Деревина як хімічна сировина

Отримання і використовування целюлозних матеріалів. У основі цілого ряду широко вживаних матеріалів лежить целюлоза. Її можна отримати, видаливши з клітинних стінок деревини всі інші речовини. В процесі виварювання, впливаючи на деревину різними хімічними агентами, розчиняють супроводжуючі целюлозу речовини.

Промисловість випускає технічну целюлозу з різною величиною виходу продукту з сировини. Целюлоза нормального виходу (40-50% маси сировини) знаходить широке застосування в паперовому виробництві у ряді галузей хімічної промисловості. Целюлоза високого виходу (50-60%), що містить значну частину лігніну, геміцелюлоз та інших речовин, використовується для виробництва різних видів картону і паперів. Напівцелюлозу - волокнистий напівфабрикат (вихід 60-80%), що містить ще більше нецелюлозних речовин, використовують для виготовлення тарного та інших видів картону, а також низьких сортів паперу.

Гідроліз деревини. При взаємодії водних розчинів кислот з деревиною відбувається гідроліз її полісахаридної частини. Целюлоза і геміцелюлози при гідролізі перетворюються на прості цукри. Ці цукри (наприклад, глюкоза, ксилоза та ін.) можна піддавати хімічній переробці, одержуючи такі продукти, як ксиліт, сорбіт та ін. Проте гідролізна промисловість орієнтується в основному на подальшу біохімічну переробку цукрів. Сировиною для гідролізної промисловості служать головним чином відходи лісорозпилювання і деревообробки. Відходи у вигляді тирси і стружок відразу піддаються гідролізу.

При охолоджуванні гідролізату утворюється пара, з конденсату якої одержують фурфурол, що являє собою безбарвну маслянисту рідину із запахом печеного хліба. Він застосовується у виробництві пластмас, синтетичних волокон (нейлону), смол, для очищення змащувальних мастил, виготовлення медичних препаратів (фурациліну та ін.), барвників, засобів для боротьби з бур'янами, грибками і комахами. Фурфурол можна одержувати при гідролізі деревини листяних порід (берези, осики), що мають великий вміст пентозанів.

Нейтралізований вапняним молоком гідролізат (сусло) поступає в бродильне відділення. Там під дією ферментів спиртових дріжджів утворюється етиловий спирт, а також вуглекислий газ, який використовується для отримання рідкої вуглекислоти і сухого льоду. Етиловий спирт широко використовується у виробництві пластмас, плівок, лакофарбових матеріалів, лікарських препаратів.

Термічне розкладання деревини і кори. Розкладання деревини (і кори) під дією високої температури відбувається в багатьох процесах лісохімічних виробництв. Широко відомий процес сухої перегонки деревини при нагріванні її без доступу повітря. В цьому процесі відбувається піроліз деревини. В результаті піроліза утворюються тверді (вугілля), рідкі і газоподібні продукти. Деревне вугілля містить 80-97 % вуглецю. Зольність його складає всього лише 1,5%, причому вміст шкідливих домішок (сірки, фосфору та ін.) дуже малий. Деревне вугілля застосовують в металургії, особливо для виплавки кольорових металів і феросплавів; у великих кількостях його використовують для очищення промислових розчинів і стічних вод, а також для виробництва сірковуглецю, необхідного для отримання віскозного волокна і целофану. Промисловість напівпровідників використовує особливо чистий кристалічний кремній, для отримання якого необхідне деревне вугілля.

Отримання і використовування екстрактних речовин з деревини і кори. Добування смоли (живиці) з деревини хвойних порід досягається таким чином. Восени на обчищеній від грубої кори ділянці поверхні стовбура спеціальними інструментами нарізують вертикальний жолоб (рис. 15), а навесні систематично, через кожні 3-5 днів знімають направлені під кутом 30-45˚ до жолоба смужки кори і деревини, утворюючи підновки. Глибина підновок 5 мм. Рана, що наноситься дереву при підточці, називається карра.

Рис. 15. Схема підточки сосни: 1 - жолобок; 2 - підновки; 3 - карра; 4 – конічний приймач.

З перерізаних смоляних ходів живиця витікає в підновки під тиском 1-2 МПа і по жолобу прямує в приймач. Після нанесення чотирьох-п'яти підновок з конічного приймача сталевою лопаткою вибирають живицю. Сезон підточки складає 4-6 місяців. У середньому з одного соснового дерева одержують 1,5кг живиці за сезон. Найбільш смолопродуктивна сосна кримська, вона дає в 2-3 рази більше смоли, ніж сосна звичайна.

Соснова живиця містить приблизно 75% каніфолі та близько 20% скипидару, решта - вода і механічні домішки. При переробці живиці на заводах відбувається відгонка з водяним паром летючої частини - скипидару і уварювання каніфолі.

Скипидар широко застосовується як розчинник у лакофарбній промисловості, для виробництва синтетичної камфори, запашних речовин та інших продуктів. Зі скипидару одержують мастила для авіаційних двигунів.

Каніфоль використовується для виготовлення матеріалів електроізоляцій, в миловарній, поліграфічній, шинній та інших галузях промисловості.

Дата добавления: 2014-01-06