Натронная варка древесины березы в системе изобутиловый спирт-вода

• Автор: Гусакова, Мария Аркадьевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 152 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Древесина березы как сырье для целлюлозно-бумажного производства
1.2. Органосольвентные способы делигнификации древесины
1.3. Трансформация макромолекул лигнина в процессе органосольвентной делигнификации
1.4. Структура и свойства органосольвентных лигнинов
1.5. Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика подготовки древесины березы для анализов и варки
2.2. Методы и результаты химического анализа древесины
2.3. Методика проведения натронных варок в водной среде
2.4. Методика проведения натронных варок в системе изобутиловый спирт-вода
2.5. Методы анализа древесных остатков и целлюлозы
2.6. Методика анализа варочного раствора и конечных щелоков
2.7. Определение поверхностного натяжения растворов отработанных варочных щелоков
2.8. Выделение лигнина из водного слоя отработанной варочной жидкости
2.9. Определение элементного состава лигнина
2.10. Определение содержания метоксильных групп в лигнине
2.11. Определение молекулярно-массового распределения лигнина
2.12. Определение молекулярной массы лигнина
2.13. Определение гидродинамических радиусов лигнина методом

лазерной корреляционной спектроскопии
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Разработка режима натронной варки древесины березы в
системе изобутиловый спирт-вода
3.2. Особенности процесса натронной делигнификации древесины березы в системе изобутиловый спирт-вода
3.3. Исследование бумагообразующих свойств целлюлозы из древесины березы от различных модификаций натронной варки
3.4. Состав и свойства отработанных варочных растворов от различных модификаций натронной варки древесины березы
3.5. Изменение аналитического состава, молекулярно-массового распределения и структуры переходящих в раствор макромолекул лигнина в процессе натронной делигнификации
древесины березы в системе изобутиловый спирт-вода
3.6. Технико-экономическое и экологическое обоснование натронного способа получения целлюлозы из древесины
березы в системе изобутиловый спирт-вода
ОБЦЩЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время достаточно остро стоит проблема рационального расходования природных ресурсов. Промышленность химической переработки древесины отличается сравнительно невысоким коэффициентом использования древесного сырья и в то же время является одним из нарушителей экологического равновесия. Современный интерес к охране окружающей среды побуждает к исследованию варочных технологий для производства целлюлозы, свободных от вредных серосодержащих соединений и потребляющих небольшое количество воды. Одними из перспективных в данном направлении считаются варки на сольвентной основе.
Делигнификация древесины в неводных средах, известная как органо-сольвентная варка, является объектом серьезных научных исследований уже несколько десятилетий. В большинстве случаев для варки целлюлозы используются растворители, неограниченно смешивающиеся с водой. Однако особый интерес представляет применение для делигнификации растительного сырья гидроксида натрия в системе, состоящей из ограниченно смешивающихся между собой жидкостей. Такой способ варки имеет определенные преимущества по сравнению с обычным натронным. Это прежде всего увеличение скорости и избирательности процесса; повышение выхода и улучшение показателей качества технической целлюлозы; уменьшение расхода варочных реагентов, воды и расхода тепла за счет снижения температуры варки. После варки отработанная жидкость легко разделяется на два слоя: слой органического растворителя и водный слой. Водный слой содержит основное количество органических веществ и практически все минеральные вещества. В результате появляется возможность многократно использовать органический растворитель от варки к варке без очистки и перегонки, что позволит существенно упростить систему регенерации химикатов.

рогенизированы в фенол или смесь крезолов для последующих варок [19,106,107,110,116,125,141].
Данные литературного обзора позволяют сделать следующее заключение:
Благодаря особенностям химического состава и морфологического строения применение древесины березы в качестве сырья для производства целлюлозы представляет несомненный интерес не только по традиционным технологиям, но и при использовании для делигнификации органических растворителей.
Большинство исследований, проводимых по изучению органосольвент-ной делигнификации древесины с использованием в качестве органического растворителя, растворимых в воде спиртов, интересны своими техническими решениями. Однако, использование для варки системы, состоящей из ограниченно смешивающихся между собой жидкостей, имеет дополнительные преимущества, связанные с увеличением скорости делигнификации, упрощением системы регенерации химикатов и снижением энергоемкости процесса.
Сложная структура древесины и лигнина, наличие химических связей лигнина с полисахаридами обусловливают невозможность его выделения из древесины без деструкции макромолекул лигнина т-яки до растворимых фрагментов. Механизм трансформации макромолекул лигнина в процессах органосольвентной делигнификации, а также структура и свойства выделенных лигнинов, исследованы в недостаточно. Выделение препаратов лигнина с последовательных стадий делигнификации и использование для их анализа наиболее информативных методов, таких как аналитическое центрифугирование, лазерная корреляционная спектроскопия и гель-проникающая хроматография позволит дополнить сведения о превращениях макромолекул лигнина в процессе органосольвентной делигнификации и определить пути использования лигнина как побочного продукта.