Получение микрокристаллической целлюлозы из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Ахметшин Искандер Рефович

• Ахметшин Искандер Рефович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Ахметшин Искандер Рефович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ 11 ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

1.1. Основные виды сырья, используемые для получения МКЦ, и 11 методы получения целлюлозы

1.1.1. Древесная целлюлоза

1.1.2. Хлопковая целлюлоза

1.1.3. Целлюлоза из однолетних растений

1.1.4. Целлюлоза из химико-термо-механической массы 22 (ХТММ).

1.2. Надмолекулярная структура и свойства целлюлозы

1.3. Стадии получения МКЦ

1.3.1. Гидролиз целлюлозы

1.3.2. Размол гидролизованной целлюлозы

1.3.3. Обработка МКЦ

1.3.4. Сушка МКЦ 37 ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 41 ПРОЦЕССОВ И ЯВЛЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ МКЦ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА, АКТИВИРОВАННОГО ПАРОВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ

2.1. Физико-химическая картина процессов и явлений, 41 происходящих при получении МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой

2.2. Формализация процесса

2.3. Математическое описание процессов и явлений,

происходящих при получении МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой. 2.4. Алгоритм расчета процесса получении МКЦ из 53 лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И 57 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МКЦ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА, АКТИВИРОВАННОГО ПАРОВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ

3.1. Описание лабораторных установок для исследования процесса 57 получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований

3.3. Анализ результатов математического моделирования и 70 экспериментальных исследований.

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА 83 ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА, АКТИВИРОВАННОГО ПАРОВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ

4.1. Опытные образцы фильтрующего материала на основе МКЦ

4.2. Опытно-промышленная установка для получения 86 фильтрующего материала на основе МКЦ

4.3. Технико-экономическое обоснование промышленного 89 внедрения результатов исследования.

4.4. Разработка способа и аппаратурного оформления для 91 непрерывного получения порошковой целлюлозы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ИНДЕКСЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3

Приложение №4

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение микрокристаллической целлюлозы из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой»

Актуальность темы.

Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) является мелкодисперсным продуктом гидролитической деструкции целлюлозы, наиболее полно выделенной из клеточной стенки сосудистых растений. Сложность процессов производства МКЦ, когда в качестве исходного сырья используется древесное сырье, заключается в том, что такое сырьё помимо самой целлюлозы содержит значительное количество иных соединений. К ним относится лигнин, гемицеллюлозы, различные экстрактивные вещества и незначительный процент минеральных веществ. Для производства МКЦ из растительного целлюлозосодержащего сырья в первую очередь необходимо выделить саму целлюлозу. Дальнейшие операции представляют собой гидролиз выделенной целлюлозы, который приводит к разрушению гликозидных связей в аморфных участках цепей, в результате чего образуется кристаллический остаток. Таким образом, процесс производства порошковой целлюлозы из исходного растительного сырья состоит из двух разных по своей сути стадий воздействия на органический материал, причем от стадии выделения целлюлозы существенно зависят свойства конечного продукта.

На сегодняшний день большой интерес представляют способы получения порошковых целлюлоз, в частности МКЦ, из различных растительных видов сырья, применяя при этом новые высокоэффективные методы выделения целлюлозы. Одним из таких методов является получение МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой. Материал, полученный таким методом из древесины, обладает высокой реакционной способностью, низким содержанием остаточного лигнина, высокой удельной поверхностью, что позволяет успешно и эффективно подвергать его ускоренной делигнификации или гидролитической деструкции. Это свойство лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой, положено в основу исследуемого в данной работе процесса получения МКЦ и объясняет эффективность разработанного метода.

Работа выполнялась в рамках государственного задания «Инициативные научные проекты» по теме № 13.5443.2017/БЧ «Модификация физико-химических свойств древесной биомассы, влияющих на эксплуатационные характеристики создаваемых материалов», а также при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно -технической сфере в рамках реализации проекта «Разработка технологии и опытной установки для переработки растительной биомассы в полнорационный комбикорм для крупного рогатого скота» (гос. контракт 1274ГС1/22705 от 31.05.2016).

Степень разработанности темы.

Большой вклад в развитие современных представлений об активации древесины паровзрывной обработкой осуществили Кокта, Вит[95,93], Асплунд с коллегами [94], Кароте[134], Де Лонг[111,119], Гравитис[101-107], В.А. Бабкин[159,167], Р. Тээйяр[108,109], У. Каллавус[114,115], Б. Андерсонс[122,124],А. Кокоревич[78,79], П. Эриньш [80,83]. Арвидсон и др. показали[88-91], что химические преобразования в древесине в результате воздействия взрывного автогидролиза приводят к образованию сферических фрагментов в общей структурной матрице лигноуглеводного комплекса в результате разрыва лигниновой сетки, что означает ослабление связей между компонентами древесины.Вопросами делигнификации и деструкции компонентов лигноцеллюлозных материалов, а также вопросами бумагообразующих свойств целлюлозных волокон занимались Н. Н. Непенин [37-39], В. И. Шарков[81,87], Б. Н. Кузнецов [25-29,], Н. Байклз[3], Р. З. Пен с коллегами[53,54,146,149,], А.В. Вураско [20,24], А.С. Смолин[75-76].Изучением вопроса получения МКЦ, изменения структуры целлюлозы в результате гидролиза, деструкции лигноуглеводной матрицы в целом занимались такие ученые как А. А. Сарымсаков[145], Т. П. Щербакова с коллегами[147-148], Д. В. Королев[156], группа ученых под руководством В.А. Бабкина[159,167].Надмолекулярную структуру целлюлозы с помощью физических методов исследования изучали следующие ученые: А. В. Левданский[30,40], Т. П. Щербакова [147-148], Н. Г. Базарнова[2], В. А.

Демин[14,165,170], Фролова С.В. с коллегами [173], а также группа ученых под руководством Грунина Ю. Б. [151].

Сегодня практически отсутствует теоретическая база, позволяющая сознательно и обоснованно определять выбор оптимальных режимных параметров и условий воздействия на активированное древесное сырье в условиях гидролиза с целью получения МКЦ.

Цель работы заключается в разработке методов и технологии получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой, разработке методов расчета и аппаратурном оформлении данного процесса.

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи исследования:

1. Идентификация физической картины процессов, протекающих на всех стадиях получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

2. Разработка экспериментального стенда для исследования процесса получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой и проверка адекватности математической модели изучаемого процесса.

3. Изучение структуры и свойств МКЦ, полученной из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

4. Разработка аппаратурного оформления предлагаемого способа получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

5. Технико-экономическое обоснование предлагаемого способа.

6. Промышленная реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований и конструкторских разработок.

Научная новизна.

Работа содержит научно-обоснованные технические и технологические решения, направленные на эффективную организацию процесса получения

МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой:

- разработана математическая модель процессов, протекающих при гидролизе лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой;

- установлено ускоренноепротекание гидролиза целлюлозы из активированного лигноцеллюлозногоматериала, полученного методом паровзрывной обработки древесины,в 1,1-1,3 раза по сравнению с гидролизом сульфатной целлюлозы при равных условиях;

- определены константы скорости гидролиза целлюлозы, полученнойпри делигнификации лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой;

- определен диапазон оптимальных температур паровзрывной обработки для получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой, равный 200-220 °С;

- демонстрируется снижение предельной степени полимеризации целлюлозы в 4,8 раза при предварительной паровзрывной активации древесины;

- доказана целесообразность использования активированной лигноцеллюлозной массы, полученной при паровзрывной обработке древесины, в качестве сырья для получения МКЦ.

Теоретическая и практическая значимость.

Разработанная математическая модель может быть использована при технологических расчетах процесса получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой. Экспериментально доказана эффективность паровзрывной обработки древесины, подвергающейся последующему гидролизу с целью получения МКЦ. Разработаны и внедрены в производство новые конструкции оборудования и технологические рекомендации, направленные на получение целевых продуктов с улучшенными качествами.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования.

Методологической базой исследования являются характеристики свойств исходных компонентов, которые выступают в качестве основных факторов, влияющих на физико-химические свойства МКЦ. Теоретическую базу исследований составили работы ученых по вопросам использования лигноцеллюлозного сырья в процессе получения МКЦ, а также нормативные документы. Эмпирическую основу составляли исследования кинетики деструкции целлюлозы из активированного лигноцеллюлозного сырья и конечные физико-химические свойства получаемой из нее МКЦ.

Достоверность_полученных_результатов_определяется

сопоставимостью их с основными положениями теории в химии и технологии гидролиза, а также комплексным подходом с привлечением современных физико-химических методов исследования и испытаний.

