Pulp obtaining from miscathus stems

Authors

  • Валерій Анатолійович Барбаш National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057, Ukraine
  • Тетяна Сергіївна Микитюк National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057, Ukraine
  • Роман Валерійович Меньків National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057, Ukraine
  • Ірина Віталіївна Трембус National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.19482

Keywords:

Miscanthus giganteus, delignification, pulp, rate constant, activation energy, selectivity

Abstract

The process of obtaining of neutral sulfite pulp from the stems of Miscanthus giganteus was studied. The dependence of physical-mechanical parameters of the obtained pulp on the concentration of sulfur dioxide, temperature and pulping time is shown. It was established that the temperature increase from 160 to 180 oC and pulping time from 60 to 120 minutes leads to the improvement of physical-mechanical properties of pulp.

The kinetic characteristics of the process of delignification of the Miscanthus stems were defined. It was established that the investigated process of delignification is described by the kinetic equation of the second order. It is shown that the increase in the concentration of sulfur dioxide in the pulping liquor from 20 to 40 g/l leads to the decrease in the activation energy of the specified process from 70.1 to 58,5 kJ/mol.

The selectivity indexes of lignin removal (selectivity, degree of removal of carbohydrates, delignification degree) by the neutral sulfite method of delignification of Miscanthus giganteus were determined.

The pulp, obtained from the stems of Miscanthus giganteus using the neutral sulfite method has the high physical-mechanical properties and can be used for the production of various types of paper and cardboard.

Author Biographies

Валерій Анатолійович Барбаш, National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057

PhD, Associate professor

Department of ecology and plant polymer technologies

Тетяна Сергіївна Микитюк, National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057

Master

Department of ecology and plant polymer technologies

Роман Валерійович Меньків, National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057

Specialist

Department of ecology and plant polymer technologies

Ірина Віталіївна Трембус, National Technical University Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Avenue Pobedy, 37, Kyiv, Ukraine, 03057

