PL28115B1 - Sposób wytwarzania blonnika do wyrobu materialów wybuchowych oraz jedwabiu sztucznego. - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób wytwarzania blonnika o wyso¬ kim stopniu czystosci do wyrobu jedwabiu sztucznego i materialów wybuchowych (nitrocelulozy) z lodyg i lisci roslin jed¬ norocznych, zwlaszcza z lodyg i lisci zwy¬ klej trzciny (arundo donax), oraz z od¬ padków rolniczych.Wiadomo, ze celuloza, stosowana do wyrobu jedwabiu sztucznego, a jeszcze bardziej celuloza, stosowana do wyrobu materialów wybuchowych (nitrocelulozy), musi byc bardzo czysta.Prócz tego wiadomo, ze celuloza, sto¬ sowana do wyrobu materialów wybucho¬ wych, która w czasie pokoju znajduje bar¬ dzo male zastosowanie, w okresie zas przedwojennym albo w czasie wojny za¬ potrzebowanie tej celulozy jest bardzo wielkie, tak iz o rozwiazaniu zagadnienia fabrykacji krajowej celulozy do wyrobu materialów wybuchowych moze byc mowa tylko wtedy, jezeli wytwarza sie celuloze dostatecznie czysta, która w czasie poko¬ ju mozna normalnie wytwarzac w bardzo duzych ilosciach oraz po cenie zapewnia¬ jacej stosowanie tej celulozy w innych ga¬ leziach przemyslu.Poniewaz przemyslem zuzywajacym najwieksza ilosc stosunkowo czystej celu¬ lozy jest przemysl sztucznego jedwabiu wiskozowego, wiec oczywiscie zagadnienie uda sie rozwiazac o tyle, o ile uda sie wy¬ tworzyc celuloze o tej czystosci po takhisikiej cenie, zeby ja mozna w razie potrzeby stosowac bezposrednio do wy^ tWarzania materialów Wybuchowych, a. normalnie stósdwac w przemysle sztucz¬ nego jedwabiu wiskozowego/ Z drugiej strony nalezy uwzglednic, ze praktycznie biorac calkowite rozwiazanie tego zagadnienia mozliwe jest dopiero wtedy, gdy jako material wyjsciowy moz¬ na bedzie stosowac nie tylko rosliny wy¬ sokopienne, , ponie\yaz( jak wiadomo, wie¬ le krajów nie rozporzadza dostateczna iloscia drzewa, a drzewo istniejace nor¬ malnie do rozporzadzenia musi sluzyc ja¬ ko budulec i nie mozna pozbawiac budow¬ nictwa tak waznego materialu.Wobec tego istnieje koniecznosc stoso¬ wania jako materialu wyjsciowego roslin jednorocznych, bez wzgledu na to, czy sta¬ nowia one przedmiot hodowli, czy tez sa odpadkami nieuzytecznymi w rolnictwie.Do roslin jednorocznych, specjalnie hodowanych, nalezy zwykla trzcina (a- rundo donax), bardzo odporna, dostoso¬ wujaca sie do kazdego gruntu i kazdego klimatu i dajaca z jednostki uprawionej powierzchni bardzo znaczna ilosc mate¬ rialu wyjsciowego (500 — 600 kwintali suchej trzciny z hektara), który mozna doskonale przerobic na czysty blonnik.Stosowanie tej rosliny daje wielkie ko¬ rzysci pod kazdym wzgledem w porówna¬ niu ze stosowaniem odpadków rolniczych, jak np. kukurydzy, które w kazdym jed¬ nak razie stosuje sie równiez, poniewaz takze i one, obrobione sposobem niniej¬ szym, opracowanym dla przeróbki trzciny, moga dac równie dobra celuloze.Jak wiadomo jednak, gospodarczo ko¬ rzystne wytwarzanie celulozy o wysokim stopniu czystosci do wyzej podanych ce¬ lów z roslin jednorocznych nastrecza tak wiele róznych trudnosci, ze wszystkie zna¬ ne dotychczas sposoby nie daja wyniku praktycznego.Zwlaszcza nalezy zaznaczyc, ze wszy¬ stkie rosliny jednoroczne sa bogate W krzemionke, wskutek czego zwykle sposo¬ by postepowania, oparte na stosowaniu dwusiarczynu (które jako sposoby kwasne nie moga usunac krzemionki), nie zapew¬ niaja otrzymywania celulozy o malej za¬ wartosci popiolu, natomiast sposoby zasa¬ dowe (sposób sodowy lub