автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Взрывная щелочная варка багассы для получения ХММ

Р1 ^ — I э и

санкт-петербургская лесотехническая академия

На правах рукописи

мдасон ркверо хулио Мигель

взрывная щелочная варка багассы для получения хмм

05,21.03."Технология и оборудование химической переработки древесины; химия древесины"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена на кафедре цeJш^лosяo-Cy>¡asя^0гo производства Санкт-Петербургской лесотехнической акадгмпи.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор, Малвов Ю.А.

Официальные оппоненты - д.т.к., проф. Аккм Г.Л.

к.т»н., доц. Подяхэв Ю.А.

Ведущее предприятие - Гил ройум

Зшцкта диссертации состоится " г.

в " '№.00" час на заседании специализированного совета Д.063. 5Ю.02 в Санкт-Петербургской лееотехническоЗ академии по адресу: 194018, г.Санкт-Петербург, Институтский пер.5,2-ое учебное здание, библиотека кафедры це-онолозно-бумаяного производства.

С диссертацией коаао ознакомиться в библиотеке

академии.

Автореферат разослан ¡1992 г.

Ученыа секратарь специализированного сцве

рооенйгг

БИБЛИО'(в.

г .

"---J

3

ОЙРДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ01У

А.ктуа.тшость темы. 3 ренегата задьчи повеиекия ексноми-ческого уровня развития Кубн ваетая роль принвдлежет целлюлозно-бумажное1 промышленности.

Дяя иелчвлозно-бумакяоа проыишлзнкоста Кубы «Загассо сахарного тростикка является наиболее перспчкткввыи сырьем, благодаря ее низкой етоигости, доступности и болыпяы запасай.В результате пвре|заботкр тростнике на сахарных. занодчх е.трмш ежегодно подуч-jbt до дэ&дцв. / миллионов теин багасск для производства цвляшсзн.

В настожцед иреия на Кубе работав? четыре комплексных завода,которые используют багассу как онрьа для изготовления конечных продуктов.Однако из-за загекого качества получаемой из багэ-сси целлюлозы, прмходатса добавлять древпснуи массу для составном композиций бумаги. Поотому внимание исследователей направлено на получение качественной массы с высокими показателями иеганичеекоЗ прочности, что обуславливает иеодходимость соверпенстповакия методов переработки исходного материала, с целью максимального использования природных свойств багассы и максимального использования масс из багкссы в композиции ра^ли'ошх бумташх продуктов.

В последние лет большое распоетранение полутал процесс получения механической масси взривкш способом. Технология процессе, предложенная МеЯсонои в конце двадцатых годов, используется а сейчас, однако со значительными измене линю:. В частности, авале практическую реализации паровзрьгвная технология получения химико-механической масси (ХЮ1) из древесшш осины фирмы СТЕЙК. Отмечается, что технология требует низких капитальных затрат и вксолуетациоюшх раоходов.

Учитывая особенности морфологического строения и химического состава бвгэссы,наиболее перспективными являются щелочные способы переработки ее в полуфабрикаты высокого выходе. Совершенствование цеяочиого способа варки багассы с цель» интенсификации производства и улучшения качества конечного продукта является актуально«*, отвечаиаиы нуждам Республика Куба.

Цель а заката моела^овання. Цель» настоящей диссертации является разработка научно обоснованно*» технологии вэрыаноЯ натронной варки багасоы для палучвкяя ХШ ( ВНХЫЫ ).

В задачи исследовании вгедало: i (изучить фракционный я омгм««* ооотвв к анатомическое отроение багяссы сахарного трое-

•гника острова Кубы; 2)исследовать влияние основных факторов предварительной пропитки багассы раствором гидроксвда натрия на реэуль тэты ее взрывной натронной варки; 3)разработать технологический режим взрывной натронной варки багассы и изучить влияние основных факторов взрывной натронной варки багассы на свойства полученных полуфабрикатов; 4)на основании полученных экспериментальных данных и установленных теоретических зависимостей выдать технологические рекомендации получения ВНХЫМ и осуществить технико-экономическую оценку предлагаемого метода.

