Древесная целлюлоза для химической переработки по своим свойствам существенно отличается от бумажной, из нее невозможно получить бумагу и картон. Целлюлозу для химической переработки используют в производстве пороха, вискозного и ацетатного шелка, кино- и фотопленки, пластмассы. Возрастающие требования к качеству сырья и экологичности всех производственных процессов вызывают необходимость постоянного совершенствования технологий отбелки целлюлозы. Именно этот этап производства связан с образованием высокозагрязненных сточных вод. Ученые Пермского Политеха предложили оригинальную технологию с использованием более экологичных реагентов для отбелки целлюлозы. Она позволит предотвратить образование и попадание токсичных соединений — диоксинов и дибензофуранов — в готовую продукцию и окружающую среду. Эти вещества не только токсичны, но и обладают канцерогенными и мутагенными свойствами. В этом их основная опасность.
Внедрение современной технологии ученых Пермского Политеха поможет решить вопрос импортозамещения. Разработка позволит заменить хлопковое сырье на более экологичную и экономичную отечественную древесину.
Исследование опубликовано в научном журнале «Химия растительного сырья», 2022.
— Для отбелки целлюлозы очень часто применяют диоксид хлора. Его получают на специальном производстве из взрывоопасного хлората натрия. Такое производство может располагаться только на территории целлюлозно-бумажных предприятий, так как диоксид хлора не транспортабелен. Мы же заменили весь этот сложный участок с получением диоксида хлора одним реагентом — хлоритом натрия. Он растворим в воде, транспортабелен, и поэтому на предприятиях целлюлозно-бумажной отрасли нет необходимости в строительстве цеха пожаро- и взрывоопасного производства диоксида хлора. Это значительно облегчает все производство беленой целлюлозы. Аналогов такой отбелки целлюлозы в мировой практике нет, — рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры технологии полимерных материалов и порохов Фирдавес Хакимова.
Делигнификация целлюлозы — удаление остаточного лигнина из волокон целлюлозы после варки – также является важным этапом. За рубежом он осуществляется с помощью кислорода и озона на оборудовании из сложных комплексов аппаратов, которые работают под давлением. Эту стадию производства пермские ученые заменили обработкой пероксидом водорода в кислой среде при атмосферном давлении.
– При оптимальном подборе технологических параметров на различных ступенях обработки сырья можно получить хорошо очищенную от посторонних примесей целлюлозу с высокой белизной и показателями качества, которые соответствуют нормам. Применение пероксида водорода позволяет качественно изменить состав сточных вод и значительно сократить общий сброс загрязнений после отбелки, — рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий Ольга Носкова.
Другими достоинствами этого метода является его относительно невысокая стоимость, а также более низкая коррозийная активность отбельного раствора, что увеличивает срок службы оборудования.
Внедрение предложенной учеными Пермского Политеха технологии не требует больших затрат. Разработкой заинтересованы предприятия оборонной, химической и целлюлозно-бумажной отраслей.