PAPÍRENSTVÍ, CELULOSA. NAROSTE ASI m 3 -rok 65 % KONSTRUKČNÍ ÚČELY 35 % CHEMICKÉ ZPRACOVÁNÍ OPDADY Z OBOJÍHO - PALIVO

Transkript

1 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA DŘEV - NARSTE ASI m 3 -rok 65 % KNSTRUKČNÍ ÚČELY 35 % CHEMICKÉ ZPRACVÁNÍ PDADY Z BJÍH - PALIV ELEMENTÁRNÍ SLŽENÍ DŘEVA: 50 % C; 43 % 6 % H 0,3 % N; 0,7 % DALŠÍ PRVKY CHEMICKÉ SLŽENÍ DŘEVA % CELULSA 1,4-PLY(-β-D-GLUKSA) % HEMICELULSY % LIGNINY 3-8 % SILICE (TERPENTÝNY), PRYSKYŘICE, TUKY, VSKY, TŘÍSLVINY, BARVIVA, BÍLKVINY, NUKLEVÉ KYSELINY, MINERÁLNÍ LÁTKY

2 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA α-celulsa H CH 2 H H PŘÍRDNÍ PLYSACHARID X = až 3 000; <M> n až KRYSTALINICKÝ PLYMER X VE VDĚ NERZPUSTNÝ, JEN BTNÁ celulosa (1 4)poly(β-D-glukosa) ČISTÁ PŘÍRDNÍ CELULSA BAVLNA - TEXTIL

3 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA TECHNICKÁ CELULSA - BUNIČINA CELULSA IZLVANÁ Z PŘÍRDNÍCH MATERIÁLŮ ZDRJE: DŘEV; sláma, rákos, bagasa (odpad ze zpracování třtiny), bavlněné hadry, odpady ze zpracování lnu, konopí, bavlny HEMICELULSY: β- a γ-celulsy: CELULSY s X do 200; <M> n do (+ HM- A KPLYMERY MANNSY, XYLSY, ARABINSY, GLUKSY A DALŠÍCH MNSACHARIDŮ) DŘEVVINA - RZBRUŠENÉ MECHANICKY RZBRUŠENÉ MĚKKÉ DŘEV (SMRK); MŮŽE TVŘIT AŽ 80 % NVINVÝCH PAPÍRŮ.

4 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA LIGNINY ~~~ ~~~ CH SILNĚ RZVĚTVENÉ ARMATICKÉ PLYMERY FENLICKÉH TYPU, CHEMICKY VÁZANÉ NA CELULSU. DDÁVAJÍ DŘEVU TVRDST, PEVNST, TVARVU STÁLST. H C HC ~~~

5 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - PRINCIPY VÝRBY BUNIČINY CELULSA - NEJMÉNĚ RZPUSTNÁ LÁTKA BSAŽENÁ VE DŘEVĚ PRINCIPY IZLACE BUNIČINY 1. ŠTĚPENÍ VAZEB MEZI CELULSU, HEMICELULSAMI A LIGNINY, BVYKLE ACIDBAZICKY KATALYZVANU HYDRLÝZU 2. DDESTILVÁNÍ TĚKAVÝCH SLŽEK 3. DFILTRVÁNÍ A NÁSLEDNÁ RAFINACE CELULSY 4. ZPRACVÁNÍ DPADŮ, RECYKLACE ANRGANICKÝCH SLŽEK VARNÝCH RZTKŮ.

