Виды целлюлозы Сульфитная целлюлоза

Сульфитную целлюлозу варят как периодическим, так и непрерывным способом. Раствор для варки представляет собой водный раствор бисульфита кальция, магния, аммония или натрия и сернистого газа. Для получения 1 т. целлюлозы расходуется от 80 до 130 кг серы. При использовании лиственной древесины (береза, осина, тополь, бук и др.) вместо хвойной (ель, пихта) расходуется больше сернистого сырья. Состав варочной кислоты и температурный режим определяются требованиями к качеству целлюлозы.

Показателем степени провара целлюлозы служит ее жесткость, степень которой определяется содержанием остаточного лигнина в проваренной волокнист. массе после промывки. Жесткая целлюлоза, содержащая много лигнина, используется в произ-ве прочной бумаги. Мягкие сорта целлюлозы отличаются повышенной чистотой и служат сырьем, в частности, например, для выработки искусств.волокна. Кроме того,целлюлоза широко применяется как исходное сырье в произ-ве взрывчатых веществ, искусств. волокна, шерсти, кожи, целлофана, лаков, кинопленки и т.п.

Механическая прочность целлюлозы характеризуется разрывной длиной и числом двойных перегибов. Разрывная длина целлюлозы 4500 –9000 м и выше. Число двойных перегибов от 600 до 3500 и более.

Сортность целлюлозы – очень важный показатель. По сортности она делится на 1 и 2 сорта. Сортность зависит от степени окорки баланса и очистки целлюлозы. Сортность должна быть не более 850 соринок площадью от 0,1 до 1,0 кв. мм на 1 кв.м.

Сульфатная целлюлоза

В настоящее время благодаря достижениям технологии примерно 60% мирового производства целлюлозы вырабатывается сульфатным способом, т.к. имеет много преимуществ:

• Возможность утилизации всех пород древесины, а также однолетних растений;

• Щелочная целлюлоза является более прочной, чем сульфитная;

• Исключается необходимость в тщательной окорке, как это имеет место при сульфитном способе производства;

• Благодаря возможности сжигания отработанных щелоков устраняется проблема загрязнения водоемов сточными водами;

Щелочной способ в сравнении с сульфитным имеет и ряд недостатков:

• Пониженный выход целлюлозы, который не может быть компенсирован за счет уменьшения отходов при окорке;

• Сульфитная небеленая целлюлоза характеризуется определенной степенью белизны, тогда как целлюлоза, полученная щелочными способами варки имеет коричневую окраску;

• Высокие затраты на отбелку.

• В производстве целлюлозы сульфатным способом в атмосферу выбрасываются газы с неприятным запахом.

При щелочном способе получения целлюлозы древесную щепу подготавливают так же, как и для кислой варки. Сама варка осуществляется в аппаратах периодического или непрерывного действия. Различают два вида щелочной варки: натронный (карбонат натрия) сульфатный (сульфат натрия – соль серной кислоты).

Необходимо, чтобы за период заварки обеспечивалась интенсивная пропитка варочным щелоком содержимого варочного котла. Затем происходит нейтрализация органических кислот и омыление смолы, выравнивается температура нагрева древесной щепы и варочного щелока. Собственно варка, т.е. растворение лигнина, начинается с достижением заданных значений конечной температуры. Длительность варки при конечной температуре (2-3 часа при 165-180 0С) определяется различными факторами, главным образом требованиями к качеству целлюлозы.

Следует отметить, что при прочих одинаковых параметрах режима варки высокое содержание активной щелочи по отношению к массе абс. Сухой древесины или высокая концентрация щелока способствует ускорению процесса варки, но за счет снижения выхода и качества целлюлозы. При высоких значениях температуры и давления варка также ускоряется, но и в этом случае снижается выход и ухудшаются качественные показатели полуфабриката.

Содержащиеся в древесины кислоты жирного ряда и смола омыляются в процессе варки натронным щелоком, образуя, так называемое смоляное или сульфатное мыло. Выход с каждой тонны целлюлозы составляет около 70-80 кг сульфатного мыла или 35-40 кг таллового масла.

Небеленая сульфатная целлюлоза используется для выработки мешочной, оберточной, кабельной, конденсаторной, телефонной, пропиточной, намоточной и многих других видов бумаги. Полубеленая сульфатная целлюлоза применяется ля выработки печатной, промокательной, фильтровальной бумаги, бумаги-основы для пергамента и др. Высококачественная беленая используется для химической переработки – получения прочного искусственного волокна, штапеля, целлофана, корда. В большом количестве сульфатная целлюлоза применяется для выработки картонной тары, бумажного шпарата и других изделий.

