Переработка промышленных отходов

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.

Гидролизом древесины называют процесс взаимодействия полисахаридов, являющихся одним 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 трудногид­ролизуемые. 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 реакции гидролиза, растворения лигнина (второго значительного компонента древесины) и по­лучения 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. от 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 бумаг 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 у 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.