Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4948
.pdf
На каждый галлон спиртного уходило около 211 фунтов тростника и древесины. Напиток был горячим, когда в
него добавили тростник и древесину. Материал в реакторе № 110 нагревали до давления 100 фунтов
примерно за 50 минут, это давление поддерживали в течение часа, затем нагрев отключали, давали остыть
до давления около 5 фунтов за 75 минут, жидкость № 115 откачивали, а приготовленный материал извлекали
и оставляли в холодной воде на ночь. Затем материал пропускали через измельчитель типа "мельничный с
подачей", добавляя воду, после чего измельчали в течение 120 часов в стандартном измельчителе. Часть
этого материала была покрыта листами, образующими очень прочный картон довольно светло-бежевого
цвета.
Было доказано, что этот материал отлично подходит для изготовления прилавков для обуви и т.д., поскольку
его прочность примерно вдвое выше, чем у лучших высококачественных картонных листов, представленных
на рынке. Высококачественная древесноволокнистая плита (лучший сорт, найденный нами на рынке)
толщиной 0,035 дюйма показала в ходе испытаний вес 190 фунтов, в то время как изделие, изготовленное, как
в данном примере, из свежего тростника и свежей коротколистной сосны той же толщины, показало вес 385
фунтов. Ещё один лист этого материала толщиной 0,01 дюйма, испытанный на прочность при нагрузке 195
фунтов.
В другом случае, 3 части зеленого тростника обрабатывали раствором NaSO4O (3%) и смешивали с этой
зеленой смолистой сосной (около 1 части, обработанной раствором CuSO4 (2%)), получая очень
концентрированный раствор для производства древесной массы, подставок для обуви и т. д. В других случаях
использовали от 65 до 75% зеленого тростника, обработанного K2SO4, FeSO4 или их смесями, с 25 до 35%
обработанной древесины.
Мы также обнаружили, что хороших результатов можно добиться, смешивая тростниковую целлюлозу с
обычной древесной целлюлозой, которая производится содовым, сульфитным или старым так называемым
«сульфатным» методом. Обращаем также внимание на то, что при обработке древесины можно добавить в
варочный котёл от десяти до двадцати процентов опилок или любых других древесных отходов, благодаря
чему стоимость готовой целлюлозы может быть существенно снижена, особенно если требуется
«пластиковая древесина» для формования.
Использование древесины, тростника, трав, болотной растительности и т. д. в необработанном виде, а не
полностью высушенном, имеет существенное преимущество, поскольку, как правило, получаются более
прочные изделия. Полная сушка материала перед приготовлением, по-видимому, в некоторой степени
ослабляет волокна. Рост растений в зеленом или высушенном состоянии может быть значительно снижен
этим процессом.
Использование только сульфата натрия или его смеси с сульфатами металлов, по-видимому, дает лучшие
результаты при обработке пихты, ели и твердых пород древесины.
Использование сульфата калия отдельно или в смеси с сульфатами металлов, по-видимому, дает лучшие
результаты при обработке трав, соломы, бамбука, различных стеблей и болотной растительности.
Последние, по-видимому, лучше лечить сульфатом магния или этим препаратом в сочетании с...
сульфат щелочного металла. > - Сульфат алюминия сам по себе или в смеси с сульфатами щелочных
металлов значительно замедлял рост всех растений, но, в частности, некоторые виды древесины,
по-видимому, в некоторой степени затвердевали волокна.
Исследования также показали, что сульфат хрома придает древесным волокнам несколько более темный
цвет, и это вещество также окрашивает некоторые отдельные волокна из других древесных пород, как указано
здесь. Более щадящие растворы, похоже, в некоторой степени контролируют цвет.
При обработке древесины иногда целесообразнее использовать только сульфат натрия, а не сульфат калия,
сульфат магния или их смеси, поскольку при варке с сульфатом натрия (особенно в течение первых
четырех-пяти варок с таким раствором) образуется мякоть несколько более светлого цвета, а волокна хорошо
сплетаются и переплетаются. С помощью любого из этих реагентов или всех сразу кору можно удалить с
бревен, досок и т. д.: при желании перед приготовлением, или же кору можно оставить на древесине, при
желании, и ее очень легко удалить или утилизировать, слегка перевернув.
При обработке материалов последнего класса в процессе разложения предпочтительно не превышать
температуру 337°F при давлении 100 фунтов, а также, по-видимому, лучше всего не превышать температуру
320°F при давлении в фунтах. В случае с травами, особенно благоприятные результаты достигаются при
температуре не выше 280 градусов по Фаренгейту и давлении не более 35 фунтов.
При работе с древесиной предпочтительное давление не должно превышать 140, а в идеале — 110 фунтов.
