Семененко Н. В. Окисно – органосольвентні технології перероблення стебел пшеничної соломи

Мета дисертаційної роботи полягає у розробці нових екологічно безпечних технологій одержання із пшеничної соломи окисно-органосольвентними способами делігніфікації целюлози, її використання в композиції пакувальних видів паперу та комплексне використання відпрацьованих щолоків. В першому розділі дисертаційної роботи описано сучасний стан целюлозно – паперової промисловості. Показано особливості анатомічної, мікроскопічної будови та хімічного складу рослинної сировини. Описано окисно – органосольвентні способи делігніфікації рослинної сировини з використанням надкислот. Охарактеризовано шляхи застосування окисно – органосольвентної солом’яної целюлози та окисного лігніну у різних галузях промисловості. Обґрунтовано вибір напряму досліджень. У другому розділі дисертаційної роботи наведено хімічний склад пшеничної соломи, яка використовувалася для проведення досліджень. Наведено методики варіння стебел пшеничної соломи, визначення паперотворних властивостей целюлози, виготовлення пакувальних видів паперу, дослідження складу відпрацьованих розчинів та сорбційної здатності окисного лігніну. Наведено методи та прилади контролю показників якості целюлози і картонно-паперової продукції, а також методи математичної обробки результатів досліджень. Третій розділ присвячено розробленню режимів одержання солом’яної целюлози окисно-органосольвентними способами делігніфікації. В якості способів делігніфікації рослинної сировини досліджено пероксомурашиний спосіб (МОК), варіння в системі оцтова кислота – вода – пероксид водню (ОП) та варіння в системі оцтова кислота – вода – пероксид водню – етиловий спирт (ОПС). Для інтенсифікації даних способів делігніфікації в якості каталізатора використовували оксид тітану, вольфромат натрію та молібдат натрію. За отриманими експериментальними даними проведено математичну обробку для встановлення оптимальних умов процесу делігніфікації. За допомогою методики скануючої електронної мікроскопії встановлено морфологічні особливості отриманої окисно – органосольвентної солом'яної целюлози. З лігнін – вуглеводної діаграми встановлено, що за збільшенням ефективності видалення лігніну із пшеничної соломи досліджені способи розташовуються в наступний ряд: ПОМК – ОП – ОПС. Проведено аналіз промивних вод, утворених після ОПС варіння стебел пшеничної соломи. Встановлено, що за показниками якості їх можна повторно використовувати для технологічних потреб. Четвертий розділ присвячено вивченню напрямків використання відпрацьованих розчинів. Показа можливість використання 10 % відпрацьованого щолоку у складі свіжого варильного розчину без суттєвого погіршення показників якості солом’яного ВНФ. Запропоновано схему регенерації компонентів варильного розчину після делігніфікації пшеничної соломи в системі «оцтова кислота – вода – пероксид водню – етиловий спирт», якою передбачено їх використання у замкненому циклі, що забезпечує суттєве скорочення витрат хімічних реагентів та об’ємів промислових відходів. В п’ятому розділі досліджено паперотворні властивості одержаної целюлози в композиції пакувальних видів паперу: обгорткового, паперу для пакування харчових продуктів на автоматах, паперу – основи для пергаменту. Наведено загальну принципову технологічну схему процесу одержання солом’яної целюлози в системі «оцтова кислота – вода – пероксид водню – етиловий спирт». Проведено техніко – економічне обґрунтування практичної реалізації отриманих результатів від впровадження ОПС способу одержання солом’яної целюлози. Показано, що термін повернення капіталовкладень не перевищує нормативні показники для галузі та становить 6,4 роки, очікуваний економічний ефект від впровадження запропонованого способу делігніфікації рослинної сировини становить близько 76,016 млн грн на рік.