Подготовка продуктов реакции варочного процесса для дальнейшей обработки служит в основном двум целям. Во-первых, для удаления отработанного щелока из массы в процессе ее промывки, во-вторых, для очистки волокна отсортированием непровара и включений неорганического происхождения – пучков волокон, щепочек и кусочков коры. Целлюлоза промывается по принципу противотока горячей водой (80 0С) в несколько этапов. Способ промывки целлюлозы на фильтрах позволяет экономить рабочую площадь, обеспечивает быстрый проход массы и высокую эффективность регенерации щелочи, а также возможность создания замкнутого цикла водооборота, что исключает загрязнение сточных вод.

Сортирование целлюлозы после ее промывки в одинаковой степени важно как для выработки из нее бумаги, так и для химической переработки. Инородные включения в целлюлозе для бумаги загрязняют ее, а следовательно ухудшают качество печати и изображения, а также внешний вид бумаги. Загрязнения в целлюлозе для химической переработки забивают фильтры, ухудшают способность волокон к вискозообразованию и затрудняют прядение. Небеленую целлюлозу сортируют обычным путем в две-три ступени. Целлюлоза, к которой предъявляются высокие требования чистоты, отсортировывается перед отбелкой еще на одной ступени очистки – для удаления из нее тяжелых примесей.

Поскольку невозможно добиться полного отделения годной массы, отходы сортирования повторно пропускают через очистную аппаратуру, так как наряду с инородными включениями в них содержится еще много хорошего волокна. Хотя эти отходы и используются в производстве низкосортной бумаги и древесноволокнистых плит, необходимо стремиться к максимальному снижению их количества. Сучки после размола могут быть вновь направлены на варку.

Отделочные операции при производстве целлюлозы.

Отбелка целлюлозы

В рез-те варки растит. сырья с тем или иным химич/ реагентом получают небеленую целлюлозу, представляющую собой продукт с относительно низкой белизной. Небеленая целлюлоза, в особенности жесткая, содержит еще значит. кол-во сопровождающих клетчатку примесей, дальнейшее освобождение от которых способом варки бывает связано с нежелательным знач. повреждением целлюлозы и ухудшением ее свойств. Между тем часто требуется получить продукт высокого белого цвета, более полно освобожденный от лигнина, смол и других примесей, более химически чистый. Для этого полученную небеленую целлюлозу подвергают отделке химич. отбеливающ. реагентами, получая беленую целлюлозу.

Из-за большого количества сопутствующих элементов целлюлозу из экономич. соображений целесообразно отбеливать в несколько ступеней.В зависимости от вида целлюлозы и ее назначения применяются различные схемы отбелки и отбелив. реагентов. Иногда отбелку не доводят до высокой белизны и получают полубеленую целлюлозу.

На различных ступенях отбелки используют газообразный хлор или хлорную воду, растворы гипохлорита кальция и натрия, двуокись хлора, натронный щелок, водный раствор SO2 и соляную кислоту.

Значительно более эффект. результаты с точки зрения сокращения расхода отбелив. реагентов достигаются при внедрении многоступенчатой схемы отбелки. Правда, с увеличение числа ступеней отбелки возрастают капитальные затраты и расход энергии, но вместе с тем достигается экономия в расходовании химикатов и улучшается качество полуфабриката.

Беленую целлюлозу сортируют повторно – для удаления из массы мелких включений. Это важно с точки зрения как повышения чистоты целлюлозы для бумаги, так и снижения зольности и содержания железа в целлюлозе для химической переработки.

Для более глубокого удаления гемицеллюлоз иногда одновременно с отбелкой проводят дополнительно щелочную обработку, получая в результате так называемую облагороженную целлюлозу.

Отбелке и облагораживанию подвергают преимущественно мягкую целлюлозу или целлюлозу средней жесткости.

Небеленую и беленую целлюлозу обезвоживают, сушат и упаковывают. Целлюлоза может поставляться потребителям во влажном и сухом состоянии. При наличии на комбинате бумажной фабрики или предприятия по переработке химического волокна целлюлозу в зависимости от обстоятельств можно не обезвоживать.

Сухость целлюлозного полотна после мокрой части составляет около 40-45%. При необходимости получать целлюлозу сухостью около 90% можно в зависимости от конкретных производственных условий сушить ее в виде полотна либо в виде хлопьев.

Транспортирование целлюлозы в рулонах все более вытесняется транспортированием ее в листах или хлопьях. Стопы листовой целлюлозы прессуют в кипы (как и хлопьевидную целлюлозу).

Сложенную в стопы листовую целлюлозу некоторых сортов упаковывают для предохранения от загрязнения. Упаковка целлюлозы в кипы осуществляется автоматически. Упакованные кипы, как и стопы без упаковки обтягиваются паковочной проволокой или железной лентой в автоматизированных прессах. Готовые кипы после маркировки загружают в контейнеры, вагоны, либо отправляют на склад для хранения