95 Когда сульфат магния используется в качестве основного солевого компонента пищеварительного
раствора, при переваривании тростника, трав, болотной растительности и т. д. целесообразно использовать
некоторое количество K2SO4 с 10O (например, в количестве, равном не менее 8%, а предпочтительно до 12%
от веса MgSO4). Это способствует поддержанию кремнезема во взвешенном состоянии. При работе с
древесиной, особенно со смолистой древесиной, целесообразно добавлять примерно такое количество
сульфата натрия. В случае с тростником, травой и т. д. материал легче обрабатывается на ситах, особенно
если пищеварительный раствор уже использовался в нескольких последовательных варках. Это
предотвращает образование желеобразного кремнезема, который мог бы засорить экраны.
ПРИМЕР 9.
В следующем примере используется 115 мг сульфата магния (MgSO4·5 H2O) в качестве раствора для
пищеварения.
— В биореактор в корзине или клетке помещали зеленые блоки из смолистой сосны длиной 3 дюйма,
толщиной 1 дюйм и шириной 81/2 дюйма, после чего в него подавали холодный раствор, содержащий 2%
кристаллизованной соли. Варочная поверхность нагревалась до тех пор, пока в котле не появилось давление
в 100 фунтов (для этого потребовалось около 105 минут нагрева). Это давление поддерживалось в течение 45
минут, после чего содержимому дали остыть примерно до атмосферного давления.
Затем блоки пропускали через вальцовую мельницу с 266,168 066,168 вальцами, после чего, с водой,
пропускали через пульпер и обрабатывали щеткой в течение часа.
Урожайность составила около 82%. В результате получилась плотная кашица.
6 Растворы английской соли, гораздо более слабые, чем этот, например, 1/4%-ной концентрации, также дают
хорошие результаты.
Хотя обычно мы предпочитаем использовать некоторое количество NaSO или KSO вместе с MgSO,
удовлетворительных результатов можно добиться и с использованием только последнего, особенно если не
планируется использовать один и тот же раствор для более чем двух-трех варок.
ПРИМЕР 10.
Куски древесины гикори длиной примерно от трех до пяти дюймов, толщиной от четверти до половины дюйма
и шириной около одного дюйма были помещены в клетку и помещены в биореактор с раствором сульфата
меди концентрацией около одного процента, достаточным для практически полного заполнения биореактора.
В нижнюю часть биореактора подавался пар, при этом использовался сухой пар высокого давления, и
давление повышалось от атмосферного до 150 фунтов за 75 минут. Затем впускные клапаны для пара были
частично закрыты, и температура и давление поддерживались примерно постоянными в течение получаса. По
истечении этого времени подача пара была перекрыта, и давление упало примерно до 60 фунтов, что заняло
25 минут. Затем был открыт предохранительный клапан в нижней части варочного котла, чтобы выпустить
значительное количество жидкости, верхняя часть котла была открыта, и клетка с вареной щепой была
перенесена в емкость с холодной водой на 15 минут, после чего клетка была открыта, и щепа измельчалась,
проходя через гофрированные валы, а затем из валов попадала в дробильный двигатель, в котором
измельчение продолжалось в течение получаса.
Полученная таким образом целлюлоза коричневого цвета была процежена и высушена без промывки, и было
установлено, что ее выход составляет приблизительно 90% от веса сухой древесины.
В другом аналогичном примере, когда целлюлозу промывали в течение 50 минут, выход продукта составил
значительно более 700 мкг/м³. Полученное волокно было относительно длинным. Материал не прилипал к
проволочной сетке сита для целлюлозы.
ПРИМЕР 1 1.
В аналогичном эксперименте с раствором сульфата меди использовалась еловая древесина в виде кусков
длиной около трех дюймов и квадратным сечением в полдюйма. Материал был нагрет, а давление повышено
до 105 фунтов за 75 минут. Давление поддерживалось на этом уровне в течение 11/1 часа, а затем снижалось
примерно до 30 фунтов примерно за час, после чего приготовленный продукт извлекался. Часть этого
измельченного вареного материала пропускали через измельчительный двигатель, где он взбивал в течение
нескольких минут, добавляли около 1% смоляного гранулятора и небольшое количество квасцов, после чего
материал без промывки пропускали через бумагоделательную машину. Полученная бумага была прочной,
плотной и коричневатого цвета.
ПРИМЕР 12.
Извлеченную каштановую древесину (полученную путем выщелачивания измельченной каштановой
древесины горячей водой для получения каштанового дубильного раствора) варили с раствором сульфата
железа концентрацией около половины процента.
сила. Приготовление заняло в общей сложности два с половиной часа, а готовые чипсы почернели из-за
реакции железа с оставшимися в каштановой древесине дубильными веществами. Затем этот материал
измельчали, превращали в пульпу в мешалке, отделяли от воды без промывки, а из полученной пульпы
формовали каблуки для сапог, ручки и подобные изделия, которые были черного цвета и могли быть
распилены или обработаны на токарном станке, образуя черные, слегка глянцевые поверхности в местах
разреза. Было установлено, что такие поверхности хорошо полируются при обработке небольшим
количеством масла и незначительном трении.
ПРИМЕР 13.
Сосновая древесина в виде щепок приблизительно того же размера, что используется в процессе
производства сульфитной целлюлозы, обрабатывалась смесью раствора сульфата железа и раствора
сульфата меди (примерно по 0,8% каждого), в результате чего получалась высококачественная коричневая
целлюлоза, из которой затем изготавливалась высококачественная бумага светло-бежевого цвета.
ПРИМЕР 14.
6,5 70) - Пшеничная солома (и рисовая солома), сваренная (как в примере 10) в растворе, содержащем смесь
сульфата железа и каинита (примерно по 0,7% каждого), при этом материал предварительно помещается в
клетку в биореакторе 110. После варки в течение примерно двух часов материал извлекали из варочного
котла и помещали в мешалку, где он взбивался около 20 минут, а после промывки превращался в бумагу №
115 довольно темного оттенка.
Конечно, смешанные породы древесины можно обрабатывать для получения определенных результатов, и
часто целесообразно смешивать древесину, содержащую относительно большое и относительно небольшое
количество цементирующего вещества, которое в результате варки доводится до такого состояния, что
продувка и струя воды превращают его в очень мелкодисперсное вещество. Соответственно,
модифицированное цементирующее вещество будет действовать как наполнитель в бумаге, и количество
наполнителя можно определить путем правильного смешивания обрабатываемой древесины.
Настоящее изобретение также охватывает обработку тростника, под которым подразумеваются различные
виды растений, произрастающих на тростнике, такие как Machrosperma arumdaria, Machrosperma tecta и
различные виды бамбука.
Изобретение включает в себя преобразование сахарного тростника такого типа в различные волокнистые
материалы путем обработки раствором для переваривания, а затем последующую обработку материала
любым подходящим способом в зависимости от желаемого конечного продукта. Обработка тростника может
проводиться как в сыром, так и в сухом виде, и может осуществляться как в коротких, так и в длинных отрезках
в зависимости от требуемого продукта, а также размера и длины обрабатываемого материала.
Тростник, который при желании можно разрезать на подходящие отрезки и связать в пучки, помещают в
раствор, содержащий 1 часть сульфата магния, 1 часть сульфата калия и 2 части сульфата натрия.
Указанные смеси или любые из указанных солей используются в количестве, равном примерно 1/8 унции – от
2 унций смеси или соли на каждый галлон воды. В результате образуется пищеварительный раствор с
концентрацией примерно от 0,1% до 1,5%, который значительно менее концентрирован, чем обычные
пищеварительные растворы, ранее широко используемые другими производителями целлюлозы. В
предпочтительном способе осуществления процесса крупный тростник, нарезанный на подходящие по длине
куски, помещается в варочный котёл (предпочтительно в виде пучков), при этом котёл максимально
заполняется пучками материала. При желании тростниковый материал можно поместить в клетки из
проволочной сетки.
Затем варочный котёл заполняется вышеупомянутой жидкостью, которая может быть холодной, тёплой или
даже горячей, после чего на котёл надевается герметичная крышка. Затем материал подвергается
термической обработке путем нагревания жидкости любым подходящим способом, например, путем
пропускания пара через змеевик или рубашку, или в некоторых случаях путем продувки паром.
Продолжительность и температура процесса варки определяют степень модификации сахарного тростника в
результате этой операции.
- Для изготовления волокнистых материалов для жестких щеток и тому подобного, жидкость (содержащую,
скажем, унцию солей на галлон) может быть нагрета до давления, например, 75 фунтов, при этом это
давление поддерживается в течение 15 или 20 минут, после чего жидкость достаточно охлаждается, чтобы
давление вернулось примерно к атмосферному, после чего приготовленный материал может быть извлечен
из горячей жидкости. -70 Для изготовления материалов для прядения волокон, мешковины, джутовой ткани,
веревок, шпагата и канатов целесообразно поддерживать давление около 100 фунтов в течение примерно 30
минут. Для получения более тонкой ткани обычно дают хорошие результаты при давлении 0,5 фунта на
квадратный дюйм (100 фунтов), поддерживаемом в течение 30-30 минут.
Для получения целлюлозы, используемой в производстве бумагопластиковых материалов, таких как
искусственная древесина и тому подобное, тростник сорта 80 может быть нагрет в растворе до давления 115
фунтов, которое может поддерживаться в течение 1–2 часов. Следует понимать, что указанные значения
давления и времени приведены в иллюстративных целях, а не ограничивают изобретение каким-либо иным
образом. Во всех вышеупомянутых случаях варочный котёл с раствором и приготовленным материалом
можно дать немного остыть, скажем, до 90 градусов, пока давление не упадёт примерно до атмосферного, а
температура не опустится немного ниже точки кипения, после чего жидкость можно слить из котла или 95
пучков материала можно вынуть из котла, оставив жидкость внутри.
Связки приготовленного продукта можно промыть или замочить в воде обычной температуры или горячей
воде на 1,5–2,5 часа, чтобы удалить прилипшие химические вещества. Для получения целлюлозы из
обожженного материала ее можно сначала пропустить через валы вдоль зерна, что приведет к его
измельчению на пучки волокон, которые затем можно пропустить через пульпер, а затем через роторный или
молотильный двигатель. Затем из полученного материала можно изготовить листы обычным способом,
предварительно вымыв часть межклеточного цементирующего материала.
