По технологическим признакам

8. по агрегатн состоянию фаз между гидролизуемыми продуктами: а) парофазный (получают фурфурол), б) жидкофазный;

9. по технич приёмам подачи сырья в реактор: а) периодические, б) непрерывные;

10. по техническим приёмам подачи катализатора и выдаче гидролизата: а) одноступенчатый, б) многоступенчатый, в) перколяционный он подразделяется: 10в) по методу подачи варочной кислоты: - вертикальная, т.е. варочная кис-та подается сверху в г/а; - горизонтальная - варочный р-р подается сбоку ч/з подающую трубу. Образуются застойные зоны.

- совмещённая, т.е. кис-та подается сверху ч/з трубу

- с восходящим потоком- пар и кис-та под-ся снизу, а гидролизат отбирается сверху

10в) в зависимости от режима варки: - одно-; -двухстадийны

33. Получение живицы подсочкой деревьев. Состав и св-ва живицы.

Для канифольно-терпентинового производства сырьем яв-ся живица, кот добывают из хв породы др-ны, в рез-те подсочки. В канифольно-экстракционном производстве сырьем яв-ся пневый осмол. Процесс добычи живицы складывается из след производственных операций:

1) разметка карр;

2) нанесение на них специальных ранений - подновок;

3) сбор и замаривание живицы.

Первая операция. Живица находится в смоляных ходах. При подготовке дерева к подсочке на той части ствола, где будет нанесена подновка, осенью или зимой срезают грубую кору создавая подрумяненную поверхность. На ней ранней весной подвешивают приёмник и проводят направляющие желобки для стока живицы в приёмник. Участок поверхности ствола дерева, подготовленный для нанесения подновок, наз-ся карой.

Вторая операция. Подновки наносятся помощью инструментов, называемых хаками. Различают 2 способа нанесения:

-восходящий (очередная подновка наносится выше предыдущей);

- нисходящий.

На дереве чаще всего закладывают 2 карры. Между ними оставляют полосы коры – межкарровые ремни. Они служат для подвода питательных веществ из кроны в нижнюю часть ствола. Подсочка может вестись 30-40 лет.

В наст время применяют 3 сп-ба подсочки:

1) обычная подсочка – при кот наносится только чисто механические ранения – карроподновка;

2) подсочка с хим воздействием: главным образом используют серную кислоту, лигносульфонаты. Свежие подновки смазывают серной кислотой с помощью спец хаков. Серная кислота протекает внутрь дерева, разрушает живые клетки, закупорка смоляных ходов не происходит, увеличивается смоловыделение и выход живицы в 2раза.

3) подсочка с применением биостимуляторов – наибольшее применение получила вытяжка из кормовых дрожжей, сульфатно-спиртовая барда и сульфатно - дрожжевая барда.

Собранную живицу доставляют на приемные пункты и замаривают в бочки вместимостью 180-190кг с одним съемным дном и направляют на завод на переработку. Состав живицы: 75% смоляных кислот, 18% скипидара (смесь терпеновых УВ), 6% воды, 1% сора.

12. Заготовка и хар-ка сырья для лес/химич производства

Лесохим. пром-ть вкл. пр-ва: пиролиз, канифольно-скипидарное (каниф.-терпентинное) и каниф.экстракционное.

Сырьём для каниф.-терп. пр-ва явл.живица (натур.смола), кот.добыв.из хвойной древ.(сосны)в результ.подсочки. Это прозрач. вязкая жидкость с сосновым запахом, плотность около 1; на воздухе теряет летуч.часть и превращ в хрупкую массу - баррас. Состав живицы(Ж):75% смоляных к-т(канифоль), 18% терпеновых углеводородов (скипидар), 6% воды, 1% сора. Основ.ф-ия – заживление ран. Ж бывает 1,2,3-го сорта.

Процесс добычи Ж склад. из операций: разметка карр, нанесение на них подновок (систематич.ранений), сбор и затаривание Ж. Ж нах. в смоляных ходах.

Сырьём для каниф.-экстракц. пр-ва явл. смолистая древисина. Её виды:

1- сосновый пневой осмол-ядровая часть зрелых пней и корней сосны. Бывает свежий, приспевающий, спелый, перестойный;

2-стволовой осмол-стволовая часть сосны, просмолившаяся в результате осмолоподсочки;

3-карровый осмол-просмолён. древесина в обл. карры;

4-колодниковый (валежный) осмол естест.просмолившаяся камлевая часть дерева, в т.ч. и поражён.пожаром;

5- волочковый осмол (сухостой).

Практич. знач. имеет пневой осмол свежий (прбыв. в почве 1-5 лет) и спелый (заготовка нач.через 10-15 лет после рубки деревьев).

Сырьём для пиролиза явл. древ. листв. пород.

Технологические дрова дел.на 2 гр.: твёрд.листв.пород (берёза, дуб, вяз, клён) и мягких листв. пород (осина, ольха, липа, ива).

29. ПОДГОТОВКа ГИДРОЛИЗАТА К БИОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ.

Получаемый гидролизат не м б непосредственно подвергнут биохим. переработке, т. к. он имеет высокую кислотность, повыш температуру и не содержит всех необходимых для жизнедеят-ти микроорганизмов питат в-в. Кроме того, при гидролизе ГЦ в гидролизате содержатся неутилизируемые микроорганизмами олигосахариды.

Подготовка состоит из следующих стадий: - инверсия олигосахаридов, - нейтрализация кислот гидролизата до оптим для биохим переработки значений pH=4.2-4.5 и обогащения питательными солями (сульфат аммония, хлористый калий, суперфосфат или аммофос)

- осветление нейтрализата от образующихся при нейтрализации взвешенных веществ,

- охлаждение нейтрализата до t благоприятной для биохим. переработки,

- окисление коллоидов - это растворимый лигнин, кот. уносится из гидролизата, и гумины, -холодное отстаивание, - нейтрализат поступает на доохлаждение (если надо), - разбавление сусла (в дрожжевом аппарате) до концентрации РВ необходимой для выращивания дрожжей 1.2-2.4%.

Гидролизат после инверсии поступает на нейтрализацию, кот. проводят в две ступени:

1. На 1 ступ в качестве нейтрализующего агента применяют известковое молоко с активностью 120-150 г/л окиси кальция, может применяться мел. Нейтрализацию прекращают при достижении pH=3.5, в этой точке сульфат кальция обладает наименьшей растворимостью. CaSO₄ (гипс) имеет 3 модификации: безводный CaSO₄; полуводный CaSO₄*0.5H₂О; двухводный CaSO₄*2H₂О. Необходимо получить двухводный гипс, чтобы он выпал в осадок. В момент образования гипс находится в микрокристаллическом виде и для его выделения создают условия для роста кристаллов. Это достигается выдерживанием р-ра при интенсивном перемешивании воздухом в течение одного часа (t_{нейтр-ции} не выше 75 ⁰С). Для ускорения роста кристаллов вводят при концентрации 150 г/м³ свежеприготовленную затравку гипса. Для этого смешивают известковое молоко с H₂SO₄ или сульфатом аммония. Затравочные микрокристаллики обладают чрезвычайно высокой активностью и создают значительное количество центров кристаллизации. Затравочные кристаллики проявляют активность в течение 4-6 часов после приготовления, а затем превращаются в дополнительный шлам.

2. На второй ступени нейтрализацию проводят аммиачной водой до pH=4,5.

Для удаления из нейтрализата кристаллического шлама его направляют в отстойники непрерывного действия (n=1-2 об/мин, поверхность отстоя в м² численно равна 1,5-часовому потоку нейтрализата) или в систему гидроциклонов. Осветлённый р-р поступает для охлаждения в вакуум - охладительную установку (4-хступенчатую), где происходит облагораживание нейтрализата за счёт удаления легколетучих примесей (немного уксусной кислоты, фурфурола). Шлам из отстойника поступает в шламо-мешалку, где промывается водой, затем – на вакуум-фильтры. Шлам используется в строительстве и для приготовления органоминеральных удобрений. При нейтрализации нельзя допускать перещелачивания (т.к. в щелочной среде распадаются сахара).

Схема подготовки гидролизата:

гидролизат

нейтрализация (1-я ступень Ca(OH)2, 2-я ст. NaOH)

отстаивание нейтрализат на ВОУ охлаждение

шлам(гибс) при t=40 ⁰С

промывка (от серной кислоты)

аэрация,

продувка воздухом

шлам на переработку

шлам холодное отстаивание

охлаждение

t=36-38 ⁰С до t=32-34 ⁰С

сусло (питательный субстрат)

на биохимическую переработку

40. ПРИНЦИП ТЕХН СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВЫХ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

сусло(1.2-2.4%РВ) питательные соли

чистая культура дрожжей аммиачная вода

t=36-38°С, pH=4.2-4.5, 20-40 г/л

Ферментация

воздух
отработан.культ-ая ж-ть (ОКЖ) на очистку

отработ. воздух на очистку 30-40 г/л дрожжей, влжн 75%

флотация

воздух
ОКЖ на очистку

дрожжевая суспензия 100-150 г/л

сепарация

1ст

вода на промывку 1:1 200-300 г/л

сепарация

2 ст
500-600 г/л

плазмолиз

t=120 °С

≈1 ч

вакуум-выпарная установка

Пар 22-25% сух в

800-900 г/л

сушка

Нагретый воздух Отработ. теплонос-ль

270°С или топочные

газы 400-450°С циклоны

дрожжи

Влажность 10%
на упаковку.

В дрожжевом пр-ве используют дрожжеподобные грибы рода камдиду. В субстрате сущ. ассоциация культур, в кот. кроме главного штамма вводят др. культуры. Это обеспечивает главные культуры недостающими для жизнедеятельности компонентами. В пр-се образования и подготовки субстрата, возможно его заражение содержащейся в воздухе дикой микрофлорой. Чтобы этого избежать и обеспечить постоянство состава микроорганизмов в техн. систему вводят основную монокультуру специально выращенную в отделении чистой культуры. Качественные показатели пр-са накопления биомассы опр-ся рядом факторов:1)pH = 4.2-5.5;2)t=36-38°С; 3) Срв = 1.2-2.4%; 4)необх. количество питат. в-в: соли N=600 мг/л, соли F 250-300 мг/л, К=250 мг/л; 5) кол. воздуха 25-50 м³/кг сух. дрожжей.Система воздуха в аппарате должна обеспечить тонкую его диспергацию, в результате кот. достигается глубокий контакт клеток с растворённым О₂. Для выращивания дрожжей на субстратах растит-го происхождения исп. дрожжерастительные ап-ты (ферментаторы). Это ап-т цилиндрической формы не менее 14 м высотой. В центре проходит труба, кот. заканчивается конусом. Нагнетаемый воздух выходит из трубы под большим напором. Над конусом смонтирована кювета, в кот. поступает субстрат. Переливаясь через край кюветы субстрат захватывается струёй воздуха и эмульгируется образуя обильную пену. Пенная эмульсия содержащая дрожжевые клетки вместе с избытком воздуха поднимаются вверх по направляющему цилиндру диффузору. В этих усл-х происходит интенсивное размножение дрожжевых клеток. На высоте 13 м эмульсия оседает по периферии аппарата в нижних слоях. Этим обеспечивается непр-я циркуляция. Аппараты выполнены из кислотоупорной стали. V= 300; 600; 1250; 1300м³. При ёмкости>1000м³ устанавливается несколько распределительных систем и диффузоров. Каждый аппарат снабжён воздуходувкой. При разрушении пены отработанный воздух выводится из верх. части ап-та через систему мокрой очистки газа в атмосферу. В пр-се биосинтеза накапливается 30-40 г/л биомассы дрожжей. Для отвода тепла в диффузоре вмонтированы змеевики для подачи охлаждающей Н₂О. Наружная пов-ть ап-та охлаждается плёнкой испаряющейся Н₂О. Дрожжевые клетки выделяют прод-ты метоболизма, орган-е кис-ты, среда подкисляется. Для поддержания pH подают NH4OH. Дрожжевые клетки могут флотироваться в пене концентрируясь при этом до 100-150 г/л. Способность флотации зав. от массового соотношения полисахаридов оболочки клетки к белку составляющему его основу. При соотношении > 60% клетки флотируются, менее 40% - не флотируются. Дальнейшее концентр-е дрож. Суспензии проводится на 2-ух ступенях сепаратора с промывной Н₂О после ступени (1:1). После 1ст. С=200-300 г/л, после 2 ст. С=500-600 г/л. Дрож. Суспензия подвергается плазмолизу – выдерживание в т/о трубе в течении 1ч при t=120°С. При этом происх. гомогенизация. Среда становится однородной. Дрожжи не слипаются. Затем дрожжевой концентрат поступает на вакуум-выпарные установки (2-ух, 3-х корпусные). После чего дрож. концентрат содержит 800-900 г/л прессованных дрожжей. Окончательное обезвоживание осущ-ся в распылительных сушилках. Теплоноситель (ТН) нагретый до 300°С воздух или несодержащие золы гор. топочные газы. Испарительная способность сушилок при испарении топочных газов выше. ↑ от5 до 7-8 кг влаги с 1м³ объёма сушилки в час. Отработанный ТН напр. в циклоны для осаждения дрожжей (≈35%). Дрожжи в бункер готовой прод-ции смешиваются с дрожжами из сушилки. Воздух на очистку в скруббер Вентури.

