ВОЛОКНИСТЫЕ ПОЛУФОБРИКАТЫ. УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАССЫ. ГОСТ Р 50068-92. Курсовой проект кп 18. 02. 12. 16. 00. 00 Пз введение 3 теоретическая часть 4
 Скачать 215.55 Kb.
|
|
ВОЛОКНИСТЫЕ ПОЛУФОБРИКАТЫ. УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАССЫ. ГОСТ Р 50068-92 Курсовой проект КП 18.02.12.16.00.00 ПЗ
 ОГЛАВЛЕНИЕСТР ВВЕДЕНИЕОдним из наиболее важных факторов, определяющих развитие большинства отраслей промышленности, является устойчивая сырьевая база, и в частности углерод содержащее сырье. К такому сырью относится древесина, чаще всего ее используют в качестве топлива, однако ценность леса как природного богатства и широко применяемого сырья определяется производством бумаги и картона. Древесина представляет собой уникальный постоянно возобновляемый полимерный композиционный материал, компоненты которого являются высокомолекулярными соединениями. Химической переработкой древесины получают более 20 тысяч наименований различных материалов, продуктов и изделий. Целлюлозные материалы занимают видное место в удовлетворении потребностей человека: природные целлюлозные волокна (прежне всего хлопок, лен и другие лубяные волокна) и сегодня являются существенной частью в балансе сырья для текстильной промышленности. Древесная и хлопковая целлюлоза широко применяются для изготовления бумаги и картона, искусственных волокон, некоторых пластмасс и лаков, эмульгаторов и загустителей для нефтяной, текстильной, пищевой, фармацевтической и других отраслей промышленности. Одной из важнейших отраслей химической переработки древесины является производство технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов. За 2002 год в мире произведено всех волокнистых полуфабрикатов 324,62 миллионов тон, из них древесных 168,24 миллионов тонн, а недревесных 19,77 миллионов тонн. Технической целлюлозой называют целлюлозу, выделенную из природного растительного сырья, древесного и не древесного, удалением нецеллюлозных компонентов.  Цель: Освоить методику и изучить сущность гравиметрического метода1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ1.1 Сущность методаУскоренный метод определения концентрации массы в водной суспензии волокнистых полуфабрикатов. 1.2 Гравиметрический анализ Гравиметрия представляет собой старый «классический», но достаточно точный метод, в основе которого лежит измерение массы вещества. Сущность гравиметрического анализа заключается в том, что навеску исследуемого материала переводят в раствор, определяемый компонент осаждают в виде малорастворимого соединения, полученный осадок отфильтровывают, промывают от примесей, высушивают, прокаливают и взвешивают. Зная массу осадка, рассчитывают массовую долю (%) определяемого компонента в исследуемом веществе. 1.3 Свойства целлюлозыЦеллюлоза была обнаружена и описана французским химиком Ансельмом Пайеном в 1838 году. В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-60%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%), в вате и фильтрованной бумаге – до 90%. Основная составная часть оболочки растительных клеток. Образуется в растениях в процессе фотосинтеза. Целлюлоза производится в биметаллических варочных котлах периодического действия. Пройдя систему очистки, целлюлоза направляется на бумажные производства. Из варочного щелока на участке переработки получают готовый продукт – лигносульфонаты технические жидкие и порошкообразные, которые отгружаются потребителям различных отраслей  1.4 Вакуумное фильтрованиеВакуумное фильтрование — способ фильтрования (фильтрации) жидкостей, при котором для перемещения фильтруемой жидкости сквозь фильтрующий элемент используется разница между атмосферным давление снаружи приёмника фильтрата и искусственно уменьшенным давлением (вакуумом) внутри него. Такой способ позволяет значительно ускорить процесс фильтрации по сравнению с фильтрацией при равном давлении на фильтрат снаружи и изнутри приёмника, где используется только сила тяжести, действующая на фильтрат (такое фильтрование порой бывает вообще невозможно). В условиях лаборатории для проведения вакуумного фильтрования обычно собирают устройство, состоящее из фарфоровой воронки Бюхнера (в которую укладывается фильтр-вкладыш), фильтра-воронки Шотта с вплавленным фильтром из пористого стекла или же тигля Гуча, устанавливаемых на колбу Бунзена. К трубке-отводу колбы подключается вакуумный насос обычно водоструйный Техника фильтрования