства массы из березы; исследование влияния предварительного уплотнения щепы на свойства ХТММ из березы; совершенствование технологии пероксидной отбелки с использованием минимального количества (или без) силиката натрия; исследование печатно-технических свойств бумаги с ХТММ из древесины березы в композиции; проведение полупромышленной выработки ХТММ из березы и технико-экономическая оценка разработанных технологических решений.

Научная новизна. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана; технология получения беленой ХТММ из древесины; березы; установлены основные закономерности и отличительные особенности процесса. Доказано положительное влияние предварительного уплотнения пропаренной щепы перед химической ее обработкой на увеличение механических показателей ХТММ. Исследовано влияние различных комплексообразователей и стабилизаторов пероксидной отбелки ХТММ и предложен к применению новый российский реагент, позволяющий без снижения эффективности отбелки исключить применение при отбелке импортных комплексообразователей типа ДТПА и ЭДТА и определить наиболее оптимальные условия его использования. Исследованы печатно-технические свойства газетной бумаги с ХТММ из березы в композиции.

Обоснованность и достоверность результатов и выводов. Обоснованность и достоверность результатов и выводов по работе базируется на соответствующем уровне метрологического обеспечения исследований, применения современных методов исследований, уникальных методов, приборов и оборудования. Обработка экспериментальных данных выполнялась по общепринятым методам математической статистики.

Научные положения диссертации основываются на достаточно глубоком, анализе теоретических работ по теме диссертации: в области процессов получения беленых полуфабрикатов высокого выхода из хвойных и лиственных пород древесины. Выводы по диссертации: экспериментально подтверждены.

Практическая значимость работы. Разработана технология получения беленой ХТММ из березовой древесины. Достоинством данной технологии является расширение источника сырьевой базы для производства ХТММ за счет ранее не используемой для этих целей березовой древесины и применение нового комплексообразователя

российского производства, позволяющего сократить или полностью исключить использование силиката натрия и отказаться от использования импортных комплексообразователей типа ДТПА и ЭДТА. Технология производства ХТММ из березы не требует больших капитальных вложений и достаточно легко может быть организована на предприятиях, имеющих традиционные линии по производству ХТММ из хвойной древесины.

Оценка ожидаемой экономической эффективности от применения научной разработки при организации производства ХТММ из березы выполнена применительно к условиям работы ОАО «ЦБК «Кама», г. Краснокамск, Пермской обл.

Ожидаемый годовой экономический эффект для завода, выпускающего 10 тыс.т. в год ХТММ из березы составит 8,797 млн. руб.

Место проведения исследований. Диссертация выполнена на кафедре химической технологии древесины и полимеров Московского государственного университета леса (Мытищи-5, Московской обл.) и лаборатории древесной массы ОАО «Центральный научно-исследовательский институт бумаги» (п. Правдинский, Московской обл.).

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на научно-технических конференциях в МГУЛ (2001 и 2002 гг.); на 3-ей Интернациональной Иранско-русской научной конференции в Москве: Тимирязевская академия, 18-20 сентября, 2002 г.; Международной конференции в г. Москве, Сокольники, ноябрь 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных публикаций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 37 рисунков и включает введение, три главы, основные выводы, список используемой литературы.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

- результаты исследований технологии получения ХТММ из березы щелочно-пероксидным способом;

- результаты исследований технологии предварительного уплотнения щепы при получении ХТММ из березы;

- основные закономерности и отличительные особенности процесса пероксидной отбелки ХТММ из березы, в том числе без применения силиката натрия;

- результаты исследований печатно-технических свойств бумаги с ХТММ из древесины березы в композиции.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность научной работы и показана ее значимость для ЦБП Республики Иран.

В первой главе выполнен критический анализ источников литературы по теме. На основе аналитического обзора определены цели и задачи экспериментальной работы.

Во второй - главе изложены методики проведенных лабораторных исследований, характеристика используемого сырья, стандартные и нестандартные методы определения свойств ХТММ из березовой древесины.

В третьей главе, состоящей из 6-ти разделов, изложен экспериментальный материал.

В первом разделе экспериментальной части приведены результаты исследований по получению щелочно-пероксидной ХТММ из березы.

Традиционный процесс получения ХТММ в промышленных условиях (ОАО «Сыктывкарский ЛПК», ОАО «ЦБК «Кама») из древесины осины щелочным способом заключается в химической обработке щепы раствором гидроксида натрия, с последующей пропаркой пропитанной щепы при температуре около 120 °С в течение 5-ти минут и размолом щепы и массы до готового продукта.

Проведенные нами предварительные эксперименты по получению ХТММ из березы традиционным способом показали, что только щелочной химической обработки щепы недостаточно для получения ХТММ из березы необходимой прочности. Поэтому нами был предложен способ щелочной модификации щепы перед размолом с последующей дополнительной химической (щелочно-пероксидной) обработкой грубо-волокнистой массы между ступенями размола.

Последовательность выполнения эксперимента: березовую воздушно-сухую щепу (300 гр. а.с.) замачивали в 1,2 л. воды на 16 часов. Далее щепу помещали в автоклав и нагревали насыщенным паром до 80-85 °С в течение 20 минут. После этого щепу заливали пропиточным раствором, содержащим №ОН (расход 3,5 %). Раствор со щепой нагревали до температуры 80-85 °С в течение 30 минут, после чего раствор сливали, а щепу пропаривали при 115 °С в течение 5 минут.

После пропарки щепу размалывали на рафинере типа Спроут-Вальдрон при атмосферном давлении последовательно в три прохода с зазором между дисками 70, 50 и 30 (делений) соответственно, что соответствовало получению массы со степенью помола 17-21 °ШР.

Размолотую массу обезвоживали, смешивали с щелочно-пероксидным раствором и выдерживали при температуре 70 °С в течение заданного времени.

Обработанную щелочно-пероксидным раствором массу размалывали, пропуская последовательно через рафинер при зазорах 20,15 и 12 (делений). Так как процесс щелочной обработки щепы при получении ХТММ из лиственных пород древесины достаточно хорошо изучен, в данной работе исследовали влияние изменения условий пропитки массы между ступенями размола.

Определили влияние следующих переменных факторов процесса на свойства ХТММ: Х1 - продолжительность пропитки массы щелочно-пероксидным раствором, мин.; Х - концентрация №ОН в пропиточном растворе, %; Х3 - концентрация Н2О2 в пропиточном растворе, %.

Постоянные факторы процесса: условия химической обработки щепы; расход комплексообразователя на 2 ступени химической обработки массы - 0,2%; условия температурной обработки щепы и температура при обработке массы; условия размола щепы и массы.

При проведении всех этапов исследований по разработке технологии получения беленой ХТММ из березовой древесины было принято решение использовать математические методы оптимального планирования эксперимента. При исследовании процесса пропитки щепы и ее размола применяли первоначально полный факторный эксперимент типа 23, который впоследствии дополнили до плана второго порядка для более точного описания процесса. Диапазон изменения переменных факторов приведен в таблице 1.

Таблица 1

Диапазон изменения переменных факторов _

Уровни Х| (мни.) х2 х,

0ЧаОН,%) (н2о2,%)

Верхний (+1) 60 2,0 3,0

Нулевой (0) 45 1,5 2,0

Нижний ( -1) 30 1,0 1,0

По результатам исследований были рассчитаны уравнения регрессии: у,д- 2469 + 53Х| + 250Х, + 23Х, - 111Х,Х2 - 86Х,Х3 - 29ХгХ] - 3(Х,Я + ^(Хг)2- й(Х,Г (I)

Уга.вл-49-2,0Х,+ 8,4Х2-2,4Х,-2,7Х,Х,-КЗХ.Хг-гИХ^ + О^ХО' + гда^-О^Х,)1 (2)

Улцд = 277 + 3.4Х, + 7,2Хг- 7.9Х,-7Х,Х2- ЗХ,Х, + ЗХ,Х, + 26,4(Х,)г + 29,3(Х2)2+ 25(Х,)г (3)

Ув.исх.~ 49 - 0(8Х| -1,2X2 + 3,ЗХ] + 0,6X1X2 + 0.2Х)Х> - 2,1 Х2Хэ - 0,5(Х|)* + 1,5(Х2)г+ 0 .«(X,)1 (4)

УЬЬЕЛ - 61,5- 1.2Х, - 1,1X2 + 0,»Х, + 0,9Х,Х, - 0,2X1X3 -1,4X2X3 +1,7(Х,)' + О.вСХ^ + О.З(Хз)1 (5)

Увых" 93,5 + 0.3Х, -1.3Х, - 0,4Х, + 0,5Х,Х, + 0,56Х,Х3 - ОМ1Х, - 1,4(Х,)2 - 0,9(Х2)г -1,3(Х,)' (6)

Уравнения регрессии представляют собой математические зависимости, характеризующие взаимосвязь между качественными

показателями массы и условиями термохимической обработки щепы и массы. Проверку значимости коэффициентов регрессии производили по I критерию.

