Меню Рубрики

Установки для получения целлюлозы

Механический и химический способы получение целлюлозы

Целлюло́за — это белое твердое вещество. Она нерастворима в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение.

Структурная единица целлюлозы — остаток β-глюкозы. Из целлюлозы получают в дальнейшем бумагу и картон.

Из целлюлозы получают в дальнейшем бумагу и картон.

Получение целлюлозы и ее дальнейшая обработка

Один из главных этапов изготовления бумаги и картона — получение волокон целлюлозы и ее дальнейшая обработка. От данного этапа зависит, какого качества и какой стоимости будут получаемые изделия.

Всего существует два способа получения целлюлозы:

Процесс получения целлюлозы

Целлюлозу получают из чистой древесины и макулатуры.

Волокна целлюлозы получают из так называемой древесной волокнистой массы. Целлюлозные волокна в древесине связаны между собой жестким трехмерным полимером — лигнином, занимающим до 30% древесной массы.

Поэтому для получения целлюлозы древесину специально обрабатывают — чтобы размягчить лигнин и снизить его содержание.

Обычно для этих целей применяются два вида методов:

Механическиё метод

При механическом получении древесной массы древесину, как правило, истирают или размалывают в водной среде. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна.

«Механическую» схему получения волокон целлюлозы можно описать примерно так. Промытая древесная щепа помещается в специальный рафинер, где измельчается и обрабатывается.

После очистки древесная масса готова для дальнейшей обработки. Поскольку, несмотря на обработку, лигнин не удаляется полностью, выход древесной массы получается высоким.

Наличие лигнина на поверхности и внутри волокон увеличивает их твердость и жесткость, а также придает им сравнительно стабильный размер.

Листы, полученные из «механической» древесной массы, имеют высокую пухлость и низкую плотность, то есть достаточно низкую массу единицы площади для данной толщины.

Это очень важно, поскольку отражается на технических и «экономических» показателях материала.

Наша компания занимается производством гофрокартона и упаковки из него. Также мы реализуем коробки из гофрокартона, микрогофрокартон и упаковочные материалы.

Химический метод

В случае если древесная щепа до получения древесной массы нагревается, получаемый продукт именуют ТММ — термохимической древесной массой (или ТМР, Termomechanical Pulp).

Если для удаления лигнина применяется химическая обработка, то продукт получает название химико — термомеханической массы (ХТММ).

Древесная масса, приготовленная механическим способом, сохраняет исходный цвет древесины, химико-термомеханическая масса немного светлее. Если масса дополнительно была еще и отбелена, то ее называют беленой химико-термомеханической массой (БХТММ).

Другая не менее известная технология — сульфитная варка целлюлозы. В обоих случаях нецеллюлозные компоненты, извлеченные из древесины, используются на целлюлозно-бумажных комбинатах как источник энергии или для других целей.

Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. «Выход» сырья может составлять от 40 до 65%. Конечно, это ниже, чем для древесной механической древесины, поскольку при варке из древесины удаляются не целлюлозные вещества. При этом объемы изготовления не снижаются.

Однако в этом есть и свои плюсы — бумагообразующие свойства волокон тем самым улучшаются.

Средняя длина волокна при химических способах получения полуфабрикатов из одной и той же древесины получается больше, чем при механических.

Волокна также становятся гибче. Все это обеспечивает получение более прочного и гибкого листа.

Отбелка целлюлозы

Поскольку после варки древесины целлюлоза приобретает коричневый цвет, ее необходимо отбеливать.

Целлюлоза обычно отбеливается путем удаления остаточного лигнина и других компонентов древесины. Чистые целлюлозные волокна обычно бесцветны и прозрачны, а сама беленая целлюлоза имеет красивый белый оттенок.

Учитывая, что для многих пищевых продуктов — чая, масла, шоколада, табака, — необходима чистая, не содержащая посторонних запахов и примесей целлюлоза, это очень важное свойство.

В прежние времена, еще до 1980-х годов, целлюлоза отбеливалась исключительно хлором или его соединениями. Это вызывало немало нареканий со стороны экологов, поскольку молекулярный хлор, взаимодействуя с лигнином, образовывал токсичные хлора — содержащие соединения. Они не редко попадали в сточные воды и отравляли окружающую среду. В современных процессах отбелки молекулярный хлор не применяется — его заменяет кислород, перекись водорода и диоксид хлора.