на таком устройстве следующая. Смочив фильтрующий элемент дистиллированной водой, включить вакуумный насос и проверить, хорошо ли прилажен фильтр (в случае со сменными фильтрами) — если фильтр уложен хорошо, слышится спокойный шумящий звук, если же фильтр уложен неплотно и происходит подсос воздуха — слышится свистящий звук. Края неплотно положенного фильтра прижимают пальцем к сетчатой перегородке до тех пор, пока свистящий звук не сменится спокойным шумом. После этого, не выключая насоса, в воронку до половины её высоты наливают жидкость, подлежащую фильтрованию. В ёмкости-приёмнике (колбе Бунзена или иной) создается разрежение, и жидкость из воронки под влиянием атмосферного давления протекает в колбу. Новые порции жидкости добавляют в воронку периодически. Отсасывание продолжают до тех пор, пока с конца воронки не перестанет капать  фильтрат. Тогда выключают насос (предварительно закрыв кран между ним и колбой), воронку вынимают, а  находящееся в ней вещество вытряхивают на лист фильтровальной бумаги вместе с фильтром и подсушивают. 1.5 Высушивание Под высушиванием (осушением) обычно понимают удаление воды или остатков растворителя из жидкого, твердого или газообразного вещества.  Содержание воды в веществах во многих случаях оказывается нежелательным, так как она может задерживать течение некоторых реакций или же вызывать ряд побочных реакций, мешающих основной. Определяя содержание воды в веществе, можно получить ценные данные для его характеристики (например, судить о степени чистоты вещества, если оно дает с водой характерное кристаллизационное соединение). Поэтому в лабораториях часто приходится иметь дело с операциями, назначением которых является удаление воды из того или иного вещества.Вещество, подлежащее высушиванию, кладут на полку шкафа в выпарительной чашке или на бумаге. Сушильный шкаф Если высушивание преследует цель удалить воду и вещество «не боится» нагрева, т. е. не распадается и не изменяется при нагревании до 100—105 °С, то высушивание ведут именно при этой температуре. Однако следует не сразу доводить температуру до этого предела, а повышать ее постепенно. Это необходимо потому, что, если температуру поднять сразу до 105°С, верхний слой вещества уплотнится и образовавшаяся корка будет препятствовать равномерной сушке. Продолжительность высушивания зависит от количества вещества, толщины его слоя, температуры, правильности проведения сушки. Чем меньше вещества и чем тоньше его слой, тем скорее идет высушивание. Выгоднее большую партию разбить на ряд мелких, чем высушивать сразу большое количество толстым слоем. Чем равномернее поднимается температура, тем правильнее и скорее пройдет высушивание. Все время надо заботиться о том, чтобы сушильный шкаф не перегревался, так как при этом можно испортить высушиваемое вещество. В некоторых случаях относительно постоянный температурный режим можно создать, открывая дверцу шкафа и изменяя ширину щели. 1.6 Физико-химические свойстваДля производства бумаги и картона используются в основном волокнистые полуфабрикаты древесины различных пород и не древесного растительного сырья. Волокнистые полуфабрикаты одни из основных компонентов используемых в производстве бумаги, т.к. они самые доступные, сравнительно недорогие, получаемые из возобновляемого сырья, и не нарушают экологического равновесия в природе. Целлюлозные волокна одни из основных компонентов растительных клеток, они обладают очень ценными свойствами для производства бумаги и картона. Эти волокна хорошо набухают воде, они способны фибриллироваться на более мелкие волоконца (фибриллы и микрофибриллы Перечисленные операции относятся к методу осаждения , наиболее часто используемому в гравиметрии. Наряду с ним используют также метод выделения и метод отгонки .Одним из важных этапов гравиметрического анализа является отбор средней пробы , так как даже самый тщательный анализ неправильно взятой пробы не даст верных результатов. В результате отбора средней пробы получают однородный материал, из которого затем берут навеск  и для анализа. Выбор величины навески анализируемого вещества определяется массой осадка, наиболее удобной в работе. При определениях, не связанных с получением осадка, например, при изучении влажности зерна и других объектов допустимы навески в 1,0 – 2,0 грамма и более.1.7 Реактивы и оборудованияПрименяются следующие лабораторные приборы и оборудование. Мерные цилиндры, градуированные таким образом, чтобы погрешность при измерении объема составляла не более 0,5%. Весы, пригодные для взвешивания навески от 100 до500 г, с погрешностью взвешивания не более 0,1 г. Фильтрующие устройства, состоящие из воронок Бюхнера диаметром от 90 до 150 мм, колб большого размера с тубусом и круглых бумажных фильтров, подходящих по размеру к воронкам; бумаж  ные фильтры должны быть такого качества, чтобы все видимые волокна для каждого вида массы оседали на них.