Представленные уравнения показывают влияние условий химической (щелочно-пероксидной бессиликатной) обработки щепы и массы на качественные показатели ХТММ и ее выход.

Так, из уравнения (1), характеризующего влияние исследуемых факторов на изменение показателя разрывной длины ХТММ, следует, что увеличение (снижение) разрывной длины зависит прежде всего от расхода каустика и продолжительности пропарки. Причем влияние изменения расхода №ОН почти в 5 раз сильнее, чем изменения продолжительности пропарки. Зависимость показателя сопротивления раздирания отливок ХТММ (уравнение (3)) носит аналогичный характер, т.е. с увеличением расхода каустика и продолжительности химической обработки сопротивление раздиранию возрастает.

Противоположный характер носят зависимости, характеризующие изменение белизны ХТММ. Из уравнения (4) следует, что белизна массы увеличивается с увеличением расхода, пероксида и снижается с увеличением расхода №ОН. Выход ХТММ также уменьшается с увеличением расходов каустика и пероксида (уравнение (6)).

Из полученных данных следует, что при оптимизации процесса получения беленой ХТММ высокой прочности и повышенного выхода придется решать компромиссную задачу, в которой необходимо будет задаваться определенным уровнем ограничений по параметрам. Совместное решение полученных уравнений позволит выбрать оптимальный технологический режим пропитки, позволяющий достигнуть максимального уровня белизны при сохранении приемлемого уровня прочности ХТММ и ее выхода.

Проведенное исследование позволило определить степень влияния основных факторов химической обработки березовой щепы и массы при получении щелочно-пероксидной ХТММ и получить зависимости, необходимые для разработки технологического режима пропитки.

Во втором разделе экспериментальной части приведены результаты исследования влияния предварительного уплотнения щепы на свойства ХТММ из березы.

Для интенсификации процесса пропарки и пропитки щепы химикатами при производстве ХТММ важным является применение такого технологического приема как сжатие щепы перед пропиткой ее химикатами. В промышленных условиях такой процесс обеспечивается шнековыми питателями, которые одновременно осуществляют непрерывную загрузку волокнистого сырья в пропарочные или пропиточные аппараты.

За счет механического сжатия древесной щепы, с одной стороны, можно интенсифицировать процесс пропитки и термохимической обработки, а с другой стороны, чрезмерное сжатие щепы может ухудшить механические свойства волокнистого полуфабриката. Исследованиями во ВНИИБе было доказано, что при варке, целлюлозы высокого выхода сжатие щепы ухудшает механические свойства волокнистого полуфабриката. Данные по влиянию сжатия щепы из лиственных пород древесины при производстве ХТММ в литературе отсутствуют.

Вместе с тем при разработке новых технологических режимов термохимической обработки щепы различных пород древесины необходимо экспериментально проверить влияние сжатия щепы на качество ХТММ;

Исследование выполнялось на специальной установке для сжатия щепы, созданной в лаборатории древесной массы. ЦНИИБа. Установка состоит из специального автоклава (рис. 1), внутри которого размещено устройство для сжатия щепы.

Для проведения экспериментов была взята березовая щепа, приготовленная ручным способом. Щепу засыпали в стакан 3 между нижним запорным конусом и поршнем на определенную высоту, которую измеряли линейкой с точностью до 1 мм. Пропарка щепы осуществлялась острым насыщенным паром при температуре 100 °С в течение 1 часа. Пар свободно проходил через столб щепы благодаря специальным отверстиям в стакане 3. После пропарки сжатие щепы производили путем

в^ -

Рис. 1. Автоклав с устройством для сжатия щепы.

1 - корпус автоклава;

2 - кожух;

3 - стакан для сжимаемого материала;

4—подставка;

5 - стойка;

6 - крышка автоклава;

7,8 - винт с запирающим конусом;

9 - шток с поршнем;

10 - винт, обеспечивающий сжатие материала;

11,14-вентили.

12-гайка;

13-струбцина.

завинчивания винтового штока 10 на крышке автоклава, сжимая щепу до заданной степени сжатия.

После осуществления сжатия материала до заданных параметров из автоклава удаляли отжатую из щепы жидкость и заливали в автоклав пропиточный раствор; затем отвинчивали нижний конус запорного устройства и с помощью винтового штока с поршнем 9 (продолжая вращать в сторону сжатия материала) выталкивали сжатый материал в автоклавное пространство с рабочей жидкостью, где продолжали его термохимическую обработку (пропитку) в режиме распрессовки при заданной температуре и давлении. Для пропитки щепы использовали щелочной раствор концентрацией 23,2 г/л по NaOH и с температурой 2225 °С.

Продолжительность пропитки щепы после сжатия составляла 5 мин при ее полном погружении в пропитывающий раствор.

После термо-механохимической обработки щепы в автоклаве пропиточный раствор сливали, а пропитанную щепу выдерживали в течение 30 мин при температуре 95 °С и 5 мин пропаривали дополнительно при температуре 115 °С. Такой режим пропитки и пропарки щепы был выбран на основании анализа работы установки ХТММ Сыктывкарского ЛПК, которая оснащена узлом пропитки, состоящим из шнекового питателя, импрегнирующей камеры и вертикального шнека, в котором завершается процесс пропитки щепы.

Термохимически обработанную щепу выгружали из автоклава и сразу размалывали на лабораторном рафинере СВ-12.

Максимальная степень сжатия щепы, при которой были исследованы свойства ХТММ из березы, в наших опытах составляла 2,75, что соответствовало осевому давлению на щепу в 33,3 бар. Такая степень сжатия обычно реализуется в мощных шнек-прессах типа импрессфайнеров, применяемых для отжима пропиточных химикатов из щепы в установках по производству химикомеханической массы из осины и установках по производству полуцеллюлозы.

Изменение механических показателей ХТММ из березы в зависимости от степени помола при степени сжатия щепы 2,75 показаны на рис. 2 - 5.

Из данных, приведенных на рис. 2-5 видно, что во всем диапазоне изменения степени помола механические показатели ХТММ из березы, полученной из щепы с предварительным сжатием выше, чем из несжатой щепы. Так, показатель разрывной длины (рис. 2) у ХТММ из березы, полученной из предварительно сжатой щепы, выше на 700 - 800 м, чем из несжатой для степени помола ХТММ от 40 до 80 °ШР.

Сопротивление раздиранию ХТММ (рис. 3) возрастает в среднем на 15-20%; прочность во влажном состоянии (рис. 4) возрастает на 30-50%.

На рис. 5 показано изменение содержания костры у ХТММ, полученной из щепы« со сжатием и без сжатия. Содержание костры у ХТММ из сжатой щепы на 40-50% ниже, чем у несжатой.

Степень помола, ШР

Рис. 2. Изменение разрывной длины от степени помола ХТММ из березы при сжатии щепы и без сжатия

Рис. 3. Изменение сопротивления раздиранию ХТММ из березы (при сжатии щепы и без сжатия) зависимости от степени помола.

♦ Я1■ 0 545 ♦ —

Г ГЖГПТТМ . 1 ♦ Ш

♦

• ■ — _ И

1 " •

у » 1.644« я'-о.юев

30,

40 <

50 60 70

Степень помола, ШР

80

90

Рис. 4. Изменение прочности во влажном состоянии от степени помола ХТММ из березы при сжатии щепы и без сжатия

Рис. 5. Изменение содержания костры от степени помола в ХТММ из березы при сжатии и без сжатия щепы

Влияние степени сжатия щепы на изменение структуры и анатомических элементов древесины березы исследовали с помощью универсального микроскопа фирмы ЦЕЙС (Германия) марки N"0-2. На поперечных и продольных (радиальных) срезах (рис. 6 и 7) несжатой щепы видно, что механические повреждения и изменения в структуре волокон березы отсутствуют.

