Вураско Алеся Валерьевна – профессор кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров, доктор технических наук
620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург
Vurasko Alesya V. – DSc (Technical), Professor, Department of Technology of Pulp and Paper Industries and Polymer Processing
620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg
Шерстобитов Алексей Леонидович – ассистент кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров
620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург
Sherstobitov Aleksey L. – Assistant, Department of Technologies of Pulp and Paper Production and Polymer Processing
620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg
Губанов Иван Александрович – техник-лаборант кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров
620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург
Gubanov Ivan A. – Laboratory Technician, Department of Technologies of Pulp and Paper Production and Polymer Processing
620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg
Сиваков Валерий Павлович – профессор кафедры технологических машин и технологии машиностроения, доктор технических наук
620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург
Sivakov Valeriy P. – DSc (Technical), Professor, Department of Technological Machines and Mechanical Engineering Technology
620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg
Цель работы – оценка эффективности апробации комбинированной двухступенчатой натронной окислительно-органосольвентной варки отходов переработки конопли технической для получения целлюлозы. Компонентный состав сырья: массовая доля смол и жиров – 1,9%, веществ, растворимых в горячей воде – 3,4%, целлюлозы – 56,7%, лигнина – 21,7%, золы – 1,1%. Условия натронной варки: гидромодуль – 5:1; расход NaOH – 20…24% в ед. Na2O, % от абс. сух. сырья; подъем температуры до 170 °С – 40 мин; варка при 170°С – 120 мин. Условия окислительно-органосольвентной делигнификации: расход равновесной перуксусной кислоты – 0,8 г/г абс. сух. сырья, гидромодуль – 10:1, подъем температуры до варочной – 15 минут, температура варки – 90°С, продолжительность – 90 мин. На первой ступени (щелочная варка) на один процент удаленного лигнина разрушается от 2,8 до 3,2% углеводов в зависимости от расхода активной щелочи. На второй ступени в период подъема температуры до варочной происходит значительное снижение концентрации варочных компонентов: рПУК снижается в 2,5–3,9 раза, а Н2О2 – в 1,6–2,3 раза в зависимости от расхода рПУК к абсолютно сухому натронному полуфабрикату. Основная стадия делигнификации характеризуется полным расходованием рПУК. Для всех вариантов окислительно-органосольвентной делигнификации константа скорости реакции равна (2,8±0,2) × 10–1 с–1. При ступенчатой варке отходов переработки конопли с продолжительностью щелочной варки 120 мин при расходе щелочи 24% в ед. Na2O от абс. сух. сырья и последующей окислительно-органосольвентной делигнификации в течение 30 мин возможно получение технической целлюлозы с выходом 54,9% от массы абс. сух. сырья, массовой долей лигнина 3% и α-целлюлозой 88,9% от технической целлюлозы.
The purpose of the work is to evaluate the effectiveness of testing combined two– stage sodium oxidative-organosolvent cooking of industrial hemp processing waste for the production of cellulose. The component composition of the raw material: the mass fraction of resins and fats is 1.9%, substances soluble in hot water are 3.4%, cellulose is 56.7%, lignin is 21.7%, ash is 1.1%. Conditions of sodium cooking: hydromodule – 5:1; consumption of NaOH – 20...24% in units of Na2O, % of abs. dry raw materials; temperature rise to 170 °C – 40 min; cooking at 170 °C – 120 min. Conditions of oxidative-organosolvent delignification: consumption of equilibrium peracetic acid – 0.8 g/g abs. dry raw materials, hydraulic module – 10:1, temperature rise to cooking – 15 min, cooking temperature – 90°C, duration – 90 min. At the first stage (alkaline cooking), 2.8 to 3.2% of carbohydrates are destroyed per one percent of the removed lignin, depending on the consumption of active alkali. At the second stage, during the temperature rise to the cooking point, there is a significant decrease in the concentration of cooking components: RPA decreases by 2.5-3.9 times, and H2O2 by 1.6-2.3 times, depending on the consumption of RPA for an absolutely dry soda semi- finished product. The main stage of delignification is characterized by the complete expenditure of RPA. For all variants of oxidative-organosolvent delignification, the reaction rate constant is (2.8 ± 0.2) × 10–1 s–1. During step-by-step cooking of cannabis processing waste with an alkaline cooking duration of 120 minutes at an alkali consumption of 24% in units of Na2O from abs. dry. raw materials and subsequent oxidation-organosolvent delignification within 30 minutes can produce technical cellulose with a yield of 54.9% of the mass of abs. dry raw materials with a mass fraction of lignin of 3% and alpha-cellulose of 88.9% of technical cellulose.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.