Сульфитная целлюлоза представляет собой волокнистый материал, полученный при химической обработке древесины водными растворами солей сернистой кислоты (H2SO3), называемыми сульфитными варочными растворами. Кроме этого, водные растворы солей сернистой кислоты используются в качестве реакционной среды при производстве полуцеллюлозы и древесной массы. Доля сульфитной целлюлозы в общемировом производстве волокнистых полуфабрикатов из растительного сырья в 2000 г. составила всего 5%.
Получение целлюлозы осуществляют обработкой щепы варочной кислотой в котлах при температуре 130–170°С (в зависимости от рН) и давлении 0,6–1,0 МПа и включает операции по регенерации диоксида серы и промывке сваренной целлюлозной массы.
На отечественных предприятиях нет регенерации отработанных варочных сульфитных растворов и проводят их частичную очистку за счет биохимической переработки щелоков с получением этанола, кормовых дрожжей и товарных лигносульфонатов.
Переработка сульфитных щелоков
В сульфитном щелоке содержится около 50% органических веществ, считая от массы исходной древесины. Кроме органических соединений в нем присутствуют неизрасходованная сернистая кислота и ее соли, а также другие сернистые соединения.
Лигносульфонаты представляют собой соли лигносульфоновых кислот, образующиеся в результате сульфирования лигнина. Они имеют сложное, окончательно не установленное строение.
Углеводы сульфитного щелока состоят в основном из моносахаридов с небольшим содержанием олигосахаридов. В отработанных щелоках после бисульфитной и моносульфитной варки углеводы находятся в виде олигомеров и полимеров.
В ходе варки образуются летучие кислоты (муравьиная и уксусная кислоты), с преобладанием уксусной кислоты (85–92%).
Основная масса нелетучих кислот имеют углеводную природу и представлены альдоновыми, уроновыми и углеводсульфоновыми кислотами.
Подготовка щелока к биохимической переработке
Общая технологическая схема подготовки щелока к биохимической переработке обычно включает следующие операции:
- Фильтрация щелока от целлюлозного волокна;
- Десульфитация и удаление летучих веществ;
- Окисление сульфитов и фенолов;
- Нейтрализация;
- Введение питательных веществ;
- осветление и охлаждение.
Получение технических лигносульфонатов
Технические лигносульфонаты получают концентрированием растворов после стадии получения этанола (сульфитно-спиртовая бражка) или дрожжей (сульфитно-дрожжевая) бражка.
Получение ванилина
Из технических лигносульфонатов в ряде стран получают ванилин, широко использующийся не только в качестве отдушки в пищевой и парфюмерной промышленности, но также для получения медицинских препаратов и синтеза других соединений.
Если понравилась статья просим оценить ее лайком и оставить своё мнение в комментариях! Советуем подписаться, чтобы не пропустить много интересных статей в будущем!
#технологии #наука #оборудование #промышленность #экология #экономика #целлюлоза