Поперечные и продольные (радиальные) срезы щепы (рис. 8 — 11), подвергнутой степени сжатия 2,75 показали, что в структуре древесины частично разрушены сосуды (рис. 9 и 10), наблюдаются трещины (рис. 8), которые проходят по срединной пластинке вдоль волокон, не разрушая их (рис. 11). Сжатие щепы и последующее снятие давления приводит к созданию в структуре древесины макрокапилярной системы, по которой пропиточный раствор быстрее, чем у несжатой щепы, проникает внутрь ее, в стенки и внутрь волокон, пластифицируя их.

Таким образом, сжатие пропаренной щепы березы перед ее химической пропиткой способствует увеличению показателей механической прочности снижению содержания костры за счет более глубокой химической пропитки древесного вещества в режиме распрессовки щепы (эффект впитывающей губки).

В третьем разделе экспериментальной части приведены результаты исследования влияния параметров пероксидной отбелки ХТММ из березы на изменение ее белизны и прочностных свойств.

Процесс пероксидной отбелки ХТММ из березы протекает в щелочных условиях при рН 10-10,5 в течение 1-2 часов, поэтому изменение белизны должно сопровождаться и изменением прочностных свойств массы после отбелки. Уровень этих изменений должен зависеть от расхода щелочи и времени отбелки. Как известно, термохимическая щелочная обработка лиственных волокон способствует набуханию клеточной стенки волокон и ее модификации, что должно, по нашему мнению, отразиться и на изменении прочностных свойств массы в случае ее последующего дополнительного домола, (технологического приема выравнивания свойств массы при промышленных условиях производства бумаги).

Исследование влияния расхода щелочи и времени пероксидной отбелки на изменение прочностных свойств ХТММ из березы проводили в лабораторных условиях с применением статистического планирования эксперимента с применением ротатабельного плана второго порядка.

Постоянные условия эксперимента: Вид массы - щелочно-перекисная березовая небеленая ХТММ со степенью помола 65 °ШР; Температура пероксидной отбелки - 70 °С; концентрация массы 10 %. Расход пероксида водорода - 40 кг/т. Условия эксперимента и результаты отбелки березовой ХТММ приведены в таблице 2.

Рис. 6. Поперечный срез березы, без сжатия

Рис. 8. Поперечный срез березы, со сжатием

Рис. 10. Радиальный срез березы, со сжатием

Рис. 7. Радиальный срез березы, без сжатия

Рис. 9. Радиальный срез березы, со сжатием

После компьютерной обработки данных с помощью программы 81а&Иса были получены основные математические зависимости, характеризующие влияние расходов химикатов на изменение механических показателей ХТММ из березы (рис.12 и 13).

Рис. 12. Влияние расхода гидроксида натрия и времени пероксидной отбелки на изменение разрывной длины ХТММ из березы

йшца*. • M.a03**l2S72^i.oi»>o.rae2V»^oo4n<Y<i.oMivy

Рис. 13. Влияние расхода гидроксида натрия и времени пероксидной отбелки на изменение сопротивления раздиранию ХТММ из березы

Из данных приведенных на рис. 12 и 13 следует, что с увеличением расхода щелочи на отбелку разрывная длина ХТММ возрастает при одновременном увеличении продолжительности отбелки. Сопротивление раздиранию ХТММ имеет максимальные показатели после 90 минут отбелки. Увеличение прочностных показателей ХТММ связано, по-видимому, с набуханием вторичных стенок волокон, разрыхлением поверхностной структуры волокон и увеличением их гибкости.

Влияние дополнительного домола отбеленной массы на изменение прочностных свойств ХТММ из березы изучали на двух видах массы, полученных по режимам отбелки (варианты 3 и 4 таблица 2). Домол ХТММ проводили в рафинере PF1 до разной степени помола. Результаты приведены на рис. 14 -17.

4000

NaOH >40 kp/t % ^

KaOH.Mkert

»000

ХЯПППППЮ Cinnh IWÉOM. ШР

Рис. 14. Изменение разрывной длины беленой ХТММ зависимости от степени помола (при дополнительном домоле массы)

1в

о ^—:---, , | . --

вв. «8 70 72 74 78 78 80

Сипи» воиощ ШР

Рис. 15. Изменение сопротивления излому беленой ХТММ в зависимости от степени помола (при дополнительном домоле массы)

209

«О I . . ---| ,

М М 1 701 72 74 71 7а , М ~

Рис. 16. Изменение сопротивления раздиранию беленой ХТММ в зависимости от степени помола (при дополнительном домоле массы)

Из данных, приведенных на рис. 14-17, следует, что все показатели, характеризующие механическую прочность беленой ХТММ, возрастают при увеличении степени помола до 74 - 76 °ШР. При дальнейшем увеличении степени помола массы показатель разрывной длины и сопротивление излому продолжает возрастать, а показатель прочности во влажном состоянии и сопротивление раздиранию начинают снижаться, причем, для масс отбеленных при расходе гидроксида натрия - 20 кг/т это снижение начинается раньше, чем для массы отбеленной с большим расходом щелочного реагента - 40 кг/т. Это снижение можно объяснить укорочением волокон и снижением их гибкости при размоле массы до

ClWWh МИНЦ IUP

Рис. 17. Изменение прочности во влажном состоянии беленой ХТММ в зависимости от степени помола (при дополнительном домоле массы)

высокой степени помола. Так, например, на рис. 14 видно, что разрывная длина ХТММ возрастает на 1070 и 1510 м для масс, отбеленных при расходе гидроксида натрия соответственно 20 и 40 кг/т, т.е. прирост составляет 28 и 35% при домоле массы на 11 °ШР.

Таким образом, применение дополнительного домола отбеленной массы позволяет в среднем на 30 % увеличить механические показатели готовой массы, наряду с повышением ее белизны.

Важно отметить, что при дополнительном домоле отбеленной пероксидом водорода ХТММ практически не происходит снижения белизны массы.

Полученные в результате исследований данные послужили основой для разработки способа получения беленой ХТММ из древесины лиственных пород (получено положительное решение о выдаче патента России на заявку № 2003110977/12 (01.17.29) от 17.04.03).

В четвертом разделе экспериментальной части приведены результаты исследования влияния различных комплексообразователей на процесс пероксидной отбелки березовой ХТММ.

Производство беленой химико-термомеханической массы (ХТММ), производимой по традиционной технологии с использованием пероксида водорода, имеет существенный недостаток: потребление большого количества силиката натрия, вызывающего массу проблем при производстве бумаги. Силикат натрия способствует появлению осадков на поверхности оборудования бумагоделательных машин, сетках, сукнах и т.п., что приводит к повышенному их износу, повышается склонность бумаги к пылению, пожелтению, снижается ее долговечность.

Для борьбы с силикатио-смоляными отложениями приходится применять весьма дорогостоящие и не всегда эффективные и экологически-безопасные химические (чаще всего импортные) средства.

Данный этап работы посвящен оценке возможности использования бессиликатного пероксидного способа отбелки химико-термомеханической массы (ХТММ) из лиственной древесины и является шагом к разработке российской технологии производства беленой ХТММ из березовой древесины, получаемой по пероксидно-бессиликатному способу.

Для замены силиката натрия при исследовании процесса пероксидной отбелки ХТММ в наше распоряжение были представлены следующие российские комплексообразователи с АО «Химпром» г. Новочебоксарск: белотекс АБФ-1 и АБФ-2; дифонат (ДФ); корилат (КОР); дифолан (ДН); ИОМС-1; ПАФ-13А; сульфаминовая кислота (СФК). Для сравнительных испытаний нами также были использованы химикаты фирмы «Clariant» - картан (Карт) и фирмы «АКЗО-НОБЕЛЬ» - Na5 DTPA (близкий аналог трилона Б), имеющий торговое название «Диссольвин» (Д-40).

Для проведения испытаний были использованы образцы небеленой ХТММ из березы, полученной в лабораторных условиях.

