CC BY
60<Тешетневс^ие чтения. 2016
applicant and the patentee: Siberia. gov't. technologist. Univ № 2006110647/12; appl. 03.04.2006; publ. 10.10.2007. Bull. № 28. 8 p.
3. Nabiyev A. A. Assessing the impact and improving the basic technological parameters of knife grinding machines: a thesis ... cand. tehn. Sciences : 05.21.03: 24.09.04 protected / A. A. Nabiev. Krasnoyarsk, 2004. 182 p.
4. Some properties papermaking pulp at its mill grinding on the disk using a headset with a curved shape of the blades / V. I. Shurkina, Y. D. Alashkevich, I. A. Voronin
// Advances in chemistry and chemical technology of vegetable raw materials: the VI All-Russian Conference. 22-24 April 2014 / ed. N. G. Bazarnova, V. I. Markin. Barnaul, 2014. P. 394-395.
5. Ivanov S. N. Technology Paper. M. : School Paper, 2006. 696 p.
© Федорова О. Н., Шуркина В. И., Лошкарева Т. А., 2016
УДК 676.157
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ЛЬНА В ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Л. В. Чендылова, Н. В. Каретникова, Р. А. Марченко, Ю. Д. Алашкевич*
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: mapt@sibgtu.ru
Изучена возможность получения волокнистого полуфабриката из отходов льна. Показано, что полученный полуфабрикат может быть использован для производства бумаг бытового и санитарно-гигиенического назначения.
Ключевые слова: целлюлозно-бумажная промышленность, льняная костра, размол, показатели механической прочности, бумага.
ON THE POSSIBILITY OF USING WASTE LINEN IN THE PULP AND PAPER INDUSTRY
L. V. Chendylova, N. V. Karetnikova, R. A. Marchenko, Yu. D. Alashkevich*
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: mapt@sibgtu.ru
The possibility of obtaining fibrous material from waste flax is studied. It is shown that the resulting intermediate product can be used to manufacture paper for household and sanitary purposes.
Keywords: the pulp and paper industry, flax fire, grinding, the mechanical strength, the paper.
Выращивание льна и производство из него различных изделий является традиционным для России. Для промышленной переработки выращивают так называемый лен-долгунец различных сортов. В процессе переработки льна происходит отделение волокнистой части стебля растения от древесной части (костры). Волокнистая часть идет на производство тканей, изделий медицинского назначения, утеплителей для строительства. Костра используется для изготовления строительных и термоизоляционных плит, органических удобрений, производства сорбентов, кормовых добавок для животных, а также как топливо (сжигание в специальных котлах либо в виде топливных гранул или брикетов).
По литературным данным [1; 2] в целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) для производства различных видов бумаги может быть использована волокнистая часть льна в виде бракованной соломы
льна-долгунца либо отходов его очистки и сортирования, так называемое льнокороткое волокно. Информации о переработке льняной костры не встречается.
Однако на льноперерабатывающих заводах РФ образуется порядка 110 тыс. т костры ежегодно [3]. Отходы льна являются легко возобновляемым ресурсом. При этом по химическому составу льняная костра близка к составу древесины. Вышеперечисленные факторы дают основание для изучения возможности использования льняной костры как волокносодержа-щего сырья для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности.
Переработка волокносодержащего сырья в ЦБП может идти химическим или механическим путем. Организация химической переработки традиционными для ЦБП способами связана со значительными материальными затратами, так как предполагает многостадийный процесс, использование химических
'Комплексная переработка возобновляемого сырья
реагентов с последующим загрязнением окружающей среды, расходы воды пара и электроэнергии и т. д. При этом выход готового продукта составляет около 50 %.
Механические способы производства позволяют получить волокнистые полуфабрикаты с выходом от 80 до 98 %, требуют более простого оборудования, практически не загрязняют окружающую среду. Однако полуфабрикаты полученные механическим путем, по ряду свойств значительно уступают полученным химическими способами.
Полуфабрикат, который получают механическим путем, в ЦБП принято называть механической (древесной) массой. В литературе есть информация об использовании соломы для получения химико-термомеханической массы. Информации о получении волокнистого полуфабриката механическим путем из льняной костры найти не удалось.
Целью данного исследования, проведенного сотрудниками кафедры машин и аппаратов промышленных технологий (СибГАУ - опорный университет), являлось изучение возможности получения волокнистого полуфабриката механическим способом и использование его для получения бумаги.
