Производство целлюлозы

Титрование выделившегося свободного йода проводится 0,2 моль/дм³ раствором тиосульфата натрия до точки эквивалентности и завершается автоматически:

I₂+2 Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆

3. Обработка результатов:

Для расчета навески целлюлозы, необходимой для 50%-го поглощения перманганата калия, используют формулу:

М₅₀=М_х;

где М_х - предварительно взятая навеска;

Х - расход перманганата калия на испытуемую навеску (М_х)%

По окончании титрования нажать кнопку "Cancel" и снять показания прибора по числу "Каппа". Результат округляют до десятых долей. Результаты всех девяти испытаний занесены в таблицу 7:

Таблица 7

Жесткость полуфабрикатов, полученных при варке борщевика Сосновского.

Расход NaOH от а.с.в., % (дата)	Жесткость в ед. Каппа (? Бе)
16% (25.02.05.)	> 50
16% (03.03.05.)	> 50
16% (11.03.05.)	24,23 (80,9)
24% (01.03.05.)	5,58 (25)
24% (02.03.05.)	16 (58)
24% (11.03.05.)	19,94 (68,9)
30% (01.03.05.)	7,10 (27)
30% (02.03.05.)	19,1 (67)
30% (14.03.05.)	17,48 (63)

3.10 Определение сорности полуфабриката

Метод основан на подсчете соринок, видимых невооруженным глазом в отливке целлюлозы в проходящем свете, с последующим пересчетом на 1 м² листа массой 500 г в абсолютно сухом состоянии. Соринками являются посторонние включения: костра, лубяные волокна, частицы коры, смоляные пятна, частицы песка, угля и другие, отличающиеся по свету от общего фона образца.

По внешнему виду и происхождению все включения можно разделить на три группы:

1. соринки волокнистого происхождения (костра, лубяные волокна, частицы коры);

2. неметаллические включения (минеральные и органические) и различного вида пятна (частицы песка, угля, гипса, смоляные и масляные пятна, слизь);

3. металлические включения (частицы железа, меди, бронзы и других металлов).

Соринки учитываются площадью свыше 0,06 м².

Сорность определяли визуально. В полученном образце наблюдается высокая сорность, так как было грубое сортирование. При более тонком сортирование качество получаемых образцов значительно увеличится.

3.11 Определение показателей механической прочности

Механические прочностные свойства целлюлозы представляют весьма важный показатель для характеристики целлюлозы.

3.11.1 Определение разрывного груза и разрывной длины

Разрывной груз.

Разрывным грузом бумаги или картона называют груз, который необходим для разрыва бумаги или картона в виде полосок определённых размеров. От действия разрывного груза испытываемые полоски несколько удлиняются. Показатели разрывного груза и растяжения определяют на специальном аппарате - РМБ-10.

Основной частью аппарата является неравноплечный коленчатый рычаг. Рычаг имеет точку опоры на штативе, укреплённом неподвижно на плите аппарата. На нижнем конце рычага размещён съемный груз.

Короткое плечо рычага оканчивается сегментом с круговой поверхностью, которую облегает цепочка. Верхний конец цепочки закреплён неподвижно, а на нижнем её конце укреплён зажим, необходимый для закрепления одного конца испытуемой полоски. Другой конец полоски закрепляется зажимом, расположенным на вертикальном стержне, который может подниматься и опускаться. Под действием приложенной силы длинное плечо рычага с грузом отходит влево, двигаясь по нижнему, большому сегменту.

Позади шкалы на сегменте имеются зубцы, по которым скользит собачка, укреплённая на длинном плече рычага. В момент разрыва полоски собачка упирается в зубцы сегмента, удерживая рычаг с грузом от падения.

Для измерения растяжимости бумаги на аппарате служит другой (малый) неравноплечный рычаг. На длинном плече этого рычага находится указатель, показывающий по делениям шкалы на малом сегменте значение величины растяжения испытываемого образца в процентах или миллиметрах от его первоначальной длинны.

Удлинение полоски соответствует разности расстояний между зажимами в их начальном положении и в момент разрыва полоски.

Испытание бумаги или картона на аппарате производится следующим образом. Сначала проверяют правильность установки аппарата по уровню в плите штатива. Нулевому положению разрывного аппарата соответствует такое положение его частей, нижний зажим приподнят и закреплён винтом, верхний зажим закреплён винтом, рычаг с грузом закреплён на крючок.