siarczanowy), które by mogly usunac krzemionke, nie da¬ ja a-celulozy o dostatecznej czystosci.Dalej nalezy zaznaczyc, ze celuloza, przeznaczona do wytwarzania jedwabiu wiskozowego, posiada taka sama lepkosc, co bawelna, oraz ze celuloza, stosowana do wytwarzania materialów wybucho¬ wych, powinna posiadac bardzo mala licz¬ be miedziowa.Aby pokonac wszystkie te trudnosci i spelnic wszystkie wymagania, trzeba sto¬ sowac sposób, podzielony na kilka zabie¬ gów, dobranych tak, aby osiagnac calko¬ wite usuniecie substancji, tworzacych sko¬ rupe, oraz zapewnic wydzielenie hemice- lulozy oraz popiolu nie naruszajac celu¬ lozy.Celem wynalazku niniejszego jest techniczne wytwarzanie duzych ilosci ce¬ lulozy o wysokim stopniu czystosci z lo¬ dyg i lisci roslin jednorocznych, stosowa¬ nych zwykle w przemysle jedwabiu sztucz¬ nego, które by w razie pottfzeby mozna by¬ lo stosowac bezposrednio do wytwarzania materialów wybuchowych.Sposób wedlug wynalazku jest zna¬ mienny tym, ze celuloze o wysokim stop¬ niu czystosci otrzymuje sie za pomoca pieciu róznych zabiegów obróbki materia¬ lu wyjsciowego, stopniowo coraz to mniej energicznych, przy czym pierwsza obrób¬ ka jest kwasna, druga — zasadowa, trze¬ cia— utleniajaca w srodowisku kwasnym, czwarta — zasadowa, a piata — utlenia¬ jaca w srodowisku zasadowym.Pierwsze dwa, najenergiczniejsze za¬ biegi obróbki prowadzi sie w obecnosci materialów ochronnych, zabezpieczaj a- - 2 -cych celuloze od wtórnych ubocznych dzialan odczynników* Pierwszy zabieg obróbki polega na go¬ towaniu materialu wyjsciowego w auto¬ klawie w temperaturze 120 -— 135°C pod cisnieniem 3 — 5 kg/cm2 w ciagu 9 — 12 godzin z roztworem dwusiarczynu pota- sowca lub wapniowca, zawierajacym ra¬ zem w litrze 40 — 60 g H2S03 oraz 10 — 14 g tlenku potasowcowego lub wapniow- oowego.Roztwór ten zawiera prócz tego w li¬ trze 5 — 10 g cukrów o 5 — 6 atomach wegla w czasteczce. Cukry te hamuja roz¬ puszczanie oraz nagryzanie przez kwas siarkowy hamujac jednoczesnie hydroli- tyczne dzialanie roztworu na celuloze.Wyzej podana ilosc cukru jest zawar¬ ta w lugu potasowcowym, pochodzacym z drugiego zabiegu obróbki; lug ten odzy¬ skuje sie z powrotem i w sposób, opisany ponizej, przeksztalca w dwusiarczyn.Gotowanie przeprowadza sie za pomo¬ ca stopniowego posredniego ogrzewania para w ciagu 4 — 5 godzin. Nastepnie wtry¬ skuje sie bardzo mocny bezposredni stru¬ mien pary w ciagu 5, a najwyzej 10 minut w celu wymieszania masy, a wreszcie o- grzewa sie az do konca para posrednio.Ta pierwsza obróbka usuwa calkowi¬ cie lignine, nie usuwa jednakze specjalnej substancji, tworzacej skorupe i wlasciwej roslinom jednorocznym, poniewaz substan¬ cja ta jest nierozpuszczalna w srodowi¬ sku kwasnym.Oprócz tego sama ta obróbka nie u- mozliwia otrzymywania celulozy o dosta¬ tecznej zawartosci a - celulozy niezbednej przy uzyciu jej do fabrykacji materialów wybuchowych, poza tym liczba miedziowa tak otrzymanej celulozy jest do podanego celu równiez zbyt duza.Drugi zabieg obróbki polega na krót¬ kim gotowaniu materialu, pochodzacego z pierwszego zabiegu obróbki, w autoklawie lub w aparacie ciaglym w temperaturze 110 — 130°C w ciagu 20 — 40 minut z roz¬ tworem, zawierajacym w litrze 7 — 15 g wodorotlenku sodowego. Roztwór ten za* wiera prócz tego 0,25 — 0,5 g siarczku so¬ dowego w litrze; siarczek ten dzieki swym energicznie redukujacym wlasciwosciom zabezpiecza celuloze od wszelkiego utle¬ niania zapobiegajac dzieki temu