Научная новизна. Впервые для Кубы изучены процессы пропитки багассы раствором гвдроксида натрия раздельно по фракциям: мелкой и крупной. Впервые для переработки Сагассы сахарного тростника Кубы предложена технология взрывной натронной варки с целью получения ХММ. Разработаны пути улучшения физико-механических свойств волокнистого полуфабриката, полученного методом взрывной ^натронной-варки. Изучено и охарактеризовано состояние клеточных оболочек волокон ХММ из Сагассы, полученной взрывной патронной варкой.

Практическая ценность. Определены основные негативные влияния несовершенства современной техники сортирования багассы на стадии пропитки. Определены основные технологические параметры получения ХШ методом взрывной натронной варки из багассы сахарного тростника.Разработаны технологические рекомендации получения ХММ из багассы взрывным натронным способом'варки. Выполнена экономическая оценка применения метода взрывной натронной варки бага-осы для получения ХММ.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуздены на конференции "Химия Древесины" в Париже в 1988 г. и на семинаре Научно-производственного Объединения "Куба 9" в июле 1991г.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы две научные статьи.

Основные положения, выносимые на защиту. 1.Результаты исследования процесса пропитки багассы растворами гидроксида натрия (раздельно по фракциям). 2.научно обоснованный технологический реме.' взрывной натронной варки багассы для получения ХММ. 3.Результата исследования состояния клеточных оболочек волокон и бумагообразуедих свойств нового вида ХШ из багассы. 4.Технологи-

чес кие рекомендации производства ХММ из багасеы взрывным натронным способом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,обзора литературы,методической и экспериментальной частей, выводов, списка литератур!. Работа излогена на 14В страницах машинописного текста,иллюстрирована 22 рисунками и 25 таблицами. Список литератури содержит 117 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении приведено обоснование ЕЫСора теин дкссерта-• ции, дано краткое изложение работы.

Обзор литературы посвящен анализу теории и практики использования багасеы для производства волокнистые полуфабрикатов ( ВГЮ ) в мире и на Кубе, анализу анатомического строения, химического состава и морфологических особенностей данного вида сырья; приведены имеющиеся в литературе сведения о методах получения ХММ из древесины п багасеы, способах их интенсификации: проанализированы достоинства и недостатки различных методов. Значительная часть обзора посвящена особенностям взрывного метода получения целлюлозы и полуцеллюлозы, его сущности,основным модификациям и тенденциям его развития применительно к багассе.На основе аналитического обзора сформулированы цели и задачи експериыентальной работы.

Методическая честь содерамт описание измерительной аппаратуры и методов анализа багассы и полуфабрикатов, приводится методика проведения взрывных натронных варок и анализа варочных и отработанных растворов, иетодика исследования состояния клеточных оболочек волокон методом електронной трансмиссионной микроскопии, определения углеводного состава образцов целлюлозы и отработанных растворов с помощью жидкостного хроматографа высокой разрешающей способности.

В первом разделе экспериментальной части приведены результаты исследования анатомического строения,фракционного и химического состава багассы после ее разделения вручную на две фракции (крупную и мелкую). Было установлено, что обе фракции имеют сходство химического состава, существенное различие между ними заключается в том, что мелкая Фракция содержит большее количество коротких волокон (60 % против 50 %) и большее количество парешикных клеток (36.4% против 28.5% ). В исходном образца бага-