Определение разрывного усилия производят при расстоянии между зажимами 180мм и ширине полоски 15мм.

После установки аппарата в нулевое положение испытуемую полоску бумаги или картона вставляют сначала в верхний зажим, а затем в нижний. Во избежание преждевременного надрыва полоску в зажимах сильно зажимать не следует.

После закрепления полоски ослабляют винт у верхнего зажима, освобождают рычаг с грузом и включают привод вертикального стержня.

В момент разрыва испытываемой полоски стрелки на шкалах автоматически останавливаются. Разрывное усилие предшествовавшее разрыву полоски, отсчитывают по указанию стрелки непосредственно прямо на шкале большого сегмента, а растяжимость на шкале малого сегмента.

Если при испытании полоска бумаги разорвалась у самого зажима или в нём, испытание повторяют. Необходимо чтобы обрыв происходил на расстоянии не менее, чем на 1см от зажима.

Разрывная длина.

Разрывная длина представляет собой расчётную длину полоски бумаги (свободно подвешенной за один конец), при которой она разрывается от собственного веса у линии отвеса. Под разрывной длиной можно понимать длину бумажной ленты вес которой равен разрывному грузу.

Для вычисления разрывной длины необходимо определить разрывной груз на динамометре и знать длину испытываемой полоски.

Если обозначить через L-разрывную длину, м; l-длину полоски, м; G-разрывной груз, г, и через g-вес испытуемой полоски, г, то

Отсюда разрывная длина бумаги будет равна

(формула Гартига).

После определения разрывного груза на динамометре обрывают оба конца полоски, взвешивают их и определяют средний вес одной полоски. Затем вычисляют разрывную длину L.

Для определения разрывной длины необходимо провести серию (не менее 5) испытаний на разрывной машине РМБ-10. В ходе испытаний были получены следующие показатели разрывного груза, которые приведены в таблице 8:

Таблица 8

Показатели разрывного груза, полученные при испытании полосок из отливок.

№ испытания	1	2	3	4	5	6	7	8
Показатель разрывного груза	2,95	2,9	2,7	3,05	3,3	2,1	3,1	2,9

Из полученных результатов находим среднее значение:

.

Вес всех полосок составляет 1,45 г. Средний вес одной полоски будет равен: .

Полученные данные подставляем в формулу Гартига:

.

Результаты всех испытаний приведены в таблице 9.

Таблица 9

Зависимость разрывной длины от расхода гидроксида натрия на варку.

Расход NaOH от а. с. в. ,% (дата)	Разрывная длина, м
16% (25.02.05.)	2855
16% (03.03.05.)	2531,5
16% (11.03.05.)	2614
24% (01.03.05.)	3089,57
24% (02.03.05.)	3381,03
24% (11.03.05.)	2381,67
30% (01.03.05.)	2887,2
30% (02.03.05.)	4391 (Отсорт. масса)
30% (14.03.05.)	3363,75

3.11.2 Определение сопротивления раздиранию

Сопротивление бумаги раздиранию (ГОСТ 13525.3-68) определяется на приборе Р-1 (прибор Эльмендорфа). Сопротивление бумаги раздиранию выражается в ньютонах, это величина усилия, необходимого для раздирания предварительно надрезанного образца бумаги.

Основной частью прибора является массивный качающийся маятник имеющий вид сегмента, на шкале которого нанесено 100 делений с ценой 0,57Н (16 гс). Маятник укреплён в шарикоподшипниках на вертикальной стойке, вмонтированной в станину.

При закреплении маятника тормозной пружиной в крайнем левом положении он обладает запасом энергии, равной произведению высоты подъёма маятника на его массу. Пущенный с этого положения маятник должен свободно колебаться вокруг своей оси не менее 5 мин.

Маятник снабжён стрелкой указателем. Величина трения стрелки должна быть в пределах 294,3-490,5Дж (0,3-0,5кгс/см). Фиксатор стрелки должен регулироваться.

Перед началом испытания прибор должен быть установлен в нулевое положение, т.е. при свободном падении маятника без бумаги стрелка прибора отклонится до нулевого положения (это создаётся при помощи винта, расположенного на станине прибора).

