Тверской государственный университет

ОТБОР В ПРОГРАММУ «УМНИК»

Новости / Тверская область

Инновации в производстве целлюлозы из древесины лиственницы позволят раскрыть потенциал российских лесов

01.04.2015

41d534cd0d305ef26e4d

Традиционно процесс варки целлюлозы осуществляется так: древесное сырье в виде бревен, содержащее 45–55% целлюлозы, 25–35% лигнина и 10–30% гемицеллюлоз (нецеллюлозных углеводов), очищают от коры, рубят в древесную щепу и подают в варочный котел (непрерывного или периодического действия). В котел также подается основной варочный реагент, так называемый белый щелок (смесь гидроксида и сульфида натрия). Серия химических реакций переводит содержащиеся в древесине лигнин и частично гемицеллюлозы в растворимую форму, а небеленая целлюлоза (в котлах непрерывного действия) опускается в нижнюю часть котла, где начинается промывка целлюлозы. При промывке образуется черный щелок, в котором содержатся растворившиеся органические вещества древесины и продукты их разрушения (деструкции), а также минеральные компоненты, прежде всего соли натрия и серы. Черный щелок после выпарки направляется на регенерацию. Небеленая целлюлоза после варки поступает в отбельный цех, где обрабатывается оксидом хлора, кислородом (озоном) и другими реагентами, затем тщательно промывается и направляется на обезвоживание и сушку. Готовая продукция отправляется в упаковочный цех, а затем на склад.

Описанная технология соответствует современным производственным стандартам, однако специфика сырьевой базы российской лесоперерабатывающей промышленности делает эту технологию малоэффективной: важнейшая лесообразующая порода России в Сибири и на Дальнем Востоке – лиственница. Процесс варки древесины лиственницы затрудняется ее высокой плотностью (480–520 кг/м3) и высоким содержанием в ней водорастворимого компонента – арабиногалактана (5–30%).

ОАО «Группа «Илим» совместно с Санкт-Петербургским государственным технологическим университетом растительных полимеров при поддержке Министерства образования и науки запустила проект «Лиственница», призванный решить эту проблему и найти способ выгодного использования лиственничного сырья, учитывающий его вышеназванные особенности.

Участники проекта установили, что арабиногалактан, затруднявший ранее технологический процесс, содержится в лиственнице не в чистом виде, а в виде аквакомплекса (арабиногалактан – вода). Это позволяет производить его экстракцию в более мягких условиях, чем при основной варке. Были разработаны технологии переработки на серийном оборудовании, позволяющие нивелировать различия в свойствах древесины хвойных пород. Основным технологическим нововведением стала предварительная обработка лиственничной (или смешанной) щепы черным щелоком, позволяющая экстрагировать арабиногалактан и далее использовать его в существующих системах регенерации, а в перспективе – как сырье для крупно- и малотоннажных продуктов.

Этот проект позволит раскрыть потенциал российской лесной промышленности, а особенности лиственничного сырья, прежде считавшиеся недостатком, сделать преимуществами. Производство по этой технологии отличается сниженной себестоимостью, отличным качеством выпускаемой продукции (высокие физико-механические свойства, высокая сорбционная способность). Такое производство, кроме того, более экологично и позволяет направлять древесину на переработку в пропорциях, соответствующих реальным лесным запасам регионов России. Возможен выпуск как целлюлозы для бумаги и картона, так и целлюлозы для химической переработки («растворимой целлюлозы»), рыночная стоимость которой гораздо выше.

На Братском филиале ОАО «Группы «Илим» уже начат выпуск целлюлозы по этой инновационной технологии.

Источник: минобрнауки.рф/новости/5113