Целлюлоза и древесная масса

Целлюлоза (cellulose, клетка, (C6H10O5)n) – клетчатка, основное вещество, из которого построены стенки клеток древесины (в древесине – 45%, во льне и хлопке – 80%, в коре – 20%). Целлюлоза имеет волокнистую структуру, белое твердое вещество, нерастворимое в воде, без запаха. Главным сырьем для производства древесной целлюлозы является балансовая древесина хвойных и лиственных пород. Промышленным методом целлюлозу получают варкой щепы на целлюлозных заводах. Целлюлоза может быть беленой, полубеленой или небеленой. Древесную целлюлозу используют для производства бумаги и др. видов небумажной продукции, в т.ч. вискозы.

Гемицеллюлоза — природный, низкомолекулярный разветвленный полисахарид, состоящий из 200 остатков сахаров различного состава (глюкоза, ксилоза, галактоза, аробиноза). Не растворима в воде и в неорганических кислотах низкой концентрации, но хорошо растворима в щелочах.

В технической целлюлозе содержание гемицеллюлозы 10–15%. Наличие гемицеллюлозы приводит к повышению прочности целлюлозы, увеличению проклейки, но приводит к снижению непрозрачности.

По типу применяемых реагентов при варке целлюлозы различают следующие виды целлюлозы:

Сульфитная целлюлоза получается при добавлении во время варки сернистой кислоты и ее солей. Используют древесину малосмолистых пород: ели, пихты.

Натронная целлюлоза вырабатывается из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимуществом данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы.

Сульфатная целлюлоза наиболее распространена. В качестве реагента используют раствор, т.н. щелок, содержащий гидроксид и сульфид натрия. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделение большого количества дурно пахнущих сернистых соединений.

Товарная беленая сульфатная целлюлоза в кипах поступает на склад по железной дороге.

Получаемая после варки техническая целлюлоза содержит различные примеси, с т.ч. Лигнин – соединение, содержащееся в клетках растений. Сульфатный лигнин применяется в производстве полимерных материалов, фенолформальдегидных смол, а также как компонент клеящих композиций в производстве ДСП, картона, фанеры. Гидролизный лигнин служит котельным топливом в лесохимических производствах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля. Для удаления остаточного лигнина и придания целлюлозе белизны проводится её отбелка – обработка хлором для разрушения макромолекул лигнина (чаще используют т.н. бесхлорный метод с диоксидом хлора); обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина; в практику вошла также отбелка озоном, перекисью водорода.

Полуцеллюлоза- волокнистый материал, получаемый хим. обработкой древесины в мягких условиях с послед. механическим размолом. Полуцеллюлозу из лиственной древесины применяют для выработки спец. бумаги и картона (гофрокартона коробочного картона, оберточной, газетной и др. Из полуцеллюлозы на основе лиственной и хвойной древесины получают бумагу жиронепроницаемую, писчую, для документов и т.д., беленый картон.

Древесная щепа – древесное сырье для выработки волокнистых полуфабрикатов путем измельчения древесного сырья. Различают щепу технологическую, зеленую (содержит примесь листьев и коры) и топливную.

Технологическая щепа используется для производства древесноволокнистых и древесностружечных плит. Древесные отходы от лесопиления, деревообработки и дров превращаются в технологическую щепу, которая поставляется на предприятия в готовом переработанном виде и должна содержать: не менее 84% щепы нормальных размеров, не более 3% коры, не более 6% гнили и не более 1% опилок, остальное - мелочь.

Древесная масса — древесная масса, получаемая путем измельчения или размола балансовой древесины и отходов, а также путем рафинирования щепы или стружек. Она также называется дефибрерной или рафинированной древесной массой, и может быть беленой или небеленой. Этот термин включает химико-механическую и термомеханическую древесную массу. Древесная масса входит в композицию подавляющего большинства видов бумажно-картонной продукции в пределах от 10 до 90%. В настоящее время существует два метода производства древесной массы — дефибрерный и рафинерный. В первом методе древесная масса производится истиранием пиломатериалов абразивной поверхностью камня в дефибрерах. Во втором методе древесная масса производится из отходов размолом их в дисковых мельницах.

Характерной особенностью производства термомеханической древесной массы является пропарка щепы перед размолом. Размол пропаренной щепы может осуществляться в одну или две ступени (под повышенным давлением и под атмосферным).

Полученные полуфабрикаты – термомеханическая масса и древесная масса, а также привозная товарная беленая сульфатная целлюлоза, распущенная и подмолотая, составляют композицию бумажной массы. Бумажная масса после предварительного сортирования, очистки, деаэрации и тонкого сортирования поступает на бумагоделательную машину, где в сеточной части происходит формование бумажного полотна.

Химико-механическая древесная масса производится в дисковых мельницах из древесной щепы, стружки, опилок или аналогичных форм до волокнистого состояния путем трения между двумя близко расположенными дисками. При этом для облегчения разделения волокон до или в процессе дефибрирования вводится небольшое количество химикатов.

Рекуперация – процесс улавливания и возвращения в рабочий цикл сырьевых материалов и полупродуктов.

Масса из рекуперированного волокна – масса, изготовляемая из рекуперированной бумаги или картона и используемая для производства бумаги, картона и древесноволокнистых плит. Этот термин включает бывшие в употреблении бумагу и картон, а также отходы бумажного и картонного производства.

Макулатура используется в качестве вторичного сырья при производстве бумаги (писчей, типографской и туалетной), тарного и упаковочного картона. До 20% макулатуры используется в производстве кровельных материалов, главным образом, рубероида и пергамина, а также для изоляционных и других строительных материалов.

Основным источником получения вискозы является древесная целлюлоза, которую подвергают химической обработке, измельчают, затем подвергают окислению и обработке сероуглерода.

Древесная мука – сухая измельченная древесина, основная масса которой проходит сквозь сито. Использование: в производстве древесно-полимерных композитов и др.

Пеллеты – измельченная, высушенная древесина, спрессованная без добавок в цилиндрические гранулы. Отходы, такие как стружка, опил, щепа, просто куски дерева приводятся в однородный вид, сушатся и прессуются без использования химических закрепителей. В результате получается компактный продукт, удобный для хранения и перевозки. Теплотворная способность пеллет равна 5 кВт/час на один килограмм (4500 Ккал/кг). Сырьём для производства пеллет могут быть как деловая древесина, так и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки и лесопереработки

Вернуться к терминологии