осы доля крупной фракции составляет 69£, мелкая фракция -31

Во втором разделе приведены результаты изучения процесса пропитки багассы раствором едкого натрия. Пропитка проводилась при низких концентрациях гидроксида натрия в пределах от 5 до 15 г/л Nauil, продолжительность обработки от 0 до 30 мин., температура от 25°С до 75°С.Увеличение температуры на ступени пропитки выше 50°С приводит к варке, что в свою очередь замедляет процесс пропитки, при этом начинается деструкция лигноуглеводной матрицы. В случае крупной фракции потери массы значительно меньше,чем при обработке мелкой фракции. Концентрация растворов гидроксида натрия играет очень важную роль при пропитке: в первые 10 минут обработки, NaOH расходуется очень быстро. Процесс пропитки изучался также весовым методом. Мелкая фракция багассы впитывает NaOH больше и с большей скоростью. Для щелока с концентрацией NaOH 10-15 г/л максимальные значения впитанного щелока достигаются в первые 10 минут. Температура пропиточного щелока хотя и спосооствует процессу набухания волокон, однако не оказывает большого влияния на количество впитанного щелока в пределах изучаемых температур. Результаты показывают, что количество всего NaOH (в Si к а.с.Оагассе) впитанного багассой в процессе пропитки, в 2 или 3 раза больше, чем количество NaOH, впитанного на стадии жидкостной пропитка. Доказано, что большая часть NaOH впитывается за счет диффузии.Диффузия химикатов, внутрь материала возрастает с увеличешем концентрации пропиточного раствора: повышение температуры до 50°С увеличивает количество NaOH, впитанного за счет диффузии. При обеих температурах обработки, мелкая фракция багассы впитывает большее количество щелока вследствие своей морфологии. Рис.1 иллюстрирует влияние параметров процесса пропитки на количество впитанного NaOH. На основе результатов экспериментов определены условия процесса пропитки,обеспечивающие выход массы после пропитки на уровне 952 с учетом существенных потерь материала на стадии варки.Получение ХММ иэ багассы оказывается неакономичным, если выход полуфабриката менее 1Ъ%. Данные експериментов представлены в табл.1.

В третьем разделе приведены результаты изучения натронной взрывной варки багассы при следующих условиях: температура взрывной варки 150 °С, продолжительность варки 5 минут, конечное давление 3,0 МПа (табл.2). Как видно из таблицы, выход ВПФ находиться в обратной зависимости от расхода NaOH на варку. Полученные

N

•X О

>1 х х х ч

V-

3 с

Рие.1 Влияние параметров процесса про-'питки на количество | впитанного КаОН. (15 г/я МаОН,крупная фрак.)

'— за счет жидкост. пропитки.

всего.

Прокол »к. а

результаты свидетельствуют о значительной деструкции смрья при юривной варке даже при малых значениях давления, температуры и продолжительности. В наших опытах расход ИаОН не пренашал А% по •лноионию к исх.массе, но почти веч гначения ииходоь Ы1Ф характерны ахи полуцеллилоз или целлюлоз. В опитих с расходом МаОН меньше 2% (5 г/л).получен малоироваретшй ПФ по цвету похожий ни Оягассу.он плохо дефибрировался, нееластичен, ьиходил из котла о трудом. ВПФ, получении« при расходе МаОН от ? до 3# (Ю г/л), имели красно-коричневый цвет.бшм очень эластичние,ь их составе • .•дачжпдоя определенный процент целлюлогш.ШФ с ьиходом менее НЬ% далее не рассматривались (15 г/л).ВГ№ о'ниходом более сортиро иижа. и затем, били размолоти до 50°ШР из них били изттошижи глинки. В образцах определялась разршшан длина (табл. И. 1'' ;>кг перимеитах варки 1.01-1.04, 2.01к, 2.0^-2.04 Сил израоходиыш и»сч. !Ы011, ниход масс достаточно ыюок, но показатели разршжой дли ни Н:|х';дпТ';н Па НИЗКОМ уроШЮ. Ь ЬКСПерИМеНТаХ 1.07 К И 1.'«1К ||олу'1',' чу иасси, которие после размола имели хорошие показатели разршнюй длины, значения которых вше чем у ХММ полученных традиционными н'."."од.-1ми. В обоих случаях выход и расход хишкотоь тшшчни дли /ММ, но время размола ВПФ до 50°ШР сило меньше. При парка образцов »"»•.гаге« 1.У7к и 1.0йк далее иарьировались параметры процессы нар ки: продолжительность взривной варки от О до 8 минут, температура

Таблица 1.

