Напівфабрикати із недеревної сировини для виготовлення паперу

Abstract

Основною метою наукової роботи є дослідження впливу технологічних параметрів екологічно чистого способу делігніфікації недеревної сировини з отриманням волокнистих напівфабрикатів придатних для виробництва пакувальних видів паперу. Для дослідження використовували стебла ріпаку, натронно-содовий варильний розчин, каталізатор антрахінон. Варіння січки проводили у стальних автоклавах, які опускали у гліцеринову баню. Застосовано стандартні методики визначення показників якості (виходу та вмісту залишкового лігніну) недеревного волокнистого напівфабрикату. В якості математичного методу обробки даних використовували метод узагальненого приведеного градієнта. Лабораторні зразки відливків волокнистих напівфабрикатів та паперу виготовляли на листовідливному апараті ЛА-2, механічні показники зразків визначали згідно стандартних методик з використанням відповідних приладів. Доведено доцільність використання стебел ріпаку для перероблення на волокнисті напівфабрикати в умовах лужного середовища. Встановлено, що найбільший вплив на делігніфікацію сировини має підвищення температури варіння з 80 до 120 оС та використання каталізатора антрахінона. Показано, що отримані напівфабрикати із ріпаку мають достатні паперотворні властивості та в композиції з макулатурою марки МС 5Б придатні для використання у виробництві паперу для гофрування марки Б-3. Наукова новизна роботи полягає у застосуванні екологічного способу перероблення відходів аграрного виробництва для отримання волокнистих напівфабрикатів за низьких температур. На прикладі стебел ріпаку досліджено вплив технологічних параметрів на показники якості напівфабрикатів та за допомогою методів математичної обробки експерименту визначено оптимальне співвідношення волокнистий напівфабрикат/макулатура, за якого показники міцності паперу для гофрування будуть відповідати нормам стандарту. Наведені результати досліджень показують доцільність використання відходів олійних культур для перероблення на волокнисті напівфабрикати з метою розширення сировинної бази паперово-картонного виробництва.

Основной целью научной работы является исследование технологических параметров екологически чистого способа делигнификации недревесного сырья с получением волокнистых полуфабрикатов для производства упаковочных видов бумаги. Для исследования использовали стебли рапса, натронно-содовый варочный раствор, катализатор антрахинон. Варку сечки проводили в стальных автоклавах, которые опускали в глицериновую баню. Использовано стандартные методики определения показателей качества (выхода и содержания остаточного лигнина) недревесного волокнистого полуфабриката. В качестве математического метода обработки данных использовали метод обобщенного приведенного градиента. Лабораторные образцы отливок волокнистых полуфабрикатов и бумаги изготавливали на листоотливном аппарате ЛА-2, механические показатели образцов определяли согласно стандартных методик с использованием соответствующих приборов. Доказана целесообразность использования стеблей рапса для переработки на волокнистые полуфабрикаты в условиях щелочной среды. Установлено, что наибольшее влияние на делигнификацию сырья имеет повышение температуры варки с 80 до 120 °С и использование катализатора антрахинона. Показано, что полученные полуфабрикаты из рапса имеют достаточные бумагообразующие свойства и в композиции с макулатурой марки МС 5Б пригодны для использования в производстве бумаги для гофрирования марки Б-3. Научная новизна работы обусловлена экологичностью процесса переработки отходов аграрного производства в качестве альтернативного сырья для получения волокнистых полуфабрикатов при низких температурах варки. На примере стеблей рапса исследовано влияние технологических параметров на показатели качества полуфабрикатов и с помощью методов математической обработки эксперимента определено оптимальное соотношение волокнистый полуфабрикат/макулатура, при котором показатели прочности бумаги для гофрирования будут соответствовать нормам стандарта. Приведенные результаты исследований показывают целесообразность использования отходов масленичных культур для переработки на волокнистые полуфабрикаты с целью расширения сырьевой базы картонно-бумажного производства.

The main objectives of scientific work is to study the technological parameters of the sodium hydroxide method of delignification of non-wood raw materials and production of fibrous first stuff for the manufacturing of packaging types of paper. For the research, rapeseed stalks, sodium hydroxide cooking, anthraquinone catalyst were used. The brews were cooked in steel autoclaves, which were lowered into a glycerin bath. Standard methods for the determination of the quality indicators (yield and residual lignin content) of non-wood fiber first stuff were used. As a mathematical data processing method, the generalized reduced gradient method was used. Laboratory samples of castings of fibrous first stuff and paper were made on a LA-2 sheet-making apparatus, the mechanical parameters of the outturn sheet were determined according to the standard methods using appropriate instruments. The expediency of using rapeseed stalks for processing of fibrous first stuff under alkaline conditions has been proven. It was found that the greatest influence on the delignification of raw materials has the raise of cooking temperature from 80 to 120 ° C and the use of the anthraquinone catalyst. It has been shown that the obtained rapeseed first stuff have sufficient paper-forming properties and are suitable for use in the production of MS 5B brand paper for the use in the production of fluting paper or board of B-3 grade. The scientific novelty of the work is due to the environmental friendliness of the agrowaste processing as an alternative raw material for the production of fibrous first stuff at low cooking temperatures. Using rapeseed stalks as an example, the influence of technological parameters on the quality indicators of first stuff was studied. Using the mathematical methods of the processing of experiment data, the optimal ratio of fibrous first stuff/waste paper at which the strength indicators of fluting paper or board will meet the standards was determined. Research results has shown the expediency of using oilseed wastes for processing of fibrous first stuff with the aim of expanding the raw material base of cardboard and paper production.