К вопросу о делигнификации древесины березы в системе гидроксид калия–гидразин–изобутиловый спирт–вода

Для развития технологии щелочной варки древесины в целях получения целлюлозы предложено применять в качестве основного делигнифицирующего реагента гидроксид калия и использовать разработанную на его основе композиционную варочную систему: гидроксид калия–гидразин–изобутиловый спирт–вода. Цель исследования – установить влияние этой системы на процесс делигнификации древесины березы, а также выявить роль гидразина в этом процессе. Особенностью делигнификации древесины в исследуемой системе является предварительная пропитка щепы водным раствором, содержащим гидроксид калия и гидразин, отбор избытка пропиточного раствора и последующая варка с введением изобутилового спирта. Переменные факторы: концентрация гидроксида калия в пропиточном растворе (80 ... 200 г K2O/дм3) и конечная температура варки (120...140 °C). В результате была получена целлюлоза с широким диапазоном выхода (46,6...55,2 %) при содержании лигнина 2,4...17,6 % от массы целлюлозы. По мере понижения конечной температуры от 140 до 130 °C при равной продолжительности варки делигнификация древесины березы до одинакового количества остающегося в целлюлозе лигнина происходит со значительным увеличением концентрации гидроксида калия в используемом для пропитки растворе. Начи-ная с температуры 125 °C, процесс делигнификации существенно замедляется, и по-лучить целлюлозу с содержанием лигнина менее 5,6 % от массы древесины в пределах применяемых концентраций гидроксида калия в задаваемом на пропитку растворе не удалось. Установлено, что гидразин как восстановитель наибольшую активность проявляет во время разложения на газообразные продукты: N2, H2 и NH3. Чем выше температура варки, тем больше расход гидразина на химические реакции и тем более глубоко происходит процесс делигнификации древесины березы при равных продолжительности варки и концентрации гидроксида калия в растворе, используемом на пропитку. Понижение конечной температуры варки до 125 °C (и особенно до 120 °C) резко замедляет процесс делигнификации, несмотря на увеличение концентрации гидроксида калия до 200 г K2O/дм3, и усиливает деструкцию углеводов. Установлено, что конечная температура варки древесины березы в системе гидроксид калия–гидразин–изобутиловый спирт–вода лимитируется температурой разложения гидра-зина на газообразные продукты и может быть понижена до 130 °C без ущерба для выхода целлюлозы и скорости делигнификации.

• Пазухина Г.А.
• Удальцов В.А.

• Естественные науки
• Социальные (общественные) науки
• Сельское хозяйство. Лесоводство
• Технические науки. Промышленность