В качестве сырья использовалась льняная костра, образующаяся как отходы в производстве пакли и утеплителя. Место произрастания льна - Новосибирская область РФ. Материал состоит из частиц, размер которых колеблется от 1 до 10 мм по длине, толщиной от 0,3-1,5 мм с небольшими включениям волокнистой части льна.
Химический состав сырья определяли по стандартным методикам [4]. Получены следующие результаты: содержание целлюлозы 30,7 %, лигнина 33,1 %, пентозанов 28,0 %, вещества, экстрагируемые горячей водой, 4,3 %, вещества, экстрагируемые органическими растворителями, 1,7 %. Сравнение химического состава льняной костры с соломой и древесиной показывает, что в костре меньшее содержание целлюлозы, а количество лигнина выше даже по сравнению с хвойной древесиной.
В лабораторных условиях оказалось возможным организовать получение полуфабриката, близкого по технологии к рафинёрной механической древесной массе, которая включает в себя промывку (увлажнение) сырья и его размол на дисковой мельнице при атмосферном давлении.
В целях получения предварительной информации о свойствах волокнистого полуфабриката из льняной костры провели ее размол на центробежном размалывающем аппарате (ЦРА).
Льняная костра была размолота на ЦРА до степеней помола 30, 50 и 62,5 °ШР (условно присвоим волокнистому полуфабрикату из костры льна название «льняная масса»). Затем из волокнистого полуфабриката получали отливки массой 75 г/м2.
Независимо от степени помола, получить отливки из 100 % льняной массы не удалось. Отливки не снимались с сетки листоотливного аппарата, поэтому их невозможно было переместить в сушильную камеру.
Изготовить отливки удалось только при добавлении в композицию размолотой беленой сульфатной целлюлозы (35 °ШР). Максимальную прочность показали образцы с композицией 50:50 льняной массы (30 °ШР) и сульфатной беленой целлюлозы (разрушающее усилие 19 Н, разрывная длина 1830 м, сопротивление продавливанию 54 кПа).
Таким образом, эксперимент показал, что костра льна поддается размолу. Полученный полуфабрикат характеризуется низкими показателями прочности, однако может быть использован для производства бумаг с невысокими показателями механической прочности, например, для бумаг бытового и санитарно-гигиенического назначения в композиции с более прочными волокнистыми полуфабрикатами [5].
Библиографические ссылки
1. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 1. СПб. : Политехника, 2002. 420 с.
2. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. СПб. : Политехника, 2003. 633 с.
3. Живетин В. В., Гинзбург Л. Н., Ольшанская О. М. Лен и его комплексное использование. М. : Информ-Знание, 2002. 400 с.
4. Оболенская А. В., Ельницкая З. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы : учеб. пособие для вузов. М. : Экология, 1991. 320 с.
5. ГОСТ Р 52354-2005. Изделия из бумаги бытового и санитарно-гигиенического назначения. Общие технические условия. Изд. офиц. М. : Стандартин-форм, 2005. 12 с.
References
1. Tekhnologiya cellyulozno-bumazhnogo proizvod-stva [The technology of pulp and paper production]. In 3 t. T. 1: Raw materials and manufacture. Part 1. Saint-petersburg, Polytechnic, 2002. 420 p.
2. Tekhnologiya cellyulozno-bumazhnogo proizvod-stva [The technology of pulp and paper production]. In 3 t. T. 1: Raw materials and manufacture. Part 2. Manufacture of semi-finished products. Saint-petersburg, Politehnika, 2003, 633 p.
3. Zhivetin V. V., Ginzburg L. N., Ol'shanskaya O. M. Len i ego kompleksnoe ispol'zovanie [Flax and its complex use]. Moscow, Inform-Znanie, 2002. 400 p.
4. Obolenskaya A. V., El'nickaya Z. P., Leonovich A. A. Laboratornye raboty po himii drevesiny i cellyulozy [Laboratornye raboty po himii drevesiny i cellyulozy] Moscow. Ecology, 1991, 320 p.
5. GOST R 52354-2005 Izdeliya iz bumagi bytovogo i sanitarno-gigienicheskogo naznacheniya. [Paper Products for household and sanitary purposes. General technical conditions]. Moscow, Standartinform, 2005, 12 p.
© Чендылова Л. В., Каретникова Н. В., Марченко Р. А., Алашкевич Ю. Д., 2016