Испытуемые образцы бумаги размером (65+-0,5)*(75+-1) мм, закладываются в зажимы большей стороной при поднятом положении маятника. Длинна зажимов 36 мм, ширина зажимающей кромки бумаги 15 мм, расстояние между зажимами 2,5 мм. Один из зажимов расположен на стойке, другой - вмонтирован в боковую стенку маятника.

Перед тем как опустить маятник и, следовательно, произвести замер, в бумаге делают надрез ножом. Нож должен быть закреплён таким образом, чтобы длинна не надрезанной части бумаги составила 43 мм.

Маятник опускают быстрым нажатием на тормозную пластину и в момент падения собственной массой маятник разорвёт надрезанные образцы бумаги. При обратном движении маятник останавливают тормозной педалью.

Одновременно испытывают 4 образца бумаги одного направления, при этом линия раздирания не должна отклонятся от линии надреза больше чем на 10 мм, иначе полученный результат не учитывается и испытания повторяют. Стрелка прибора должна показывать величину раздирания в пределах от 20 до 60 делений шкалы.

Величину сопротивления бумаги раздиранию Р рассчитывают по формуле:

где a-показания прибора (среднее арифметическое пяти измерений), Н; n-число образцов бумаги, подвергнутых одновременному испытанию, n=8.

.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице 10:

Таблица 10

Зависимость сопротивления раздиранию от расхода гидроксида натрия на варку.

Расход NaOH от а. с. сечки, % (дата)	Сопротивление раздиранию, гс
16% (25.02.05.)	37
16% (03.03.05.)	34
16% (11.03.05.)	32
24% (01.03.05.)	30
24% (02.03.05.)	34
24% (11.03.05.)	32
30% (01.03.05.)	28
30% (02.03.05.)	24
30% (14.03.05.)	34

3.12 Определение капиллярной впитываемости

Капиллярный метод впитываемости основан на способности воды и водных растворов подниматься по капиллярам полоски бумаги, подвешенной вертикально и опущенной в воду нижним концом. Капиллярная впитываемость бумаги определяется согласно ГОСТ 12603-67. Капиллярную впитываемость бумаги определяли на аппарате Клемма. Выражается капиллярная впитываемость в миллиметрах поднятой по капиллярам бумаги воды за определённое время (10 мин). Испытанию подвергаются полоски бумаги шириной 150,15 мм и длиной 200 мм. Полоски располагают вертикально, закрепляя в зажимах, и опускают нижним концом в воду на глубину 10 мм.

Зажимы расположены с обеих сторон измерительной линейки с ценой деления 1 мм. Всё это закреплено на передвижной вертикали горизонтальной планке. На ней укрепляются полоски бумаги (по 5 шт. машинного и поперечного направлений). Планку с линейками опускаем в ванночку с раствором т. о, чтобы концы линеек касались её поверхности, а образцы испытуемой бумаги погружены в раствор на глубину 10 мм.

Отсчёт ведут по шкале на линейке по высоте впитывания. Температура жидкости должна быть 201 ⁰С.

По полученным результатам вывели средние значения, которое занесли в таблицу 11:

Таблица 11

Зависимость капиллярной впитываемости от расхода NaOH на варку.

Расход NaOH от а. с. сечки, %	Капиллярная впитываемость, мм
16%	40
24%	30
30%	27

3.13 Вывод

В ходе опытно-экспериментальной работы было проведено 9 варок сечки борщевика Сосновского с гидроксидом натрия при температуре 98-103?С. Был получен полуфабрикат со средним выходом 63,54-70,22%, по внешнему виду напоминающий целлюлозный полуфабрикат.

В результате микроскопических исследований было определено, что полуфабрикат состоит в основном из волокон целлюлозы.

В результате проведения физико-механических испытаний было определено, что жесткость полуфабриката в среднем составляет 17,48-24,23 ед. Каппа. Это свидетельствует о том, что полуфабрикат мягкий.

Размалывается полуфабрикат в начале медленно и плохо, но после достижения 30?ШР степень помола резко возрастает до 50-55?ШР, масса при этом не зажирняется.

Разрывная длина, полученного полуфабриката, составляет в среднем 2666,8-3547,55 м, сопротивление раздиранию - 28,66-34,3 гс.

