Производство целлюлозы

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Характеристика однолетних растений

Для производства целлюлозы щелочными методами важным источником сырья наряду с древесиной служат однолетние растения.

Быстрорастущие растения, содержащие целлюлозу, в последнее время одновременно с древесиной являются весьма ценным сырьем для бумажной промышленности и промышленности искусственных волокон. Некоторые растения за один вегетативный период, в отличие от древесины, готовы к технологическому использованию, т.е. они быстро становятся промышленно зрелыми. В настоящее время известно, что целлюлоза является главной частью не только древесины, но и многих растений, в которых она находится часто в значительно большем количестве, чем в древесине. Это относится к хлопку, рами, льну, конопле, к соломе и другим растениям. Переработка указанного сырья на бумагу началось очень давно.

В таблице1 даны размеры волокон некоторых однолетних растений.

Приведенные данные позволяют использовать однолетние растения. В настоящее время, как известно, таким растениям очень часто не придают значения и не используют их в химической переработке, которая может быть осуществлена более легко, чем для древесины. Прежде всего такие растения мельчат на куски, затем обрабатывают горячей водой или щелоком, спрессовывают и, наконец, выделяют целлюлозу теми же способами, как и из древесины. Потребность щелока, его концентрация и расход тепла более низкие, чем при переработке древесины.

Таблица 1

Сравнительная характеристика однолетних растений.

Группа волокон	Средняя длина в мм	Диаметр в мм	Отношение длины к диаметру	Укладка волокон	Классификация легкости разложения
Солома эспарто Рисовая солома Камыш Сорго (стебель) Одревесневшие волокна Волокна луба Волокна листьев Бамбук	1,1-1,5 1,45 1,0-1,8 1,7 0,2-0,3 20,0-25,0 6,0-9,0 2,7	0,009-0,0015 0,0085 0,008-0,020 0,020 0,01-0,011 0,016-0,022 0,016-0,018 0,014	120:1 170:1 120:1 85:1 30:1 500:1 500:1 200:1	Открытая Открытая Открытая Открытая Густая Открытая Открытая Густая	1 1 2 2 4 3 3 4

Выращиванием быстрорастущих пород деревьев, таких как тополь, верба и др., можно решить вопрос о диспропорции между приростом леса и его потреблением. До известной меры этим можно сократить расход хвойной древесины.

Теоретически бумагу можно вырабатывать из любого волокнистого растительного материала, который предварительно подготовлен определенными химическими и механическими воздействиями. Практически для производства бумаги требуется такое растительное сырье, которое имеет достаточно продолговатые клетки трубчатого вида, соединенные в ткань. Это сырье должно быть такого свойства, чтобы частички (волокна) могли хорошо переплетаться и образовывать бумажный лист необходимой прочности. Промышленная заготовка такого растительного сырья при удовлетворительных качественных показателях часто бывает ограниченной. Такое ограничение, прежде всего связано с ценой исходного материала и расходами, необходимыми для их изготовления, от степени ценности сырья по отношению к готовой бумаге и, наконец, от физико-механических свойств волокон взятого сырья.

1.1.1 Анатомическая структура однолетних растений

Прежде чем рассмотреть технологические приемы производства целлюлозы из некоторых наиболее ценных однолетних растений таких, как пшеничной, ржаной и рисовой соломы, ботвы сахарной свеклы и тростника, необходимо рассмотреть их анатомическое строение, которое влияет не только на качество продукта, но и определяет сам способ производства. Известно, что каждое растение состоит из различно функционирующих органов. Особенности различных клеток определяют характерные физико-химические свойства волокон. Они не всегда отвечают желаемым требованиям к качеству целлюлозы. Из практики известно, что, например, паренхимные клетки, несмотря на их малый размер, имеют клеточные выступы, что ведет к большой сопротивляемости действию химических реактивов. Это часто приводит к серьезным нарушениям производственного процесса. Например, алкализированные и сульфидированные паренхимные клетки остаются неподверженными химическим и механическим влияниям. Клетки этого вида характеризуются высоким содержанием минеральных веществ (до 10%), из которых 84-85% падает на кремнекислоту. Паренхимные клетки имеются во всех частях растений, наибольшее же их количество находится в узелках соломы. Наличие их в целлюлозе обнаруживается по мелкому сору, загрязняющему целлюлозу. Снижение сорности целлюлозы достигается деструкцией соринок при отбелке фабриката, что связано с дополнительной потерей целлюлозы в количестве 5-8%. Все вышеупомянутые однолетние растения имеют различное содержание паренхимных клеток. Известно, что разные узлы имеют неодинаковое анатомическое строение.

Из других видов растительных клеток наиболее вредными являются клетки поверхностной ткани зерна-мякины. Клетки мякины богаты золой, которая состоит главным образом из кремнекислоты. Вследствие этого при переработке соломы твердое остие хлебного колоса вместе с сечкой забивают сортировочные сита, чем нарушается непрерывный процесс производства. Не менее важным при переработке одногодичных растений, кроме анатомического строения, является химический состав, который в сильной степени влияет на процесс химической обработки исходных материалов.

1.1.2 Химический состав однолетних растений

Химический состав однолетних растений колеблется от зрелости соломы хлебных злаков, свойств почвы и, вероятно, видов растений.

В таблице 2 приводятся некоторые наиболее известные однолетние растения:

Таблица 2

Химический состав однолетних растений.

Состав	хлопок	рожь	пшеница	ячмень	овес	рами	эспарто	лен
Целлюлоза Пентозаны и гексозаны Жиры, воски, смолы Протеины Лигнин Зола Вода	90,8 0,7 0,4 0,8 - 0,3 7,9	49,2 27,7 2,0 1,5 - 4,1 11,8	49,2 30,3 1,5 2,0 - 4,6 10,4	48,4 28,4 2,4 2,0 - 5,5 14,3	40,0 36,2 2,0 2,5 - 5,0 14,3	78,1 6,1 0,2 - - 2,9 9,0	49,5 28,8 2,4 - - 3,5 10,3	77,8 9,3 0,6 - - 0,8 8,9

1.2 Описание борщевика Сосновского

Недавно было написано, что наилучшим растением родного края является пейотль. Это совершенно справедливо, но не во всех аспектах. В аспекте экспансионизма это справедливо наоборот. Согласитесь, если повсюду будет произрастать пейотль, это лишь усугубит пагубу, имеющуюся у нас в виде картофеля, коварно просочившегося через океан из самого сердца стана, из логова.

