CC BY
29ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ПЕРОЦТОВО1 ДЕЛ1ГН1Ф1КАЩ1 СТЕБЕЛ
КЕНАФУ
Трембус 1рина В1талпвна
к.т.н., доцент кафедри екологи та технологи рослинних полгмергв Нацюнальний технчний утверситет Украгни «Кигвський полтехтчний iнститут»
Украгна, м. Кигв Трофимчук Юлiя Сергнвна студентка кафедри екологи та технологирослинних полiмерiв Нацюнальний техтчний утверситет Украгни «Кигвський полтехтчний iнститут»
Украгна, м. Кигв
STUDY OF THE ACETIC DELIGNIFICATION OF THE KENAPH STEMS
Irina Trembus
PhD in Technical Sciences, Senior Lecturer in ecology and plant polymer technology National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute»
Ukraine, Kyiv Yulia Trofychuk
Student at the Ecology and plant polymer technology department National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute»
Ukraine, Kyiv
АНОТАЦ1Я
Експериментально доведено можливють одержання волокнистих натвфабрикатсв i3 стебел кенафу пероцтовим способом дел^шфшацп. Розраховано показники вибiрко-вост розчинення л^ншу i3 стебел рослинно'' сировини.
SUMMARY
The opportunity to get fiber semi-products from kenaph stems with the help of acetic delignification was proved frim the scietific point of view. It also covers the calculation selectivity indicators of lignin dissolving out of kenaph stems.
Ключовi слова: окисно-органосольвентна дел^шфшащя, стебла кенафу, селек-тившсть, ступшь дел^шфшацп.
Keywords: oxidiring-organosolvent delignification, stalk kenaf, selectivity index, del-ignification degree.
Зростання рiвня життя населення потребуе збшьшення обсяпв яюсно'' продукцп целюлозно-паперово'' промисловостi. Основною сировиною для виробництва целюлози в свiтовiй практицi була i залишаеться деревина. В Укра'ш 50 % площ лiсiв мають режим обмеженого лiсокористування [1], що обмежуе щорiчний обсяг заготiвлi лшвщно'' деревини. Тому постало питання пошуку альтернативних джерел сировини для забез-печення потреб целюлозно-паперово'1' галузь Такими джерелами можуть бути рiзнi представники недеревно'1 рослинно'1 сировини (НДРС) i вiдходи сiльського господарст-ва.
На сьогодш найпоширенiшими i широко вживаними е сульфатний i сульфiтний способи варшня целюлози. Не дивлячись на те, що 1'х застосування забезпечуе одержання волокнистих натвфабрикат1в (ВНФ) високо'' якостi, вони мають ряд недолтв, а саме: утворення в процес взаемодп варильного розчину з компонентами рослинно'' сировини, шкщливих сiрко- i хлорвмiсних сполук, як забруднюють навколишне середо-вище [2].
У зв'язку з введенням у дш бiльш жорстких вимог до якосп стiчних вод i газових викидiв в атмосферу целюлозно-паперових тдприемств, а також у зв'язку з урбашзаць
67
ею промислових пщприемств, виникла необхщшсть впровадження бшьш екологiчних та безпечних способiв дел^шфшацп рослинно'1' сировини. Серед альтернативних технологий одержання ВНФ вченими широко проводяться дослщження органосольвентних способiв варiння целюлози. Такi варiння характеризуются бiльш вибiрковою дiею на л^нш, що дае можливiсть збiльшити вихщ ВНФ за рахунок збереження полiсахаридiв (целюлози i гемiцелюлоз) рослинно'1' сировини, можливютю використання простих схем регенерацп хiмiкатiв, з меншим екологiчним навантаженням на навколишне середови-ще [3].
Особливу увагу вчених привертають окисно-органосольвентш способи дел^шфь кацп рослинно'1' сировини. В основi таких способiв лежать окисно-органосольвентш ва-рiння, в яких середовищем е 40 - 60 водневi розчини низькомолекулярних спирав (етанол) або оцтово'1' кислоти, чи ацетону, а також варшня з використанням в якосп де-л^шфшуючого окислювального реагенту пероксомурашино'1' та пероцтово'1' кислоти - в основному споаб М1ЬОХ [4]. Автори дослiджень показали, що основною перевагою цих способiв у порiвняннi з лужними способами варшня (№ i Са) е практично повна вщсутшсть проблем з регенеращею хiмiкатiв, пов'язаних з високим вмютом кремнiю в однорiчних рослинах. Це обумовлено тим, що окисно-органосольвентш варшня реаль зуються в кислому середовищь В результатi чого весь кремнш залишаеться в целюлозi, а не переходить до щолоку i видаляеться з не'1' тiльки в процес лужного вибiлювання.
Для отримання ВНФ проводилося варiння стебел кенафу пероцтовою кислотою (ПОК варiння) концентращею 11,65 %, за гiдромодуля 10 : 1, температури 90 0С, три-валiстю вiд 45 до 105 хв. З метою дослщження впливу каталiзатора на показники якосп органосольвентних ВНФ iз стебел кенафу, були проведен аналопчш варiння з дода-ванням вольфрамату натрiю (Na2WO4), у кiлькостi 1 % вщ маси абс. сух. сировини.
У таких умовах пероксид водню ацитилюеться оцтовою кислотою з утворенням пероксокислоти. Остання бере активну участь в окисненш л^ншу i переводить його до розчину, при цьому практично не взаемодiе з полюахаридами, внаслщок чого вщбува-еться селективна дел^шфшащя.
Присутнiсть каталiзатора дае можливiсть проводити процес дел^шфшацп за ни-зьких температур та вiдповiдно покращувати його селектившсть. Каталiзатор переносить кисень. При взаемодп вольфрамату натрiю з пероксидом водню утворюеться вода i двi промiжнi сполуки - активна Na2WO8 i неактивна Na2WO5. Перша е нестшкою i роз-падаеться з утворенням кисню та регенеращею каталiзатора:
4 Н2О2 + Na2WO4 ~ 4 Н2О + Na2WO8;
Na2WO8 ^ Na2WO4 +2 O2.
Друга сполука також знаходиться у рiвновазi з початковими компонентами (H2O2 та Na2WO4 ), але е стшкою i самочинно не розкладаеться:
H2O2 + Na2WO4 ~ H2O + Na2WO5.
В результатi проведених варшь було одержано ВНФ з виходом вщ 60,9 до 54,9 % i вiд 54,8 до 49,1 % та вмютом залишкового лiгнiну вiд 2 до 0,8 % i вiд 1,5 до 0,6 % вщ-повiдно для пероцтового варшня стебел кенафу без каталiзатора та з використанням Na2WO4.
Додавання вольфромату натр^ сприяе зниженню вмюту залишкового лiгнiну в отриманому волокнистому напiвфабрикатi. Це вiдбуваеться за рахунок прискорення процесу переведення л^ншу до варильного розчину.
З метою ощнювання впливу основних технологiчних параметрiв (тривалостi процесу дел^шфшацп та використання каталiзатора) на вибiрковiсть розчинення л^ншу рослинно'1' сировини дослiдженим органосольвентним способом варшня стебел кенафу, 68
визначалися таю показники, як селектившсть (Сл), ступшь видалення вуглеводнiв (СВВ) та ступшь дел^шфшацп (СД). Вказанi показники вибiрковостi визначалися за рiвняннями (1 - 3), вщповщш залежностi наведено на рис. 1 [5]:
г В А • СДЛ
Сл =
100 100
100
, (1)
СВВ = 100 - В •
100 - С 100 - А
, (2)
В • С
СД = 100--С
А , (3)
де А - вмют лiгнiну у рослиннiй сировинi, %;
В - вихщ рослинного залишку, %;
С - вмiст л^ншу у волокнистому напiвфабрикатi, %.