Таким способом производится бумага коричневого цвета, очень прочная и превосходящая по прочности
многие из 115 видов крафт-бумаги. Для изготовления прядильных волокон, канатов, мешковины и тому
подобного целесообразно добавлять непосредственно после варки и промывки маслянистое вещество,
например, эмульсию смазочного масла и мыла или эмульсию ланолина или деграса с раствором соды, в
качестве смазки. Это средство служит в качестве кондиционирующего материала, а в качестве масла может
использоваться минеральное масло, жирное масло или смоляное масло. Затем материал 125 пропускается
через валки, которые могут быть изготовлены из твердого материала, такого как железо или дерево, или из
мягкого, податливого материала, такого как резина. Если рулоны изготовлены из твердого материала, их не
следует слишком сильно сжимать друг с другом, так как при чрезмерном давлении прочность волокна может
быть нарушена. При желании для этой операции можно использовать устройство, похожее на обычную
отжимную машину для белья; смазывание маслом может быть выполнено путем погружения нижнего валика в
маслянистый материал или эмульсию маслянистого материала.
Полученный рулонный материал затем можно пропустить через устройство для отбора волокон и чесальную
машину, после чего его можно использовать в качестве заменителя кокосового волокна или какао-волокна для
изготовления ковриков и циновок или для изготовления вышеупомянутых грубых тканей. При желании любые
отходы от этой операции могут быть пропущены через пульпер или устройство Джордана и направлены в
дробилку для производства бумаги.
Для обработки вышеупомянутого материала с целью изготовления волокна для щеток или метел,
обработанный материал можно промыть и обработать маслянистым веществом, как указано выше, после чего
его можно пропустить через валки указанным выше способом. Затем материал можно очистить щеткой или
чесать, чтобы удалить жгут в качестве побочного продукта, который затем можно переработать в ткани,
канаты или целлюлозу, как описано выше.
Когда необходимо получить очень грубую щетину, например, используемую для метел, уличной уборки и тому
подобного, приготовленный материал, предпочтительно после смазывания маслом, можно пропускать вдоль
через щели, расположенные на расстоянии друг от друга для получения желаемой толщины.
Волокно в виде целлюлозы, текстильного волокна, волокна метлы или готовых изделий, содержащих эти
материалы, при желании может быть окрашено путем обработки хлопчатобумажными красителями и
квасцами или другим протравителем.
Волокно, используемое для изготовления метел и щеток, а также волокно для мешков, веревок, канатов и
тому подобного, при желании может быть водонепроницаемым. Для этой операции подходит раствор,
приготовленный путем растворения ацетата свинца в воде, а затем отдельного растворения квасцов или
сульфата алюминия в воде, добавления агар-агара к каждому из указанных растворов и их перемешивания.
Еще одна подходящая смесь для придания материалу водостойкости — это смесь, состоящая из раствора
ацетата свинца и раствора меди, каждый из которых содержит камедь или декстрин, причем оба раствора
смешиваются вместе.
Важно отметить, что при использовании мелкого тростника, особенно сорта «текта», этот материал может
быть помещен в биореактор без предварительной нарезки на отрезки, просто будучи связанным в большие
пучки для полного заполнения биореактора, или же быть помещен в небольшие пучки, которые затем
упаковываются в биореактор. Затем эти пучки подвергаются термической обработке, и при прохождении
через валки материал измельчается в узлах, оставляя волокнистый материал для дальнейшей обработки.
При обработке крупных стеблей тростника или бамбука для производства волокна, тростник может быть
разрезан на 70 секций, с удалением стыков или узлов, а затем сформированы пучки тростника практически
одинаковой длины, предпочтительно после расщепления его на несколько частей. Вырезанные таким
образом узлы или соединения 75 можно варить отдельно для получения мякоти, так что нет необходимости
выбрасывать этот материал.
Упомянутая выше пищеварительная жидкость (см. пункт 80) в некоторой степени способна к модификации.
Сульфат железа можно использовать в качестве замены сульфата магния. Указанные выше пропорции
материалов, как было установлено, дают весьма удовлетворительные результаты. Однако хорошие
результаты можно получить даже при исключении сульфата натрия, а в некоторых случаях хорошие
результаты были достигнуты при использовании раствора сульфата натрия и сульфата калия в соотношении,
указанном выше, в количестве примерно от 114 до 2,5 унций на галлон жидкости.
Вместо описанных выше растворов можно также использовать различные другие сульфаты, такие как
сульфаты железа, меди, магния, алюминия, хрома, никеля или кобальта, предпочтительно с добавлением
сульфата калия, например, в примерно равных количествах. Также можно использовать каинит. Концентрация
растворов может составлять от 0,2 до 5 унций на галлон.
