Рис. 1. Взаимосвязь средней степени полимеризации целлюлозы и содержания в ней остаточного лигнина при расходе активной щелочи 18 и 20% к а.с.древесине

Повышение расхода активной щелочи на 2% при прочих равных условиях варки снижает содержание лигнина в целлюлозе на 1,5-0,2% при некаталитической варке, при каталитической варке снижение содержания остаточного лигнина на исследуемом временном отрезке не существенно (0,1 %), выход целлюлозы на 1-1,5% для некаталитической варки и на 0,5-1% для каталитической варки. При увеличении расхода активной щелочи несколько снижается избирательность процесса.

С увеличением продолжительности варки на 30 минут выход целлюлозы снижается на 1-3% и 0,4-1,5%, так же снижается содержание  остаточного лигнина на 2,5-0,7 % и на 0,6-0,1 % для некаталитической и каталитической варки, соответственно.

По эффективности влияния на растворение лигнина добавка антрахинона в количестве 0,1 % к абсолютно-сухой древесине эквивалентна увеличению расхода щелочи на 2 % и времени варки на 30 мин. При добавке антрахинона значительно снижается количество непровара, следствием чего является повышение выхода отсортированной целлюлозы.

Установлено, что натронно-антрахинонная техническая целлюлоза быстрее подвергается размолу до определенной степени помола, чем некаталитическая. Гемицеллюлозы являются важным компонентом технической целлюлозы. Наличие высокого содержания гемицеллюлоз способствует лучшей фибрилляции волокон без чрезмерного уменьшения длины. Находящийся на поверхности слой гемицеллюлоз обладает повышенной активностью к образованию большого количества межволоконных связей, что приводит к повышению физико-механических свойств отливок натронно-антрахинонной целлюлозы.

В ходе работы установлено, что при использовании антрахинона для натронных варок древесины березы, увеличение выхода происходит:  за счет повышения избирательности процесса делигнификации и селективного удаления лигнина, в результате чего углеводный комплекс древесины меньше подвергается деструкции;  за счет сохранения полиозного комплекса путем образования в макромолекулах полисахаридов концевых звеньев альдоновых кислот, которые устойчивы к щелочной деполимеризации. При использовании антрахинона можно получать целлюлозу с высоким содержанием гемицеллюлоз, что приводит к повышению физико-механических показателей, улучшению бумагообразующих свойств и прочностных показателей.

Таким образом, применение антрахинона при делигнификации древесины березы дает возможность исключить применение серы в производстве целлюлозы; расширить сырьевую базу для производства целлюлозы; повысить выход и качество целлюлозного материала; сократить расход энергии и  сырья для производства 1 т целлюлозы.

Литература

1. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. - М. : Лесн. пром-сть, 1990. - Т.2: Производство сульфатной целлюлозы. - 600 с.
2.      Комшилов Н.Ф. Сульфатный черный щелок и его использование. М. : Лесн. пром-сть, 1969. – 184 с.
3.     Li Z., Ma M., Kubes G.J., Li J., Synergistic effect of kraft pulping with polysuphide and anthraquinone on pulp yield improvement // J. Pulp and pap. Sci., 1998, 24, №8, p. 273-241.

С анализом рынка целлюлозы Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок целлюлозы в России».

Вураско А.В., Меньшиков С.Ю., Веденеев И.  , Собачева Н.

(Уральский государственный лесотехнический университет)
(Институт органического синтеза УрО РАН)