43. ТЕХНОЛ-Я СХЕМА ПОЛУЧ-Я ФУРФУРОЛА(Ф)

Пр-с пр-ва Ф состоит из 2 осн. стадий:получ. фурфурол-содержащего (ФСК) конденсата и ректификационного конц-ния и очистки фурфурола. ФСК получ. либо в результате прямых фурфурольных варок пентозансодержащего сырья на спец. заводах фурфурольного профиля либо в кач. побочного прод-та на предпр-х дрожжевого либо спирт. пр-ва.Теорет-й выход от пентоз 64%,практич. выход 6-8% от мас.

Осн. применение находят следующие м-ды получения ФСК:

1. -2-х стадийный фурфурольно-гексозный гидролиз, на первой стадии обрабатывают сырье перегретым вод. паром в присутствии катализатора(минер. к-ты или их соли)-обр. СН3СООН.На 2-ой стадии проводится перколяция,получ. гексозный гидролизат,кот. исп. на пр-во С2Н5ОН или кормовых дрожжей. При бескислотном гидролизе на 1-ой стадии получ. фурфурол,а целлолигнин исп. в качестве топлива.

2.из конденсатов паров самоиспарившегося гидролизата,из-за присут-ия терпеновых УВ невозможно получ. прост. ректиф-ей.

ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ФУРФУРОЛА (Ф).

В фурфур-м пр-ве ФСК отлич. по сод-ю Ф и сод-ю примесей. При прямых варках 3,5-4,5%,в конденсатах паров самоиспар 0,3-0,4%.Осн.примеси: ацетон, формальдегид, ацетальдегид, метанол,этанол,Н₂О,СН₃СООН,терпены и парацимол. Осн. стадиями очистки и выдел-я Ф явл.: отгонка Ф из конденсата,его конц-ние до получ. азеотропной смеси Ф и очистка от легколетучих примесей,охлаждение азеотропа,его деконтация на водный и фурф. слои.В фурфур-м слое 4,5% Н₂О,в водном 8% Ф, очистка от легко летучих примесей, обезвоживание,вакуум ркектиф-ная очистка от примесей, разгонка кубового остатка, сод-го 60% Ф и 40%метилФ. Получ. Ф высшего и 1-го сорта.

60/ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КСИЛИТА

Ксилит получают гидрированием гемицеллюлозных гидролизатов пентозансодержащего (ПС) сырья.

ПС сырье - ед источник получения ксилита, кот. вырабатывается гидролизной пром-тью. ПС сырье гидролизуется по 2-хстадийному режиму с получением в кач-ве основных продуктов пищевого ксилита и кормовых дрожжей. Стадии тех процесса 1.механ подготовка сырья; 2.хим. облагораживание сырья; 3.2-хстадийный пентозногексозный г-з сырья; 4.подготовка пентозного г-зата к процессу гидрирования; 5.гидрир-ие ксилитного р-ра; 6.очистка ксилитного р-ра; 7.концентр-ие ксилитного р-ра; 8.сушка ксилита до W=1,5% 9.упаковка

1.Механическая подготовка – измельчение и сортировка

2.Хим. облагораживание – удаление ЭВ, снижающих доброкачественность г-зата, удаление белков и углеводов, жиров, пектинов, красящих и зольных в-в, камеди. Производится растворение этих компонентов при 100-115оС р-ром Н2SO4. Для удаления укс. к-ты производится щелочная обработка NaOH и KOH.

