Отбелка технической целлюлозы заключается в ее многоступенчатой обработке различными химическими реагентами с целью удаления остаточного лигнина и повышения белизны целлюлозы (см. 13.3). При производстве целлюлозы для химической переработки ступени отбелки дополняются ступенями облагораживания щелочными растворами с целью растворения и удаления из целлюлозы продуктов ее деструкции (низкомолекулярных фракций) 'и нецеллюлозных примесей (гемицеллюлоз и др.).[1, С.464]
Клеточная стенка анатомических элементов древесины, волокон технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов имеет сложное строение, связанное с распределением в клеточной стенке высокомолекулярных химических компонентов. Для изучения этих вопросов применяют, кроме световой, микроскопию в ультрафиолетовом и поляризованном свете, а также флюоресцентную микроскопию. Для исследования тонкого строения клеточной стенки - ультраструктуры (субмикроструктуры) используют главным образом электронную микроскопию (см. 5.4) с применением просвечивающих (ПЭМ) и растровых, или сканирующих, электронных микроскопов (РЭМ). Эти исследования имеют важное значение для понимания изменений, происходящих с анатомическими элементами древесины и другого растительного сырья, а также в клеточной стенке в процессах делигнификации и других процессах химической и химико-механической переработки древесины.[1, С.214]
Очень важное значение реакции конденсации имеют в процессах делигнификации древесины при получении технической целлюлозы (см. главу 13). Формальдегид, отщепляющийся от ФПЕ лигнина в кислой или щелочной средах, также способен принимать участие в реакциях конденсации. При высоких температурах, например, в процессах пиролиза и варки целлюлозы протекают реакции конденсации и по свободноради-кальному механизму.[1, С.455]
Химические реакции целлюлозы имеют очень важное практическое значение. С помощью химических реакций из технической целлюлозы получают различные производные целлюлозы - искусственные полимеры, главным образом, различные сложные и простые эфиры целлюлозы, а также осуществляют химическое модифицирование целлюлозы.[1, С.543]
Классификация химических реакций целлюлозы как полимера рассмотрена выше в разделе, посвященном особенностям химических реакций полисахаридов древесины (см. 11.3.1). У технической целлюлозы, выделенной из древесины, наибольшее значение из полимераналогичных превращений на практике имеют реакции функциональных групп. К этим реакциям относятся реакции получения сложных и простых эфиров, получения щелочной целлюлозы, а также окисление с превращением спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Из мак-ромолекулярных реакций наиболее важны реакции деструкции. Реакции сшивания цепей с получением разветвленных привитых сополимеров или сшитых полимеров пока имеют ограниченное применение, главным образом, для улучшения свойств хлопчатобумажных тканей. Реакции концевых групп используются в анализе технических целлюлоз для характеристики их степени деструкции по редуцирующей способности (см. 16.5), а также для предотвращения реакций деполимеризации в щелочной среде. Как и у всех полимеров, у целлюлозы одновременно могут протекать реакции нескольких типов. Так, реакции функциональных групп, как правило, сопровождаются побочными реакциями деструкции.[1, С.544]
Делигнификация (удаление лигнина) - один из важнейших процессов химической переработки растительного сырья. Делигнификацию древесины и прочих видов растительного сырья осуществляют при получении технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов с помощью варочных процессов (варки целлюлозы). Дополнительная де-лигнификация технических целлюлоз проводится при получении беленой целлюлозы для бумаги и целлюлозы для химической переработки в процессе отбелки. В химии процессов делигнификации обычно рассматривают две группы реакций: реакции, приводящие к растворению лигнина, и реакции, затрудняющие этот процесс (реакции конденсации). В ходе варочных процессов и отбелки лигнин и продукты его деструкции могут вступать в реакции нуклеофильного и электрофильного замещения, элиминирования, восстановительного расщепления и изомеризации. Кроме гетеролитических (ионных) реакций могут протекать и свободноради-кальные, например, окисление, рекомбинация.[1, С.462]
