Химическая переработка древесины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
дство медицинской субстанции. К настоящему времени химическая переработка древесины широко развита.
.2 Источники древисины
Источником древисины являются деревья, т.е. многолетние растения, имеющие хорошо выраженный ствол, корневую систему и ветви, образующие крону.
По существующей технологии при лесозаготовке от ствола отделяют пень и вершинку. В результате деревья делят на:
Ствол................................60-65%
Пень и корни...................15-30%
Ветви и вершинка...........15-20%
Стволы как первичное древесное сырье подвергаются дальнейшей механической переработке на лесоматериалы (круглые, пиленые, лущеные, строганные, колотые и измельченную древесину) разлисного назначения. Всю заготавливаемую древесину подразделяют на деловую, идущую на промышленные нужды, и дровяную, используемую как топливо.
При заготовке и переработке древисины образуются разного рода древесные отходы, которые можно рассматривать как вторичные древесные ресурсы.
Вторичные древесные ресурсы представляют собой пригодные для использования на технологические, топливно-энергетические и другие цели древесные отходы, образующиеся при заготовке, механической, химико-механической и химической переработке древесины, потреблении изделий из древесины, а также отходы обрезки деревьев.
Это может быть как сама древесина, например, в виде кусковых и мягких (стружка, опилки, древесная пыль) отходов, так и побочные продукты ее химической переработки ( органическая часть отработанных вырочных растворов, осадки сточных вод, скоп, гидролизный лигнин и т.д.).
Необходимо отметить компазиционную неоднородность древесного сырья, обусловленную неоднородностью биомассы дерева.
Биомассой дерева называют общую массу всех частей дерева.
Она представлена тремя компонентами - древесиной, корой и древесной зеленью.
Под древесиной, в данном случае, понимают освобожденную от коры части ствола, ветвей и корней дерева.
Древесная зелень включает в себя не одревесневшие побеги и листья (листву и хвою).
Эти составляющие биомассы выполняют разные функции в растущем дереве, и поэтому существенно отличаются по строению и составу. Квалифицированная переработка всех компонентов биомассы дерева требует их предварительного разделения.
.3 Состав древесины
В химическом отношении представляет собой композицию из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и экстрактивных веществ.
Целлюлоза - линейный природный полисахарид, состоящий из молекул глюкозы. Целлюлоза не растворяется в воде, щелочах, слабых кислотах, но хорошо растворима в концентрированной серной кислоте. Химическая формула- (.
Ряд физ. и химических свойств целлюлозы связан с наличием в ней свободных гидроксильных групп. Наличие таких групп придает ей свойство гигроскопичности (способности поглощать воду из воздуха) и гидрофильности (способность смачиваться водой).
Благодаря химической активности этих групп целлюлоза образует ряд своих производных: нитроцеллюлоза (продукт, используемый в качестве компонента связующих полиграф. красок); NaKMЦ (клей, используемый в полиграф промышленности).
Природная целлюлоза содержит в своем составе 6-14 тыс. элементарных звеньев. После выделения из древесины она представляет собой сильно деструктированный продукт с содержанием элементарных звеньев до 1,5 тыс. Содержание целлюлозы определяется видом растительного сырья. В древесине - 45%, во льне и хлопке - 80%, в коре - 20%.
Гемицеллюлоза -группа полисахаридов, в которую входят пентозаны ( и гексозаны (. Не растворима в воде и в неорганических кислотах низкой концентрации, но хорошо растворима в щелочах.[1]
В технической целлюлозе содержание гемицеллюлозы 10-15%. Наличие гемицеллюлозы приводит к повышению прочности целлюлозы, увеличению проклейки, но приводит к снижению непрозрачности. Отличается от целлюлозы лучшей растворимостью в растворах щелочей и способностью легко гидролизоваться кипящими разбавленными минеральными кислотамитами.
Лигнин - природный полимер ароматической структуры, имеющий нерегулярное строение.
Можно считать, что лигнин скрепляет между собой элементарное волокно и обеспечивает прочность древесины. Наличие лигнина в технической целлюлозе нежелательно, т.к. скрепляя волокно, он понижает их гибкость и не позволяет размалываться. Поэтому желательно, чтобы содержание лигнина было минимальным. Присутствие лигнина вызывает пожелтение целлюлозы - реверсия белизны. Обычно в хорошо отбеленной целлюлозе содержание лигнина составляет 0,1%, в древесине - 20-28%.
Экстрактивные вещества - продукты, которые извлекаются из древесины при ее обработке горячей или холодной водой, или горячим или холодным органическим растворителем. Их присутствие нежелательно, т.к. они вызывают появление желтых пятен на бумаге. К основным экстрактивным веществам относятся: Ксантовая камеди или ксантан (; Гуаровая камедь (; Пектин по Фреми , по Ходневу ; жиры C-O-C(O)-R | CH-О-C(O)-R | C-O-C(O)-R.
Способы производства технической целлюлозы определяются видом реагента, которым обрабатывается древесина. Процесс получения целлюлозы носит название варка. Различают 2 основных способа: 1)сульфатный и 2)сульфитный. При первом древесину обрабатывают водным раствором едкого натрия и сульфида Na (Na2S). При втором: древесину обрабатывают водным раствором сернистой кислоты (H2SO3) и ее Na-, Mg-, Ca-ми солями. Независимо от способа получения для варки используют древесину возрас?/p>