Совершенствование технологического контроля породного состава в производстве целлюлозы из лиственной древесины тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Окулова Елена Олеговна
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 144
Оглавление диссертации кандидат наук Окулова Елена Олеговна
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Морфологические и химические особенности строения осины и берёзы
1.1.1 Особенности структуры древесины
1.1.2 Особенности структуры волокон
1.1.3 Особенности химического состава древесины
1.2 Влияние свойств и соотношения древесины осины и берёзы на свойства получаемой целлюлозы
1.2.1 Влияние свойств древесины на бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов
1.2.2 Влияние способа получения целлюлозы на выход и прочностные характеристики полуфабрикатов
1.2.3 Влияние соотношения лиственных пород в композициях на свойства целлюлозных материалов
1.2.4 Проблемы, возникающие при совместной переработке осины и берёзы
1.3 Известные способы определения породы древесины
1.4 Выводы по литературному обзору и постановка задач
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ древесины
2.2.1 Варка сульфатной небелёной целлюлозы
2.2.2 Варка полуцеллюлозы
2.3 Анализ варочных растворов
2.4 Анализ волокнистых полуфабрикатов
2.5 Проведение лабораторной отбелки небелёной целлюлозы
2.6 Изготовление лабораторных образцов и подготовка их к испытаниям
2.6.1 Роспуск волокнистой массы
2.6.2. Размол целлюлозы
2.6.4 Изготовление отливок
2.7 Определение физико-механических характеристик
2.7.1 Определение толщины и массы образцов
2.7.2 Определение сопротивления продавливанию
2.7.3 Определение прочности на разрыв
2.7.4 Определение сопротивления раздиранию
2.8 Определение размеров волокон и фракционного состава на приборе Fiber Tester
2.9 Методика оценки соотношения осины и берёзы в целлюлозной массе
2.10 Среда разработки программного обеспечения
2.11 Определение породного состава методом НПВО ИК-спектроскопии
2.12 Метрологические характеристики средств измерений и обработка
результатов
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выбор экспериментального способа определения соотношения осины и берёзы в технологических потоках
3.1.1 Возможности морфологического способа
3.1.2 Возможности метода нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) инфракрасной спектроскопии
3.2 Разработка метода компьютерной визуализации и программы для учёта соотношения волокон осины и берёзы в целлюлозных полуфабрикатах
3.3 Влияние соотношения волокон осины и берёзы на свойства полуфабрикатов для бумаги и картона
3.4 Оценка вариации соотношения осины и берёзы в производстве и влияние породного состава на физико-механические характеристики полуфабрикатов110
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а. с. - абсолютно сухая; Б - берёзовые;
БДМ, КДМ - бумаго- и картоно- делательная машина До, Д1, Д2 - ступени отбелки с применением СЮ2; ИК - инфракрасный; К - кисловка;
НПВО - нарушенного полного внутреннего отражения;
0 - осиновые;
П - сопротивление продавливанию, кПа;
ПК - персональный компьютер;
п. п. - процентные пункты;
СКО - среднеквадратичное отклонение;
ЩГ, Щ - ступени отбелки с гипохлоритом и щёлочью;
01161/02889 - отношение интенсивностей спектров при волновых числах 1161 см-1 и 2889 см-1
1 - интенсивность пропущенного инфракрасного излучения, относительные единицы;
Ь - разрывная длина, м; Р - первичная оболочка волокна; Q - расход реагентов на отбелку, кг/т; ^ - сопротивление раздиранию, мН;
Б1, Б2, Бз - наружный, средний и внутренний слой вторичной стенки волокна;
? - температура процесса, °С;
т - продолжительность процесса, мин;
Х1.. .Х5, Хср, Хмин, Хмакс - значения величин
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Разработка технологического процесса делигнификации древесины берёзы в системе гидроксид калия – гидразин – изобутанол – вода2022 год, кандидат наук Удальцов Валерий Александрович
Разработка ресурсосберегающего способа получения полуфабриката для тарного картона2013 год, кандидат технических наук Демидов, Максим Леонидович
Влияние процессов массоподготовки и формования на равномерность макроструктуры бумаги2015 год, кандидат наук Николаев, Егор Сергеевич
Модификация волокон сульфатной целлюлозы препаратами гликозил-гидролаз2015 год, кандидат наук Терентьев, Константин Юрьевич
Оптимизация процессов подготовки бумажной массы с использованием ключевых показателей эффективности2019 год, кандидат наук Жирнов Денис Николаевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологического контроля породного состава в производстве целлюлозы из лиственной древесины»
ВВЕДЕНИЕ
Определение и контроль породного состава по волокну целлюлозы, как в товарном виде, так и в виде полуфабрикатов для бумаги и картона, остается приоритетной задачей при обеспечении стабильного качества продукции целлюлозно-бумажного производства. В производственной практике обычно контролируют лишь долю осины или берёзы в древесной щепе (один-два раза в сутки), поступающей на варку.
Неоднородность породного состава при производстве целлюлозных полуфабрикатов из лиственной древесины оказывает существенное влияние на ключевые технологические процессы:
- древесина осины обладает меньшей плотностью, быстрее впитывает варочные растворы и быстрее делигнифицируется при варке;
- для отбелки целлюлозы из берёзы требуется существенно больший расход отбеливающих реагентов, чем для целлюлозы из осины;
- для достижения одинаковой степени помола осиновой целлюлозы требуется меньшая удельная энергия, чем для берёзовой, а скорость размола при этом примерно в полтора-два раза выше;
- осиновая целлюлоза содержит большее количество мелких волокон, поэтому она хуже обезвоживается, чем берёзовая.
Таким образом, необходим постоянный и оперативный контроль содержания осины и берёзы при использовании смеси этих пород как сырья для производства целлюлозы и полуцеллюлозы, а, следовательно, принятое направление исследований является актуальным.
Альтернативным методом определения доли осины и берёзы является контроль качества полуфабрикатов по показателям механической прочности отливок целлюлозы, которые косвенно отражают породный состав, так как
зависят от соотношения волокон в полуфабрикате. Однако эти методы являются трудоёмкими и занимают достаточно продолжительное время - около 6 часов.
Анализ породного состава волокнистой суспензии в производственных условиях на регулярной основе не проводится. При этом продолжительность анализа определения доли осины и берёзы при помощи микроскопа составляет не более 30 минут.
Вместе с тем, современным способом является исследование при помощи инфракрасной спектроскопии, используемое для определения концентрации различных органических веществ, в том числе непосредственно в волокнах полуфабрикатов. Эти методы являются быстрыми, неразрушающими и перспективными для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.
Актуальным направлением исследований в данной области является совершенствование существующих методов анализа, позволяющих автоматизировать процесс их проведения для лиственных полуфабрикатов, сократить продолжительность анализа, повысить его точность. Подобная оценка необходима для оптимизации производства целлюлозных волокнистых материалов перед ключевыми технологическими процессами получения бумаги и картона.
Целью диссертационной работы является разработка способа технологического контроля породного состава в целлюлозе, получаемой из смеси древесины осины и берёзы.
Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Проанализировать различные виды лиственных целлюлозных полуфабрикатов, получаемых из древесины осины и берёзы, с позиций совершенствования технологического контроля их породного состава;
2. Изучить и оценить аспекты практического использования способов анализа по морфологическим признакам и на основе инфракрасной спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения для определения
породного состава в лиственных целлюлозных полуфабрикатах из смеси осины и берёзы;
3. Разработать универсальный способ оперативного технологического контроля породного состава в потоках производства целлюлозных полуфабрикатов из осины и берёзы;
4. Провести лабораторную и промышленную апробацию разработанного способа;
5. Установить закономерности влияния породного состава на свойства целлюлозных полуфабрикатов из смеси древесины осины и берёзы.
Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:
1. Выбор метода количественного анализа для реализации универсального способа оценки породного состава в образцах целлюлозы и полуцеллюлозы из лиственной древесины.
2. Разработанный способ количественной оценки породного состава, основанный на компьютерной интерпретации изображений, алгоритм обработки изображений, программное обеспечение для идентификации осины и берёзы в волокнистых суспензиях и в товарной целлюлозе.
3. Экспериментальные данные лабораторной оценки влияния соотношения доли осины и берёзы на свойства лиственной целлюлозы и полуцеллюлозы.
4. Результаты апробации разработанного способа количественной оценки породного состава с целью совершенствования технологического контроля в производстве целлюлозы и полуцеллюлозы из лиственной древесины.
5. Выявленные закономерности и зависимости стандартных физико-механических характеристик образцов волокнистых полуфабрикатов от доли осины и берёзы в составе различных видов целлюлозы и полуцеллюлозы.
Основная часть работы выполнена в лабораториях инновационно-технологического центра «Современные технологии переработки биоресурсов Севера», отдельные эксперименты в ЦКП НО «Арктика» САФУ имени М. В. Ломоносова.
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Морфологические и химические особенности строения осины и берёзы 1.1.1 Особенности структуры древесины
Лиственная древесина в целлюлозно-бумажной промышленности используется в производстве различных видов волокнистых полуфабрикатов в больших объёмах. В Северо-Западном регионе Российской Федерации в основном используют осину и берёзу. Эти породы являются лесообразующими и находятся соответственно на третьем и четвёртом месте по занимаемой площади и по запасам древесины после ели и сосны [1, 2].
