19. Охарактеризуйте технологию целлюлозно-бумажного и гид­ролизного производств. Расскажите о производствах лесохи­мической промышленности.

Целлюлозно-бумажная промышленность перерабатывает древесину с целью получения целлюлозы и бумаги. Значение этой отрасли определяется огромными потребностями общества в бумаге, а промышленности - в целлюлозе, используемой для получения вискозного шелка, пластмасс, взрывчатых веществ, картона и другой продукции.

Для производства бумаги используются целлюлоза и древесная масса, представляющая собой мелко измельченную древесину. Целлюлоза же выделяется из растительной ткани путем удаления из нее других составных частей — лигнина, смол, пигментов и др. Чистая целлюлоза — это оболочка растительных клеток.

Лучшие сорта бумаги изготавливаются из чистой целлюлозы. Учитывая сложность производства и высокую стоимость целлюлозы, ее добавляют в древесную массу — в газетную бумагу—25%, а в типографскую и писчую бумагу — больше.

Для производства целлюлозы измельчают балансы в щепу на дереворубках. Щепа имеет длину 2,5 см и толщину 0,5 см и менее. Затем щепа погружается в варочные котлы, имеющие объем 150— .400 м³, где она варится 6—10 часов в варочной кислоте. При этом растворяются лигнин и другие нецеллюлозные части древесных клеток, составляющие до 42% их общего состава. Существуют 2 способа производства целлюлозы — сульфитный и сульфатный (натронный).

Более распространен сульфитный способ. По этому варка щепы производится в растворе бисульфата кальция. Варка происходит при температуре 145° и давлении в несколько атмосфер. Температура и давление в варочных котлах поддерживаются за счет поступления пара. Учитывая большой расход пара на производство целлюлозы, при целлюлозно-бумажных комбинатах строят ТЭЦ.

Выход целлюлозы составляет 50—58% от веса щепы. В качестве отхода образуются сульфитные щелоки, в которых содержатся сахаристые вещества. Поэтому они используются для производства этилового спирта, кормовых дрожжей и другой продукции. Каждая тонна сульфитных щелоков при переработке дает до 10 л спирта.

Сульфатный способ получения целлюлозы основан на применении для варки щепы каустической соды и сернистого натрия. В качестве отхода по этому способу образуются сульфатные щелоки, которые используются в качестве литейного крепителя и в других целях.

Для получения древесной массы балансы поступают в древесно-массовый цех, где специальные машины — дефибреры измельчают их в древесную массу. Образовавшаяся древесина кашица пропускается через фильтры (щеполовки). Крупные частицы древесины остаются в щеполовке и подвергаются вторичному измельчению.

От древесной массы отнимают часть воды, после чего она может быть использована для производства бумаги в смеси с целлюлозой. Поскольку на-1 т целлюлозы расходуется до 6 т лесоматериала и большое количество воды, целлюлозно-бумажные комбинаты разме­щаются в лесных районах (у сырья) на берегах рек.

Для получения бумаги целлюлозу смешивают в нужной пропорции с древесной массой. К ней добавляют наполнитель — каолин. Для уменьшения впитывающей способности бумаги в бумажную массу добавляют канифоль, а также краску для придания бумаги нужного цвета.

Бумажная масса поступает в бумагоделательные машины, представляющие собой систему автоматических агрегатов. Из бумагоделательных машин выходит готовая бумага в виде рулона. За час производится бумажная лента до 30 км длиной, шириной 8 м. Производительность бумагоделательных машин зависит от их скорости, увеличение которой является одной из важных технических задач. Поскольку крупный целлюлозно-бумажный комбинат потребляет большое количество леса, то в состав комбинатов входят лесные биржи (склады).

Комбинирование целлюлозно-бумажного производства с другими деревообрабатывающими производствами дает возможность наиболее полно использовать древесину и отходы производства. Создаваемые новые целлюлозно-бумажные производства, как правило, являются частью лесопромышленных комплексов (ЛПК), среди них Братский, Усть-Илимский, Маклаковский и др.

Гидролизное производство имеет целью получение спирта, кормимых дрожжей, фурфурола и других продуктов на основе использования отходов древесины.

Гидролиз — это осахаривание клетчатки древесины серной кислотой при определенных условиях. При получении спирта сахаристый раствор первоначально обрабатывается известью для удаления остатков серной кислоты, а затем охлаждается до 30 — 32° и направляется в чаны для брожения. С помощью дрожжевых грибков происходит биохимические процессы, превращающие сахаристый раствор в винный спирт.

Лесохимическая промышленность. При получении древесного угля применяются специальные печи, в которых происходит термическое разложение древесины, т. е. ее обугливание без доступа воздуха. При этом выделяется и улавливается подсмольная вода, которая далее служит сырьем для получения ряда продуктов, и образуется уголь, отличающийся высокой чистотой и используемый в химической и металлургической промышлен­ности. Выход угля составляет около одной трети к весу использованной древесины.

Сосновые пни, простоявшие несколько лет (пневый осмол), используются для получения скипидара. Извлечение (выгонка) скипидара производится в специальных котлах, нагреваемых извне. Обработанный таким образом пневый осмол затем может быть использован для получения древесного угля.

При сухой перегонке березы и других, лиственных пород получают уксусную кислоту и древесный (метиловый) спирт. Из 1 м³ абсолютно сухой древесины можно получить около 39 кг уксусной кислоты и до 28 кг метилового спирта.

Хвойные деревья, особенно сосна, кедр, лиственница, при надрезах коры выделяют смолистые вещества — живицу. В. весеннее время производят подсочку сосны. Длина желоба достигает 20 — 25 см. От него веером расходятся желоба глубиной до 1 см и шириной 1,5 см.

Внизу центрального желоба ставится воронка. На одном дереве делается один-два подобных надреза. За лето дерево дает до 300 г живицы.

Живица используется для получения канифоли и скипидара. Канифоль получают путем обработки живицы сухим паром. Из нее отделяют летучие вещества — скипидар, а остающаяся после обработки часть представляет собой канифоль, используемую в бумажной, лакокрасочной, электротехнической и других отраслях.

С середины 50-х годов в стране получило развитие производство древесных пластиков. Их получают из измельченной древесины путем механической, термической и химической обработки. Древесная масса (это, как правило, измельченные отходы производства) подвергается термической обработке, а также воздействию химикатов и смол, прессуется. После прессования она приобретает высокие механические свойства, слабо поддаётся гниению и является хорошим заменителем пиломатериалов.

Все указанные виды переработки древесины дают возможность использовать не только ствол дерева, но и пни, сучья, опилки и другие отходы. Наиболее полно эти цели достигаются в составе ЛПК, создание которых становится главным направлением в размещении лесопромышленной отрасли.