Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
12
ступенчатый кислородно-содовый, двухступенчатый кислородно-щелочной, гидротропный, окислительного аммонолиза и другие методы без применения серосодержащих реагентов, с которыми связывают будущее целлюлозного производства.
1.1.2. Растительное сырье для производства волокнистых полуфабрикатов
Древесное сырье и его характеристика. Главным видом сырья для производства технической целлюлозы является древесина хвойных и лиственных пород. Запасы хвойных пород древесины в нашей стране сосредоточены в северо-восточных районах европейской части, в Западной и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Отсутствие фенолов и низкое содержание смолы в древесине ели и пихты, на долю которых приходится соответственно 14 и 5 % всех лесных запасов, делают их главным видом сырья для сульфитно-целлюлозного производства и производства белой древесной массы. В дальнейшем преимущественное использование ели и пихты для производства белой древесной массы, сульфитной и бисульфит-ной целлюлозы будет сохраняться. Большая часть лесных запасов приходится на сосну и лиственницу, являющуюся преобладающей древесной породой в районах Восточной Сибири и Дальнего Востока. Из-за наличия в их древесине фенолов, высокого содержания смолы и водоэкстрактивных веществ (у лиственницы) сосна и лиственница плохо поддаются сульфитной варке и поэтому не применяются в качестве сырья для сульфитного метода. Однако для бисульфитного, бисульфитно-сульфитного, бисуль-фитно-нейтрально-сульфитного и сульфатного методов варки целлюлозы они успешно используются. Для сульфатного метода варки свойства растительного сырья не имеют решающего значения, поэтому для переработки в целлюлозу по этому методу пригодны все породы, но наибольшее промышленное применение нашла древесина сосны.
Среди лиственных пород древесины наибольшее промышленное значение приобрели береза, занимающая более 13 % лесных площадей, и осина. В южных районах страны промышленное значение могут иметь тополь, ольха, эвкалипт. Древесина лиственных пород широко используется в производстве полуцеллюлозы, сульфитной, бисульфитной и сульфатной целлюлозы, белой, химической, термохимической и термомеханической древесной массы.
При организации переработки древесины лиственных пород необходимо учитывать следующее: древесина лиственных пород значительно
13
труднее окаривается; средняя плотность лиственных пород на 25 % выше, а диаметр и длина волокна на 35.. .50 % меныпе,чем хвойных; прочность лиственной целлюлозы также значительно ниже; проблема «выщипывания» волокна свойственна всем видам целлюлозы из лиственных пород, но она решается добавкой крахмала и синтетических веществ; тонкомерная древесина лиственных пород равноценна крупномерной, чего не наблюдается у хвойных.
Отличие химического состава древесных пород также существенно сказывается на выходе и свойствах получаемых из них волокнистых полуфабрикатов, поэтому этот фактор при производстве необходимо учитывать. В табл. 1.2 приведен химический состав древесины наиболее распространенных отечественных пород.
Таблица 1.2
Химический состав древесины, % _
Порода Целлюлоза Лигнин Гексо-заны Пенто-заны Вещества, экстрагируемые горячей водой Вещества, экстрагируемые эфиром (жиры, воски, смолы) Ель 42,5 28,1 12,3 10,3 1,9 2,5 Сосна 50,6 27,5 11,8 10,4 2,3 3,4 Пихта 52,1 29,9 11,0 6,3 3,0 2,1 Листвен- 36,2 28,6 13,5 11,6 20,0 1,4 ница Осина 43,6 20,1 2,0 26,0 2,3 1,6 Береза 41,0 21,0 3,0 28,0 2,2 1,8 Дуб 37,1 22,0 2,7 22,6 7,0 0,8 Из физических свойств древесины в процессах ее химической переработки и особенно в производстве волокнистых полуфабрикатов наибольшее значение имеют влажность и плотность. Под влажностью древесины понимают содержание в ней воды, которое выражают в процентах по отношению к массе абсолютно сухой древесины (абсолютная влажность й^бс) или по отношению к массе влажной древесины (относительная влажность F0TH)- Абсолютно сухой древесиной условно принято считать древесину, высушенную до постоянной массы при 1050C В практике чаще пользуются относительной влажностью:
W0n = (m/G) 100, где т —масса воды, кг; G - масса влажной древесины, кг.
Для пересчета относительной влажности FF0TH в абсолютную й^абс и наоборот пользуются соотношениями W^ = 100)^абс/(100 + Жабс) и ^абс = 100 РГОТН/(100 - ЙГотн). Влажность свежесрубленной древесины нахо
14
дится в пределах 25...4O %. Воздушно-сухому состоянию древесины, высушенной в естественных условиях, отвечает 15...2O %-ная влажность. Влажность мокрой древесины (после длительного пребывания в воде) может достигать 60 % и более.
Плотность -~ это масса вещества, содержащаяся в единице его объема, которая выражается в килограммах на кубический метр. Для древесины различают два понятия плотности: плотность древесины как физического тела и плотность собственно древесного вещества. Вследствие капиллярно-пористой структуры древесной ткани ее внутренняя поверхность составляет около 300 м2/г, лишь от 20 до 50 % общего объема древесины приходится на долю древесного вещества (для ели около 30 %). Оставшийся объем древесины приходится на пустоты. Плотность древесины зависит как от плотности упаковки структурных элементов древесной ткани, так и от влажности. Плотность абсолютно сухой древесины зависит только от объема пустот, поэтому для сравнения между собой образцов древесины по плотности необходимо привести их к одной и той же влажности. Наиболее удобно пользоваться плотностью древесины в абсолютно сухом состоянии (а.с.д.).
