Деревина, кора і деревна зелень як хімічна сировина - студопедія

В основі ряду широко застосовуваних матеріалів лежить целюлоза, випуск Її можна отримати, видаливши з клітинних стінок деревини всі інші речовини. У процесах варіння, впливаючи на деревину різними агентами, розчиняють супроводжують целюлозу речовини, що відрізняються меншою хімічною стійкістю. У примушує-лінощів використовуються кислотні, лужні і нейтральні способи по-одержанні целюлози. Кислотні способи. До цієї групи належать сульфітний і бісульфітний способи. Короткі окоренних колоди переробляються в тріску довжиною 15-25 мм і товщиною до 5 мм. Відсортована, однорідна за розмірами, тріска завантажується в вертикальні варильні котли місткістю до 400 м 3. У котел подається так звана сульфітна варильна кислота, що представляє собою розчин сірчистої кислоти, що містить бісуль-фіт кальцію Ca (HSCb) 2 Варка ведеться при 130-150 ° С і тиску 0,5-1 МПа протягом 5-12 ч. Основне завдання варіння полягає в делигнификации деревини. В результаті варіння отримують целлюлозную масу і перейшли в розчин інші органічні речовини -сульфітний луг. Вміст котла вимивають або видувають в сцежено або приймальний резервуар. Тут від-ходить відділення лугу від целюлози і її промивання. Далі целлюлозную масу очищають від непровареному тріски, піску та інших домішок. Потім целлюлозную масу зневоднюють і на спеціальній машині перетворюють в безперервну щільну стрічку вологістю 8-12%. Напівцелюлозу використовують для вироблення тарного та інших видів картону, а також низьких сортів паперу.

У ваннах під впливом водного розчину сірчаної кислоти і сірчанокислих солей виділяються пучки тонких волокон гідратцеллюлози, які розтягують, скручують і отриманий-ні нитки використовують для виготовлення штучного шовку. Якщо від-слушні нитки об'єднують в джгут, який розрізають на короткі відрізки (штапелькі), то отримують штапельне волокно. Віскозні кордні нитки, що відрізняються високою міцністю, при-міняють для виготовлення тканини, що створює каркас автомобільних і авіа-ційних шин, транспортерних стрічок і т. Д. отримують целофанову плівку, неволокнистих матеріали, з сумішшю азотної та сірчаної кислот отримують нітрати целюлози, різних видів кіно- і фотоплівки, нітролаків, нітроклея та інших продуктів, виготовляють бездимний порох. При взаємодії целюлози з оцтовим ангідридом утворюються ацетати целюлози. Оцтовокислі ефіри целюлози использу-ються у виробництві негорючих кіно- фотоплівок, пластмас, лаків і аце-татних волокон. Тканини, виготовлені з цих волокон, еластичні, водо-стійки, не мнуться. Однак вони сильно електризуються і мало стійкі до стирання. Штучне волокно отримують також з мідноаміачного розчину облагородженою целюлози. З модифікованих целюлозних волокон виготовляють маслостойкие і водовідштовхувальні тканини, іонообмінні матеріали для Улав-ливания золота, срібла з розчинів, ртуті з стічних вод і т. Д .; анти-мікробні матеріали, кровоспинну марлю і ін. Прості ефіри целюлози (етилцелюлоза, бензілцеллюлоза, ме-тілцеллюлоза і ін.) також знаходять застосування в різних галузях про-мисловості. Гідроліз деревини. Целюлоза і геміцелюлози при гідролізі перетворюються в прості са-хара. Ці цукру (наприклад, глюкоза, ксилоза та ін.) Можна піддавати хі-мічного переробці, отримуючи такі продукти, як ксиліт, сорбіт та ін. Сульфітний луг для білкових кормових дріжджів, етанолу та інших продуктів, знаходять застосування у виробництві цементу і бетону. Лужні способи. Подрібнена в тріску деревина вариться в розчині, що містить гідроксид натрію NaOH і в 3 рази менше сульфіду натрію Na2 S. Варка ведеться в котлах місткістю 75-160 м 3 при 170-180 "С і тиску 0,7-1,2 МПа протягом 2-5 ч. Після закінчення процесу варильний розчин набуває чорного кольору і називається чорним лугом. чорний луг упарюють для компенсації втрат NajS, змішують з сульфатом натрію Na2SO4 і прожарюють. При цьому органічна частина лугу згорає (використовується як паливо), а мінеральна вживається для приготування свіжого варильного розчину (бе лого лугу). Решта операції такі ж, як і при отриманні сульфітної. Деревину піддають предгідролізу (пропарюванням, вод-ний варінням при 170 ° С або в інший спосіб) з метою видалення більшої частини гемицеллюлоз. Сульфатний спосіб дозволяє отримувати більш міцні волокна, не- обхідні для виробництва корду та інших цілей. Це дає можливість проводити процес за замкнутою схемою, зменшуючи забруднення навколишнього середовища. В якості побічних продуктів при сульфатному виробництві цілий-люлози вловлюють скипидар і знімають з поверхні охлажд ного ще-лока сульфатне мило, розкладання якого мінеральної кисло-тій дає талловое масло. З нього отримують каніфоль та інші продукти, які використовуються в медицині, лакофарбової, підприєм-вающей та інших галузях промисловості. Другий лужний спосіб отримання целюлози - натрона заснований на застосуванні в якості реагенту гідроксиду натрію; втрати лугу відшкодовуються добавкою соди. Нейтральний спосіб. Варка прово-диться в котлах періодичної або безперервної дії при кінцевій температурі 160-180 ° С, тиску 0,65-1,25 МПа і триває 0,2-6 ч. Ос-новних недолік - неможливість використання деревини хвойних порід.