Сушильные шкафы с температурой от 105 до 150°С или сушильная горка. Весы, пригодные для взвешивания навески от 5 до 100 г, с погрешностью взвешивания не более 0,01 г. Дистиллированная вода 1.8 Подготовка пробы Тщательно перемешать массу и продолжать перемешивать в процессе отбора пробы. Пробы отбирают на производстве на одной из БУМ машин с помощью удобного сосуда быстрым движением, чтобы свести к минимуму отделение волокна от водной фазы суспензии. Проба может быть получена целиком в один прием или состоять из нескольких проб меньшего объема, соединенных вместе, но испытуемая проба, предназначенная для взвешивания, должна содержать всю отобранную массу. Неправильная техника отбора проб может привести к значительным ошибкам, особенно при большой концентрации массы. 1.9 Проведения испытанияВысушить бумажный фильтр в сушильном шкафу или на сушильной горке при температуре от 105 до 150°С до постоянной массы. Немедленно взвесить с точностью до 0,01 г на весах. Поместить бумажный фильтр в воронку Бюхнера и смочить его. Включить вакуум, вылить " подготовленную пробу из мерного цилиндра или градуированного сосуда, отфильтровать, сполоснуть внутренние стенки цилиндра или сосуда и вылить промывные воды в воронку Бюхнера. Убедиться, что фильтрат не содержит видимых волокон, а при их обнаружении повторно отфильтровать через тот же бумажный фильтр или заново провести испытание с более плотным фильтром. Если проба содержит растворимые в воде вещества в таком количестве, которое может повлиять на точность испытания, следует промыть слой волокна небольшими порциями дистиллированной или дистиллированной воды. Осторожно уд  алить бумажный фильтр с волокнистым слоем из воронки Бюхнера, обеспечив полное удаление всех волокон со стенок воронки. Высушить и взвесить бумажный фильтр с волокнистым слоем, как описано выше.Провести два параллельных определения или столько, сколько указано в методике испытания, для которого проводится данное определение. 1.10 Условие проведение анализа При выполнении измерений соблюдают следующие условия: -температура воздуха (20 ± 5)˚С -относительная влажность воздуха от 30% до 80  2. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОТИ ПРИ РАБОТЕ В ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ 2.1 Общие положения охраны труда 1.К работе в производственной лаборатории допускаются лица, прошедшие: — профессиональную подготовку и имеющие соответствующее квалификационное удостоверение; — предварительный медицинский осмотр; — вводный инструктаж по охране труда и пожарной безопасности; — первичный инструктаж по охране труда на рабочем месте и инструктаж по оказанию первой помощи; — инструктаж по электробезопасности и проверку усвоения его содержания, с присвоением I группы электробезопасности; — обучение безопасным методам и приемам труда по соответствующей программе; — стажировку на рабочем месте; — проверку знаний требований охраны труда. 2. К работе в лаборатории не допускаются ли  ца моложе 18 лет и имеющие медицинские противопоказания.3. Работник лаборатории должен проходить: — повторный инструктаж по охране труда на рабочем месте не реже одного раза в три месяца; — внеплановый инструктаж: при изменении правил по охране труда, замене или модернизации лабораторного оборудования, приспособлений, изменении условий и организации труда, при нарушениях инструкций по охране труда, перерывах в работе более чем на 30 календарных дней; — целевой инструктаж: при выполнении разовых работ (помимо должностных обязанностей); — проверку знаний требований охраны труда. 4. Работник лаборатории должен: — соблюдать Правила внутреннего трудового распорядка; — соблюдать требования настоящей инструкции, инструкции о мерах пожарной безопасности, инструкции по электробезопасности, инструкции по оказанию первой помощи; — соблюдать требования к эксплуатации лабораторного оборудования; — использовать по назначению и бережно относиться к выданным средствам индивидуальной защиты; — уметь оказывать первую помощь пострадавшему при несчастном случае; — знать местоположения средств оказания доврачебной помощи, первичных средств пожаротушения, главных и запасных выходов, путей эвакуации в случае аварии и пожара; — выполнять только порученную ему работу; — не допускать на рабочее место лиц, не имеющих отношения к работе; — содержать рабочее место в чистоте и порядке. 