Результаты экспериментов по пропитке Оагаасы гидроксидоы

натрия, (первое значение соответствует мелкой фракции,

второе— крупной ).

Номер Темпера- Конц. Продолви- Выход Поглощено

експ. тура, НаСЙ, твлъность, Ш>, НаОН,

°С г/л мнз X г/100г.багассы

».01 25 5 2 98.6 / 98.8 1.50 / 1.20

1.02 25 5 5 97.6 / 97.8 2.75 / 2.30

1.03 25 5 10 07.4 / 97.5 3.30 / 2.85

1.04 25 5 15 97.0 / 97.2 3.45 / 3.00

1.05 25 10 2 98.2 / 98.4 2.10 / 1.90

1.06 25 10 5 97.3 / 97.4 4.10 / 3.90

«.07 25 10 10 96.6 / 96.8 5.30 / 5.00

1.08 25 10 15 96.3 / 96.5 5.35 / 5.10

1.09 25 15 2 98.0 / 99.1 5.52 / 5.25

1.10 25 15 5 96.9 / 97.0 7.25 / 6.53

1.11 25 15 10 96.2 / 96.4 7.75 / 7.40

1.12 25 15 15 96.0 / 96.2 7.85 / 7.55

2.01 50 5 2 Э8.4 / 98.7 1.85 / 1.30

2.02 50 5 5 97.3 / 97.6 3.00 / 2.55

2.03 50 5 10 95.6 / 96.0 3.55 / 3.20

2.04 50 5 15 95.2 / 95.6 3.65 / 3.35

2.05 50 10 2 98.3 / 98.5 2.55 / 2.40

2.06 50 10 5 96.2 / 96.8 4.80 / 4.55

2.07 50 15 2 97.6 / 98.0 6.60 / 5.90

г.ов 50 15 5 95.9 / 96.4 7.85 / 7.35

от 100°С до 190°С к давление от 3,0 до 4.0 МПа.Показано, что выход вэрывяов массы уменьшается с увеличением продолжительности варки, температуры я давления. Показателя прочности отливок бумаги увели-чнваытся с увеличением температуры к давления варка, во цвет отливок ухудваетей. Во всех случаях, массы, полученные при условиях прошгткя 1.07к «мест лучше прочностные своЗстаа, чем в эксперименте 1.0Вк (рее.21. Пр» малой продолмтельвооти взрывной варка (до 2 минут) наоса плохо дефюрмруется в имеет шаху» прочность и оптические сасвагва. После 5 юнут варю» картина меняется в положительную сторону ж пря 190°С ж 4,0 Ша масса амвьт достаточно высокие физпо-мышягеасша показателя. С ростом твкпаретуры от 150 до 190°С орв продаштАЛьвосм взрывное аарш 8 мш.показатели сникавтгя. Дополнительные вошмшм температуры вля давленая привели только к симини! шхода ВО® за счет термодеструпаа генице-ллшоэ, в еткх усдоаоях дошаЯжая даялшфпеащк ва происходила

Таблица 2

Результаты взрывной натронной варки (первое значение соответствует мелке® фракции,

второе— крупной )).