Выделение лигнина из древесины проводят с различными целями: для получения препаратов лигнина и их последующего исследования; для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье прямыми методами. При делигнификации сырья с целью получения технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов можно из отработанных варочных растворов выделить технические лигнины. В зависимости от цели подбирают соответствующие методы выделения. При получении препарата лигнина для исследования метод выделения должен обеспечить минимальное изменение самого лигнина. Выделить же природный лигнин из древесины в неизмененном состоянии практически невозможно. При количественном определении лигнина метод выделения должен обеспечить выход препарата лигнина, более или менее соответствующий его количеству в древесине. При делигнификации древесины в производстве целлюлозы основная задача заключается в получении целлюлозы с большим выходом и определенными показателями качества, в том числе с малым содержанием остаточного лигнина. В этом случае глубокие химические изменения, происходящие при его удалении, неизбежны. Технические лигнины, выделенные из отработанных варочных растворов, значительно изменены по сравнению с природным лигнином.[1, С.366]
Реакции полисахаридов древесины имеют очень важное практическое значение в процессах химической и химико-механической переработки древесины - целлюлозно-бумажном, гидролизных, лесохимических производствах, производстве древесных плит и пластиков. Цель целлюлозно-бумажного производства - получение из древесины технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов. При этом нецеллюлозные полисахариды в большей или меньшей степени удаляются в результате деструкции в различных процессах варки, протекающих в кислой или щелочной средах, а также под воздействием окислителей. В гидролизных производствах углеводная часть древесины подвергается гидролизу с целью получения из полисахаридов Сахаров и продуктов их дальнейшей переработки. В одном из производств лесохимии - пиролизе древесины высокомолекулярные компоненты древесины и в том числе целлюлоза[1, С.278]
При щелочных методах варки с лигнином протекают две конкурирующие реакции: статистическая сольволитическая деструкция (деградация) и конденсация. Однако при натронной варке в варочном растворе нет сильного нуклеофила, который бы обеспечил защиту от конденсации. Поэтому натронную варку применяют ограниченно лишь для получения технической целлюлозы из древесины лиственных пород и некоторых видов однолетнего растительного сырья. Лигнин лиственных пород содержит значительную долю сирингилпропановых единиц, в которых 5-е положение защищено от конденсации метоксильной группой.[1, С.474]
Арабиногалактан оказывает значительное влияние на переработку древесины лиственницы в целлюлозно-бумажном производстве. Лиственница - наиболее распространенная порода хвойных лесов России, особенно Сибири. Для улучшения условий делигнификации древесины лиственницы сульфатным способом и повышения показателей качества получаемой технической целлюлозы арабиногалактан предварительно удаляют паровым или водным предгидролизом. Предгидролизат перерабатывают аналогично гидролизатам в гидролизных производствах. Галактозу, как и другие гексозы, можно сбраживать в этанол. Арабинозу и галактозу можно использовать для выращивания кормовых дрожжей. Перспективное направление - гидрирование галактозы с получением шестиатомного спирта дульцита. Предложен способ предварительного извлечения арабиногалактана из древесины лиственницы горячей водой. Растворы арабиногалактана имеют хорошую клеящую способность и могут применяться в бумажном производстве для проклейки бумаги вместо крахмала и т.п.[1, С.316]
Сульфатная варка дает определенные преимущества по сравнению с натронной. Сульфид натрия служит как бы резервной щелочью. По мере расходования NaOH на варку равновесие реакции гидролиза сульфида натрия сдвигается вправо. Поэтому варку можно вести при меньшей щелочности, т.е. в более мягких условиях. Предполагают, что Na2S в какой-то мере как восстановитель защищает полисахариды от щелочной деполимеризации. Все это способствует увеличению выхода технической целлюлозы. И самое главное, присутствующий в сульфатном варочном растворе сильный «внешний» нуклеофил HS~ существенно изменяет поведение лигнина - обеспечивает защиту от конденсации и более полную его деструкцию, т.е. способствует делигнификации.[1, С.474]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.