5. Работнику лаборатории запрещается:  — курить и употреблять алкогольные напитки на рабочем месте; — находиться на рабочем месте в состоянии алкогольного или иного опьянения; — отвлекаться от выполнения должностных обязанностей. 6. Работник лаборатории должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты. - при работе в условиях повышенной загазованности воздуха рабочей зоны необходимо использовать средства защиты органов дыхания с соответствующими фильтрующими элементами. - при проведении химического анализа необходимо надевать защитные очки и химически стойкие резиновые перчатки. - при нахождении в помещениях с действующим технологическим оборудованием необходимо надеть защитную каску для защиты головы от ударов случайными предметами. 7. Работникам лаборатории запрещается круглосуточно хранить в лабораторных помещениях легковоспламеняющиеся жидкости. 8. К работе с сосудами, работающими под давлением, допускаются работники, прошедшие специальное обучение и прошедшие проверку знаний. При работе с сосудами под давлением необходимо соблюдать требования инструкции по охране труда при транспортировании и обслуживании баллонов со сжатыми и сжиженными газами. 9. Запрещается оставлять без присмотра зажженные горелки и другие нагревательные приборы. 10. При несчастном случае необходимо оказать пострадавшему первую помощь и немедленно сообщить о случившемся руководителю. 2.2 Правила пожарной безопасности в лаборатории Лаборатория должна быть оснащена пожарными кранами (не менее одного на этаж) с пожарными рукавами. В каждом рабочем помещении должны быть в наличии огнетушители и песок, а в помещениях с огнеопасными и легковоспламеняющимися веществами - дополнительные средства пожаротушения. В помещении лаборатории на видном месте должен быть вывешен план эвакуации сотрудников в случае возникновения пожа  ра.Распоряжением по лаборатории из числа сотрудников назначается группа (3 - 5 человек), которая организует все противопожарные мероприятия, получив инструктаж местной пожарной команды. Все сотрудники лаборатории должны быть обучены правилам обращения с огне- и взрывоопасными веществами, газовыми приборами, а также должны уметь обращаться с противогазом, огнетушителем и другими средствами пожаротушения, имеющимися в лаборатории. В помещениях лаборатории и в непосредственной близости от них (в коридорах, под лестницами) запрещается хранить горючие материалы и устанавливать предметы, загромождающие проходы и доступ к средствам пожаротушения. Курить разрешается только в отведенном и оборудованном для этой цели месте. Курить в помещениях лаборатории строго запрещается  3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬПолученный осадок после фильтрования высушивают до постоянного веса, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на весах. Расчет концентрации:   Масса сухого бумажного фильтра с волокнистым слоем, грамм = 2.565 Масса сухого бумажного фильтра, грамм = 0.478 Масса пробы, грамм = 250 Вес абсолютно сухого волокна, грамм = 2.565 – 0.478 = 2.087 Концентрация, г/л = 2.087 х 4 = 8.348 Умножаем на 4 так как определяем вес абсолютно сухого волокна в пробе 250 мл – это ¼ часть литра   8.348 : 10 = 0.8 % (округлено до десятичных) ЗАКЛЮЧЕНИЕЯ освоила грамматический метод на предприятии АО «Соликамскбумпром  ». Также я узнала почему именно этот метод применяют на предприятии. Я усвоила расчёты и теперь смогу определить концентрацию массы в водной суспензии волокнистых полуфабрикатов. .СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Машины для производства бумаги и картона [Текст] / под ред. В.С. Курова, Н. Н. Кокушина. ― СПб.: Санкт-Петербургский политехнический университет Пётра Великого, 2017. 2. Иванов, С. Н. Технология бумаги [Текст] / С.Н. Иванов. ― М.:Школа бумаги, 2006. 3. Технология целлюлозно-бумажного производства [Текст] / под ред. П. С. Осипова. ― СПб.: Политехника, 2003, (2004, 2005, 2012). 4. Фляте, Д. М. Свойства бумаги [Текст] / Д.М. Фляйте. ― СПб.: Изд-во3.  5.Серков А.Т. Вискозные волокна, 1980, 295 с. |