Эксперименты осуществляли в следующей последовательности: массу исходной концентрации (10%) разбавляли водой с температурой 75 °С до концентрации 2% и интенсивно перемешивали в дезинтеграторе в течение 10 мин. Затем массу обезвоживали до концентрации 15% и помещали в термостатируемые стаканы, где она нагревалась до заданной температуры. Одновременно готовили отбеливающий раствор и смешивали его с нагретой массой. За счет разбавления отбеливающим раствором конечная концентрация массы при отбелке составляла 10%. Массу выдерживали при заданной температуре (70°С) 1 или 2 часа.

По истечении заданного времени массу разбавляли до концентрации 2%, добавляли раствор сернистой кислоты для нейтрализации остаточных химикатов и изготавливали отливки для определения белизны отбеленной массы.

Переменными параметрами были: расход силиката натрия (от 0 до 30 кг/т), вид и количество исследуемого комплексообразователя (от 0 до 2 кг/т в расчете на сухой продукт). Расход пероксида водорода и едкого натра оставался постоянным и равным 20 и 15 кг/т (100%) соответственно

Полученные данные свидетельствуют, что по эффективности влияния на процесс отбелки ХТММ к силикату приближается ПАФ-13 и Д-40 (Na5 DTPA). Однако ни один из них полностью заменить силикат натрия не в состоянии. Наиболее высокий эффект при отбелке без

силиката натрия достигается только при отбелке с ПАФ-13. Поэтому ПАФ-13 рекомендуется для применения в промышленности.

В пятом разделе экспериментальной части приведены результаты исследования печатно-технических свойств бумаги с ХТММ из древесины березы в композиции, полученной модифицированным щелочно-пероксидным способом.

Из выработанной березовой ХТММ в условиях ОАО «ЦНИИБ» изготавливались образцы газетной бумаги массой 45 г/м2. Композиционный состав бумаги: целлюлоза бисульфитная небеленая для всех вариантов - 30%. Степень помола целлюлозы 22-24 °ШР. Степень помола ДДМ - 76 °ШР, ХТММ из березы - 74 °ШР.

Содержание древесной массы (ХТММ из березы) изменялось в пределах указанных в таблице 3.

Таблица 3

Содержание волокнистых компонентов в газетной бумаге

Наименование полуфабриката Содержание компонентов, %

Целлюлоза бисульфитная 30 30 30 30 30 30 30

ДДМ (дефибрерная) 70 60 50 35 20 10 -

ХТММ из березы - 10 20 35 50 60 70

Полученные образцы бумаги газетной испытывались по стандартным методикам в кондиционных условиях (относительная влажность воздуха 50%, температура 22°С) на печатно-технические свойства. Определялись следующие показатели: красковосприятие; посвечивание-пробивание изображения; закрепление краски (отмарывание); стойкость поверхности к выщипыванию.

По результатам проведенных испытаний, полученных образцов газетной бумаги, выявлено следующее:

• увеличение содержания ХТММ из березы в композиции газетной бумаги снижает уровень оптической плотности оттиска, при этом критические значения показателя оптической плотности для данного класса бумаг имеют место при содержании ХТММ из березы в композиции до 50%;

• показатель просвечивания оттиска на оборотную сторону снижается с 0,362 до 0,338 ед. оптической плотности, при увеличении содержания ХТММ из березы в композиции газетной бумаги до 70%, что является положительным фактором печатного процесса;

• показатель отмеривания краски также имеет тенденцию к снижению при увеличении содержания ХТММ в композиции газетной бумаги до

70% и чем меньше этот показатель, тем лучше произошло закрепление краски на оттиске.

• Увеличение содержания ХТММ из березы в композиции газетной бумаги приводило к снижению стойкости поверхности бумаги к выщипыванию, при этом бумага с содержанием в композиции ХТММ из березы 50% имела значение этого показателя 1,4 м/с, что является приемлемым значением для данного класса бумаг.

Таким образом, согласно проведенным исследованиям влияния композиционного состава газетной бумаги, при прочих равных условиях, на печатные свойства установлено, что содержание ХТММ из березы может быть доведено до 50% (остальное - 30% целлюлозы и 20% ДДМ из хвойных пород древесины) без ухудшения печатных свойств газетной бумаги.

Выработанные образцы бумаги газетной испытаны и по физико-механическим показателям. Данные испытаний представлены в таблице 4.

Данные таблицы 4 иллюстрируют, что механическая прочность образцов газетной бумаги находится на достаточно высоком уровне при содержании в ее композиции ХТММ из березы до 50%. Белизна образцов бумаги возрастала на 1,5 - 2,0% (абс).

Таблица 4

Физико-механические показатели газетной бумаги

Наименование показателя Композиционный состав, % ХТММ из березы/ДДМ

0/70 10/60 20/50 35/35 50/20 60/10 70/0

Масса 1м',г 45,4 45,8 45,1 46,0 45,9 45,7 45,9

Плотность, г/см* 0,70 0,71 0,70 0,68 0,65 0,67 0,65

Разрывная длина*, м 4850 4800 4800 4690 4460 4100 4070

Сопротивление раздиранию", мН 213 209 204 196 190 184 175

Белизна, 1-я сторона 2-я сторона 58.8 58.9 59,0 59.0 60,0 60.3 60.5 60.6 61,0 61.1 61,0 61.3 61,5 61.9

Непрозрачность, % 95,4 95,5 96,0 96,1 96,0 96,7 96,6

в машинном направлении, в поперечном направлении

В шестом разделе приводится технико-экономическая оценка разработанных технологических решений. Оценка ожидаемой экономической эффективности от применения научной разработки при

организации производства ХТММ из березы выполнена применительно к условиям работы ОАО «ЦБК «Кама», г. Краснокамск, Пермской обл.

Ожидаемый годовой экономический эффект для завода, выпускающего 10 тыс. т. в год ХТММ из березы составит 8,797 млн. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработан научно обоснованный способ получения беленой ХТММ из березовой щепы с использованием щелочно-пероксидных реагентов. Полученные математические модели процесса в виде уравнений регрессии позволяют определить степень влияния основных факторов химической обработки березовой щепы при получении щелочно-перекисной ХТММ с максимальными показателями механической прочности и белизны.

2. Установлено влияние предварительного уплотнения щепы на свойства ХТММ из березы. Показано, что во всем диапазоне изменения степени помола, в пределах 40 - 80 °ШР, механические показатели ХТММ из березы, полученной из щепы с предварительным сжатием выше, чем из несжатой щепы. Так, показатель разрывной длины у ХТММ из березы, полученной из предварительно сжатой щепы выше на 700-800 м. Сопротивление раздиранию ХТММ возрастает в среднем на 15 - 20%; прочность во влажном состоянии увеличивается на 30 - 50%. Содержание костры у ХТММ из сжатой щепы на 40 - 50% ниже, чем у несжатой.

3. Изучение влияния параметров пероксидной отбелки на изменение ее белизны показало, что процесс отбелки березовой ХТММ подчиняется тем же закономерностям, что и при отбелке древесной массы из хвойной древесины. Промышленные испытания показали, что отбелка березовой ХТММ позволяет получить массу с белизной до 78 % и улучшенными физико-механическими показателями готовой массы.

4. Установлено влияние условий пероксидной отбелки ХТММ из березы на увеличение прочностных свойств отбеленной массы, прошедшей последующую стадию дополнительного домола.

С увеличением расхода щелочи на отбелку разрывная длина ХТММ и сопротивление излому возрастают при одновременном увеличении продолжительности отбелки. Сопротивление раздиранию ХТММ имеет максимальные показатели после 90 минут отбелки. Увеличение прочностных показателей ХТММ связано, по-видимому, с набуханием вторичных стенок волокон, разрыхлением поверхностной структуры волокон и увеличением их гибкости. Применение дополнительного домола отбеленной массы позволяет в среднем дополнительно на 30 % увеличить

механические показатели готовой массы, при этом практически не происходит снижения белизны массы.

Полученные в результате исследований данные послужили основой для разработки способа получения беленой ХТММ из лиственных пород древесины (получено положительное решение о выдаче патента России на заявку № 2003110977/12 (011729) от 17.04.03).

5. Разработан способ совершенствования - технологии пероксидной отбелки без применения или с минимальным количеством силиката натрия за счет применения комплексообразователя, выпускаемого российским предприятием ОАО «Химпром», -ПАФ-13. Применение ПАФ-13 при пероксидной отбелке ХТММ из березы позволяет отказаться от использования силиката натрия и полностью исключить импортный комплексообразователь типа ДТПА.