Реализация работы.

Теоретические и экспериментальные результаты исследований, проведенных в работе, были реализованы на ООО «НПО Политехнологии» при создании опытно-промышленного образца установки для получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой. Созданные стенды для экспериментальных исследований кинетики гидролиза целлюлозы из активированной древесины, внедрены в учебный процесс в рамках курсов «Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств», «Методы и средства научных исследований», «Разработка современного оборудования для делигнификации древесины».

Личный вклад автора.

Автором была поставлена задача исследования, разработана математическая модель, созданы экспериментальные установки, проведены экспериментальные исследования и математическое моделирование. Автором был создан опытно-промышленный образец установки для получения МКЦ

из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой (Пат.РФ №2592777).

На защиту выносятся:

1. Способ получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

2. Математическая модель процессов, сопровождающих процесс получения МКЦ из лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

3. Конструкции экспериментальных стендов.

4. Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования процесса гидролиза лигноцеллюлозного материала, активированного паровзрывной обработкой.

5. Технические решения на уровне изобретений способа непрерывного получения порошковой целлюлозы.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях: «Актуальные направления научных исследований 21 века: теория и практика» (Воронеж, 2014), «Первые Международные Лыковские научные чтения (Москва, 2015), «4-я Международная научная экологическая конференция» (Воронеж, 2015), «Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития» (Красноярск, 2017), «Международный научно-технический форум Первые международные Косыгинские чтения) (Москва, 2017), VIII Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в машиностроении» (Юрга, 2017), а также на научных сессиях КНИТУ (Казань, 2014-2017).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в журнале, рекомендованном ВАК, 1 статья в журнале, входящем в реферативную базу Scopus, 1 патент на изобретение РФ №2592777.

Соответствие работы паспорту научной специальности.

Результаты диссертации соответствуют паспорту специальности 05.21.03 «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины»: п. 2 «Химия и физика целлюлозы»; п. 8 «Химия и технология гидролиза древесины и некоторых видов растительного сырья, гидролизно-дрожжевого, гидролизно-спиртового и фурфурольного производств».

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 139 страницах машинописного текста, включающих 64 рисунка и 5 таблиц. Библиографический список включает 181 наименования цитируемых работ российских и зарубежных авторов.

Благодарности.

Автор выражает благодарность кандидату технических наук Просвирникову Д.Б. за всестороннюю помощь в работе над диссертацией.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

1.1. Основные виды сырья, используемые для получения МКЦ, и методы получения целлюлозы

Сырьем для получения МКЦ является целлюлоза, полученная различными методами. К ним относят сульфатную и сульфитную варку древесины, в результате которой получается древесная целлюлоза [22,23]. Более мягкие режимы варки позволяют выделить целлюлозу из однолетних растений и хлопка [5,125-128, 131, 140-142]. Целлюлозу также вырабатывают из химико-термо-механической древесной массы [98-100,113]. Для изучения возможности получения МКЦ из различного вида сырья необходимо проанализировать каждый вид целлюлозы с целью установления значимых свойств целлюлоз, влияющих на дальнейшую выработку из них МКЦ.

1.1.1. Древесная целлюлоза

Целлюлоза для МКЦ выделяется из древесины традиционными методами щелочной и кислотной варок. Целлюлоза может быть беленой, полубеленой или небеленой. Древесную целлюлозу используют в основном для производства бумаги, других видов небумажной продукции, вискозы, а также для химической переработки, в том числе для производства МКЦ. На сегодняшний день активно развиваются способы переработки лиственной древесины в целлюлозу, поскольку сложность варки лиственных пород заключается в большой разнице по плотности пород. Полуфабрикаты из лиственных пород имеют специфические, отличные от хвойных полуфабрикатов, свойства [1,4,16].

Сульфитная целлюлоза получается при добавлении во время варки сернистой кислоты и ее солей. Используют древесину малосмолистых пород: ели, пихты. Натронная целлюлоза вырабатывается из лиственных пород

древесины и однолетних растений. Преимущество данного метода— отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Сульфатная целлюлоза наиболее распространена. В качестве реагента используют щелок, содержащий гидроксид и сульфид натрия. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделение большого количества дурно пахнущих сернистых соединений.

Целлюлоза (cellulose, клетка, (C6H10O5)n) - клетчатка, основное вещество, из которого построены стенки клеток древесины (в древесине -около 45%), высокомолекулярный линейный полисахарид поли-1,4-Р-0-глюкопиранозил-Э-глюкопираноза со степенью полимеризации от 2 до 26 тыс. [34,44]. Это один из наиболее распространенных биополимеров, входящих в состав клеточных стенок; она обладает развитой капиллярно пористой системой и сложной надмолекулярной организацией, зависящей как от путей ее биосинтеза, предыстории обработки, так и от таких внешних условий, как влажность и температура [82,85-86]. Дисахарид целлобиоза -это основой структурный элемент, который повторяется в макромолекуле полисахарида. Последняя в свою очередь представляет собой упорядоченную винтовую ось с периодом повторения 10,3 А вдоль цепи. (рис. 1) [112,123].

cellulose

Рис. 1 - Макромолекула целлюлозы

Образование целлюлозы в природе является структурно организованным матричным процессом, при котором глюкозные единицы, проходящие через плазматическую мембрану, образуют макромолекулярные цепи с помощью ковалентных в-1,4 гликозидных и водородных связей. Одновременно происходит процесс поперечной агрегации макромолекул с помощью водородных связей с образованием микрофибрилл, формирующих

первичную и вторичную стенки клеток растений. Первичная стенка образована микрофибриллами с неупорядоченной взаимной ориентацией. Вторичная стенка состоит из трех слоев, среди которых по массе доминирует средний слой. Средний слой вторичной стенки характеризуется левым закручиванием фибрилл вдоль оси волокна, а внутренний - правым [135-137].

Сложность выделения целлюлозы из древесины заключается в извлечении лигнина из клеточной стенки. В зависимости от способа варки, в выделенной целлюлозе практически всегда присутствует остаточный лигнин. Для удаления остаточного лигнина и придания целлюлозе белизны после варки проводится её отбелка - обработка хлором для разрушения макромолекул лигнина (чаще используют бесхлорный метод с диоксидом хлора); обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина; в практику вошла также отбелка озоном, перекисью водорода.

В древесине лигнин распределен главным образом в срединной пластинке (между клетками) - примерно 75% всего лигнина, и непосредственно в клеточной стенке - около 25% (рис. 2) [41,42,74]. Лигнины, расположенные в этих двух местоположениях растительной ткани, значительно отличаются по содержанию метоксильных групп, что обуславливает их разные свойства, а, следовательно, и разное поведение при делигнификации.

Лигнин является смесью полимеров ароматической структуры с похожим строением. Он является многофункциональным полимером, содержащим различные функциональные группы. Макромолекулы лигнина (в особенности технических лигнинов) обладают жесткой трехмерной пространственной структурой, определенная часть функциональных групп может влиять на реакционную способность лигнина.

Рис. 2 - Схема поперечного разреза сформировавшихся трахеид хвойных пород: 1 - срединная пластинка (межклеточное вещество), 2 - первичная стенка, 3 -

и и < и и ^ и и /- /

внешнии слои, 4 - центральный слои, 5 - внутренний слои, 6 - люмен (клеточная

полость)

По этой причине структурную формулу описать практически невозможно. Однако, известны структурные единицы, входящие в состав макромолекулы лигнина, их взаимные связи, и типы взаимодействия. Структурными звеньями лигнина являются фенилпропановые единицы (ФПЕ), имеющими природу происхождения от фенилпропана. Лигнины хвойных пород образуются преимущественно гваяциклопропановыми единицами, лиственных пород - сирингилпропановыми. Также в составе некоторых видов лигнинов присутствуют гидроксифенилпропановые единицы, которые не содержат метоксильные группы.

Помимо лигнина в целлюлозе, выделенной из древесины сульфатным или сульфитным методом, содержатся гемицеллюлозы в количестве 10-15%. Наличие гемицеллюлоз приводит к повышению прочности целлюлозы, увеличению проклейки, но приводит к снижению непрозрачности бумаги.

Гемицеллюлозы — природный, низкомолекулярный разветвленный полисахарид, состоящий из 200 остатков сахаров различного состава (глюкоза, ксилоза, галактоза, арабиноза). Они нерастворимы в воде и в неорганических кислотах низкой концентрации, но хорошо растворимы в щелочах.

Распределение гемицеллюлоз в радиальном сечении клеточной стенки, толщина которой варьирует от десятых долей микрона до десятков микрон,

связано с отложением полисахаридов в клеточной стенке и образованием всей органической массы клетки (рис. 3).

Рис. 3 - Расположение полисахаридов в первичной оболочке стенки

Исследования показали [16], что в состав гемицеллюлоз входят гомо- и гетерополисахариды: арабинаны, арабиноглюкоуроноксиланы,

глюкоманнаны, галактоглюкоманнаны, арабиногалактаны и др. В мягких породах преобладают глюкоманнаны (ель, кедр), в твердых -галактоглюкоманнаны (сосна, лиственница, пихта). Структура ксилана, содержащего остатки Б-глюкозы, Ь-арабинозы, представлена на рис. 4. Средняя степень полимеризации этого полисахарида 130.

Рис. 4 - Структура ксилана березы.

Традиционными методами получения древесной целлюлозы являются сульфатная и сульфитная варка древесной щепы. При взаимодействии варочного раствора (растворенных активных химических реагентов) и частиц древесины в условиях повышенных температуры и давлении происходит растворение лигнина (делигнификация), разъединение клеток древесины, образование технической целлюлозы [21,11].

Сульфатная целлюлоза производится двумя способами - непрерывным и периодическим. Периодическая варка проводится в специальных варочных котлах, в которых производится циркуляция варочного щелока, подогреваемого во внешнем теплообменнике. Установка для периодической сульфатной варки целлюлозы состоит из варочного котла 1 вертикального типа, циркуляционного устройства, снабженного кольцевым ситом 2 для отбора щелока, циркуляционным насосом 3, трубчатым теплообменником 4, системой автоматического регулирования. Схема установки представлена на рис. 5.

—О ®

Рис. 5 - Схема периодической варки сульфатной целлюлозы: 1 - варочный котел, 4 - кожухотрубчатый теплообменник, 9 - щелокоуловитель, 11 - фильтр, 14 - флорентина, 17 - выдувной резервуар, 24 - конденсатор, 29 - абсорбер

Сульфитный варочный процесс заключается во взаимодействии древесины с сульфитной кислотой с образованием целлюлозы. Сущность этого термохимического процесса состоит в том, что древесина обрабатывается варочным раствором, который содержит диоксид серы и соли сернистой кислоты. Этот процесс после сульфатной делигнификации стоит на втором месте в мировой практике целлюлозного производства.

Технологическая схема организации процесса сульфитной варки представлена на рисунке 6.

После сульфатной или сульфитной варки образуется целлюлоза, не всегда пригодная для дальнейшей химической переработки. Она обладает повышенным содержанием остаточных пентозанов и не высокой реакционной способностью.

К конденсатору

Пор низкого двИяения Щапа

Ъсистену ртнвроции

30г

На выпарку

I выду!-риерЛ/ар

ни я

Рис. 6 - Технологическая схема процесса непрерывной сульфитной варки целлюлозы: 1 - бункер для щепы; 2 - дозатор щепы; 4 - пропарочная камера; 8 -наклонный шнек; 9 - варочный котел; 10 - подогреватель кислоты

1.1.2. Хлопковая целлюлоза.

Наиболее чистая целлюлоза получается из хлопка, поскольку он обладает высоким содержаниемклетчатки. Такая целлюлоза применяется преимущественно для химической переработки.

Химический состав хлопковой целлюлозы, установленных ГОСТ 59575 «Целлюлоза хлопковая», представлен в табл.1.

Таблица 1

Химический состав хлопковой целлюлозы

Химический состав а- целлюлоза, % Зола, % Остаток, нерастворимый в серной кислоте, % Лигнин, % Пентозаны, % СП

Требования ГОСТ 595-75 >96,0 <0,2 0,3-0,5 - - 25003500

Хлопковую целлюлозу возможно получить путем совмещения процессов варки и отбелки в одну стадию. Для отбелки используют экологически безопасный реагент - пероксид водорода [49,67,75]. Определяющим фактором снижения рН отбеливаемого раствора является рост температуры в процессе варки-отбелки. Полученная хлопковая целлюлоза, свойства которой описаны, например в [94,110,138], соответствует по своим характеристикам требованиям ГОСТ. Отмечается существенное влияние концентрации растворов щелочи, расхода пероксида водорода на вязкость и белизну хлопковой целлюлозы при совмещенном способе ее получения.

Говоря о молекулярном строении хлопковой целлюлозы с целью установления функциональных групп в работе [129-130]изучены ИК-спектры хлопковой целлюлозы, которые характеризуются следующими частотами: 3570-3125 см-1 - валентные колебания (ВК) OH-групп, которые участвуют в межмолекулярных и внутримолекулярных Н-связях;

Рис. 7 - ИК-спектр хлопковой целлюлозы.

2940-2860 см-1 - ВК связей в группах СН и СН2; 1650 см-1 - деформационные колебания (ДК) связей Н-О-Н, которые обусловлены присутствием связанной воды; 1430 см-1, 1370 см-1 - ДК групп СН2, 13740 см-1- ДК О-Н в СН2ОН; 1160 см-1, 1110 см-1, 1060 см-1 - ВК связей С-О. Как видно из рис. 7 в спектре

18

отсутствуют колебания в области 1600 см-1, которые свойственны ароматическим соединениям остаточного лигнина. Одновременно с этим наблюдаются колебания в области 1740 см-1, показывающее присутствие карбонильной группы, свойственной для гемицеллюлоз.

Поскольку в хлопке содержится довольно малое количество лигнина, данный вид сырья, как правило, подвергают кислородной обработке, которая проводится в щелочной среде при температуре около 100 °С и давлении 0,5 -1,5 МПа. При кислородно-щелочной обработке одновременно протекают сложные химические реакции, в том числе окисление лигнина, окислительная деструкция целлюлозы и гемицеллюлоз, а также растворение гемицеллюлоз и низкомолекулярных фракций целлюлозы, то есть осуществляется облагораживание. По сравнению с другими способами отбелки этот способ обладает очень ценным преимуществом - исключается загрязнение сточных вод вредными примесями. Другим преимуществом этого способа обработки является его экономичность, так как расход кислорода сравнительно невелик, и он значительно дешевле других реагентов [144,164].

1.1.3. Целлюлоза из однолетних растений.

К однолетним растениям, из которых наиболее часто выделяется целлюлоза, относятся рожь, пшеница, рис, кукуруза (их стебли и солома). Так, в работе [169] пероксидную целлюлозу (выход 55,7%, белизна 76,9%) получали из пшеничной соломы путем делигнификации реакционной смесью «H2O2-H2O-AcOH-AcOOH-катализатор», а отбелку производили пероксидом водорода при рН 10,5 и концентрации волокнистой суспензии 10% в одну ступень. Авторами определены оптимальные условия отбелки: температура 400С, концентрация Н2О2-1,0 %, продолжительность - 63 мин. Эти параметры обеспечивают белизну целлюлозы - 89% при химических потерях - 5,7%. За рубежом довольно часто используют целлюлозу из эспарто - травы, которая произрастает в Испании, на севере Африки, а также целлюлозу из бамбука и багассы в виде отжатых стеблей после экстракции. Такие однолетние

растения широко распространены в странах Южной Америки и Юго-Восточной Азии. К недревесным источникам целлюлозы также относят джут, лен, коноплю, которые используют в виде отходов текстильных производств.

В работе [168] представлены исследования особенностей морфологической и физической структуры целлюлоз, полученных из различных травянистых растений методами оптической микроскопии и инфракрасной Фурье спектроскопии. Выявлена взаимосвязь происхождения травянистого образца и уровня воздействия различных обработок со свойствами целлюлозы. Химический состав растительных волокон представлен в табл. 2.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ахметшин Искандер Рефович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алпаткина, Р.П. О влагопроводности древесины главнейших отечественных пород // Деревообрабатывающая промышленность. - 1967. -№ 9. - С. 12 - 14.

2. Базарнова, Н. Г. Химия древесины и ее основных компонентов: методическое пособие / Н.Г. Базарнова. - Барнаул, 2002.

3. Байклз Н., Сегал Л. Целлюлоза и ее производные. В 2-х т. Т.1. - М.: Мир, 1974.

4. Богданов, Е.С. Справочник по сушке древесины / Е.С. Богданов, [и др.]; под ред. Е.С. Богданова - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 304 с.

5. Боголицын, К. Г. Современные тенденции в химии и химической технологии растительного сырья / К. Г. Боголицын // Российский химический журнал. - 2004. - №6.

6. Боровиков А.М., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. - М.: Лесная пром-сть, 1989. - 296 с.