Берёза - лиственное быстрорастущее дерево рода Betula. В качестве сырья для производства волокнистых полуфабрикатов используются берёза пушистая (Betula pubescens E.) и берёза бородавчатая (Betula verrucosa E.) [2-4].
Размеры деревьев варьируются от мест произрастания. Обычно это небольшие и средние деревья высотой до 30 м и диаметром ствола до 40 см [5]. Высокопродуктивные 50-летние березняки кисличные на свежих плодородных почвах дают запасы древесины до 350 м3/га и более, в низкобонитетном болотно-папоротниковом березняке около 140 м3/га. Выход деловой древесины в берёзовых лесах наивысший в 50-60 лет, затем он снижается [2].
Осина или тополь дрожащий (Populous tremula L.) относится к быстрорастущим породам и достигает высоты 20 м к 40 годам. В насаждениях, произрастающих в благоприятных условиях, средний запас древесины в 70-летнем возрасте может составить 650 м3/га. При рубке в 50-60-летних осинников выход деловой древесины составляет 50 % и ниже - в зависимости от степени поражения древостоев яровой гнилью [2, 6].
Для получения волокнистых материалов в промышленности в основном используют ствол дерева. В растущем дереве он выполняет три физиологические функции: механическую, проведение влаги и солей, а также создание запаса питательных веществ. У деревьев лиственных пород за выполнение каждой функции отвечает определённый вид волокон, строение которого отличается от вида к виду. Таким образом, механическую функцию выполняют волокна либриформа, водопроводящую - сосуды и трахеиды, запасающую - паренхимные клетки сердцевинных лучей и вертикальной паренхимы [7].
Волокна либриформа представляют собой вытянутые клетки с заострёнными концами и равномерно утолщёнными оболочками. Длина их колеблется от 0,5 до 1,7 мм при ширине 0,02-0,03 мм. Поры простые, щелевидной формы. Толщина оболочки клеток составляет 3,5-4,9 мкм. Именно эти волокна считаются основными бумагообразующими компонентами при производстве волокнистых полуфабрикатов.
Сосуды представляют собой трубки, тянущиеся вдоль ствола, состоящие из отдельных клеток (члеников) длиной 0,4-1,2 мм с широкой полостью и тонкой оболочкой. Стенки клеток в месте их контакта или отсутствуют (осина) или имеют лестничную перфорацию (берёза). На стенках сосудов имеются поры. Вид и расположение пор, их группировка является диагностическим признаком [8]. Протяжённость сосудов в стволе дерева составляет от 2-10 см до 1 метра и более. Располагаться могут одиночно или группами. Строение сосудов влияет на проницаемость. Так, древесина берёзы менее водопроницаема за счёт наличия перфорационных пластинок [9].
Волокнистые трахеиды - это толстостенные волокна с окаймлёнными порами, узкой полостью и заострёнными концами длиной 1-1,5 мм.
Паренхимные клетки сердцевинных лучей представляют собой волокна с мелкими простыми порами на стенках, внешне несколько вытянуты в радиальном направлении и имеют одинаковую длину в луче у осины и берёзы, которая составляет 0,1-0,2 мм. Ширина паренхимных клеток 0,01-0,05 мм. Толщина стенок составляет 2-4,5 мкм [6].
Берёза является заболонной породой, так как у неё нет существенной разницы между периферической и центральной частями ствола ни по цвету, ни по содержанию влаги [5]. Древесина однородная по строению, светлая, почти белого цвета с желтоватым или розоватым оттенком, обладает блеском. По своим физическим свойствам, её можно охарактеризовать как умеренно плотная, прочная, твёрдая, значительно усыхающая, умеренно вязкая, при хранении быстро буреет, не стойкая к гниению [10].
Разрезы берёзы в торцевом, радиальном и тангенциальном направлении показаны на рисунке 1.1.
На торцевом разрезе годичные кольца состоят из 2-4 рядов радиальных клеток. Это выглядит как едва различимая тонкая полоска более тёмного цвета, при смачивании водой или глицерином проявляется более ясно [8]. Сосуды равномерно разбросаны по всей ширине годичного кольца, образуют радиальные группы, состоящие из 2-4 сосудов, или расположены одиночно. Диаметр сосудов составляет 40-70 мкм, а среднее их количество достигает 20-60 сосудов / мм2 [11, 12].
ВеиЛэ риЬегсепг ЕгЬ.: ^етмоос! В^и1э риЬе5сеп5 ЕгЬ.: ^ети/оос! ВеЬЛа риЬетсеп» ЕгЬ.: ^ет\л/оо<1
| ТгапБУегеа! зес1юп -0,5 тт-! 1*а(11а1 зесЪоп -—-' ТапдепИа! зесйоп
а б в
Рисунок 1.1 - Берёза, разрез: а - торцевой; б - радиальный; в - тангенциальный [13]
На радиальном разрезе сердцевинные лучи заметны в виде узких, коротких блестящих чёрточек. Видны трубки сосудов, которые распределены между волокнами либриформа одиночно или сгруппированы по три. На поверхности сосудов можно видеть очень мелкие (диаметром 3-7 мкм) и часто расположенные окаймлённые поры, а на концах каждого членика видна характерная перфорационная пластинка, состоящая из 10-15 до 25 перекладин. Размеры сосудов находятся в пределах 70±2 мкм. Волокна либриформа представляют собой удлинённые узкие клетки с заострёнными концами, при большом увеличении на поверхности видны щелевидные поры. Длина волокон либриформа берёзы к 25-летнему возрасту достигает 1,3 мм, средний диаметр составляет 2030 мкм [3, 12, 14].
На тангенциальном разрезе хорошо различимы многорядные сердцевинные лучи до 25 клеток в высоту по 2-4 клетки вдоль оси ствола, иногда встречаются и однорядные; в расширяющейся средней части лучи веретеновидные. В клетках лучей (они все живые паренхимные) содержатся жиры; берёза относится к маслянистым (жировым) породам. Длина волокон либриформа составляет 0,6-1,7 мм [8].
Осина относится к спело-древесным породам. Зона спелой древесины (бесцветного ядра) в здоровых стволах осины может составлять 40...45 % [2]. Древесина осины имеет однородное строение, легкая, малопрочная, мягкая, легко пропитывается, часто поражается гнилями [10].
Разрезы осины в торцевом, радиальном и тангенциальном направлении показаны на рисунке 1.2.
На торцевом разрезе сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, одиночные или в радиальных группах по 2-5 в ряду, среднего диаметра 40-50 мкм. Среднее количество сосудов составляет 130-140 сосудов / мм2 [11, 12]. Волокна либриформа тонкостенные. Границы годичных колец более или менее чёткие, желтоватого или зеленоватого цвета [8].
РорЫив Ь"ети1а 51етм/оо<1 РорЫив 1гети1а Ь: 51етууоос1 Рори1и5 1гети1а Ь: Б1епи«оос1
| Тгаг.5Увг5а1 веЛюп -0,5 тт- I Яа^а! сесвоп _0,5 гпт_| ТапдепЬа! эесйоп
а б в
Рисунок 1.2 - Осина, разрез: а - поперечный; б - радиальный; в - тангенциальный [13]
На радиальном разрезе сосуды короткие, чаще в рядах по 2-3 сосуда. На поверхности сосудов видны довольно крупные окаймлённые поры, вплотную покрывающие участки стенок сосудов. Соединительные пластинки простые. Сердцевинные лучи однородные, гомогенные в местах пересечения с сосудами имеют несколько рядов простых крупных пор, образующих очень характерную сеточку. Сердцевинные лучи все однорядные, имеют до 40 клеток в высоту. Волокна либриформа имеют тонкие оболочки, ширина составляет 20-30 мкм [6].
На тангенциальном разрезе видны многорядные сердцевинные лучи до 1030 клеток в высоту [13]. Длина волокон либриформа составляет 0,7-1,7 мм [8].
Осина и берёза по характеру годичных слоёв и расположению сосудов принадлежат группе рассеяннососудистых пород (сосуды почти одинакового размера и равномерно распределены по зоне годичного кольца) [2, 3, 4, 10].
Количество структурных элементов в древесине может быть разным не только у различных пород, но и быть неодинаковым внутри одного вида, так как дерево является природным материалом и имеет естественное происхождение. Эти отличия частично являются результатом условий роста, таких как климат, тип почвы, водоснабжение, доступные питательные вещества и т. д. [3, 11, 15-17].
Относительное содержание различных структурных элементов древесины осины и берёзы может колебаться в определённых пределах (таблица 1.1). Здесь следует отметить, что классические методы определения гистологического состава основаны на определении пропорции всех составных элементов по площади однородных клеточных структур в ручном режиме с использованием оптического микроскопа в элементарном объёме древесины - годичном слое [15].
Таблица 1.1 - Процентное содержание структурных элементов в древесине осины и берёзы [4, 10] ____
Порода древесины Волокна Сосуды Сердцевинные лучи Паренхима
Осина 55-65 13-35 6-26 1-1,5
Берёза 60-76 10-30 10-30 2-5
В настоящее время разработана технология автоматического сканирования БИугБеап для образцов размером 2х7х315 мм [18], позволяющая определить свойства древесины: количество, диаметр и толщину стенки волокна, шероховатость, ориентацию колец и лучей для хвойных и некоторых лиственных пород древесины. Причём, для лиственных пород в анализ включены характеристики сосудов: определение диаметра сосудов, распределение сосудов на срезе, соотношение волокон и сосудов, а также оценка площади поверхности сосуда.