При обработке сахарного тростника целесообразно использовать сульфат калия в качестве одного из
компонентов раствора, поскольку он, по-видимому, разрыхляет кристаллическую форму кремнезема более
эффективно, чем другие сульфаты. 110 Выше упоминалось использование каинита в качестве ингредиента
пищеварительного раствора. KIainit — хорошо известное удобрение, которому была присвоена формула
KSO4-MgSO4--MgCl-6-UO. Обычно он содержит от 12 до 15% K'O.
Мы обнаружили, что при использовании растворов кайнита для обработки древесины всех видов, включая
хвойные породы и широколиственные виды, такие как тростник, бамбук, осока и другие болотные растения,
солома и тому подобное, можно получить весьма удовлетворительные результаты. Предпочтительный
раствор может первоначально содержать от 0,15 до 3 унций сырого каина на галлон воды, что в итоге
составит от 0,12 до 2,4%. Процесс разложения может проводиться в чугунных или стальных варочных котлах,
которые не требуют облицовки кислотостойким кирпичом и т. д. Не рекомендуется использовать растворы с
концентрацией выше примерно 4%, поскольку такие растворы иногда могут повредить продукт, а также
являются расточительными.
Что касается условий варки, мы обнаружили, что во многих случаях достаточно поднять давление примерно
до 70–100 фунтов на квадратный дюйм и поддерживать его в течение 1–3 часов, после чего материал можно
охладить до давления, близкого к атмосферному, затем раствор слить из варочного котла или слить готовый
материал из варочного котла, и полученную жидкость можно снова использовать для следующей варки.
Раствор, содержащий каинит, при желании может содержать и другие: вещества, улучшающие пищеварение,
например, сульфат натрия, сульфат меди, дополнительные количества сульфата калия или сульфата магния,
квасцы (которые могут быть получены путем нагревания и выщелачивания алунита), сульфат железа или
тому подобное.
ПРИМЕР 15.
Был приготовлен раствор из 3 унций кайнита на галлон воды, при этом используемый кайнит содержал 13,7%
K2O. На каждые четыре галлона жидкости уходило около 9 фунтов растительного сырья. В этом цикле на
каждые 9 фунтов растительного сырья приходилось 3,5 фунта зеленого тростника, собранного
непосредственно в болоте вместе с листьями и оболочками; 2 фунта очищенного зеленого тростника; 2 фунта
зеленой западной сосны; 1,5 фунта зеленого эвкалипта. Сосновая древесина и эвкалипт были представлены
в виде брусков длиной 4 дюйма, толщиной 2,5 дюйма и шириной 3 дюйма. Трость была разрезана на отрезки
длиной около фута. Указанные выше четыре материала были помещены в отдельные емкости из
проволочной сетки и помещены в биореактор, при этом раствор уже был горячим.
Биореактор был почти полностью заполнен жидкостью, и древесные отходы были полностью погружены в
нее. Затем жидкость нагревали в биореакторе до тех пор, пока давление в нем не достигло примерно 80
фунтов, и это состояние поддерживали в течение примерно 1,5 часов. Затем материалу в биореакторе дали
остыть примерно до атмосферного давления, после чего отдельные клетки с приготовленным материалом
извлекли и осмотрели. В ходе этого эксперимента нагрев осуществлялся для повышения температуры и
давления в течение примерно 1,75 часов. Давление в 80 фунтов поддерживалось в течение 1,5 часов, а
материалу давали остыть около 1,5 часов. Затем весь материал замачивали в воде в течение часа. Каждый
из четырех материалов отдельно пропускали через дробилку и измельчитель с водой, а полученную пульпу
измельчали в течение получаса в измельчителе, после чего из каждого из четырех материалов, а также из
различных смесей этих материалов, изготавливали листы.
ПРИМЕР 16.
В оставшуюся после Примера 15 жидкость поместили три фунта зеленой смолистой сосны, два фунта
зеленой западной сосны и один фунт шесть унций зеленой смолистой сосны (на каждые 4 галлона жидкости).
Материал нагревали до тех пор, пока манометр в реакторе не показал давление в 90 фунтов, и поддерживали
его в течение примерно одного часа, после чего раствору и материалу дали остыть.
Затем каждый из приготовленных ингредиентов пропускали через дробильные валы, потом через
измельчитель, после чего измельчали обычным способом и формировали из них листы.
ПРИМЕР 17.
К оставшейся после Примера 16 жидкости добавили примерно 1/2 унции кайнита на галлон жидкости, затем в
раствор поместили несколько кусков древесины и подвергли их обработке, повышая давление до 75 фунтов в
час, поддерживая давление 75 фунтов в течение 3 часов, а затем давая раствору остыть до тех пор, пока в
реакторе не установилось давление, близкое к атмосферному. На каждые 4 галлона раствора уходило около
7 фунтов древесины. В этом эксперименте использовались следующие породы древесины: гикори, зеленая
западная сосна, зеленая старая полевая сосна, сухая черная эвкалиптовая древесина, 100 зеленых болотных
эвкалиптовых древесиной и сухая западная сосна, в блоках, средний объем каждого из которых составлял от
20 до 40 кубических дюймов.
После приготовления куски дерева обрабатывались, как указано выше, и в результате получилось 105
хороших результатов.