Нейтралізований вапняним молоком гідролізат (сусло) посту-Пает в бродильне відділення. Там під дією ферментів винокурень-них дріжджів містяться в суслі гексози (глюкоза і цукру з гекса-зан) сбраживаются і утворюють етиловий спирт (етанол), а також уг-лекіслий газ, який вловлюється і використовується для отримання рідкої вуглекислоти і сухого льоду.

До останнього часу найбільшим споживачем етанолу була промисловість синтетичного каучуку. Залишки після відгону спирту (барда) містять неразложившиеся пентози, які, використовуються для вирощування кормових дріжджів, багатих на вітаміни і білком. Введення дріжджів у вигляді до-надбавки в раціон харчування тварин і птахів різко скорочує їх відмінок, по-вишает опірність захворюванням, швидкість приросту м'яса, надої, жирність молока, якість хутра і т. Д.

Піроліз деревини та кори- Деревне вугілля містить 80-97% вуглецю, при спалюванні дає вдвічі більше тепла, ніж деревина, відрізняється малою зольністю, майже не містить шкідливих домішок, має високу сорбційною здатністю. Це основний продукт піролізу. Головні області примі-вати: виробництво напівпровідників (з кристалічного кремнію) і сірковуглецю; очищення вод і розчинів (активоване парою вугілля). Жижка - розчин продуктів розкладання деревини; при відстоювання ванні утворюються два шари: верхній - водний і нижній - смоляний. З від-стойной і розчиненої в сирої Жижко смоли отримують антиокислювач бензину, антисептики (креозот) та інші продукти. З водного шару жіж-ки виділяють оцтову кислоту, метиловий спирт, ацетон і інші раство-Рітель. Скипидар знаходить широке застосування як розчинник в лакокра-соковитою промисловості, для виробництва камфори, запашних і биоло-гически активних речовин. Камфора використовується в медицині, в виробниц-стве целулоїду, лаків і кіноплівки.

Живичная, екстракційна і талловим каніфоль - найцінніший лісо-хімічний продукт. Каніфоль споживає промисловість синтетичні-ського каучуку, вона йде для проклейки паперу. Гліцериновий ефір кані-Фолі вводять до складу нітролаків. Каніфоль використовується для виготовлен-ня електроізоляційних матеріалів, в миловарній, поліграфічної, шинної і інших галузях промисловості. Дубильні речовини можна отримувати з кори верби (8-12% таннинов), їли (7-12%), модрини (10-15%), ялиці (7-15%) і недо-торих інших порід, а також з деревини дуба і каштана, які відпо-відно містять близько 5 і 7% таннинов.

У деревної зелені містяться також ефірні масла-легко летючі ароматичні речовини. Найбільша кількість ефірних масел (2,5%) міститься в пихтовой лапці; в соснової і ялинової лапці їх в 5-7 разів менше. Ефірні масла отримують з деревної зелені шляхом відгону їх з парою і подальшої конденсації. З важкої фракції соснового і ялинового ефірного масла отримують пінабін - ефективний засіб для лікування нирково-кам'яної бо-лезни. Шляхом пресування листяної і хвойної деревної зелені получа-ють багатий вітамінами і мікроелементами натуральний сік, який можна використовувати в сільському господарстві, парфумерії, медицині і пі-щевой промисловості (при виготовленні безалкогольних напоїв, мармеладу). Кора, як уже зазначалося, використовується для отримання екстрактів-них речовин, грубих кормів, кормових напівфабрикатів (з осики). Шляхом компостування з добавкою амонійних і фосфоровмісних солей кору можна перетворити в цінне добриво. Кору використовують для отримання будівельних (головним чином теплоізоляційних) плит, а при неможливості переробки - у вигляді палива.