Плотность древесного вещества определяется соотношением структурных элементов в древесине и количеством пор. Этот параметр влияет на процессы переработки, особенности технологии и свойства целлюлозы. Берёза относится к твёрдолиственным породам, так как её плотность колеблется в пределах 510612 кг/м3, осина к мягколиственным - 350-458 кг/м3 [6].
1.1.2 Особенности структуры волокон
Механические свойства волокон напрямую зависят от строения клеточной стенки. Клеточная стенка структурных элементов представляет собой волокнистый композит, состоящий из микрофибрилл целлюлозы, встроенных в
матрицу гемицеллюлоз и лигнина, и состоит из трех слоёв: срединной пластинки, первичной и вторичной оболочки (рисунок 1.3), которые отличаются друг от друга по физическим свойствам и химическому составу, а также ориентацией и направлением микрофибрилл [19].
Рисунок 1.3 - Модель тонкого строения лиственной древесины [20]
Срединная пластинка довольно жёстко окружает волокно и состоит главным образом из лигнина. Её толщина составляет 1-2 мкм. Главная задача этого слоя - скрепление соседних волокон. Далее находится внешняя, очень тонкая (0,1-0,2 мкм) оболочка волокна, называемая первичная оболочка Р.
Первичная оболочка - это самый первый слой, который образуется в развивающейся клетке. Первичная оболочка структурно отличается от срединной пластинки. Она очень близка к ней по своим химическим свойствам, однако этот слой состоит в основном из гемицеллюлоз и пектина, укреплён фибриллами целлюлозы, которые образуют дисперсную структуру [21]. Первичная оболочка выполняет две противоречивые функции: она должна быть жёсткой, чтобы противостоять внутренним и внешним напряжениям, и в то же время должна быть гибкой, чтобы обеспечить расширение клеточной стенки во время роста [22].
Вторичная стенка, занимающая по массе основную долю волокна, преимущественно состоит из целлюлозы и делится на три слоя. Содержание в ней лигнина не превышает 20 %. Внешний слой, называемый 5], имеет поперечно ориентированные микрофибриллы с большим углом (около 90° к оси клетки). Средний слой 52 составляет наибольшую долю толщины стенки и имеет наименьшую ориентацию угла микрофибрилл (угол между микрофибриллами и осью волокна в диапазоне от 0° до примерно 45°). Внутренний слой также имеет поперечно ориентированные микрофибриллы и похож на 5] - угол микрофибрилл составляет более 70° [23, 24]. Этот слой имеет самый низкий процент лигнина, так как лигнин является гидрофобной макромолекулой, это обеспечивает адгезию воды внутрь клеточной стенки и, тем самым, облегчает транспирацию [25]. В отличие от первичной оболочки, структура вторичной стенки обеспечивает высокую осевую жёсткость, в то же время, обеспечивает высокое сопротивление разрушению и разрыву. Поскольку слой 52 составляет приблизительно 80 % клеточной стенки, он оказывает сильное влияние на свойства волокна. Характеристики слоя 52 (такие как небольшой угол микрофибрилл, толщина и высокое содержание целлюлозы) важны для создания жесткости волокна. Слои 5] и относительно тонкие, но, тем не менее, играют критическую роль в увеличении модуля упругости оболочки в поперечной плоскости [26-28]. Обобщая, можно отметить, что доля целлюлозы и гемицеллюлоз увеличивается от срединной пластинки до первичной вторичной клеточной стенки, тогда как доля лигнина уменьшается в том же направлении [12, 29]. Механизмы, которые контролируют изменения ориентации целлюлозных микрофибрилл между слоями стенки, на сегодняшний день не известны [26].
Свойства бумаги в большей степени зависят от строения и свойств волокон. Техническое волокно, составляющее основу бумаги, претерпевает ряд существенных изменений в процессе химических, физических и механических воздействий.
Так, Москалёвой В. И. [30] при помощи электронной микроскопии было установлено, что наиболее слабыми местами в стенке волокна являются
соединения между первичным слоем P и наружным слоем вторичной оболочки S1, а также между слоями S1 и S2. Первичная оболочка P не устойчива, и расслаивается на отдельные ламели и микрофибриллы в процессе варки. На готовом целлюлозном волокне он не обнаруживается. Самыми устойчивыми слоями являются наружный S1 и внутренний S3 вторичной оболочки. Внутренний слой S3 затрудняет проникновение варочных растворов в начальных стадиях варки, далее отрывается и уносится с током жидкости. Остатки наружного слоя S1 вторичной оболочки вместе с остатками нелигнифицированной части межклеточников обнаруживаются на целлюлозном волокне даже после размола и мешают образованию однородного листа. Удалить их можно только при совершенствовании процесса размола. Слой S1 задерживает фибрилляцию и установление межволоконных связей, поэтому автор рекомендует добиваться большего обнажения слоя S2 вторичной оболочки, так как он является основным носителем целлюлозы.
Следует отметить, что плотность клеточной стенки для разных пород древесины различна. Z. Wang с коллегами [31] при помощи флуоресцентной микроскопии установили, что клеточная стенка древесины берёзы имеет более плотную структуру, по сравнению с древесиной осины.
1.1.3 Особенности химического состава древесины
Главными составными компонентами клеточной стенки древесины являются целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин. Это высокомолекулярные соединения, сложные по своему строению и составу. Целлюлоза образует основу стенок оболочки, а гемицеллюлозы и лигнин заполняют промежутки между микрофибриллами целлюлозы, которые в сумме составляют около 90...95 %. Остальные 5.10 % от абсолютно сухой древесины - это вещества, экстрагируемые различными органическими растворителями.
Химический состав древесины осины и берёзы показан в таблице 1.2. Каждый из этих компонентов оказывает влияние на свойства волокна, которые, в конечном итоге, влияют на свойства готовой продукции.
Таблица 1.2 - Химический состав древесины [6, 19, 32, 33]
Порода древесины Содержание, массовых % а. с. древесины
целлюлозы лигнина пенто-занов смол и жиров водорастворимых веществ золы
Осина 49,3-54,5 17,0-20,9 17,8-21,1 3,0-6,3 1,9-5,2 0,24-0,65
Берёза 40,8-50,6 16,8-24,6 21,2-26,6 2,5-4,6 1,3-4,6 0,22-0,47
Целлюлоза представляет собой полисахарид со строгой линейной цепью, состоящий из повторяющихся глюкозоангидридных звеньев, соединёнными в -глюкозидными 1 ^ 4 связями [6, 19, 34, 35]. Конечным продуктом реакции гидролиза целлюлозы является глюкоза, а промежуточными в - глюкозидные полимеры глюкозы: целобиоза, целлотрилоза и др. Каждая молекула глюкозы содержит три свободных гидроксильных ( - ОН) фрагмента, которые могут взаимодействовать с образованием водородных связей. Эти связи играют основную роль в агрегации целлюлозных цепей и определяют кристаллическую структуру целлюлозы [35].
Длина цепи целлюлозы или степень полимеризации варьируется от 2 000 до 6 000 в первичных стенках и более однородна во вторичных стенках и составляет около 10 000 [34].
Целлюлоза является самым устойчивым полисахаридом даже для очень жёстких условий делигнификации. Выход волокнистого полуфабриката может составлять до 95 % от исходного содержания [6].
Целлюлоза, выделенная в промышленных условиях, отличается от «идеальной» молекулярной структуры. В основном это связано с процедурой выделения (варка и отбелка целлюлозы), поскольку целлюлоза в растениях всегда включена в матрицу гемицеллюлозы, лигнина и низкомолекулярных веществ. Во время варки и отбелки целлюлозы образуются ряд других функциональных
элементов, таких как карбоксильные и карбонильные группы. Что оказывает непосредственное влияние на спектроскопические свойства [36].
Гемицеллюлозы — это полисахариды, которые отличаются от целлюлозы по своему составу и структуре. Представляют собой полимерные соединения, макромолекулы которых составлены из остатков пентоз (ксилоза, арабиноза), гексоз (манноза, галактоза, глюкоза), метилпентозанов и пектиновых веществ [36, 37]. Все эти вещества отличаются высокой гидрофильностью, высокой набухаемостью в воде и обладают сродством к целлюлозе [38]. Считается, что эти группы оказывают значительное влияние на ход варки и свойства получаемых волокнистых полуфабрикатов [39]. В отличие от целлюлозы гемицеллюлозы менее стойки к воздействию разбавленных кислот [21].
В лиственной древесине ксилановые цепи с неравномерными интервалами соединены группами 4-О-метилглюкуроновой кислоты с а-(1,2) гликозидной связью в звеньях ксилозы. Кроме того, многие из ОЯ-групп в С2 и С3 звеньях ксилозы замещены О-ацетильными группами, образующими О-ацетил-4-О-метилглюкуроноксилан, основной гемицеллюлозный компонент в лиственных породах древесины [36, 40]. Помимо основных компонентов ксиланы лиственных пород содержат небольшое количество рамнозы и галактуроновой кислоты.