Прекраснейшим же во всех отношениях растением, в частности демоническом, следует, считать борщевик.

Экспансия борщевика в Европу отражена и в его народных наименованиях. Так, простой немец, конечно, не знает названий единиц флоры своего родного края, и никогда не узнает, но, обратившись за ответом к Толковому словарю немецких народных мудростей, мы узнаем, что борщевик, наряду с "геркулесовой травой", "медвежьей лапой" и иными титаническими именами, носит имя "русской травы". Да, что бы не говорили злопыхатели, это именно та самая трава, которую мы привыкли ласково величать муравушкой.

Борщевиком она называется по причине восхитительного аромата - аромата свежего борща, - который источает плоть растения, если тщательно размять в ладонях. Разминайте без страха и без задней мысли: кто так действует, того не убивает синильная кислота, не жалит пчела не утаскивает на дно крокодил.

Однако, если слово "борщ" этимологически происходит от "борщевика", то от чего же происходит он сам? Несложно заметить, что гремящий корень этого слова - "бор", т.е. лесопарк дикого типа. Следовательно, борщевик был известен нашим предкам именно как растение, предпочитающее групповой тип произрастания. Борщевик - это бамбук средней полосы, и в старину его заросли покрывали обширное пространство от Великой Китайской Стены до снежных долин Лапландии. Позже, с распространением христианства. Борщевик вдруг сделался неугоден (летописец называет его "Травой дьявольской злокозненной и яд источающей") и его принялись истреблять, что продолжалось вплоть до конца прошлого столетия. Только после Второй Мировой Войны за борщевиком стало официально признано право на произрастание в местах, являющихся его ареалами.

1.2.1 Видовая характеристика борщевика

Борщевик обыкновенный (Heraclum sphondylium) относится к семейству Cельдерейные (Apiaceae) или Зонтичные (Heracleum).

За мощный облик борщевик прозван ботаниками травой Геракла (Heracleum). Это растение, пожалуй, самое исполинское из наших трав. Мощный ствол его несет огромные рассеченные на крупные доли грубые шерстистые листья. Цветоносный стебель увенчан многолучевым зонтиком.

Многолетнее травянистое растение высотой от 50 до 250 см. зеленые части при повреждении издают неприятный запах. Форма листьев разнообразна, от широколопатых, непарноперистых до тонко рассеченных. В первый год развивается прикорневая розетка, во второй - стебель и семена.

Цветет в июне. Цветки бело-зеленоватые , иногда розовые в виде крупных многолучевых зонтиков. Семена созревают в июле, легко осыпаются. Все растение покрыто жесткими волосками. Ствол имеет вид мелко ребристой трубки.

Растет борщевик по опушкам лесов, по берегам рек и ручьев, среди кустарников. Предпочитает свежие влажные почвы. Как декоративное растение выращивается в парках и садах, как одичавшее является сорным. Известно около 70 видов борщевика. В диком виде он произрастает главным образом в умеренном поясе Восточного полушария (один вид в Северной Америке), на Дальнем Востоке, в горных районах Кавказа и в Крыму.

Химический состав: в борщевике содержится до10 % сахара, до 16 % белка, до 212 мг витамин С, каротин, дубильные вещества, эфирные масла. В 100 г свежих листьев побегов содержится 12,6 мг железа, 0,58 мг никеля, 1,2 мг меди, 2,6 мг марганца, 1,9 мг титана, 2,8 мг бора. Эфирные масла борщевика бесцветная жидкость с приятным запахом. Главный компонент его - октиловый эфир уксусной кислоты (80%). Кроме того, присутствуют этиловые эфиры уксусной и масляной кислот. Состав масла из листьев и цветков входят альдегиды. Октиловый эфир проявляет высокую противотрихомонадную активность и рекомендован для использования в медицине. Различные виды борщевиков сильно отличаются друг от друга по пищевым свойствам, и некоторые виды при определенных условиях могут оказывать вредное влияние на организм.

Борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi) - травянистый двулетник. В первый год вырастает розетка из широких перисто-раздельных листьев. На второй год растения выбрасывают мощный полый стебель высотой 2 м, увенчанный сложными зонтиками диаметром до 0,5 м. Листья очередные, черешковые, широко треугольные в очертании. Цветки белые, венчиковидные, с неравными лепестками. Плоды - ребристые двусемянки. Цветет в июне, плодоносит в сентябре. Родина - Западный Кавказ.

Распространен во всех областях, его возделывают в качестве высокоурожайной силосной культуры. Встречается на окраинах полей, вдоль железных дорог, на пустырях и свалках. Трудноискореним.

Он содержит особые вещества - фурокумарины, которые действуют как тосенсибилизаторы: при попадании на кожу они делают ее чувствительной к солнцу. Под воздействие солнечного облучения способен вызвать ожоги кожи, поэтому собирать растения нужно в перчатках. Его свежие пристеблевые и и прикорневые листья непригодны в пищу без предварительной кулинарной обработки. Они имеют сильный ароматический запах и горьковатый привкус из-за большого количества эфирных масел и кумаринов. У всех животных вызывает ожоги слизистых оболочек при поедании в свежем виде. В сене и силосе ядовитые свойства борщевика пропадают.

В совхозах Республики Коми выращивают в качестве силосной культуры интродуцированный вид - борщевик Сосновского. Это многолетнее травянистое растение монокарпическое, реже поликарпическое растение 1,5-3 м высотой. Корень стержневой, мощный с развитыми боковыми корнями, проникает на глубину 25-30см, иногда до 60 см. листья крупные (1,5-2 м длиной), сверху голые, снизу мелко оттопырено опущенные. Высокий цветонос заканчивается одним крупным сложным центром, многолучевым зонтиком 55-65 см в диаметре, имеется две пары боковых зонтиков. Цветки белые. Плоды опущенные.