Показано, что применять российские комплексообразователи типа ПАФ-13 эффективнее на стадии предварительной обработки массы в бассейне латентности нежели непосредственно в башне отбелки совместно с пероксидным раствором.

6. Показана практическая возможность использования ХТММ из древесины березы в композиции газетной бумаги до 50% взамен ДДМ из хвойной древесины без снижения основных физико-механических свойств газетной бумаги.

Установлено, что применение в композиции газетной бумаги ХТММ из древесины березы взамен ДДМ улучшает такие показатели печатных свойств как просвечивание-пробивание оттиска на оборотную сторону и закрепление краски, что, по-видимому, связано с увеличением пористости бумажного листа и, как следствие, улучшением впитывания краски на оттиске.

7. Опытно-промышленные испытания процесса получения беленой ХТММ из березы на ОАО «ЦБК «Кама» подтвердили технологические закономерности, установленные лабораторными испытаниями, и доказали принципиальную возможность использования березовой ХТММ в композиции газетной бумаги.

8. Применение разработанного процесса получения беленой ХТММ из березы щелочно-перекисным способом позволяет получить значительный экономический эффект за счет замены хвойной еловой древесины на более дешевую березовую и применения при отбелке российского комплексообразователя типа ПАФ-13 взамен ДТПА и исключения силиката натрия.

Ожидаемый годовой экономический эффект для завода, выпускающего 10 тыс.т. в год ХТММ из березы, составит 8,797 млн. руб.

9. Результаты исследований могут быть рекомендованы к использованию для совершенствования технологии получения ХТММ из лиственной древесины высокой плотности (бука и граба - близких аналогов березовой древесины) на предприятиях ЦБП Ирана.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зуйков А.А., Дехгани М.Р. , Азаров В.И. Березовая древесина для получения ХТММ - резерв Российской целлюлозно-бумажной промышленности, Научные труды МГУЛ, 2003, Вып. 319, с. 69-73.

2. Зуйков А.А., Дехгани Фирузабади М., Азаров В.И., Особенности получения ХТММ из березы шелочно-перекисным способом, Международная научно-техническая конференция «Проблемы развития российской целлюлозно-бумажной промышленности», ноябрь, 2003, Москва, с. 29-32.

3. Дехгани Фирузабади М., Зуйков А. А., Горошников В. В., Азаров В. И., Исследование процесса получения ХТММ из древесины березы щелочно-перекисным способом, Proceeding of the 3rd International Iran and Russia Conference "Agricultural and Natural Resources", Vol. 2, September, 2002, Moscow, p. 689-696.

4. Зуйков А.А., Горошников В.В., Осминин Е.Н., Дехгани Фирузабади М., Экспересс - метод определения пылимости бумаги с использованием оптического метода и серийного прибора - анализатора длины волокон, Proceeding of the 3rd International Iran and Russia Conference "Agricultural and Natural Resources", Vol. 2, September, 2002, Moscow, p. 714- 717.

5. Зуйков А.А., Осминин Е.Н., Горошников В.В., Дехгани Фирузабади М., Оценка возможности использования бессиликатного перекисного способа отбелки ХТММ из лиственной древесины, Сборник трудов ЦНИИБ, Юбилейный выпуск - 2003, с. 40-48.

6. Товстошкурова Д.У., Зуйков А.А., Ермакова Т.И. Дьяков Н.А., Дедик Ю.П., Дехгани Фирузабади М., Особенности получения ХТММ из березы шелочно-перекисным способом, Международная научно-техническая конференция «Проблемы развития российской целлюлозно-бумажной промышленности», ноябрь, 2003, Москва, с. 128-130.

7. Патент России № 2213962/ Способ определения пылимости бумаги/ Зуйков А.А., Горошников В.В., Осминин Е.Н., Дехгани Фирузабади М.

8. Патент России (положительное решение на заявку № 2003110977/12 (011729) от 17.04.03)/ Способ получения беленой ХТММ из лиственных пород древесины/ Зуйков А.А., Горошников В.В., Осминин Е.Н., Дехгани Фирузабади М., и другие.

Отпечатано с готового оригинала

Лицензия ПД № 00326 от 14.02.2000г. Подписано к печати Ь Формат 60х88х22

Ризография

Объём 1,5 п.л._Тираж 100 экз._Заказ № 72

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская, МГУЛ.

Телефон (095) 588-5762 e-mail: izad@mgul.ac/ru

* -2 7 M

Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Анализ современного состояния проблемы производства

ХТММ из березовой древесины.

1.1.1. Краткая информация о запасах березовой древесины и ее использовании в ЦБП.

1.1.2. Краткая информация о запасах березовой древесины и ее использовании в ЦБП.

1.1.2. Краткая характеристика свойств березовой древесины.

1.1.4. Способы переработки березовой древесины в волокнистые полуфабрикаты высокого выхода и особенности технологии производства древесной массы из лиственной древесины.

1.1.5. Применение полуфабрикатов высокого выхода из лиственных пород древесины при производстве газетной бумаги.

Глава 2. Методическая часть

2.1. Стандартные методы испытаний химикатов, древесного сырья и не беленой и беленой ХТММ.

2.2. Характеристика березовой древесины, используемой в процессе исследований.

2.3. Методика проведения экспериментов по получению ХТММ.

2.4. Методика проведения экспериментов по исследованию влияния . предварительного уплотнения щепы на (сжатия) свойства ХТММ.

2.5. Методика приготовления микроскопических препаратов из древесины.

2.6. Метод определения выхода ТММ/ХТММ (при термохимической обработке щепы и массы).

2.7. Метод определения потерь древесного вещества ХТММ (при перекисной отбелке).

2.8. Метод определения мелких несвязанных частиц волокон на поверхности газетной бумаги.

2.9. Методика пероксидной отбелки ХТММ в лабораторных условиях.

2.10. Выбор экспериментального плана.

2.11. Постановка задачи исследований.

Глава 3. Результаты эксперимента и их обсуждение.

3.1. Планирование эксперимента по получению щелочно-перекисной

ХТММ из березы.

3.2. Исследование влияния предварительного уплотнения щепы на свойства ХТММ из березы.

3.3. Исследование влияния параметров пероксидной отбелки ХТММ из березы на изменение ее белизны.

3.3.1. Исследование влияний пероксидной отбелки на изменение прочностных свойств ХТММ из березы.

3.4. Исследование влияния различных комплексообразователей на процесс пероксидной отбелки березовой ХТММ.

3.5. Исследование печатно-технических свойств бумаги с ХТММ из древесины березы в композиции, полученной модифицированным щелочно-перекисным способом.

3.6. Экономическая эффективность разработанных технологических решений.

В связи с уменьшением запасов хвойной древесины и все большей труднодоступностью и удаленностью мест промышленных рубок леса от перерабатывающих его предприятий ЦБП, у бумажников возрастает интерес к более доступной и дешевой лиственной древесине. Причем акцент этого интереса смещается, главным образом, в сторону использования лиственных пород древесины в производстве полуфабрикатов высокого выхода (ПВВ), таких как термомеханическая (ТММ) и химико-термомеханическая (ХТММ) массы, где возможен наибольший выход готового продукта из кубометра исходного сырья.

В настоящее время в России для получения ХТММ для печатных видов бумаги из лиственных пород древесины применяют только осину, производство же беленой ХТММ из березы для печатных видов бумаги отсутствует.

Вместе с тем, для российских предприятий, таких как Сыктывкарский ЛПК, Камский ЦБК, Пермский ЦБК, Майкопский ЦЗ и др. вопрос переработки березы в ХТММ весьма актуален и экономически целесообразен, если учесть, что стоимость воспроизводства кубометра лиственной древесины в 1,5 раза ниже, чем хвойной.

Традиционной технологией производства ХТММ из лиственной древесины в мире считается переработка щепы лиственной древесины щелочным, щелочно-сульфитным, а в последнее время щелочно-перекисным способом на рафинерах, работающих под давлением.