6 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA SULFÁTVÝ PSTUP VÝRBY CELULSY % produkce SLŽENÍ VARNÉH RZTKU: 8 % NaH; 2 % Na 2 S; (1 % Na 2 C 3 ); (1 % Na 2 S 4 ) AKTIVNÍ SLŽKY: NaH; NaSH; Na 2 S + H 2 NaSH + NaH ZDRJ NÁZVU: Na 2 S C Na 2 S + 4 C PSTUP PŘI SULFÁTVÉ DELIGNIFIKACI DŘEVA 1. PMALÝ HŘEV ŠTĚPKŮ NA VARNU TEPLTU (1-2 HD); 2. VAŘENÍ PŘI C (0,5-2 HD) 3. FILTRACE VARNÉ SMĚSI; ZPRACVÁNÍ PRDUKTŮ VAŘENÍ

7 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA CHEMICKÉ DĚJE ~~~ ~~~ CH ~~~ ~~~ CH H C HC + NaH otevírání cyklů H C - H HC Na + ~~~ ~~~

8 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA CHEMICKÉ DĚJE REAKCE METHXY SKUPIN LIGNINŮ + NaH lignin-,na + + H + NaSH lignin-- lignin-,na + + SH + NaS- lignin-,na + + -S- VEDLEJŠÍ REAKCE: PLYMERIZACE LIGNINŮ NA ŠPATNĚ RZPUSTNÉ HNĚDÉ PLYMERY ZBARVUJÍCÍ BUNIČINU - BARVA KARTNŮ

9 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA CHEMICKÉ DĚJE - VEDLEJŠÍ PRDUKTY TERPENTÝNVÝ DPLYN - odběr při ohřevu i vaření PLYNNÉ SLŽKY: SH (T v = 6 C) -S- (T v = 37,3 C) alkalické vypírání do odpadních vod a spalování KAPALNÉ SLŽKY (KNDENZÁT); DĚLENÍ DEKANTACÍ NA: H(aq) zpracováván na PRTEINY SCP TERPENTÝNVÝ LEJ - ZDRJ: - RZPUŠTĚDL INSEKTICID KAFR PINENY TERPINEL DIPENTEN FLTAČNÍ ČINIDLA

10 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA PINEN CH 2 CH CH CH α-terpinen β-terpinen γ-terpinen H H H C C C C H terpinol H α-terpineol β-terpineol γ-terpineol

11 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA TÁLVÉ MÝDL - 60 % Na-SLE MASTNÝCH A PRYSKYŘIČNÝCH KYSELIN - 30 % VDA 10 % ANRGANICKÉ SLI + SLUBILIZVANÉ LIGNINY RZLAD 30 %-ní H 2 S 4 NA: TÁLVÝ LEJ - VAKUVÁ DESTILACE: MASTNÉ KYSELINY - VÝRBA MÝDEL PRYSKYŘIČNÉ KYS. - KLÍŽIDLA, LAKAŘSKÉ PRYSKYŘICE CH abietová kyselina CH

12 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFÁTVÁ CELULSA ZPRACVÁNÍ VÝLUHŮ 1. ZAHUŠTĚNÍ NA % SUŠINY BĚHEM: IZLACE TÁLVÝCH MÝDEL, DSTRAŇVÁNÍ PLYNŮ 2. DPLNĚNÍ Na 2 S 4 DPVÍDAJÍCÍ ZTRÁTÁM 3. SPALVÁNÍ KNCENTRÁTU: ENERGETICKÝ I CHEMICKÝ VÝZNAM NA 1 t VYRBENÉ CELULSY - 4 t PÁRY (SPALUJÍ SE LIGNINY A HEMICELULSY) REDUKCE Na 2 S 4 NA Na 2 S 4. KAUSTIFIKACE MĚNÍ VARNĚ NEÚČINNÝ Na 2 C 3 na NaH: Na 2 C 3, + Ca(H) 2 2 NaH + CaC 3

13 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP DELIGNIFIKACE PMCÍ: HYDRGENSIŘIČITANŮ (VÝRBA BUNIČINY) SIŘIČITANŮ (VÝRBA PLBUNIČINY) SLŽENÍ VARNÝCH RZTKŮ H 2 + S 2 HS - 3 RVNVÁHA KATINTY: Ca 2+, Mg 2+, Na 2+, NH +, VSTUPNÍ SURVINU JE ČISTÁ SÍRA - VÝRBA S 2 PRCES JE DRAŽŠÍ NEŽ SULFÁTVÁ VÝRBA