3.Перколяционный г-з осуществляется при125-130оС разб р-ром H2SO4. Отбирается пентозный г-зат, а остаток подвергают гексозному г-зу при 180-190оС. Г-зат направляют на производство кормовых дрожжей. Доброкачественность пентозного г-зата и др. полупродуктов определяют по отностельному содержанию растворенных в-в и конц сухих в-в в %. Дрв=Срв/Ccв*100%

или по ксилозе Дкс=Скс/Ссв*100%. (Д д б не менее 95%).

На 1 ст производят одноступ-ое испарение. Получ г-зат направляется на инверсию олиго-с. Затем нейтрализацию проводят известковым молоком, затем проводят ионообменную очистку в колоннах с катионитами и ионитами. Затем производят осветление активировваным углем-коллактивитом. Взвеш-е в-ва отделяются в отстойниках. Затем прессование на фильтр-ых прессах непрер действия. Можно производить коагуляцию лигногуминовых в-в ПАВами. Далее предварит-е концентр-ие на ВВА.

5. Гидрир-ие ксилозы проводят с применением кt сплавного типа: Ni-Al с добавлением Ti. kt активируют р-ром щелочи при 115-120оС и 10-12 Мпа при гидрировании.

Ксилитный р-р после гидрир-я содержит 9-12% сухих в-в, зольность 1,5%. РВ менее 0,5%, рН=4-6.

Р-р очищают ионообменными смолами от неорг солей и орг. к-т. Затем упаривают до 45-65%сухих в-в, затем до 92-95%. Продолжительность кристаллизации 24 часа при 55-58оС. В процессе кристаллизации обр-ся утфель-высоковязкая суспензия кристалов ксилита в маточной жидкости.

Отделение кристаллов производится на центрифугах. Конц сухих в-в 85%. После центрифугирования ксилит имеет влажность 2-4%. Затем его подсушивают в пневмосушилках или барабанных сушилках горячим воздухом при 60оС до влажности 1,5% и упаковывают в мешки.

56. ТЕХНОЛОГические СТАДИИ ПОЛУЧЕНИЯ Ц

Все м-ды получения Ц из древ. основаны на том, что при действии реагентов растворяются нецеллюл-ные компоненты (Л, ГЦ, ЭВ, мин в-ва, полиозы). Получение Ц из древ. независимо от хар-ра действ-го реагента состоит из операций:

1. предварительная подготовка древесины,

2. измельчение др-ны в щепу, приготовление варочного р-ра,

3. обработка измел-ой др-ны реагентами при повыш T(варка),

4. удаление компонентов др-ны, переш-их в р-р и промывка Ц(отбор щёлока),

5. отбелка Ц,

6. промывка после каждой стадии отбелки,

7. облагораживание Ц для получ. Ц для хим-ой переработки,

8. промывка Ц,

9. сушка Ц..

ПОДГОТОВКА нач. с подбора древ.(однородной по условиям произрастания,возрасту и влажности), для ровной влажности древ. выдерживается долго на бирже сырья, затем очищают от коры по необходимости(теряется 1,5% древ-ны),измельчают в щепу на рубит машинах, сортируют на сетчатых барабанах или плоских вибр ситах, отправляют на варку. Для сфа варки исп. белый щёлок, а для сфи – р-р сернистой к-ты с добавлением гидросульфитов Ca,Mg,Na. После варки производят отбор ОТБОР ЩЕЛОКА. Сначала Ц.промывают разбавленным щелоком, а затем Н₂О. Выгрузка Ц.-ой массы осущесв-ся: выдувкой или вымывкой. Ц.отделяют от щелока на последовательно установленных вакуум-фильтрах. После промывки Ц. перекачивается в очистные сооружения для удаления механических примесей (массу проускают ч/з ряд сит разных диаметров, иногда применяют гидроциклоны –действие центробежных сил, остатки смолы сорбируются на коротких волокнах и уудаляются на ситах).

ОТБЕЛКА И СУШКА ЦЕЛ. Отжатая до 20-25% сух-го вещ-ва Ц поступает на отбелку(окисление красящих веществ, перевод их в растворимое состояние и удаление остатков лигносульфанатов). Для окисления красящие в-ва обрабатывают гипохлоридом Na или Н₂О₂ или диоксидом хлора. Сод-е лигнина ↓ до 0,3-0,6%. Молекулярная масса Ц. при отбелке ↓ с ↑ T и конц-ции отбеливающих реагентов. Для ↓ деструкции Ц. применяют способ буферной отбелки(вначале в р-р добавляют щёлочь и отбелка в щелочной среде), а гипохлоридом только в кислой. Отбелку диаксидом хлора – в кислой, щелочной и нейтр-й среде. Отбеленную Ц отжимают от избытка влаги, выпаривают в сушильных барабанах(обогрева-ся воздухом или паром),высушенное полотно разрезают на листы 650*800мм и упаковывают в кипы. ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ Ц. Это дополнительная обработка Ц, предназначенной для хим-ой перер-ки. Суть – удаление низкомолекулярных полисахоридов, т.к. они затрудняют процессы этерификации Ц и ухудшение технического св-ва полученного изделия.Цобрабатывают 1-% р-ром NaOH при T=100 C или 6-8% при 20 С. Для ↓ зольности Ц обрабатывают HCl, при этом удаляются ионы Ca,Mg,CaO. Главным показателем является содержание α-Ц (этоЦ не растворимая в 17,5% р-ре NaOH. Это условный показатель, характ-щий наличие высокомолек-ой Ц и полисахоридов.Ст. пол-ции >200. Сод-е α-Ц в облагор-ой Ц – 94-95%, а в необлагор-ой 87-93%. Лигнин – 0,2-0,6%, жиры и смолы – 0,2-0,5, зольные вещ-ва – 0,1-0,2%. Ст. полим-ции Ц 600-1500

72. ХАр-КА ЧЩ, СОСТАВ И СВОЙСТВА

Черный щелок (ЧЩ) является отходом и побочным продуктом сульфатной варки Ц.. Из ЧШ получают органические кислоты, сульфатный лигнин (Л), сырое сульфатное мыло, выпарные конденсаты. Среди компонентов ЧЩ наибольшее значение имеют натриевые соли смоляных и жирных кислот. Они составляют часть сульфатного мыла. При сульфатной варке древ. сосны в ЧЩ содержатся,%: Л-24, глюкоманнанов-13, Ц-5, ксилана-3, прочих полисахаридов-2, смолистых в-в-4. В ЧЩ в виде полимеров нах. 80-90% растворенного Л, остальное кол-во в виде низкомолекулярных ароматических соединений. Сод-е смолистых в-в 2.5-3.5% в зависимости от породы древ. и места произрастания. На физические св-ва ЧЩ оказывает заметное влияние порода древ., условия варки, расход щелочи. ρ _ЧЩ характеризует сод-м в нем сухого в-ва и зав. от t. С ↑ t - ρ ↓. Теплоемкость ЧЩ ↓ с ↑ концентрации сухого остатка и в пределах до 100 ⁰С практически не зав. от t. Вязкость ЧЩ зависит от кол-ва, содержащихся в нем сухих в-в, их хим. состава и t _ЧЩ. с ↑ t вязкость ↓.

37. Превращение компонентов др-ны в процессе сфи варки.

При проведении СФИварки надо знать, что древесина единый комплекс, все компоненты связаны и принимают участие в процессе.

В процессе СФИ варки компоненты варочного раствора поступают в щепу неравномерно. Первым в виде газа проникает SO₂, потом находящийся в растворе HSO^-₃. Скорость проникновения катионов отстает и поэтому в кислой среде при взаимодействии лигнина с HSO^-₃ в древесине образуются твердые лигносульфоновые кислоты (ТЛСК), β- алкиларильные эфирные связи лигнина сульфонируются по α- углеродному атому без разрыва β-связи.

Если α-алкиларильные связи разрываются в процессе, то происходит фрагментация лигнина. Свободная ЛСК – сильная кислота, рН=0.7, особенностью ее является то, что она способна к полконденсации до образования кислотонерастворимых смол. Вся древесина покрывается этими смолами – «черная варка», особенно при t>115^оС. При t=105-110^оС дальнейшее повышение температуры прекращают до тех пор, пока запаздывающие компоненты не проникнут в ткань и не свяжут свободный ЛСК в соль. Скорость проникновения катиона в ткань зависит от раствора катиона.

Нейтрализованная ЛСК – лигносульфонат теряет способность к термоконденсации и тогда можно повысить температуру до 130-150^оС в зависимости от вида целлюлозы.

H₂SO₃=H₂O + SO₂ SO₂ + O₂= SO₃ H₂O + SO₃ = H₂SO₄

51. Способы сульфитных (СФИ) варок.

Бисфи варка Это варка как промежуточная форма между СФИ и нейтрально– СФИ рН=4.5. Массовое содержание связанной SO₂ =2 – 2.3%; в 2 раза больше чем при СФИ, t=160^оС. Варочный р-р содержит бисульфит Nа, Mg или NH₄⁺.

Получают целлюлозу (Ц) =55-60%, обеспечивается глубокое сульфонирование лигнина (Л), он более дисперсный в р-ре. В щелоке от биСФИ варки сод-е моносахаров (мс) ↓ в 2 раза, чем в СФИ щелоке (мс окисляются в условиях биСФИ варки по альдегидной группе с образованием альдонов или сахарных кислот). При варке листв. древ. собирается СН₃СООН, кот. ↑ скорость гидролиза полисахаров, ↑ рН способствует сульфонированию УВ, сод-е кот. = 5% от орг. в-в сфи щелока.

Нейтрально-СФИ варка (нсфи) или моноСФИ варка.

Нсфи используется только листв. древ.. Варка идет при t= 170-180^оС, выход варочного полуфабриката 70-80% от исх. древ. (полуЦ). Она требует дополнительного мех воздействия на щепу. Делигнификация осущ-ся при помощи Na₂SO₃ или (NH₄)₂SO₃. Расход 20-25% от древ. Для нейтрализации орг. кислот используют варочный раствор + щелочной агент (Na₂CO₃ или NaHCO₃ или NaOH), рН=7. В этих условиях, несмотря на ↑ t варки, почти исключена конденсация Л. Химизм делигнификации отличается от СФИварки, разрыв α- и β- алкиарильных связей, сульфонирование происходит по α- и β-связям. Слабощелочная и близкая к нейтр-й среда обуславливает особый хар-р расщепления гемицеллюлоз, они образуют полидисперсную систему, в которой нет МС и ДиС. Значительная часть, перешедших в раствор ПС, имеет СП близкую к исх ГЦ, присутствует некоторое кол-во олигосахаров. Некоторая часть растворенных ПС связывается с высокомолекулярными фракциями Л в лигноуглеводный комплекс, гл. составляющей кот. является ксилан. Выше 20% от массы древ. интенсифицируется реакция деацетилирования ГЦ. Сод-е УВ в щелоке в 3 раза меньше, чем при сфи, больше сод-е СН₃СООН. Достоинство – высокое раств-е лигнина, в 1,5 раза больше в щелоке. Варочный р-р содержит сульфиты и бисульфиты Na,Mg или NH₄⁺.

Двухступенчатые варки.

Это комбинации различных варок. Пример, биСФИ(рН=5,5, 160^оС) и СФИ (130 ^оС). 1-ю ступень проводят в укороченное время, необходимое для проникновения в растительную ткань иона HSO₃^- и образование ТЛСК. 2-я ступень: ↓ конц. SO₂ (~3%), выход целлюлозы 55%. На 1-ой ступени растворяется 6-7% от массы древ-ны. В р-р в виде ОС переходят ГЦ, отщепляется 20% ацетильных групп, стабилизируются ксилан и глюкоманнан, в щелоке меньше МС, чем в СФИ.

СодовоСФИ варки (2 ступ).

Используется древесина различных пород, выход на 8%, за счет ↑ устойчивости УВ компонентов к кислотному гидролизу и смещения распада в сторону более 1-ого выхода. Пр-с включает предварительную обработку пропаренной древ. Na₂CO₃ и быструю СФИварку. Факторы пр-са: на 1-ой С_Na2CO3, t_{обработки} и время, на 2-ой: t_{конечная}

С_Na2CO3=42г/л, t_н=60^оС, 60 мин, t_кон=145^оС

Дата добавления: 2015-07-08