Ph.D, senior Lecturer

Department of ecology and plant polymer technologies

References

  1. Харазов, В. Г. Технология целлюлозно-бумажного производства [Текст] / В. Г. Харазов и др. – СПб.: Политехника, – 2003. – 633 с.
  2. Smook, G. A., Handbook for Pulp and Paper Technologists [Текст] / G. A. Smook. – TAPPI, Atlanta, 1994. – 392 p.
  3. Шамко, В. Е. Полуфабрикаты высокого выхода [Текст] / В. Е. Шамко. – М.: Лесн. пром-сть, 1989. – 320 с.
  4. Примаков, С. П. Нейтрально-сульфітний спосіб одержання волокнистих напівфабрикатів із соломи пшениці [Текст] / С.П. Примаков, В. А. Барбаш, І. К. Мороз, О. П. Шутько // Лісовий журнал. - 1994. – №2. - С. 41 – 42
  5. Hunter, R.W. Non-wood Fiber – 2010 and belong. Prospects for non-wood paper production in Asia Pacific [Текст] / Robert (Bob) W. Hunter // APPITA. – 2010. - 56 p.
  6. Walsh, M. and McCarthy, S. Miscanthus handbook [Текст] / M. Walsh, and S. McCarthy // In Biomass for Energy and Industry, Proceedings of the 10th European Bioenergy Conference, Wurzburg, Germany, June 1998. C.A.R.M.E.N. Publishers, Rimpar, Germany. – 1998. - P. 1071-1074
  7. Hodkinson, T. R. et al. Phylogenetics of Miscanthus, Saccharum and related genera (Saccharinae, Andropogoneae, Poaceae) based on DNA sequences from ITS nuclear ribosomal DNA and plastid trnL intron and trnL-F intergenic spacers [Текст] / T. R. Hodkinson // J. Pl. Res. - 2002. – 115. P. 381–392
  8. Зінченко, В. О. Біогеліоенергія – наше енергетичне майбутнє [Текст] / В.О. Зінченко // Новини агротехніки. - 2008. – № 10. – С. 21- 23.
  9. Галеева, М. А. Производство полуцеллюлозы и целлюлозы высокого выхода [Текст] / М. А. Галеева. – М.: Лесн.пром-сть – 320 c.
  10. Барбаш, В.А. Ресурсозберігаючі технології перероблення стебел міскантуса [Текст] / В.А. Барбаш, В.О. Зінченко, І.В.Трембус // Наукові вісті НТУУ «КПІ». - 2012. – № 5. - С. 118 – 124.
  11. Барбаш, В. А. Методичні вказівки до виконання розрахунків кінетичних характеристик процесі делігніфікації рослинної сировини [Текст] / В. А. Барбаш, С. П. Примаков, І. М. Дейкун, І. В. Трембус. – К.: НТУУ «КПІ», 2000. – 27 с.
  12. Зильберглейт, М. А. Оптимизация процесса получения целлюлозы из древесины лиственных пород варкой с водными растворами уксусной кислоты в жидкой фазе [Текст] / М. А. Зильберглейт, Б.С. Симхович, Т. В. Корнейчик // Бум. пром-сть. – 1991. – № 12. – С. 4 - 11.
  13. Примаков, С.Ф. Лабораторный практикум по целлюлозно-бумажному производству: Учебн. пособие для вузов [Текст] / С. Ф. Примаков, В. П. Миловзоров, М. С. Кухникова, И. М. Царенко. – М.: Лесн. пром.-сть, 1980. – 168 с.
  14. Laidler, K. J. Chemical Kinetics [Текст] / K. J. Laidler // Third Edition, Harper & Row. – 1987 - 42 p.
  15. Harazov, V. G. (2003). Technology of pulp and paper production. St. Petersburg, Russia: Polytehnyka, 633.
  16. Smook, G. A. (1994). Handbook for Pulp and Paper Technologists: TAPPI, Atlanta, 392.
  17. Shamko, V. E. (1989). Pulp of high yield, 320.
  18. Primakov, S. F., Barbash, V.A., Moroz, I.K. (1994). Process of obtaining neutral-sulfite pulp from the wheat straw. Kyiv: Journal of forest, 2, 41- 42.
  19. Hunter, Robert W. (2010). Non-wood Fiber – 2010 and belong. Prospects for non-wood paper production in Asia Pacific. APPITA, 56.
  20. Walsh, M. and S. McCarthy (1998). Miscanthus handbook. In Biomass for Energy and Industry, Proceedings of the 10th European Bioenergy Conference, Wurzburg, Germany, June 1998. C.A.R.M.E.N. Publishers, Rimpar, Germany, 1071-1074.
  21. Hodkinson, T. R. (2002). Phylogenetics of Miscanthus, Saccharum and related genera (Saccharinae, Andropogoneae, Poaceae) based on DNA sequences from ITS nuclear ribosomal DNA and plastid trnL intron and trnL-F intergenic spacers. J. Pl. Res., 115, 381–392.
  22. Zinchenko, V.A. (2008). Biohelioenerhiya – our energy future. Kyiv: News farming, 10, 21- 23.
  23. Galeev, M.A. Production pulp of half and pulp of high yield, 320.
  24. Barbash, V.A. (2012). Saving power technology of processing the stems of miscanthus. Kyiv: Research Bulletin of National technical university of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, 10, 118 – 124.
  25. Barbash, V.A. (2000). Methodological guidelines for the calculations kinetic characteristics of plant raw material delignification, 27.
  26. Zylberhleyt, M.A. (1991). Optimization of the process of obtaining pulp of temperate hardwood. Paper industry, 12, 4.
  27. Primakov, S.F. (1980). Laboratory workshop on pulp and paper production. Timber industry, 168.
  28. Laidler, K. J. (1987) Chemical Kinetics, Third Edition, Harper & Row, 42.

Published

2013-12-17

How to Cite

Барбаш, В. А., Микитюк, Т. С., Меньків, Р. В., & Трембус, І. В. (2013). Pulp obtaining from miscathus stems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(6(66), 52–56. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.19482

Issue

Section

Technology organic and inorganic substances