powsta¬ waniu oksycelulozy.Dzieki tej drugiej obróbce usunieta zo¬ staje nie tylko resztka substancji tworza¬ cych skorupe trzciny, nierozpuszczalna w srodowisku kwasnym, lecz takze i krze¬ mionka, zwiekszona zostaje zawartosc a - celulozy, prócz tego usuniete zostaja oksycelulozy, a tym samym zmniejszona zostaje liczba miedziowa.Lugi, zanieczyszczone krzemionka oraz substancjami organicznymi i odzyskane przez wytlaczanie papki, pochodzacej z tego drugiego zabiegu obróbki, zakwasza sie za pomoca S02 w temperaturze 50 — 70°C, az do osiagniecia calkowitej zawar¬ tosci H2S03, wynoszacej 20 — 30 g w li¬ trze.W ten sposób krzemionka i substancje organiczne — z wyjatkiem cukru — zo¬ staja stracone i otrzymuje sie roztwór kwasnego siarczynu sodowego zawieraja¬ cy w litrze 6 — 7 g cukru, który po uzu¬ pelnieniu stosuje" sie przy pierwszym go¬ towaniu nastepnej porcji.Trzeci zabieg obróbki polega na obrób¬ ce materialu pochodzacego z gotowania zasadowego. Material ten w temperaturze nie przekraczajacej 25°C poddaje sie dzialaniu wody chlorowej, zawierajacej nie wiecej niz 0,8 — 1,2 g aktywnego chlo¬ ru w litrze, przy czym obróbka trwa naj¬ wyzej 30 — 40 minut.Reszte substancji nieblonnikowej utle¬ nia sie w ten sposób i przeksztalca na cia¬ la, latwo rozpuszczalne w srodkach zasa¬ dowych.Ciala te wydziela sie w czwartym za¬ biegu obróbki, polegajacym na przemywa* — 3 —iriu w temperaturze 40 — 50°C roztworem ^wodorotlenku sodowego o stezeniu 0,3 — 0,7 g w litrze.Wreszcie otrzymany produkt traktuje sie na zimno roztworem podchlorynu wapniowego lub sodowego, zawierajacym w litrze 0,5 — 1,0 g aktywnego chloru.Zabieg ten polega na utlenianiu w srodo- Wartosci te odpowiadaja calkowicie wszjelkim wymaganiom chemicznym, sta¬ wianym celulozie, potrzebnej do wytwa¬ rzania materialów wybuchowych, a tym samym celulozie* potrzebnej do wytwa¬ rzania jedwabiu wiskozowego.Ponizej opisano przyklad wykonania sposobu wedlug wynalazku.Lodygi trzcinowe, pokrajane na ka¬ walki o dlugosci 2 — 4 cm, umieszcza sie w kotle, do którego wprowadza sie roztwór dwusiarczynowy, az do calkowitego po¬ krycia nim masy lodyg.Sklad roztworu, jakiego nalezy uzyc, fest nastepujacy: calkowita zawartosc H2S03 — 55 g w litrze, tlenku potasowca lub wapniowca — do 12 g w litrze, cukru — 6,5 g w litrze.Ogrzewa sie stopniowo posrednio para tak, zeby podniesc temperature w ciagu o- kolo 3 godzin do 125°C, po czym tempera¬ ture te utrzymuje sie w ciagu godziny.Nastepnie wtryskuje sie mocny bezpo¬ sredni strumien pary w ciagu 6 — 7 minut, po czym w ciagu dalszych 6 godzin ogrze¬ wa sie para posrednio w temperaturze 130— 135°C.Po skonczonym gotowaniu odprowa¬ dza sie produkt do holendra albo innego podobnego aparatu, w którym ulega on rozwlóknieniu i przemyciu. wisku zasadowym, a tym samym uzupel¬ nia oczyszczanie celulozy.Po starannym przemyciu otrzymana celuloze przeksztalca sie zwyklymi meto¬ dami w arkusze.Sklad chemiczny celulozy, otrzymanej wedlug wynalazku niniejszego ze zwyklej trzciny albo kukurydzy jest nastepujacy: Celuloza kukurydzowa 93 — 94% 0,20 — 0,30% 0,25 — 0,35% 0,60 — 0,80 Do tak otrzymanej papki dodaje sie NaOH i Na2S az do zawartosci 10 wzgled¬ nie 0,25 g w litrze, a nastepnie przepro¬ wadza do kotla, w którym ogrzewa sie w ciagu 30 minut do 120°C.Po skonczonej obróbce wyciska sie cia¬ sto w celu mozliwie dobrego usuniecia roz¬ tworu zasadowego, po czym produkt sta¬ rannie sie przemywa.Zasadowy roztwór, otrzymany przez