Однако, производство беленой ХТММ, производимой по традиционной технологии с использованием пероксида водорода, имеет существенный недостаток: потребление большого количества силиката натрия, вызывающего массу проблем при производстве бумаги. Силикат натрия способствует появлению осадков на поверхности оборудования буммашин, сетках, сукнах и т.п., что приводит к повышенному их износу, повышается склонность бумаги к пылению, пожелтению, снижается ее долговечность.

Для борьбы с силикатно-смоляными отложениями приходится применять весьма дорогостоящие и не всегда эффективные и экологически-безопасные химические средства.

В связи с тем, что в ближайшее десятилетие для производства ХТММ в России для массовых видов бумаги и картона будет все больше вовлекаться в переработку древесина березы, разработка экологически безопасного способа получения ХТММ щелочно-пероксидным способом, лишенного недостатка, связанного с применением силиката натрия, является своевременной и актуальной.

Целью работы являлось — разработка технологии получения химико-термомеханической массы из ранее не используемой при производстве ХТММ в России, древесины березы; изучение бумагообразующих свойств массы; и определение условий применения нового полуфабриката в композиции газетной бумаги.

Научными направлениями диссертации явились:

1. Анализ технологии получения ХТММ их лиственных пород древесины и изучение их свойств.

2. Исследование одноступенчатого и двухступенчатого щелочно-пероксидного способа получения ХТММ из березы.

3. Исследование отбелки ХТММ из лиственной древесины и разработка безсиликатного способа ее отбелки.

4. Технико-экономическое обоснование способа получения беленой ХТММ из лиственных пород древесины высокой плотности.

Результаты лабораторных исследований прошли проверку в производственных условиях ОАО «ЦБК «Кама» и подтвердили их эффективность.

Общие выводы и рекомендации

1. Разработан научно обоснованный способ получения беленой ХТММ из березовой щепы с использованием щелочно-пероксидных реагентов. Полученные математические модели процесса в виде уравнений регрессии позволяют определить степень влияния основных факторов химической обработки березовой щепы при получении щелочно-перекисной ХТММ с максимальными показателями механической прочности и белизны.

2. Установлено влияние предварительного уплотнения щепы на свойства ХТММ из березы. Показано, что во всем диапазоне изменения степени помола, в пределах 40 - 80 0ШР, механические показатели ХТММ из березы, полученной из щепы с предварительным сжатием выше, чем из несжатой щепы. Так, показатель разрывной длины у ХТММ из березы, полученной из предварительно сжатой щепы выше на 700-800 м. Сопротивление раздиранию ХТММ возрастает в среднем на 15 — 20%; прочность во влажном состоянии увеличивается на 30 - 50%. Содержание костры у ХТММ из сжатой щепы на 40 - 50% ниже, чем у несжатой.

3. Изучение влияния параметров пероксидной отбелки на изменение' ее белизны показало, что процесс отбелки березовой ХТММ подчиняется тем же закономерностям, что и при отбелке древесной массы из хвойной древесины. Промышленные испытания показали, что отбелка березовой ХТММ позволяет получить массу с белизной до 78 % и улучшенными физико-механическими показателями готовой массы.

4. Установлено влияние условий пероксидной отбелки ХТММ из березы на увеличение прочностных свойств отбеленной массы, прошедшей последующую стадию дополнительного домола.

С увеличением расхода щелочи на отбелку разрывная длина ХТММ и сопротивление излому возрастают при одновременном увеличении продолжительности отбелки. Сопротивление раздиранию ХТММ имеет максимальные показатели после 90 минут отбелки. Увеличение прочностных показателей ХТММ связано, по-видимому, с набуханием вторичных стенок волокон, разрыхлением поверхностной структуры волокон и увеличением их гибкости. Применение дополнительного домола отбеленной массы позволяет в среднем дополнительно на 30 % увеличить механические показатели готовой массы, при этом практически не происходит снижения белизны массы.

Полученные в результате исследований данные послужили основой для разработки способа получения беленой ХТММ из лиственных пород древесины (получено положительное решение о выдаче патента России на заявку № 2003110977/12 (011729) от 17.04.03).

5. Разработан способ совершенствования технологии пероксидной отбелки без применения или с минимальным количеством силиката натрия за счет применения комплексообразователя, выпускаемого российским предприятием ОАО «Химпром», - ПАФ-13. Применение ПАФ-13 при пероксидной отбелке ХТММ из березы позволяет отказаться от использования силиката натрия и полностью исключить импортный комплексообразователь типа ДТПА.

Показано, что применять российские комплексообразователи типа ПАФ-13 эффективнее на стадии предварительной обработки массы в бассейне латентности нежели непосредственно в башне отбелки совместно с пероксидным раствором.

6. Показана практическая возможность использования ХТММ из древесины березы в композиции газетной бумаги до 50% взамен ДДМ из хвойной древесины без снижения основных физико-механических свойств газетной бумаги.

Установлено, что применение в композиции газетной бумаги ХТММ из древесины березы взамен ДДМ улучшает такие показатели печатных свойств как просвечивание-пробивание оттиска на оборотную сторону и закрепление краски, что, по-видимому, связано с увеличением пористости бумажного листа и, как следствие, улучшением впитывания краски на оттиске.

7. Опытно-промышленные испытания процесса получения беленой ХТММ из березы на ОАО «ЦБК «Кама» подтвердили технологические закономерности, установленные лабораторными испытаниями, и доказали принципиальную возможность использования березовой ХТММ в композиции газетной бумаги.

8. Применение разработанного процесса получения беленой ХТММ из березы щелочно-перекисным способом позволяет получить значительный экономический эффект за счет замены хвойной еловой древесины на более дешевую березовую и применения при отбелке российского комплексообразователя типа ПАФ-13 взамен ДТП А и исключения силиката натрия.

Ожидаемый годовой экономический эффект для завода, выпускающего 10 тыс.т. в год ХТММ из березы, составит 8,797 млн. руб.

9. Результаты исследований могут быть рекомендованы к использованию для совершенствования технологии получения ХТММ из лиственной древесины высокой плотности (бука и граба - близких аналогов березовой древесины) на предприятиях ЦБП Ирана.

1. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. ВНИИБ, изд-во СПБ.: JITA, 2002. Том 1 (Часть 1). 420 с.

2. Лесной фонд России (по данным государственного учета лесного фонда по состоянию на 1 января 1998 г.) Справочник. М.: ВНИИЦлесресурс, 1999.

3. Зуйков А.А., Дехгани М.Р., Азаров В.И. Березовая древесина для получения ХТММ резерв Российской целлюлозно-бумажной промышленности, Научные труды МГУЛ, 2003, Вып. 319, с. 69-73.

4. Коржицкая З.А. К вопросу использования древесины березы в производстве полуфабрикатов высокого выхода. / Межвуз. сб.: Химия и технология волокнистых полуфабрикатов. — СПБ, 1992. С. 36 38.

5. Лесной фонд России (по учету на 01.01.1993). Справочник. М.: ВНИИЦлесресурс, 1995.-280 с.

6. Лесной фонд СССР. Статистический сборник. Т. 2. /Под ред. Дрожалова М.М. М.: Гос. Комитет СССР по лесу, 1991. 1021 с.

7. Гурьянов В.Е. Использование лиственных пород древесины в производстве полуфабрикатов, бумаги и картона: Обзор. Информ.М.: ВНПИЭИлеспром, 1988. Вып.9, с. 36.

8. Локштанов Б.М. и др. Окорка лиственных пород древесины и тонкомера в ЦБП. Обзор. Изд. ВНИПИЭИ Леспрома, серия: Бумага и целлюлоза. М, 1974.

9. Фляте Д.М. Свойства бумаги. Изд. 4-е, испр. И доп. — С.-Петербург, 1999. — НПО "Мир и семья-95", ООО "Интерлайн". 384 с.

10. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. Изд. АН СССР, М.-Л., 1962.

11. J.Blechschmidt., Zellstoff und Papier, 1970, № 9, s. 268-275.

12. Коссой А.С. Использование лиственной древесины в целлюлозно-бумажной промышленности. М., «Лесная промышленность», 1967. — 316 с.

13. Атлас древесины и волокон для бумаги / Е. С. Чавчавадзе, 3. Е. Брянцева, Е. В. Гончавадзе / М.: Ключ, 1992. 336 с.

14. Коссая Г.С. Сульфатная варка смешанной хвойной и лиственной древесины. «Бумажная пром-ть», 1964, № 2, с. 3-5.