В зависимости от природы растительной ткани полисахариды гемицеллюлоз имеют различный химический состав и неодинаковую структуру молекул, обусловленную различным сочетанием компонентов в макромолекуле и характером связи между ними. Макромолекулы полисахаридов отличаются также неодинаковым молекулярным весом и степенью разветвлённости [32, 39, 41]. От устойчивости гемицеллюлоз к воздействию варочных реагентов при делигнификации древесины зависит выход волокнистого полуфабриката [37].
Степень полимеризации гемицеллюлоз колеблется в пределах от 30 до 300 остатков [6, 41].
Основным полисахаридом гемицеллюлоз является 4-О-метилглюкуроноксилан, который в различных видах древесины имеет несколько отличные соотношения остатков Л-ксилозы и 4-О-метилглюкуроновой кислоты,
различную степень полимеризации и растворимость [6, 32, 39-42]. Состав гидролизатов полисахаридов представлен в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Состав полисахаридов древесины осины и берёзы, % от сухой древесины [31 ]
Компоненты гидролизатов полисахаридов Осина Берёза
Арабинан Рори1ш &еши1а БвШ1а verrucosa
Галактан 0,5 ± 0,1 0,5 ± 0,1
Глюкан 0,4 ± 0,1 0,9 ± 0,1
Ксилан 38,8 ± 0,5 44,0 ± 2,0
Маннан 24,3 ± 0,3 19,0 ± 1,0
Ацетил 2,5 ± 0,1 2,4 ± 0,1
Экстрактивные вещества 5,3 ± 0,2 5,5 ± 0,3
Как видно из таблицы, состав полисахаридов древесины осины и берёзы достаточно близок между собой и отличается незначительно. Основными полисахаридами является глюкан и ксилан. Причём, наибольшая массовая доля глюкана была обнаружена у осины - 44 %, наименьшая - у берёзы 39 %. Массовая доля ксилана у осины - 19 %, берёзы - 24 %. Учитывая ацетилирование ксилана, массовая доля ацетила составляет более 5 % для обеих пород.
Лигнин является аморфным природным полимером со сложной ароматической структурой. Массовая доля лигнина в древесине берёзы составляет 24,8 %, осины - 28,5 %, большая часть определяется как лигнин Классона. Лигнин придаёт клеточным стенкам древесины волокон необходимую механическую прочность и гидрофобность. Лигнин осины и берёзы представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения и состоит из фенилпропановых мономеров: сирингила и гваяцила в соотношении 1,68 и 3,25 соответственно [31].
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Биокаталитическая конверсия сульфатной целлюлозы с использованием комплекса карбогидраз Penicillium verruculosum2018 год, кандидат наук Тышкунова, Ирина Владимировна
Влияние структурно-морфологических свойств волокна на деформативность и прочность хвойной сульфатной небеленой целлюлозы2014 год, кандидат наук Манахова, Татьяна Николаевна
Влияние характеристик волокон и их относительного содержания в бумажной массе на деформационные и прочностные свойства тарного картона2004 год, кандидат технических наук Дьякова, Елена Валентиновна
Получение и свойства сорбционных материалов на основе технической целлюлозы из недревесного растительного сырья2018 год, кандидат наук Симонова Елена Игоревна
Моделирование структуры и деформационных характеристик бумажного листа2017 год, кандидат наук Лебедев Иван Владимирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Окулова Елена Олеговна, 2023 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году». [Текст] / М.: Минприроды России; НИА-Природа. - 2016. - 639 с.
2. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. [Текст]. В 3 т. Т. 1. Ч. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. / П.С. Осипов, Е.А. Гаррилиди, Э.Л. Аким [и др.]. - СПб.: ЛТА, - 2002. - 432 с.
3. Иванов, М.А., Коссович, Н.Л., Малевская, С.С., Нагродский, И.А., Элиашберг, М.Г. Смолистые вещества древесины и целлюлозы [Текст] / Изд-во Лесная пром-ть, М. - 1968, - 349 с.
4. Ek, M., Gellerstedt, G., Henriksson, G. Wood Chemistry and Wood Biotechnology / Pulp and Paper Chemistry and Technology Volume 1. Berlin, New York: De Gruyter, 2009, pp. - 320. https://doi.org/10.1515/9783110213409
5. Уголев, Б. Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. [Текст] / М.: ГОУ ВПО МГУ Л, - 2007. - 351 с.
6. Бобров, А.И., Мутовина, М.Г. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины [Текст] / М.: Лесная пром-сть, - 1984. - 248 с.
7. Богомолов, Б. Д., Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений [Текст] / М: Лесная пром-сть, - 1973. - 399 с.
8. Козубова, Г.М., Зотова-Спановская, Н.П. Диагностические признаки древесины и целлюлозных волокон, применяемых в целлюлозно-бумажной промышленности [Текст] / Петрозаводск, - 1976. - 152 с.
9. Michalec, J., Niklasova, S. Water Uptake of Hardwoods / School of Technology and Design Vaxjo University, - 2006, рр.16.
10. Леонтьев, Л.Л. Строение древесины [Текст] / Санкт-Петербург: СПбЛТА, - 2002. - 84 с.
11. Платонов, А.Д. Михеевская, М.А. Снегирева, С.Н. [и др.]. Влияние вариативности сосудов на качество древесины берёзы и осины в стволе дерева. [Текст] / Лесотехнический журнал 2 / 2018, Воронеж. с. 212-221.
12. Неделина, Н.Ю. Эффективный способ определения гистологического состава древесины. Научный журнал КубГАУ, №79 (05), 2012. - 13 с. Режим доступа http://ej.kubagro.ru/2012/05/pdf/04.pdf
13. Schoch, W., Heller, I., Schweingruber, F.H., Kienast, F., 2004: Wood anatomy of central European Species [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.wsl.ch/land/products/dendro/species_az.php
14. Bonham, V.A., Barnett, J.R. Fibre Length and Microfibril Angle in Silver Birch (Betula pendula Roth) / Wood research and technology vol. 55, no. 2, 2001, pp. 159-162. https://doi.org/10.1515/HF.2001.026
15. Косиченко, Н.Е. Вариводина, И.Н., Неделина, Н.Ю. Связь гистологического состава с шириной годичного слоя разных типов древесины Научный журнал КубГАУ, № 75 (01) - 2012. - 13 с. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/01/pdf/62.pdf
16. Levanic, T., Eggertsson, O., Climatic effects on birch (Betula pubescens Ehrh.) growth in Fnjoskadalur valley, northern Iceland / Dendrochronologia № 25 (3). - 2008. p. 135-143.
17. Амосова, И.Б., Феклистов, П.А. Анализ анатомического строения древесины берёзы / Лесной вестник, №2, - 2009. С. 16-18.
18. Chen, F.F., Evans, R. Automated measurement of vessel properties in birch and poplar wood / Holzforschung, Vol. 64. 2010. - pp. 369-374.
19. Заводов, Р.В. Химия древесины [Текст] / Пер. с финского Р.В. Заводова под ред. М.А. Иванова. - М.: Лесн. пром-ть, - 1982. - 400 с.
20. Huang, CL., Lindstrom, H., Nakada, R. et al. Cell wall structure and wood properties determined by acoustics - a selective review / Holz Roh Werkst 61, 2003. - pp. 321-335. DOI 10.1007/s00107-003-0398-1
21. Бейнарт, И.И. Клеточная стенка древесины и её изменения при химическом воздействии [Текст] / И.И. Бейнарт, Н.А. Ведерников, B.C. Громов, Г.Ф. Закис, и др. - Рига: Зинатне. - 1972. - 501 с.
22. Burgert, I. Exploring the micromechanical design of plant cell walls / American Journal of Botany. - 2006, - № 93, pp.1391-1401.
23. Brandstrom, J. Microfibril angle of the S1 cell wall layer of Norway spruce compression wood tracheids / IAWA J. - 2004. - № 25, pp. 415-423.
24. Fratzl, P., Weinkamer R. Nature's hierarchical materials [Text] / Progress in Materials Science. - 2007. Vol. 52, Issue 8. pp. 1263-1334.
25. Kozlowksi, T.T., Pallardy, S.G. Physiology of woody plants. [Text] / San Diego, CA: Academic Press, - 2008, 454 p.
26. Sorieul, M., Dickson, A.; Hill, S.J.; Pearson, H. Plant Fibre: Molecular Structure and Biomechanical Properties, of a Complex Living Material, Influencing Its Deconstruction towards a Biobased Composite. Materials (Basel). - 2016 Jul 26;9(8):618. doi: 10.3390/ma9080618.
27. Bergander, A., Salmen, L. Variations in transverse fibre wall properties: Relations between elastic properties and structure / Holzforschung. - 2000. - 54, pp. 654-660.
28. Bergander, A., Salmen, L. Cell wall properties and their effects on the mechanical properties of fibers / Journal of Materials Science. - 2002, - 37, p. 51156. doi.org/10.1023/A: 1013115925679
29. Butterfield, B.G., Meylan, B.G. Three Dimensional Structure of Wood / Springer, Dordrecht, - 1980. - 229 p.
30. Москалёва, В.И. Микроскопия волокон и её значение для улучшения качества бумаги [Текст] // Исследования в области производства бумаги. Сборник трудов ЦНИИБ № 10.М.: Лесная пром-ть, - 1975. с.148-151.