Номер Задано НаОН Выход Расход

вксп. на варку ВНИИ ЫаОН при варке

г/100г багассы % г/100г батассы

1.01 1.33 / 1.42 88.60 / 91.30 1,31 / 1.40

1.02 0.% / 1.10 90.40 / 92.00 •0.96 / 1.10

1.03 0.80 / 0.93 91.30 / 92.70 0.80 / 0.92

1.04 0.71 / 0.89 93.20 / 94.00 0.£9 / 0.87

1.05 3.00 / 3.13 72.19 / 74.18 2.99 / 3.12

1.06 2.41 / 2.85 74.20 / 76.06 2.40 ./ 2.83

1.07 2.08 / 2.70 80.46 / 85.31 2.05 / 2.49

1.СЙ 1.97 / 2.05 81.80 / 87.41 1.6. / 1.65

1.09 3.85 / 3.89 56.43 /59.42 2.74 / 2.78

1.10 3.33 / 3.51 58.71 / 61.64 2.42 ! •/ 2.54

1.11 2.76 / 3.25 60.28 / 63. 2.06 / 2.37

1.12 г. дз / 3.21 68.43 / 70.23 1.87 / 2.35

2.01 1.23 / 1-39 84.30 / 85.90 1.22 / 1.38

2.02 0.89 / 1.02 87.60 / 87.70 0.88 / 1.01

2.03 0.72 / 0.83 89.40 / 90.40 0.71 / 0.82

2.04 0.69 / 0.78 92.40 / 93.60 0.68 / 0,77

2.05 2.80 / 2.86 56.72 / ^8.31 2.70 / 2.85

2.06 2.14 / 2.21 55.18 / 57.31 1.69 / 1.73

2.07 3.49 / 4.^0 77.40 / 79.43 2.53 ■» 2.66

2.(08 3.12 / 3.26 76.30 / 77.90 2.30 / 2.39

Белизна массы изменялась следующим оСрьзшг: низкие значения белизны массы наблюдаются при коротком времени варки (до 2 мин.'), знт>*м они возрастают и достигают паи большего значения щя ТЧС°С, днвле нии 4,0 МПа в течение 5 мин,варки. Из анализ? полученных данных, следует, что наибольшие показатели фстгониэпалчпяяах свайки* ЗШ обеспечиваются при следупцях условиях »зривноЯ натронной варки: 190°С, давление 4.0Щ&, продолятеяыюетъ 5 мин., расход НаОН яг 2.1 2.7 г/100 г багассы. С точки зрения вкоиемики оптимальными следует признать условия эксперимент» 1-08к.

§ четвертом разделе приводятся феэдаьтато изучения поведения массы при размоле.Размол осуществляет:« в идяу ступень лри атмосферном даяленш. С увеличением степмя помол» от 20 да €0° ШР разрывная длина я индекс продавлжвьняя увеличивались, щи даяыгеЯ-имм увеличении степени помола да 70%Р иввлвдютси тендвто» ж яж сюеютш. Значения индекса раадяраикя рве тут щя размол» до 50°ШР. а затем начинают снижаться. 8 твО.Л показвно "влияние размоле на

10 Таблица 3

Характеристика сортированных и размолотых HHXUK

Номер Задержано Задержано Время Разрывная

экспер. массы на массы на размола, длина,

сетке N 60, сетке N 100,

% % мин. м

1.01 96.32 / 97.00 3.68 / 3.00 50 / 50 330 / 1100

1.02 96.41 / 97-47 3.59 / 2.53 50 / 52 870 / 1000

1.03 97.24 / 97.63 2.76 / 2.37 53 / 55 720 / 850

1.04 98.10 / 98.42 1.90 / 1.58 55/60 600 / 700

1.07к 94.20 5.80 35 3280

1.О0К 95.50 4.50 32 3240

2.01к 97.00 3.00 45 1900

2.02 96.36 / 97.60 3.64 / 2.40 52 / 55 910 / 1032

2.03 96.40 / 97.63 3.60 / 2.37 53 / 60 820 / 970

2.04 96.52 / 97.61 3.48 / 2.19 55 / 60 710 / 930

ШБ - - 60 2600

Рас.2.Влияние условия взрывной натронной варки бага-сса на разрывную длину при степени псмгла массы 60°ШР

----- 3.0 МПа

_ 4.0 Ша

(опыт.1.07)

ГГр»Э#лЖ.«Т»А<»Н»СГ1. »»'Ки ■ мш*.