Побочные продукты такой отбелки безвредны.

Беленая целлюлоза обладает высокой стойкостью к воздействию света. Под его действием она лишь слегка желтеет.

«Вторичное» волокно

В качестве сырья для получения волокон целлюлозы может использоваться не только «чистая древесины», но и «отработанная» бумага — макулатура.

Отходы сортируют и превращают в макулатурную массу путем механической обработки в воде. После гидро — разбивателя, где бумажная масса распускается, сырье очищается и отправляется в картоноделательную машину.

Читайте также:  Установка посудомоечных машин в королеве

В зависимости от природы исходного сырья, степени его обработки и переработки вторичное волокно может обладать различными свойствами.

Следует помнить, что всякий раз при переработке бумаги средняя длина волокна и способность к образованию межволоконных связей уменьшается. Кроме того, некоторые виды картона и бумаги изначально не подлежат вторичной переработке. Все это делает необходимым поступление на рынок волокна, полученного непосредственно из древесины. Иначе качество бумажного продукта будет снижаться.

В зависимости от вида и источника макулатуры существует много сортов макулатурного сырья. Они отличаются качеством и степенью пригодности для повторного использования.

  • самое дорогое сырье — это белая бумага, не содержащая древесной массы.

  • газетно-журнальная бумага обладает средней стоимостью и качеством.

  • самая дешевая — смешанная макулатура, содержащая бумагу и картон.

Всего же, к примеру, в европейском отраслевом перечне описывается 57 видов макулатурного сырья. Подобные же перечни имеются в США, Японии и других развитых странах.

Исходя из назначения и требований к продукции, некоторые виды картона изготавливаются целиком из макулатурной массы — либо ее содержание в изделиях высоко. Другие же изделия изготавливают только из высококачественного первичного волокна — целлюлозы либо ее смеси с древесной массой.

Иные виды сырья в изотовлении картона

Содержание волокнистых (целлюлозных) полуфабрикатов достигает в изготовлении бумаги и картона 88%. Остальные 12% приходятся на неволокнистые добавки. Это могут быть:

  • минеральные пигменты для мелования;
  • наполнители и вещества для проклейки в бумажной массе;
  • добавки для придания прочности;
  • вещества для поверхностной проклейки;
  • химикаты, облегчающие процесс приготовления бумаги.

Все эти вещества служат улучшению внешнего вида материалов, их функциональных качеств, а так же повышают эффективность изготовления.

Мелование

Мелование — это нанесение на одну или обе стороны бумаги специальной меловальной суспензии (в один или несколько слоев). Особое покрытие придает бумаге или картону необходимые свойства — хорошую впитываемость печатной краски, белизну, непрозрачность, гладкость, лоск.

В состав меловальной суспензии входят:

  • пигменты — в их качестве используются каолин, мел, диоксид титана и пр.;
  • связующие для полимеров, обеспечивающие соединение частиц пигментов с поверхностью бумаги или между собой;
  • технологические добавки — оптические отбеливатели, красители, сшивающие агенты.

Чтобы улучшить впитываемость печатной краски, усилить непрозрачность бумаги и ее гладкость, применяются также и специальные наполнители.

Белые неорганические материалы, добавляемые в бумажную массу, «забивают» пустоты в волокнистой структуре, увеличивая рассеяние света.

Вместе с минеральными пигментами, применяемыми для мелования, наполнители составляют до 9% сырья, используемого бумажной промышленностью.

Проклейка

Для придания бумаге определенной степени гидрофобности используется проклейка в бумажной массе. Благодаря ей изделие приобретает ограниченные впитывающие свойства по отношению к чернилам, воде и другим жидкостям.

Обычно проклейка производится канифольным клеем — он, как правило, получается путем растворения живицы сосны в щелочи.

Во время приготовления бумажной массы в нее добавляют канифольный клей и сульфат алюминия. В результате их взаимодействия образуется резинат алюминия, покрывающий поверхность волокон.