7. Браунс Ф. Э., Браунс Д. А. Химия лигнина. М.: Лесная пром-сть, 1964.

8. Воронин А. Е. Переработка древесной зелени хвойных пород водяным паром в среде избыточного давления. Дис. ... канд. тех. наук. Казань, 2010.

9. Гайнуллина, Д.Ш. Технология переработки древесины методом паровзрывного автогидролиза / Д.Ш. Гайнуллина, Д.Б. Просвирников // Материалы пятой Российской студенческой научно-технической конференции "Вакуумная техника и технология". - Казань, 2011. - С. 98.

10. Гетман А. Ф. Концепция безопасности «течь перед разрушением» для сосудов и трубопроводов давления АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1999. - 258 с.

11. Гордон Л. В., Сквороцов С. О., Лисов В. И. Технология и оборудование лесохимических производств: Учебник для техникумов. 5-е изд., перераб. -М.: Лесн. Пром-сть, 1988. - 360 с.

12. Грушников О. П., Елкин В. В. Достижения и проблемы химии лигнина.

- М.: Наука, 1973. - с. 296

13. Гурьянов, А.И. Использование целевых структур при проектировании промышленных установок водоочистки / А.И. Гурьянов, А.К. Розенцвайг // Энергосбережение и водоподготовка.- 2005.-№1. -С.29-31

14. Демин, В. А. Химия процессов целлюлозно-бумажного производства. Ч. I. Структура, свойства и химические реакции лигнина : учеб.пособие для вузов. - Сыктывкар: СЛИ, 2008. - 64 с.

15. Дубовый, В.К. Регенерация химикатов в производстве сульфатной целлюлозы: Учебное пособие / Л.А. Миловидова, Ю.В. Севастьянова, Г.В. Комарова. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-та, 2010. - 164 с..

16. Дудкин М.С., Громов В.С., Ведерников Н.А., Каткевич Р.Г., Черно Н.К. Гемицеллюлозы. - Рига: Зинатне, 1991. - 488 с.

17. Касандрова О.Н., Лебедев Н.Н. Обработка результатов наблюдений.

- М.:

18. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 7-е. - М.: Гос. научно-техническое изд-во хим. лит-ры, 1961.

19. Кипер Р. А. Свойства веществ: Справочник. - Хабаровск, 2009. - 387 с.

20. Ковернинский И.Н. Основы технологии химической переработки древесины: Учебное пособие для вузов. - М.: Лесная пром-сть, 1974. - 184 с.

21. Косая, Г. С. Основные проблемы интенсификации производства сульфатной целлюлозы//Бумажная промышленность.— 1963.— Т. 38.— № 11.—С. 10—16.

22. Косая, Г. С. Производство сульфатной вискозной целлюлозы —М,1966 —С 182.

23. Косая, Г. С. О сульфатной варке предгидролизованной древесины / Автореф. дисс. на соиск. ученой степени д-ра техн. наук/ЛТА им С. М Кирова — Л, 1974.

24. Кротова, И. В. Поведение компонентов древесины осины при ее термокаталитической активации в условиях взрывного автогидролиза / И.В.Кротова, А.А.Ефремов, С.А.Кузнецова, Б.Н.Кузнецов // Химия растительного сырья, 2001.

25. Кузнецов Б. Н., Чесноков Н. В., Левданский В. А. и др. Химическая переработка древесины: Метод.указания к лабораторным занятиям. -Красноярск: Изд-во краснояр. гос. ун-та, 1998. - 60 с.

26. Кузнецов Ю. Н. Теплообмен в проблеме безопасности ядерных реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 296 с.

27. Кузнецов, Б.Н. Новые методы получения химических продуктов из возобновляемой древесной биомассы // Органическая химия. - 2002.

28. Кузнецова, С. А. Состав и превращения основных компонентов автогидролизованной древесины сосны, ели и осины/ С. А. Кузнецова, Н. Б. Александрова, Б. Н. Кузнецов // Химия в интересах устойчивого развития. -2001. - № 9.

29. Кузнецова, С.А. Интенсификация процесса водной экстракции арабиногалактана из древесины лиственницы / С.А. Кузнецова, А.Г. Михайлов, Г.П. Скворцова, Н.Б. Александрова, А.Б. Лебедева // Химия растительного сырья. - 2005. - №1. - С. 53-58.

30. Лабораторные работы по химии целлюлозы и целлюлозным пластикам. - М.: Редакция химической литературы ГОНТИ НКТП, 1939.

31. Лабутин В.А., Голубев Л.Г., Сафин Р.Г. и др. Нестационарный тепломассоперенос при сушке понижением давления // ИФЖ. - 1983. -Т.45. - №2. - С. 272-275.

32. Мазуркин П.М.Статистическое моделирование процессов деревообработки : учебное пособие / П. М. Мазуркин, Р. Г. Сафин, Д. Б. Просвирников; М-во образ.и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. -Казань : Изд-во КНИТУ, 2014. - 336 с.

33. Мельникова, Т.Ф. Методика расчета экономических показателей при

проектировании и модернизации машин и аппаратов химических и пищевых

производств: методические указания / Т.Ф. Мельникова, Р.Ф. Сагитов.-Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 49 с.

34. Методы исследования целлюлозы. Под ред. В. П. Карливана. Рига: «Зинатне»,1981.

35. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. - М.: Наука, 1971. - 576 с.

36. Мазуркин, П.М. Биотехнический закон и виды факторных связей / П.М. Мазуркин // Успехи современного естествознания. - 2009. - № 9. - С.152-156.

37. Непенин, Н. Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Т.1 / Н. Н. Непенин. Производство сульфитной целлюлозы. Изд. 2-е перераб. Под ред. д-ра техн. наук Ю. Н. Непенина. М.: Лесная промышленность,1976. - 624 с.

38. Непенин, Ю. Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Т.2 / Ю. Н. Непенин. Производство сульфатной целлюлозы: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 600 с.

39. Непенин, Н.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Т.3. / Непенин Н. Н., Непенин Ю. Н. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Экология, 1994. - 592 с.

40. Никитин В.М., Оболенская А.В., Щеголев В.П. Химия древесины и целлюлозы. - М.: Лесная пром-сть, 1978. - 368 с.

41. Оболенская А.В. Химия лигнина: Учебное пособие для студентов заочного обучения специальности 26.03. - СПб.: ЛТА, 1993. - 80 с.

42. Оболенская, А. В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учебное пособие для вузов / Оболенская А.В., Ельницкая 3. П., Леонович А. А. —М.: «Экология», 1991.—320 с.

43. Одельский Э. Х. Гидравлический расчет трубопроводов разного назначения. - Минск: Вышэйш. Школа, 1961. - 103 с.

44. Орлов, А. А. Изменение физико-механических свойств древесины

лиственницы при гидротермической обработке. Обзор / А. А. Орлов, В. Л.

Соколов // ГОУ ВПО «СГТУ», Красноярск.

110

45. Панов, В.К. / Применение линейной теории нестационарной фильтрации для анализа экспериментов по разрушению пористого газонасыщенного материала // Вестник краунц. науки о земле. - 2009. - Т. 1. -№ 13.

46. Панов, В.К. / Экспериментальное моделирование процессов, происходящих при извержении типа «направленный взрыв» // Вестник краунц. науки о земле. - 2009.

47. Пасконов В. М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. - М.: Наука, 1984. - 288 с.

48. Патент РФ № 2123876. Тепломассообменный аппарат гаспака-2 / Гурьянов А. И., Сигал П. А. и др.

49. Патент РФ № 2437972, МПК D21С 3/02, D21С 3/26, D21С 11/00, D21С 11/04, D21С 11/06. Способ получения сульфатной целлюлозы / Сафин Р.Р., Сафин Р.Г., Гайнуллина Д. Ш. и др.

50. Патент РФ № 2413044, МПК Б21Б 1/00, Б21Б 1/12. Реактор для непрерывного автогидролиза / Сафин Р. Г., Зиатдинова Д. Ф., Просвирников Д. Б. и др.

51. Патент РФ № 2425917, МПК Б21С 3/02, Б21С 11/06, Б0Ш 53/48, В0Ш 53/52. Способ получения сульфатной целлюлозы / Сафин Р.Р., Сафин Р.Г., Просвирников Д.Б. и др.

52. Патент РФ №2464367, МПК Б21Б1/36Установка для получения технической целлюлозы взрывным методом / Зиатдинова Д.Ф., Сафин Р.Г., Просвирников Д.Б. и др.