15. Dehghani Firouzabadi М., Resalati Н. Kinetic Study of the Kraft Pulping Process for Iranian Hornbeam / Комплексное использование древесины при производстве композиционных материалов. //Науч. тр. Вып. 321. - М.: МГУЛ, 2002. — 130 с.

16. Атлас ультраструктуры древесных полуфабрикатов, применяемых для производства бумаги. Брянцева З.Е., Гончарова Е.В., Большова Н.И. и др. по ред. д.т.н. Зотовой-Спановской Н.П. М., Лесная пром-ть, 1984. — 232 с.

17. Haygreen, John G. Forest products and wood science: an introduction / John G. Haygreen and Jim L. Bower. 3rd ed., Iowa State University Press, 1996.

18. Bosia A. Pulping and papermaking properties of fast growing plantation wood species, The FAO technical papers, Vol. 1, 1980.

19. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины. / Бобров А.И., Мутовина М.Г., Бондарева Т.А., Малышкина В.К. М.: Лесн. пром-ть, 1984.-248 с.

20. Производство древесной массы и полуцеллюлозы из лиственных пород, произрастающих на Юге США. «S. Pulp and Paper Manufacture», 1976, 39, № 3, с. 46-52.

21. Производство древесной и химико-механической массы из щепы. «ЭИ ЦБП», Изд. ВИНИТИ, 1963, № 17, с. 1-8.

22. Отчет технического аудита процесса СМР Мазандаранского ЛПК (не опубл.), 2000, Сари, Иран.

23. Papermaking Science and Technology. Book 5: Mechanical pulping. Jyvaskiila, Finland, 1999.

24. Huusari E. PPI, 2000, № 2, p. 17-19.

25. Пузырев C.C. Современная технология механической массы. Т.2. Механическая масса из щепы (ТММ/ХТММ/ХММ). С-Петербург, 1996, с. 236.

26. Renman S. Anwendungsgebiete fur Fichtenholz und Laubholz — CTMM. «Wochenblatt fur Papierfabrikation», BRD, 1986, 114, № 19, s. 796-799.

27. Кейси Д.П. Производство полуфабрикатов и бумаги. «Гослесбумиздат», 1958, т.1.

28. Никитин В.М. и др. Химия древесины и целлюлозы. М.: «Лесная пром-ть», 1978, с. 368.

29. Пономарев О.И., Пузырев С.С. Современное состояние производства химико-термомеханической массы. «ЭИ ЦБП», М.: ВНИПИЭИ Леспром, 1985, №12.

30. Шарков В.И., Куйбина Н.И. Химия целлюлозы. М.: «Лесная пром-ть», 1970.

31. Jackson М. Chemimechanical pulp from aspen. «Pulp and Paper», 1984, 58, № 9, p. 230-232.

32. Коржицкая З.А. К вопросу использования древесины березы в производстве полуфабрикатов высокого выхода. Межвуз. сб. науч. тр. ЛТА: Химия и технология волокнистых полуфабрикатов. Л., 1991.; с. 36-38.

33. Bohner Р.Е. Haw to make an optimal chemical mechanical hardwood pulp. «Investigation у tecnica del papel», 1983, 20, № 75, p. 63-88.

34. Meinecke F. Production of Bleached Refiner Groundwood from hardwoods. «Pulp and Paper Magazine of Canada», 1970, 73, № 7, T180.

35. Wood J. Hardwood Chemimechanical Pulps from Printing Gradis. «Pulp and Paper Magazine of Canada», 1977, 78, № 11, T279.

36. Lachenal D., de Choudens C., Bourne C. Hardwood Hydrogen Peroxide Chemimechanical Pulps. «Tappi Pulping Conference Proceedings», 1978, p. 163.

37. McDonough Т. J., Andrews D.H., Chemithermomechanical Pulps from Mixed Northeasteern Hardwoods by Oxidation and Alkaline Treatment. «Pulp and Paper», 1980, p. 37-42.

38. Nelson P.J. Oxidative pretreatment in the preparation of CMP and CTMP from birch wood. «Appita», 1983, 36, p. 381.

39. Nelson P.J. Oxidativ pretreatments in the manufacture of from birch wood. «Paperi ja Puu», 1984, № 11, p. 637-645.

40. Fiola W. Chemo-mechanishe zellstoff aus Laubholz fur Tissue und andere Sorten. «Papier (BRD)», 1983, 37, № 10A, p. 39-47.

41. Jackson M. Chemical pretreatment of chips in mechanical pulp production. «Pulp and Paper», 1981, 55, № ю, p. 114-118.

42. Prusass Z.C. Varialles in chemithermomechanical pulping of northern hardwoods. «Tappi», 1987, 70, № 10, p. 67-69.

43. Bengsson G. Effects Chemical and Thermal Pretreatment on the Energy Requirement in Chemimechanical Pulping of Birch Wood. «International Symposium on Wood and Pulping Chemistry», 1988, Vol.2, p. 48-63.

44. Erickson J.T. Bright chemimechanical pulps from birch. «Norsk skogindustri», 1980, № 12, p. 295-297.

45. Law K. The influence of NaOH and Na2S03 on the quality of chemithermomechanical pulps of hardwoods. «International Symposium Wood and Pulping Chemistry», Vancouver, 1985 Aug. 26-30.

46. Granfeldt T. Ultra-high yield pulps from hardwoods. «Pulp and Paper Canada», 1985, 86, № 1, p. 281-282.

47. Koran Z. Birch Thermomechanical Pulp for Newsprint Via the OPCO Treatment. «Tappi», 1988, 71, № 7, p. 82-86.

48. Marton R. Hardwood TMP and RMP modifications. «Tappi», 1979, 62, № 1, p. 49-53.

49. Tengir K. Neue Erkenthnisse beim Halbzellstoff Aufschlup nach dem NSSC — Verfahren. «Wochenbl fur Papierfabr», 1970, № 22, s. 989-992.

50. Полубеленая полуцеллюлоза из древесины лиственных пород в композиции печатной бумаги. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1985, № 23, с.27-31.

51. Новые виды древесной массы. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1975, № 14, с. 515.

52. Ohnishi К. Hardwoods Refiner Groundwood as Newsprint Furnish Component. 6-ая Международная конференция по производству древесной массы. 1968, май, Атланта, США.

53. Aslani М., Khajehvand Н., Trouhtenkova A. The Biggest Pulp and Paper Mill of Iran — start, development and problems. The six International scientific and technical conference PAP-FOR 2000 Proceedings. 2000. St. Petersburg, Russia, p. 290.

54. Производство нейтрально-сульфитной химико-механической массы сверхвысокого выхода. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1963, № 19, с. 4-13.

55. Использование лиственной древесины в производстве газетной бумаги. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1974, № 9, с. 13-19

56. Использование лиственной древесины в ЦБП Англии. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1962, № 3, с. 20-23.

57. Atac D. Perspektywy roztwarrania chemomechanicznedo. «Przeglad Papierniczy», 1989, № 4, S.148-152, 158.

58. Производство химической древесной массы из березы. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1966, № 17, с. 13.

59. Фляте Д.М. Свойства бумаги. Изд.2. «Лесная пром-ть», М., 1976, с. 648.

60. Полуцеллюлоза из березы для газетной бумаги. «ЭИ ЦБП» изд. ВИНИТИ, 1960, № 9, с. 2-4.

61. Непенин Ю.Н., и др. Современные способы производства полуцеллюлозы. Обзорн. инф.-М.: ВНИПИЭИ Леспром, 1985, с. 13-17.

62. Sprout-Bauer Alkaline Peroxide Mechanical Pulping System. Инф. Фирмы Combustion Engineering, 1989.

63. ТУ 13-0281020-105-91 "Масса древесная бурая".

64. ТУ 13-7309005-478-88 "Масса химико-механическая высокого выхода из осиновой древесины".

65. А.С. № 340728 СССР / Способ варки целлюлозы полуцеллюлозы и химической древесной массы из растительного сырья. / Ковалев В.П., 1972, 1с.

66. А.С. № 478083 СССР / Способ получения волокнистой массы. / Бабурин С.В. и другие, 1975,1с.

67. А.С. № 617504 СССР / Способ получения волокнистой массы. / Бабурин С.В. и другие, 1978,1 с.