В последнее время используют не только канифоль, но и способные к реакции синтетические проклеивающие материалы (например, клеи алкилкетендимер — АКД или алкенаниляторный ангидрид — АСА).

Для того чтобы придать бумаге прочность в условиях повышенной влажности в бумажную массу вводят мочевино- и меламиноформальдегидные смолы. Это может быть нужным, к примеру, для транспортной тары или многослойных бумажных мешков, которые могут оказаться под дождем.

Для увеличения прочности в сухом состоянии используют крахмал.
К слову, крахмал может применяться в бумажном производстве и для поверхностной проклейки в клеильном прессе. Перед началом работы бумаго- или картоноделательной машины раствор крахмала наносят на одну или обе поверхности листа. Тем самым увеличивается прочность листа, предотвращается «пылимость», влияющая на качество печати.

Также для улучшения свойств бумаги могут использоваться воск, акриловые смолы и фторуглероды.

Советуем прочитать:

Потребительская упаковка

Цветной гофрокартон

Где купить цветной гофрокартон

Гофрокоробки как POS материал

Какой упаковкой привлечь покупателя

Добавки

Что касается добавок, облегчающих технологический процесс, то тут применяются самые разные химические вещества.

К примеру, пеногасители и коагулянты улучшают обезвоживание при формовании листа.

Антисептики подавляют микробиологическую активность в изготовлении.

Также используются многообразные добавки, препятствующие оседанию смоляных загрязнений на бумагоделательной машине. Нарастая, а затем, отделяясь, они могут вызвать обрывы полотна и немалые проблемы при печати.

Таким образом, изготовление и дальнейшая обработка целлюлозы — сложный многоступенчатый процесс, требующий соблюдения всех технологических требований.

источник

Получение целлюлозы в промышленности

В этой статье мы рассмотрим, как осуществляется получение целлюлозы. Целлюлоза – материал природного происхождения, который образуется в зернах листьев растений в результате реакции фотосинтеза. В чистом виде – это нерастворимый в воде порошок белого цвета. В природе целлюлозу можно увидеть в виде тополиного пуха или цветов хлопка. Такую массу используют для изготовления полимерных и лакокрасочных материалов.

Читайте также:  Установка ветровиков на ниссан х трейл

Много целлюлозы находится в стволах деревьев (в сухом виде древесина содержит до 40% этого вещества), что позволяет использовать их в качестве производственного материала для бумаги.

Применение целлюлозы

Продукты реакции природного полимера с органическими и неорганическими кислотами широко используются в химической промышленности. Особенно распространены ацетат, тринитрат и динитрат целлюлозы. Первый возникает в результате реакции с уксусной кислотой и применяется в изготовлении синтетических волокон.

Тринитрат целлюлозы – продукт реагирования с концентрированной серной и азотной кислотами. Его применяют в изготовлении бездымного пороха. С помощью динитрата получают некоторые виды пластмасс, а также органическое стекло.

Основные отрасли применения целлюлозных материалов:

  • медицина – средства гигиены, вата, бинты, присыпки, лекарства;
  • бытовые – биоразлагательные полимерные материалы, бумага, экологически чистые упаковочные материалы, косметические средства, экологические добавки к продуктам питания;
  • нефтяная сфера – добавки бурильных растворов, добавки для повышения нефтеотдачи;
  • дорожное строительство – средство для повышения качества дорожного покрытия;
  • специального назначения – каски и бронежилеты, прозрачные и гибкие экраны мониторов.

Получение целлюлозы при производстве бумаги

Одно из самых распространенных применений целлюлозы – это производство бумажной продукции. Процесс получения целлюлозы осуществляется методом механической переработки лесоматериалов с дальнейшим использованием продуктов переработки – опилок. Измельченную древесину около 12 часов кипятят в растворе содержащем гидросульфат натрия и сернистый газ. При этом давление в камере поддерживается на отметке 0,5 МПа. Чистая целлюлоза в процессе прохождения реакции выпадает в осадок. Кроме этого в емкости образуются вещества – гемицеллюлоза и лигнин. От реакции последнего с сернистым газом появляются этиловый спирт, ванилин, пищевые дрожжи и различные дубильные вещества.