53. Пен Р.З., Пен В.Р. Кинетика делигнификации древесины. - Красноярск: СибГТУ, 1998. - 200 с.

54. Пен, Р.З. Технология древесной массы: Учебное пособие. -Красноярск: КГТА,1997. - 220 с.

55. Петрушевский В. В. И др. Производство сахаристых веществ. - К.: Урожай, 1989. - 168 с.

56. Петухов Б. С., Генин Л. Г., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. Под ред. Б. С. Петухова: Учебное пособие для вузов. - М.: Атомиздат, 1974. - 408 с.

57. Пешкова В. М., Громова М. И. Практическое руководство по спектрофотометрии и колориметрии. Изд 2-е, перераб. и доп. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1965.

58. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Изд. 2-е, пер. и доп. Л.: «Химия»,1975. - 456 с.

59. Просвирников, Д.Б. Совершенствование техники и технологии процесса высокотемпературной паровзрывной обработки древесных отходов : дис. ... канд. техн. наук / Д.Б. Просвирников - Казань: Изд - во КНИТУ, 2013. - 209 с.

60. Просвирников, Д.Б. Способы получения и области применения порошковой целлюлозы [Текст] / Д.Б. Просвирников, И.Р. Ахметшин, Д.Ш. Гайнуллина, Т.Д. Просвирникова // Вестник Казанского технологического университета. - 2014 г. - Т.17. - в.17. - С.109-112.

61. Просвирников, Д.Б. Разработка аппаратурного оформления технологии непрерывного получения порошковой целлюлозы / Д.Б. Просвирников, И.Р. Ахметшин, Д.Ш. Гайнуллина, Т.Д. Просвирникова // Вестник Казанского технологического университета. - 2015 г. - Т.18. - в.11. - С.156-159.

62. Просвирников, Д.Б. Способы получения порошковой целлюлозы использованием паровзрывного метода / Д.Б. Просвирников, И.Р. Ахметшин, Д.Ш. Гайнуллина // Актуальные направления научных исследований 21 века: теория и практика. - 2014 г. Т. 2 - № 5-4 - С. 252-256.

63. Просвирников, Д.Б. Использование отходов деревообработки в производстве порошковой целлюлозы / Д.Б. Просвирников, И.Р. Ахметшин, Д.Ш. Гайнуллина, Т.Д. Просвирникова // Материалы IV международной научной экологической конференции «Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства». - Краснодар, 2015. - С. 292 - 294.

64. Просвирников, Д.Б. Математическое моделирование процесса паровзрывной обработки лигноцеллюлозного материала / Д.Б. Просвирников, И.Р. Ахметшин, Д.Ш. Гайнуллина, Т.Д. Просвирникова // Материалы конференции «Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе». - Москва, 2015.

65. Просвирников, Д.Б.Особенности переработки древесных материалов методом паровзрывного автогидролиза и технологические пути использования получаемого лигноцеллюлозного продукта / Д.Б. Просвирников, В.А. Салдаев // Деревообрабатывающая промышленность, изд. № 4. - 2012. - С. 8 - 13.

66. Регель, В. Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. И. Томашевский // Успехи физических наук. -1972. - Т. 106. - № 2.

67. Розенбергер, Н. А. О гидролизе еловой древесины перед сульфатнойваркой//Материалы ЦНИИБ.—1947.—Вып. 34—35.—С. 77—106.

68. Решетников, А. В. Динамика пульсаций при взрывном вскипании струй перегретой воды / А. В. Решетников, Н. А. Мажейко, В. Н. Беглецов, В. Н. Скоков, В. П. Коверда // Письма в ЖТФ. - 2007. - Т. 33. - № 17.

69. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.

70. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. - М.: Химия, 1980. - 248 с.

71. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. - Архангельск: ЦНИИМОД, 1985. - 144 с.

72. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. - 2-е изд., испр. - М.:Физматлит, 2005. - 320 с.

73. Сафин, Р.Р. Математическое моделирование процесса автогидролиза древесины / Р.Г. Сафин, Р.Р. Сафин, Е.Ю. Разумов, Д.Б. Просвирников // Материалы 23-й международной научной конференции «Математические

113

методы в технике и технологиях - ММТТ - 23». - Белгород, 2010. - С. 66 -67.

74. Симонова, В.В. Методы утилизации технических лигнинов / В.В. Симонова, Т.Г. Шендрик, Б.Н. Кузнецов. Химия растительного сырья. -2008.

75. Смолин, А. С. Межволоконные связи и макроструктура бумаги и картона /А. С. Смолин// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, 1999. - с. 10-26. 124.

76. Смолин, А. С. Влияние размола и фракционирования на электроповерхностные свойства целлюлозных гидросуспензий /А. С. Смолин, М. Бисальски, С. Шабель, Р. О. Шабиев// Химия растительного сырья, № 3, 2011. - с. 183-192.

77. Справочник по древесиноведению, лесоматериалам и деревянным конструкциям. Книга первая. М.: Гослесбумиздат. - 1959. - 320 с.

78. Трофимова, Н.Н. Исследование процесса инверсии продуктов гидролиза целлюлозы / Н.Н. Трофимова, Ю.А. Малков, О.Б. Бичевина, И.З. Курец, В.А. Бабкин // Химия растительного сырья.- 2003.- №4.- С. 11-15.

79. Трофимова, Н. Н. Катализируемый паровзрывной гидролиз целлолигнинового остатка древесины лиственницы / Н. Н. Трофимова, В. А. Бабкин, М. М. Чемерис // Химия растительного сырья. - 2002. - №2. - С. 5380. Чупрова Н.А., Получение биоэтанола из вегетативной части топинамбура / Н.А. Чупрова, Т.В. Рязанова // Химия растительного сырья. -2010. - №2. - С. 49-52.

81. Шарков В.И., Сапотницкий С.А. и др. Технология гидролизных производств. - М.: Лесная пром-сть, 1973. - 496 с.

82. Швецов, В. А. Оценка эффективности одно - и многоступенчатого процесса размола полуфабрикатов в производстве древесноволокнистых плит / В. А. Швецов, З. З. Зарипов, С. В. Лохмоткин, Ю. Д. Алашкевич // Процессы комплексной переработки биомассы леса. - 2005.

83. Ширяев, Д.В. Влияние условий баротермической обработки на поведение основных компонентов соломы пшеницы / Д. В. Ширяев, Н. П. Мусько, О. С. Беушева, В. С. Гурова, М. М. Чемерис // Ползуновский вестник. - 2010. - № 3.

84. Шубин, Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины: Учебное пособие для вузов. - М.: Лесн. пром-сть, 1983. - 272 с.

85. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 336 с.

86. Шубин, Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины.

- М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 248 с.

87. Щербаков, В.В. Зависимость термодинамических характеристик диссоциации воды от температуры и давления / В.В. Щербаков, Н.Н. Барботина // Электронный журнал «Исследовано в России», 2001.

88. J. Shen. Modeling and Production of Bioethanol from Mixtures of Cotton Gin Waste and Recycled Paper Sludge: Dissertation to obtain the degree of doctor of Philosophy in Biological System Engineering, Blacksburg, Virginia, 2008.

89. X. Chen. Hemicellulose pre-extraction of wood with water in a cstr / X.Chen, A. Heiningen // The materials of forest bioproducts research initiative, Department of chemical and biological engineering, University of Maine, Orono, ME.

90. A. Aden. Biochemical Production of Ethanol from Corn Stover: 2007 State of Technology Model / Technical Report , 2008.

91. A. Maria. Biomass pre-treatment: separation of cellulose, hemicellulose and lignin. Existing technologies and perspectives / A. Maria, R. Galletti, C. Antonetti.

- Matherials of University of Pisa, Department of Chemistry and Industrial Chemistry.

92. B. Liu. Catalytic generation of hydrogen and chemicals from biomass derived polyols: Dissertation to obtain the degree: doctor by University of Pittsburgh, 2008.

93. B. V. Kokta. Steam explosion pulping / B. V. Kokta, A. Ahmed. -Environmentally friendly technologies for the pulp and paper industry, 1998.

94. B. Wright. Steam Explosion Pilot Plant / B. Wright. - Matherials of Department of wood science and forest products.

95. B. V. Kokta. Explosion pulping of eucalyptus: a comparison with CTMP and CMP / B.V. Kokta, A. Ahmed. - Wood Sci. Technol, 1993. - № 27. - P. 271279.

96. C. M. Arias. Binderless fiberboard production from cynara cardunculus and vitis vinifera: Dissertation to obtain the degree: doctor by Universitat Rovira i Virgili. Tarragona, 2008.

