Волокнистые плиты из соломы —
Для многих районов страны, испытывающих недостаток древесины, особенно для районов освоения целинных и залежных земель с быстро развивающимся сельскохозяйственным производством, большое практическое значение имеет использование в строительстве различных видов растительного недревесного сырья.
К этим видам сырья относятся прежде всего отходы сельского хозяйства. Наиболее значительное место среди них занимает солома хлебных злаков. По имеющимся данным, излишки неликвидной соломы только по Казахстану определяются цифрой около 20 млн. тонн. Понятно, что по мере расширения посевных площадей и роста урожайности эти запасы будут увеличиваться.
Солома, как сырье для получения плитных материалов, представляет большой интерес, так как является очень ценным углеводно-целлюлозным комплексом.
Однако производство таких материалов до сих пор не налажено. Объясняется это, главным образом, отсутствием достаточно простых и эффективных способов варки соломы для получения волокнистой массы. Делались попытки применить методы, практикуемые в целлюлозно-бумажной промышленности, которые основаны на глубоком расщеплении целлюлозного комплекса. При этом варка осуществляется под давлением, при высоких температурах, с вводом щелочных реагентов и длится от 2 до 6 час.
Практического применения такие режимы найти не могут, так как в результате интенсивного теплового и химического воздействия происходит частичная декструкция целлюлозы и гемицеллюлоз, что значительно снижает выход волокнистой массы, затрудняет ее размол и отлив плит. Кроме того, варка под давлением требует большего расхода пара и сложного оборудования.
& последнее время в нашей стране и за рубежом стал известен более подходящий способ варки волокнистой массы при атмосферном давлении с предварительным водным или кислотным гидролизом.
Учитывая достоинства и недостатки различных способов переработки волокнистого сырья, Всесоюзный научно-исследовательский институт новых строительных материалов АСиА СССР взялся за разработку простой и экономичной технологии получения плитных материалов из соломы.
В качестве исходного сырья для опытных работ использовалась очищенная от колосьев пшеничная солома одного из подмосковных колхозов.
На основании анализа данных, имеющихся в технической литературе и произведенного нами исследования сырья (табл. 1), мы пришли к выводу, что для получения волокна нет надобности варить солому в жестких условиях. По сравнению с древесиной хвойных пород солома содержит меньше целлюлозы и лигнина, но больше гемицеллюлоз (пентозанов) и золы. Для получения высокого выхода волокнистой массы не выгодно подвергать разложению имеющиеся в соломе гемицеллюлозиг тем более, что сравнительно небольшое содержание лигнина позволяет применять мягкие условия варки.
Данные о содержании экстрагируемых веществ в горячей воде и в 1%-ном растворе NaOH при 100° показывают, что для варки соломы не требуется высоких температур. Растворение кремнезема (золы) требует большого количества воды или добавления щелочи. Мы решили осуществить варку соломы при атмосферном давлении, а в качестве •варочного реагента применить воду (водный гидролиз) и минимальное содержание щелочи (от 1 до 0,2%)- Для лучшего растворения минеральных и экстрактивных веществ опыты производились при повышенном гидромодуле (8—10).
Размол на волокно разваренной соломы осуществлялся в молотковой дробилке, дающей волокно 13—16° ШР. Для получения качественного волокна концентрация массы при размоле должна быть не менее 4—5%.
Волокнистые плиты изготовлялись без применения каких-либо синтетических связующих. В качестве гидрофобной добавки служил парафин (в виде эмульсии), который осаждался на волокно глиноземом.
Плиты отливали, прессовали и сушили ~о технологии, принятой в производстве древесно-волокнистых плит.
Условия подготовки сырья и физико-механические свойства изготовленных плит приводятся Е табл. 2.
Результаты опытных работ дали основания для вывода о возможности водного гидролиза соломы при атмосферном давлении, температуре 1.У и повышенном гидромодуле (8—10).
Таким образом, применение водного гидролиза соломы в производстве волокнистых плит при атмосферном давлении позволяет обойтись без дорогостоящей аппаратуры, сокращает расход пара и исключает операцию отмывки волокнистой массы от щелочи. Это делает возможным строительство небольших цехов, использующих местные сырьевые ресурсы.
В настоящее время институтом Гипростройматериалы проектируется опытный цех по производству твердых и изоляционных соломоволокнистых плит в Целинном крае (г. Петропавловск) производительностью 1600 тыс. м2 плит в год. В основу проекта заложена вышеописанная технология с применением отечественного оборудования.
Для производства волокнистых плит из соломы рекомендуется технологическая схема, показанная на рисунке.
Тюки соломы загружаются в обогреваемый варочный аппарат. Его наполняют горячей, водой (70—80°) с таким расчетом, чтобы покрыть солому. Включается обогрев. Время нагрева и пропитки соломы —20—30 мин., варка при кипении — 60 мин.