Патент на изобретение №2360055
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНОПЛИ
(57) Реферат:
Способ относится к области производства целлюлозы и может быть использован для получения целлюлозы повышенного качества из недорогого и быстро воспроизводимого травянистого сырья такого, как конопля. Сырье из конопли подвергают варке. Варку проводят с добавлением антрахинона в количестве не более 0,1% от массы сырья. Полученную целлюлозу отбеливают кислородом и/или озоном. Щелочную варочную жидкость обрабатывают с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса. Регенерированную варочную жидкость возвращают на стадию варки в варочном котле. При этом температуру варки поддерживают в интервале 125-145°С. Предлагаемый способ позволяет повысить качество изделий из целлюлозы и улучшить экономические и экологические показатели процесса получения целлюлозы. 2 табл.
Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для получения целлюлозы повышенного качества из недорогого и быстро воспроизводимого травянистого сырья с минимизацией экологической нагрузки на окружающую среду. Известен способ получения целлюлозной массы из стеблей кукурузы [1]. В данном способе применяется волокно кукурузы малой длины, не обеспечивающее получение прочной по сопротивлению разрыву бумаги. Кроме того, кукуруза не выращивается в большинстве областей Российской Федерации, тем более в районах расположения наиболее крупных целлюлозно-бумажных предприятий (север Европейской части России, Сибирь, Байкал). Издавна в России и затем в СССР выращивалась техническая конопля для последующего производства товарного волокна. Волокно использовалось для приготовления канатов, веревок, парусины. В настоящее время выведены сорта конопли, не обладающие, в отличие от конопли индийской, наркотическими свойствами. В то же время техническая конопля обладает уникальной способностью десятикратного превышения прироста волокна по сравнению с древесной массой с единицы посадочной площади. Известен также наиболее близкий к заявляемому способ получения целлюлозы из технической конопли, включающий сушку сырья, его размол и классификацию полученных частиц, варку с использованием щелочной варочной жидкости концентрацией не более 18% массовых гидроокиси натрия в варочном котле, отделение полученной целлюлозы от варочной жидкости [2]. Недостатками способа являются существенное содержание лигнина в целлюлозе, высокие энергозатраты на создание необходимой температуры варки и большое количество отработанной щелочной варочной жидкости в качестве отходов производства. Задачей изобретения является уменьшение содержания лигнина в получаемой целлюлозе и повышение за счет этого качества изделий из целлюлозы, снижение энергозатрат на проведение процесса варки и значительное уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду за счет резкого сокращения отходов производства. Поставленная задача решается тем, что варку проводят с добавлением антрахинона в количестве не более 0,1% от массы сырья, полученную целлюлозу отбеливают кислородом и(или) озоном, щелочную варочную жидкость обрабатывают с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса, регенерированную варочную жидкость возвращают на стадию варки в варочном котле, при этом температуру варки поддерживают в интервале 125-145°С. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1 (прототип). Варку конопли проводили в варочном котле при следующих условиях. Расход активной щелочи к конопле 16-18% массовых NaOH, отношение массы варочного раствора к массе образца (гидромодуль) – 6, максимальная температура варки 145°С, продолжительность варки 2 часа. Выход технической целлюлозы составляет 45,1%. При этом вся варочная жидкость уходит в сточные воды, то есть варочный щелок полностью теряется и не может быть повторно использован. Пример 2. Варку конопли проводили в варочном котле при следующих условиях. Расход активной щелочи к конопле 15-16% массовых NaOH, гидромодуль – 6, расход антрахинона 0,1% к конопле, максимальная температура варки 125°С, продолжительность варки 2 часа. Выход технической целлюлозы составляет 55,3%. Пример 3. То же, что в примере 2, но при максимальной температуре варки 145°С. Выход технической целлюлозы составляет 61,5%. Пример 4. Целлюлозу, полученную по примерам 2 или 3, подвергали отбеливанию с помощью кислорода и(или) озона. Результаты отбеливания приведены в таблице 1.
В таблице 2 представлены результаты обработки щелочной варочной жидкости с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса. Такая обработка позволяет минимизировать потери варочного щелока, резко уменьшить объем сточных вод и экологическую нагрузку на окружающую среду, а также снизить затраты на обработку сточных вод.
Обработанную щелочную варочную жидкость (мембраны прямого осмоса) с добавлением свежей воды или очищенную воду с добавлением свежего варочного щелока (мембраны обратного осмоса) направляют в качестве регенерированной варочной жидкости на стадию варки целлюлозы в варочном котле. Предлагаемый способ позволяет повысить качество изделий из целлюлозы и улучшить экономические и экологические показатели процесса получения целлюлозы. Литература 1. Патент РФ 2. CORREIA, F., D.N.ROY and K.GOEL, «Chemistry and Delignification Kinetics of Canadian Indastrial Hemp (Cannabis sativa L.)», J. Wood Chem. Technol. 21(2):97-111 (2001).
Формула изобретения
Способ получения целлюлозы из технической конопли, включающий в себя варку с использованием щелочной варочной жидкости концентрацией не более 18 мас.% гидроокиси натрия в варочном котле, отделение полученной целлюлозы от жидкости, отличающийся тем, что варку проводят с добавлением антрахинона в количестве не более 0,1% от массы сырья, полученную целлюлозу отбеливают кислородом и/или озоном, варочную жидкость обрабатывают с помощью полупроницаемых мембран обратного или прямого осмоса, регенерированную щелочную варочную жидкость возвращают на стадию варки в варочном котле, при этом температуру варки поддерживают в интервале 125-145°С.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 обратного осмоса