В условиях Республики Коми борщевик Сосновского характеризуется высокой холодостойкостью. К почве не требователен, но, учитывая многолетнее произрастание на одном месте (до 20 лет), рекомендуется высевать на достаточно плодородных почвах, заправленных органическими и минеральными удобрениями. Борщевик Сосновского - влаголюбивое растение, но не переносит затопления. Отрастание происходит ранней весной, сразу же после таяния снегов. Розеточные листья растут быстро и дают сочную зеленую массу, которая в северных районах может быть использована в начале июля, а в южных в первой половине июня для приготовления силоса в смеси с другими растениями. Цветение борщевика Сосновского начинается в первой половине июля, созревание семян - в начале августа. Урожай зеленой массы 500-900 ц/га, семян 2-6 ц/га в северных районах и 10-11 ц/га в южных. При использовании семян из боковых зонтиков урожайность их увеличивается на 30 %. Борщевик Сосновского является перспективным силосным растением, в кормопроизводстве Республики Коми широко используются виды: борщевик Сосновского, Мантегацци, Понтеиский, Лемана. Зеленая масса отличается повышенным содержанием сахара и биологически активных соединений, обуславливающих его лечебные свойства.

Посев семян производят осенью или весной, стратифицированными семенами. В первый год жизни борщевика основное внимание уделяется борьбе с сорняками. Во второй и последующие годы особое значение придается своевременной подкормке минеральными удобрениями и рыхлению междурядий.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ВАРКИ ОДНОЛЕТНИХ РАСТЕНИЙ

2.1 Подготовка сырья

2.1.1 Заготовка и транспортировка

Заготовка тростника представляет собой довольно сложную проблему, не нашедшую пока вполне удовлетворительного и однозначного решения. Заросли тростника располагаются главным образом по опушкам лесов, по берегам рек и ручьев, среди кустарников. Предпочитает свежие влажные почвы.

Транспортабельность соломы и тростника чрезвычайно низка: 1м³ при свободной насыпке весит 40-50 кг, в снопах 60-70 кг. Поэтому перевозка в виде снопов обходится очень дорого. Для повышения транспортабельности солому и тростник подвергают прессованию в кипы на месте заготовки.

Солома или тростник с места заготовки к целлюлозному заводу доставляется автомобильным или железнодорожным транспортом. Водный транспорт в баржах используется для тростника в случае, если заготовки ведутся по берегам судоходных рек, когда доставка водным путем оказывается наиболее дешевой.

При перевозке более или менее неизбежны некоторые потери - примерно 2-3%; при автотранспорте они обычно больше, вследствие раструски кип.

2.1.2 Хранение на складе

Ввиду сезонности заготовки соломы (летом) и тростника (зимой) необходима организация при целлюлозном заводе склада, рассчитанного не менее чем на 8-9 месячный запас.

Кроме того, обычно организуются промежуточные склады относительно небольшой емкости в местах заготовок.

Солома и тростник весьма склонны к загниванию, поэтому важно, чтобы влажность материала при поступлении на склад не превышала 14-15%. Среди других качественных требований, предъявляемых в особенности к соломе, должно быть отмечено отсутствие сорняков. Сорные травы плохо отделяются при очистке сечки перед варкой, а многие из них провариваются не полностью и засоряют целлюлозную массу. К числу подобных сорняков относятся, например, василек и вьюнок. Для хранения соломы и тростника применяются большей частью открытые склады. Сноповая солома хранится в обычных ометах, устраиваемых на возвышенных и сухих местах. Грунт под ометом застилают хворостом или устраивают специальный дощатый помост. Сверху омет защищают от снега и дождя брезентом или толем.

Хранение соломы и тростника на открытых складах неизбежно связано с некоторыми потерями (от 2 до 10%), главным образом вследствие загнивания. Для предохранения соломы от гниения в некоторых случаях применяют пропитку бурой. Определенное количество буры засыпают на предпоследний сверху ряд, а остальное - на верхний. Под действием дождевой воды бура постепенно растворяется и пропитывает всю скирду. В результате даже при годичном сроке хранения потери от гниения практически отсутствуют.

Многие иностранные соломенно-целлюлозные заводы хранят солому в закрытых складах - сараях деревянной конструкции, устраиваемых на столбах, с крышей из листового железа. Постройка несгораемых железобетонных сараев обходится дорого и себя не оправдывает, так как после пожара такие сараи все равно приходят в негодность. Но при хранении в закрытых складах потери соломы уменьшаются до 0,5-1%.

Вследствие чрезвычайной пожарной опасности, которую представляют собой склады соломы и тростника (как закрытые, так и открытые), располагают их на расстоянии не менее 200 м от завода. Склады соломы и тростника должны быть хорошо оборудованы средствами пожаротушения - гидрантами, брандспойтами, огнетушителями и т.п., устраивают также специальные вышки с громоотводами.

2.1.3 Резка и очистка сечки

Для варки целлюлозы солома или тростник должны быть превращен в сечку длиной 20-40 мм для соломы и 15-25 мм для тростника. Мелкая сечка плотнее укладывается в котле и равномернее проваривается: в результате возрастает выход целлюлозы.

Крупная сечка имеет гораздо меньший насыпной вес. Например, при испытании были получены следующие результаты:

Таблица 3

Зависимость насыпного веса от длины сечки.

Длина сечки в мм	10	30	50	100
Насыпной вес в кг/м3	73	52	31	20

Следовательно, содержание большого количества крупной сечки не только ухудшает провар, но и снижает плотность загрузки сечки и выход из 1м³ котла.

Содержание пыли особенно велико при переработке сухой соломы (влажностью 6-7%), когда оно может доходить до 5% от веса сечки. Отпыловка сечки в процессе сухой очистки совершенна необходима. Коленца и сорняки представляют собой очень нежелательные загрязнения, так как они плохо провариваются. Однако полное отделение сорняков при сухой очистке не обеспечивается.

2.2 Варка однолетних растений

2.2.1 Особенности химического процесса варки однолетних растений

Лигнин однолетних растений значительно легче, чем лигнин древесины и поддается действию многих реагентов, в том числе щелочи. Даже такая слабая щелочь, как гидрат окиси кальция при нагревании до 150? оказывает существенное делигнифицирующее действие. Эта легкая растворимость лигнина в щелочи позволяет при натронной и сульфатной варке применять меньшие расходы активной щелочи и более низкие температуры.

