1.2.2 Сульфитный метод

Сульфитный процесс является вторым по распространённости после сульфатного процесса методом производства целлюлозы в мире. Целлюлозу, производимую методом сульфитной варки, называют сульфитной целлюлозой.

При производстве сульфитной целлюлозы используются малосмолистые хвойные породы древесины - ель и пихта. Сульфитный способ получения целлюлозы относится к кислотному методу делигнификации древесины, сущность которого сводится к обработке растительного сырья варочным раствором, содержащим диоксид серы и соли сернистой кислоты (сульфиты и гидросульфиты натрия, калия, аммония, кальция или магния) при повышенной температуре и давлении.

Производство сульфитной целлюлозы состоит из следующих основных процессов:

1. подготовка древесины;

2. приготовление сульфитной варочной кислоты;

3. варка и промывка целлюлозы;

4. сортирование и очистка целлюлозы;

5. отбелка целлюлозы;

6. сушка целлюлозы.

При сульфитной варке растительное сырье обрабатывается горячей разбавленной сернистой кислотой в присутствии сернистокислых солей кальция, натрия, магния, аммония или их смесей. В этих условиях лигнин образует водорастворимые соли лигносульфоновых кислот, количество которых зависит от жесткости сваренной целлюлозы и составляет в среднем 50-60% от количества органических веществ,а гемицеллюлозы гидролизуются, превращаясь в водорастворимую смесь моносахаридов, уроновых кислот и уксусной кислоты. Чем меньше жесткость, т.е. чем более облагорожена целлюлоза, тем больше из нее извлекается лигнина, гемицеллюлоз и смолы.

Все эти компоненты переходят в сульфитный щелок, в котором присутствуют смолы, муравьиная, уксусная и глюконовая кислоты, метиловый спирт, фурфурол, ацетон, соединения серы.Параллельно с этим увеличивается количество гидролитически расщепленной гемицеллюлозы сахаров.

При последующей биохимической переработке этого щелока содержащиеся в нем гексозные сахара сбраживаются на этиловый спирт, а оставшиеся пентозы и уксусная кислота усваиваются дрожжеподобными микроорганизмами, используемыми в сельском хозяйстве как источник полноценного белка и витаминов для кормовых целей.

Для выработки печатной основы для мелования, основы светочувствительной бумаги, писчей бумаги и многих других видов бумагишироко используется сульфитная беленая целлюлоза. Облагороженная сульфитная беленая целлюлоза используется для химической переработки, где из нее получают вискозный шелк, штапель, корд и т.д.Для этих целей используется целлюлоза с минимальным содержанием соединений железа.

Современные методы отбелки базируются на различных сочетаниях шести основных видах обработки целлюлозы, так называемого облагораживания - щелочной обработки, отбелки гипохлоритом, двуокисью хлора, перекисью водорода и так называемой кисловки - обработки сернистой кислотой.Для целей отбелки может использоваться жидкий хлор, двуокись хлора, хлорат натрия, гипохлорит кальция и натрия, хлорная известь, каустическая сода, соляная и серная кислоты, перекись водорода и перекись натрия.

Процесс горячего или холодного облагораживания сводится, наряду с дальнейшим извлечением лигнина и гемицеллюлоз, к растворению низкомолекулярных фракций целлюлозы, при этом содержание альфа-целлюлозы - основного компонента товарного продукта - может быть доведено до 98-98,5%. Завершается процесс облагораживания обработкой целлюлозной массы сернистой кислотой. Кисловка прерывает процесс отбелки, связывает избыток щелочи, способствует более полному удалению красящих веществ древесины, уменьшает зольность, содержание железа и марганца в целлюлозе.