14 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP A. KYSELÉ PSTUPY ph = 1 až 2 MĚKKÁ DŘEVA (BRVICE NE, MNH PRYSKYŘIC, KTERÉ SE V KYSELÉM PRSTŘEDÍ NEZMÝDELNÍ) PRDUKUJE NEJKVALITNĚJŠÍ BUNIČINU B. PLKYSELÉ PSTUPY ph = 2 až 6 MÍRNĚ HRŠÍ BUNIČINA, LZE I BRVICE C. NEUTRÁLNÍ PSTUPY - PLBUNIČINA ph = 7 až 9 prakticky loužení roztokem Na 2 S 3 a Na 2 C 3

15 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP CHEMICKÉ PRCESY PŘI SULFITVÉ DELIGNIFIKACI 1. KYSELE KATALYZVANÁ HYDRLÝZA VAZEB LIGNINŮ NA CELULSU 2. DEGRADACE PLYMERNÍCH LIGNINŮ NA LIGMERY MW SULFNACE FRAGMENTŮ LIGNINU - TVRBA SLÍ LIGNINSULFNVÝCH KYSELIN LIGNIN-S 3-, Na + FUNGUJÍ JAK EMULGÁTRY (PŘEVD VSKŮ, LEJŮ, TERPENŮ D SULFITVÝCH VÝLUHŮ

16 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP REGENERACE S 2 1. IZLACE S 2 Z DPLYNU (45 až 65 %) Z VÝLUHŮ (8-10 %) ZPRACVÁNÍ SULFITVÝCH VÝLUHŮ A. SPÁLENÍ ZAHUŠTĚNÝCH VÝLUHŮ ZISKY: ENERGIE, DALŠÍ S 2, RTEGENERACE Mg (Mg) Z 90 %

17 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP B. PŘÍMÉ VYUŽITÍ SULFITVÝCH VÝLUHŮ - PELETIZACE RUD BAREVNÝCH KVŮ - GRANULACE KRMIV - P NEUTRALIZACI ČPAVKVU VDU JAK KAPALNÁ HNJIVA - LIGNINY: - ZVYŠUJÍ BSAH HUMUSU V PŮDĚ - ZDRJ HUMINVÝCH KYSELIN; - PJIVA PÍSČITÝCH PŮD; - DLUHDBÝ ÚČINEK DÍKY PMALÉMU BI-RZKLADU. - VÝRBA LEPIDEL A KLÍŽIDEL

18 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP C. BITECHNLGICKÉ A CHEMICKÉ VYUŽITÍ SULFITVÝCH VÝLUHŮ BSAHUJÍ: MASTNÉ A PRYSKYŘIČNÉ KYSELINY, MN A LIGSACHARIDY VZNIKLÉ HYDRLÝZU HEMICELULS, FURFURAL, ALKHLY A KETNY VZNIKLÉ Z CUKRŮ, TERPENY ANRGANICKÉ SLI PŘIDAJÍ SE ŽIVINY N, P, K BIRGANISMY: KRMNÉ KVASNICE

19 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - SULFITVÝ PSTUP UPRAVENÉ VÝLUHY ALKHLVÉ KVAŠENÍ ZKVAŠENÉ VÝLUHY IZLACE SACHARIDŮ XYLSA - NEVÝŽIVNÉ SLADIDL KRMNÉ KVASNICE ASI 100 kg NA 1 t BUNIČINY DESTILACE METHANL ETHANL (až 100 l na 1 t buničiny) FURFURAL - výroby THF, LYSINU, ADIPVÉ KYS. LAKAŘSKÝCH PRYSKYŘIC apod. LIGNINSULFNANY - výroby EMULGÁTRŮ, PJIV A LEPIDEL PR STAVEBNICTVÍ A KERAMIKU, UMĚLÉ TŘÍSLVINY PR KŽELUŽNY, VANILIN - asi 14 kg na 1 t buničiny