Следующим этапом изготовления целлюлозы является помещение измельченного осадка в воду. Там образуется воздушная волокнистая масса, которая впоследствии преобразуется в бумагу. Чтобы связать волокна целлюлозы между собой, к массе добавляют дополнительные компоненты, такие как глина, мел, оксиды титана и бария, тальк и т.д. Для окончательного “склеивания” сырья используют клей на основе резинатов. Готовая смесь распределяется по движущейся сетке для сушки и отжима. Завершающим этапом является прессование бумаги между валами для придания ей гладкости и характерного блеска.

Оборудование для измельчения целлюлозы

В производстве любого продукта или материала, в состав которого входит целлюлоза, необходимым этапом является измельчение природного полимера. Как измельчитель используют оборудование разной модификации. Часто для получения целлюлозы применяют дисковые мельницы. Это агрегат, в котором дробильным элементом выступает алюминиевый диск. Исходный материал с частицами до 0,4 мм в таких установках можно измельчить до 1-10 мкм и произвести 0,4 кг продукта за час работы.

Также для тонкого измельчения мягких и волокнистых веществ используют вальцовые мельницы. Они одинаково эффективны как при сухом, так и при мокром помоле. В принцип работы данного оборудования заложено использование механизмов трения (валков) для измельчения частиц до значений меньше 10 мкм.

В последние годы эффективными при измельчении целлюлозы считаются аппараты вихревого слоя. Рассмотрим как они работают и в чем заключаются основные преимуществ данного метода.

Получение целлюлозы под воздействием электромагнитного поля и ферромагнитных элементов

Принцип действия аппаратов вихревого слоя заключается в том, что приведенные в действие электромагнитным полем ферромагнитные частицы хаотически двигаются внутри недвижимой камеры. Целлюлоза, как и другие волокнистые материалы, измельчается под импульсным воздействием частиц на обрабатываемую среду. Скорость размола материала в вихревой мельнице для измельчения целлюлозы преимущественно зависит от факторов, которые определяют частоту и силу воздействия активных элементов. Величина контактной силы и частоты импульсного воздействия активных элементов на волокна сырья соразмерна с концентрацией массы.

Аппарат вихревого слоя типа АВС-100 производства компании GlobeCore

Аппараты вихревого слоя используются для получения целлюлозы при производстве бумаги. Благодаря интенсивной обработке бумажной массы слоем ферромагнитных частиц, наполнитель равномерно распределяется между волокнами природного полимера. Бумага, изготовленная таким способом, обладает высокими физико-химическими свойствами и равномерным просветом. Также магнитная обработка уменьшает в бумажной массе количество небеленой сульфатной целлюлозы на 4-6 %.

Измельчение материалов с применением слоя ферромагнитных частиц хорошо подходит для размола коротковолокнистых целлюлоз, размола массы из макулатуры, для активации наполнителей и их введения в бумажную массу.

Установка типа АВС-150 от компании GlobeCore для получения целлюлозы и продуктов ее реагирования

Компания GlobeCore производит электромагнитные мельницы АВС-150, которые измельчают и смешивают материалы, а также применяются в приготовлении суспензии и эмульсии дисперсных систем. Также они эффективны для очистки сточных вод от формальдегидов, фенолов и разнообразных смол.

Читайте также:  Установка звуковых драйверов alsa

Получение целлюлозы с использованием АВС-150 является эффективным, малозатратным, удобным (так как установка мобильна) и легкоуправляемым (работает в автоматическом режиме).

Также предприятие изготавливает лабораторные варианты установок, чтобы на них можно было смешивать и производить новые материалы.

источник

Идея для бизнеса: биологическая целлюлоза

Целлюлоза – одно из важнейших веществ при получении пластмасс, кинопленки, заменителя кожи, бумаги. Целлюлозное волокно используют для производства искусственного меха и многих других продуктов. Именно поэтому получение данного биологического вещества во все времена считалось выгодной идеей для бизнеса. В данной статье мы расскажем Вам, как организовать собственное дело по производству целлюлозы.