68. А.С. № 665041 СССР / Способ получения волокнистой массы. / Хакимов Ф.Х. и другие, 1979,2 с.

69. А.С. № 761644 СССР / Способ получения древесной массы для производства бумаги и картона. / Балин Н.Н. и другие, 1980, 2 с.

70. А.С. № 787517 СССР / Способ получения волокнистой массы. / Любавская Р.А. и другие, 1980, 1 с.

71. А.С. № 1423657 СССР / Способ получения волокнистого полуфабриката высокого выхода. / Ениколопов Н.С. и другие, 1988, 2 с.

72. А.С. № 1810414 Россия / Получения волокнистого полуфабриката высокого выхода. / Бобров А.И. и другие, 1995, 1 с.

73. Патент России 2106447 / Способ получения древесной массы. / Тольман Г.Ю. и другие, 1998.76. Patent USA 2.713.540.

74. Patent USA 3.013.934 / High yield pulp from hardwoods. / T. Aitken et al, 1961,4 p.

75. Patent USA 3.098.785 / Method of making lignocellulosic fiberboard. / John G. Meiler, 1963, 10 p.

76. Patent USA 2.169.473 / Method of producing cellulose pulp. / Fredrich Olsen, East Alton, 111., 1939,4 p.

77. Patent USA 2.956.918 / Chemically assisted mechanical wood pulp. / Francis H. Synder, Newton, Conn., 1960, 4 p.

78. Patent USA 3.078.208 / Method for the production of neutral sulfite pulp. / Karl Nicolaus Cederquist, Falun, and Karl Esbjorn Eftring, 1963, 2 p.

79. Patent USA 3.354.030 / Alkaline sulfite digestion followed by acid digestion with bisulfite. / Robert C. Williams, Donald Joyce, and Edwin Lee Showalter, 1967, 4 p.

80. Patent USA 3.393.122 / Pretreatment of green wood with reducing agent prior to storage. / John L. Marshal, 1968,4 p.

81. Patent USA 4.259.148 / Process for making refiner mechanical pulp. / Laurence R. Beath, Walter G. Mihelich, 1981, 15 p.

82. Patent USA 2.958.622 / Pulping process. / Donald B. Sparrow, 1960, 2 p.86. Патент PL № 171445

83. Патент ДЕ № 1.095.650 / Verfahren zur herstellung von faserparallel geschnittenen laubholz folien / Wilhelm Klaudilz, 1959, 2 c.

84. Патент ДЕ № 1.517.170 / Verfahren zur herstellung von holzstoff aus holzschnitzeln in mahlapparaten / Asplund, Arne Johan Arthur, Lidingo, 1972, 4 c.

85. Патент ДЕ № 2.752.081 / Verfahren und vorrichtung fur kontinuierliche herstellung von faserbrei oder stoff aus lignocellulosehaltigem fasergut / Sandstrom Aake Taby, Falk Bo Jarfalla, 1979, 9 c.

86. European Patent 0194981 / A method of manufacturing bleached chemimechanical and semichemical fiber pulp by means of a one-stage impregnation process. / Bengtsson, goran, 1999, 8 p.91. European Patent 0194982.92. JP 5112721.

87. Patent G-B 1305496 / Method of pulping and bleaching wood chips / Atlantic Richfield Company, 1973, 13 p.

88. Patent G-B 1505076 / Strengthening of mechanical pulp by chemical treatment / Thomas Joseph Michael MCDONOUGH, 1978, 9 p.95. Patent WO 87/01746.

89. Оболенская A.B. и др. Практические работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Лесная промышленность, 1965. - 412 с.

90. J.P. Schirmann, S.Y. Delavarenne Hydrogen Peroxide in Organic Chemistry (EDI editeur), 1979.

91. Wasserstoffperoxid und Seine derivate, W. Weigert (Herausg.) Chemie und Andwelung, Heidelberg, (Dr. Alfred Huthig Veiag), 1978.

92. The Chemistry of Functional Groups, Peroxides, dirige par S. Patai (editeur John Wiley & Sons), 1983.

93. Зуйков А. А. и др. Лабораторное устройство для обработки целлюлозосодержащего материала. Авт. свид. СССР № 1707116, кл. D21 С 1/00, опубл. 23.01.92., Бюл. № 3.

94. Патент России № 2213962 / Способ определения пылимости бумаги/ Зуйков А.А., Горошников В.В., Осминин Е.Н., Дехгани Фирузабади М.

95. Розенблит М.С., Крылов Г.В., Муращенко Д.Д. Практикум по основам научных исследований. М., МГУЛ, 1990. — 77 с.

96. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование экспериментов в технологических исследованиях. — Киев: Техника, 1975.— 168 с.

97. Рузинов А.П. Статистические методы оптимизации химических процессов. М., «Химия», 1972. 198 с.

98. Маслов В.А., Контимирова А.А., Астамбовский Б.М. Влияние прессования щепы в шнековом питателе на качество целлюлозы. // «Химическая переработка древесины», 1969. № 17, с. 11-12.

99. Пузырев С.С. Отбелка механической массы. Учебное пособие. Санкт-Петербург: СПбЛТА, 1999. 88 с.

100. Аввакумова А. и др. Современная технология отбелки волокнистых полуфабрикатов. Том 1. Отбеливающие реагенты. Теоретические основы отбелки. С.-Петербург, 1998. 131 с.

101. Dence C.W., Reeve D.W. Pulp Bleaching. Principles and Practice // TAPPI PRESS. Atlanta. Georgia. 1996. p. 163-181.

102. Пазухина Г.А. Аввакумова A.B. Реагенты для отбелки целлюлозы. СПб.: 2002.-110 с.

103. Gellerstedt, G., and Petterson, I., "Chemical aspects of hydrogen peroxide bleaching; part II: the bleaching of kraft puis" J.Wood Chem. Technol. 2:3, 1982, p. 231.

104. Brown, D. G. and Abbot, J., "Effects of metal ions and stabilizers on peroxide decomposition during bleaching." J.Wood Chem. Tech., 15 (1). 1995, p. 85.

105. Ковалева H.E., Вендило А.Г., Юрасова Ю.В., Темкина В.Я., "Изучение роли комплексонатов металлов в процессе стабилизации растворов пероксида водорода", Журн. корд, химии, № 4, 1997, с. 128.

106. Basta J., Holtinger L., and Hook J., Controlling of Profile of Metals in the Pulp before Hydrogen Peroxide Treatment, Proc. 6th Int. Symp. Wood and Pulping Chem., 1991, pp. 237-244.

107. Баста Й., Вакерберг Э., и др. Некоторые аспекты отбелки механической массы пероксидом водорода.: Доклад на Международной научно-технической конференции PAP-FOR. СПб., 1998. С. 58-73.

108. Colodette J., Fairbank М. and Whriting P. The Effect of pH Control on Peroxide Brightening of Stone groundwood Pulp // Journal of Pulp and Paper Science. Vol. 16 (2) J53-57. March 1990.

109. Патент России (положительное решение на заявку № 2003110977/12 (011729) от 17.04.03) / Способ получения беленой ХТММ из лиственных пород древесины/ Зуйков А.А., Горошников В.В., Осминин Е.Н., Дехгани Фирузабади М., и другие.

110. Зуйков A.A., Осминин E.H., Горошников B.B., Дехгани Фирузабади М., Оценка возможности использования бессиликатного перекисного способа отбелки ХТММ из лиственной древесины, Сборник трудов ЦНИИБ, Юбилейный выпуск 2003, с. 40-48.

111. Прогресс текстильной химии. / Под ред. Б.Н. Мельникова. М. Легпромбытиздат. 1988. 235 с.

112. Neveling V., Sebb W.//Textilbetrieb. 1978. Bd 96, N 5. S. 57—60.

113. Раскина И. X. Беление целлюлозных материалов перекисью водорода. М., 1972. С. 19—25.

114. Hickman W. S., Andrianjafy H.//J. Soc. Dyers a. Colour. 1983. Vol. 99 N 3. P. 86—92.

115. Fornelli S.//Textilveredlung. 1982. Bd 17, N 18. P. 330—333.

116. Ney W .//Textil-Praxis. 1974. Bd 29, № 10. S. 1393—1402;