31. Wang, Z., Winestrand, S., Gillgren, T., Jonsson, L.J. Chemical and structural factors influencing enzymatic saccharification of wood from aspen, birch and spruce / Biomass and Bioenergy Volume 109, February - 2018, pp. 125-134.
32. Шарков, В.И. Химия гемицеллюлоз [Текст] / В.И. Шарков, Н.И. Куйбина. - М.: Лесн. пром-ть, ЛоЛТА, - 1972. - 440 с.
33. Непенин, Ю.П., Буевская, А.Д., Гашкова, М.Я., Мошкалев, А.Г. О физических свойствах и химическом составе древесины лесосырьевой базы проектируемого Тавдинского ЦБК [Текст] / ИВУЗ Лесной журнал. - 1975.
- №6. - с. 112-118.
34. Азаров, В.И., Буров, А. В., Оболенская, А. В. Химия древесины и синтетических полимеров [Текст] / Издательство "Лань". СПб. - 2010. - 624 с.
35. Sixta, H., Potthast, A., Krotschek A. W. Chemical pulping processes, / Handbook of pulp, Volume 1, Wiley-VCH, Weinheim, - 2006. - 1352 р.
36. Lee, C.M., Kubicki, J.D., Fan, B., Zhong, L., Jarvis, M.C., Kim, S.H. Hydrogen-Bonding Network and OH Stretch Vibration of Cellulose: Comparison of Computational Modeling with Polarized IR and SFG Spectra. / The Journal of Physical Chemistry B. - 2015; - 119 (49) pp. 15138-15149.
37. Hannuksela, T., Tenkanen, M., Holmbom, B. Sorption of dissolved galactoglucomannans and galactomannans to bleached kraft pulp / Cellulose, - 9.
- 2002, pp. 251-261.
38. Иванов, Н.С. Технология бумаги [Текст] / Н.С. Иванов. - М.: Школа бумаги, - 2006. - 696 с.
39. Lachowicz, H., Wroblewska, H., Sajdak, M. The chemical composition of silver birch (Betula pendula Roth.) wood in Poland depending on forest stand location and forest habitat type / Cellulose. - 26, - 2019, pp. 3047-3067.
40. Fundador, N.G.V., Enomoto-Rogers, Y., Takemura, A., Iwata, T. Acetylation and Characterization of Xylan from Hardwood Kraft Pulp / Carbohydrate Polymers, 87, 2010. pp. 170-176.
41. Никитин, В.М., Оболенская, А.В., Щеголев, В.П. Химия древесины и целлюлозы [Текст] / М.: Лесн пром-сть. - 1978. - 368 с.
42. Евстигнеев, Е.И. Химия древесины: учебное пособие [Текст] / Евстигнеев Е.И. - Санкт-Петербург.: Издательство Политехнического университета, - 2007. - 148 с.
43. Прокшин, Г. Ф. Особенности образования и механизм извлечения остаточного лигнина и смолы при сульфатной варке берёзовой и осиновой целлюлозы / Г. Ф. Прокшин, М. А. Гусакова, Н. И. Афанасьев, Т. Ф. Личутина, А. П. Вишнякова // Химия растительного сырья. - 2008. - № 29 - С. 5-9.
44. Saka, S., Goring, D.A.I. Biosynthesis and biodegradation of wood components (Chapter 3: Localization of lignin in wood cell walls) / Biosynthesis and biodegradation of wood components. Elsevier, Amsterdam. - 1985, 696 p.
45. Оболенская, А.В., Ельницкая, Е.А., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. Экология, М. - 1991, 320 с.
46. Yang, G., Jaakkola, Saimaa P.J. Wood chemistry and isolation of extractives from wood / Saimaa University of Applied Sciences, - 2011, 47 p.
47. Asikainen, S., Furhmann, A., Ranua, M., and Robertsen, L. Effect of birch kraft pulp primary fines on bleaching and sheet properties / BioRes. 5(4), - 2010, pp. 2173-2183.
48. Никитин, Н.И. Химия древесины и целлюлозы [Текст] / М.: Изд-во АН СССР, - 1962. - 711с.
49. Determination of hardwood/softwood content in wood products by near-infrared spectroscopy [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.metrohm.com/ru_ru/applications/application-notes/nahinfrarotspektroskopieannir/an-nir-009.html
50. Pietarinen, S., Hemming, J., Willfor, S., Vikstrom, F., Holmbom B. Wood Resin in Bigtooth and Quaking Aspen Wood and Knots / Journal of Wood Chemistry and Technology 25, - 2005. - pp. 27-39.
51. Valto, P., Knuutinen, J., Alen, R. Overview of analytical procedures for fatty and resin acids in the papermaking process / BioResources. - 2012. 7(4), pp. 6041-6076.
52. Прокшин, Г. Ф., Вишнякова, А.П., Гусакова, М.А., Личутына, Т. Ф., Афанасьев, Н.И. Оценка влияния времени выдерживания щепы и введения добавок компонентов таллового масла на эффективность и механизм извлечения остаточной смолы и лигнина из целлюлозы [Текст] / Г. Ф.
Прокшин, А. П. Вишнякова, М. А. Гусакова // Целлюлоза. Бумага. Картон.
- 2006. Пилотный научный выпуск - с. 10-14.
53. Sithole, B., Lapierre, L., Watanabe, C. A study of polymerization of aspen (Populus) wood lipophilic extractives by SEC and Py-GC/MS / Appita Magazine & Journal Vol. 66 (1) - 2013 pp. 59-65.
54. Молотков, Л.К. Изменение содержания экстрактивных веществ в осиновой древесине при её хранении. 1. Влияние времени заготовки древесины на изменение содержания экстрактивных веществ при её хранении. // Проблемы производства волокнистых полуфабрикатов: Сборник трудов ВНИИБа, - 1979, с. 25-29.
55. Rudie, A.W., Hart P.W. Wood and how it relates to paper products [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://smartech.gatech.edu/bitstream/ handle/1853/1908/tps-589.pdf?sequence=1&isAllowed=y
56. Мутовина, М.Г., Бобров, А.И., Дыбцына, Т.А. [и др]. Сравнительное исследование бумагообразующих свойств бисульфитной и сульфатной лиственной целлюлозы. Сообщение 1 и 2. [Текст] // Исследования в области технологии бумаги. Сборник трудов ЦНИИБ, №13. М. - 1977 . с. 25-63.
57. Брянцева, З.Е. Атлас ультраструктуры древесных полуфабрикатов, применяемых для производства бумаги [Текст] / З.Е. Брянцева, Е.В. Гончарова, Н.И. Большова, под ред. Н.П. Зотовой-Спановской. - М.: Лесн. пром-сть. - 1984. - 232 c.
58. Чавчавадзе, Е.С. Атлас древесины и волокон для бумаги: монография / Е.С. Чавчавадзе, З.Е. Брянцева, Е.В. Гончарова, М.В. Нехлюдова. ЦНИИ бумаги. - Москва: Ключ, - 1992. - 329 с.
59. Santos, A., Amaral, M.E., Vaz, A., Anjos, O., Simoes, R. Effect of Eucalyptus globulus wood density on papermaking potential / Tappi Journal №7(5),
- 2008. pp. 25-32.
60. Синчук, А.В. Бисульфитная полуцеллюлоза как волокнистый полуфабрикат для производства флютинга и лайнера [Текст] / А.В. Синчук, Д.А. Дулькин, М.Г. Мутовина, Т.А. Бондарева, В.А. Кирсанов // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2007. - № 6. - С. 49-53.
61. He, Z, Ni, Y, Zhou, Y. Presence of hardwood chips and its impact on pulp strength properties in the production on bleached softwood kraft pulp / «Mixed chip pulping» BioResources 5(4), 2010, pp. 2625-2639.
62. Апсит, С.О., Килипенко, А.В. Бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов / Изд-во Лесная пром-ть, М. - 1972. - 88 с.
63. Mansfield S.D., Weineisen, H. Wood Fiber Quality and Kraft Pulping Efficiencies of Trembling Aspen (Populus tremuloides Michx) Clones / Journal of Wood Chemistry and Technology 27(3-4) - 2007, р. 135-151.
64. Risen, J., Hulten, A. H., and Paulsson, M. Influence of fiber properties on the network strength of softwood and hardwood kraft pulp fibers from different stages of a bleaching sequence, Journal of Wood and Technology 24 (4) 2004, pp. 289-306.
65. Фляте, Д.М. Свойства бумаги [Текст] / под редакцией Д.М. Фляте // М.: Лесная пром-сть, 1986. - 680 с.
66. Pulkkinen, I., Ala-Kaila, K., Aittamaa, J. Characterization of wood fibres using fibre property distribution, Chemical engineering and processing 45 (7), 2006, pp. 546-554.
67. Amidon, T.H., Effect of the wood properties of hardwoods and influence on paper properties / Tappi J. 64 (1981) 3, pp. 123-126.
68. Карлссон, Х. Гид по волокну. Анализ волокна и его применение в ЦБП Справочное руководство / перевод А.М. Кряжев / 2008. - 118 с.