Относительная легкость удаления лигнина щелочью породила многочисленные предложения ступенчатых способов варки, при которых сечка предварительно подвергается пропитке, или мацерации, в аппаратах, работающих при атмосферном давлении. П.С. Ларин, исследуя мацерацию варочным щелоком концентрацией 2,5% NaOH, пришел к выводу, что оптимальными условиями такой обработки являются температура 40-60? при продолжительности 4,0-2,5 часа; повышение температуры до 80? при продолжительности 1,5 часа ведет к некоторому снижению выхода целлюлозы. Доварка во всех случаях проводилась при 160? в течение 20 мин. При ступенчатом способе варки сокращается общий расход активной щелочи, так как органические вещества, содержащиеся в щелоке первой ступени, выводятся из оборота и не подвергаются действию высокой температуры, вызывающей их дополнительное разложение, сопровождающееся связыванием избыточного количества щелочи. Выход целлюлозы при ступенчатом способе получается более высоким, так как углеводный комплекс разрушается в меньшей степени.

Для варки однолетних растений применяют преимущественно шаровые вращающиеся котлы. Внутри устраивают две поперечные балки из квадратного железа для упрочнения конструкции и для предотвращения слишком интенсивного перебрасывания сечки во время варки. Шаровой котел приводится во вращение с помощью одной или двух пар шестерен через шкив от трансмиссии или через редуктор от отдельного электродвигателя. Снаружи котел обязательно покрывают слоем тепловой изоляции, так как изолированный котел имеет на 20-25% меньший расход пара, чем неизолированный.

2.2.2 Техника варки

При загрузке шарового котла сечкой обязательно применяют уплотнение, так как при естественной засыпке сечка ложится неплотно и степень наполнения не превышает 60-70 кг/м³. При небольшом объеме котла разравнивают и уплотняют сечку вручную. Иногда используют механические приводные трамбовки.

Из других средств уплотнения сечки надо указать на пропарку и смачивание варочным раствором, который заливают также через верхнюю горловину из мерников.

Чтобы обеспечить равномерную плотность загрузки котлов, необходимо иметь надежный весовой учет расхода сечки, что можно осуществить путем установки автоматических весов или весомеров на транспортере.

Расход активной щелочи при сульфатной и натронной варках целлюлозы из однолетних растений колеблется в пределах от 10 до14 % Na₂O (13-18% NaOH) к весу воздушно-сухой сечки. Это примерно на 25% меньше, чем при варке целлюлозы из лиственной древесины.

Общее количество щелоков, заливаемых в шаровой котел, соответствует жидкостному модулю около 2:1, или примерно составляет 300-350 л/м³ котла (30-35 % объема).

По окончании загрузки сечки и заливки щелока крышку котла забалчивают, сметают пыль и сор с котла на разостланный под ним брезент и приводят котел во вращение. После 2-3 оборотов котел останавливают верхней горловиной вверх и производят "надувку" котла паром до давления 5-6 ат при непрерывной сдувке воздуха и газов из котла. В этом заключается процесс заварки, т.е. подъема температуры до конечного ее значения 155-160?С. По истечению заданного времени варки (2,5-3,5 ч) котел останавливают горловиной вниз и по сдувочному трубопроводу производят спуск давления до нуля. После этого снимают крышку, медленно поворачивают котел горловиной вниз для выгрузки массы вместе со щелоком в открытую сцежу. При более высокой температуре варки длительность процесса легко может быть сокращена.

2.2.3 Промывка целлюлозы однолетних растений

Вследствие высокой жирности целлюлозы однолетних растений, промывка ее в диффузорах практически невозможна. На старых заводах промывку ведут в открытых сцежах и частично в шнек-прессах, на современных предприятиях - на барабанных фильтрах и в прессах новых конструкций. Промывка на шнек-прессах строится, как двухступенчатая или многоступенчатая. При двухступенчатой промывке горячая вода подается на разбавление массы между первой и второй ступенью, а полученный со второй ступени слабый щелок используется для разбавления исходной массы в котле или в мешалке перед первым прессом. При такой системе промывки удается получить используемый щелок с первого пресса крепостью 7?Б? (при 60?). Потери с промытой массой составляют 7-10% от количества щелочи в белом щелоке. Трех- или четырехступенчатая система промывки дает лучшие результаты.

2.2.4 Грубое и тонкое сортирование

Полученная после варки и промывки целлюлоза требует очистки от полупроваренных стеблей сорных трав, коленец, песка, мелкого сора и костры. Схема очистки построена таким же образом, как в сульфитцеллюлозном производстве: грубое сортирование - очистка на песочнице или центриклинерах - тонкое сортирование - сгущение.

Наиболее эффективным аппаратом для отделения грубых загрязнений служит сучколовитель вибрирующего типа. Следует заметить, что благодаря большей жирности целлюлозы однолетних растений производительность одной и той же аппаратуры снижается в 1 Ѕ -2 раза по сравнению с производительностью на древесной целлюлозе.

Отход от грубых сортировок, содержащий сорную траву, коленца, крупную непроварившуюся сечку и т.п., называется скопом. Скоп спускают обычно в специальную сцежу-сборник, откуда подают на переработку для производства обертки или картона. Количество скопа в зависимости от засоренности сечки колеблется примерно от 0,5 до3%.

Тонкое сортирование целлюлозы однолетних растений можно проводить на всех типах сортировок, применяемых в производстве древесной целлюлозы. Однако производительность их снижается примерно в 1,5 раза. При сгущении отсортированной массы на сгустителях и барабанных фильтрах съем целлюлозы с 1м² уменьшается в 2-2,5 раза по сравнению с древесной целлюлозой. Отход от сортировок тонкого сортирования, составляющий от 1,5 до 3%, направляют на переработку вместе со скопом грубых сортировок.

2.2.5 Отбелка целлюлозы однолетних растений

На небольших заводах со старой техникой, вырабатывающих беленую целлюлозу для бумаги. Отбелку ведут гипохлоритом в одну или две ступени. Небеленая целлюлоза однолетних растений имеет серо-зеленоватый оттенок, но расход хлора на гипохлоритную отбелку не больше, чем для сульфитной целлюлозы. Практический выход хлора колеблется примерно в пределах 4-5,5% к весу волокна.

Гипохлоритная отбелка более или менее неизбежно вызывает ухудшение механических свойств целлюлозы, а также падение вязкости и содержания альфа-целлюлозы. Современным способом отбелки можно считать трехступенчатую отбелку по схеме: хлор-щелочь-гипохлорит или хлор-щелочь-диоксид хлора.