97. C. Marina. Utilization of biomass for the production of chemicals or fuels. The concept of biorefinery comes into operation / C. Marina, A. Maria, R. Galletti. - Matherials of European project supported within the seventh framework programme for research and technological development, 2011.

98. D. A. Nabarlatz. Autohydrolysis of agricultural by-products for the production of xylo-oligosaccharides: Dissertation to obtain the degree of doctor by Universitat Rovira i Virgili, Tarragona, 2008.

99. M. B. Valenzuela. Batch aqueous-phase reforming of woody biomass / Mariefel B. Valenzuela, Christopher W. Jones, Pradeep K. Agrawal // Energy & Fuels. - 2006. - № 20. - P. 1744-1752.

100. M. Leskovar. Simulation of ex-vessel steam explosion with a general purpose computational fluid dynamics code / M. Leskovar, J. Stefan / Institute reactor engineering division, Ljubljana.

101. Patent application US 2008/0277082 A1. High pressure compressor and steam explosion pulping method / T. Pschorn, M. Sabourin.

102. Patent application US 2009/0221814 A1. System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process / T. Pschorn, N. Shin.

103. Patent application US 2010/0024807 A1. Method and apparatus for treating

a cellulosic feedstock / M.J. Burke, S.N. Hillier.

116

104. Patent US 1578609. Process and apparatus for disintegration of wood and the like / W.H. Mason.

105. Patent US 1824221. Process and apparatus for disintegration of fibrous material / W.H. Mason.

106. Patent US 1922313. Process and apparatus for disintegration of material / W.H. Mason.

107. Patent US 2961041. Apparatus for disintegration of fibrous material / F. G. Lesniak.

108. Patent US 5262003. Method and system for defibering paper making materials / D. E. Chupka, P. Seifert.

109. Ponomarev, D.A Characteristics of residual lignin from sulfate pulp / ponomarev D.A., Glyad V.M., Politova N.K. // Russian journal of bioorganic chemistry : Pleiades publishing, Ltd., 2011. № 7. - p. 849-854.

110. R. F. H. Dekker. Authohydrolysis-explosion as pretreatment for the enzymic saccharification of sunflower seed hulls / R. F. H. Dekker, A. F. A. Wallis. -Biotechnology letters, 1983. - № 5. - P. 311 - 316.

111. R. W. Detroy. Bioconversion of wheat straw cellulose/hemicellulose to ethanol by saccharomyces uvarum and pachysolen tannophilus / R. W. Detroy, R. W. Detroy, R. L. Cunningham, R. J. Bothast, M. O. Bagby, A. Herman // The materials of northern regional research center.

112. R.R. Davda. A review of catalytic issues and process conditions for renewable hydrogen and alkanes by aqueous-phase reforming of oxygenated hydrocarbons over supported metal catalysts / R.R. Davda, J.W. Shabaker, G.W. Huber, R.D. Cortright1, J.A. Dumesic // Applied catalysis B: Environmental. -2005. - № 56. - P. 171 - 186.

113. T. Jeoh. Steam Explosion Pretreatment of Cotton Gin Waste for Fuel Ethanol Production / T. Jeoh. - Faculty of the Virginia Polytechnic Institute.

114. V. K. Andreev. The motion of a binary mixture and viscous liquid in a circular pipe under the action of an unsteady pressure gradient / V. K. Andreev, A.

P. Chupakhin // Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics, 2010. - № 3(2). - P. 135-145.

115. V. Punsuvon. Steam explosion pulping paper mulberry bast / V. Punsuvon, Y. Kobayashi. - Final report of the research project for higher utilization of forestry and agricultural plant materials in Thailand.

116. W. George. Renewable alkanes by aqueous-phase reforming of biomass-derived oxygenates / George W. Huber, Randy D. Cortright, James A. Dumesic // Angewandte chemie.

117. X. Hua. Surface analysis of explosion pulps by ESCA / S. Kaliaguine, B. V. Kokta, A. Adnot. - Wood Sci. Technol, 1993. - 28:1-8

118. X. Mengmeng. Thermodynamic and gas dynamic aspects of a BLEVE / Department of multi-scale physics faculty of applied sciences delft University of technology. The Netherlands, 2007.

119. Y. Sasaki. Conversion of woody biomass to chemicals / Y. Sasaki // Matherials of Biomass Asia Workshop, 2005.

120. Гаврилова А. С., Манаенков О. В., Филатова А. Е. Исследование влияния ультразвукового воздействия на микрокристаллическую целлюлозу //Вестник ТвГТУ. - 2015. - Т. 112. - №. 27,№ 1. - С. 60-66.

121. Гаврилова А. С., Манаенков О. В., Филатова А. Е. Исследование влияния ультразвукового воздействия на микрокристаллическую целлюлозу //Вестник ТвГТУ. - 2015. - Т. 112. - №. 27,№ 1. - С. 60-66.

122. Wilke, G. Ultraschallabbau von Hochpolymeren / G. Wilke, K. Altenburg // Plaste und Kautschuk. 1956. Vol. 1-11. P. 257-260.

123. Ebrahimi, R. Ultrasonic Degradation of Poly(acrylic acid co acrylamide) Hydrogels in Aqueous Solutions / R. Ebrahimi, M.H. Ghasemzadeh, A.R. Safdari // Org. Chem. J. 2011. Vol.1. P. 1-16.

124. Vinu, R. Kinetics of sono-photooxidative degradation of polyalkyl methacrylates / R. Vinu, G. Madras // Ultrason. Sonochem. 2011. Vol. 18. P. 608616.

125. Taghizadeh, M. Effect of molecular weight on the ultrasonic degradation of poly(vinylpyrrolidone) / M. T. Taghizadeh, T. Asadpour // Ultrason. Sonochem. 2009. Vol. 16. № 2.P. 280-286.

126. Harkal, U.D. Ultrasonic degradation of poly(vinyl alcohol) in aqueous solution/ U.D. Harkal [et al.] // Ultrason. Sonochem. 2006. Vol. 13. № 5. P. 423428.

127. Czechowska-Biskup, R. Degradation of chitosan and starch by 360-kHz ultrasound/ R. Czechowska-Biskup [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2005. Vol. 60. P. 175-184.

128. Manaenkov, O.V. Influence of ultrasonic treatment on physical and chemical properties of sodium alginate water solutions and gels on their basis / O.V. Manaenkov [et al.] // Izv. Vyssh.Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2005. Vol. 48. № 11. P. 76-80 (in Russian).

129. Zhang, L. Ultrasound effects on the degradation kinetics, structure and rheological properties of apple pectin / L. Zhang [et al.] // Ultrason. Sonochem. 2013. Vol. 20. № 1.P. 222-231.

130. Li, X. Effect of sonication on different quality parameters of Pinus massoniana pollen/ X. Li, [et al.] // Ultrason. Sonochem. 2015. Vol. 22. P. 174 -181.

131. Vinatoru, M. Ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from plants and theirconstituents / M. Vinatoru, M. Toma, T.J. Mason // Advances in Sonochemistry. 1999. Vol. 5.P. 209-248.

132. Wood, B.E Ultrasound stimulates ethanol production during the simultaneous saccharification and fermentation of mixed waste office paper / B.E. Wood, H.C. Aldrich, L.O.Ingram // Biotechnol Prog. 1997. Vol. 13. № 3. P. 232237.

133. Subhedar, P.B. Intensification of enzymatic hydrolysis of waste newspaper using ultrasound for fermentable sugar production / P.B. Subhedar, N.R. Babu, P.R. Gogate // Ultrasonics Sonochemistry. 2015. Vol. 22. P. 326-332.

134. Huber, G.W. Synthesis of transportation fuels from biomass: Chemistry, catalysts, and engineering / G.W. Huber, S. Iborra, A. Corma // Chem. Rev. 2006. Vol. 106. P. 4 044-4 098.

135. Corma, A. Chemical routes for the transformation of biomass into chemicals / A. Corma, S.Iborra, A. Velty // Chem. Rev. 2007. Vol.107. P. 2 411-2 502.

136. Binder, J.B. Simple chemical transformation of lignocellulosic biomass into furans for fuels and chemicals / J.B. Binder, R.T. Raines // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131. P. 1 979-1 985.

137. Kunaver, M. Ultrasonically assisted liquefaction of lignocellulosic materials/ M. Kunaver, E. Jasiukaityte, N. Cuk // Bioresour. Technol. 2012. Vol. 103. № 1. P. 360-366.

138. Garcia, A. Ultrasound-assisted fractionation of the lignocellulosic material / A. Garcia [et al.] // Bioresour. Technol. 2011. Vol. 102. № 10. P. 6 326-6 330.

