Целлюлоза – моя дипломная работа.

Отходы древесины при лесозаготовках и рубках ухода за лесом являются значительным сырьевым резервом, который может быть использован для изготовления различных видов волокнистых полуфабрикатов. Это сырье успешно применяется в целлюлозно-бумажной промышленности Америки (в США и Канаде) и Европы (в Швеции и Финляндии). Большую работу по установлению возможностей практического применения указанных отходов древесины в целлюлозно-бумажной промышленности СССР провел ВНИИБ. Эта работа в виде обзорной информации представлена Л. К. Молотковым. Ограничимся лишь основными данными этой работы, в которой читатель найдет более подробные сведения по рассматриваемому вопросу.

Отходы древесины от лесозаготовок и рубок ухода за лесом могут быть использованы для изготовления определенных видов полуфабрикатов, но при увеличении расхода щипы и химикатов на выработку единицы продукции, снижении производительности варочного оборудования и выхода побочных продуктов. При этом древесина ветвей оказалась непригодной ни в самостоятельном виде, ни в виде добавок к балансовой древесине при изготовлении сульфитной беленой и небеленой целлюлозы, бисульфитной полуцеллюлозы, а также беленой сульфатной целлюлозы и жестких видов небеленой сульфатной целлюлозы, предназначенной для изготовления мешочной бумаги и тарного картона.

Неокоренная древесина от рубок ухода и отходов лесозаготовок (вершины) может быть использована при получении небеленой сульфатной целлюлозы, предназначенной для изготовления относительно низкокачественного картона марки К-4, бисульфитной полуцеллюлозы, предназначенной для изготовления обер- Щ точной бумаги, в композиции коробочного и других видов низкосортного картона, а также для получения беленой сульфатной целлюлозы при условии ее варки и отбелки на отдельном потоке или периодической переработке на одном потоке.

Использовать новый вид целлюлозы для изготовления бумаги, подобно мешочной, нецелесообразно. Однако в перспективе применение такой целлюлозы в полубеленом или в беленом виде при получении различных видов бумаги для печати может оказаться экономически рентабельным, особенно в условиях наличия дешевого сероводорода.

Сравнивая сульфатный метод получения целлюлозы с н а-тронным методом, следует отметить что сульфатная варка оказывает на целлюлозу меньшее деструктирующее действие, чем натронная варка. Поэтому сульфатная целлюлоза и бумага из нее получаются более прочными, чем соответственно натронная целлюлоза и бумага из нее. При размоле волокна натронной целлюлозы больше склонны к рубке. Выход целлюлозы из древесины хвойных пород при варке по сульфатному методу выше, чем по натронному. Сульфатная целлюлоза из лиственных пород древесины обладает большей прочностью, чем соответствующие виды натронной целлюлозы. Последняя из лиственных пород древесины обычно применяется в беленом виде для производства пухлых видов бумаги или в качестве добавки к целлюлозе из хвойных пород древесины для улучшения просвета широкого ассортимента писчей бумаги и различных видов бумаги для печати.

В перспективе возможно развитие для производства разных видов бумаги из целлюлозы натронной варки с сульфитом натрия. При варке такой целлюлозы не образуются дурнопахнущие газы, которые влияют на загрязнение окружающей среды. Получаемая небеленая целлюлоза по механической прочности не уступает сульфатной, которую она превосходит по белизне и по легкости расщепления на волокна, особенно при высоких выходах.

Свойства беленой целлюлозы нового вида во многом похожи на соответствующие свойства беленой сульфатной целлюлозы. Однако при этом у нее несколько понижен показатель сопротивления раздиранию при более высоких показателях сопротивлений продавливанию и излому. Кроме того, она может быть отбелена до более высокой белизны, а пожелтение беленой целлюлозы наблюдается в меньшей степени, чем у беленой сульфатной целлюлозы.

Технологические режимы выработки целлюлозы натронной варки с сульфитом натрия большого распространения не получили.

Выход сульфатной целлюлозы на 3-4% ниже, чем сульфитной при равной степени делигнификации и на 6-7% ниже, чем бисульфитной. Небеленая сульфатная целлюлоза темнее небеленой сульфатной и труднее отбеливается. Для обеспечения надлежащей проклейки бумаги расход проклеивающих материалов ниже при изготовлении бумаги из сульфатной целлюлозы.

Пенообразование чаще наблюдается в потоках сульфатной целлюлозы, в особенности если целлюлоза плохо промыта и в ней присутствуют остатки варочного щелока. Повреждения щепы при рубке древесины сильнее отражаются, как указывает Г. X. Томлинсон, на качестве сульфитной целлюлозы, чем сульфатной.

При прочих равных условиях бумага из беленой сульфатной хвойной целлюлозы по сравнению с бумагой из беленой сульфитной хвойной целлюлозы не только отличается повышенными показателями механической прочности, особенно по сопротивлению излому, но и вместе с тем она обнаруживает значительно меньшую воздухопроницаемость, более высокую неравномерность просвета, малую величину пластической деформации при сжатии под давлением, перпендикулярным к ее поверхности, и пониженное красковосприятие при печати на ней.

При сульфатном методе производства широко используется сосна, которую при обычной сульфитной варке на кальциевом основании применять нельзя. Дело в том, что в ядре сосновой древесины содержатся некоторые фенолы, которые конденсируются с лигнином в кислой среде. Чем же обусловлены основные различия в свойствах волокон сульфатной и сульфитной видов целлюлозы? Прежде всего они вызваны различием в условиях варки обоих видов целлюлозы. Сульфатная целлюлоза получается в результате варки щепы в щелочной среде при рН варочного раствора до 12, а сульфитная — в кислой среде при рН варочного раствора до 1,2. Кислая среда обусловливает более интенсивное воздействие на структуру растительных волокон, что приводит к образованию на поверхности микротре-шин, снижению механической прочности, долговечности и термостойкости.

Зависимости между свойствами исходных волокнистых материалов и свойствами готовой бумаги в специальной литературе уделялось большое внимание. Несмотря на это, четко выраженных закономерностей при этом еще не установлено. Фактически мы располагаем пока сравнительно небольшим объемом знаний по этому вопросу.

Известно, например, что волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых видов бумаги, обладающих повышенной впитывающей способностью. Из волокон ленточного строения обычно получается плотная, прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Такие волокна, даже неразмолотые, позволяют изготовить бумагу с относительно высокими показателями механической прочности. Целлюлоза с трубчатым строением волокон требует больше времени фибриллирования волокон. Толстостенные волокна (с толщиной стенки 6-8 мкм) легче фибриллируются, а тонкостенные (1,5-2 мкм) более подвержены поперечной рубке.

Волокна твердых пород древесины, как правило, обеспечивают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость и впитывающую способность бумаги. Волокна мягких пород, наоборот, придают бумаге более высокую прозрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротивления разрыву.

Медленно вырастающие волокна осенней древесины на 5-15% превышают длину волокон весенней древесины. При этом ширина осенних волокон составляет 50-80% ширины волокон весенней древесины. При этом ширина осенних волокон составляет 50-80% ширины волокон весенней древесины, а прочность их примерно в 2 раза больше (по данным Г.Джаймс).

В древесине независимо от ее породы различают два вида клеток: прозенхимные, являющиеся основными, и п а р е н-х и м н ы е, содержащиеся в древесине хвойных пород в количестве 5-10% и в большинстве древесины лиственных пород — до 20%. Прозенхимные клетки длиннее паренхимных. Они имеют более толстую клеточную стенку и меньшую внутреннюю полость, содержат меньше лигнина, смол и жиров.