При получении высококачественных беленых целлюлоз со степенью белизны выше 85% целесообразно применять четырех- или пятиступенчатые схемы отбелки. Например: хлорирование - щелочение - отбелка диоксидом хлора - второе щелочение - добелка диоксидом хлора. Схема обеспечивает получение степени белизны 89-90% при сохранении высоких химических и механических показателей целлюлозы. При очистке беленой целлюлозы должно быть предусмотрено тонкое сортирование на сортировках, преимущественно вибрационных, и на центриклинерах.

3. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Введение

Целью опытно-эксперементальной работы ставилось варка измельченного стебля борщевика Сосновского с последующими испытаниями некоторых физико-механических свойств полуфабриката, полученного в результате варки.

По своей качественной характеристике борщевик значительно уступает древесине. Стебель борщевика представляет собой полую трубку. Механическую прочность стеблю придают утолщения или узлы, внутри которых заключены поперечные перегородки, разделяющие стебель на ряд сочленений или междоузлий.

Целлюлоза, получаемая после щелочной варки борщевика, весьма неоднородна по своему морфологическому составу.

технология целлюлоза борщевик однолетний

3.2 Подготовка сырья (заготовка, измельчение сечки)

3.2.1 Заготовка и рубка

Заготовка борщевика Сосновского производилась в зимнее время, в феврале месяце, 2005 года. Стебли рубили вручную в местечке Емваль. Было заготовлено примерно 1,5 м³. Стебли были в замороженном состоянии. Первичная обработка заключалась в удалении снега, льда, зонтиков, остаточных листьев и просушивании при температуре 22-25?С в течение трех суток.

Рубка борщевика на сечку производилась вручную. Одновременно производили сортирование сечки, удаляли гниль, длинноволокнистые включения, утолщения в виде узелков.

3.3 Варка борщевика Сосновского

Задачей процесса получения целлюлозы (варки целлюлозы) является выведение в неповрежденном виде волокна как структурного элемента древесной ткани. Это достигается, прежде всего, растворением срединной пластинки или межклеточного вещества и удалением лигнина из растительного сырья.

Варка №1. Расход гидроксида натрия на варку составляет 16% от массы абсолютно сухой сечки.

Для варки натронной целлюлозы использовали стебли борщевика, предварительно измельченные в сечку. На варку отбирали здоровую сечку без крупных сучков и гнили, имеющие нормальные размеры (длина 20-30 мм, ширина 10-20 мм, толщина 2-4 мм).

Варка производилась в лабораторном котле со следующей характеристикой: емкость котла-10 л, подогрев электрический, давление атмосферное, температура-100?С.

Постоянными параметрами варок были приняты: гидромодуль 3:1 и время варки - 3 часа.

В котел загрузили 1341,18 г сечки с влажностью 83%, что составило 228 г абсолютно-сухой сечки при насыпном весе 3630 см³ и залили 89 мл гидроксид натрия, что соответствует расходу активной щелочи на варку - 16% от массы абсолютно сухой сечки. Для варки использовался гидроксид натрия (NaOH) с содержанием общей щелочи 41,5 г/л ед. NaOH (32,16 г/л в ед. Na₂O). Количество варочного раствора (гидроксида натрия), которое необходимо приготовить для натронной варки, определяется количеством сечки, заданным на варку, жидкостным модулем и влажностью сечки.

Расчет расхода гидроксида натрия производили по формулам:

1. масса сухого гидроксида натрия:



где М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; m-масса абсолютно сухой сечки на варку, г; 16%-расход гидроксида натрия на варку.

.

2. объем жидкого гидроксида натрия.

где V-объем гидроксида натрия, необходимого на варку, мл; М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; С-концентрация гидроксида натрия, %.

При заданном гидромодуле варочного раствора необходимо:

из них воды:

В процессе варки также была добавлена вода в количестве 1100 мл.

Варку проводили по заданному температурному графику. Через каждые 10 минут снимали показания термометра, которые заносили в рапорт варки. По полученным данным построили график (Рис. 1).



Рис. 1. Температурный график варки (Расход NaOH 16% от а. с. сечки).

Гидромодуль варки вынуждены были увеличить до 8:1 ввиду низкой влажности сечки и испарения воды в процессе варки.

Результаты остальных варок при расходе гидроксида натрия на варку 16% приведены в таблице 4.

Таблица 4

Расход NaOH от а.с.в., % (дата)	Масса а.с. сечки, г	Количество варочного раствора, мл	Время варки, ч	Выход, %	Остаточная щелочность, г/л
16% (25.02.05.)	228	684	3	83	0,66
16% (03.03.05.)	203,1	1624,8	3	62.56	1,97
16% (11.03.05.)	395,13	3300	3	65,1	1,58

Варка №2. Расход гидроксида натрия на варку составляет 24% от массы абсолютно сухой сечки.

Постоянными параметрами варок были приняты: гидромодуль 8:1 и время варки - 3 часа.

В котел загрузили 1047,93 г сечки с влажностью 81,2%, что составило 197,01 г абсолютно-сухой сечки при насыпном весе 2836,3 см³ и залили 124,3 мл гидроксида натрия, что соответствует расходу активной щелочи на варку - 24% от массы абсолютно сухой сечки. Для варки использовался гидроксид натрия (NaOH) с содержанием общей щелочи 38,03 г/л ед. NaOH (29,47 г/л в ед. Na₂O).

Расчет расхода гидроксида натрия производили по формулам:

1. масса сухого гидроксида натрия:

где М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; m-масса абсолютно сухой сечки на варку, г; 24%-расход гидроксида натрия на варку.

.

2. объем жидкого гидроксида натрия.

где V-объем гидроксида натрия, необходимого на варку, мл; М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; С-концентрация гидроксида натрия, %.

При заданном гидромодуле варочного раствора необходимо:

из них воды:

В процессе варки также была добавлена вода в количестве 200 мл.

Варку проводили по заданному температурному графику. Через каждые 10 минут снимали показания термометра, которые заносили в рапорт варки. По полученным данным построили график (Рис. 2).



Рис. 2. Температурный график варки (Расход NaOH 24% от а. с. сечки).

Результаты остальных варок при расходе гидроксида натрия на варку 24% приведены в таблице 5.