139. Sun, J.X. Fractional and physico-chemical characterization of hemicelluloses from ultrasonic irradiated sugarcane bagasse / J.X. Sun [et al.] // Carbohydr. Res. 2004. Vol. 339. №2. P. 291-300.

140. Sun, R.C. Effect of ultrasound on the structural and physiochemical properties of organosolv soluble hemicelluloses from wheat straw / R.C. Sun, X.F. Sun, X.H. Ma // Ultrason. Sonochem.2002. Vol. 9. № 2. P. 95-101.

141. Yuan, T.Q. Structural and physico-chemical characterization of hemicelluloses from ultrasound-assisted extractions of partially delignified fast-growing poplar wood through organic solvent and alkaline solutions / T.Q. Yuan [et al.] // Biotechnol Adv. 2010. Vol. 28. №5. P. 583-593.

142. Ebringerova, A. Effect of ultrasound on the extractability of corn bran hemicelluloses / A. Ebringerova, Z. Hromadkova // Ultrasonics Sonochemistry. 2002. Vol. 9. № 4. P. 225-229.

143. Hromadkova, Z. Ultrasonic extraction of plant materials - investigation of hemicellulose release from buckwheat hulls / Z. Hromadkova, A. Ebringerova // Ultrasonics Sonochemistry. 2003. Vol. 10. № 3. P. 127-133.

144. Hromadkova, Z. Comparison of conventional and ultrasound-assisted extraction of phenolics-rich heteroxylans from wheat bran / Z. Hromadkova, Z. Kost'alova, A. Ebringerova // Ultrasonics Sonochemistry. 2008. Vol. 15. № 6. P. 1 062-1 068.

145. Сарымсаков А. А. и др. Диспергированная микрокристаллическая целлюлоза и гидрогели на ее основе //Химия растительного сырья. - 2004. -№. 2.

146. Пен Р. З. и др. Катализируемая делигнификация растительного сырья пероксидом водорода-новый перспективный способ производства технической целлюлозы //Фундаментальные исследования. - 2008. - №. 8. -С. 58-60.

147. Щербакова Т. П., Котельникова Н. Е., Быховцева Ю. В. Сравнительное изучение образцов порошковой и микрокристаллической целлюлозы различного природного происхождения. Физико-химические характеристики //Химия растительного сырья. - 2011. - №. 3.

148. Щербакова Т. П., Котельникова Н. Е., Быховцова Ю. В. Сравнительное изучение образцов порошковой и микрокристаллической целлюлозы различного природного происхождения. Надмолекулярная структура и химический состав порошковых образцов //Химия растительного сырья. -2012. - №. 2.

149. Пен Р. З. Планирование эксперимента в Statgraphics Centurion //Международный журнал экспериментального образования. - 2015. - №. 102.

150. МАНАЕНКОВ О. В. и др. Кинетика процесса гидрогенолиза целлюлозы в субкритической воде //научно-технический вестник поволжья. -2016. - №. 4. - с. 20-22.

151. Грунин Ю. Б. и др. Микроструктура целлюлозы и ее изучение методом релаксации ЯМР //Высокомолекулярные соединения. Серия А. - 2012. - Т. 54. - №. 3. - С. 397-405.

152. Титок В. В. и др. Биосинтез целлюлозы: современный взгляд и концепции. - 2007.

153. Сироткин Р. О., Сироткин О. С. О современном смысле понятия «химический элемент» и его разновидностях в соединениях с разным типом химической связи //Вестник Казанского технологического университета. -2015. - Т. 18. - №. 7. - С. 7-10.

154. Вячеславов А. С., Померанцева Е. А. Измерение площади поверхности и пористости методом капилярной конденсации азота //Методическая разработка.-2006.-М.: МГУ.-55 с. - 2006.

155. Мазо А. Б. Основы теории и методы расчета теплопередачи //Казань: Изд-во Казанского университета. - 2013.

156. Королев Д. В., Наумов В. Н., Суворов К. А. Определение дисперсного состава порошков микроскопическим методом: Методические указания к лабораторной работе //Спб.: ГОУ ВПО СПбГТИ (ТУ). - 2005.

157. Thoorens G. et al. Microcrystalline cellulose, a direct compression binder in a quality by design environment—A review //International Journal of Pharmaceutics. - 2014. - Т. 473. - №. 1. - С. 64-72.

158. VanderHart D. L., Atalla R. H. Studies of microstructure in native celluloses using solid-state carbon-13 NMR //Macromolecules. - 1984. - Т. 17. - №. 8. - С. 1465-1472.

159. Трофимова Н. Н. и др. Исследование процесса инверсии продуктов гидролиза целлюлозы //Химия растительного сырья. - 2003. - №. 4.

160. Голязимова О. В. Механическая активация ферментативного гидролиза целлюлозы и лигноцеллюлозных материалов: автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. хим. наук: спец. 02.00. 21 «Химия твердого тела» //Новосибирск, 2010.-24 с. - 2010.

161. Худошин А. Г., Лунин В. В., Богдан В. И. Реакционная способность

модельных соединений целлюлозы при гидролизе в субкритической воде

//Сверхкритические флюиды (СКФ): фундаментальные основы, технологии,

инновации: VI Науч.-практ. конф. - 2011. - С. 103-104.

122

162. Симонова В. В. и др. Методы утилизации технических лигнинов. -2010.

163. Nabarlatz D., Ebringerova A., Montané D. Autohydrolysis of agricultural by-products for the production of xylo-oligosaccharides //Carbohydrate Polymers.

- 2007. - Т. 69. - №. 1. - С. 20-28.

164. Гисматулина Ю. А., Будаева В. В. Сравнение целлюлоз, выделенных из мискантуса, с хлопковой целлюлозой методом ИК-Фурье спектроскопии //Ползуновский вестник. - 2014. - №. 3. - С. 177-181.

165. Кувшинова Л. А., Фролова С. В., Демин В. А. Физико-химические свойства хвойной небеленой целлюлозы с модифицированной тетрахлоридом титана поверхностью //Химия растительного сырья. - 2014. - №. 2.

166. Пошина Д. Н. и др. Исследование методов активации беленой сульфатной лиственной целлюлозы для повышения ее реакционной способности //Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2014.

- №. 4 (340).

167. ТИМОФЕЕВА Е. К. и др. Исследование влияния породного состава лиственной древесины на свойства термомеханической массы и полученной из нее бумаги //Труды БГТУ. Серия 4: Химия, технология органических веществ и биотехнология. - 2015. - №. 4 (177).

168. Миловидова Л. А. и др. Особенности производства беленой лиственной сульфатной целлюлозы при использовании в качестве древесного сырья березы и осины в соотношении 70: 30 //Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2015. - №. 5 (347).

169. Косточко А. В. и др. Получение и исследование свойств целлюлозы из травянистых растений //Вестник Казанского технологического университета.

- 2010. - №. 9.

170. Кузьменко Е. В. Предпосылки создания лесопромышленного кластера Иркутской области //Проблемы современной экономики. - 2013. - №. 2 (46).

171. Худенко С. В. и др. Расчет температуры начала интенсивной термической деструкции природных и химически модифицированных полисахаридов //Химия растительного сырья. - 2001. - №. 3.

172. Алешина Л. А. и др. Современные представления о строении целлюлоз (обзор) //Химия растительного сырья. - 2001. - №. 1.

173. Фролова С. В. и др. Термический анализ порошковых целлюлоз, полученных деструкцией сульфатной целлюлозы тетрахлоридом титана //Химия растительного сырья. - 2011. - №. 2.

174. Вихарев С. Н. Производство древесной массы из щепы. Расчет рафинеров. - 2015.

175. Атаханов А. А. и др. Возможность получения хлопковой целлюлозы способом совмещенной варки и отбелки //Химия растительного сырья. -2004. - №. 1.

176. Зиатдинова Д. Ф. и др. Комплексная переработка древесных отходов паровзрывным методом в аппарате высокого давления //Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №. 2.

177. Сафин Р. Г. и др. Разработка технологии переработки высоковлажных древесных отходов в высокооктановые компоненты моторного топлива //Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16. - №. 7.

178. Зиатдинова Д. Ф., Сафин Р. Г., Просвирников Д. Б. Разработка опытно-промышленной установки для разделения лигноцеллюлозного материала на компоненты методом высокотемпературного парового гидролиза //Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №. 12.

179. Сафин Р. Г., Просвирников Д. Б., Салдаев В. А. Особенности переработки древесных материалов методом паровзрывного автогидролиза и технологические пути использования получаемого лигноцеллюлозного продукта //Деревообрабатывающая промышленность. - 2012. - №. 4. - С. 813.

180. Поздеев А. Г. и др. Разработка установки по переработке древесных отходов в компоненты моторного топлива //Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16. - №. 20.

181. Sadrtdinov A. R. et al. Modeling of thermal treatment of wood waste in the gasifiers //Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS), 2015 International Conference on. - IEEE, 2015. - С. 1-5.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Статистическая обработка расчетных и экспериментальных данных

Для количественной оценки расхождений между расчетными и экспериментальными значениями по известным методикам [35] рассчитаны: - среднее арифметическое отклонение:

уп I у _у I

¿(=1|'э

8 =

п

- среднее арифметическое относительное отклонение:

71

5о

= !У1

п.

¿=1

т 1 э - Т

т 1 тах — т ■ 1 771171

среднее квадратичное отклонение:

О =

N

53и(Гэ-гр):

п — 1

- среднее квадратичное отклонение среднего арифметического:

б7п =

-и 72 (72 — 1)

Результаты расчетов приведены в таблицах.

Таблица 1

Результаты статистической обработки кривой кинетики делигнификации АЛМ

№ п/п

Т, мин

■■лиг э %

, %

°лиг р , %

| '-лиг э

Сл и г р, %

с - г

'-лиг э '-лиг р

с ^тах — с ■

(Сл

-С

'-лиг р )

О

О"0

1

25,73

27

1,27

0,05

1,61

10

19,5

19

0,5

0,02

0,25

20

16

14

30

10

1,0 5

0,09

0,04

0,04 9

1,36

0,55

40

50

3,93

5,5

1,57

0,07

2,46

X

6,34

0,29

9,32

0

2

3

2

4

4

9

1

1

5

7

7

0

0

0

6

Таблица 2

Р Зезультаты статистической обработки кривой кинетики гидролиза целлюлоз

№ п/п , ч Г ^целл э , % Г ^целл р , % 1с — | ^целл э Сцелл р, % 8 С — С ^целл э ^целл р <5о (Сцелл э - С ^целл р) а 0"о

С — с ■ ^тах итш

1 0 90,84 87 3,84 2,9 6 0,09 0,12 14,74 3,45 1,54

2 0,5 72 68 4 0,18 16

3 1 60 58 2 0,09 4

4 1,5 52 54 2 0,09 4

5 2 49 52 3 0,13 9

X 14,84 0,6 47,74

Программа расчета процесса получения микрокристаллической целлюлозы из лигноцеллюлозного материала, активированного

паровзрывной обработкой

.................................Ввод исходных данных...................................

10 CLS

15 INPUT "Введите температуру паровзрывной обработки "; TPO

20 INPUT "Введите плотность АЛМ"; RO

25 INPUT "Введите концентрацию реагента"; C

30 INPUT "Введите массу исходной древесины "; MASD

35 INPUT "Введите коэффициент активности катализатора "; AL, ALP

40 INPUT "Введите нормальность раствора"; N

45 INPUT "Введите коэффициент деструкции полисахарида "; DP, DPP

50 INPUT "Введите температурный кожффициент "; Q

55 INPUT "Введите тепловой поток"; J

60 INPUT "Введите теплопроводность слоя "; LA

65 INPUT "Введите начальную температуру слоя "; TN

70 INPUT "Введите температуру гидролиза ";TG

75 INPUT "Введите значение вязкости";М

80 INPUT "Введите коэффициент диффузии"; D

.............................Расчет стадии паровзрывной обработки...................

295FORI=0 TOTPR 300 TPR=0: DT=1: 305 TPR=TPR+DT

310 IF TPR=1 THEN KM=0.235*10A(-31)*TMA10*RDA(-3.3): U=UN

315 ELSE GOTO 325

320 NEXT I

325 FOR I=0 TO X

330 X=0: DX=0.001:

335 X=X+DX

340 UN1=U-IG/(KM*RD)

345 UK1=U+KM*DT*(UN1-2*U+U1)/(DXA2)

350 IF X=0 THEN

CKT=SQR(10A(A+B/T+C/TA2+D/TA3+(E+F/T+G/TA2)*(LOG (RG)/(LOG(10))))

355 KG=AL*N*DL*QT

360 CG1=CG+DT*KG*CG*EXP(-KG*TPR)

365 ELSE GOTO 370

370 IF X>=D THEN GOTO 295

375 ELSE GOTO 325

380 NEXT I

385 IF CG1>=0.05*CG THEN PRINT "U="; U; "CG1="; CG1 390 ELSEGOTO 295

...........................Расчет стадии делигнификации активированной

лигноцеллюлозной массы................

395 PP=EXP(AA+BA/(CA+TP)) 400 TPP-CN*MV* (TP-TNV)/NT 405 QV=(VR/TO)*LOG(PA/PO) 410 TNR=0.8 * CM*(TN-TS)/NE 415 PP=RPV

420 PP1=PP+QP*RPV*8314*TP*DTO/VR 425 FOR I=0 TO TOB 430 TOB=0: DTO=1: 435 TOB=TOB+DTO

440 IF TOB=1 THEN ALK=2.04*(((LGA3*RGA2*9.81*RP)/(MG*L*(TP-

TMO)))A0.25)

445 TM=TMO

450 MK1=MK-DTO*ALK*3.14*D*H*(TP-TMO)/RT

455 MV=QP*TOB

460 MP=MV-MK

465 ELSE GOTO 475

470 NEXT I

475 FOR I=0 TO X

480 X=0: DX=0.001

485 X=X+DX

490 TN1=TMO-(RT*MK1*DX)/(LS*3.14*D*H*TOB) 495 US=U

500 T1=TMO/(RS*CS)+DTO*LS*(TN1-2*TMO+TNK)/(RS*CS*DXA2)

505 LS=SQR(0.0108+0.000773*TN1A0.349+1.083*10A(-

4)*EXP(TN1/111.61))*US*LOG(US)

510 CS=1.173*(US*(1+TN1/100))A(-0.222-US*10A(-4))

515 RS=MW/VW

520 IF X=0 THEN MK1=ALK*(TP-T1)*3.14*D*H/RT 525 MV1=QP*TOB 530 MP1=MV1-MK1 535 ELSE GOTO 540

540 IF MK<=0 THEN MRG=CS*MW*(T 1 -TMO)

645 PRINT "PP="; PP; "TN1="; TN1; "MP="; MP; "PPG="; PPG; "CG2="; CG2; "CL2="; CL2; "CSH2="; CSH2

------------------------------Расчет стадии гидролиза целлюлозы ----------------------

610 FORI=0 TOSO 615 SO=0: DS=0.00001: 620 SO=SO+DS

625 VK=MP*8314*TP/(MH*PA)

630 PK1=PP1-ET*RPG*VVA2*SK*DS/(SAA2)

635 FR1=FR+E*VK*(PP1-PA)/(SR*AC*P)

640 IF PK1<=1 THEN PRINT "PK1="; PK1; "VK=";VK; "VV="; VV; "FR1="; FR

645 ELSE GOTO 610 650 NEXT I END

TaS^H^HgeHTH^HKaTopoB

№№ п/п Наименование параметра Единица измерения Обозначение Идентификатор

1 2 3 4 5

1. Поток жидкости кг/ (м2с) Уж IG

2. Плотность пропитывающей жидкости кг/м3 7ж RG

3. Теплота парообразования при средней температуре Дж/кг га RP

4. Теплота парообразования при рабочей температуре Дж/кг п RT

5. Вязкость жидкости Пас И-ж MG

6. Высота реактора м н H

7. Условная длина поверхности конденсации м L L

8. Начальная температура материала °С ^матО TMO

9. Влагосодержание % и U

10. Концентрация катализирующих ионов % Ckt CKT

11. Константа скорости гидролиза мин-1 кт KG

12. Давление пара Па Рп PP

13. Время подготовки пара в парогенераторе с ^"подг.пара ПГ TPP

14. Производительность вакуумного насоса м3/ч <2вн QV

15. Время нагрева реактора с ^нагр.р. TNR

16. Плотность пара на впуске кг/м3 Рп.вп. RPV

17. Время тепловой обработки с ^"обр TOB

18. Коэффициент теплоотдачи Вт/(м2К) ALK

19. Температура материала °С ^мат TM

20. Масса конденсата кг тК MK1

21. Масса входящего пара кг тв MV

22. Теплопроводность слоя Вт/(мК) т лсл LS

23. Теплоемкость слоя Дж/(кгК) (-СЛ CS

24. Плотность слоя кг/м Рсл RS