распределен»« волоков по длине. С увеличением степени помола процент длинных волокон снижается (+ 28 + 4-8) и соответственно увеличивается процент содержания коротких волокон (- 100). Для массы размолотой до 60°ШР,потерн на сито Н 100 на 7% меньше,чем для традиционной кассы (ЮДОВ). Сорность с увеличением степени помола снижается. При 60%Р етот показатель достигает 2.9%, что является очень хорошим показателем в сравнении с НХШБ (6-8 %).

В пятом разделе изложены результаты изучения влияния ш да газа на прочность и оптические свойстве получаемой мьссыШКМЫ;

11 Таблица 4

Характеристика волокон ХМ1, полученных взрывным натронным способом валки, при различных степенях помола.

)„ф Процент удержания на сите Расход Сорность

+ 28 4- 48 + 100 - 100 внергии КВт.ч/т %

30 30.0 33.0 16.3 18.2 200 16.2

40 24-1 26.2 23.7 24.0 400 10.5

ад 20.3 24.4 22.1 29.8 700 5.3

60 17.4 20.0 27.0 33.6 750 2.9

70 10.3 17.0 26.7 45.0 890 1.0

тт 9-20 15-20 23-28 40-50 1300 643

В предыдущих экспериментах для достижения рабочего давления при варки использовался азот. При сохранении остальных условий експе-римекта 1.08к (5.мин.,190°С, 4,0 МПа) заменяли азот кислородом и углекислым газом (табл.5). Замена азота приводит к снижению выхода ВПФ: для случая С0а на 2-2.9% и для 02 на 1.4-1.7Я. По-видимому СОд при взрывной варке выполняет гидролитическую роль, вследствие чего, происходит больше разрывов связей у веществ кислотного характера. Замена азота привела к снижени» белизны образцов бумаги, самые низкие значения получены при использовании 02- Вероятно, большое количество кислорода ускоряет процесс окисления компонентов багаосы о образованием хромофорных групп. Из полученных данных следует, что при использовании СО2 или Од показатели механической прочности массы несколько ухудшаются.

Таблица 5

Влияние вида используемого газа на показатели прочности ___ВНХШБ

/И111.111.,ГТ О™,

ПОКАЗАТЕЛИ

СТЕПЕНЬ ПОМОЛА, °ШР Вид

30 40 60 70

2080 ззоо 3940 4400 4300 N2

2000 3180 3840 4280 4100 Оа

1940 3040 3740 4160 4040 СОа

2.5 3.6 4.5 5.2 5.1 N3

2.4 3.4 4.3 4.9 4.7 Оа

2.2 3.2 4-1 4.7 4.5 СОа

1.0 1.5 1.75 1.65 1.3 На

0.9 1.4 1.6 1.5 1.2 Оа

0.82 1.25 1.5 1.42 1.1 СОа

РАЗРЫВНАЯ ДЛИНА, М

ИНДЕКС РАЗДИРАНИЯ, ( МН-М2/ г )_________2.2

ИНДЕКС ПРОДАВЛИВА-НИЯ,( КПа.Ы2/ г )