Таблица 5

Расход NaOH от а.с.в., % (дата)	Масса а.с. сечки, г	Количество варочного раствора, мл	Время варки, ч	Выход, %	Остаточная щелочность, г/л
24% (01.03.05.)	206,3	1650,4	3	66,5	0,73
24% (02.03.05.)	197,01	1576,08	3	60,6	1,62
24% (11.03.05.)	400,65	3345,8	3	63,52	1,95

Варка №3. Расход гидроксида натрия на варку составляет 30% от массы абсолютно сухой сечки.

Постоянными параметрами варок были приняты: гидромодуль и время варки - 3 часа.

В котел загрузили 1108,96 г сечки с влажностью 82,7%, что составило 191,85 г абсолютно-сухой сечки при насыпном весе 3001,48 см³ и залили 138,5 мл гидроксида натрия, что соответствует расходу активной щелочи на варку - 30% от массы абсолютно сухой сечки. Для варки использовался гидроксид натрия (NaOH) с содержанием общей щелочи 41,5г/л ед. NaOH (32,16 г/л в ед. Na₂O).

Расчет расхода гидроксида натрия производили по формулам:

1. масса сухого гидроксида натрия:

где М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; m-масса абсолютно сухой сечки на варку, г; 30%-расход гидроксида натрия на варку.

.

2. объем жидкого гидроксида натрия.

где V-объем гидроксида натрия, необходимого на варку, мл; М-масса, необходимого сухого гидроксида натрия на варку, г; С-концентрация гидроксида натрия, %.

При заданном гидромодуле варочного раствора необходимо:

из них воды:

В процессе варки также была добавлена вода в количестве 300 мл.

Варку проводили по заданному температурному графику. Через каждые 10 минут снимали показания термометра, которые заносили в рапорт варки. По полученным данным построили график(Рис. 3).



Рис. 3. Температурный график варки (Расход NaOH 30% от а. с. сечки).

В процессе варок выделялась парогазовая смесь, имеющая запах мыла, вероятно, разложившаяся кремниевая кислота H₂SiO₃.

Результаты остальных варок при расходе гидроксида натрия на варку 30% приведены в таблице 6.

Таблица 6

Расход NaOH от а.с.в., % (дата)	Масса а.с. сечки, г	Количество варочного раствора, мл	Время варки, ч	Выход, %	Остаточная щелочность, г/л
30% (01.03.05.)	191,85	1534,8	3	64,34	1,13
30% (02.03.05.)	214,61	1716,88	3	68,69	1,87
30% (14.03.05.)	396,24	3308,9	3	66,64	1,32

3.4 Промывка и сортирование

однолетний растение варка борщевик сосновский

Целью промывки и сортирования массы является отделение от полученного полуфабриката отработанного варочного раствора, а также удаление непроваренной сечки, длинноволокнистых включений и крупных фракций.

Для промывки и сортирования целлюлозы обычно применяют набор из двух сит, вставленных одно в другое. Нижнее сито имеет диаметр отверстий менее 1 мм, верхнее - сито с диаметром отверстий 3 мм.

По истечении заданной продолжительности варки, массу, подлежащую промывке и сортированию, переносили в сито, представляющее собой цилиндрическую емкость с сетчатым дном с крупными отверстиями, и размывали сильной струей воды, пока на верхнем сите останутся лишь сучки и непровар. Хорошее волокно при этом проходит через верхнее сито и собирается на нижнем сите с диаметром отверстий менее 1 мм. Во избежание потерь волокна, вследствие перелива массы через края нижнего сита, отсортированную массу периодически выгружали из сита.

Закончив промывку и сортирование, массу и непровар отжимали.

После варки, промывки и сортирования получили волокнистую массу коричневого цвета, содержащую слизь, короткое волокно и непроваренную сечку малых размеров.

3.5 Определение выхода и остаточной щелочности

Закончив сортирование, массу отжимали возможно сильнее и взвешивали на технических весах. Вес массы составил 189,1 г. Одновременно брали навеску 5-10 г массы для определения ее влажности. Эту навеску высушивали до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105?С. Влажность W(%) вычисляли по формуле:

где W - влажность целлюлозы, %; g и g₁ - масса навески до и после высушивания, г. .

По полученным данным рассчитывали общий выход, в % от массы абсолютно сухой сечки, взятой на варку:



где В- общий выход, %; a- вес абсолютно сухой массы после варки, г; b- вес абсолютно сухой сечки.

В процессе варки получили отработанный варочный раствор, содержащий в своем составе остаток щелочи. Для определения остаточной щелочности взяли предварительно взвешенный стакан и отмерили в него мерным цилиндром 25 мл анализируемого отработанного варочного раствора. Затем взвесили с навеской и перенесли содержимое в мерную колбу на 500 мл. Раствор довели до метки дистиллированной водой и перемешали. Отобрали пипеткой 20 мл приготовленного раствора и титровали 1 н раствором HCl в присутствии метилоранжа.

Расчеты вели по формуле:

где а- количество 1 н раствора HCl, пошедшего на титрование, мл; д- навеска пробы, взятая для разведения, г.

3.6 Микроскопическое исследование

Также определяли микроскопическое строение полученного полуфабриката с помощью микроскопа.

Цель работы - изучить микроскопическое строение волокон полуфабриката, полученного при варке борщевика и воздействие хлорцинкйода на волокнистую массу.

Микроскопические исследования волокнистых материалов основаны на способности их основных составляющих элементов вступать во взаимодействие с растворами химических реактивов.

Из баночки с волокнистым материалом с помощью препарировальной иглы отбирается комочек массы и переносится на край предметного стекла. В середину предметного стекла для окрашивания препарата наносится капля хлорцинкйода, туда же с помощью препарировальной иглы переносится часть волокон с края предметного стекла. Окрашенная масса осторожно разделяется иглами на отдельные волокна и накрывается покровным стеклом. Избыток жидкости, выступающей из-под стекла, удаляется с помощью полосок фильтровальной бумаги. При действии реактива хлорцинкйода длинные, лентообразные волокна полуфабриката приобрели сине-фиолетовую окраску. Из этого следует, что исследуемый полуфабрикат содержат волокна целлюлозы.

Рис. 4. Микроскопическое строение волокон борщевика Сосновского.

3.7 Размол волокнистого полуфабриката

Размол - одна из важнейших операций бумажного производства, от которой в значительной степени зависят многие свойства бумаги. Лист бумаги, отлитый из неразмолотых волокнистых материалов, получается неудовлетворительным по своему строению, внешнему виду и физико-механическим свойствам.