69. Seth, R.S., Page, D.H., 1988. Fiber properties and tearing resistance / Tappi J. 71 (2), рp.103-107.
70. Waangard, F.F., Contributions of hardwood fibres to the properties of kraft pulps, Tappi J, 45 (1962) 7, pp. 548-556.
71. Horn R. A. Morphology of pulp fibre from hardwoods and influence on paper strength / Forest Products Laboratory, Research Paper FPL 312, U.S. Department of Agriculture, Madison, Wisconsin, 1978, 9 p.
72. Фляте, Д.М. Бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Д.М. Фляте. - М.: Лесн. пром-ть, 1990. - 136 с.
73. Вураско, А.В., Агеев, М.А., Агеев, А.Я. Технологии получения, обработки и переработки бумаги и картона / А. В. Вураско, М. А. Агеев, А. Я. Агеев; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский государственный лесотехнический университет. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2021. - 276 с.
74. Андреев, В.И., Литвинчева З.Д. Влияние фракционного состава целлюлозной массы по длине волокна на физико-механические свойства бумаги // Исследования процессов технологии бумаги. Сборник трудов ЦНИИБ №9. Лесная пром-ть, 1974 г., с. 84-90.
75. Fiserova, M., Gigas, J. Comparison of hardwood kraft pulp fiber characteristics and tensile strength / Cellulose chemistry and technology, 2011. 45 (9-10), pp. 627-631.
76. Asikainen, S., Agneta, F., Merja, K., Airi, S. Evaluation of vessel picking tendency in printing / O Papel. 73, - 2012, pp.44-50.
77. Ona, T., Sonoda, T., Ito, K., Shibata, M., Tamai, Y., Kojima, Y., Ohshima, J., Yokota, S., & Yoshizawa, N. (2001). Investigation of relationships between cell and pulp properties in Eucalyptus by examination of within-tree property variations / Wood Science and Technology, 35(3), pp. 229-243.
78. Тимофеева, Е. К., Письменский, П. И., Шкирандо, Т. П., Соловьева, Т. В. Исследование влияния породного состава лиственной древесины на свойства термомеханической массы и полученной из неё бумаги // Труды БГТУ. - Минск: БГТУ, 2015. - № 4 (177). - С. 171-174.
79. Товбин, Б. М. Особенности использования лиственной древесины в целлюлозно-бумажной промышленности [Текст] / под редакцией Б.М. Товбин -М.: Лесная Промышленность, 1976. - 36с.
80. Кхоа, Х.М., Макаров, М.И., Казаков, Я.В., Окулова, Е.О. Бумагообразующие свойства целлюлозы из древесины тропических пород // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 196-208.
81. Иванов, М.А., Аттиков, М.А., Перминов, Е.Д. Пути расширения использования древесины лиственных пород в целлюлозно-бумажной
промышленности [Текст] // Комплексное использование лиственной древесины в целлюлозно-бумажной промышленности. Сборник трудов ВНИИБ ВНПОбумпрома. М., Лесная пром-ть, 1980, с. 5-10.
82. Fardim, P. Chemical Pulping Part 1, Fibre Chemistry and Technology; Paper Engineers' Association / Paperi ja Puu Oy: Espoo, Finland, 2011, 267 p.
83. Галеева, Н.А. Производство полуцеллюлозы и целлюлозы высокого выхода [Текст] / М.: Лесная пром-сть, 1970. - 320 с.
84. Непенин, Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Т.2. Производство сульфатной целлюлозы. Учебное пособие для вузов. - М: Лесн. пром-сть, 1990. - 600 с.
85. China National United Equipment Group corp. Официальный сайт. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.aymachinery.com/news/green-liquor-semi-chemical-pulp.html
86. ANDRITZ Официальный сайт «ANDRITZ to supply new semi-chemical fiberline based on green liquor technology to SCG Paper, Thailand» - Режим доступа: https: //www. andritz. com/newsroom-en/news/2014-07-01 -fiberline-scg-paper
87. Непенин, Н.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. ТЛИ. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы: Учебное пособие для вузов. / Н.Н. Непенин, Ю.Н. Непенин. - М.: Экология, 1994. - 592с.
88. Шумейко, К.И. Комплексное использование лиственной древесины при бисульфитном способе производства [Текст] / Обзорная информация «Целлюлоза, бумаги и картон» М., - 1980, вып. 12. С. 1-48.
89. Лузина, Л.И., Напханенко, З.С., Ершова, Л.И., Семашкин, Э.П., Леонова, А.В. О показателях качества полуфабрикатов высокого выхода, полученных различными способами варки из берёзовой древесины [Текст] // Комплексное использование лиственной древесины в целлюлозно-бумажной промышленности: Сборник трудов ВНИИБ ВНПОбумпрома. М., Лесная пром-ть, 1980, с. 47-52.
90. Севастьянова, Ю.В., Комаров, В.И., Миловидова, Л.А. Влияние параметров варки и породного состава сырья на характеристики деформативности и прочности лиственной сульфатной целлюлозы [Текст] /
«Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф., г. Архангельск, 13-17 сентября 2011 г. САФУ им. М.В. Ломоносова. Архангельск: САФУ, 2011. С. 110-115.
91. Мутовина М.Г., Бондарева Т.А., Фадеев Б.А. и др. Влияние породного состава лиственной щепы на свойства целлюлозы // Технология волокнистых полуфабрикатов: сб. тр. / ЦНИИБ. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988. С. 96-100.
92. Романов, М.Е. Совершенствование технологии производства сульфатной целлюлозы из смеси берёзовой и осиновой древесины: дис. канд. техн. наук: 05.21.03 / Романов Максим Евгеньевич - Архангельск, 2015, - 102 с.
93. Alekhina, M. The Impact of Aspen and Alder on the Quality of NHBK [Text] // Master's thesis Lappeenranta University of Technology. - 2009. - 104 p.
94. Плахин, В.А., Севастьянова, Ю.В. Влияние породного состава на свойства лиственной полуцеллюлозы для производства флютинга [Текст] / Материалы докладов Международной науч.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения В. М. Резникова «Химия и химическая технология переработки растительного сырья», БГТУ, 2018. с. 167-172.
95. Tripathi, S.K., Alam, I., Bhardwaj, N.K. Effect of bark content in mixed hardwood chips on pulp and papermaking properties. [Text] / Nordic Pulp & Paper Research Journal, vol. 35, no. 3, 2020, pp. 325-331. doi.org/10.1515/npprj-2020-0017
96. Локштанов, Б.М., Вьюков, Б.Е, Трефилова, Т.Ф. Подготовка низкокачественного древесного сырья к переработке на предприятиях ЦБП. М., ВНИПИЭИлеспром, 1980. 32 с.
97. Большова, Н.И. К вопросу о степени пораженности осины грибом // Исследования в области химии бумаги. Сборник трудов ЦНИИБ, 1978, №16. С. 87-90.
98. Мутовина, М.Г., Бондарева, Т.А., Бобров, А.И. Сульфатная целлюлоза из лиственной древесины [Текст] /Технология волокнистых полуфабрикатов: Сб. трудов / ЦНИИБ. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988. С. 89-96.
99. Миловидова, Л.А., Королева, Т.А., Иконникова, М.А., Дряхлицын, А.А., Медведев, В.В. Разработка технологии производства белёной лиственной сульфатной целлюлозы в жёстких условиях. Часть I. Разработка технологии
сульфатной варки // В сборнике: «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» материалы 5 Междунар. науч.-техн. конф.: г. Архангельск, 11-14 сентября 2019 г. САФУ им. М.В. Ломоносова. Архангельск, 2019. С. 105-114.
100. Брежнева, Р.Т., Гатка, Э.А., Бобров А.И. Сульфатная варка смеси древесины берёзы и осины / Бумажная пром-ть, 1977, № 6, с. 27-28.
101. Дыбцын А.А., Голубев, Г.И., Балакшина, Н.В. Раздельная переработка древесины берёзы и осины в сульфатную белёную целлюлозу / Бумажная пром-ть, 1979, № 3, с.13 - 14.
102. Дыбцын А.А., Голубев, Г.И., Балакшина, Н.В. Раздельная переработка древесины берёзы и осины в сульфатную белёную целлюлозу / Бумажная пром-ть, 1980, № 8, с. 26 - 27.
103. Иванов, М.А. Новые способы получения целлюлозы из лиственной древесины для химической переработки / Бумажная пром-ть, 1981, № 8, с. 1 - 38.
104. Gurnagul, N., Page, D.H., Seth, R. S., Dry sheet properties of Canadian hardwood kraft pulps / Journal of Pulp and Paper Science, 1990, Vol.16, No.1, pp.36-41 ref.23
105. Odabas, N., Henniges, U., Potthast, A., Rosenau, T. Cellulosic Fines: Properties and Effects. // Progress in Materials Science, 2016, Vol 83, pp.574-594.
106. Berglund, J. Resin Profile in a Bleached Kraft Pulp Process / Dissertation. Department of Fibre and Polymer Technology Royal Institute of Technology Stockholm, Sweden. 2012, 68 p.
107. Печурина, Т.Б. Использование диспергаторов с целью снижения смоляных затруднений при производстве белёной лиственной сульфатной целлюлозы: дис. канд. техн. наук: 05.21.03 / Печурина Татьяна Борисовна, -Архангельск, - 2006, - 141 с.
108. Кокшаров, А.В., Якимов, С.А., Губкин, И.Н., Севастьянова, Ю.В., Королева, Т.А. Исследование причин, разработка методов контроля и снижения затруднений при производстве лиственной белёной сульфатной целлюлозы [Текст] / «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. VI
Междунар. науч.-техн. конф., г. Архангельск, 9-11 сентября 2021 г. САФУ им. М.В. Ломоносова. Архангельск: САФУ, 2021. С. 52-55.
109. Дряхлицын, А.А., Окулова, Е.О., Драчёв, А.А. Исследование влияния добавки диспергаторов при размоле лиственной сульфатной целлюлозы / В сборнике: Ломоносовские научные чтения студентов, аспирантов и молодых учёных, Архангельск, САФУ, 2016. С. 339-345.
110. Gutiérrez, A., del Río, J.C. & Martínez, A.T. Microbial and enzymatic control of pitch in the pulp and paper industry / Applied Microbiology and Biotechnology № 82, 2009. pp.1005-1018. https://doi.org/10.1007/s00253-009-1905-z
111. Gutiérrez, A., Rio, J.C, Martinez, M.J., Martinez, A.T. The biotechnological control of pitch in paper pulp manufacturing / Trends in Biotechnology Vol.19 No.9 September 2001. pp. 340-348.
112. Степанов, Ю.И. Экстрактивные вещества сульфатной целлюлозы (Обзор) // М. ВНИИПЭИЛеспром, 1972. - 27 с.
113. Зуйков, А.А., Соколова, Т.А., Осминин, Е.Н., Горошников, В.В. Способ определения породного состава щепы хвойной древесины. Авторское свидетельство 981488 от 30.06.1981 (21)3299901/29-12 Опубликовано 15.12.1982. Бюллетень № 46.
114. Методика количественного определения породного состава технологической щепы / Филиал группы «Илим», г. Коряжма, 2015. 3 с.
115. ГОСТ 7500-85 Бумага и картон. Методы определения состава по волокну. - Введ. 01.01.1987. 50 с.
116. Kajaani Electronics «Method for measuring the relative amounts of the pulp components in paper pulp» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://patents.google.com/patent/FI77535C/en
117. Большова, Н. И. Определение количества осиновой и берёзовой целлюлозы в полуфабрикатах [Текст] / Под редакцией Ю.Н. Отменникова - М.: Бумажная Промышленность, 1984. - № 7. - с. 9-10.
118. Tsuchikawa, S. A Review of Recent Near Infrared Research for Wood and Paper / Applied Spectroscopy Reviews, 2007, vol. 42, p. 43-71.
119. Sandak, A., Sandak, J., Pradzynski, W., Zborowska, M., Negri, M. Near infrared spectroscopy as a tool for characterization of wood surface. Folia Forestalia Polonica, vol. 40. 2009. pp. 31-40.
120. Воронин, А.А., Смирнова, Е.В., Смирнов, А.П. К вопросу идентификации пород древесины с применением методов анализа спектров / Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2010, № 2 (66) с. 5-10.
121. Brink, M., Mandenius, C-F., Skoglund, А. On-line predictions of the aspen fibre and birch bark content in unbleached hardwood pulp, using NIR spectroscopy and multivariate data analysis / Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 103, 2010, p. 53-58.
122. Анализатор фирмы Metrohm «Determination of hardwood/softwood content in wood products by near-infrared spectroscopy» [Электронный ресурс] -Режим доступа: https://www.metrohm.com/en/applications/AN-NIR-009?fromProductFinder=true
123. Официальный сайт компании Valmet. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.valmet.com/ru/products/automation/--/1/—valmet-kappa-analyzer/
124. Анализатор Lorentzen & Wettre. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=3BLW95100 den100&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
125. Официальный сайт компании ABB (приборы под маркой LORENTZEN & WETTRE). [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://new.abb.com/pulp-paper/abb-in-pulp-and-paper/products/lorentzen-wettre-products/automated-paper-testing
126. Официальный сайт компании PulpEye. [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://www.pulpeye.com/
127. ГОСТ 16483.1-84 Древесина Метод определения плотности. - Введ. 01.07.1985. 7 с.
128. ГОСТ 16483.7-71 Древесина. Методы определения влажности (с Изменениями N 1, 2, 3). - Введ. 01.01.1973. 4 с.
129. Лабораторная мельница Polymix system PX-MFC 90 D. Инструкция по эксплуатации. Kinematica Швейцария, 2018. 41 с.
130. ГОСТ 6841-77 Целлюлоза. Метод определения смол и жиров. - Введ. 01.01.1979. 6 с.
131. Базарнова, Н.Г. Химия древесины и её основных компонентов. Барнаул, 2002. 50 с.
132. ГОСТ Р 56881-2016 Биомасса. Определение зольности стандартным методом. - Введ. 09.03.2016. 8 с.
133. Автоклавная печь CAS 420. Руководство пользователя, 2013 г.- 16 с.
134. Миловидова, Л.А., Комарова, Г.В. производство сульфатной целлюлозы: методические указания к выполнению лабораторных работ / Л.А. Миловидова, Г.В. Комарова. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2001.- 31 с.
135. Долгалёва А.А. Методы контроля сульфитцеллюлозного производства / М.: Лесная пром-сть, 1971. - 344 с.
136. Демидов, М.Л. Разработка ресурсосберегающего способа получения полуфабриката для тарного картона: дис. канд. техн. наук: 05.21.03 / Демидов Максим Леонидович, Архангельск, 2013, 132 с.
137. ГОСТ 16932-93. Целлюлоза. Определение содержания сухого вещества. - Введ. 01.01.1995. 8 с.
138. ГОСТ 10070-74. Целлюлоза и полуцеллюлоза. Метод определения числа Каппа (с Изменениями N 1, 2, 3, 4). - Введ. 01.01.1975. 16 с.
139. Водяная лабораторная баня ПЭ - 4310 фирмы Экрос. Паспорт. Санкт-Петербург, 2012. - 14 с.
140. Миловидова, Л.А., Холмова, М.А., Комарова, Г.В. Отбелка целлюлозы: методические указания к выполнению лаб. работ / Л.А. Миловидова, М.А. Холмова, Г.В. Комарова. - Архангельск: Изд-во ФГАОУ ВПО «С(А)ФУ имени М. В. Ломоносова», 2011. - 36 с.
141. ГОСТ 14363.4-89 (ИСО 5264-3-79, ИСО 5269-2-80) Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям. - Введ. 01.01.1991. 14 с.
142. ГОСТ Р 50068-92 Волокнистые полуфабрикаты. Ускоренный метод определения концентрации массы. - Введ. 01.07.1993.6 с.
143. Дезинтегратор PTI P95568. Инструкция по эксплуатации / перевод ООО «PTA - Санкт-Петербург», 2010 г. - 10 с.
144. Мельница Йокро. Инструкция по эксплуатации эксплуатации / перевод ООО «PTA - Санкт-Петербург», 2010 г. - 11 с.
145. Аппарат для определения степени помола по Шопер-Риглеру. Руководство по эксплуатации / перевод ООО «PTA - Санкт-Петербург», 2011. - 14 с.
146. Листоотливной аппарат системы «Rapid-Köthen». Инструкция по эксплуатации. / перевод ООО «РТА-Санкт-Петербург», 2011 г - 36 с.
147. ГОСТ 13523-78. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод кондиционирования образцов (с Изменениями N 1, 2, 3). - Введ. 01.10.1978. 4с.
148. ГОСТ 13199-88 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон Метод определения массы продукции площадью 1 м2. - Введ. 01.01.1990. 6 с.
149. ГОСТ 27015-86 бумага и картон методы определения толщины, плотности и удельного объёма. Дата актуализации 01.01.2021. 4с.
150. Микрометр фирмы L&W. Руководство по эксплуатации / перевод ООО «РТА-Санкт-Петербург», 2010 г. - 34 с.
151. Прибор L&W Bursting Strength Tester для определения сопротивления продавливанию. Инструкция по эксплуатации. AB Lorentzen & Wettre. 2002, 63 с.
152. ГОСТ 13525.8-86 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию (с Изменением N 1). - Введ. 01.01.1988. 6 с.
153. Тест система 101-0,5. Инструкция по эксплуатации, Иваново, 2008. 28 с.
154. Комаров, В.И., Казаков, Я.В. Анализ механического поведения целлюлозно-бумажных материалов при приложении растягивающей нагрузки // Лесной вестник / 2000. - №3(12). - С. 52-62.
155. Казаков, Я.В. Программное обеспечение лабораторного испытательного комплекса для оценки деформативности и прочности целлюлозно-бумажных материалов (KOMPLEX) [Текст] / Я.В. Казаков, В.И. Комаров // Свидетельство РФ № 2001610526 об официальной регистрации программы для ЭВМ. Реестр программ для ЭВМ. - 2001. 1 с.
156. Прибор L&W Tearing Tester для определения сопротивления раздиранию. Инструкция по эксплуатации. AB Lorentzen & Wettre, 2002, 59 с.
157. ГОСТ 13525.1-79 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Методы определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении (с Изменениями N 1, 2). - Введ. 01.07.1980. 25 с.
158. FiberTester L&W. Инструкция по эксплуатации. AB Lorentzen & Wettre, 2002, 36 с.
159. Mohammad, N., Dahayat, A., Pardhi, Y. Standardization of wood core maceration protocol for teak (Tectona grandis L.f.) and shisham (Dalbergia latifolia Roxb.) - important timber species of tropical forests / Journal of Tropical Forestry/ 2021. 35(4): pp. 33-41.
160. Микроскоп Carl Zeiss Axio Imager M2.m. Инструкция по эксплуатации. 2007, - 48 с.
161. Дернова, Е.В., Гораздова, В.В., Гурьев, А.В. и др. Практикум по технологии бумаги и картона. Часть 1. Анализ полуфабрикатов, химикатов и бумажной массы: Учебное пособие / Е.В. Дернова, В.В. Гораздова, А.В. Гурьев, Д.А. Дулькин, А.И. Дернов, Е.О. Окулова; - Архангельск, САФУ, 2022. - 88 с.
162. ГОСТ Р 50779.21-2004 Статистические методы. Правила определения и методы расчёта статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. Дата актуализации: 01.01.2021. М: Издательство стандартов. - 2004. - 43 с.
163. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия [Текст] / М.: МИР, 1982. - 326 с.
164. Тарасевич, Б.Н. Основы ИК спектроскопии с преобразованием Фурье. Подготовка проб в ИК спектроскопии [Текст] / М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2012. - 22 с.
165. Инфракрасный Фурье-спектрометр Vertex-70v. Инструкция по эксплуатации. Германия, 2016. - 6 с.
166. Жбанков, Р.Г. Инфракрасные спектры целлюлозы и её производных / Р.Г. Жбанков. - Минск: Наука и техника, 1964. - 337 с.
167. Свид. № 2018661852. Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для корреляционного анализа серий ИК-спектров / Д.Г. Чухчин: заявитель и правообладатель ФГАОУ ВО САФУ (RU). № 2018616255 заявл. 19.06.2018. опубл. 20.08.2018. Реестр программ для ЭВМ. 1 с.
168. ЦКП НО «Арктика» САФУ имени М.В. Ломоносова https: //narfu. ru/science/ccu/
169. ФГАОУ ВО САФУ им. М.В. Ломоносова. ИТЦ «Современные технологии переработки биоресурсов Севера», Официальный сайт. - Режим доступа: http://narfu.ru/science/SEC/north_biosources/about/
170. Демидов, М.Л, Гурьев, А.В. Влияние способа получения и породного состава сырья на прочностные и жесткостные характеристики полуцеллюлозы [Текст] / «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф., г.Архангельск, 13-17 сентября 2011 г. САФУ им. М. В. Ломоносова. Архангельск: САФУ, 2011. С. 305-310.
171. Tsuchikawa, S., Kobori, H. A review of recent application of near infrared spectroscopy to wood science and technology. J Wood Sci (2015) 61, 213-220.
172. Жбанков, Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов / Р.Г. Жбанков. - Минск: Наука и техника, 1972. - 456 с.
173. Базарнова, Н.Г., Карпова, Е.В., Катраков, И.Б. и др. Методы исследования древесины и её производных [Текст] / Барнаул: Изд-во Алт. Гос.ун-та, -2002. -160 с.
174. Деркачева, О.Ю., Цыпкин, Д.О. Оценка содержания лигнина в волокнах бумаги по данным ИК спектроскопии отражения. Журнал прикладной спектроскопии. Т.84, №6, 2017. стр. 993-999.
175. Acquah, G.E., Via, B.K., Fasina, O.O., Eckhardt, L.G. Rapid Quantitative Analysis of Forest Biomass Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Partial Least Squares Regression. Journal of Analytical Methods in Chemistry. 2016; 2016:1-10. doi: 10.1155/2016/1839598
176. Garside, P., Wyeth, P. Identification of cellulosic fibres by FTIR spectroscopy: Thread and single fibre analysis by attenuated total reflectance, Studies Conserv, 48. 2003. pp. 269-275
177. Hospodarova, V., Singovszka, E., Stevulova, N. Characterization of Cellulosic Fibers by FTIR Spectroscopy for Their Further Implementation to Building Materials. American Journal of Analytical Chemistry, 9, 2018. pp. 303-310. doi: 10.4236/ajac.2018.96023.
178. Canteri, M.H.G, Renard, C.M.G.C., Le Bourvellec, C., Bureau, S. ATR-FTIR spectroscopy to determine cell wall composition: Application on a large diversity of fruits and vegetables. Carbohydrate Polymers, 212, 2019. pp. 186-196.
179. Li, W., Cai, G., Zhang, P. A simple and rapid Fourier transform infrared method for the determination of the degree of acetyl substitution of cellulose nanocrystals. Journal of Materials Science, 54 (10). 2019., pp. 8047-8056.
180. Свид. № 2015618595. Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для идентификации и определения соотношения волокон берёзы и осины в технической целлюлозе / Гурьев А.В., Майоров И.С., Чухчин Д.Г., Окулова Е.О.: заявитель и правообладатель ФГАОУ ВО САФУ (RU). № 2015615268 заявл. 17.06.2015. опубл. 12.08.2015. Реестр программ для ЭВМ. 1 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖИТЕ 2
«УТВЕРЖДАЮ» ^ ~ Первый за^^ртель генерального
гктор по производству Ький ЦБК»
Д.В. Храпач
'СШмШ&а 20 / / г
АКТ
производственных испытаний способа контроля содержания волокон берёзы и осины в технологическом процессе получения товарной лиственной белёной целлюлозы
Производственные испытания проведены в технологическом потоке сульфатной белёной лиственной целлюлозы ОА «Архангельский ЦБК» на основе экспериментальных данных, полученных при выполнении диссертационной работы Окуловой Елены Олеговны, посвященной совершенствованию технологического контроля и разработке способа оценки доли осины и берёзы в производстве целлюлозы из лиственной древесины.
Целью испытаний являлась практическая апробация результатов лабораторных исследований альтернативной методики контроля свойств волокон, базирующейся на определении породного состава образцов целлюлозной массы (суспензии).
Для получения воспроизводимых данных в период с 2017 г по 2020 г многократно отобраны и проанализированы пробы волокнистой суспензии из пяти точек технологического потока лиственной сульфатной белёной целлюлозы: после варки, промывки, в схеме отбелки, из БПУ сушильной машины, товарная целлюлоза.
В процессе испытаний и анализа образцов использовали:
- методику количественного определения породного состава технологической
щепы;
- разработанный способ компьютерной визуализации определения соотношения волокон берёзы и осины в лиственных целлюлозных полуфабрикатах;
- методы определения стандартных физико-механических характеристик лабораторных образцов массой 1 м2 75 г (сопротивление раздиранию, сопротивление продавливанию, разрывная длина).
В процессе производственной оценки был выполнен углубленный контроль содержания соотношения волокон берёзы и осины в целлюлозной массе методом компьютерной визуализации по диагностическим признакам сосудов соответствующих пород древесины в сопоставлении с используемым на АО «Архангельский ЦБК» методом, основанном на количественном определении содержания соотношения берёзы и осины в щепе, поступающей на варку. При анализе результатов обнаружено, что указанные методы сопоставимы, но вновь разработанный является более оперативным и информативным.
Анализ образцов с известным содержанием волокон берёзы и осины продемонстрировал, что при увеличении в составе композиции сульфатной белёной целлюлозы осины от 12,8 до 82,4 % наблюдается увеличение сопротивление раздиранию на 15 %; уменьшение сопротивление продавливанию на 38 - 39 %; уменьшение показателя разрывная длина на 24 %.
Указанные результаты диссертационной работы приняты к использованию на производстве целлюлозы в качестве проведения дополнительного периодического анализа содержания волокон берёзы и осины в технологическом потоке.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполненная в условиях производства целлюлозы АО «Архангельский ЦБК» апробация основанного на отличиях по морфологическим признакам метода компьютерной визуализации и идентификации волокон берёзы и осины, а также разработанного программного обеспечения подтвердила их применимость для оценки соотношения волокон берёзы и осины в целлюлозной массе непосредственно в технологическом потоке.
Сопоставление традиционного метода анализа породного состава лиственной древесины в технологической щепе и разработанного метода оценки соотношения берёзы и осины в целлюлозной массе, несмотря на существенную изменчивость результатов определений как в течение ограниченного времени, так и при длительном контроле, выявило приемлемую сходимость. Это позволяет при необходимости дополнительно контролировать и оперативно уточнять соотношение пород берёзы и осины в любых точках технологического потока производства целлюлозы.
С помощью разработанного метода определения содержания волокон берёзы и осины применительно к небелёной целлюлозе показана статистически значимая зависимость физико-механических свойств полуфабрикатов от доли волокон осины при её изменении в диапазоне от 12,8 до 82,4%. Указанные данные являются существенно важными для обеспечения заданного нормативного уровня показателей качества готовой продукции.
Акт согласован и подписан.
От АО «Архангельский ЦБК»: От САФУ имени М.В. Ломоносова:
А.В. Баранов
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.