Характеристика и виды сульфитных щелоков
19.11.2014
Сульфитные щелока образуются при производстве целлюлозы, когда дерево варят в бисульфитных растворах, содержащих соответствующие щелочи. Классический кальций-бисульфитный способ варки заменяют в последнее время другими способами, технологически более выгодными, допускающими регенерацию химикатов и повторное их использование. Наиболее подходящими для этого являются соли натрия и магния. В отдельных случаях используют аммоний-бисульфитный способ.
Важнейшим производственным звеном является подготовка для варки соответствующего раствора.
Процесс собственно варки протекает следующим образом. В кислоту загружают древесную массу при низкой температуре. Кислота диффундирует в клеточные оболочки, где входит в соприкосновение с лигнином и сахаридными компонентами. Когда древесная масса достаточно импрегнирована, а температура поднимается до 60—80°С, начинается химическая реакция. При резком возрастании температуры SO2 поглощается древесиной гораздо быстрее, чем щелочи, и вступает в реакцию с лигнином при температуре выше 100°С. При этом возникают продукты конденсации темного цвета. Максимальная температура варки не превышает 130—140°С. Время варки зависит от вида древесины, сорта целлюлозы, различных технологических особенностей и составляет в среднем 18 ч.
В процессе варки происходят разнообразные и многочисленные реакции. Большая часть лигнина переходит в раствор в форме лигнин-сульфониевых кислот, гемицеллюлозы гидролитически расщепляются. При этом в зависимости от условий варки образуются либо моносахариды и олигосахариды, либо полисахариды. По завершении процесса необходимо в емкости для варки понизить давление, иначе может произойти глубокий гидролиз целлюлозы при одновременном расщеплении уже образовавшихся моносахаридов. Затем образовавшийся сульфитный щелок отводят, а целлюлозу промывают. Смесь сульфитного щелока и воды, которой промывали целлюлозу, представляет собой сырье для ферментативной переработки. Приведенная краткая характеристика процесса варки далеко не исчерпывает все технологические детали производства целлюлозы, которые влияют на качество сульфитного щелока.
Необходимо упомянуть так называемые полукислые натрий-сульфитный или магний-бисульфитный способы варки, при которых содержание веществ, пригодных для микробиологических процессов, сокращается примерно наполовину и более по сравнению со способами, когда варка протекает при pH 2,0.