Цель размола волокнистых материалов заключается в следующем: подготовить волокнистый материал к отливу, придать ему определенную степень гидратации, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их поверхность, обеспечить лучший контакт и связь волокон в бумажном листе.

Во время размола растительных волокон в водной среде происходит механический процесс укорочения волокон и их продольного расщепления на фибриллы и коллоидно-химический процесс, называемый гидратацией волокон, который начинается с их набухания и придает волокнам способность связываться между собой в прочный лист. Назначение процесса размола волокнистых материалов являются придание им определенной структуры полотна бумаги и сообщение волокнистым материалам определенной степени гидратации для создания сил сцепления между волокнами. Качество размолотой бумажной массы определяется степенью помола и средней длиной волокна. Эти показатели и продолжительность размола являются определяющими в контроле процесса.

Фибриллирование волокон в процессе размола является важным процессом как для лучшего механического переплетения между собой волокон или фибрилл, так и для создания под влиянием сил поверхностного натяжения более прочного листа. Благодаря фибриллированию увеличивается число контактов между волокнами, что способствует упрочнению бумажного полотна.

Целью размола полученного полуфабриката является подготовка массы для изготовления отливок на листоотливном аппарате.

Размол проводили в мельнице ЦРА.

Мельница ЦРА имеет центральный вал, вращающийся от электродвигателя через редуктор и конические шестерни. На валу закреплён диск. На диске равномерно по окружности закреплено шесть шестерён, на которых расположены размольные стаканы. Каждый стакан, кроме вращения с диском вращается еще вокруг своей оси со скоростью 150·1,14=171 об/мин. Диск должен иметь две частоты вращения: 80 и 150 об/мин.

Внутрь каждого стакана помещается размольный цилиндр. Внутренняя поверхность стакана имеет насечку, расположенную влево, под углом 55⁰, угол насечки 90⁰, шаг насечки равен 1,32 мм. На 1 см высоты стакана расположено семь насечек.

Размольный цилиндр имеет ребристую поверхность. По всей поверхности размольного цилиндра расположено 35 рёбер, образованных полукруглыми выемками. Ширина ребер 2 мм. Вес цилиндра 2 кг. Размольный стакан имеет диаметр 145 мм, внутреннюю высоту 67 мм, размольный цилиндр изготовлен диаметром 89 мм и высотой 60 мм.

Во время работы аппарата размольный цилиндр при помощи центробежной силы прижимается к внутренней поверхности стакана, в результате чего происходит размол целлюлозы.

В размольные стаканы помещают по 16 г абсолютно сухого вещества испытуемой массы и вливают воду.

Рассчитаем количество массы в размольном стакане при концентрации 6%:

где С- концентрация массы в стакане, %.

Количество массы, содержащей 16 г абсолютно сухого волокна, определяют по формуле:

где 16-масса абсолютно сухой целлюлозы, взятой для размола, г; С-сухость массы, взятой для размола, %.

.

Воды необходимо добавить:

Стаканы закрываются крышками с пазами, в пазы вставлены откидные болты. Крышки на стаканах крепятся прижимными планками и откидными болтами. Между крышкой и ободом стакана укладывается уплотняющая резиновая прокладка, которая задерживает массу, не позволяя ей выплёскиваться.

Навески целлюлозы для каждого размольного стакана помещают в стеклянный стакан, разбавляют водой до концентрации массы 6% при температуре 202 ⁰С и оставляют для набухания на 30 мин. Примерно за 10 мин до окончания набухания содержимое каждого стеклянного стакана переносят в размольные стаканы и равномерно распределяют по всей поверхности размольного стакана, не допуская потерь. Размольные стаканы и крышку мельницы закрывают и включают в работу мельницу на 20 мин с частотой вращения 80 об/мин. В это время масса размешивается и разбавляется. Затем мельницу переключают на размол с частотой вращения диска 150 об/мин.

При размоле массы периодически определяют градус помола на аппарате

СР-2. Градус помола определяют как из размольного аппарата, так и после размешивания массы в дезинтеграторе.



Рис. 5. Зависимость степени помола от времени размола.

3.8 Изготовление отливок на листоотливном аппарате

Для определения физико-механических и специальных свойств бумаги необходимо изготовить отливки из полученного полуфабриката. Изготовление отливок производили на листоотливном аппарате "РАПИД-КЕТЕН" в центральной производственной лаборатории ОАО "Монди Бизнес Пейпа Сыктывкарский ЛПК" под руководством зам. начальника лаборатории Секушиной Р.Г.

Порядок операций при изготовлении отливок на листоотливном аппарате.

1. Перемешивание, дезинтегрирование в лабораторном дезинтеграторе.

Размолотую массу разбавляем 1000 мл воды и выливаем в дезинтегратор. Размешиваем в течение 2 мин со скоростью 3000 об/мин. Температуру воды поддерживаем в пределах 15-25?С. После чего содержимое выливают в большой сосуд, туда же смывают и оставшиеся на пропеллере и на ребрах сосуда волокна.

2. Определение концентрации массы.

Методика анализа:

Из исследуемой пробы бумажной массы отбираем мерным ковшом 100 мл волокнистой суспензии и отфильтровываем ее на фарфоровой воронке с фильтром, предварительно высушенным до постоянной массы. Для облегчения процесса фильтрации в конической толстостенной колбе, в которую вставлена фарфоровая воронка, создается разрежение при помощи вакуумного насоса, подключенного к колбе через резиновый шланг.

Полученную отливку сушим до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 103±3?С. По окончании сушки отливку охлаждаем в эксикаторе и взвешиваем. Концентрация бумажной массы может быть выражена в процентах или граммах волокна на 1 л суспензии. Рассчитывается она по формулам:

1). , или 2). ,

где g₁ и g - масса отливки с фильтром и фильтра, высушенных до постоянной массы.

1). , или 2).

3. Расчет объёма волокнистой суспензии для изготовления отливок с массой 1м²=75г.

Дезинтегрированную пробу полуфабриката разбавляем водой при температуре 15-25?С до объема 8 л, постоянно перемешивая, отбираем мерным цилиндром 500 мл волокнистой суспензии, что соответствует весу отливки 2,38±0,06 г (75±1 г/м²) и изготовляем пробную отливку. Необходимое количество массы для последующих отливок рассчитываем на основании веса пробной отливки.