В шестом разделе приведены результаты изучения состава черного щелока и влияния жидкостного модуля на него. Следует отметить, что с увеличением надкостного модуля от 3.3:1 до 10:1 снижается начальная степень помола массы. Вероятно большое количество ее"и в момент "взрыва" действует как "смазка", что приводит к увеличению расстояния между волокнами и, как следствие, к снижению Дсф1брацки. Главным компонентом черногс щелока являются гемицеллю-лозы, в основном олкгосахарида с различной степенью полимеризации. В начале процесса концентрация араб'щозы выше, чем концентрация ксилозы, и ".'ак как она находится в концах цепей, то терятся в первую очередь, затем начинается гидролиз ксилозной цапи, вследствие чего концентрация ксилозы с увеличением продолжительности варки увеличивается. Б фенолькых веществах черного щелока в больших количествах приоутсвтуют сиреневая (190.40ыг/л) ,п-кумаровая (196.13 ыг/л) и п-гидроксибензоиная (202.43ш7л) кислоты. Такая большая концентрация кислот в сравнении с их альдегидами свиде-тельствуеч1 о том, что в процессе взрывной натронной варки багаесы преимущественно происходят окислительные реакции.

В седьмом разделе приведены результаты микроскопического исследования массы от взрывной натронной варки багассы в оптимальных условиях при различной продолжительности варки. Показано, что у массы с продолжительностью варки О минут разволокнения практически не произошло, что и определяет ыизкую прочность етой массы. После двух минут варки картина меняется: клеточная стенка оказалась стратифицированной, имела непрерывные продольные изгибы, люмен почти не тронут, произошло легкое отделение первичной стенки и, кроме того, некоторое растрескивание в слое й2- Увеличение про-далжительяости варки до 5 минут привело к отделению первичной стенки от ело»! вторичный слой также имеет трещины, ясно наблюдается фибрилляция волокон в слое Б2 ("волосатая структура"). "Волосатая структура"—фибрилляция волокон—обуславливает достаточно высокие показатели механической прочности ЕНХШВ. При 8-минутной варке в структуре клеточной стенки проияоаии очень глубокие изменения: люмен полностью сморщен, потомучто слой очень сильно набух, еубслой связываиаиВ слои Б-)^, ТО!ке см01ВДен> наблюдается глубокое растрескивание на границе Первичная стенка волок«

практические полностью удалена.

В восьмой разделе приведены технологические ре комендант

получения натронной взрывной химико-механической массы из багассы, которая входит составной частью в общую схему комбината по комплексной переработке сахарного тростника. Этот комбинат рассчитан на выпуск НВХММ, кормов для животных и на получение тепловой энергии для обеспечения нуад комбината. Рекомендуемая технологическая блок-схема включает переработку отработанных растворов от отупени пропитки и варки в качестве химического сырья. Приведены сравнительные данные обоих процессов.

В девятом разделе приводится технико-экономическая оценка натронного взрывного способа варки багассы для получения ХШ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.-Определены морфологические и физико-химические характеристики багассы о.Куба. Показано, что в составе багасси (после обезмездривания) около 30% паренхимных клеток .средня* длина волокон 0.7 мм (против 1.7 мм для сахарного тросюжа), средний диаметр ¡волокон- 0.02 мм. Основные фракции багассы следующие: до 70% крупной фракции, средней длиной волокна 0.78 мм и около 3056 мелких волокон с длиной волокна 0.63 мм. Химический состав обеих фракций практически одинаков, лишь содержание водорастворимых веществ значительно выше в мелкой фракции.

2.-Впервые исследовано влияние переменных факторов процесса пропитки натронным щелоком различных фракций багассы на качество Гй>. Определены технологические параметры процесса пропитки: температура 25°С, концентрация ЫаОН Юг/л, продолжительность от 10 до мин..жидкостный модуль 10:1.

3.-Исследованы жидкостная и диффузионная стадии пропитки багассы натронным щелоком. На стадии диффузионной пропитки поглощение щелочи в 2-3 раза выше. Повышение температуры до 50°С ускоряет диффузионную пропитку. Показано, что основной фактор процесса—концентрация ИаОН. Мелкая фракция потребляет щелочь с большей скоростью и в большем количестве.