ПРИМЕР 18.
В другом случае зеленая древесина можжевельника в виде палочек длиной 2 фута и размером примерно 1-2
дюйма на 1 дюйм (расщепленная топором, как дрова) была приготовлена в растворе кайнита (содержание
K2O 12,9%), содержащем около 1/4 унции на галлон. Давление в биореакторе составляло около 80 фунтов и
поддерживалось в течение 4 часов. После замачивания приготовленного материала в воде в течение часа
его, во влажном состоянии, пропускали через гофрированные прессовальные и измельчительные валы, затем
взбивали и превращали в прочную, плотную бумагу коричневого цвета, пригодную для упаковки.
В других экспериментах мы использовали кайнит и сульфат магния вместе, кайнит и сульфат натрия вместе,
кайнит и сульфат цинка вместе. Особенно благоприятные результаты были получены при варке (в растворах
каинита) смесей зеленого тростника, зеленой смолы или зеленой сосны, например, в соотношении 65:75%
тростника к 25 или 35% древесины. В обоих случаях получаются изделия, которые при формовании
становятся очень прочными; толстые листы этих материалов можно использовать для изготовления
подставок для обуви, недорогих чемоданов, сундуков, упаковочных коробок и тому подобного.
Термин «каинит», используемый здесь, предназначен для обозначения любого сырого материала,
содержащего не менее 12% K2O, например, различных смесей солей, добываемых из месторождений
Штассфурт 1.6 или других подобных месторождений в других местах, или приготовленных искусственно, в
которых большая часть металлов существует в виде растворимых сульфатов.
Выше упоминалось использование нитрата в качестве активного компонента пищеварительного раствора. В
качестве нитратов можно использовать такие вещества, как нитрат натрия, калия, кальция, магния и другие,
как по отдельности, так и в сочетании с другими вышеупомянутыми солями.
Концентрация составляет примерно от 1/4 до 3%.
-ПРИМЕР 19 - В железный биореактор без футеровки поместили высушенные блоки ели, щепу ели,
содержащую, скажем, около 40% воды, и блоки желтого тополя. Затем в реактор добавили достаточное
количество 2%-ного раствора сырого XaNPa (удобрительного качества), чтобы полностью покрыть древесный
материал. Затем массу нагревали до тех пор, пока в реакторе не создавалось давление около 110 фунтов на
квадратный дюйм, и это состояние сохранялось в течение примерно часа, после чего раствору давали остыть,
а материал удаляли из реактора. Общее время, в течение которого давление в биореакторе превышало 80
фунтов на квадратный дюйм, считалось эффективным периодом варки, что составляло два часа.
Обработанный материал затем извлекали из варочного раствора, помещали в резервуар с холодной водой на
несколько часов, после чего пропускали через дробильные валы, затем с водой через пульпер и в
измельчитель.
Процесс обработки начинался с поднятия валка молотка примерно на шесть оборотов над основанием, после
чего валок постепенно опускался примерно до трех оборотов над основанием.
56 Измельчение продолжалось полчаса, после чего часть мякоти была раскатана и высушена без
промывания.
Другую часть целлюлозы сначала промыли, слегка опрыскав водой, а затем уложили на листы. Другую часть
взбивали еще полчаса, а затем покрывали пленкой.
Другую часть взбивали еще полчаса, а примерно в конце процесса взбивания добавляли клей и квасцы в
количествах, обычно используемых при проклейке бумаги. В других случаях части целлюлозы промывали,
затем сортировали по размеру и формировали из нее листы.
ПРИМЕР 20.
Блоки еловой древесины, находящиеся в практически сухом на воздухе состоянии, помещали в 1/2%-ный
раствор неочищенного NaNO и подвергали нагреву. Примерно через 3/4 часа давление достигло 80 фунтов,
и оно поддерживалось на уровне около 80 фунтов в течение примерно 4 часов, после чего жидкость немного
остыла, блоки были извлечены из варочного котла и помещены в холодную воду на ночь. На следующий день
они были обработаны, как указано выше] - ПРИМЕР 21.
Блоки воздушно-сухой еловой древесины, еловой древесины в виде щепы с содержанием влаги около 40%,
желтого тополя и зеленого тростника были помещены в раствор, оставшийся после вышеописанного
эксперимента, и приготовлены указанным выше способом. В ходе этого эксперимента раствор нагревали до
тех пор, пока в реакторе не создавалось давление в 110 фунтов, которое поддерживалось в течение трех
часов, после чего нагрев прекращали, и материалу давали остыть, после чего его отделяли от жидкости и
обрабатывали описанным выше способом.
Обращается внимание на тот факт, что один и тот же варочный раствор использовался более 100 раз в
течение десяти и более варок, и наши эксперименты показывают, что раствор можно использовать очень
много раз, прежде чем он станет достаточно загрязненным, чтобы его пришлось выбросить. 105 Листовые
изделия, полученные в результате обработки еловой древесины нитратным раствором, имели
светло-бежевый цвет. Было установлено, что весь листовой материал, полученный в ходе вышеописанных
экспериментов, обладает очень высокой прочностью (110%), аналогичной прочности высококачественной
крафт-бумаги. Изделие, полученное из тополя, имело значительно более темный цвет, чем изделие из ели, а
именно средне-коричневый. Этот продукт под номером 115 отличался особой прочностью и износостойкостью
и был разработан для очень прочной оберточной бумаги.