4. Изготовление отливок на листоотливном аппарате по методике (НТД).

1.Листоотливной аппарат предназначен для изготовления лабораторных отливок при стандартных условиях согласно ГОСТ 14363.4-89.

2.ЗАПУСК.

Перед запуском необходимо проверить следующее:

- давление воздуха 400-600 кПа (4-6 бар)

- давление воды: мин.-100кПа (1 бар), макс.-500 кПа (5 бар)

- электропитание

- резервуар термостата должен быть заполнен до метки "v".

3.ВКЛЮЧЕНИЕ.

перед включением повернуть главный переключатель на блоке управления, который включает:

- нагрев жидкости в термостате и подачу ее в сушильные камеры

- циркуляцию воды в контуре охлаждения

Как только температура жидкости в термостате достигнет заданной температуры (93±4°С), аппарат готов к работе.

Включите вакуумный насос на блоке управления. Если давление сжатого воздуха или воды недостаточно, то насос не включится.

4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК.

4.1. Заполнение.

Убедитесь, что листоотливная сетка находится на опорной сетке листоотливной формы. Плотно закройте загрузочную камеру при помощи эксцентриковых запоров. При нажатии кнопки "Старт" процесс изготовления отливки начинается с заполнения водой загрузочной камеры.

4.2. Перемешивание.

Перемешивание разбавленной суспензии сжатым воздухом в течение 5 сек происходит через отверстия, расположенные по окружности в нижней части листоотливной формы.

4.3. Обезвоживание.

Клапан №2 открывается на 2 сек, чтобы дать выйти воздуху из камеры отсасывания. Затем вакуумный насос, подсоединенный к камере отсасывания, начинает откачивать воду из загрузочной камеры.

4.4. Сток.

Вода вытекает из камеры отсасывания через специальное отверстие. Как только камера становится пустой (20 сек), аппарат переключается в положение "нормально". Удалите готовую отливку.

Перед дальнейшим использованием листоотливной сетки следует удалить все прилипшие к ней волокна с помощью струи воды, направленной с обратной стороны сетки.

5. СУШКА.

5.1. Установить таймер на требуемое время сушки.

5.2. На отливку кладут чистый покровный лист бумаги.

5.3. Закройте сушильную камеру и нажмите кнопку "старт".

5.4. По истечении заданного времени зеленая лампочка гаснет и загорается красная. Это сигнализирует о том, что отливка готова.

5.5. Нажав на красную на красную кнопку "стоп", выключите сушильную камеру. Разгерметизируйте сушильную камеру, потянув за черную кнопку справа от ручки, откройте ее и выньте готовую отливку.

3.9 Определение показателя жесткости на Каппа анализаторе

Жесткость целлюлозы является одним из важнейших ее показателей и характеризуется количеством оставшегося лигнина в целлюлозе после варки, и позволяет судить о физико-химических свойствах волокнистых полуфабрикатов. Жесткость целлюлозы определяют перманганатным методом. Единицей ее измерения является перманганатное число.

Метод основан на определении расхода 0,1 н. раствора KMnO₄, пошедшего на окисление лигнина, содержащегося в 1 г абсолютно сухого волокна в течение 10 мин при температуре 25?С и расходе перманганата примерно 50% от заданного на реакцию.

Метод основан на окислении лигнина перманганатом калия и последующем йодометрическим его титрованием в условиях, установленных ГОСТ 10070-74.

Аппаратура, посуда, реактивы:

1. Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г. и погрешностью взвешивания не более 0,002 г по ГОСТ 24104.

2. Анализатор влажности МА-30 или Ма-45

3. Термометр со шкалой до 100°С с ценой деления 0,1°С по ГОСТ 27544.

4. Цилиндр емкостью 500 см³ по ГОСТ 1770.

5. Перманганат калия по ГОСТ 20490, раствор концентрацией 0,1 моль/дм³ (0,1н).

6. Серная кислота по ГОСТ 4204, раствор концентрацией 4 моль/дм³ (4н).

7. Тиосульфат натрия по ГОСТ 27068, раствор концентрацией 0,2 моль/дм³ (0,2н).

Йодид калия по ГОСТ 4232, раствор концентрацией 1,0 моль/дм³ (1,0н).

8. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

1. Подготовка пробы:

Из несортированной целлюлозы предварительно удаляют сучки и непровар. Массу тщательно отмывают от щелока через сито и отмывают вручную. Отжатую пробу, содержащую 3-10 г воздушно-сухой целлюлозы, разрывают на мелкие кусочки и выдерживают в эксикаторе 10-15 мин. для выравнивания влажности.

2. Проведение испытания:

Определяют расход раствора тиосульфата натрия на титрование контрольной (холостой) пробы. Для этого в стакан наливают 425 см³ дистиллированной воды, включают мешалку на 800±50 об/мин.

На дисплее выбирают режим работы "Blank" и нажимают на кнопку "Start".

Для контрольного опыта подается смесь, состоящая из 25 см³ 0,1 н раствора перманганата калия, 50 см³ 4 н раствора серной кислоты и 10 см³ 1 н раствора йодида калия.

Из подготовленной средней пробы целлюлозы берут навеску с таким расчетом, чтобы расход перманганата калия составил (50±20)% от заданного на реакцию ( от 0,8 до 2,0 а.с.в. с точностью до третьего десятичного знака). Параллельно берут навеску целлюлозы 2 г для определения сухости на анализаторе влажности.

Навеску отжатой целлюлозы помещают в стакан, заливают 400 см³ дистиллированной воды и размешивают мешалкой со скоростью 1000-1500 об/мин до исчезновения комочков. После получения однородной суспензии, устанавливают скорость мешалки 800 об/мин, на дисплее выбирают режим работы "Kappa" и нажимают кнопку "Start".

Через 5 мин от начала работы отмечают температуру реакционной смеси. Во время титрования на дисплее в операционном окне вносят данные по сухости, температуре и навеске. Для окисления лигнина автоматически подается смесь, состоящая из 50 см³ 0,1 н раствора перманганата калия и 50 см³ 4 н раствора серной кислоты. Через 10 мин для прекращения реакции окисления подается 10 см³ 1 н раствора йодида калия:

2KMnO₄+10KI+8 H₂SO₄=5I₂+6K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O