ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Химическая технология переработки древесных отходов

При переработке отходов древесины методами лесохимической технологии получают такие важнейшие продукты, как древесный уголь, уксусную кислоту, скипидар, канифоль, дубильные вещест­ва и др.

Гидролизная промышленность широко использует отходы дре­весины для производства кормовых дрожжей, этилового спирта, глюкозы, ксилита, фурфурола, органических кислот и других про­дуктов.

Для производства этих материалов в гидролизной промышлен­ности используют низкокачественную неокоренную древесину с длиной кусков (бревен) от 0,5 до 6,5 м. Древесные отходы, исполь­зуемые в гидролизном производстве, должны удовлетворять требо­ваниям ОСТ 13-234-87.

Гидролизом древесины называют процесс взаимодействия по­лисахаридов, являющихся одними из основных компонентов древе­сины, с водой в присутствии катализаторов, в результате которого полисахариды распадаются, образуя моносахариды.

Получающиеся при гидролизе древесных отходов сахара могут быть выделены в кристаллическом виде, но в большинстве случаев они подвергаются дальнейшей биохимической или химической пе­реработке. Биохимические методы переработки моносахаридов ос­нованы на использовании различных микроорганизмов (дрожжей, дрожжеподобных грибков), которые в результате своей жизнедея­тельности превращают моносахариды в различные ценные продук­ты (этиловый спирт, белковые вещества, уксусную кислоту, глю­козу и др.).

При химической переработке древесных отходов получают фурфурол, являющийся сырьем для получения синтетических смол, пластмасс, лекарственных препаратов и др.

В зависимости от скорости гидролиза полисахариды раститель­ной ткани условно подразделяют на легко - и трудногидролизуе - мые. Большое влияние на скорость процесса оказывает степень из­мельчения древесины. Чем меньше частицы, тем глубже и быстрее идет гидролиз. Наиболее пригодны для гидролиза отходы древеси­ны в виде опилок, в которые добавляется технологическая щепа.

В качестве основного сырья на гидролизных заводах используют древесину лиственных пород. Широкое распространение получили комплексные методы химической переработки древесины, в кото­рых совмещены гидролиз, растворение лигнина (второго значи­тельного компонента древесины) и получение целлюлозы. Приме­ром такой схемы может быть производство сульфитной целлюлозы из ясеневой, буковой, осиновой или березовой древесины.

Во время варки щепы разного размера сначала превращается в целлюлозу мелкая щепа, а при доварке крупной щепы происходит значительное разрушение целлюлозы, образовавшейся из мелкой щепы. Поэтому при производстве целлюлозы очень важно иметь однородную щепу определенных размеров. Торцовые срезы щепы должны быть гладкими и расположены под определенным углом для обеспечения равномерного и быстрого проникновения варочно­го раствора в щепу по всем направлениям.

В зависимости от типа варочного раствора, т. е. применяемых реагентов, промышленные способы получения небеленой техниче­ской целлюлозы разделяют на три группы: кислотные, щелочные и комбинированные.

При сульфитном способе химическая переработка отходов дре­весины производится при повышенной температуре с применением в качестве варочного раствора сернистой кислоты и ее солей. Суль­фитную целлюлозу получают из малосмолистой хвойной (ель, пихта) и лиственной (береза, осина, бук и др.) древесины.

Различают четыре основных вида сульфитной целлюлозы: не­беленую, беленую, беленую облагороженную и растворимую.

Небеленую целлюлозу выпускают трех марок и применяют для выработки бумаги высокой прочности, писчей, газетной, типограф­ской, стойкой обложечной бумаги, различных видов картона и др. Выход небеленой целлюлозы из древесины составляет 44 - 56%, а при ступенчатой варке доходит до 70%.

Беленая целлюлоза применяется в производстве высокопрочной типографской, тонкой, светочувствительной, чертежной, картогра­фической и других видов бумаги. Беленую облагороженную цел­люлозу используют для выработки пергамента, фибры, фильтро­вальной, туалетной и других бумаг. Растворимая целлюлоза при­меняется для выработки вискозы и штапельного волокна.

Бисульфитную целлюлозу получают при одноступенчатой сульфитной варке с применением раствора бисульфита магния или натрия. Выход бисульфитной целлюлозы и ее свойства выше, чем сульфитной.

При сульфатном способе целлюлозу варят в смеси водных рас­творов едкого натра с сернистым натрием. Получаемая этим спосо­бом целлюлоза обладает высокой прочностью и применяется для производства технических бумаг, картона, изоляционной и крафт - бумаги, а также для изготовления вискозных волокон. Достоинст­вом сульфатного метода производства целлюлозы является воз­можность использования любых древесных отходов.