Як видно наведених даних (рис. 1), зi збшьшенням тривалостi варiння таю показники вибiрковостi, як ступшь видалення вуглеводiв i ступiнь дел^шфшацп зростають, а показник селективностi - зменшуеться. Зменшення селективностi розчинення л^ншу пов'язане з перевагою видалення вуглеводiв iз рослинно'1 сировини у порiвняннi з вида-ленням лiгнiну i пiдтверджуеться збiльшенням показника СВВ у вивчених часових ш-тервалах.
Рис. 1 - Залежнгсть показникгв вибгрковостг розчинення л1гнту вгд тривалостг пероц-тового вартня стебел кенафу: ♦ - ПОК; ■ - ПОК + Ыа2Ш04-
В подальшому плануеться дослщити можливють використання одержаних орга-носольвентних ВНФ iз стебел кенафу в композицп пакувальних видiв паперу.
Список лггератури:
1. http://www.dklc.kmu.gov.ua.(forest).
2. Технология целюлозно-бумажного производства: в 3 т. - [упоряд. В.Г. Хазаров и др.]. - СПб.: Политехника, 2003. - (Сырье и производство полуфабрикатов). 4.2: Производство полуфабрикатов. - 2003. - 633.
3. Simenez L., Rodrignez A., Resez I., Calero A.M., Ferrer S.I. Ethylene glycol/soda organosolv pulpino of oliveree rimmings. Wood and Fiber Saence. - 2004. - V 36 (3). - p. 423 - 431.
4. Seisto A., Poppius-Levlin K. Peroxyformic and pulping of nonwood plants by the MILOX method. - p. 215 - 221; Part 2. Reed pulp for woodfree fine papers. - №10. - p. 235
- 240.
5. Б. С. Симхович, М. А. Зильберглейт, В. М. Резников Исследование процесса делигнификации древесины водними рас творами уксусной кислоты // Химия древесины. - 1986. - № 3. - С. 34 - 38.
References:
1. http://www.dklc.kmu.gov.ua.(forest).
2. The technology of cellulose and paper manufacture: 3 volumes. - [edited by Zakha-rov V.G.] - St. Petersburg.: Polytechnics, 2003. - (Raw materials and semi-products manufacture). 4.2: Semi-products manufacture. - 2003. - 633.
3. Simenez L., Rodrignez A., Resez I., Calero A.M., Ferrer S.I. Ethylene glycol/soda organosolv pulpino of oliveree rimmings. Wood and Fiber Saence. - 2004. - V 36 (3). - p. 423 - 431.
4. Seisto A., Poppius-Levlin K. Peroxyformic and pulping of nonwood plants by the MILOX method. - p. 215 - 221; Part 2. Reed pulp for woodfree fine papers. - №10. - p. 235
- 240.
5. Zilbergleyt M.A. Optimization of the process of obtaining the cellulose from the hardwoods through pulping with aqueous solution of acetic acid at the liquid phase / M.A. Zilbergleyt. B.S. Simhovych, T.V. Korneichuk // Paper making industry. - 1991. - №12. - p. 4.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРКОМПОЗИТОВ
Воропаева Евгения Тимофеевна
Старший преподаватель, Учреждение образования «Гродненский Государственный университет
имени Янки Купалы», Республика Беларусь, Гродно
Аннотация
В статье рассматриваются проблемы повышения эффективности технологических процессов изготовления изделий и заготовок из фторкомпозитов методами всестороннего сжатия и холодной монолитизации. Ставится задача ресурсосбережения при использовании технологической оснастки. Поставленную задачу предложено решить посредством компьютерного моделирования в программе Компас-3Б. Abstract
The article deals with the problem of increasing the efficiency of technological processes and manufacture of products blanks polytetrafluoroethylene-based composites methods of hydrostatic compression and cold agglomeration. The task resource when using tooling. The task suggested be solved by computer simulation program Kompas-3D.
Ключевые слова: технологическая оснастка, фторкомпозиты, всестороннее сжатие, холодная монолитизация, оптимизация конструкции. 70