Бизнес-идея по получению биологической целлюлозы

В связи с тем, что целлюлоза используется при изготовлении многих продуктов, спрос на нее возрастает. Реализация бизнес-идеи по получению такого биологического вещества считается выгодным капиталовложением. С чего же начать ее осуществление?

Получение целлюлозы осуществляется 3 способами:

  • Сульфатный метод — менее затратный. Можно использовать любое сырье растительного происхождения. Существенный недостаток – выделение плохо пахнущих сернистых соединений;
  • Натронный метод считается одним из самых дорогостоящих, соответственно возрастает и цена готового продукта. Плюсом этого способа является отсутствие какого-либо запаха;
  • Биологический продукт также получают сульфитным метод из таких пород деревьев как пихта и ель.

Для начала Вам потребуется выбрать один из вышеперечисленных способов.

Далее для осуществления идеи Вам потребуется составить грамотное бизнес-планирование, в котором должны быть учтены такие пункты как: оформление документов, капиталовложения, закупка оборудования и сырья, маркетинговые ходы и способы реализации биологической продукции.

Подробное описание каждого из пунктов поможет избежать банкротства Вашего предприятия.

Следующий этап реализации этой бизнес-идеи – оформление документов. Стоит уделить особое внимание этому пункту. Без разрешительной документации, получить которую необходимо в государственных инстанциях, Вы не сможете начать работу. Кроме того, необходимо зарегистрировать свою деятельность как Индивидуальное Предпринимательство. Цена данной процедуры – до 10 000 рублей.

Далее выбираем помещение. Стоит учитывать тот факт, что при получении древесной целлюлозы выделяется сильный запах. В связи с этим необходимо выбирать строение, удаленное от города и жилых районов. Помещение должно быть разделено на зоны для производства и хранения готового продукта.

Закупка сырья и оборудования

Чтобы воплотить эту идею для бизнеса, Вам потребуется закупить сырье. 90% биологической целлюлозы получают из древесины. Необходимо договориться о поставках сырья с ближайшей пилорамой. На сегодняшний день стоимость одного кубометра древесины составляет от 5 100 рублей.

Такая идея для бизнеса как производство биологической целлюлозы требует покупки следующего оборудования:

  • рубильная машина;
  • котел для варки;
  • станок для окорки бревен;
  • цех для отбелки;
  • машина для сушки.

Общая стоимость оборудования составляет от 12 000 000 рублей.

Также не стоит забывать о подборе рабочего персонала. На первое время Вам потребуется от 8 до 10 человек. Средняя заработная плата рабочего составляет от 30 000 рублей в месяц.

Далее для осуществления идеи для бизнеса, ведущим направлением которого является получение такого биологического продукта, необходимо наладить каналы реализации готовой продукции. Древесная целлюлоза пользуется спросом, в первую очередь, среди бумажных фабрик. Именно поэтому два вида таких предприятий зачастую объединяются в одно. Кроме того, биологическая целлюлоза востребована в производстве тканей, медицине, при производстве органического стекла и во многих других сферах промышленности.

Также не стоит забывать о рекламе. В данном случае Вам понадобится разместить объявление: на телевидение, радио и в интернете.

Получение биологической целлюлозы как бизнес-идея: преимущества и недостатки

Данная сфера бизнеса имеет массу преимуществ, среди которых:

  • высокий спрос на получаемый продукт;
  • самоокупаемость – от 20 месяцев;
  • низкая конкуренция;
  • разнообразие каналов реализации готовой продукции.

Однако, стоит отметить, что такой вид предпринимательской деятельности имеет и недостаток. При получении такого вещества происходит выброс вредных веществ в воздух и почву. Крайне важно соблюдать все технологические особенности производства, при которых выброс вредных веществ сводится к минимуму.

Таким образом, общая сумма финансовых вложений, необходимых для реализации этой идеи, составляет от 13 000 000 рублей.

Существует еще один вариант воплощения этой идеи для бизнеса – покупка готового предприятия по изготовлению биологической целлюлозы. Например, завод по получению данного продукта во Владимирской области обойдется предпринимателю в сумму от 135 000 000 рублей. При этом Вы получаете действующий бизнес с отлаженным производством, налаженными каналами реализации и готовой документацией.

источник