Из проведенных испытаний можно сделать вывод, что полуфабрикат можно использовать в производстве внутренних слоев упаковочных видов картона (тарный, упаковочный, гофрированный, коробочный и др.), а также в сельском хозяйстве для изготовления горшочков для выращивания рассады с последующим пересаживанием в грунт.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Промышленная заготовка борщевика Сосновского с целью применения в целлюлозно-бумажной промышленности не осуществляется. В данном проекте определены только затраты, связанные с проведением эксперимента.

Таблица 12

Расчет стоимости материальных ресурсов.

Наименование материальных ресурсов	Ед. измерения	Цена за единицу, руб	Кол-во	Сумма, руб
Холодная вода	м3	7,03	1	7,03
Канализация	м3	6,2	1	6,2
Эл. энергия	кВт·ч	1,39074	28,8	40,3
Мусор	м3	102,29	0,5	51,15
Гидроксид натрия	кг	5,1707	0,566	2,93
Бензин	л	13	3	39
Итого	-	-	-	146,61

Таблица 13

Расчет заработной платы.

	Чел·ч	Часовая тарифная ставка, руб	Региональный коэффициент	Отчисления на социальное страхование, руб	Сумма, руб
Зарплата водителю	3	11,655	1,84	16,36	46,57
Зарплата заготовителям	9	15,98	1,84	65,92	187,672
Зарплата лаборантам	420	8,92	1,84	1791,89	5100
Итого	-	-	-	1874,17	5334,242

Таблица 14

Смета затрат.

Статьи затрат	Сумма, руб
Материальные затраты	146,61
Заработная плата	5334,242
Отчисления на социальные нужды	1874,17
Амортизация оборудования	409,5
Прочие затраты	776,452
Всего по смете	8540,9

Затраты на проведение эксперимента составили 8540,9 руб.

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

1. Общие требования безопасности.

1. К работе в лаборатории допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие производственное обучение, инструктаж по технике безопасности и получившие об этом соответствующее удостоверение.

2. Лаборант обязан:

строго соблюдать производственную дисциплину и правила внутреннего распорядка.

работать в спецодежде и использовать при работе средства индивидуальной защиты.

выполнять требования по обеспечению пожаро-взрывобезопасности.

сообщать начальнику обо всех замеченных неисправностях оборудования, средств измерений, приспособлений и др. устройств.

знать, что все химические вещества ядовиты и принимать меры предосторожности от проникновения их в организм через легкие, кожу и рот.

владеть приемами оказания первой доврачебной помощи при несчастных случаях.

при получении травмы на производстве сообщить начальнику о случившемся и немедленно обратиться в медпункт.

3. Лаборанту запрещается:

производить работы в лаборатории, не связанные с выполнением графика заданий.

допускать в лабораторию посторонних лиц.

курить и распивать спиртные напитки.

в случае нарушения правил техники безопасности лаборант подвергается административному взысканию в соответствии с правилом внутреннего распорядка.

2. Правила техники безопасности перед началом работы.

1. Лаборант должен:

принимать рабочее место в чистоте и порядке.

проверить наличие реактивов и состояние растворов.

поверить средства индивидуальной защиты.

проветрить помещение.

надеть спецодежду, которая должна быть чистой и аккуратной.

3. Требования безопасности во время работы.

1. Строго соблюдать правила работы на приборах и аппаратуре.

2. Электроплитки и другие нагревательные приборы устанавливать на асбесте, содержать их в чистоте и не допускать попадания растворов.

3. Запрещается оставлять без присмотра зажженную спиртовку и включенные электроприборы.

4. Работы, связанные с выделением ядовитых паров и бурным течением процесса, проводить в вытяжном шкафу.

5. Набирать растворы в пипетки следует с помощью резиновой груши или автоматической пипеткой.

6. Запрещается брать в руки химические реактивы. Сыпучие реактивы следует отбирать сухим шпателем или специальной ложкой.

7. При переносе сосудов с горячей жидкостью пользоваться щипцами или полотенцем.

8. При перемешивании растворов пользоваться стеклянными палочками.

9. Нельзя допускать нагревания жидкостей в закрытых колбах и приборах, не имеющих сообщение с атмосферой.

10. При переливании жидкостей в сосуды с узким горлом необходимо пользоваться воронкой.

11. Осторожно обращаться с легко бьющейся посудой. Запрещается использовать посуду с трещинами или битыми краями.