В процессе варки жидкость приобретает желтоватый цвет и, как было установлено, имеет выраженный
карамельный запах.
Мы получили хорошие результаты, используя раствор с концентрацией 1,6%, однако следует понимать, что
можно использовать растворы и с другой концентрацией, например, от 1,5% до 4%. В некоторых 1 11 ? 1 В
некоторых случаях этот диапазон может быть несколько превышен, но для растворов с концентрацией ниже
1% требуется значительно больше времени, а растворы с концентрацией значительно выше 4% в некоторых
случаях могут несколько повредить продукт. Для получения бумаги наилучшей плотности рекомендуется
использовать растворы с концентрацией от 1/4 до 1/2%.
Выше упоминалось использование хлоридов в отваре для варки. Содержащиеся в них натрий, калий, магний
и кальций оказываются очень подходящими как по отдельности, так и в смеси друг с другом или с
сульфатами, как указано выше. Конечно, обычная морская соль вполне подойдет. Это можно использовать
как в виде морской воды, так и в виде смесей морской воды с пресной водой. Смеси хлорида натрия
(например, каменной соли) с хлоридами кальция или магния, а также смеси хлорида натрия с сульфатом
магния или сульфатом натрия, по-видимому, дают лучшие результаты, чем одна только каменная соль.
Наиболее удовлетворительные результаты, по-видимому, достигаются при концентрациях от 0,3% до 4%.
-ПРИМЕР.22.
Был приготовлен раствор морской соли, содержащий около 2,5% хлорида натрия и небольшие количества
других вышеупомянутых солей: (а) крупные щепки воздушно-сухой адирондакской ели, (б) желтый тополь, а
также (в) ель в виде стандартных щепок (последние содержали около 40% влаги), которые были помещены (в
отдельные клетки) в биореактор, после чего в него был залит вышеуказанный раствор, полностью
покрывающий его. Затем температуру повышали (за счет внешнего нагрева) до давления около 110 фунтов.
на квадратный дюйм было зафиксировано на манометре биореактора. Температура составляла около 325
градусов по Фаренгейту. Это давление поддерживалось в течение примерно 2 часов, после чего нагрев был
отключен, биореактору дали немного остыть, а клетки с древесиной извлекли из раствора, поместили в
резервуар с водой и оставили на ночь. На следующий день части каждого из вышеупомянутых материалов
сначала измельчали, затем пропускали через пульпер, а затем в измельчитель, где измельчение проводилось
при поднятом примерно на пять оборотов валке над основанием в начале операции, а через короткое время
валок опускали на четыре оборота над основанием. «Избиение продолжалось в каждом случае в течение
сорока пяти минут, после чего часть материала накрывали простыней».
Таким образом были получены чрезвычайно прочные листы. Затем другую часть каждой целлюлозы слегка
промывали, а часть ее раскатывали в листы. Полученные таким образом листы оказались очень прочными и
пригодными для использования в качестве оберточной бумаги. К остальным частям измельченного и
промытого материала добавляли немного канифоли и квасцов, и измельчение продолжали еще пятнадцать
минут. Из этих материалов затем изготавливали листы бумаги, которые во всех случаях отличались хорошей
прочностью и внешним видом.
Полученные таким образом материалы из ели, будь то крупные щепки из высушенной ели или щепки
стандартного размера из влажной ели, имели светло-бежевый цвет. Пример 23.
Оставшийся после первой варки раствор разбавляли в три раза большим количеством свежей воды, а затем
использовали для варки тростника, включая бамбук и миакросперматозоид; часть тростника была высушена
на воздухе, а часть – в зеленом состоянии. Давление было повышено до 90 фунтов за счет внешнего нагрева,
и это давление поддерживалось в течение примерно 4 часов. По истечении этого времени, после некоторого
охлаждения, приготовленный материал был извлечен из биореактора и выброшен в резервуар с водой, где
ему оставили на ночь. На следующий день эту массу (еще влажную) пропустили через 95 валиков, затем, с
водой, пропустили через измельчитель, а затем в дробилку, где она измельчалась в течение получаса при
поднятом на четыре оборота валике. Затем часть материала была удалена из 100-го молотка и превращена в
лист. В результате получился плотный лист коричневого цвета.
Другой фрагмент того же материала был слегка смыт и превращен в лист светло-коричневого цвета, который
показал высокую степень прочности (105%). Другая часть материала была обработана клеем, измельчение
продолжалось еще пятнадцать-двадцать минут, после чего из него был изготовлен лист, в результате чего
получился светло-коричневый, очень прочный лист, идеально подходящий для оберточной бумаги.
ПРИМЕР 24.