20 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - DALŠÍ DELIGNIFIKAČNÍ PSTUPY 1. XIDAČNÍ DELIGNIFIKACE HN 3, (42 %-ní% při 20 C, 10 %.ní pří 100 C) KYSELÁ HYDRLÝZA VAZEB LIGNINŮ NA CELULSU NITRACE LIGNINŮ LUŽENÍ NERZPUSTNÝCH ZBYTKŮ 1 %ním NaH VYSCE KVALITNÍ BUNIČINA S VLASTNSTMI BAVLNY 2. ALKALICK-XIDAČNÍ XIDAČNÍ DELIGNIFIKACE 2 s H 2 2 NEJPRVE ALKALICKÉ LUŽENÍ V NaH, PAK PŮSBENÍ 2 s H 2 2 V ALKALICKÉM PRSTŘEDÍ 3. NEUTRÁLNÍ DELIGNIFIKACE SLEMI KARBXYLVÝCH KYSELIN LUŽENÍ PŘI CCA C BENZANY, SALICYLANY, XYLENSULFNANY MÁL RZŠÍŘENÉ

21 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - DALŠÍ DELIGNIFIKAČNÍ PSTUPY 4. SLVLYTICKÉ PSTUPY - PLÁRNÍ RZPUŠTĚDLA NAPŘ. ETHANL, 1 HD PŘI C VHDNÉ PR DŘEVA Z LISTNÁČŮ BĚLENÍ BUNIČINY - DKNČENI DELIGNIFIKACE - BVYKLE ALKALICKU CESTU, ZÁRVEŇ SPJEN S DSTRANĚNÍM ZBYTKŮ HEMICELULS - LIKVIDACE DPRVDNÝCH BAREVNÝCH LÁTEK BĚLÍCÍMI ČINIDLY Cl 2, Cl 2, chlornany, chloritany,, 2, H 2 2, 3, N 2 4 DBARVENÍ - STABILIZACE CELULSY PRTI FTDEGRADACI -

22 CHEMICKÉ REAKCE PLYMERŮ - ETHERY CELULSY H CH 2 H H celulosa (1 4)poly(β-D-glukosa) n NaH (17,5 %) Na + Na + CH 2 Na + alkalicelulosa n + RCl - NaCl R je: CH 2 CH název: methylcelulosa karboxymethylcelulosa R CH 2 R R n C 2 H 5 ethylcelulosa ether celulosy CH 2 benzylcelulosa

23 CHEMICKÉ REAKCE PLYMERŮ - CELFÁN, VISKÓZVÁ VLÁKNA Na + Na + CH 2 Na + alkalicelulosa n + 3 CS 2 S C S CH 2 C S - C S- Na + S S- Na + n Na + + HA - NaA - CS 2 xanthogenát celulosy dithiokarbonát celul. H CH 2 H celulosa H n

24 CHEMICKÉ REAKCE PLYMERŮ - ESTERY CELULSY CH 2 + H-Ac H - H H 2 n esterifikace celulosa každá MJ je trojsytný alkohol Ac CH 2 Ac Ac estery celulosy, Ac je acyl: N 2 nitrát celulosy (nitrocelulosa) C acetylcelulosa C a C 3 H 7 C (1:2 až 2:1) acetobutyrát celulosy n

25 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA - PAPÍR, KARTNY, LEPENKY PAPÍR - PLŠNÁ HMTNST D 150 g/m 2 KARTN - PLŠNÁ HMTNST NAD 150 g/m 2 LEPENKA - NĚKLIK VRSTEV PAPÍRU SLEPENÝCH KLÍŽIDLY, VSKY, ASFALTY - BALY, IZLACE ATD a) PŘÍPRAVA PAPÍRVÉ SUSPENZE BUNIČINA, (PLBUNIČINA, DŘEVVINA); KLÍŽIDLA: ŠKRBY, PRYSKYŘIČNÁ MÝDLA, Al 2 (S 4 ) 3 PLNIVA (JÍLY, KALIN, SÁDRA) PIGMENTY Al 2 (S 4 ) prysk6 prysk-na + 6 H 2 2 Al(H) prysk6 prysk-h H + 3 Na 2 S 4

26 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA

27 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA

28 PAPÍRENSTVÍ, CELULSA