4.-Впервые исследован натронной взрывной способ получения химикомеханической массы из багассы. Показано, что на выход ХММ наибольшее влияние оказывает расход НаОН на стадии пропитки. Наилучшие прочностные показатели и выход ХЫМ обеспечиваются при

содержанки щелочи в проютешой «Загассе от 2.С до 2.7íL

5.~Кселедовако aramia? переменных факторов натронной вэршшоа варки Oaraccii на вахпг, и качество получаемой ХШ4. Павы

параметров процесса—теютратури.дьвления, продолжительное-! приводит к повшхешго показателей механической прочности XSSJ, пт одновременной скгасзшшм белизны ыаеса и расхода внсргкк на ее j иол. Рекомендуемые параметр:! процессы тоиперстура 1Р0°С, яродс яктедьиэсть 5 ыкн., давление 4.0 £Л1ь Выход ХИМ прк erosj составляет 79-бЙ от исх.материала, разрывная длана 4400 и, индекс ра дарения 5.2 UA.vP/v, продавливания-1.79 КПа.м2/г, белизна ЕКХй 27.9SÍ ISO. Опыты отбелки показали возмокаость отбелки в оде:у ci пань пероксадом водорода до белизны 50.5? ISC.

6.-Исследовано влияние степени пшола массы на показе T*jni механическое прочности ЩЗДМ из Свгасса. о увеличением сте ни пемола до Ь0°ШР значения показателей механической прочности cotí возрастают, а затеи ааблвдается из снижение. ШХШБ отличш наибольвай способностью к размолу, быстрее развивала ыеханичесг прочность и при степени показе 60°ЫР имелa разрывную длину на ' выше и индекс раздираная на ¿lit выше, чем у традиционных НЙШ i багьссы. Расход внергки на размол КВХШ составил 750 КВт.ч/т, < на 37.ниже, чем при размоле образца ХШЕ.

7.-Установлена целесообразность использования при на тронной взрывной варке багагсы азота для достижения требуемого вленхя.

8.-Изучен состав черного щелока от варки багассы нат; aioi взрывным способом.Показано.что основными компонентами черш целока является геиацеллпхозы различной степени полимеризации. нольные веоества в щелоке предстаьлсиы в основном сиреневой, п itaровен и П-гчдроксибеизойной кислотами.

9.-С аомсадо метода адоктронной трансмиссионной мккр копии показано, что проведение варки flar-accu по разработанному taaij приводит к глубоким изменениям в структуре клеточной стен расслоению морфологичеоюи участков £,и £,и Р, наОзодаетси фибрилляция волоков. Эти изменения обуславливает достаточно вы кие показатели механической прочности ШШй! из багвеоы

10.-На осиом далучоншх результатов разработаны тех логические рекомендация получения КВХШ ю багассы сахарного т паха острова Кубы.

11.-Техшгко-екснсмическая оценка метода КВХММ показала, то ориентировочный годовой экономический »{фокг ьавода ггролз-.одительностыэ 50 тыс.т ХШ в год составит 969 800 долларов.

Научные результаты, содержащиеся в диссертации, югсяе-и в следующих работах:

1.-Monzon J-; Fernandez N.; leanard Ы. Alkali- Explosion Pulping of Sugar cane bagasse // TAFPI ProaoedingH ISWPC.-!9Э9 .- p.823-831.

2.-М0П20П J.; Fernandez N.; Triana 0. Camblos en la sared. celular del baga&o durante el prooeeo alcalino explosive. '/ Revl3ta ICIDOA.- 1991.- K.4.- p.18-22.

Отзывы на автореферат в двух эксземшшрах с заверенгш-м подписями присылать по адресу: 194018 г. Саякт- Петербург, 1нститутский пер., 5. Лесотехническая академия. ЗГченьгй соЕет.

Подписано в печать 14.12.92 уч.-изд.1.0 Печ.л. 1.0. Тираж 100 екз. Изд.И 49 Заказ N 133 Бесплатно.

Редакционно- издательский отдел ЛТА

194018 Санкт-Петербург, Институтский пер.,3 Подразделение оперативной полиграфии ЛТА