Одновременно с удалением лигнина из древесины удаляется часть полисахаридов и экстрактивных веществ. Степень удаления этих веществ зависит отих состава для разного растительного сырья и локализации в древесной ткани,атакже от метода варки. Необходимая степень удаления гемицеллюлоз определяется предназначением продукта варки. Целлюлоза дляхимической переработки должна иметь минимальное содержание нецеллюлозных примесей, тогда как в целлюлозе для бумаги требуется сохранить определенную часть гемицеллюлоз, что не только повышает выход продукта варки, но и улучшает его последующую переработку и увеличивает прочность бумаги. В ЦВВ и полуцеллюлозе сохраняется довольно большая доля остаточного лигнина. В зависимости от вида получаемого волокнистого полуфабриката подбирается метод варки и ее режим.
Варочный раствор представляет собой раствор различных в зависимости от метода варки химических реагентов, преимущественно водный. В результате варки получаются техническая целлюлоза, ЦВВ или полуцеллюлоза и отработанный варочный раствор. Отработанный варочный раствор идет затем на переработку, в ходе которой получают различные побочные продукты.
Основные варочные процессы: сульфатный, натронный и различные виды сульфитной варки. В настоящее время разрабатывают технологические процессы, основанные на окислительной делигнификации и на использовании органических растворителей (органосольвентная делигнификация). Окислительную делигнификацию проводят главным образом кислородом в щелочной среде (в водных растворах гидроксида натрия, карбоната натрия и т.д.), а также кислородом в водно-органических растворителях. Использование в варочных растворах органических растворителей позволяет повысить растворимость фрагментов лигнина, защитить его от реакций конденсации,и, что очень важно, органические растворители могут повысить избирательность окислительных процессов.
Отбелка технической целлюлозы заключается в ее многоступенчатой обработке различными химическими реагентами с целью удаления остаточного лигнина и повышения белизны целлюлозы. При производстве целлюлозы для химической переработки ступени отбелки дополняются ступенями облагораживания щелоч1шми растворами с целью растворения и удаления из целлюлозы продуктов ее деструкции (низкомолекулярных фракций) и нецеллюлозных примесей (гемицеллюлоз и др.).
Разработка теоретических основ процессов делигнификации является весьма сложной задачей. Классическими работами можно считать исследования Хэгглунда, Эрдтмана, Ридхольма, Адлера, Гирера, Микавы, Элиашберга, создавшие основу представлений о процессе делигнификации, как комплексе гетеролитических реакций. Наряду сэтим направлением исследуются и свободнорадикальные реакции компонентов древесины, особенно характерные для процессов делигнификации в щелочной среде (работы Клейнерта, Стилинка. Чулки и др.).
Участвующие в процессе делигнификации гетеролитически реакции протекают в основном по механизму нуклеофильного замещения (Sn). Конкретные механизмы зависят от метода варки, т.е. от природы делигнифицирующих реагентов, содержащихся в варочных растворах, и от рН, определяющего характер промежуточных активных частиц лигнина. Основная трудность осуществления делигнификации обусловлена особенностью макромолекулярных реакций лигнина - наличием конкурирующих реакций деструкции (деградации) и конденсации (сшивания цепей). Определенное значение могут иметь и гомолитические (свободнорадикальные) реакции, в частности, при конденсации лигнина в результате рекомбинации свободных радикалов. Для успешного осуществления делигнификации метод варки и ее режим должны обеспечить одновременно и достаточную степень деструкции лигнина и защиту его от конденсации,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.