Крупные щепки ели (влажные и сухие), древесины эвкалипта черного, эвкалипта красного, сухой древесины
тополя, а также стандартные по размеру щепки влажной ели помещали в морскую воду, и материал
подвергали разложению в течение 11 часов при давлении около 110 фунтов на квадратный дюйм. Общее
время, в течение которого материал находился под давлением выше 90 фунтов, составило 2 часа. В ходе
этого эксперимента давление было кратковременно повышено до 120 фунтов на квадратный дюйм. Затем
материал обрабатывали, как указано выше (125), и полученная целлюлоза или листы (pro266,168 P 11 1 j i i f
f1 i i 266,168) оказались несколько хуже, чем те, которые были получены в первых двух примерах, вероятно,
из-за того, что давление в варочном котле во время варки достигало фунтов.
Обращаем ваше внимание на то, что после варки целесообразно замачивать материал в воде на несколько
часов, чтобы он полностью пропитался водой, прежде чем приступать к измельчению. На этом этапе сушить
материал нецелесообразно, хотя в некоторых случаях готовый материал можно сначала высушить, отправить
на другой завод, а затем замочить в воде на несколько дней, чтобы он полностью увлажнился перед
измельчением.
EXALE 25.
21) В качестве сырья для этой партии использовались: белая береза в виде досок толщиной полдюйма,
красная береза в виде досок толщиной 1/8 дюйма, распиленные на доски длиной 1 1/4 дюйма, клен
Гленс-Фоллс размером 1 1/2 x 1 1/2 x 3 дюйма, куски желтого тополя размером примерно 9 x 1 x 2 дюйма,
плиты из черной эвкалиптовой древесины, влажная еловая щепа, сухой белый тополь, сухие кленовые плиты,
большая сухая еловая щепа размером примерно 1/2 x 1/2 x 3 дюйма, свежая древесина тростника длиной 8
дюймов, свежая и сухая сосна. Материалы поместили в корзину из крупной проволочной сетки и опустили в
вертикальный биореактор, после чего добавили морскую воду нормальной концентрации, полностью покрыв
ею клетку с материалом. Примерно галлон морской воды использовался на каждые два фунта древесины и
т.д. Затем биореактор закрыли и начали нагревать нижнюю часть. Давление было доведено до 110 фунтов,
поддерживалось на этом уровне около 1,5 часов, затем нагрев был выключен, и реактору с содержимым дали
остыть в течение часа, реактор был открыт, и клетка с щепой была перемещена в резервуар со свежей
холодной водой и оставлена для замачивания примерно на час.
Крупные щепки раскалывали (вдоль зерна) на куски размером примерно полдюйма на полдюйма, затем
образцы каждого материала измельчали, пропускали через пульпер с водой, а пульпу взбивали, поднимая
валик на 6 оборотов вверх в начале процесса, а затем, во время взбивания, опускали на один или два оборота
за раз. Измельчение продолжалось 15 минут при показателе 5,5, половина мякоти была удалена, часть слегка
промыта и покрыта пленкой, а другая часть покрыта пленкой напрямую. Оставшуюся часть (не извлеченную
из мешалки) взбивали еще полчаса, часть извлекали и проклеивали, другую часть пропитывали раствором
канифольного мыла, содержащим немного каучукового латекса, затем небольшим количеством раствора
сульфата алюминия, после чего проклеивали. Все товары были превосходного качества.
ПРИМЕР 26.
В качестве пищеварительного раствора использовался коммерческий хлорид кальция в виде раствора
концентрацией 2 1/4 0. Для изготовления использовались следующие породы древесины: белая береза, дуб,
белый тополь, гикори, черная эвкалиптовая сосна и ель, частично влажные и частично сухие, а также
тростник. Ель была в виде щепок стандартного размера, а остальные породы дерева — в виде 76 кусков
длиной около четырех дюймов, расположенных вдоль волокон и имеющих в среднем примерно полдюйма в
квадрате. Тростник был нарезан на отрезки длиной около шести дюймов, часть из них была свежей, а часть —
сухой. Каждый вид древесины и т. д. был связан отдельно и помещен в проволочную корзину. Был добавлен
раствор хлорида кальция, чтобы полностью погрузить корзину с материалом 85, после чего крышка
биореактора была закрыта и закреплена болтами. Нагрев продолжался до тех пор, пока манометр не показал
110 фунтов, после чего нагрев был выключен, и материалу дали остыть в течение двух часов в растворе.
Затем корзину с приготовленным материалом перекладывали в холодную воду, и после замачивания в
течение часа или более измельчали, превращали в кашицу, взбивали и раскатывали, как в приведенных
выше примерах.
Была произведена превосходная продукция.
В некоторых случаях целесообразно использовать несколько более концентрированные или более слабые
растворы хлорида кальция, например, от 112 до 100% или даже немного более концентрированные.
Вместо использования одной лишь морской соли в некоторых случаях целесообразно применять ее смесь с
раствором хлорида кальция или хлорида магния. В 105 других случаях иногда целесообразно добавить
Соседние файлы в папке патенты