12. Приборы, приспособления и химические реактивы должны находиться в установленных для них местах.

13. На всех упаковках с реактивами и склянках с растворами должны быть этикетки с разборчивыми записями. Запрещается исправлять надписи на этикетках и пользоваться реактивами без этикеток.

14. Запрещается пробовать реактивы на вкус и вдыхать неизвестные вещества.

15. Бутылки с кислотами, щелочам и другими веществами переносят вдвоем в специальных ящиках или корзинах. Перед транспортировкой проверить исправность тары.

16. Работы с вредными веществами следует проводить в резиновых перчатках и защитных очках, при количествах более одного литра. Работы проводить в резиновых сапогах и в прорезиненном фартуке.

17. Пролитую щелочь надо засыпать песком, затем его удалить, залить это место сильно разбавленной кислотой.

18. Если пролита кислота, то ее надо засыпать песком, песок удалить лопаткой и засыпать это место содой. Затем удалить соду и промыть большим количеством воды.

19. При проливании неядовитых растворов достаточно вытереть поверхность тряпкой и вымыть стол.

20. При случайных проливах огнеопасных жидкостей, немедленно выключить стоящие рядом нагревательные приборы. Место пролива засыпать песком, загрязненный песок собрать неметаллическим совком.

21. При просыпании и проливании ядовитых веществ, нейтрализовать их дезактиваторами и этот участок тщательно промыть водой. Промыть перчатки.

4. Требования безопасности в аварийных ситуациях.

1. В случае загорания проводов или электроприборов, немедленно их обесточить и гасить огонь огнетушителем или асбестовым покрывалом.

2. В случае пожара необходимо закрыть окна, выключить вентиляцию и электроприборы, вынести на улицу горючие жидкости и применить средства пожаротушения:

2.1. при загорании веществ, смешивающихся с водой - струей воды, огнетушителями, песком, листовым асбестом.

2.2. при загорании веществ, не смешивающихся с водой - углекислотными порошками, огнетушителями, песком, листовым асбестом.

2.3. при загорании веществ легковоспламеняющихся - песок, асбест, войлок, шерстяное одеяло и т. д.

2.4. деревянные части, горящие, тушат всеми огнегасящими средствами.

3. При ушибах обеспечить пострадавшему органу покой и прикладывать к нему холодный компресс.

4. При порезах не дотрагиваться до ран руками, не промывать водой и неизвестными лекарствами. Вокруг ран смазать йодом и перевязать.

5. При термических ожогах пораженное место смочить этиловым спиртом или смазать мазью от ожогов.

6. При тяжелых ожогах снять одежду с пострадавшего и вызвать врача.

7. При химических ожогах необходимо удалить с кожи вещество, вызвавшее ожог, соответствующим растворителем и обработать спиртом.

8. При ожогах щелочами и кислотами - обильно промыть водой обожженное место и обработать нейтрализующим раствором: при ожоге кислотой - 5%-ным раствором соды, при ожоге щелочью - 4%-ной уксусной или 2%-ной борной кислотой.

9. При попадании в глаза едких веществ, глаза обильно промыть водой, высушить полотенцем и вызвать врача.

10. При больших ожогах едкими веществами, ожоги обмыть водой и вызвать врача.

11. При поражении электрическим током, если человек остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо немедленно выключить ток. Если нет возможности отключить ток, оказывающий помощь должен изолировать руки диэлектрическими перчатками, встать на резиновый коврик и отделить пострадавшего от токоведущих частей.

Если пострадавший потерял сознание, надо, не ожидая приезда врача, сделать искусственное дыхание.

5. Требования безопасности по окончании работы.

1. Включение и отключение пусковых устройств на распределительном щите осуществляется стоя на резиновом коврике и пользуясь резиновыми перчатками.

2. По окончании работы выключить все электронагревательные приборы, аппаратуру и вентиляцию.

3. Отработанные жидкости нейтрализовать и слить в канализацию, промыть большим количеством воды.

4. При мытье посуды и раковины защищать руки от химических растворов и моющих средств резиновыми перчатками.

5. Привести в порядок рабочее место: вытереть пыль, вымыть и убрать посуду, инструменты.

6. В конце рабочего дня сделать в журнале записи о всех неисправностях и неполадках, обнаруженных во время работы.

Размещено на Allbest.ru