Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

Определение кинетических характеристик (констант скорости и порядка) процесса делигнификации в условиях сульфатной варки древесины. Определение содержания лигнина. Построение графиков зависимостей изменения содержания лигнина в древесном остатке.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 26.11.2015
Размер файла 45,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Северный (Арктический) федеральный университет"

Кафедра Теоретической и прикладной химии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине:

Физико-химические основы технологических процессов

На тему:

Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

Агафонов Андрей Викторович

Руководитель Н.Л. Иванченко

Архангельск

2015

Задание

Определить кинетические характеристики (константу скорости и порядок) процесса делигнификации в условиях сульфатной варки по следующим экспериментальным данным:

Содержание лигнина в древесном остатке, %

Продолжительность варки, ч

0

1

2

3

4

5

6

1. Сульфитная варка

28,20

27,90

27,30

25,80

24,4

11,40

4,90

1. Построение графиков зависимостей изменения содержания лигнина в древесном остатке по ходу варки в координатах уравнений реакций 1, 2, порядков и уравнения Аврами-Колмогорова-Ерофеева

2. Графическим методом определяем порядок реакции и константу скорости процесса делигнификации

3. Строим зависимости содержания лигнина в древесном остатке от времени варки по опытным данным и с использованием полученной константы скорости процесса делигнификации

4. Рассчитываем относительную погрешность определения содержания лигнина в древесном остатке по выбранному уравнению

Выполнение задания

Для определения кинетических характеристик делигнификации используем следующие зависимости:

- уравнение реакции 1 порядка:

или lnC=lnCo-K•t;

- уравнение реакции 2 порядка:

или ;

- уравнение Аврами-Колмогорова-Ерофеева:

Порядок реакции определяем графическим методом: стороим зависимости lnC=f(t), 1/C= f(t), и lg[-ln(1-б)] = f(lgt) и обрабатываем уравнения прямых. Для этого рассчитываем коэффициенты линейной зависимости и коэффициенты достоверности аппроксимации R2.

делигнификация древесина варка лигнин

Промежуточные результаты расчета:

Время, ч

0

1

2

3

4

5

6

lgt

-

0

0,301

0,477

0,602

0,699

0,778

Содержание лигнина в древесном остатке, %

28,20

27,90

27,30

25,8

24,4

11,40

4,90

lnC

3,339

3,329

3,307

3,250

3,195

2,434

1,589

1/C

0,035

0,036

0,037

0,039

0,041

0,088

0,204

б

0

0,011

0,032

0,085

0,135

0,596

0,826

lg[-ln(1-б)]

-

-1,971

-1,489

-1,051

-0,839

-0,043

0,243

Рис. 1. Зависимость lnC от продолжительности варки

Рис. 2. Зависимость 1/С от продолжительности варки

Рис. 3. Зависимость lg[-ln(1-б)] от lgt

Наибольшее значение достоверности аппроксимации R2 наблюдается для третьей зависимости, т.е. уравнение Аврами-Колмогорова-Ерофеева наиболее точно описывает процесс делигнификации в заданных условиях. Из уравнения - множитель перед переменной х находим параметр n, n = 2,79.

Величина отрезка отсекаемого прямой на оси ординат (свободный член уравнения прямой), численно равна lgK. К = 0,0065.

Зная константу реакции К, порядок реакции n, время от начала варки и начальное содержание лигнина в твердом остатке Со, определяем расчетные величины С и сравниваем с экспериментальными значениями. Рассчитываем абсолютную погрешность по формуле:

Результаты расчетов заносим в таблицу:

Вид варки

Кинетическое уравнение

Время варки

Значение константы скорости

Содержание лигнина

д, %

Эксп.

Рассч.

Сульфитная варка

0

0,0065

28,20

28,20

0

1

27,90

28,51

2,20

2

27,30

27,44

0,51

3

25,80

24,97

3,23

4

24,40

21,02

13,84

5

11,40

16,06

40,87

6

4,90

10,92

122,90

Анализ полученных результатов показывает, что описание процесса варки, с помощью уравнения Аврами-Колмогорова-Ерофеева дает удовлетворительный результат, сходный с результатом эксперимента только в начале варки, при высоком содержании лигнина в древесине, тогда как, в процессе варки содержание лигнина в древесине получается значительно завышенным.

Список использованных источников

1. Скребец Т.Э. Физико-химические основы технологических процессов: Методические указания К выполнению контрольных и лабораторных работ/ Т.Э.Скребец, А.С.Почтовалова. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006.- 24с.

2. Целлюлоза. Бумага. Картон. (обзорная информация), вып.10,1990.

3. К.Г.Боголицын, В.М.Резников. Химия сульфитных методов делигнификации древесины. - М.: Экология, 1994.- 288 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Отбор древесины для производства волокнистых полуфабрикатов. Производство сульфатной и сульфитной целлюлозы. Технологическая цепь получения технической целлюлозы. Порядок варки целлюлозы в котлах периодического действия. Определение сорности целлюлозы.

    реферат [266,6 K], добавлен 30.11.2011

  • Комплексная оценка сухостойной еловой древесины, пораженной энтомофитовредителями, как сырья для производства сульфатной целлюлозы; исследование показателей деформативности, прочности полуфабрикатов; анализ структурно-размерных характеристик волокна.

    курсовая работа [701,2 K], добавлен 12.01.2012

  • Химическая переработка древесины. Возможность регенерации химикатов как основа экономической целесообразности сульфатного способа производства целлюлозы. Регенерация химикатов сульфатной варки. Общая схема производства целлюлозы по сульфатному способу.

    курсовая работа [198,4 K], добавлен 29.09.2014

  • Определение содержания золы, смол и жиров. Содержание остаточного лигнина в технической целлюлозе. Определение пентозанов фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методами. Основные методы определения жесткости целлюлозы по перманганатному числу.

    реферат [173,3 K], добавлен 28.09.2009

  • Методы молекулярно-абсорбционного фотометрического анализа древесины и технических целлюлоз. Построение градуировочных графиков. Хромофоры органических соединений и применение методов фотоколориметрии и спектрофотометрии в анализах древесины и целлюлозы.

    реферат [94,9 K], добавлен 24.09.2009

  • Характеристика органических веществ древесины. Анизотропия и величина разбухания в различных направлениях. Электропроводность и прочность древесины. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства. Реологическая модель и закономерности ее деформирования.

    контрольная работа [182,4 K], добавлен 21.07.2014

  • Продукты переработки древесины. Особенности ее промышленного использования. Достоинства и недостатки древесины как материала. Направления использования низкокачественной древесины и отходов. Основные лесозаготовительные районы Российской Федерации.

    реферат [17,6 K], добавлен 28.12.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.