wytloczenie, traktuje sie w temperaturze 60°C za pomoca S02, az do osiagniecia calkowitej zawartosci H2SOs wynoszacej 25 g w litrze.W ten sposób otrzymuje sie roztwór dwusiarczynu sodowego, bogaty w sub¬ stancje cukrowa, który po odpowiednim nastawieniu (uzupelnieniu) stosuje sie do pierwszej obróbki nastepnej porcji mate¬ rialu.Otrzymana celuloze traktuje sie w cia¬ gu 30 minut w temperaturze 22 — 24°C woda chlorowa, zawierajaca 1 g aktywne¬ go chloru w litrze.Nastepnie stosuje sie przemywanie woda, a potem przemywanie w temperatu¬ rze 45 — 50°C roztworem zawierajacym 0,5 g NaOH w litrze.Po lekkim przemyciu traktuje sie roz¬ tworem podchlorynu sodowego albo wap¬ niowego o stezeniu 0,6 — 0,7 g aktywnego ¦o.* celulozy popiolu wyciag eterowy Liczba miedziowa Celuloza trzcinowa 96 — 97% 0,15 — 0,20% 0,20 — 0,30% 0,50 — 0,60 — 4chloru w litrze, a wreszcie przemywa gruntownie celuloze, która jest juz w ten sposób przygotowana do przerobienia jej na arkusze znanymi metodami. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania blonnika do wyrobu materialów wybuchowych oraz jedwabiu sztucznego, znamienny tym, ze jako material wyjsciowy stosuje sie lody¬ gi i liscie roslin jednorocznych, zwlaszcza lodygi i liscie zwyklej trzciny (arundo dio- nax) oraz odpadki rolnicze, jak np. kuku¬ rydze, przy czym material wyjsciowy pod¬ daje sie pieciu róznym zabiegom obróbki, z których pierwszy jest kwasny, drugi — za¬ sadowy, trzeci — utleniajacy w srodowisku kwasnym, czwarty — zasadowy, a piaty — utleniajacy w srodowisku zasadowym, i z których dwa pierwsze prowadzi sie w obecnosci substancji zabezpieczajacych celuloze od szkodliwych ubocznych dzia¬ lan odczynników.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze roztwory zasadowe, pochodza¬ ce z drugiego zabiegu obróbki, w celu wy¬ dzielenia krzemionki oraz rozpuszczonych substancji organicznych (z wyjatkiem cu¬ kru) zakwasza sie na cieplo, ewentualnie po odpowiednim nastawieniu stosuje sie do nastepnego zabiegu gotowania.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze pierwszy zabieg obróbki polega na gotowaniu materialu wyjscio¬ wego w autoklawie z roztworem kwasne¬ go siarczynu potasówca lub wapniowej, zawierajacym 40 — 60 g H2SOs, 10 — 14 g tlenku potasu lub wapniowca oraz 5 — 10 g cukru w litrze.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze drugi zabieg obróbki pole¬ ga na krótkim gotowaniu materialu, pocho¬ dzacego z pierwszego zabiegu obróbki, z roztworem, zawierajacym 7 — 15 g wodo¬ rotlenku sodowego i 0,25 — 0,5 siarczku sodowego w litrze.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze trzeci zabieg obróbki po¬ lega na traktowaniu materialu, pochodza¬ cego z gotowania zasadowego, woda chlo¬ rowa, zawierajaca nie wiecej niz 0,8 — 1,2 g aktywnego chloru w litrze, w tem¬ peraturze nie przekraczajacej 25°C w cia¬ gu najwyzej 30— 40 minut.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tym, ze czwarty zabieg obróbki polega na przemywaniu materialu w tem¬ peraturze 40 — 50°C roztworem wodoro¬ tlenku sodowego, zawierajacym 0,3 — 0,7 g NaOH w litrze.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienny tym, ze piaty zabieg obróbki po¬ lega na traktowaniu materialu na zimno roztworem podchlorynu wapniowego lub sodowego, zawierajacym 0,5 — 1,0 g ak* tywnego chloru w litrze. Societa Anonima Manifattura di Altessano. Zastepca: I. Myszczynski rzecznik patentowy, Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL